Преимущества и особенности вентиляции с рекуперацией тепла

Одна из важнейших задач при проектировании вентиляции – сокращение расходов и достижение максимальной экономической эффективности инженерных коммуникаций. Специалисты работают над решением многих проблем, включая потери тепла при отведении воздуха. Лучший способ сокращения затрат – вентиляция с рекуперацией тепла.

Немного теории

Подобная технология известна достаточно давно, но распространение получила только в последние 20-30 лет. В переводе с латыни «рекуперация» означает «повторное использование». Это означает, что выбрасываемый наружу воздух отдаёт часть тепла потоку, направляющемуся внутрь дома. Следовательно, снижается нагрузка на отопительные приборы и уменьшается расход энергоносителей – газа, электроэнергии или твёрдого топлива.

Несмотря на кажущуюся сложность такого решения, рекуператоры стоят относительно недорого и устанавливаются в каналах вентиляции без каких-либо трудностей. Такие известные производители, как Daikin, Electrolux, Mitsubishi и Midea, предлагают готовые комплекты оборудования, смонтированные в общем корпусе (моноблоки). Если же подобрать их не удаётся, всегда можно изготовить систему вентиляции с рекуперацией по индивидуальному заказу. В этом случае она точно будет соответствовать предъявляемым требованиям.

Показателем эффективности работы рекуператора служит КПД. В данном случае он рассчитывается по следующей формуле:

КПД=t1-t2/t3-t2 ,

где t1 – температура воздуха в приточной системе вентиляции, t2 – за пределами помещения, t3 – в комнате. Опытным путём установлено, что максимальный коэффициент полезного действия рекуператора удаётся получить, если в доме поддерживается температура, приблизительно равная 23 градусам Цельсия.

При выборе оборудования стоит учитывать принцип его действия. Мы рассмотрим наиболее популярные конструкции систем рекуперации.

Пластинчатые

Основу таких устройств составляют гладкие или рифлёные листы металла – чаще всего алюминия. При рекуперации тепла они нагреваются отводимым наружу воздухом. Другая часть такого приспособления располагается в приточном канале. Она нагревает обдувающий её поток, значительно повышая температуру внутри системы вентиляции. Преимуществами пластинчатых рекуператоров стоит назвать:

• доступную цену;
• исключительную простоту монтажа;
• отсутствие движущихся частей, требующих ремонта и обслуживания;
• длительный срок службы.

Главный недостаток подобной системы – относительно малый КПД. Он достигает 50-75% в зависимости от климатических условий и поддерживаемой внутри дома температуры. Кроме того, пластинчатые рекуператоры могут покрываться наледью при сильных морозах, что приводит к закупориванию каналов вентиляции. Для устранения этой проблемы используются специальные перепускные клапаны и калориферы, но они усложняют конструкцию и снижают эффективность её работы.

Роторные

Подобные агрегаты представляют собой цилиндры с вращающимися профилированными пластинами. Они сообщаются с обоими каналами системы вентиляции, что позволяет им эффективно повышать температуру воздуха. Их преимуществами следует назвать:

• высокий КПД, достигающий 90%;
• возможность установки в больших домах и даже в производственных комплексах;
• удобство регулирования.

Конечно, роторные рекуператоры требуют подключения к электросети, что создаёт дополнительные расходы. Кроме того, они содержат много движущихся частей, усложняющих вентиляцию и требующих регулярной замены. Ещё один недостаток – частичное смешивание воздуха (до 5-10%), которое приводит к возвращению пыли и выбросов в помещение. Именно поэтому подобный принцип рекуперации тепла не используется в медицинских учреждениях.

Теплообменные

В некоторых системах смешивание воздуха недопустимо. Для них разработаны специальные рекуператоры, состоящие из двух независимых теплообменников. Они соединяются трубками, внутри которых циркулирует вода, гликолевый раствор или фреон. В последнем случае удаётся значительно упростить систему рекуперации, поскольку движение теплоносителя происходит за счёт переходов между жидкой и газообразной формой.

Преимуществами подобных рекуператоров следует назвать:

• гарантированное удаление пыли и загрязнений;
• отсутствие или малое количество движущихся частей, простоту монтажа и обслуживания;
• защиту от замерзания.

Конечно, подобные системы предназначены скорее для промышленных предприятий и общественных зданий, чем для дома. Их размеры достаточно велики, а монтаж требует привлечения высококвалифицированных специалистов. Кроме того, КПД теплообменных рекуператоров нельзя назвать очень большим – он колеблется в пределах 45-70%.

Камерные

Основу подобных агрегатов составляет большая ёмкость, соединённая с приточной и вытяжной вентиляцией. Для регулировки потоков в ней используется специальная заслонка, которая закрывает определённые каналы. Вначале рекуператор впускает отводимый воздух, который нагревает стенки камеры. Клапан закрывается, и в ёмкость поступает наружный поток, которому придаётся необходимая температура. Преимуществом устройства стоит назвать достаточно высокий КПД и способность передавать большое количество тепла. Минусы камерного рекуператора – большие размеры, сложная конструкция, необходимость периодического обслуживания и частичное смешивание воздуха.

Что стоит знать о вентиляционных системах с рекуперацией тепла?

Несмотря на очевидные преимущества подобных приспособлений, находится много аргументов против их установки. Как правило, они базируются на заведомо неверной или устаревшей информации. Рассмотрим их более подробно и проанализируем, соответствуют ли они действительности.

1. Рекуператоры дороги. Цены на самые простые системы повторного использования тепла начинаются от 30-40 тысяч рублей. Это сопоставимо со стоимостью одного или двух кондиционеров для частных домов. Стоит также помнить, что возвращённое в помещение тепло существенно сокращает затраты на обогрев. Благодаря этому систему удаётся окупить за пару лет.
2. Рекуператоры громоздки. Это утверждение можно назвать частично правдивым. Оно справедливо в отношении промышленных моделей. Но в вентиляцию домов встраиваются компактные приспособления, сопоставимые по размеру с электрическим распределительным шкафчиком.
3. Рекуператоры сложны в обслуживании. И вновь это относится только к устройствам с подвижными деталями (например, к роторным). Пластинчатые системы возврата тепла могут работать десятилетиями, требуя только очистки и защиты от обледенения.
4. Поломка рекуператора надолго останавливает производство. При грамотном проектировании воздух будет направляться в обход повреждённого узла. Конечно, временно возникнут расходы, связанные с нерациональным использованием тепла, но техпроцессы будут выполняться без остановки.

Промышленные установки

Рекуператор может предназначаться не только для повышения энергетической эффективности домов, но и для использования в производстве. Чаще всего подобные системы собирают тепло дыма и других отработанных газов, позволяя получить следующие преимущества:

• упрощение фильтрации за счёт малой температуры выбросов;
• увеличение сроков службы дымоходов, труб и прочих инженерных коммуникаций;
• повышение стабильности многих технологических процессов;
• обеспечение полного сгорания топлива за счёт предварительного подогрева воздуха;
• сокращение срока окупаемости сложного оборудования.

Для промышленности разрабатываются специальные рекуператоры, способные выдерживать нагрев до 800-1500 градусов Цельсия. Это позволяет им эффективно аккумулировать и отдавать тепло, получаемое от металлургических печей, систем обжига стройматериалов и прочих высокопроизводительных установок.

Дополнительное оснащение

В большинстве случаев рекуператор устанавливается не самостоятельно, а в комплексе с другими видами вентиляционного оборудования. Прежде всего, к ним относятся водные и электрические калориферы. Их задачи – предварительный подогрев воздуха для сохранения комфортной обстановки, защита пластинчатых теплообменников от наледи и реализация различных технологических процессов. Мощность таких устройств определяется с помощью сложных расчётов, в которых учитываются тип оборудования, число постоянно пребывающих в здании людей, способ утепления и другие факторы.

Если для поддержания комфорта в некоторые месяцы требуется не тепло, а холод, то в состав комплекса может входить кондиционер. При его использовании рекуператор обычно демонтируют, что позволяет выполнить профилактическое обслуживание и провести ремонтные работы.

Немаловажная часть вентиляционного оборудования – фильтры. Они улавливают поступающие извне твёрдые частицы: пыль, токсичные загрязнения, грязь и прочие. Главный параметр, который стоит учитывать при выборе фильтра, – уровень его эффективности. Выделяют следующие классы этих приспособлений:

• EU1-EU4. Грубая очистка, позволяющая улавливать крупную пыль и хлопья сажи;
• EU5-EU7. Средняя степень фильтрации, помогающая удалять большинство аллергенов и промышленных загрязнений воздуха;
• EU8-EU9. Тонкая очистка, позволяющая улавливать даже мельчайшие капельки влаги, дым, туман и токсичные испарения.

По конструкции фильтры подразделяются на сухие, влажные и электростатические. Первые выполняют только механическую очистку воздуха. Приспособления двух последних видов притягивают твёрдые частицы, что позволяет довести эффективность фильтрации до 99-99,99%.

Где заказать проект вентиляции с устройствами рекуперации тепла?

Наши специалисты готовы приступить к разработке планов энергоэффективных инженерных коммуникаций. Мы создаём проекты для самых разных объектов: от небольших частных домов и коттеджей до промышленных комплексов, а также торговых и офисных центров. Применение современных автоматизированных методик расчётов позволяет нам заранее определять величину сэкономленных средств, которая впоследствии используется в технико-экономических обоснованиях и других разделах документации.

Обратившись к нам, вы можете заказать разработку рекуператоров по индивидуальным спецификациям. Это поможет использовать тепло ещё более эффективно, а также значительно упростит обслуживание оборудования и оптимизирует различные технологические процессы.