Многие считают, что рекуператор воздуха для квартиры - необязательный предмет, без которого вполне можно обойтись. Как может приточно-вытяжная вентиляция сократить расходы на отопление, если весь дом подключен к центральной сети? На самом деле, затраты снизить и не удастся, но получится сохранить тепло. Помимо этого рекуператор выполняет ряд других, не менее важных задач. Каких - читайте в нашей статье.
Квартирный проветриватель российского производства мощностью 32 Вт/ч и максимально высоким КПД 91%. Показатели воздухообмена приточные 115 куб.м/ч, вытяжные - 105 куб.м/ч, в ночном режиме 25 куб.м/ч. Пользователи жалуются на то, что рекуперация неэффективная, воздух не успевает подогреваться даже до комнатной температуры, но что касается вентиляции, здесь все выставляют максимальные оценки.
Приточно-вытяжная установка с пластинчатым теплообменников, перегоняющая за час более 200 куб.м воздуха. Предназначается для жилых домов, офисов, небольших производственных помещений. Очищает эффективно воздух от пыли и всех загрязнений, подсушивает его и ионизирует.
Мощность 70 Вт. На приток и вытяжку установлены фильтры тонкой очистки класса F5 (EU5). Система самодиагностики.
ВИДЕО: Самый простой и дешевый способ проветривать помещения с закрытыми окнами
Вопросы, рассмотренные в материале:
Каждый человек, разумеется, по-своему представляет, как должно быть обустроено комфортное жильё. Для одного первостепенное значение будет иметь внешний вид, интерьер помещений, другой же посчитает самым важным различные удобства. Но чему бы мы ни отдавали предпочтение, в любом случае большинство согласится, что для того, чтобы жильё называлось комфортным, необходимо, чтобы в нём была оптимальная температура - в холодное время года тёплая, а в жаркую погоду - прохладная.
Конечно, как бы мы ни создавали такие условия, они всегда связаны с определёнными затратами. Мы можем использовать устройства вроде кондиционеров, вентиляторов, обогревателей. Кто-то предпочтёт осуществить ремонт таким образом, чтобы сделать помещения герметичными. И такой ход действительно позволит сберечь внутреннюю температуру, Но нельзя забывать, что в подобных случаях не избежать одной серьёзной неприятности - жильё перестанет проветриваться, так что ни о каком комфорте речь уже идти не будет. Единственный выход - сделать вентиляцию, чтобы обеспечить движение воздуха. Кто-то, возможно, обеспокоится о том, не возникнут ли в связи с этим дополнительные расходы на электроэнергию. Но они даже снизятся, если ваш выбор - вентиляция с рекуперацией тепла для частного дома, квартиры или промышленного объекта. Что это такое, как работает? Об этом и многом другом расскажет данная статья.
Вентиляция дома с рекуперацией тепла - это одна из систем принудительной вентиляции. В ней, как правило, предусматривается подогрев воздуха. Такую функцию частично выполняет рекуператор - устройство, предназначенное для подогрева воздуха, хотя основной обогрев обеспечивается не им, а за счёт воздухонагревателя.
Конечно, вы могли никогда не слышать о приточной или вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла, но это вовсе не означает, что она - изобретение новое. Скорее всего, вас вводит в заблуждение латинское слово «рекуперация», которое на русский можно перевести как «возврат того, что затратили». Это раскрывает всю суть: рекуператор - это особый теплообменник, то есть устройство, вполне распространённое в вентиляционных системах, хотя в России это используется ещё не так часто, как за границей. Как же происходит рекуперация вентиляции частного дома или квартиры? Давайте рассмотрим её подробнее.
Рекуперация тепла - это возврат тепла, выходящего из помещения. Суть в том, что есть входящий и выходящий воздушные потоки. При этом тот воздух, что выходит из помещения, подогревает встречный за счёт теплообмена. Так происходит в холодное время года, а в жаркие дни, например, летом, исходящий воздух наоборот охлаждает входящие потоки. Но в таких ситуациях правильнее говорить уже про рекуперацию холода .
Очевидно, что такая процедура необходима для того, чтобы пользователь экономил имеющиеся средства, ведь когда вентиляция не оснащена рекуперацией, много тепла уходит на улицу вместо того, чтобы повторно использоваться в помещении. Соответственно, увеличиваются счета за отопление, поскольку, по сути, мы отапливаем улицу, расходуя непомерное количество тепла ни для чего. Именно для того, чтобы избежать подобного расточительства и колоссальных счетов, и стоит задуматься об установке вентиляции с рекуперацией тепла. Ведь так вы возвращаете воздух, который нагрели, не позволяете теплу покинуть помещение, экономите деньги.
Неудивительно, что вентиляция с рекуперацией становится всё популярнее и классическим вариантам вентиляционных систем нечего противопоставить подобной конструкции. Это логично, ведь принудительная вентиляция с рекуперацией стоит ненамного дороже обычной, а её обслуживание и вовсе элементарно. В связи с этим многие предпочитают забыть о климатическом оборудовании, которое некогда позиционировалось как самое эффективное в сочетании с вентиляционными системами. Рекуперация значительно выгоднее и в плане рационального использования электроэнергии, и в плане экономии расходов за отопление. Её дешевизна сопоставляется с затратами на освещение энергосберегающими лампочками.
Чем ещё привлекает потребителей система приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией воздуха?
Во-первых , такие устройства имеют небольшие габариты.
Во-вторых , они не портят интерьер.
В-третьих , они имеют низкий уровень шума.
В-четвёртых , при минимуме затрат мы получаем максимум эффективности работы.
Пользуются они спросом и в общественных заведениях, среди которых можно перечислить следующие:
Возможен проект системы вентиляции с рекуперацией частного дома, многоэтажного здания и т.д. Разнообразие подобных устройств позволяет подобрать их на любой случай. Различная мощность таких конструкций дает возможность найти вариант даже для зданий, в которых имеется жилой цокольных этаж.
Важно понимать, что приточная вентиляция с рекуперацией тепла для квартиры или дома - это принудительная система. От естественной её отличает наличие вентиляторов, которые обеспечивают движение воздушных потоков в любое удобное время и не зависят от внешних факторов, таких как тяга, появляющаяся из-за разницы в температурах.
Схема вентиляции с рекуперацией
Как мы уже не раз отмечали, главное преимущество такой системы - это возможность управлять взаимодействием притока и отвода воздуха. За счёт этого мы значительного снижаем теплопотери вентиляции, хотя продолжаем насыщать помещение свежим воздухом.
Теперь поговорим подробнее о каждом из преимуществ систем вентиляции с рекуперацией.
Эффективность . Естественное удаление воздуха - это не всегда удобное решение, ведь мы становимся зависимыми от обстоятельств, условий окружающей среды, разницы в температурах. В связи с этим намного проще пользоваться системой вентиляции с рекуперацией, способной принудительно гонять воздух. Простой пример принудительной вентиляции - это кухонная вытяжка. Более сложные устройства способны, ко всему прочему, избавляться ещё и от лишней влаги. Но это простое вытяжное оборудование. В нашем же случае есть идёт о приточно-вытяжных системах, способных организовать движение воздушных потоков сразу в оба направления, смешивать их и образовывать нужные температуры для комфортного пребывания человека в помещении, то есть осуществлять рекуперацию воздуха.
Выгодность. Следует отметить, что системы с рекуперацией способны окупить свою стоимость за счёт экономии на отоплении и электроэнергии. Расходы ощутимо снижаются, иногда в 5 раз, то есть вы уже платите на 80% меньше, чем обычно. Поинтересуйтесь у знакомых, во сколько им обходится отопление загородного дома, если у вас такого нет. Цифры окажутся внушительными. Представьте, сколько средств способна сэкономить вентиляция с рекуперацией. В случае износа недорогих элементов можно их заменить без негативных последствий. В тёплое время года вы сможете экономить на климатическом оборудовании, попутно снижая выбросы в атмосферу вредных веществ. Да, даже с точки зрения экологии вы наносите природе уже значительно меньше ущерба, ведь, ко всему прочему, снижаете нагрузку на сеть. И пусть вам не кажется, что один человек это слишком мало. Во-первых, это довольно серьёзные объёмы энергии. Во-вторых, людей, которые переходят на вентиляцию с рекуперацией, с годами всё больше.
Практичность . Системы вентиляции с рекуперацией, как правило, малогабаритны, а значит, удобны при монтаже. Расположить такое оборудование можно в санузле, и в шкафу, и встроить в потолок. Моделей сегодня огромное множество, на все вкусы. Так что вам не придётся беспокоиться на счёт интерьера.
Рекуператор - это теплообменник, хотя и особый. Он соединён с каналами вентиляции, которые производят вытяжку и приток воздуха. Грязный воздух из помещения отдаёт тепло поступающим потокам, то есть, производится процедура рекуперации.
Пластинчатые рекуператоры отличаются от обычного тем, что препятствуют смешиванию воздуха. В них рекуперация производится несколько иначе. Ряд пластин находятся близко друг к другу, за счёт чего воздух может, не соприкасаясь, передавать тепло. Материл в таких системах вентиляции - это, как правило, алюминиевая фольга, известная своей теплопроводностью. Встречаются изделия из пластика. Они дороже, но эффективнее.
Вентиляция с рекуперацией, выполняемой при помощи пластинчатых теплообменников, часто страдает из-за наледи. Дело в том, что поверхности рекуператора покрываются льдом из-за конденсата. Это не самым благоприятным образом сказывается на качестве работы устройства. И тогда обладателю вентиляции с рекуперацией приходится изощряться, чтобы заставить наледь растаять. Соответственно, тратится и время, и усилия, и электроэнергия.
Тем не мене, некоторые разработчики предусмотрели, как обеспечить защиты вентиляции с рекуперацией от наледи. Для этого придумана технология, которая нагревает входящий поток воздуха до той температуры, при которой конденсат уже просто не может замёрзнуть.
К слову, это не единственный выход. Другие разработчики предложили оснащать системы вентиляции с рекуперацией кассетами из гигроскопической целлюлозы. Мы экономим на подогреве воздуха, так как такая целлюлоза сама впитывает влагу, а потом возвращает её на выходе. Но использовать их можно только в тех случаях, когда нет переувлажнения воздуха.
Роторные рекуператоры. В системах вентиляции с рекуперацией, использующих эти устройства, воздух смешивается. Принцип работы следующий: металлический ротор вращается, обеспечивая движение воздуха наружу и внутрь. Скорость вращения, как правило, регулируется.
Как ясно, рекуперация в данном случае имеет ряд недостатков, например, она обходится намного дороже из-за наличия элементов, со временем выходящих из строя. Но высокие показатели эффективности, достигающие 90%, способствуют популярности таких изделий.
В сущности, целесообразность приобретения такого устройства во многом зависит от эффективности организации рекуперации воздуха. Качественное изделие обычно способно себя окупить.
Рекуператоры с промежуточным теплоносителем . Это устройство имеет два отсека, разделённых ёмкостью жидкостью, способной передавать тепло от исходящего входящему воздуху.
Разумеется, рекуперация в данном случае устроена очень безопасно, ведь загрязнения не передаются между потоками. Предусмотрена регулировка скорости. Износ маловероятен. Но недостатком является низкая эффективность, составляющая от 45 до 60%.
Камерные рекуператоры . Заслонка делит отсек на две половины. Вращаясь, она меняет местами воздушные потоки. Изменение температуры происходит от стенок камеры.
Хотя рекуперация воздуха в данном случае имеет высокий показатель эффективности - от 70 до 80%, а износ маловероятен, здесь свойственна передача грязи и неприятных запахов.
Тепловые трубки . Это устройство для рекуперации создано из герметично соединённых трубок. В них находится вещество, которое способствует изменению температуры воздуха. Чаще всего это какой-нибудь из фреонов.
Замкнутость позволяет избежать утечек вещества. Оно просто перетекает в разные стороны трубки. Эффективность такого оборудования находится в районе 50 – 70%.
О чём следует помнить, выбирая вентиляцию с рекуперацией? Купить надо такое оборудование, чтобы не пожалеть, так что спросите продавца о следующих нюансах:
Первым делом задайте продавцу следующие вопросы:
Тут вам потребуется специалист, способный произвести подробный расчёт, исходя из особенностей вашего помещения. Понятно, что купить приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла для квартиры и трёхэтажного дома - не одно и то же.
Тут вам снова потребуется консультация специалистов. Важно не просто ограничиться какими-то общими характеристиками, указанными в таблице из Интернета, а произвести подробный расчёт, например, учитывающий количество изгибов в воздуховоде и многие другие нюансы. Соотношение расхода воздуха и сопротивления системы - один из самых главных факторов выбора.
Заметьте - мы говорим «коэффициенты», а не «коэффициент». Почему? Неужели он не один. На самом деле нет. Есть заявленный - это некоторое усреднённое значение. А есть реальный КПД, который является объективным показателем. От чего же он зависит. Факторов множество. Тут и влажность и воздуха, и то, как организована система, и температуры внутри и снаружи.
Что ещё следует учесть, выбирая рекуператор для вентиляции?
Теперь поговорим о том, как выполнить монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией. Начнём с того, как выбрать наиболее подходящее место для установки.
Собственно, эти советы по монтажу вентиляции с рекуперацией воздуха не могут быть применены во всех без исключения случаях. Вполне возможно, что у вас имеются другие условия и места, где можно оборудовать подобную систему. Многое зависит от планировки здания и габаритов оборудования.
Забор воздуха для вентиляции с рекуперацией лучше оборудовать с той стороны, где ветер бывает реже. Это позволит избежать пыли и мусора, либо, как минимум, снизить их количество. При этом важно убедиться, что поблизости нет дымоходов, труб и любых других мест, откуда может выходить нежелательный воздух.
Установка . Крайне не рекомендуется производить монтаж вентиляции с рекуперацией воздуха самостоятельно. Это рискованное предприятие, которое может привести к неприятным последствиям. Если вы читаете данную статью, то вряд ли являетесь специалистом в области установки вентиляции с рекуперацией, так что мы рекомендуем обратиться за помощью к профессионалам.
На этом всё. Надеемся, что материал оказался для вас полезным!
P.S. Вы всегда можете позвонить в компанию «Формула Климата », и наши специалисты проконсультируют вас по всем возникшим вопросам.
Многие здания, которые строятся в настоящее время, как промышленные, так и жилые, имеют очень сложную инфраструктуру и проектируются с максимальным упором на энергосбережение. Поэтому безустановок таких систем, как систем общеобменной вентиляции воздуха, систем дымозащиты и систем кондиционирования воздуха, обойтись невозможно. Для обеспечения эффективной и продолжительной службы вентиляционных систем, необходимо качественно запроектировать и установить систему общеобменной вентиляции воздуха, систему дымозащиты и систему кондиционирования воздуха. Монтаж такого оборудования любого типа должен производиться с обязательным соблюдением определенных правил. А по техническим характеристикам она должна соответствовать объему и типу помещения, в котором будет эксплуатироваться (жилое здание, общественное, промышленное).
Большое значение имеет правильная эксплуатация систем: соблюдение сроков и правил проведения профилактических осмотров, планово-предупредительных ремонтов, а также правильная икачественная наладка вентиляционного оборудования.
На каждую систему вентиляции в Москве, принятую в эксплуатацию, составляется паспорт и эксплуатационный журнал. Паспорт составляется в двух экземплярах, один из которых хранится на предприятии, а другой в службе технадзора. В паспорт вносятся все технические характеристики системы, сведения о проведенных ремонтных работах, к нему прилагаются копии исполнительных чертежей вентиляционного оборудования. Кроме того, в паспорте отражается перечень условий эксплуатации всех узлов и деталей вентиляционных систем.
По установленному графику проводятся плановые осмотры вентиляционных систем. В ходе плановых осмотров:
Все данные планового осмотра вентиляционных систем, в обязательном порядке указываются в журнале эксплуатации.
Также, в течении рабочей смены, дежурной эксплуатационной бригадой, предусматривается плановой межремонтное обслуживание систем вентиляции. В такое обслуживание входит:
Этап пусконаладочных работ является очень важным этапом, ведь от пусконаладочных работ зависит качественная работа вентиляции и кондиционирования.
При пуско-наладке, видно работу монтажной команды, и параметры, указанные в проекте, происходят проверка и сравнение показателей оборудования с показателями, указанных в проектной документации. В ходе обследования осуществляется полная проверка технического состояния смонтированного оборудования, распределение и бесперебойность устройств регулировки, установка контрольно-диагностирующих приборов, выявление ошибок при работе оборудования. Если выявляются отклонения, которые в пределах нормы, то переналадка не происходит, и объект подготавливается к сдаче заказчику, с оформлением всех документов.
Все мастера нашей компании имеют профильное образование, аттестаты по ОТ и ТБ, богатый опыт работы и имеют все необходимые документы и свидетельства.
На этапе пусконаладочных работ мы осуществляем измерение скорости потока воздуха в воздуховодах, уровень шума, апробацию качества монтажа оборудования, регулировку инженерных систем в соответствии с параметрами проекта, паспортизацию.
Пусковые испытания и регулировка систем вентиляции и кондиционирования воздуха обязательно должны производиться строительно-монтажной или специализированной пусконаладочной организацией.
Технический документ, составленный на основании проверки рабочего состояния систем вентиляции и оборудования, проведенной при помощи аэродинамических испытаний, называется паспортизацией вентиляционной системы.
СП 73.13330.2012 «Внутренние санитарно-технические системы зданий», актуализированная редакция СНИП 3.05.01-85 «Внутренние санитарно-технические системы» регламентируют форму и содержание паспорта вентиляционной системы.
Получение паспорта вентиляционной системы, в соответствии с требованиями, вышеуказанных документа, является обязательным.
В завершении работ по монтажу заказчик получает паспорт системы вентиляции.
Паспорт необходимо получить на каждую систему вентиляцией.
Паспорт незаменим для регистрации закупленного оборудования, для правильной эксплуатации, такого оборудования, с целью достижения необходимых санитарно-гигиенических параметров воздуха.
В установленный законодательством период, данный документ предоставляется контрольно-надзорным органом. Получение данного документа – это неоспоримое доказательство в решении спорных вопросов с соответствующими инстанциями.
Получение паспорта системы вентиляции может проводиться как отдельный вид работ, состоящий из комплекса аэродинамических испытаний. Проведение таких мероприятий регламентировано следующими нормативными актами:
В связи с ростом тарифов на первичные энергоресурсы рекуперация становиться как никогда актуальна. В приточно-вытяжных установках с рекуперацией обычно применяются следующие типы рекуператоров:
Принцип работы любого рекуператор в приточно-вытяжных установках заключается в следующем. Он обеспечивает теплообмен (в некоторых моделях - и холодообмен, а также влагообмен) между потоками приточного и вытяжного воздуха. Процесс теплообмена может происходить непрерывно – через стенки теплообменника, с помощью хладона или промежуточного теплоносителя. Может теплообмен быть и периодическим, как в роторном и камерном рекуператоре. В результате выбрасываемый вытяжной воздух охлаждается, нагревая тем самым свежий приточный воздух. Процесс холодообмена в отдельных моделях рекуператоров проходит в теплое время года и позволяет снизить энергозатраты на системы кондиционирования воздуха за счет некоторого охлаждения подаваемого в помещение приточного воздуха. Влагообмен идет между потоками вытяжного и приточного воздуха, позволяя поддерживать в помещении комфортную для человека влажность круглогодично, без использования каких либо дополнительных устройств – увлажнителей и других.
Теплопроводящие пластины рекуперативной поверхности изготавливают из тонкой металлической (материал – алюминий, медь, нержавеющая сталь) фольги или из ультратонкого картона, пластика, гигроскопичной целлюлозы. Потоки приточного и вытяжного воздуха движутся по множеству небольших каналов, образованных этими теплопроводящими пластинами, по схеме противотока. Контакт и смешивание потоков, их загрязнение практически исключены. В конструкции рекуператора движущихся деталей нет. Коэффициент эффективности 50-80%. В рекуператора из металлической фольги из-за разницы температур потоков воздуха на поверхности пластин может конденсироваться влага. В теплое время года ее необходимо отвести в систему канализации здания по специально оборудованному дренажному трубопроводу. В холодное время есть опасность замерзания этой влаги в рекуператоре и его механического повреждения (разморозки). Кроме того, образовавшийся лед сильно снижает эффективность работы рекуператора. Поэтому рекуператоры с металлическими теплопроводящими пластинами требуют при эксплуатации в холодное время года периодической оттайки потоком теплого вытяжного воздуха или использования дополнительного водяного или электрического воздухонагревателя. При этом приточный воздух или совсем не подается, или подается в помещение в обход рекуператора через дополнительный клапан (байпас). Время оттайки составляет в среднем от 5 до 25 минут. Рекуператор с теплопроводящими пластинами из ультратонкого картона и пластика не подвержен обмерзанию, так как через эти материалы идет и влагообмен, но у него другой недостаток – его нельзя использовать для вентиляции помещений с высокой влажностью с целью их осушения. Пластинчатый рекуператор может устанавливаться в приточно-вытяжную систему как в вертикальном, так и в горизонтальном положении в зависимости от требований к размерам венткамеры. Пластинчатые рекуператоры самые распространенные из-за своей относительной простоты конструкции и дешевизны.
Этот тип – второй по степени распространения после пластинчатого. Теплота от одного потока воздуха к другому передается через вращающийся между вытяжной и приточной секциями цилиндрический пустотелый барабан, называемый ротором. Внутренний объем ротора заполнен уложенной туда плотно металлической фольгой или проволокой, которая играет роль вращающейся теплопередающей поверхности. Материал фольги или проволоки тот же, что и у пластинчатого рекуператора - медь, алюминий или нержавеющая сталь. Ротор имеет горизонтальную ось вращения приводного вала, вращаемого электродвигателем с шаговым или инверторным регулированием. С помощью двигателя можно управлять процессом рекуперации. Коэффициент эффективности 75-90%. Эффективность рекуператора зависит от температур потоков, их скорости и частоты вращения ротора. Изменяя частоту вращения ротора, можно менять и эффективность работы. Замерзание влаги в роторе исключено, а вот смешивание потоков, их взаимное загрязнение и передачу запахов полностью исключить нельзя, так как потоки непосредственно контактируют друг с другом. Возможно смешивание до 3%. Роторные рекуператоры не требуют больших затрат электроэнергии, позволяют осушать воздух в помещениях с высокой влажностью. Конструкция роторных рекуператоров является более сложной, чем пластинчатых, а их стоимость и затраты на эксплуатацию более высокими. Тем не менее, приточно-вытяжные установки с роторными рекуператорами являются очень популярными благодаря их высокой эффективности.
Теплоноситель чаще всего вода или водные растворы гликолей. Такой рекуператор состоит из двух теплообменников, соединенных между собой трубопроводами с насосом для циркуляции и арматурой. Один из теплообменников помещен в канал с потоком вытяжного воздуха и получает теплоту от него. Теплота через теплоноситель с помощью насоса и труб переносится в другой теплообменник, расположенный в канале приточного воздуха. Приточный воздух воспринимает это тепло и нагревается. Смешивание потоков в этом случае полностью исключено, но из-за наличия промежуточного теплоносителя коэффициент эффективности этого типа рекуператоров относительно низок и составляет 45-55%. На эффективность можно влиять с помощью насоса, воздействуя на скорость движения теплоносителя. Основное преимущество и отличие рекуператора с промежуточным теплоносителем от рекуператора с тепловой трубой в том, что теплообменники в вытяжной и приточной установках можно располагать на расстоянии друг от друга. Положение для монтажа теплообменников, насоса и трубопроводов может быть как вертикальным, так и горизонтальным.
Относительно недавно появилась интересная разновидность рекуператора с промежуточным теплоносителем – т.н. термодинамический рекуператор, в котором роль жидкостных теплообменников, труб и насоса играет холодильная машина, работающая в режиме теплового насоса. Это своеобразная комбинация рекуператора и теплового насоса. Она состоит из двух хладоновых теплообменников – испарителя-воздухоохладителя и конденсатора, трубопроводов, терморегулирующего вентиля, компрессора и 4-х ходового клапана. Теплообменники размещены в приточном и вытяжном воздуховоде, компрессор необходим для обеспечения циркуляции хладона, а клапан переключает потоки хладагента в зависимости от сезона и позволяет переносить теплоту из вытяжного воздуха в приточный и наоборот. При этом приточно-вытяжная система может состоять из нескольких приточных и одной вытяжной установки большей производительности, объединенных одним холодильным контуром. При этом возможности системы позволяют нескольким приточным установкам работать в разных режимах (нагрев/охлаждение) одновременно. Коэффициент преобразования теплового насоса СОР может достигать значений 4,5-6,5.
По принципу работы рекуператор с тепловыми трубами похож на рекуператор с промежуточным теплоносителем. Разница лишь в том, что в потоки воздуха помещают не теплообменники, а так называемые тепловые трубы или точнее термосифоны. Конструктивно это герметично закрытые отрезки медной оребренной трубы, заполненные внутри специально подобранным легкокипящим хладоном. Один конец трубы в вытяжном потоке нагревается, хладон в этом месте кипит и передает воспринятое от воздуха тепло на другой конец трубы, обдуваемый потоком приточного воздуха. Здесь хладон внутри трубы конденсируется и передает тепло воздуху, который нагревается. Полностью исключены взаимное смешивание потоков, их загрязнение и передача запахов. Подвижных элементов нет, трубы в потоки помещают только вертикально либо под небольшим уклоном, чтобы хладон двигался внутри труб от холодного конца к горячему за счет силы тяжести. Коэффициент эффективности 50-70%. Важное условие для обеспечения работы его работы: воздуховоды, в которые установлены термосифоны, должны располагаться вертикально друг над другом.
Внутренний объем (камера) такого рекуператора разделена заслонкой на две половины. Заслонка время от времени движется, меняя тем самым направление движения потоков вытяжного и приточного воздуха. Вытяжной воздух нагревает одну половину камеры, затем заслонка направляет сюда поток приточного воздуха и он нагревается от нагретых стенок камеры. Этот процесс периодически повторяется. Коэффициент эффективности достигает 70-80%. Но в конструкции есть подвижные детали, в связи с чем существует большая вероятность взаимного смешивания, загрязнения потоков и передачи запахов.
В технических характеристиках рекуперативных вентиляционных установок многих фирм-производителей приводят, как правило, два значения коэффициента рекуперации – по температуре воздуха и его энтальпии. Расчет эффективности работы рекуператора может быть произведен по температуре или по энтальпии воздуха. Расчет по температуре учитывает явное теплосодержание воздуха, а по энтальпии – учитывается еще и влагосодержание воздуха (его относительную влажность). Расчет по энтальпии считается более точным. Для расчета необходимы исходные данные. Их получают путем замера температуры и влажности воздуха в трех местах: в помещении (где вентиляционная установка обеспечивает воздухообмен), на улице и в сечении приточной воздухораспределительной решетки (откуда в помещение попадает обработанный наружный воздух). Формула для расчета эффективности рекуперации по температуре следующая:
Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1) , где
Энтальпия воздуха – это теплосодержание воздуха, т.е. количество теплоты, содержащейся в нем, отнесенное к 1 кг сухого воздуха. Энтальпию определяют с помощью i-d диаграммы состояния влажного воздуха, нанеся на нее точки, соответствующие замеренной температуре и влажности в помещении, на улице и приточного воздуха. Формула для расчета эффективности рекуперации по энтальпии следующая:
Kh = (H4 – H1) / (H2 – H1) , где
В качестве примера возьмем технико-экономическое обоснование применения вентиляционных установок с рекуперацией в системах приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона.
Исходные данные:
Для сравнения энергопотребления произведем расчет мощности канального электрического воздухонагревателя, которая необходима для подогрева наружного воздуха в холодное время года в приточной установке традиционного типа (состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и электрического воздухонагревателя) с расходом воздуха 650 и 1500 м3/час соответственно. При этом стоимость электроэнергии принимаем 5 рублей за 1кВт*час.
Наружный воздух необходимо нагреть от -15 до +20оС.
Расчет мощности электрического воздухонагревателя произведен по уравнению теплового баланса:
Qн = G*Cp*T, Вт , где:
T = 20 – (-15) = 35 оС.
1. 650 / 3600 = 0,181 м3/сек
р = 1, 2 кг/м3 – плотность воздуха.
G = 0, 181*1, 2 = 0,217 кг/сек
Qн = 0, 217*1000*35 = 7600 Вт.
2. 1500 / 3600 = 0, 417 м3/сек
G = 0, 417*1, 2 = 0, 5 кг/ сек
Qн = 0, 5*1000*35 = 17500 Вт.
Таким образом, применение в холодное время года канальных установок с рекуперацией тепла вместо традиционных с использованием электрических воздухонагревателей позволяет уменьшить затраты электроэнергии при одном и том же количестве подаваемого воздуха более чем в 20 раз и тем самым позволяет снизить затраты и соответственно увеличить прибыль автосалона. Кроме этого, применение установок с рекуперацией позволяет уменьшить финансовые затраты потребителя на энергоносители на отопление помещений в холодное время года и на их кондиционирование в теплое время примерно на 50%.
Для большей наглядности произведем сравнительный финансовый анализ энергопотребления систем приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона, укомплектованных установками с рекуперацией тепла канального типа и традиционных установок с электрическими воздухонагревателями.
Исходные данные:
Установки с рекуперацией тепла расходом 650 м3/час– 1ед. и 1500 м3/час – 5ед.
Суммарная электрическая потребляемая мощность составит: 0,4 + 5*0,83 = 4,55 кВт*час.
Традиционные канальные приточно-вытяжные вентиляционные установки -1ед. с расходом 650м3/час и 5ед. с расходом 1500м3/час.
Суммарная электрическая мощность установки на 650 м3/час составит:
Итого: 8,01 кВт*час.
Суммарная электрическая мощность установки на 1500м3/час составит:
Итого: (18,24 кВт*час)*5 = 91,2 кВт*час.
Всего: 91,2 + 8,01 = 99,21кВт*час.
Принимаем период использования подогрева в системах вентиляции 150 рабочих дней в год по 9 часов. Получаем 150*9 =1350 часов.
Энергопотребление установок с рекуперацией составит: 4,55*1350 = 6142,5 кВт
Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*6142,5 кВт = 30712,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 30172,5 / 2000 = 15,1 руб./м2.
Энергопотребление традиционных систем составит: 99,21*1350 = 133933,5 кВт Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*133933,5 кВт = 669667,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 669667,5 / 2000 = 334,8 руб./м2.
Рекуперация в вентиляции играет важную роль, так как позволяет повысить эффективность системы благодаря особенностям конструкции. Существуют разные исполнения рекуперационных узлов, каждый из которых обладает своими плюсами и минусами. Выбор приточно-вытяжной вентиляционной системы зависит от того, какие задачи решаются, а также от климатических условий местности.
Рекуперация в вентиляции является довольно новой технологией. Её действие основано на возможности использовать удаляемое тепло для обогрева помещения. Происходит это благодаря отдельным каналам, поэтому воздушные потоки между собой не смешиваются. Конструкция рекуперативных узлов может быть разной, некоторые типы позволяют избежать образования конденсата во время процесса теплоотдачи. От этого также зависит и уровень производительности системы в целом.
Вентиляция с рекуперацией тепла может выдавать во время работы высокий КПД (коэффициент полезного действия), который зависит от типа рекуперативного узла, скорости движения воздушных потоков через теплообменник и от того, насколько велика разница между температурой снаружи и внутри помещения. Значение КПД в некоторых случаях, когда вентиляционная система спроектирована с учётом всех факторов и обладает высокой производительностью, может достигать 96%. Но даже с учётом наличия погрешностей в работе системы минимальный предел КПД составляет 30%.
Целью рекуперативного узла является максимально эффективное использование ресурсов вентиляции для дальнейшего обеспечения достаточного воздухообмена в помещении, а также экономия электроэнергии. С учётом того, что приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией функционирует большую часть суток, а также, принимая во внимание, что обеспечение достаточной кратности воздухообмена требует немалой мощности оборудования, то применение системы вентиляции со встроенным узлом рекуперации поможет сэкономить до 30% электроэнергии.
Недостатком подобной техники можно назвать довольно малую эффективность при установке на больших площадях. При этом расход электричества будет высок, а производительность системы, направленная на теплообмен между воздушными потоками, может оказаться заметно ниже ожидаемого предела. Это объясняется тем, что на малых площадях намного быстрее происходит воздухообмен, чем на крупных объектах.
Существует несколько разновидностей применяемого в вентиляционной системе оборудования. Каждый из вариантов обладает достоинствами и недостатками, что необходимо учесть ещё тогда, когда только проектируется принудительная вентиляция с рекуперацией. Различают:
