При покупке воздухосборника часто возникает вопрос, как выбрать настенный воздухосборник для бытового использования от производителя. Какой мощностью и эффективностью должен обладать увлажнитель воздуха для бассейна или дома?
Рекуператоры воздуха. Виды и принцип работы
С развитием энергосберегающих технологий на рынке вентиляции и кондиционирования воздуха особую популярность приобрели рециркуляционные установки — устройства, передающие тепловую энергию от вытяжного воздуха к приточному. В этой статье мы расскажем, как они работают, какие существуют типы рециркуляционных установок, какими преимуществами и недостатками они обладают и каковы критерии выбора.
Рециркуляционная установка — это устройство, которое используется для передачи тепловой энергии от вытяжного воздуха к приточному. В данном случае тепловая энергия означает как тепловую, так и охлаждающую энергию, т.е. вытяжной воздух может передавать как свое тепло, так и холод приточному воздуху и соответственно нагревать или охлаждать его.
Основная функция циркулятора заключается в извлечении полезной энергии из вытяжного воздуха за пределами помещения. Кроме того, существует условие, что воздушные потоки не должны смешиваться, т.е. приточный воздух не должен загрязняться вытяжным в значительной степени. В системах вентиляции и кондиционирования воздуха рекуперация энергии одинаково важна как зимой, так и летом.
Зимой задачей накопителя является «бесплатный» нагрев приточного воздуха за счет вытяжного. Холодный наружный воздух и теплый вытяжной воздух из здания направляются в теплообменник, где теплый вытяжной воздух нагревает приточный воздух. Поскольку вытяжной воздух все равно направляется наружу, можно сказать, что этот нагрев осуществляется «бесплатно».
Для вентиляционной установки такой тип нагрева позволяет сэкономить большое количество электроэнергии или энергии для водонагревателя. Предположим, что температура приточного воздуха зимой составляет +18°C, а наружная температур а-26°C. Следовательно, мощность нагрева в системе без циркуляции будет основана на мощности нагрева 18-(26)=44°C.
Если используется система рециркуляции, приточный воздух может нагреваться вытяжным воздухом, например, до температуры +10 °C. В этом случае мощность нагревателя следует рассчитывать исходя из нагрева всего на 18-10=8 °C. Поскольку мощность нагрева прямо пропорциональна разнице температур, нагреватель сэкономит (44-8)100/44 = 82 % мощности нагрева вентиляционной установки.
Виды, устройство и принцип работы рекуператоров
Независимо от типа циркуляционного насоса, он представляет собой теплообменник. Это может быть один теплообменник, в котором потоки приточного и вытяжного воздуха обмениваются теплом через тонкие стенки, или два теплообменника. В первом случае вытяжной воздух передает свое тепло промежуточному теплоносителю, а во втором случае промежуточный теплоноситель передает свое тепло приточному воздуху.
Выделим основные типы теплообменников и рассмотрим каждый из них в отдельности:
- Роторный рекуператор
- Пластинчатый перекрестно-точный рекуператор
- Рекуператор с промежуточным теплоносителем
- Камерный рекуператор
- Фреоновый рекуператор
Роторный рекуператор
Роторные теплообменники DANTEX имеют один из самых высоких КПД на рынке. Они состоят из большого колеса (ротора), ось вращения которого совпадает с линиями движения воздуха и находится между потоками, так что половина ротора находится в зоне вытяжного воздуха, а другая половина — в зоне приточного воздуха.
Ротор не сплошной, а состоит из набора соединенных между собой пластин. Воздух может свободно проходить между пластинами, буквально сквозь ротор.
Ротор циркуляционного насоса
Из-за медленного вращения часть ротора сначала контактирует с отработанным воздухом, который нагревает его. Через некоторое время эта часть ротора перемещается в зону всасывания, где нагревает воздух и отдает накопленное ранее тепло. Сразу после этого она снова перемещается в зону вытяжного воздуха и нагревает его. Цикл является замкнутым.
Во время движения воздуха из зоны вытяжного воздуха в зону притока и обратно ротор забирает определенное количество воздуха между пластинами, то есть происходит перемешивание воздушных потоков. Однако на практике перемешивание настолько незначительно, что в роторных теплообменниках DANTEX оно обычно пренебрежимо мало (около 5%).
Пластинчатый перекрестно-точный рекуператор
Другой тип циркуляторов, предназначенных для использования в цельных системах приточной и вытяжной вентиляции, — это перекрестноточные циркуляторы на основе пластинчатого теплообменника.
В отличие от вращающихся агрегатов, эти устройства не имеют движущихся частей. Они состоят из пластинчатого теплообменника с каналами подачи и отвода воздуха. Эти каналы чередуются. Таким образом, каждый поток вытяжного воздуха через стенки контактирует с двумя потоками приточного воздуха, а каждый поток приточного воздуха — с двумя потоками вытяжного воздуха.
Вентиляционные установки с пластинчатыми циркуляторами
Перекрестные циркуляторы DANTEX сконструированы таким образом, чтобы максимально увеличить площадь контакта между потоками. Этим объясняется высокая эффективность теплообмена и, соответственно, высокая эффективность рекуперации тепла (до 70%).
В дополнение к обычным перекрестноточным циркуляторам в вентиляционных установках DANTEX также используются шестигранные рекуператоры тепла. Они представляют собой смесь перекрестноточных и противоточных теплообменников. Противоточные установки имеют более высокий КПД, поэтому такой симбиоз выгоден, и эффективность рекуперации повышается до 77%.
Описание и принцип действия
Воздушный рекуператор представляет собой теплообменник специальной конструкции и используется для вентиляции помещений. Известно, что при проветривании помещения теряется большое количество тепла, а благодаря работе данного агрегата можно избежать этого и тем самым снизить нагрузку в процессе отопления.
Конструкция устройства способствует теплообмену между потоками воздуха, входящими и выходящими из помещения через принудительную вентиляцию.
При работе агрегата воздушные потоки не смешиваются. Воздухообменник работает просто за счет рекуперации тепловой энергии, переносимой воздухом через систему вентиляции. Благодаря разнице температур происходит теплообмен, и температура воздушных масс выравнивается.
Рекуператор состоит из двухкамерного теплообменника, каждая из камер которого может пропускать как вытяжной, так и приточный воздух. Регенератор сконструирован таким образом, что из-за разницы температур возникает конденсат, который автоматически устраняется устройством. Система рекуперационных каналов вентилирует воздух в помещении и снижает затраты на отопление за счет минимизации тепловых потерь. Данный тип технологии способен удерживать 2/3 всего тепла, выходящего из помещения, так как установка работает на тепловой энергии одного технологического цикла.
Виды
В зависимости от устройства и принципа работы рециркуляторы делятся на различные типы. В настоящее время востребованы 3 типа рециклеров воздуха.
Роторный
Роторный тип характеризуется наличием в конструкции ротора. Корпус ротора обычно изготавливается из нержавеющей стали или оцинкованного листового металла. Ротор вращается вокруг своей горизонтальной оси с помощью электрического источника питания. Одним из важнейших рабочих элементов рециклера являются гофрированные шпиндели из алюминия, которые наматываются на специально разработанный вал.
При вращении полоски соприкасаются с горячим и холодным воздухом. Эффективность роторных контуров составляет 85 %.
К недостаткам этого устройства, среди множества его преимуществ, относятся большие размеры и наличие движущихся частей, которые могут изнашиваться и требуют регулярной замены.
Пластинчатый
Коаксиальный пластинчатый теплообменник с подогревом приточного воздуха имеет корпус для приточного и вытяжного воздуха, проходящий через алюминиевые пластины. В этих деталях образуется конденсат. В ледяную погоду вы можете заметить, что трубопроводная арматура покрывается льдом. Растопить лед поможет электрический нагреватель. В процессе нагрева не происходит теплообмена, поэтому эффективность равна нулю. В этом случае КПД также ниже. Когда холодный воздух нагревается, эффективность возрастает до 90 %.
Рециркуляционный водяной
Рециркуляционные установки или крышные рециркуляторы передают тепловую энергию в теплообменник приточного воздуха с помощью воды и антифриза. По своим характеристикам это устройство напрямую схоже с пластинчатым теплообменником. Основное отличие от водяного агрегата заключается в том, что он работает как система водяного отопления. Недостатком данного устройства является его низкая эффективность и необходимость частого технического обслуживания. Теплообменник этого типа можно установить на потолке, чтобы сэкономить место в помещении. Он также не требует частого технического обслуживания.
Камерный
В этой модели тепло и холод встречаются в общей камере, разделенной заслонкой. Эта конструкция также имеет некоторые движущиеся части. Через некоторое время заслонка может вращаться и менять направление. Тепло передается через стенки камеры.
Отработанная масса нагревает ½ камеры, а затем регулирующий элемент пропускает воздух снаружи.
После нагрева воздуха описанный выше процесс может быть повторен. Поскольку встроенные детали в рекуператоре подвижны, существует возможность смешивания двух воздушных потоков. По этой причине нельзя исключить загрязнение чистого воздуха в результате поступления различных запахов извне. Камерная система характеризуется эффективностью от 50 до 70 %.
Фреонный
Рекуператорами в данном случае являются фреоновые трубки. Если воздух горячий, фреон испаряется. Низкая температура окружающей среды благоприятствует конденсации. Потоки собираются в тепловых трубах, так называемых теплообменниках.
Последние представляют собой герметично закрытые медные трубы, заполненные фреоном.
При отводе потока один конец трубы нагревается так, что содержащееся в нем вещество начинает кипеть и передает тепло другому концу трубы. В результате фреон конденсируется и выделяет тепло. Результатом всего вышеперечисленного является повышение температуры. Эффективность рекуперированного фреона может составлять от 50 до 70 %.
Что такое Рекуператор?
Рекуператор свежего воздуха — это устройство, которое позволяет вентилировать помещение практически без потерь энергии.
В чем заключается принцип работы рекуператора Marley?
Основной секрет заключается в инновационном керамическом теплообменнике, который в течение 70 секунд забирает и нагревает воздух из помещения, а затем в течение 70 секунд отводит тепло из помещения.
При этом затраты энергии ничтожно малы. Ему требуется всего 3,5-7 Вт (не больше, чем выключенному телевизору).
Благодаря своему дизайну он не занимает много места в комнате (все устройства монтируются на стену) и выглядит как хороший вентилятор.
Прибор не создает сквозняков или позволяет их избежать. Его можно установить даже за шторами, так как он втягивает и направляет воздух вдоль стены.
Одним словом, регенератор — это отличное решение для вентиляции.
За счет чего происходит нагревание холодного поступающего воздуха в рекуператоре Marley MEnV-180?
Регенератор имеет тонкостенный керамический элемент, который удерживает тепло дымовых газов. При изменении направления воздушного потока керамический элемент отдает тепло поступающему холодному воздуху. Это означает, что для нагрева не требуется электроэнергия.
Все очень просто: каждые шесть месяцев индикатор на устройстве показывает, когда необходимо проверить состояние фильтра. Обслуживание производится изнутри помещения. Открутите 2 винта, чтобы снять керамический элемент и фильтр. Промойте керамический элемент под проточной водой и пропылесосьте фильтр или замените его новым. Снаружи защитный фильтр можно легко снять с корпуса и пропылесосить таким же образом. Весь процесс занимает 15 минут
Виды рекуператоров для вентиляции
Рекуператор — это теплообменник, хотя и специальный. Он подключен к вентиляционным каналам, которые всасывают и подают воздух. Загрязненный воздух из помещения отдает тепло поступающей тяге, т.е. происходит процесс рекуперации.
Пластинчатые рекуператоры отличаются от обычных тем, что они не допускают смешивания воздуха. Рекуперация в них происходит несколько иначе. Некоторые пластины располагаются близко друг к другу, чтобы воздух мог передавать тепло, не соприкасаясь друг с другом. Материалом в таких вентиляционных системах обычно служит алюминиевая фольга, которая известна своей теплопроводностью. Также могут использоваться пластиковые изделия. Они более дорогие, но и более эффективные.
В рекуперационной вентиляции, в которой используются пластинчатые теплообменники, часто возникает обмерзание. Это происходит потому, что поверхности рекуперационной вентиляции покрываются льдом из-за конденсата. Это не лучшим образом сказывается на производительности устройства. В результате владельцу установки рекуперативной вентиляции приходится прилагать большие усилия, чтобы растопить лед. Это требует времени, усилий и энергии.
Тем не менее, некоторые разработчики нашли способ обеспечить защиту системы рекуперационной вентиляции от льда. Технология разработана таким образом, чтобы нагревать входящий поток воздуха до температуры, при которой конденсат просто не может замерзнуть.
Кстати, это не единственное решение. Другие разработчики предлагают оснащать системы рекуперативной вентиляции гигроскопичными целлюлозными картриджами. Это позволяет сэкономить на нагреве воздуха, поскольку целлюлоза самостоятельно поглощает влагу, а затем возвращает ее на выход. Однако их можно использовать только в том случае, если воздух не перегревается.
Вращающиеся рекуператоры. В системах вентиляции с рекуперацией, использующих эти устройства, воздух перемешивается. Принцип работы следующий: Металлический ротор вращается, обеспечивая приток и отток воздуха. Скорость вращения обычно регулируется.
Очевидно, что восстановление в этом случае имеет некоторые недостатки, например, оно обходится гораздо дороже, поскольку изделия со временем выходят из строя. Но высокий выход до 90 % способствует популярности этих изделий.
Стоит ли приобретать такое устройство, во многом зависит от эффективности организации очистки воздуха. Качественный продукт обычно способен окупить себя.
Рекуператор тепла с промежуточным теплообменником. Это устройство имеет две камеры, разделенные емкостью с жидкостью, которая передает тепло от вытяжного воздуха к приточному.
Разумеется, рекуперация в этом случае организована очень безопасно, так как между потоками не переносятся никакие примеси. Скорость вращения регулируется. Износ очень маловероятен. Недостатком является низкий КПД, который составляет от 45 до 60 %.
Камерные регенераторы. Лопасть делит камеру на две половины. Во время вращения она меняет направление воздушных потоков. Изменение температуры происходит за счет стенок камеры.
Как выбрать приточные вентиляционные установки с рекуперацией тепла
На что следует обратить внимание при выборе вентилятора-рекуператора? Если вы решили приобрести такую установку, во избежание сожалений вам следует расспросить продавца о следующих моментах:
Прежде всего, задайте продавцу следующие вопросы:
- Кто является производителем данной вентиляции с рекуперацией воздуха? Как давно эта фирма работает, какую имеет репутацию, что ещё производит?
- Насколько данная вентиляция с рекуперацией воздуха производительна?
Здесь вам нужен профессионал, который сможет сделать подробный расчет, исходя из условий вашего помещения. Понятно, что купить вентиляцию с рекуперацией тепла для квартиры и для трехэтажного дома — это не одно и то же.
И здесь вам нужен совет эксперта. Важно не просто посмотреть общие значения в таблице в интернете, а сделать подробный расчет, учитывающий, например, количество поворотов в воздуховоде и многие другие детали. Соотношение воздушного потока и сопротивления системы — один из важнейших факторов выбора.
Заметьте — мы говорим «соотношения», а не «пропорции». А почему? Их не может быть больше одного. На самом деле, его нет. Есть заявленная пропорция — это среднее значение. А есть фактическая доходность, которая является объективным показателем. От чего он зависит? Факторов много. Это и влажность воздуха, и способ настройки системы, и температура внутри и снаружи помещения.
Вот несколько советов по расчету эффективности регенератора:
- При наличии бумажного теплообменника Коэффициент полезного действия будет равняться от 60 до 70 процентов. Что это для нас означает? Хорошо это или плохо? Это значит то, что вентиляция с рекуперацией воздуха устойчива к замерзаниям, хотя и не на сто процентов.
- При наличии алюминиевого теплообменника КПД составит не более 63%, в то время как КПД рекуператора воздуха составит от 42 до 45% процентов. Таким образом, вам придётся использовать значительное количество электроэнергии, чтобы избавляться от обмерзания.
- Роторный рекуператор воздуха иметь отличные показатели КПД, но при условии, что управление им осуществляется автоматически, исходя из показаний специальных датчиков. Тем не менее, эти рекуператоры могут обмерзать так же, как и алюминиевые, от чего КПД снижается.
Что еще следует учитывать при выборе рециркуляционного воздухоохладителя для вентиляции?
- Вы вряд ли найдёте приточно-вытяжной рекуператор воздуха, способный эффективно справляться с работой при температурах ниже минус десяти градусов по шкале Цельсия. Не верьте обещаниям на этикетках и заверениям продавцов. Самый лучший вариант — это металлический рекуператор для вентиляции, способный справляться со своей задачей при тех самых -10 ºС. При более низких температурах рекуператор просто перестаёт эффективно работать. И если реклама вам обещает, что данное устройство способно функционировать при -50 ºС, то, вполне возможно, так оно и есть, но с одной оговоркой — это скорее видимость деятельности, чем реальная рекуперация. КПД будет в любом случае снижать, рекуператор воздуха обмёрзнет, так что не верьте обещаниям о 100% эффективности и КПД до 99% — это всё лишь рекламный трюк и обман, не имеющий ничего общего с реальностью.
- Смотрите на толщину корпуса и материал. Дело в том, что тонкие корпусы очень быстро промерзают. Например, 3 сантиметра — это ничтожное препятствие холоду. Тут скорее одно название от корпуса, чем какая-либо эффективность. То же самое и с материалом. Тот же алюминий — покрытие бесполезное, если только на него сверху не нанесён дополнительный слой изоляции, а лучше — даже не один. В противном случае вы получаете просто эффективный проводник для холода, который очень быстро заморозит оборудование, и вентиляция с рекуперацией перестанет работать, либо начнёт демонстрировать очень низкий КПД.
- Обращайте внимание на такой показатель, как свободный напор вентиляторов. Дело в том, что характеристика «500 м³» ничего не значит, когда рядом указано «0 Па». Вас могут обмануть большие показатели, которые фактически невероятны при тех условиях эксплуатации, которые характерны для обычного жилого дома в России. Иначе говоря, вам пишут о том, как вентиляция с рекуперацией способна работать в каких-то идеальных обстоятельствах, которые вы ей физически никогда не сможете обеспечить. Таким образом, речь о гипотетической способности, а не реальных возможностях системы.
- Переключение режимов и опций — вещь полезная, ведь она позволяет добиться значительной экономии энергетических ресурсов. Конечно, вы можете сами следить за температурами и оперативно настраивать под них оборудование, но чувствительные датчики и автоматика сделают это намного лучше.
- Главный параметр при выборе оборудования для вентиляции с рекуперацией — это объём воздуха, который поступает в помещение за один час. Оптимальное количество — не менее 60 кубических метров на человека. Если вас в квартире двое — уже не менее 120 и т.д. Убедитесь, что оборудование, которое вы думаете приобрести, действительно способно обеспечить такой приток воздуха. Если нет, то не тратьте ни деньги, ни время на его приобретение и подыщите что-то, подходящее для ваших условий. Кроме самой производительности, стоит обратить внимание на напор, который имеют вентиляторы.
Монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией
Высококачественная вентиляция — это результат правильно подобранной конструкции, оборудования, тщательного профессионального планирования и монтажа. Чтобы система рекуперации работала эффективно и экономично, должны быть выполнены три условия.
- профессионально составленный инженерный проект;
- надежное исполнение системы вентиляции;
- рекуператор хорошего качества.
Решающее значение имеют знания, квалификация, опыт и навыки монтажной компании. Важным шагом является соответствующая конфигурация системы в соответствии с намеченными параметрами:
- Каналы вентиляции — это «кровеносная система» всей системы рекуперации. Критически важны оптимальные трассы вентиляционных каналов. Чтобы система рекуперации выполняла свою задачу, трубы должны иметь правильно подобранные диаметры для подачи нужного количества воздуха и качественно заизолированы.
- Правильное направление воздушного потока в установке обеспечивают вентиляторы рекуператора. Продуманное распределение вентканалов обеспечивает оптимальную и тихую подачу воздуха, который эффективно проветривает все помещения.
- Не менее важен выбор рекуператора соответствующей мощности. Чтобы правильно подобрать теплообменник, необходимо произвести тщательные расчеты. Только на основании этого параметра нужно приобретать рекуператор соответствующей мощности. Слабое оборудование не справится с поддержанием комфортного микроклимата в доме и повлияет в конечном итоге на экономическую целесообразность.
При выборе оборудования не следует поддаваться искушению купить самое дешевое. Часто дешевое оборудование означает худшую производительность и в конечном итоге снижает энергоэффективность всей системы. Монтаж систем приточной и вытяжной вентиляции следует доверить профессиональной монтажной компании, которая правильно рассчитает расход воздуха и грамотно установит систему.
Вывод
Вентиляция с рекуперацией тепла — эффективное решение для циркуляции воздуха в умеренном и северном климате. Современные установки позволяют эффективно рекуперировать тепло, что позволяет окупить затраты на отопление и сэкономить на счетах за электроэнергию. В этом обзоре мы постарались объяснить основные принципы и типы установок. Также рассмотрен профессионализм проектировщиков и монтажников.
У вас еще остались вопросы? Запросите бесплатную консультацию.
Наши специалисты помогут вам подобрать механические системы для промышленных и коммерческих зданий, исходя из ваших технических параметров и потребностей, а также проконсультируют вас по вопросам восстановления и монтажа вентиляционных систем.
127495, Российская Федерация, Москва, Дмитровское шоссе, 163А, строение 2
— Алексей Папченко Руководитель технического отдела QWENT
