Рекуперація у системі вентиляції. Системи припливно-витяжної вентиляції з рекуперацією та рециркуляцією тепла. Пристрій та принцип дії припливно-витяжної вентиляції з рекуперацією тепла

Надходження свіжого повітря в холодний період приводить до необхідності його нагрівання для забезпечення правильного мікроклімату приміщень. Для мінімізації витрат електроенергії може бути використана припливно-витяжна вентиляція із рекуперацією тепла.

Розуміння принципів її роботи дозволить максимально ефективно зменшити тепловтрати із збереженням достатнього обсягу повітря, що заміщається. Спробуймо розібратися в цьому питанні.

В осінньо-весняний період при вентиляції приміщень серйозною проблемою є велика різниця температур повітря, що надходить і знаходиться всередині. Холодний потік спрямовується вниз і створює несприятливий мікроклімат житлових будинках, офісах та на виробництві або неприпустимий вертикальний градієнт температури у складі.

Поширеним вирішенням проблеми є інтеграція в припливну вентиляцію, за допомогою якого відбувається нагрівання потоку. Така система вимагає витрат електроенергії, у той час як значний обсяг теплого повітря, що виходить назовні, веде до істотних втрат тепла.

Вихід повітря назовні з інтенсивною парою служить індикатором істотних втрат тепла, яке можна використовувати на обігрів вхідного потоку

Якщо канали припливу і відведення повітря розташовані поруч, то можна частково передати тепло потоку, що входить. Це дозволить зменшити споживання електроенергії калорифером або відмовитися від нього. Пристрій забезпечення теплообміну між різнотемпературними потоками газів називається рекуператором.

У теплу пору року, коли температура зовнішнього повітря значно перевищує кімнатну, можна використовувати рекуператор для охолодження потоку, що входить.

Влаштування блоку з рекуператором

Внутрішній пристрій систем припливно-витяжної вентиляціїз досить просте, тому можлива їх самостійна поелементна покупка та встановлення. У тому випадку якщо складання або самостійний монтажвикликає складнощі можна придбати готові рішення у вигляді типових моноблочних або індивідуальних збірних конструкцій на замовлення.

Елементарним пристроєм для збирання та відведення конденсату є піддон, розташований під рекуператором з ухилом у бік зливного отвору

Виведення вологи роблять у закриту ємність. Її розміщують тільки всередині приміщення, щоб уникнути перемерзання каналів відтоку при мінусових температурах. Алгоритма надійного розрахунку об'єму води, що отримується при використанні систем з рекуператором немає, тому його визначають експериментальним шляхом.

Повторне використання конденсату для зволоження повітря небажане, тому що вода вбирає багато забруднювачів, таких як людський піт, запахи і т.д.

Значно зменшити обсяг конденсату та уникнути пов'язаних з його появою проблем можна організувавши окрему витяжну систему з ванної кімнати та кухні. Саме у цих приміщеннях повітря має найбільшу вологість. За наявності кількох витяжних систем повітрообмін між технічною та житловою зоною необхідно обмежити за допомогою установки зворотних клапанів.

У разі охолодження потоку повітря, що виходить, до негативних температур усередині рекуператора відбувається перехід конденсату в льоду, що викликає скорочення живого перерізу потоку і, як наслідок, – зменшення об'єму або повне припинення вентиляції.

Для періодичного чи разового розморожування рекуператора встановлюють байпас – обхідний канал руху припливного повітря. При пропуску потоку в обхід пристрою відбувається припинення тепловіддачі, нагрівання теплообмінника та перехід полої в рідкий стан. Вода стікає в ємність збору конденсату або відбувається випаровування назовні.

Принцип пристрою байпаса нескладний, тому при ризику утворення льоду доцільно передбачити таке рішення, оскільки відігрів рекуператора іншими способами складний і тривалий.

При проходженні потоку через байпас відсутнє нагрівання припливного повітря за допомогою рекуператора. Тому при активації даного режиму необхідно автоматичне увімкнення калорифера.

Особливості різних типів рекуператорів

Існує кілька конструктивно різних варіантів реалізації теплообміну між холодним і нагрітим повітряними потоками. Кожен із них має свої відмітні особливості, Які визначають основне призначення для кожного типу рекуператора

В основі конструкції пластинчастого рекуператора лежать тонкостінні панелі, з'єднані по черзі таким чином, щоб чергувати перепустку між ними різнотемпературних потоків під кутом 90 градусів. Однією з модифікацій такої моделі є пристрій з оребреними каналами для повітряного проходу. Воно має більш високий коефіцієнт теплообміну.

Почерговий пропуск теплого та холодного потоку повітря через пластини реалізують за рахунок загину країв пластин та герметизацією з'єднань поліефірною смолою

Теплообмінні панелі можуть бути виконані з різних матеріалів:

мідь, латунь і сплави на основі алюмінію мають хорошу теплопровідність і не схильні до іржі;
пластмаса з полімерного гідрофобного матеріалу з високим коефіцієнтом теплопровідності мають малу вагу;
гігроскопічна целюлоза дозволяє проникати конденсату через пластину та потрапляти назад у приміщення.

Недоліком є можливість утворення конденсату за низьких температур. Через невелику відстань між пластинами волога або льоду істотно збільшують аеродинамічний опір. У разі обмерзання необхідно перекриття вхідного потоку повітря для відігріву пластин.

Переваги пластинчастих рекуператорів:

низька вартість;
тривалий термін служби;
тривалий період між профілактичним обслуговуванням та простота його проведення;
невеликі габарити та маса.

Такий тип рекуператора найпоширеніший для житлових та офісних приміщень. Також його використовують і в деяких технологічних процесах, наприклад, для оптимізації згоряння палива при роботі печей.

Барабанний або роторний тип

Принцип дії роторного рекуператора заснований на обертанні теплообмінника, всередині якого розташовані шари гофрованого металу, що має високу теплоємність. В результаті взаємодії з вихідним потоком відбувається нагрівання сектора барабана, який згодом віддає тепло повітря, що надходить.

Дрібнокомірчастий теплообмінник роторного рекуператора схильний до засмічення, тому особливо уважно потрібно поставитися до якісної роботи фільтрів тонкого очищення

Перевага роторних рекуператорів:

досить високий ККД у порівнянні з конкуруючими типами;
повернення великої кількостівологи, яка у вигляді конденсату залишається на барабані і випаровується при контакті з сухим повітрям, що надходить.

Цей тип рекуператора рідше використовують для житлових будинків при поквартирній або котеджній вентиляції. Часто його застосовують у великих котельнях для повернення тепла до печей або для великих приміщень промислового чи торгово-розважального призначення.

Однак цей тип пристроїв має суттєві недоліки:

відносно складна конструкція з наявністю рухомих частин, що включає електромотор, барабан та ремінний привід, що потребує постійного обслуговування;
підвищений рівень шуму.

Іноді для пристроїв такого типу можна зустріти термін "регенеративний теплообмінник", що є більш правильним, ніж "рекуператор". Справа в тому, що незначна частина повітря, що виходить, потрапляє назад через нещільне прилягання барабана до корпусу конструкції.

Це накладає додаткові обмеження на можливість використання таких пристроїв. Наприклад, як теплоносій не можна використовувати забруднене повітря від печей опалення.

Система на основі трубок та кожуха

Рекуператор трубчастого типу складається з розташованих у утепленому кожусі системи тонкостінних трубок невеликого діаметра, якими відбувається приплив зовнішнього повітря. По кожуху роблять виведення теплої повітряної маси з приміщення, що обігріває вхідний потік.

Виведення теплого повітря необхідно здійснювати саме по кожуху, а не через систему трубок, тому що видалити конденсат із них неможливо

Основні переваги трубчастих рекуператорів:

високий ККД, завдяки протиточному принципу руху теплоносія та повітря, що надходить;
простота конструкції та відсутність рухомих частин забезпечує низький рівень шуму і рідко виникає необхідність в обслуговуванні;
тривалий термін служби;
найменший переріз серед усіх типів пристроїв рекуперації.

Трубки для такого типу використовують або легкосплавні металеві або, що рідше, - полімерні. Ці матеріали не гігроскопічні, тому при значній різниці температур потоків можливе утворення інтенсивного конденсату в кожусі, що вимагає конструктивного рішення щодо його видалення. Ще одним недоліком є те, що металева начинка має значну вагу, незважаючи на невеликі габарити.

Простота конструкції трубчастого рекуператора робить цей тип пристроїв популярним самостійного виготовлення. Як зовнішній кожух зазвичай використовують пластикові труби для повітроводів, утеплені пінополіуретановою шкаралупою.

Пристрій із проміжним теплоносієм

Іноді припливний та витяжний повітроводи розташовані на деякій відстані один від одного. Така ситуація може виникнути через технологічні особливості будівлі або санітарні вимоги щодо надійного поділу повітряних потоків.

У цьому випадку використовують проміжний теплоносій, що циркулює між повітропроводами ізольованим трубопроводом. Як середовище передачі теплової енергії використовують воду чи водно-гликолевый розчин, циркуляцію якого забезпечують роботою .

Рекуператор з проміжним теплоносієм є об'ємним і дорогий пристрій, чиє застосування економічно виправдане для приміщень з великими площами

У тому випадку, якщо є можливість використовувати інший тип рекуператора, то краще не застосовувати систему з проміжним теплоносієм, оскільки вона має такі суттєві недоліки:

низький ККД у порівнянні з іншими типами пристроїв, тому для невеликих приміщень з малою витратою повітря такі пристрої не застосовують;
значний обсяг та вага всієї системи;
необхідність додаткового електричного насоса для циркуляції рідини;
підвищений шум роботи насоса.

Існує модифікація цієї системи, коли замість примусової циркуляції теплообмінної рідини використовують середовище з низькою точкою кипіння, наприклад, фреон. У цьому випадку рух по контуру можливий природним чином, але тільки якщо припливний повітропровід розташований над витяжним.

Така система не вимагає додаткових витрат електроенергії, але працює на обігрів лише за значного перепаду температур. Крім того, необхідне точне налаштування точки зміни агрегатного стану теплообмінної рідини, яка може бути реалізована методом створення потрібного тиску або певного хімічного складу.

Основні технічні параметри

Знаючи потрібну продуктивність системи вентиляції та ККД теплообміну рекуператора легко розрахувати економію на обігріві повітря для приміщення за конкретних кліматичних умов. Порівнявши потенційну вигоду з витратами на купівлю та обслуговування системи, можна обґрунтовано зробити вибір на користь рекуператора або стандартного калорифера.

Часто виробники обладнання пропонують модельну лінійку, в якій вентиляційні блоки зі схожим функціоналом відрізняються обсягом повітрообміну. Для житлових приміщень цей параметр необхідно розраховувати згідно з таблицею 9.1. СП 54.13330.2016

Коефіцієнт корисної дії

Під коефіцієнтом корисної дії рекуператора розуміють ефективність теплопередачі, яку розраховують за такою формулою:

K = (Т п - Т н) / (Т в - Т н)

В якій:

Т п - температура повітря, що надходить всередину приміщення;
Т н – температура зовнішнього повітря;
Т в – температура повітря у приміщенні.

Максимальне значення ККД при штатному та певному температурному режимі вказують у технічній документації пристрою. Його реальний показник буде трохи меншим.

У разі самостійного виготовлення пластинчастого або трубчастого рекуператора для досягнення максимальної ефективності теплопередачі необхідно дотримуватись наступних правил:

Найкращий теплообмін забезпечують протиточні пристрої, потім перехресно-точні, а найменшу – з односпрямованим рухом обох потоків.
Інтенсивність теплообміну залежить від матеріалу та товщини стінок, що розділяють потоки, а також від тривалості знаходження повітря усередині пристрою.

Е (Вт) = 0,36 х Р х К х (Т в - Т н)

де Р (м3/година) - витрата повітря.

Розрахунок ефективності рекуператора у грошовому еквіваленті та порівняння з витратами на його придбання та монтаж для двоповерхового котеджузагальною площею 270 м2 показує доцільність встановлення такої системи

Вартість рекуператорів з високим ККДдосить велика, вони мають складну конструкціюта значні розміри. Іноді можна обійти ці проблеми встановленням кількох більше простих пристроївтаким чином, щоб повітря, що надходить, послідовно проходив через них.

Продуктивність вентиляційної системи

Обсяг повітря, що пропускається, визначається статичним тиском, який залежить від потужності вентилятора і основних вузлів, що створюють аеродинамічний опір. Як правило, точний його розрахунок неможливий через складність математичної моделітому для типових моноблочних конструкцій проводять експериментальні дослідження, а для індивідуальних пристроїв здійснюють підбір компонентів.

Потужність вентилятора необхідно вибирати з урахуванням пропускної здатності встановлюваних рекуператорів будь-яких типів, яка в технічній документації зазначена як рекомендована швидкість потоку або обсяг повітря, що пропускається пристроєм за одиницю часу. Як правило, допустима швидкістьповітря всередині пристрою не перевищує 2 м/с.

В іншому випадку на високих швидкостях у вузьких елементах рекуператора відбувається різке зростання аеродинамічного опору. Це призводить до зайвим витратамелектроенергії, неефективному прогріві зовнішнього повітря та скорочення терміну служби вентиляторів.

Графік залежності втрати тиску від швидкості потоку повітря для кількох моделей рекуператорів високої продуктивності показує нелінійне зростання опору, тому необхідно дотримуватися вимог щодо рекомендованого обсягу повітрообміну, що вказуються в технічній документації пристрою

Зміна напряму потоку повітря створює додатковий аеродинамічний опір. Тому при моделюванні геометрії повітря всередині приміщення бажано мінімізувати кількість поворотів труб на величину 90 градусів. Дифузори для розсіювання повітря також збільшують опір, тому бажано використовувати елементи зі складним малюнком.

Забруднені фільтри та грати створюють значні перешкоди руху потоку, тому їх необхідно періодично прочищати або міняти. Одним із ефективних способівоцінки засміченості є встановлення датчиків, що відстежують перепад тиску на ділянках до фільтра та після нього.

Висновки та корисне відео на тему

Принцип роботи роторного та пластинчастого рекуператора:

Замір ККД рекуператора пластинчастого типу:

Побутові та промислові системи вентиляції з інтегрованим рекуператором довели свою енергетичну ефективність щодо збереження тепла всередині приміщень. Зараз існує безліч пропозицій щодо продажу та встановлення таких пристроїв як у вигляді готових та випробуваних моделей, так і по індивідуальне замовлення. Провести розрахунок необхідних параметрів та виконати монтаж можна самостійно.

Якщо при ознайомленні з інформацією з'явилися питання або ви знайшли неточності в нашому матеріалі, будь ласка, залишайте свої коментарі в блоці.

Вентиляція з рекуперацією – це обладнання, призначене для обробки повітря до таких параметрів, при яких людина могла б почуватися комфортно і безпечно. Такі параметри регламентовані нормами та лежать у межах: температура 23÷26 С, вологість 30÷60%, швидкість руху повітря 0,1÷0,15 м/с.

Існує ще один показник, який безпосередньо пов'язаний з безпекою знаходження людини у закритих приміщеннях – це наявність кисню або точніше сказати процентний вміст вуглекислого газу повітря. Вуглекислий газ витісняє кисень і при вмісті від 2 до 3% вуглекислого газу в повітрі може призвести людину до втрати свідомості або смерті.

Саме для підтримки цих чотирьох параметрів і служать вентиляційні установкиіз рекуперацією. Особливо актуально це для сучасних бізнес-центрів, де повністю відсутня природна притока свіжого повітря. Промислові, адміністративні, торгові, житлові та інші приміщення не можуть обійтися без сучасного вентиляційного обладнання. При сьогоднішньому забрудненості повітря питання установки вентиляційних установок з рекуперацією найбільш актуальне.

Можливе встановлення у вентиляції з рекуперацією додаткових фільтрів та інших пристроїв, які дозволяють ще краще очистити та обробити повітря до заданих параметрів.

Все це можна зробити за допомогою вентиляційних установок Dantex.

Принцип дії припливно-витяжної системи вентиляції з рекуперацією тепла

Завдяки припливно-витяжній системі вентиляції до приміщення нагнітається чисте повітря, а відпрацьоване прогріте повітря виводиться назовні. Проходячи через теплообмінник, прогріте повітря залишає частину тепла стінкам конструкції, внаслідок чого холодне повітря, що надходить з вулиці, прогрівається від теплообмінника, не витрачаючи додаткової енергії на прогрів. Ця система найефективніша і менш енерговитратна, ніж система вентиляції без рекуперації тепла.

Ефективність рекуператора змінюється від температури зовнішнього повітря, її можна розрахувати за загальною формулою:

S = (T1 - T2): (T3 - T2)
де:

S- Ефективність рекуперації;
T1– температура повітря, що надходить у приміщення;
T2- Температура повітря на вулиці;
T3– температура повітря у приміщенні.

Види рекуператорів

Пластинчасті рекуператори

Даний вид теплообмінника складається з набору тонких пластин з алюмінію або іншого матеріалу бажано з хорошими теплопередаючими характеристиками). Це найдешевший і найпопулярніший тип приладу (рекуператора). ККД пластинчастого рекуператора може становити від 50% до 90%, а термін служби, завдяки відсутності рухомих частин, дуже довгий.

Головний мінус таких рекуператорів – утворення льоду через різницю температур. Пропонується три варіанти вирішення цієї проблеми:

Не використовувати рекуперацію при екстремально низьких температурах
Використовувати моделі автоматизованим процесом рекуперації. В даному випадку холодне повітря обходить пластини, а тепле – відігріває льоду. Але варто врахувати, що ККД у таких моделей у холоди знизиться на 20%.

Роторні рекуператори

У теплообміннику передбачена рухома деталь – циліндричний ротор (рекуператор), що складається з профільованих пластин. Передача тепла відбувається при обертанні ротора. ККД становить від 75 до 90%. У разі швидкість обертання впливає рівень рекуперації. Швидкість можна регулювати самостійно.

Наледь на роторних рекуператорах не утворюється, але в обслуговуванні вони складніші, на відміну від пластинчастих рекуператорів.

З проміжним теплоносієм

У випадку з проміжним теплоносієм, як і в пластинчастих рекуператорах, передбачено два канали для чистого та відпрацьованого повітря, але теплообмін відбувається через водно-гліколевий розчин або воду. ККД такого пристрою нижче 50%.

Камерні рекуператори

В даному виді повітря проходить через спеціальну камеру (рекуператор), в якій передбачена рухома заслінка. Саме заслінка має можливість перенаправляти потоки холодного та гарячого повітря. За рахунок такого періодичного перемикання потоків повітря відбувається рекуперація. Однак у такій системі відбувається часткове змішування вихідних і вхідних повітряних потоків, що призводить до потрапляння сторонніх запахів назад у приміщення, але, у свою чергу, така конструкція має високий ККД – 80%.

Теплові трубки

Такий механізм має безліч трубок, які зібрані в єдиний герметичний блок, а всередині трубки заповнені спеціальною речовиною, що легко конденсується і випаровується, найчастіше це фреон. Тепле повітря, проходячи через певну частину трубок, нагріває та випаровує його. Він переміщається в область трубок, через яку проходить холодне повітря і своїм теплом нагріває його, а фреон при цьому охолоджується і це може призвести до утворення конденсату. Плюс такої конструкції в тому, що до приміщення не потрапляє забруднене повітря. Оптимальне застосування теплових трубок можливе у невеликих приміщеннях у кліматичних зонах з невеликою різницею між внутрішніми та зовнішніми температурами.

Іноді рекуперації не достатньо, щоб обігріти приміщення при низьких зовнішніх температурах, тому часто на додаток до рекуперації використовуються електричні або водяні нагрівачі. У деяких моделях обігрівачі виконують функцію захисту теплообмінника від зледеніння.

Рекуператори

Приточно-витяжна вентиляція– це комплексний підхід до проблеми вентиляції.

Припливно-витяжні установки забезпечують активний приплив свіжого повітря до приміщення та видалення з приміщення відпрацьованих повітряних мас. Все більшої популярності набувають рекуператори, перевагою яких є подача свіжого повітря підігрітого до кімнатної температури, при мінімальних річних енерговитратах.

Рекуператори повертають до 95% тепла, назад у приміщення, практично не створюючи додаткових енерговитрат. Таким чином, рекуператори є найбільш економічним видом вентиляційної установки з подачею теплого повітря в приміщення. Це досягається завдяки збереженню тепла від відпрацьованого кімнатного повітря на теплообмінниках.

Останні моделі рекуператорів поєднують у собі функції припливно-витяжної вентиляції та тонкого очищення повітря від алергенів, оснащені датчиками вуглекислого газу, теплообмінниками особливої конструкції для збереження оптимального режиму вологості, можливістю управління зі смартфона.

Установка рекуператора ефективно допомагає впоратися задухою, контролем вологості приміщень, з цвіллю та вогкістю в будинку, конденсатом на пластикових вікнах.

Ми є офіційним дилером провідних виробників і можемо надати гарантію кращої ціни. У нас можна вибрати та купити будь-яку модель рекуператора з доставкою по Москві та Росії.

Припливно-витяжні вентиляційні установки з рекуперацією тепла з'явилися порівняно недавно, проте швидко набули популярності і стали досить затребуваною системою. Пристрої здатні повноцінно вентилювати приміщення у холодний період, зберігаючи при цьому оптимальний температурний режимповітря, що надходить.

Що це таке?

При використанні припливно-витяжної вентиляції в осінньо-зимовий період нерідко виникає питання збереження тепла в приміщенні. Потік холодного повітря, що йде з вентиляції, прямує до підлоги та сприяє створенню несприятливого мікроклімату. Найбільш поширеним способом вирішення цієї проблеми є встановлення калорифера, що нагріває потоки холодного вуличного повітря перед подачею в приміщення. Однак цей спосіб є достатньо енерговитратним і не запобігає тепловим втратам приміщення.

Оптимальним варіантомВирішення проблеми є обладнання вентиляційної системи рекуператором.Рекуператор являє собою пристрій, в якому канали відтоку та подачі повітря знаходяться у безпосередній близькості один від одного. Рекупераційна установка дозволяє частково передавати тепло від повітря, що виходить з приміщення. Завдяки технології теплового обміну між різноспрямованими повітряними потоками вдається заощадити до 90% електроенергії, крім того, у літній період прилад може використовуватися для охолодження повітряних мас, що входять.

Технічні характеристики

Рекуператор тепла складається з корпусу, який покритий тепло- та шумоізоляційними матеріалами та виконаний з листової сталі. Корпус приладу є досить міцним і здатний витримувати вагові та вібраційні навантаження. На корпусі є отвори припливу та відтоку, а просування повітря по приладу забезпечується двома вентиляторами, як правило, осьового або відцентрового типу. Необхідність їх установки обумовлена значним уповільненням природної циркуляції повітря, що викликане високим аеродинамічний опір рекуператора. Щоб уникнути всмоктування опалого листя, дрібних птахів або механічного сміття на припливний отвір, розташований з боку вулиці, встановлюється повітрозабірна решітка. Такий же отвір, але з боку приміщення, також оснащується решіткою або дифузором, що рівномірно розподіляє повітряні потоки. При монтажі розгалужених систем до отворів монтуються димарі.

Крім того, вхідні отвори обох потоків обладнуються фільтрами дрібного очищення, що оберігають систему від попадання пилу та жирових крапель. Це захищає канали теплообмінника від засмічення та значно продовжує термін служби обладнання. Однак установка фільтрів ускладнюється необхідністю постійного контролю за їх станом, чищенням, а за необхідності їх заміною. В іншому випадку фільтр, що забився, буде виступати в якості природної перешкоди повітряним потокам, через що опір їм зросте і вентилятор зламається.

За типом конструкції фільтри рекуператорів можуть бути сухими, вологими та електростатичними. Вибір потрібної моделі залежить від потужності приладу, фізичних властивостейі хімічного складу повітря, що відводиться, а також від особистих переваг покупця.

Крім вентиляторів та фільтрів, до складу рекуператорів входять нагрівальні елементи, які можуть бути водяними та електричними. Кожен нагрівач оснащений температурним реле і здатний автоматично вмикатися, якщо тепло, що виходить з будинку, не справляється з підігрівом повітря, що входить. Потужність нагрівачів вибирається у суворій відповідності з обсягом приміщення та робочою продуктивністю вентиляційної системи. Однак у деяких приладах нагрівальні елементи лише захищають теплообмінник від промерзання і на температуру впливу повітря не впливають.

Водяні елементи нагрівача економічніші.Це пояснюється тим, що теплоносій, який рухається мідним змійовиком, надходить до нього із системи опалення будинку. Від змійовика відбувається нагрівання пластин, які, своєю чергою, віддають тепло повітряному потоку. Система регуляції водяного нагрівача представлена триходовим клапаном, що відкриває і закриває подачу води, дросельним клапаном, що зменшує або збільшує її швидкість, і змішувальним вузлом, що регулює температуру. Водні нагрівачі встановлюються в систему повітроводів із прямокутним або квадратним перетином.

Електричні нагрівачі частіше встановлюють на повітропроводи з круглим перетином, А як тен у них виступає спіраль. Для коректної та ефективної роботи спірального нагрівача швидкість повітряного потоку повинна бути більшою або дорівнює 2 м/с, температура повітря становитиме 0-30 градусів, а вологість мас, що проходять, не перевищувати 80%. Усі електронагрівачі оснащені таймером роботи та термореле, що відключає прилад у разі його перегріву.

Крім стандартного набору елементів, за бажанням споживача в рекуператори встановлюють іонізатори повітря та зволожувачі, а найсучасніші зразки обладнані електронним блоком управління та функцією програмування режиму роботи, залежно від зовнішніх та внутрішніх умов. Панелі приладів мають естетичний зовнішній вигляд, дозволяючи рекуператорам органічно вписуватися в систему вентиляції та не порушувати гармонію приміщення.

Принцип роботи

Щоб краще зрозуміти, як працює рекуперативна система, слід звернутися до перекладу слова «рекуператор». Дослівно воно означає «повернення використаного», у цьому контексті – теплообмін. У вентиляційних системах рекуператор забирає тепло у повітря, що виходить з приміщення, і віддає його вхідним потокам. Різниця температур різноспрямованих повітряних струменів може досягати 50 градусів. У літній час прилад працює навпаки і охолоджує повітря, що йде з вулиці, до температури вихідного. У середньому ККД приладів становить 65%, що дозволяє раціонально використовувати енергетичні ресурси та суттєво економити на електриці.

На практиці теплообмін у рекуператорі виглядає так:примусова вентиляція заганяє в приміщення надмірний об'єм повітря, внаслідок чого забруднені маси змушені залишати приміщення витяжним каналом. Тепле повітря, що виходить, проходить через теплообмінник, нагріваючи при цьому стінки конструкції. У цей час назустріч йому рухається потік холодного повітря, який забирає отримане теплообмінником тепло, не перемішуючись у своїй з відпрацьованими потоками.

Однак охолодження повітря, що виходить з приміщення, призводить до утворення конденсату. При хорошій роботі вентиляторів, що надають повітряним масам високу швидкість, конденсат не встигає випадати на стінки приладу і виходить на вулицю разом із повітряним струменем. Але якщо швидкість руху повітря була недостатньо високою, вода починає накопичуватися всередині приладу. Для цих цілей у конструкцію рекуператора включений піддон, розташований під невеликим нахилом у бік отвору зливу.

Через зливний отвір вода потрапляє в закритий бачок, який встановлюють із боку приміщення.Це продиктовано тим, що вода, що накопичилася, може переморозити канали відтоку і конденсату нікуди буде відводитися. Використати зібрану водудля зволожувачів не рекомендується: рідина може містити велику кількість патогенних мікроорганізмів, а тому має бути вилита в систему каналізації.

Однак якщо наледь від конденсату все ж таки утворюється, рекомендується встановлення додаткового обладнання- Байпаса. Дане пристосування виконано у вигляді обхідного каналу, яким припливне повітря потраплятиме в приміщення. Внаслідок чого теплообмінник не нагріває вхідні потоки, а витрачає своє тепло виключно на розтоплення льоду. Вхідне повітря, своєю чергою, нагрівається за допомогою калорифера, який включається синхронно з байпасом. Після того, як вся наледь розтоплена, а вода виведена в накопичувальний резервуар, байпас відключається і рекуператор починає працювати в штатному режимі.

Крім установки байпасу, для боротьби з зледенінням використовують гігроскопічну целюлозу.Матеріал знаходиться в спеціальних касетах і поглинає вологу раніше, ніж вона встигає випасти в конденсат. Пари вологи проходять через целюлозний шар і з вхідним потоком знову повертаються до приміщення. Плюсами таких приладів є простий монтаж, необов'язкове встановлення збірника для конденсату та накопичувальної ємності. До того ж ефективність роботи касет целюлозних рекуператорів залежить від зовнішніх умов, а ККД становить понад 80%. До мінусів відносять неможливість використання у приміщеннях з надмірною вологістю та високу вартість деяких моделей.

Види рекуператорів

Сучасний ринок вентиляційного обладнання представляє широкий вибіррекуператорів різних типів, що відрізняються між собою як за конструкцією, так і за способом теплообміну між потоками.

Пластинчасті моделіє найпростішим і найпоширенішим видом рекуператорів, відрізняються низькою вартістю та довгим терміном служби. Теплообмінник моделей складається з тонких алюмінієвих пластинок, які мають високу теплопровідність і значно підвищують ККД приладів, який у пластинчастих моделях може досягати 90%. Високі показникиефективності обумовлені особливістю будови теплообмінника, пластини в якому розташовані таким чином, що обидва потоки, чергуючись, проходять між ними під кутом 90 градусів одна до одної. Черговість пропуску теплих та холодних струменів стала можлива завдяки загину країв на пластинах та герметизації з'єднань за допомогою поліефірних смол. Крім алюмінію, для виготовлення пластин використовують сплави міді та латуні, а також полімерні гідрофобні пластмаси. Однак, крім переваг, пластинчасті рекуператори мають і свої. слабкі сторони. Мінусом моделей вважають високий ризик появи конденсату та утворення льоду, що обумовлено занадто близьким розташуванням пластин одна до одної.

Роторні моделіскладаються з корпусу, всередині якого обертається ротор циліндричного типу, що складається із профільованих пластинок. Під час обертання ротора тепло передається від вхідних потоків, в результаті чого спостерігається невелике перемішування мас. І хоча показник змішування не є критичним і зазвичай не перевищує 7%, у дитячих та медичних закладах такі моделі не використовуються. Рівень рекуперації повітряних мас цілком залежить від швидкості обертання ротора, що виставляється у ручному режимі. ККД роторних моделей становить 75-90%, ризик утворення льоду мінімальний. Останнє зумовлено тим, що більшість вологи затримується в барабані, після чого випаровується. До мінусів відносять складність в обслуговуванні, високе шумове навантаження, яке обумовлено наявністю рухомих механізмів, а також габаритність приладу, неможливість встановлення на стіну та ймовірність поширення запахів та пилу під час роботи.

Камерні моделіскладаються з двох камер, між якими розташовується загальна заслінка. Після прогріву вона починає повертатися та запускати холодне повітря у теплу камеру. Далі нагріте повітря йде у приміщення, заслінка закривається і процес повторюється знову. Проте камерний рекуператор не набув широкої популярності. Це пов'язано з тим, що заслінка неспроможна забезпечити повну герметичність камер, тому повітряні потоки перемішуються.

Трубчасті моделіскладаються з великої кількості трубок, у яких міститься фреон. У процесі нагрівання від вихідних потоків газ піднімається у верхні ділянки трубок та нагріває вхідні потоки. Після того як відбувається віддача тепла, фреон набуває рідкої форми і стікає у нижні ділянки трубок. До переваг трубчастих рекуператорів відносять досить високий ККД, що досягає 70%, відсутність рухливих елементів, відсутність гулу при роботі невеликі розмірита тривалий термін служби. Недоліками вважають велику вагу моделей, що обумовлено присутністю у конструкції металевих труб.

Моделі із проміжним теплоносіємскладаються з двох окремих повітроводів, що проходять через теплообмінник, наповнений водно-гліколевим розчином. В результаті проходження через тепловий вузол відпрацьоване повітря віддає тепло теплоносію, а той, у свою чергу, нагріває потік, що входить. До плюсів моделі відносять її зносостійкість, обумовлену відсутністю деталей, що рухаються, а серед мінусів відзначають низький ККД, що досягає всього 60%, і схильність до утворення конденсату.

Як вибрати?

Завдяки великій різноманітності рекуператорів, представлених споживачам, вибрати потрібну модель не складе труднощів. Тим більше, що кожен вид приладу має свою вузьку спеціалізацію та рекомендоване місце встановлення. Так, при покупці пристрою для квартири або приватного будинку краще вибрати класичну пластинку з алюмінієвими пластинами. Такі прилади не потребують обслуговування, не потребують регулярного догляду та відрізняються тривалим терміном служби.

Така модель відмінно підійде і для використання у багатоквартирному будинку.Це обумовлено низьким рівнемшуму при її роботі та компактними розмірами. Трубчасті типові моделі також непогано зарекомендували себе для приватного використання: вони мають невеликі розміри та не гудуть. Однак вартість таких рекуператорів дещо перевищує вартість пластинчастих виробів, тому вибір приладу залежить від фінансових можливостей та особистих переваг господарів.

У разі вибору моделі для виробничого цеху, непродовольчого складу або підземної автостоянки слід зупинитися на роторних приладах. Такі пристрої мають велику потужність і високу продуктивність, що є одним з головних критеріїв роботи на великих площах. Добре зарекомендували себе і рекуператори з проміжним теплоносієм, проте через низький ККД вони не такі популярні, як барабанні установки.

Важливим фактором при виборі приладу є ціна. Так, самі бюджетні варіантипластинчастих рекуператорів можна придбати за 27 000 рублів, у той час як потужний роторний рекупераційний блок з додатковими вентиляторами та вбудованою системою фільтрації буде коштувати близько 250 000 рублів.

Приклади проектування та розрахунку

Щоб не помилитися із вибором рекуператора, слід розрахувати ККД та ефективність роботи приладу. Для розрахунку ККД використовують таку формулу: K= (Тп – Тн) / (Тв – Тн), де Тп позначає температуру потоку, Тн – вуличну температуру, а Тв – температуру в приміщенні. Далі потрібно зіставити своє значення з максимально можливим показником ККД приладу, що купується. Зазвичай це значення вказується у технічному паспорті моделі чи інший супровідної документації. Однак при порівнянні бажаного ККД та зазначеного в паспорті слід пам'ятати, що за фактом цей коефіцієнт буде дещо нижчим, ніж прописаний у документі.

Знаючи ККД тієї чи іншої моделі, можна розрахувати його ефективність.Зробити це можна за такою формулою: Е (Вт) = 0,36хРхКх (Тв - Тн), де Р позначатиме витрати повітря і вимірюватися в м3/ч. Після проведення всіх розрахунків слід зіставити витрати купівлю рекуператора з його ефективністю, переведеної на фінансовий еквівалент. Якщо покупка себе виправдовувати, прилад можна сміливо купувати. А якщо ні, то варто подумати над альтернативними методами обігріву вхідного повітря або встановити ряд більш простих пристроїв.

При самостійному проектуванні приладу слід враховувати, що максимальну ефективність теплообміну мають протиточні пристрої. За ними йдуть перехресно-точні, і на останньому місці розташувалися односпрямовані повітропроводи. Крім того, наскільки інтенсивним буде теплообмін, залежить від якості матеріалу, товщини розділових перегородок, а також від того, наскільки тривалим буде знаходження повітряних мас всередині приладу.

Тонкощі установки

Складання та монтаж рекупераційного блоку можуть бути проведені самостійно. Самим простим виглядомсаморобного приладу є коаксіальний рекуператор. Для його виготовлення беруть двометрову пластикову трубудля каналізації перетином 16 см та повітряну гофру з алюмінію довжиною 4 м, діаметр якої повинен становити 100 мм. На торці великої труби надягають перехідники-розгалужувачі, за допомогою яких пристрій з'єднуватиметься з повітроводом, а всередину вкладають гофру, закручуючи її при цьому по спіралі. Рекуператор підключають до вентиляційній системітаким чином, щоб тепле повітря гналося крізь гофру, а холодне йшло через пластикову трубу.

В результаті такої конструкції змішування потоків не відбувається, а вуличне повітря встигає зігрітися, рухаючись усередині труби. Для підвищення робочих якостей приладу можна поєднати його із ґрунтовим теплообмінником. У ході випробувань такий рекуператор дає непогані результати. Так, при зовнішній температурі -7 градусів і внутрішньої - 24 градуси, продуктивність приладу склала близько 270 кубометрів на годину, а температура повітря, що входить, відповідала 19 градусам. Середня вартість саморобної моделі – 5 тисяч карбованців.

При самостійному виготовленніі монтаж рекуператора слід пам'ятати, що чим більше буде довжина теплообмінника, тим більш високим ККД буде мати установка. Тому досвідчені майстри рекомендують збирати рекуператор із чотирьох відрізків по 2 м кожен, провівши попередню теплоізоляцію всіх труб. Проблему відведення конденсату можна вирішити установкою штуцера для зливу води, а сам прилад розмістити трохи під нахилом.