Сходи. Вхідна група. Матеріали. Двері. Замки. Дизайн

Вступ свіжого повітряв холодний період призводить до необхідності його нагрівання для забезпечення правильного мікроклімату приміщень. Для мінімізації витрат електроенергії може бути використана припливно-витяжна вентиляція з рекуперацією тепла.

Розуміння принципів її роботи дозволить максимально ефективно зменшити тепловтрати зі збереженням достатнього обсягу повітря, що заміщується. 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, тоді як значний обсяг теплого повітря, що виходить назовні, веде до суттєвих втрат тепла.

Вихід повітря назовні з інтенсивною парою служить індикатором суттєвих 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 теплий часроку, коли температура зовнішнього повітря значно перевищує кімнатну, можна використовувати рекуператор для охолодження потоку, що входить.

Влаштування блоку з рекуператором

Внутрішній пристрій систем припливно-витяжної вентиляції з досить простим, тому можлива їх самостійна поелементна купівля та встановлення. У тому випадку, якщо складання або самостійний монтаж викликає складності, можна придбати готові рішенняу вигляді типових моноблочних чи 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. Алгоритму надійного розрахунку обсягу одержуваної води при використанні систем з рекуператором немає, тому його визначають експериментальним шляхом.

Повторне використання конденсату для зволоження повітря небажане, оскільки 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 системповітрообмін 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 обсягу або повне припинення вентиляції.

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

Принцип пристрою байпасу 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 повітря припливу за допомогою рекуператора. Тому при активації даного режиму потрібне автоматичне включення калорифера.

Особливості різних типів рекуператорів

Існує кілька конструктивно різних варіантів реалізації теплообміну між холодним і нагрітим повітряними потоками. Кожен з них має свої відмінні риси, 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 ореброваним каналами для проходу повітря. Воно має більш високий коефіцієнт теплообміну.

Почерговий пропуск теплого та холодного потоку повітря через пластини реалізують за рахунок загину країв пластин та герметизацією сполук 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.

Переваги роторних рекуператорів:

• досить високий ККД у порівнянні з конкуруючими типами;
• повернення великої кількості вологи, 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 таких пристроїв можна зустріти термін "регенеративний теплообмінник", що більш правильно 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, оскільки видалити конденсат із них неможливо

Основні переваги трубчастих рекуператорів такі:

• 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 потребує 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 технологічних особливостейбудівлі або санітарних вимог 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 дорогим пристроєм, застосування якого 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 істотні 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 можливим природним чином, але тільки в тому випадку, 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 необхідну 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 таких 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 (м 3 /годину) - Витрата повітря.

Розрахунок ефективності рекуператора у грошовому еквіваленті та порівняння з витратами на його придбання та монтаж для двоповерхового котеджу загальною 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 моделі, тому для типових моноблочних конструкцій проводять експериментальні дослідженнядля індивідуальних пристроїв здійснюють підбір компонентів.

Потужність вентилятора необхідно вибирати з урахуванням пропускної спроможності 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 прогріванні 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 дотримуватись вимог щодо рекомендованого обсягу повітрообміну вказаних у технічній документації пристрою

Зміна напряму потоку повітря створює додатковий аеродинамічний опір. Тому при моделюванні геометрії повітроводу всередині приміщення бажано мінімізувати кількість поворотів труб на 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 чи міняти. Одним з 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 системивентиляції з інтегрованим рекуператором довели свою енергетичну ефективність 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, що знаходиться нижче.

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 періоднерідко постає питання збереження тепла у 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 варіантом вирішення проблеми є обладнання вентиляційної системирекуператором.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 вхідних повітряних мас.

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 їхньої установки обумовлена ​​значним уповільненням природної циркуляції повітря, що викликано високим аеродинамічний опір рекуператора. Щоб уникнути всмоктування опалого листя, дрібних птахів або механічного сміття на припливний отвір, розташований з боку вулиці, встановлюються повітрозабірні грати. 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 оберігає канали теплообмінника від засмічення та значно продовжує термін служби обладнання. Однак установка фільтрів ускладнюється необхідністю постійного контролю за їх станом, чищенням, а при 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 властивостей і 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 вмикатись, якщо тепло, що виходить з будинку, не справляється з підігрівом вхідного повітря. Потужність нагрівачів вибирається у суворій відповідності до обсягу приміщення та робочої продуктивності вентиляційної системи. Однак у деяких приладах нагрівальні елементи лише захищають теплообмінник від промерзання і на температуру 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 представленатриходовим 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 перерізом. Електричні нагрівачі частіше встановлюють на повітропроводи зкруглим перетином , а як тен у них виступає спіраль. Для коректної таефективної роботи

спірального нагрівача швидкість повітряного потоку повинна бути більшою або дорівнює 2 м/с, температура повітря складатиме 0-30 градусів, а вологість проходять мас 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 вигляд, дозволяючи рекуператорам органічно вписуватися в систему вентиляції і не порушувати гармонію приміщення.

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 вентиляціязаганяє в приміщення надлишковий об'єм повітря, внаслідок чого забруднені маси змушені залишати приміщення витяжним каналом. Виходить тепле повітряпроходить через теплообмінник, нагріваючи стінки конструкції. У цей час назустріч йому рухається потік холодного повітря, який забирає отримане теплообмінником тепло, не перемішуючись при цьому 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 з повітряним струменем. Але якщо швидкість руху повітря була недостатньо високою, вода починає накопичуватися всередині приладу. Для цього в конструкцію рекуператора включений піддон, який розташований під невеликим нахилом у бік отвору зливу.

Через зливний отвір вода потрапляє у закритий бачок, який встановлюють із боку приміщення.Це продиктовано тим, що вода, що накопичилася, може переморозити канали відтоку і конденсату нікуди буде відводитися. Використовувати зібрану воду для зволожувачів не рекомендується: рідина може містити велика кількістьпатогенних мікроорганізмів, а тому має бути вилито в систему каналізації.

Однак якщо льоду від конденсату все ж таки утворюється, рекомендується встановлення додаткового обладнання- Байпаса. Даний пристрій 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 льоду 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 у спеціальних касетах і поглинає вологу раніше, ніж вона встигає випасти у конденсат. Пари вологи проходять через целюлозний шар і з вхідним потоком знову повертаються до приміщення. Плюсами таких приладів є простий монтаж, необов'язковість встановлення збірника для конденсату та накопичувальної ємності. До того ж ефективність роботи касет целюлозних рекуператорів не залежить від зовнішніх умов, А ККД становить понад 80%. До мінусів відносять неможливість використання у приміщеннях з надмірною вологістюта високу вартість деяких моделей.

Види рекуператорів

Сучасний ринок вентиляційного обладнанняпредставляє широкий вибір рекуператорів 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 тривалим 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 показники ефективності обумовлені особливістю будови теплообмінника, пластини в якому розташовані таким чином, що обидва потоки чергуються проходять між ними під кутом 90 градусів один до одного. Черговість пропуску теплих та холодних струменів стала можлива завдяки загину країв на пластинах та герметизації з'єднань за допомогою поліефірних смол. Крім алюмінію, для пластин використовують сплави міді і латуні, а також полімерні гідрофобні пластмаси. Однак крім переваг, пластинчасті рекуператори мають свої слабкі сторони. Мінусом моделей вважають високий ризик появи конденсату та утворення льоду, що обумовлено надто близьким розташуванням пластин одна до одної.

• Роторні моделіскладаються з корпусу, всередині якого обертається ротор циліндричного типу, що складається з профільованих пластин. 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 залежить від швидкості обертання ротора, яка виставляється в 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 повітряу теплу камеру. Далі нагріте повітря йде в 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 в нижні ділянки трубок. До переваг трубчастих рекуператорів відносять досить високий ККД, що досягає 70%, відсутність рухливих елементів, відсутність шуму при роботі, невеликі розміри та 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 теплоносія, 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 установки. Так, при покупці пристрою для квартири або приватного будинку краще вибрати класичну пластинчасту модель 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 пов'язано з низьким рівнем шуму під час її роботи і 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.

При виборі моделі для виробничого цеху, непродовольчого складу чи підземної автостоянки слід зупинитись 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, найбільш бюджетні варіантипластинчастих рекуператорів можна придбати за 27 000 рублів, тоді як потужний роторний рекупераційний блок з додатковими вентиляторами та вбудованою системою фільтрації буде коштувати близько 250 000 рублів.

Приклади проектування та розрахунку

Щоб не помилитись з вибором рекуператора, слід розрахувати ККД та ефективність роботи приладу. Для розрахунку ККД використовують таку формулу: K = (Тп - Тн) / (Тв - Тн), де Тп позначає температуру вхідного потоку, Тн - вуличну температуру, а Тв – температуру у приміщенні. Далі потрібно зіставити своє значення з максимально можливим показником ККД приладу, що купується. Зазвичай це значення зазначається у технічному паспорті моделі чи інший супровідної документації. Однак при порівнянні бажаного ККД та зазначеного у 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 витрату повітря і вимірюватися в м3/год. Після проведення всіх розрахунків слід зіставити витрати купівлю рекуператора з його ефективністю, переведеної на грошовий еквівалент. Якщо покупка себе виправдовуватиме, 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 виглядом саморобного приладує коаксіальний рекуператор. Для його виготовлення беруть двометрову пластикову трубу для каналізації перерізом 16 см та повітряну гофру з алюмінію довжиною 4 м, діаметр якої має становити 100 мм. На торці великий трубинадягають перехідники-розгалужувачі, за допомогою яких пристрій з'єднуватиметься з повітроводом, а всередину вкладають гофру, закручуючи її при цьому по спіралі. Рекуператор підключають до вентиляційної системи таким 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 процесі випробування 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 вхідного повітря відповідала 19 градусам. Середня вартістьсаморобної моделі

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

Рециркуляція повітря в системах вентиляції є змішанням деякої кількості відпрацьованого (витяжного) повітря, до припливного потоку. Завдяки цьому досягається зниження витрат енергії на нагрівання свіжого повітря у зимовий період року.

Схема припливно-витяжної вентиляції з рекуперацією та рециркуляцією,
де L – витрата повітря, T – температура.

Рекуперація тепла у вентиляції- це спосіб передачі теплової енергії від відпрацьованого потоку повітря, до потоку припливного. Рекуперація застосовується за наявності різниці температур між повітрям, що видаляється і припливом, для підвищення температури свіжого повітря. Цей процес не передбачає змішування повітряних потоків, процес передачі теплоти відбувається через будь-який матеріал.

Температура та рух повітря в рекуператорі

Пристроями, які здійснюють рекуперацію теплоти, звуться рекуператори теплоти. Вони бувають двох видів:

Теплообмінники-рекуператори- Вони передають тепловий потік через стінку. Вони найчастіше зустрічаються в установках систем припливно-витяжної вентиляції.

У першому циклі, які нагріваються від повітря, що йде, у другому охолоджуються, віддаючи тепло припливному.

Система припливно-витяжної вентиляції з рекуперацією є найпоширенішим способом використання теплоти рекуперації. Основним елементом даної системи є припливно-витяжна установка, у складі якої встановлено рекуператор. Пристрій припливної установки з рекуператором, дозволяє передати повітря, що нагрівається до 80-90% теплоти, що значно знижує потужність калорифера, в якому відбувається підігрів припливного повітря, у разі нестачі теплового потокувід рекуператора.

Особливості застосування рециркуляції та рекуперації

Основною відмінністю рекуперації від рециркуляції є відсутність підмішування повітря з приміщення до зовнішнього. Рекуперація тепла застосовується для більшості випадків, у той час як рециркуляція має низку обмежень, зазначених у нормативних документах.

СНиП 41-01-2003 не допускає повторної подачі повітря (рециркуляція) у таких ситуаціях:

• У приміщеннях, витрата повітря в яких визначається з розрахунку виділених шкідливих речовин;
• У приміщеннях, у яких є хвороботворні бактерії та грибки у підвищених концентраціях;
• У приміщеннях з наявністю шкідливих речовин, що виганяються при контакті з нагрітими поверхнями;
• У приміщеннях категорії Б та А;
• У приміщеннях, у яких виконуються роботи зі шкідливими чи горючими газами, парами;
• У приміщеннях категорії В1-В2, в яких можуть виділятися горючі пилу та аерозолі;
• Із систем, з наявністю в них місцевих відсмоктувачів шкідливих речовин та вибухонебезпечних сумішей з повітрям;
• Із тамбурів-шлюзів.

Рециркуляція:
Рециркуляція в припливно-витяжних установках активно застосовується частіше за великої продуктивності систем, коли повітрообмін може бути від 1000-1500 м3/год до 10000-15000 м3/год. Повітря, що видаляється, несе в собі великий запас теплової енергії, підмішування його в потік зовнішнього, дозволяє підвищити температуру припливного повітря, тим самим знизиться необхідна потужність нагрівального елемента. Але в подібних випадках перед повторною подачею в приміщення повітря має пройти систему фільтрації.

Вентиляція з рециркуляцією дозволяє підвищити енергоефективність, вирішити проблему енергозбереження у разі, коли 70-80% повітря, що видаляється, надходить у систему вентиляції повторно.

Рекуперація:
Припливно-витяжні установки з рекуперацією можна встановлювати майже при будь-яких витратах повітря (від 200 м 3 /год і до декількох тисяч м 3 /год), як при невеликих так і при високих. Рекуперація також дозволяє передавати тепло від витяжного повітря до припливного, тим самим знижуючи потребу енергії на нагрівальному елементі.

Відносно невеликі установки застосовують у системах вентиляції квартир, котеджів. У практиці припливно-витяжні установки монтують під стелею (наприклад, між перекриттям та навісною стелею). Це рішення вимагає від встановлення деяких специфічних вимог, а саме: незначні габаритні розміри, низький рівень шуму, просте обслуговування.

Припливно-витяжна установка з рекуперацією вимагає обслуговування, що зобов'язує зробити в стелі люк обслуговування рекуператора, фільтрів, нагнітачів (вентиляторів).

Основні елементи припливно-витяжних установок

Припливно-витяжна установка з рекуперацією або рециркуляцією, що має у своєму арсеналі і перший, і другий процес, завжди складний організм, що вимагає високоорганізованого управління. Припливно-витяжна установка приховує за своїм захисним коробом такі основні компоненти як:

• Два вентилятори різного типу, Що визначають продуктивність установки за витратою.
• Теплообмінник рекуператор- нагріває припливне повітря шляхом передачі тепла від повітря, що видаляється.
• Електричний нагрівач- Нагріє припливне повітря до потрібних параметрів, у разі нестачі теплового потоку від витяжного повітря.
• Повітряний фільтр- завдяки ньому проводиться контроль та очищення зовнішнього повітря, а також обробка витяжного перед рекуператором для захисту теплообмінника.
• Повітряні клапаниз електроприводами - можуть бути встановлені перед вихідними повітропроводами для додаткового регулювання повітряним потоком та перекриття каналу при вимкненому устаткуванні.
• Байпас- завдяки якому повітряний потік можна направити повз рекуператор в теплу пору року, тим самим не нагрівати припливне повітря, а подавати його безпосередньо в приміщення.
• Камера рециркуляції- забезпечує підміс повітря, що видаляється в припливний, тим самим забезпечуючи рециркуляцію повітряного потоку.
  
  

Крім основних складових припливно-витяжної установки, до неї також входить велика кількість дрібних комплектуючих, таких як датчики, система автоматики для управління та захисту тощо.

Схема керування

Усі складові елементи припливно-витяжної установки повинні бути правильно інтегровані в систему роботи установки та виконувати свої функції в належному обсязі. Завдання керування роботою всіх компонентів вирішує автоматизована система керування технологічним процесом. У комплект установки включені датчики, аналізуючи їх дані, система керування коригує роботу потрібних елементів. Система управління дозволяє плавно та грамотно виконувати цілі та завдання припливно-витяжної установки, вирішуючи складні проблеми взаємодії всіх елементів установки між собою.

Пульт керування вентиляцією

Незважаючи на складність системи управління технологічним процесом, розвиток технологій дозволяє надати звичайній людиніпульт керування від установки в такому вигляді, щоб з першого дотику було зрозуміло і приємно користуватися установкою протягом її служби.

приклад. Розрахунок ефективності рекуперації тепла:
Розрахунок ефективності застосування рекуперативного теплообмінника в порівнянні з використанням тільки електричного або водяного нагрівача.

Розглянемо систему вентиляції з витратою 500 м 3 /год. Розрахунки будуть проводитись для опалювального періоду у м. Москва. Зі СНіПа 23-01-99 «Будівельна кліматологи та геофізика» відомо, що тривалість періоду із середньою добовою температурою повітря нижче +8°С становить 214 діб, Середня температураперіоду із середньодобовою температурою нижче +8°С становить -3,1°С.

Розрахуємо необхідну середню теплову потужність:
Для того, щоб нагріти повітря з вулиці до комфортної температурив 20°С, знадобиться:

N = G * C p * ρ (в-ха) * (t вн -t ср) = 500/3600 * 1,005 * 1,247 * = 4,021 кВт

Цю кількість теплоти за одиницю часу можна передати припливному повітрі кількома способами:

1. Нагрів припливного повітря електричним нагрівачем;
2. Нагрів припливного теплоносія, що видаляється через рекуператор, з додатковим нагріванням електричним нагрівачем;
3. Нагрів вуличного повітря у водяному теплообмінному апараті та ін.

Розрахунок 1:Теплоту до припливного повітря передаємо за допомогою електричного нагрівача. Вартість електроенергії в м. Москва S = 5,2 руб / (кВт * год). Вентиляція працює цілодобово, протягом 214 діб опалювального періоду, сума коштів, у цьому випадку дорівнюватиме:
Ц 1 = S * 24 * N * n = 5,2 * 24 * 4,021 * 214 = 107 389,6 руб / (отоп. період)

Розрахунок 2:Сучасні рекуператори здійснюють передачу теплоти із високою ефективністю. Нехай рекуператор нагріло повітря на 60% від необхідної теплоти в одиницю часу. Тоді електричного нагрівачанеобхідно витратити таку кількість потужності:
N (ел.нагр) = Q - Q рік = 4,021 - 0,6 * 4,021 = 1,61 кВт

За умови, що вентиляція буде працювати на всьому проміжку опалювального періоду, отримуємо суму за електроенергію:
Ц 2 = S * 24 * N (ел.нагр) * n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42 998,6 руб / (отоп. період)

Розрахунок 3:Для нагрівання вуличного повітря використовують водяний нагрівач. Орієнтовна вартість тепла від технічної гарячої водиза 1 гкал у місті Москва:
S р.в. = 1500 руб. / Гкал. Ккал = 4,184 кДж

Для нагріву нам знадобиться така кількість тепла:
Q (р.в.) = N * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 4,021 * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 17,75 Гкал

У роботі вентиляції та теплообмінного апарату на всьому холодному періоді року сума коштів за теплоту технічної води:
Ц 3 = S (р.в.) * Q (р.в.) = 1500 * 17,75 = 26 625 руб/(отоп.період)

Результати розрахунків витрат на підігрів припливного повітря за опалювальний
період року:

З наведених розрахунків видно, що економічний варіант це використання контуру гарячої технічної води. Крім цього сума коштів, необхідна для нагріву повітря припливу значно знижується при використанні рекуперативного теплообмінника в системі припливно-витяжної вентиляції в порівнянні з використанням електричного нагрівача.

У висновку хотілося б відзначити, що застосування в системах вентиляції установок з рекуперацією або рециркуляцією дозволяє використовувати енергію повітря, що видаляється, що дозволяє знижувати витрати енергії на нагрівання припливного повітря, отже знижуються грошові витрати на експлуатацію системи вентиляції. Використання теплоти повітря, що видаляється, є сучасною енергозберігаючою технологією і дозволяє наблизитися до моделі. розумного будинку», в якому максимально повно та корисно використовується будь-який доступний вид енергії.

У процесі вентилювання із приміщення утилізується не лише відпрацьоване повітря, а й частина теплової енергії. Взимку це призводить до збільшення рахунків на енергоресурси.

Скоротити невиправдані витрати, не на шкоду повітрообміну, дозволить рекуперація тепла в системах вентиляції централізованого та локального типу. Для регенерації теплової енергії використовують різні види теплообмінників – рекуператори.

У статті докладно описані моделі агрегатів, конструктивні особливості, принципи роботи, переваги та недоліки Викладена інформація допоможе у виборі оптимального варіантадля облаштування вентиляційної системи.

У перекладі з латинської рекуперація означає відшкодування або зворотне отримання. Щодо теплообмінних реакцій, рекуперація характеризується як часткове повернення енергії, витраченої на проведення технологічної дії з метою застосування в цьому ж процесі.

У локальних рекуператорах передбачений вентилятор та пластинчастий теплообмінник. "Рукав" припливника ізольований шумопоглинаючим матеріалом. Блок керування компактних вентустановок розміщується на внутрішній стіні

Особливості децентралізованих вентсистем із рекуперацією:

• ККД – 60-96%;
• невисока продуктивність– пристрої розраховані на забезпечення повітрообміну у приміщеннях до 20-35 кв.м;
• доступна вартістьширокий вибір агрегатів, починаючи від звичайних стінових клапанів до автоматизованих моделей з багатоступінчастою системою фільтрації та можливістю регулювання вологості;
• простота монтажу– для введення в експлуатацію не потрібно прокладання повітроводів, можна самостійно.

  Важливі критерії вибору стінового припливника: допустима товщина стіни, продуктивність, ККД рекуператора, діаметр повітряного каналу і температура середовища, що перекачується

  Висновки та корисне відео на тему

  Порівняння роботи природної вентиляціїта примусової системи з рекуперацією:

  Принцип функціонування централізованого рекуператора, розрахунок ККД:

  Влаштування та порядок роботи децентралізованого теплообмінника на прикладі стінового клапана Prana:

  Через вентсистему з приміщення йде близько 25-35% тепла. Для скорочення втрат та ефективної теплоутилізації використовуються рекуператори. Кліматичне обладнаннядозволяє задіяти енергію відпрацьованих мас для нагрівання повітря, що надходить.

  Є, що доповнити, чи виникли питання щодо роботи різних вентиляційних рекуператорів? Залишайте, будь ласка, коментарі до публікації, поділіться досвідом експлуатації таких установок. Форма зв'язку перебуває у нижньому блоці.