Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: принцип действия системы и виды рекуператоров

Что представляет собой вентиляция с рекуперацией 

Вентиляция в помещениях может быть естественной, принцип действия которой основан на природных явлениях (самопроизвольный тип) или на воздухообмене, обеспечиваемом специально выполненными отверстиями в здании (организованная вентиляция). Однако в данном случае, несмотря на минимальные материальные затраты, зависимость от сезона, климата, а также отсутствие возможности очищать воздух не позволяют полностью удовлетворить потребности людей.

Искусственная вентиляция позволяет обеспечить находящимся в помещениях более комфортные условия, но ее устройство требует определенных финансовых вложений. Она к тому же достаточно энергозатратна. Чтобы скомпенсировать плюсы и минусы обоих видов вентиляционных систем чаще всего используется их комбинирование.

Любая искусственная вентиляционная система по своему назначению подразделяется на приточную или вытяжную. В первом случае оборудование должно обеспечивать принудительную подачу воздуха в помещение. При этом отработанные воздушные массы выводятся наружу естественным путем. 

Ознакомьтесь с видами вытяжек без отвода в вентиляцию, а также с их обзором и правилами выбора, в специальной статье на нашем портале.

Основные элементы приточной системы: 

• воздуховоды, по которым передвигается воздух;
• вентиляторы, отвечающие за его приток;
• звукопоглотители;
• фильтры;
• воздухонагреватели, которые обеспечивают подачу воздуха определенной температуры, что особенно важно в холодное время года.

Помимо перечисленного, система может комплектоваться дополнительными модулями для обеспечения комфортного микроклимата. 

Вытяжная система, функционирующая одновременно с естественной вентиляцией, предназначена для удаления отработанных воздушных масс. Основной компонент такого оборудования — вытяжные вентиляторы. 

Оптимальный вариант устройства вентиляции — приточно-вытяжное оборудование, установка которого помогает создать в помещениях необходимые для людей условия. Особенно полезна такая схема в зданиях, отделочные материалы которых не обладают паропроницаемостью, что сегодня не является редкостью.

В работе приточно-вытяжной вентиляции есть один существенный недостаток — наружу выводится нагретый воздух, а поступают воздушные массы, имеющие температуру внешней среды. Для подогрева расходуется большое количество электроэнергии (особенно это ощутимо в холодный период). Чтобы сократить неоправданные расходы, применяются рекуператоры. 

Рекуперация (применительно к вентиляции) — возврат части тепловой энергии выводимого воздуха в помещении для использования в технологическом процессе. Она может использоваться в централизованных и локальных системах.

Процесс рекуперации осуществляется в специальных теплообменниках (рекуператорах), к которым подведены приточные и вытяжные каналы. Воздушные массы, выводимые из помещения, проходя по рекуператору, отдают часть тепла поступающему с улицы воздуху, но с ним не смешиваются. Подобная схема позволяет существенно снизить затраты на подогрев приточного воздушного потока. 

Устанавливаться рекуператоры могут на различных участках здания: потолках, стенах, полу или на крыше. Их можно монтировать и снаружи здания. Оборудование представляет собой или моноблок, или отдельные модули.

При проектировании вентиляционной системы учитываются многие факторы: 

• габариты и количество помещений;
• назначение строения;
• расход воздуха.

От этого и от типа выбранного рекуператора зависит эффективность устанавливаемой системы. КПД при использовании рекуперации тепловой энергии может варьироваться в пределах 30…90%. Но даже установка оборудования, характеризующегося минимальной эффективностью, приносит ощутимую выгоду.  

Узнайте, как установить кухонную вытяжку с выводом в вентиляцию своими руками, в специальной статье на нашем портале.

Как устроена циркуляция воздушных масс при установке приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором: 

• при помощи воздухозаборников воздух забирается из помещения и по воздуховодам утилизируется наружу;
• до выхода из здания воздушный поток проходит через рекуператор (теплообменник), оставляя там часть тепловой энергии;
• через тот же рекуператор направляется холодный воздух, поступающий из вне, который нагревается теплом и подается в помещение.

Важно! В противовес рекуперации тепла в теплое время используется рекуперация холода, с помощью которой поступающий в помещение теплый воздух с улицы, наоборот, охлаждается. 

Преимущества использования рекуператоров для вентиляции

Несмотря на то, что приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла обойдется дороже, чем более примитивное оборудование, а тем более устройство естественного воздухообмена, экономия энергоресурсов в данном случае, а также отличный микроклимат в помещениях оправдывают ее установку.

Воздухообмен при использовании рекуперации характеризуется постоянством. Он не зависит от капризов погоды, времени года и разницы температур вне помещения и внутри его. В помещение поступает чистый воздух. Для этого устанавливаются фильтры, задерживающие до 90% пыли и других взвешенных частиц. 

Эксплуатационный срок подобной техники достаточно большой. Существенно продлить его поможет регулярное обслуживание, включающее смену расходных элементов (они довольно бюджетны).

Наряду с весомыми преимуществами, вентиляционная система с рекуперацией тепла, как и любое оборудование, обладает некоторыми недостатками.  

Отпугнуть потенциальных клиентов может необходимость высоких первоначальных инвестиций. Однако окупается такое оборудование достаточно быстро — в течение 3…5 лет. Помимо этого, проблемы при эксплуатации техники может доставить образование на стенках рекуператора конденсата. При низких температурах это чревато обледенением прибора, что приводит к снижению эффективности его работы или даже к поломке (чем больше разность между температурой снаружи и внутри строения, там выше риск появления на рекуператоре конденсата). Шум, производимый некоторыми моделями работающих теплообменников, также приносит определенное неудобство. Выходом из положения станет приобретение оборудования с хорошей звукоизоляцией.

В любом случае оправданием установки дорогостоящей системы станет ее эффективность, то есть экономия энергоресурсов при надлежащем уровне комфорта для людей, создаваемом этой техникой. 

Устанавливается приточно-вытяжная вентиляция с функцией рекуперации на объектах различного назначения: в частных жилых строениях, в общественных зданиях, в офисах, на производстве и складах.

Сегодня, когда энергоэффективность материалов, техники, различных устройств выходит на лидирующие позиции, ПВВ с рекуператорами становятся все более актуальной. В европейских странах она давно стала устанавливаться повсеместно, тогда как у нас пока не получила широкого распространения. 

Видео – Монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла

Виды вентиляционного оборудования с рекуперацией

Сегодня производителями представлен широкий ассортимент вентиляционного оборудования с рекуперацией. Оно может быть центральным, предназначенным для обслуживания всего строения, или децентрализованным. Такие системы устанавливают в отдельных помещениях. Мощность агрегатов также различается.  

Основная классификация техники производится по типу теплоносителя (жидкости или пара), а также по конструктивным особенностям. 

Существует несколько видов рекуператоров: пластинчатые, роторные, тепловые трубки и др. 

Пластинчатые

Такие рекуператоры могут быть перекрестными и противоточными. Первый вариант относится к наиболее распространенному типу оборудования. Его КПД может доходить до 65%. Агрегат устроен таким образом, что обеспечивается практически полная герметичность, защищающая от смешивания выводящегося и подающегося воздуха. Увеличение КПД может быть достигнуто путем последовательной установки двух рекуператоров или монтажа перекрестно-противоточного устройства.

Теплообменник может быть выполнен из нескольких видов материалов. Какие из них наиболее часто применяются при изготовлении агрегатов?

1. Алюминий. Для разделения потоков воздуха используется фольга из алюминия. Одним из преимуществ устройств является их бюджетность. Часто используется и возможность их установки для организации циркуляции воздуха в бассейнах. Однако потенциального потребителя может остановить периодические обмерзания, для устранения чего требуется дополнительно обогревать оборудование. Понятно, что из-за этого повышаются затраты на электричество.
2. Пластик. Достоинства пластмассового агрегата — практически такие же, как и у алюминиевого аналога. А КПД их выше. Но пластик не относится к прочным и надежным материалам.
3. Целлюлоза. Перегородки, выполненные из этого материала, впитывают влагу. Поэтому в помещение поступает воздух, не только подогретый, но и увлажненный.

Теплообменник с бумажными пластинами практически не обмерзает, соответственно, не нужно тратить время и электроэнергию на оттаивание. Конечно, циркуляция воздуха в помещениях с повышенной влажностью устройствами этого типа не осуществляется.

Цены на различные виды пластинчатых рекуператоров

Видео – Роторный регенератор или пластинчатый рекуператор?

Роторные

Конструктивно такие рекуператоры представляют собой вращающийся ротор (цилиндр из профилированного металла), являющийся накопителем тепла, который устанавливается перпендикулярно движению входящих и выходящих воздушных масс. Утилизируемый воздух оставляет тепло в секторе ротора, через который движется. При вращении происходит передача тепловой энергии приходящему воздуху. Сам сектор в это время охлаждается.

КПД агрегатов роторного типа может доходить до 80%. Преимуществами оборудования также считаются небольшое аэродинамическое сопротивление и скромные габариты рекуператора. Вместе с теплом роторные устройства способны передавать влагу. Для помещений, в которых сухость воздуха нежелательна, этот вариант — оптимальный.

Устроить полную изоляцию воздушных потоков друг от друга в таких рекуператорах не получается (это технически невозможно). Для изменения скорости вращения ротора используются преобразователи частоты, что позволяет проводить регулировку продуктивности теплового обмена. 

Роторные агрегаты, хотя и очень энергоэффективные, но стоят прилично. При выборе этого вида оборудования необходимо также учитывать, что из-за использования в конструкции движущихся элементов обслуживание рекуператоров необходимо проводить чаще, и оно более серьезное. Роторные модели не используются, если в выходящем воздухе содержатся летучие, сильно пахнущие вещества. 

Цены на различные виды роторных рекуператоров

Видео – Роторный рекуператор Zencha

Тепловые трубки

Эти рекуператоры состоят из герметично запаянных трубок, внутри которых находится жидкость, способная закипать при температуре около 0 градусов. Нижний конец трубок подводится к выводимому потоку, верхний — к подающемуся. При прохождении теплого воздуха жидкость закипает, пар поступает в верхний сегмент и нагревает проходящий воздух. После этого конденсат оседает вниз и процесс возобновляется. Устанавливается теплообменник или вертикально, или под небольшим углом. 

Рекуператоры этого типа характеризуются невысоким коэффициентом полезного действия. Но отсутствие движущихся элементов облегчает обслуживание. 

Гликолевые

Рекуператоры представляют собой два теплообменника, один из которых находится в приточном канале, а второй — в вытяжном, соединенные трубопроводами. По ним движется теплоноситель — этиленгликолевый раствор. Устанавливать такой рекуператор можно как вертикально, так и горизонтально. Потоки при данной конструкции не смешиваются друг с другом. КПД оборудования варьируется в пределах 50…80%. 

Таблица. Сравнение рекуператоров разных типов. 

Цены на различные виды приточно-вытяжных вентиляций с рекуперацией

Видео – Вентиляция с рекуперацией в каркасном доме

На что следует обращать внимание при выборе рекуператора

На рынке представлена большая линейка рекуператоров. Не стоит слепо доверять обещаниям изготовителя продукции или маркетинговым хитростям продавца. Многие обещают КПД представленного оборудования, доходящий до 99%, или возможность эксплуатации при -50 градусов. Нужно представлять, что оптимальную эффективность агрегаты демонстрируют при температуре окружающего воздуха, не превышающую -10 градусов. При более низких показателях КПД снижается вследствие обмерзания. 

Основные моменты, на которые необходимо обращать внимание: 

• материал, из которого изготовлен рекуператор, толщину корпуса, наличие дополнительной изоляции;
• вентиляционный напор и мощность;
• возможность использования в помещениях различного назначения, тип удаляемой среды;
• степень автоматизации оборудования;
• особенности технического обслуживания;
• габаритные размеры;
• стоимость агрегатов.

Чтобы грамотно устроить циркуляцию воздуха, необходимо разработать проектную документацию, учитывающую особенности помещения и специфику его эксплуатации, выбрать подходящее оборудование, качественно провести монтаж агрегатов и пуско-наладку.

Если все основные этапы выполнены профессионально, установленное оборудование будет в течение долгого срока обеспечивать хорошие условия для находящихся в помещении людей. 

Запахи от готовящейся пищи не попадут в жилые комнаты, если вытяжка над газовой плитой подобрана по мощности и установлена правильно. Данных приборов сегодня на рынке представлено большое количество, и все они имеют разные эксплуатационные характеристики. На нашем сайте вы найдете информацию о том, как устроена вытяжка и как сделать правильный выбор оборудования для вашей кухни.

Видео – Приточно вытяжная вентиляция с рекуперацией в квартире