Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: принцип действия, обзор достоинств и недостатков

Поступление чистого воздуха в холодное время ведет к потребности его нагрева для оснащения правильного климата помещений. Для уменьшения расходов электрической энергии может быть применена приточно-вытяжная система вентиляции с рекуперацией тепла.

Сознание принципов ее работы даст возможность очень эффективно сделать меньше потери тепла со сбережением достаточного объема замещаемого воздуха.

Сохранение энергии в вентиляционных системах

В осенне-весенний период при вентиляции помещений большой проблемой считается большая разница температур поступить и находящегося в середине воздуха. Холодный поток устремляется вниз и выполняет неблагоприятный климат в жилых домах, офисах и на производстве или недопустимый вертикальный градиент температуры в складе.

Популярным решением проблемы считается интеграция в приточную вентиляцию калорифера, благодаря которому происходит нагрев потока. Подобная система требует затрат электрической энергии, тогда как большой объем выходящего наружу тёплого воздуха ведет к значительным теплопотерям.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Выход воздуха наружу с интенсивным паром служит индикатором значительных теплопотерь, которое можно применять на обогрев входящего потока

Если каналы притока и отвода воздуха находятся поблизости, то можно отчасти передать тепло выходящего потока входящему. Это даст возможность сделать меньше электропотребление калорифером или совсем отказаться от него. Приспособление для оснащения теплопередачи между разнотемпературными потоками газов зовется рекуператором.

В жаркий период времени, когда температура воздуха снаружи существенно превосходит комнатную, можно применять рекуператор для охлаждения входящего потока.

Приспособление блока с рекуператором

Устройство внутри систем приточно-вытяжной вентиляции с интегрированным рекуператором довольно простое, благодаря этому вероятна их самостоятельная поэлементная покупка и установка. К примеру если сборка или самостоятельную установку вызывает трудности можно купить уже готовые решения в виде стандартных моноблочных или индивидуальных конструкций которые собираются на заказ.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Стандартная схема устройства приточно-вытяжной системы вентиляции с расположенным в едином корпусе рекуператором может быть восполнена иными узлами на усмотрение потребителя

Ключевые детали и их параметры

Корпус с тепло— и звукоизоляцией исполняют в основном из стали на основе листа. На случай стенового процесса установки он должен держать давление, которое появляется при запенивании щелей вокруг блока, а еще не дозволять вибрацию от работы вентиляторов.

На случай распределенного забора и воздушного притока по самым разным помещениям к корпусу присоединяют систему воздушных каналов. Ее оборудуют клапанами и заслонками для распределения потоков.

При отсутствии воздушных каналов на отверстие притока воздуха со стороны помещения устанавливают решётку или диффузор для распределения воздушного потока. На отверстие притока воздуха со стороны улицы устанавливают воздухозаборную решётку наружного типа чтобы избежать проникания в вентиляционную систему птиц, больших насекомых и сора.

Движение воздуха дают два вентилятора осевого или центробежного видов действия. Если есть наличие рекуператора гравитационная циркуляция воздуха в большом объеме не представляется возможной из-за причины создаваемого этим узлом аэродинамического сопротивления.

Наличие рекуператора подразумевает установку фильтров небольшой чистки при входе двоих потоков. Это нужно Для снижения интенсивности засорения пылью и отложениями жира тонких каналов трубного змеевика. В другом случае для настоящего функционирования системы придется расширить частоту проведения мер по профилактике.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Фильтры небольшой чистки нужно иногда менять или очищать. В другом случае возросшее сопротивление воздуному потоку будет причиной неполадки вентиляторов

Один или несколько рекуператоров занимают ключевой объем приточно-вытяжного устройства. Их устанавливают по самому центру конструкции.

На случай типичных для территории крепких морозов и недостаточного КПД рекуператора для нагревания воздуха снаружи можно в дополнение установить калорифер. Также по потребности устанавливают увлажнитель, ионизатор и прочие приспособления для создания удачного климата в помещении.

Самые новые модели предполагают наличие электронного управляющего блока. Трудные вариации имеют функции программирования рабочих режимов в зависимости от физических показателей воздушной среды. Наружные панели имеют красивый вид, из-за чего отлично могут быть вписаны в любой дизайн помещения.

Решение проблемы появления конденсата

Охлаждение поступающего из помещения воздуха выполняет предпосылки для разгрузки влаги и появления конденсата. На случай большой скорости потока огромная его часть не успевает накапливаться в рекуператоре и выходит наружу. При медленном движении воздуха большая часть воды остается в середине устройства. Благодаря этому нужно обеспечить сбор влаги и вывод ее за пределы корпуса приточно-вытяжной системы.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Элементарным устройством для сбора и отвода конденсата считается поддон, размещенный под рекуператором с уклоном в сторону отверстия для слива

Вывод влаги делают в закрытую емкость. Ее устанавливают только в середине помещения чтобы избежать перемерзания каналов оттока при низкой температуре. Метода хорошего расчета объема получаемой воды при эксплуатации систем с рекуператором нет, благодаря этому его определяют экспериментальным путем.

Еще одно применение конденсата для увлажнения воздуха нежелательно, так как вода впитует многие загрязнители, например человеческий пот, запахи и т.д.

Существенно сделать меньше объем конденсата и избежать связанных с его возникновением проблем можно организовав отдельную вытяжку из комнаты с ванной и кухни. Собственно в данных помещениях воздух имеет самую большую влажность. Если есть наличие нескольких вытяжных систем обмен воздуха между технической и зоной для жилья нужно уменьшить при помощи установки обратных клапанов.

На случай охлаждения выходящего воздушного потока до негативных температур в середине рекуператора происходит переход конденсата в наледь, что вызывает уменьшение живого сечения потока и, как правило, – сокращение объема или полное прекращения вентиляции.

Для периодического или разового размораживания рекуператора устанавливают циркулярный насос – обходной канал для движения приточного воздуха. При пропуске потока в обход устройства происходит завершение отдачи тепла, нагрев трубного змеевика и переход наледи в состояние жидкости. Вода течет в емкость сбора конденсата или происходит ее исчезновение наружу.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Принцип устройства циркулярного насоса несложен, благодаря этому при риске образования наледи лучше предусматривать такое заключение, так как отогрев рекуператора иными вариантами сложен и длителен

При прохождении потока через циркулярный насос отсутствует нагрев приточного воздуха при помощи рекуператора. Благодаря этому при активации данного режима нужно автоматическое включение калорифера.

Специфики разных типов рекуператоров

Есть несколько конструктивно различающихся вариантов реализации теплопередачи между холодным и нагретым потоками воздуха. Любой из них имеет собственные характерные специфики, которые определяют главное предназначение для любого типа рекуператора.

Пластинчатый перекрестноточный рекуператор

В основе конструкции пластинчатого рекуператора лежат тонкостенные панели, объединенные по очереди так, чтобы менять пропуск между ними разнотемпературных потоков под угол 90 градусов. Одной из модификаций подобной модели считается приспособление с оребренными каналами для прохода воздуха. Оно владеет более большим коэффициентом теплопередачи.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Поочередный пропуск тёплого и холодного воздушного потока через пластины реализуют за счёт загиба краев пластин и заделкой соединений полиэфирной смолой

Теплообменные панели могут быть сделаны из разного материала:

  • медь, латунь и сплавы на основе алюминия владеют хорошей теплопроводимостью и не предрасположены ржавчине;
  • пластмасса из полимерного гидрофобного материала с большим коэффициентом теплопроводимости владеют небольшим весом;
  • гигроскопическая целлюлоза дает возможность проникать конденсату через пластину и попадать назад в помещение.

Недостатком имеется возможность появления конденсата при низкой температуре. Из-за причины маленького расстояния между пластинами влага или наледь значительно делают больше аэродинамическое сопротивление. На случай обмерзания нужно перекрытие входящего воздушного потока для отогрева пластин.

Плюсы пластинчатых рекуператоров такие:

  • небольшая цена;
  • длительный эксплуатационный срок;
  • длительный срок между проф-обслуживанием и простота его проведения;
  • маленькие размеры и масса.

Подобный тип рекуператора очень популярен для жилых и помещений офисов. Также его применяют и в определенных инновационных процедурах, к примеру с целью оптимизации сгорания топлива во время работы печей.

Барабанный или роторный вид

Рабочий принцип роторного рекуператора построен на вращении трубного змеевика, в середине которого размещены слои волнистого металла, обладающего высокой теплоемкостью. В результате взаимного действия с выходящим потоком происходит нагрев сектора барабана, который потом отдает тепло поступающему воздуху.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Мелкоячеистый трубный змеевик роторного рекуператора подвластен засорению, благодаря этому очень тщательно необходимо отнестись к высококачественной работе фильтров тонкой чистки

Преимущество роторных рекуператоров такие:

  • достаточно большой коэффициэнт полезного действия если сравнивать с конкурирующими типами;
  • возврат большого числа влаги, какая в виде конденсата остается на барабане и выветривается при контакте с поступающим воздухом без водяного пара.

Данный тип рекуператора редко применяют для строений жилого типа при поквартирной или коттеджной вентиляции. Нередко его используют в больших котельных установок для возврата тепла к печам либо для обширных помещений промышленного или развлекательного назначения.

Однако у данного типа устройств есть серьёзные недостатки:

  • относительно трудная конструкция с наличием двигающихся частей, включающая электрический мотор, барабан и ременой привод, что требует непрерывного обслуживания;
  • повышенный параметр шума.

Порой для устройств данного типа можно повстречать термин «регенеративный трубный змеевик», что намного правилнее чем «рекуператор». А дело все в том, что несущественная часть воздуха который выходит проникает обратно из-за причины плохого прилегания барабана к корпусу конструкции.

Это налаживает добавочные ограничения на возможность применения устройств данного типа. К примеру, в виде теплоносителя нельзя применять грязный воздух от печей теплоснабжения.

Система на основе трубок и кожуха

Рекуператор трубчатого типа состоит из размещенных в теплоизолированном кожухе системы тонкостенных трубок малого диаметра, по которой происходит приток воздуха снаружи. По кожуху делают вывод тёплой массы воздуха из помещения, которая греет входящий поток.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Вывод тёплого воздуха нужно воплощать в жизнь именно по кожуху, а не через систему трубок, так как удалить конденсат из них нереально

Важные достоинства трубчатых рекуператоров такие:

  • большой коэффициэнт полезного действия, благодаря противоточному принципу движения теплового носителя и поступающего воздуха;
  • конструкционная простота и отсутствие двигающихся частей обеспечивает небольшой уровень шума и нечасто появляющуюся надобность в обслуживании;
  • длительный эксплуатационный срок;
  • самое меньшее сечение среди различных типов устройств рекуперации.

Трубки для устройства данного типа применяют или легкосплавные железные или, что реже, – полимерные. Данные материалы не гигроскопичны, благодаря этому при существенной температурной разнице потоков возможно образовании интенсивного конденсата в кожухе, что требует конструктивного решения по его удалению. Очередным минусом является то, что железная начинка владеет большим весом, несмотря на маленькие размеры.

Конструкционная простота трубчатого рекуператора выполняет данный тип устройств распространенным для самостоятельного изготовления. В качестве внешнего кожуха в большинстве случаев применяют трубы из пластика для воздушных каналов, теплоизолированные пенополиуретановой скорлупой.

Приспособление с промежуточным тепловым носителем

Порой приточный и вытяжной воздуховоды размещены на определенном расстоянии один от одного. Подобная ситуация может появиться из-за причины особенностей технологии строения или санитарных требований по надежному разделению потоков воздуха.

В данном варианте применяют переходный тепловой носитель, циркулирующий между воздушными каналами по изолированному трубопроводу. В качестве среды для теплопередачи применяют воду или водно-гликолевый раствор, циркуляцию которого дают работой насоса.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Рекуператор с промежуточным тепловым носителем собой представляет рельефное и элитное приспособление, чье использование экономически оправдано для помещений с большим площадями

В случае если есть возможность применять другой вид рекуператора, то прекрасный вариант не использовать систему с промежуточным тепловым носителем, так как она владеет следующими серьёзными недостатками:

  • невысокий КПД если сравнивать с другими типами устройств, благодаря этому для маленьких помещений с небольшим расходом воздуха данные устройства не используют;
  • большой объем и вес всей системы;
  • надобность добавочного электрического насоса для циркуляции жидкости;
  • очень высокий шумовой фон от работы насоса.

Есть модификация данной системы, когда взамен циркуляции принудительного типа теплообменной жидкости применяют среду с невысокой точкой кипения, к примеру фреон. В данном варианте движение по контуру возможно по настоящему, но исключительно в случае если приточный воздушный канал размещен над вытяжным.

Подобная система не просит внеочередных затрат электрической энергии, но работает на обогрев лишь при значительном температурном перепаде. Более того, нужна правильная настройка точки изменения агрегатного состояния теплообменной жидкости, которая может быть воплощена способом создания необходимого давления или конкретного химического состава.

Ключевые техпараметры

Зная требуемую продуктивность вентиляционные системы и КПД теплопередачи рекуператора легко высчитать экономию на обогреве воздуха для помещения при определенных условиях климата. Сопоставив возможную выгоду с затратами на приобретение и обслуживание системы можно обдуманно выбрать в пользу рекуператора или типового калорифера.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Нередко изготовители оборудования рекомендуют линейку моделей, в которой вентблоки с идентичным функционалом выделяются объемом обмена воздуха. Для помещений жилого фонда такой параметр стоит рассчитывать согласно таблице 9.1. СП 54.13330.2016

КПД

Под показателем полезного действия рекуператора знают результативность передачи тепла, которую рассчитывают по следующей формуле:

K = (Тп – Тн) / (Тв — Тн)

В которой:

  • Тп – температура поступающего воздуха в середину помещения;
  • Тн – температура воздуха снаружи;
  • Тв – температура окружающей среды в помещении.

Самое большое значение КПД при штатной скорости воздушного потока и определенном режиме температур указывают в техдокументации устройства. Его настоящий показатель будет немного меньше. На случай самостоятельного изготовления пластинчатого или трубчатого рекуператора для достижения самой большой эффективности передачи тепла следует придерживаться таких правил:

  • Лучший теплообмен дают противоточные устройства, потом перекрестноточные, а самую маленькую – с однонаправленным движением двоих потоков.
  • Интенсивность теплопередачи зависит от материала и толщины стенок, разделяющих потоки, а еще от продолжительности нахождения воздуха в середине устройства.

Зная КПД рекуператора можно высчитать его энергетическая эффективность при разных температурах наружного и внутреннего воздуха:

Е (Вт) = 0,36 х Р х К х (Тв – Тн)

где Р (м3/час) – расход воздуха.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

Расчет эффективности рекуператора в денежном эквиваленте и сопоставление с затратами на его приобретение и монтаж для в два этажа загородного дома общей площадью 270 м2 демонстрирует правильность установки подобной системы

Стоимость рекуператоров с большим коэффициентом полезного действия очень большая, они имеют трудную конструкцию и существенные размеры. Порой можно обойти данные проблемы установкой нескольких более обычных устройств так, чтобы воздух который поступает постепенно проходил через них.

Продуктивность системы вентиляции

Объем пропускаемого воздуха устанавливается статическим давлением, которое зависит от мощности вентилятора и ключевых узлов, создающих аэродинамическое сопротивление. В основном, точный его расчет невозможен из-за сложности математической модели, благодаря этому для стандартных моноблочных конструкций проводят экспериментальные исследования, а для индивидуальных устройств выполняют выбор элементов.

Мощность вентилятора следует подбирать с учетом пропускной способности устанавливаемых рекуператоров любых видов, какая в техдокументации указана как рекомендованная быстрота потока или объем пропускаемого устройством воздуха за единицу времени. В основном, допустимая скорость воздуха в середине устройства не превышает значения 2 м/с.

В другом случае на больших скоростях в нешироких элементах рекуператора происходит внезапный рост аэродинамического сопротивления. Это ведет к лишним затратам электрической энергии, неэффективном прогреве воздуха снаружи и сокращения служебного срока вентиляторов.

приточно-вытяжная, вентиляция, рекуперация, тепло, обзор

График зависимости потери давления от скорости воздушного потока для нескольких моделей рекуператоров большой производительности демонстрирует нелинейный рост сопротивления, благодаря этому следует придерживаться требований по рекомендуемому объему обмена воздуха указываемых в техдокументации устройства

Изменение направления воздушного потока выполняет добавочное аэродинамическое сопротивление. Благодаря этому при моделировке геометрии воздушного канала в середине помещения будет лучше уменьшить кол-во поворотов труб на величину 90 градусов. Диффузоры для рассеивания воздуха также делают больше сопротивление, благодаря этому будет лучше не применять детали с непростым рисунком.

Грязные фильтры и решётки создают существенные помехи движению потока, благодаря этому их нужно иногда очищать или менять. Одним из прекрасных способов оценки засоренности считается установка датчиков, отслеживающих перепад давления на участках до фильтра и после него.

Нужное видео по теме

Рабочий принцип роторного и пластинчатого рекуператора:

Замер КПД рекуператора пластинчатого типа:

Промышленные и бытовые вентиляционные системы с интегрированным рекуператором доказали собственную энергоэффективность по сохранению тепла в середине помещений. В настоящий момент существует очень много предложений по продаже и установке подобных устройств как в виде готовых и опробованных моделей, так и по личному заказу. Сделать расчет нужных показателей и сделать монтаж можно лично.

Оставить комментарий

Яндекс.Метрика