Рекуперация тепла в системах вентиляции: что это, принцип действия, схемы

Содержание
  1. Понятие рекуперации: принцип работы теплообменника
  2. Целесообразность рекуператора в вентиляции
  3. Плюсы и минусы роторных приборов
  4. Как рассчитать КПД?
  5. Роторный рекуператор: преимущества системы, особенности изготовления своими руками
  6. Виды и основные характеристики рекуператоров роторного образца
  7. Особенности разных видов теплообменников
  8. Пластинчатый рекуператор – простота конструкции
  9. Роторный рекуператор – высокая эффективность системы
  10. Связанные теплообменники – гликолевая модель
  11. Камерный узел – универсальность применения
  12. Тепловые трубки – закрытая система теплообмена
  13. Преимущества и недостатки рекуператоров разных типов
  14. Ротационные теплоутилизаторы KOMFOVENT
  15. Волна в ротационном теплоутилизаторе
  16. Принцип действия роторов
  17. Потчему ротационные теплоутилизаторы?
  18. Виды роторных рекуператоров по области применения
  19. Как самостоятельно сделать рекуператор
  20. Можно ли сравнить роторный рекуператор с пластинчатой моделью
  21. Способы организации рекуперативной вентиляции
  22. Централизованный комплекс – приточно-вытяжная установка
  23. Разновидности устройства
  24. Преимущества и недостатки роторных приборов
  25. На что смотреть

Понятие рекуперации: принцип работы теплообменника

В переводе с латинского, рекуперация означает возмещение или обратное получение. В отношении теплообменных реакций, рекуперация характеризуется как, частичный возврат энергии, затраченной на проведение технологического действия с целью применения в этом же процессе.

В вентиляционной системе принцип рекуперации используется для экономии тепловой энергии.

По аналогии происходит рекуперация охлаждения в жаркую погоду – теплые приточные массы нагревают выводимую «отработку» и их температура понижается.

Процесс регенерации энергии осуществляется в рекуперационном теплообменнике. Устройство предусматривает наличие теплообменного элемента и вентиляторов для прокачивания разнонаправленных воздухопотоков. Для управления процессом и контроля качества подачи воздуха используется система автоматики.

Конструкция разработана так, чтобы приточные и вытягиваемые потоки находились в отдельных отсеках и не смешивались – теплоутилизация осуществляется через стенки теплообменника.

Разобраться и понять, что такое вентиляция с рекуперацией поможет наглядная схема циркуляции воздуха.

Через вытяжки во влажных помещениях (туалет, ванная, кухня) происходит отток отработанного воздуха. До того, как удалиться наружу, он проходит сквозь рекуператор и оставляет часть тепла. Подаваемый воздух движется во встречном направлении, нагревается и поступает в жилые комнаты (+)

Целесообразность рекуператора в вентиляции

Говорить о целесообразности обустройства рекуперативной вентиляции можно, оценив эффективность системы и сопоставив ее достоинства с недостатками.
Рекуперация тепла
От отработанного вытягиваемого наружу воздуха забирается часть тепла и передается нагнетаемым свежим струям, направленным вовнутрь помещения. Это позволяет снизить теплопотери до 70% (+)

Необходимость использования рекуперации тепла наиболее актуальна в зданиях с принудительным выводом воздуха. Как правило, это малоинерционные строения, возведенные с использованием инновационных теплоизоляционных технологий (дома из сэндвич-панелей, газосиликатных плит, пеноблоков).

В таких постройках стены плохо аккумулируют тепло, а естественный воздухообмен малоэффективен.

Однако проблемы с циркуляцией воздуха характерны и для «традиционных» построек из кирпича и бетона. Наличие герметичных тепло-звукоизолирующих ПВХ-окон блокирует циркуляцию с естественным побуждением – приток свежего воздуха останавливается, а тяга в вентканале опрокидывается или стремится к нулю.

Решение проблемы «евроокон» — организация принудительной вентиляции. Система восстанавливает воздухообмен, но при этом теплопотери увеличиваются до 60%. И здесь уже не обойтись без тепловой рекуперации.
Эффективность обменного процесса выражается в процентах и показывает количество затраченного тепла от вытяжного воздуха на обогрев свежей «приточки»

Показатель КПД вентиляционной рекуперации тепла:

  • 0% — открытое окно – теплый воздух удаляется в атмосферу, а холодный попадает вовнутрь, понижая температуру в помещение;
  • 100% — приточный воздух разогревается до температуры «отработки» — технически реализовать невозможно;
  • 30-90% — допустимый параметр, хорошей считается рекуперация с эффективностью 60% и более, КПД свыше 80% — отличный теплообмен.

Эффективность системы зависит от типа рекуператора, габаритов помещения и расхода воздуха. В любом случае, использование рекуперационной вентиляции даже с КПД в 30% выгоднее, чем ее отсутствие. Кроме существенной экономии на энергоресурсы, «регенерация» тепла улучшает общий микроклимат в помещении.

Недостатки использования теплообменника:

  1. Энергозависимость. Покупка климатического оборудования оправдана, если потребление электроэнергии будет значительно меньше, чем ее экономия после установки рекуператора.
  2. Выпадение конденсата. Из-за разности температур на стенках теплообменника может конденсироваться влага. Зимой есть вероятность обледенения, что чревато стремительным снижением КПД или выходом рекуператора из строя.
  3. Шумная работа. Некоторые модели в процессе эксплуатации издают гул. Если днем этот недостаток не особо ощутим, то ночью шум доставляет дискомфорт. Рекуператоры с улучшенной изоляцией работают тихо.

Высокие первоначальные инвестиции часто становятся главным аргументом против энергоэффективной вентиляции.
Целесообразно вкладывать деньги в ту систему, которая окупиться в течение 5-8 лет. Надо учесть, что для обслуживания комплекса придется нести дополнительные расходы, например, периодическая замена вентиляторов

Плюсы и минусы роторных приборов

К основным преимуществам вращающегося оборудования относится:

  • более высокий КПД зимой;
  • снижение затрат на охлаждение летом;
  • полная автоматизация процесса рекуперации;
  • частичная нормализация влажности в помещении;
  • отсутствие циклов оттаивания, потребности в отводе конденсата.

Самое большое преимущество этих сложных устройств — эффективность. Чтобы понять и сравнить, необходимо познакомиться с цифрами. Если роторные приборы имеют КПД 70-85%, то пластинчатые «простачки» гарантируют меньшую отдачу — всего 50-65%.

Роторный рекуператор: устройство, принцип работы, плюсы и минусы

Некоторые минусы этих рекуператоров-профессионалов незначительны, но упомянуть лучше сразу все претензии. В этом списке:

  • более высокая цена из-за сложности конструкции;
  • определенный уровень шума во время работы;
  • возможное смешивание встречных воздушных потоков;
  • необходимость обеспечить источник питания;
  • подвижные элементы — причина, по которой оборудованию необходимо частое, непростое техническое обслуживание;
  • массивность некоторых моделей приборов, она требует обустройства довольно просторной вентиляционной камеры.

Если говорить о минусах, то чаще самый последний недостаток (большие размеры) не дает возможности установить роторное устройство в бытовых условиях.

Как рассчитать КПД?

Для того чтобы подобрать оптимальную модель рекуператора, следует провести некоторые расчеты, которые позволят определить КПД. Особенно актуальны эти данные для тех, кто хочет самостоятельно изготовить рекуператор.

Разницу температуры воздуха после рекуперации и до рекуперации следует разделить на разницу температуры отработанного воздуха и до рекуперации.

Полученное значение необходимо умножить на 100%. Площадь теплообмена необходимо рассчитывать только при самостоятельном изготовлении всех элементов рекуператора.

Роторный рекуператор: преимущества системы, особенности изготовления своими руками

Рекуператор, являющийся по своей сути теплообменником, позволяющим значительно сокращать энергетические затраты, необходимые для подогрева воздушных масс в холодное время года, считается самой перспективной разработкой в области вентиляции. С учетом технической и тепловой терминологии, роторный рекуператор, используемый, как правило, в вентиляционных технических системах, правильнее будет называть регенератором, ведь процесс передачи тепловой энергии происходит за счет поочередного соприкосновения стандартных теплообменных поверхностей с различными типами теплоносителей.

Роторные рекуператоры воздуха на данный момент являются вторыми по своей распространенности разновидностями теплообменников, применяемых в приточных и вытяжных вентиляционных системах.

К основным преимуществам роторных приточных установок можно отнести:

  • высокая эффективность. За счет отсутствия обмерзания КПД роторного рекуператора может достигать 65-85%;
  • осуществление возврата не только лишь тепловой энергии, однако, и влаги, что позволяет обходиться без дополнительного применения увлажнителей поступающего воздуха;
  • отсутствие циклов оттаивания и потребности в организации отводов конденсируемой жидкости;
  • значительное снижение затрат на охлаждение в летний период времени;
  • возможность регулировки общей интенсивности и скорости вращения роторов.

Среди недостатков роторных теплообменников выделяют:

  • передачу вытяжных воздушных потоков в приток – поочередность прохождения вытяжного и приточного воздуха через микроканалы ротора приводит к попаданию в приток некоторого объема вытяжного воздуха. Для максимального уменьшения возникновения подобных ситуаций на роторные рекуператоры тепла устанавливаются специальные устройства, позволяющие сразу отправлять продувочный приточный воздушный поток в вытяжку. Эти воздействия приводят к снижению общего уровня КПД, поскольку, таким образом, теряется часть сохраненной ранее тепловой энергии;
  • сложная конструкция – теплообменник роторного типа, как правило, включает множество компонентов, что, в свою очередь, увеличивает количество необходимых этапов технического обслуживания и вероятности возникновения поломки устройства в целом;
  • наличие подвижных частей и необходимость потребления электроэнергии – учитывая электрическое питание привода ротора необходимо делать соответствующую проекцию на последующую эксплуатацию.

Виды и основные характеристики рекуператоров роторного образца


Роторный теплообменник – это небольшое устройство цилиндрической формы, плотным образом заполненное продольными слоями гофрированной стали, которым оснащаются вентиляционные установки на основании осевого направления. Принцип и механизм действия работы роторного оборудования основаны на вращательных движениях барабана рекуператора, пропускающего первоначально теплый, а затем и холодный воздух. При этом происходит последовательное нагревание и охлаждение ротора, позволяющее передавать часть тепла поступательным холодным воздушным потокам. Подобный вид теплового утилизатора считается наиболее производительным и эффективным, однако, несмотря на это, является достаточно громоздким. В связи с этим, роторные установки применяются зачастую на объектах с большой площадью и с возможностью расположения вентиляции в просторных камерах.

Сегодня выпускается несколько модификаций рекуператоров:

  • стандартное выполнение механизма – предполагает разделение регенератора на 4, 6, 8 или 12 секторных частей. Подобные рекуператоры используются при удалении излишней теплоты отработанного воздуха и являются представителями конденсационных роторов, переносящих влагу в тех случаях, когда отработанные воздушные массы ниже температуры, так называемой «точки росы». При этом матрица основного ротора наматывается из алюминия устойчивого к воздействиям морской водой;
  • высокотемпературные – такие виды теплообменников предназначены для удаления явной теплоты воздушных потоков с температурой, достигающей значений + 250 градусов;
  • энтальпийные – применяются при удалении полной тепловой энергии с дополнительным осуществлением передачи влаги.

Помимо этого, в зависимости от конструктивного исполнения приточная установка с роторным рекуператором подразделяется на горизонтальный и вертикальный ротор.

Особенности самостоятельного изготовления роторного устройства

Первоначально для обустройства приточной роторной установки необходимо произвести определенный расчет роторного рекуператора, заключающийся в определении общей эффективности (производительности) и сроков окупаемости оборудования. Расчет определяется по следующей схеме:

Q = C (удельная теплоемкость воздуха) х М (масса нагреваемого воздуха) х dT (разница температур)

Ек = Q/ КПД калорифера

Е = Ек х 24 (часов в сутках) х 30 (количество дней в месяце) х 7 (количество отопительных месяцев)

Рэлек. = Е х КПД при расходе системы рекуперации

Экономия в денежном эквиваленте = Рэлек. х стоимость 1кВт/эл.энергии

    • срок окупаемости энергоэффективности установки с использованием роторного рекуператора (Т):

Т = стоимость роторного рекуператора / экономия в денежном эквиваленте

Для того чтобы создать роторный рекуператор своими руками следует придерживаться некоторых основных правил:

  • правильное определение размера будущего вентиляционного устройства;
  • выбор материалов и инструментов;
  • оснащение конструкции крепежными элементами.

Для более эффективного соединения воздуховодов, корпус рекуператоров лучше выполнять из стали, а вращающиеся роторы из алюминия. В работу ротор необходимо приводить, используя клиноременную передачу. При осуществлении эксплуатации рекуператоров при очень высоких температурах двигатель монтируется за пределами корпуса теплообменника, а ремень меняется на цепь.

Чтобы не допустить обмерзание роторного рекуператора необходимо постараться оборудовать внутри агрегата специализированный датчик, позволяющий своевременно фиксировать перепады давления.

В целях обеспечения должной шумоизоляции работающего устройства, роторный рекуператор оснащается минеральной ватой или стекловолокном, а все щели обрабатываются силиконовым герметиком.

Применение такой довольно простой вентиляционной конструкции позволит значительно снизить затраты на отопление помещений в зимнее время, одновременно обеспечив при этом нормально функционирующую вентиляционную систему.

Особенности разных видов теплообменников

Конструкция рекуператора определяет схему движения теплоносителя, эффективность вентиляционной системы, класс энергопотребления и стоимость оборудования. Применяется пять вариантов теплообменников: пластинчатый, роторный, тепловые трубки, камерные устройства и модели с промежуточным теплоносителем.

Пластинчатый рекуператор – простота конструкции

Основа теплообменника – герметичная камера с множеством параллельных воздуховодов. Каналы разделены перегородками – теплопроводящими пластинами, изготовленными из стали или алюминия.
Пластинчатый рекуператор
Волнообразные пластины (60-70 штук) сгруппированы в одном блоке так, чтобы образованные каналы располагались перекрестно друг к другу – созданная турбулентность улучшает теплообмен (+)

Потоки газов движутся навстречу друг друга, пересекаются в кассете рекуператора, но не перемешиваются. Тепловой обмен осуществляется за счет единовременного охлаждения и нагрева пластинок с разных сторон.

Достоинства перекрестного теплообменника:

  • простота монтажа и настройки оборудования;
  • исключение контакта воздушных масс;
  • доступная стоимость и компактные габариты;
  • отсутствие трущихся и подвижных деталей.

Показатель эффективности варьируется в диапазоне 40-70%.

Основной недостаток пластинчатой модели – оседание конденсата в вытяжном канале и образование наледи зимой. Для размораживания агрегата входящая струя перенаправляется в обход теплообменника, а теплый выходящий поток растапливает лед на пластинах.
Устройство рекуператора
В режиме «разморозки» экономия энергии не происходит, для подогрева поступающего воздуха применяются калориферы мощностью до 5 кВт. Усредненное значение КПД падает на 20% (+)

Возможны два пути решения проблемы:

  1. Предварительный подогрев поступающего воздухопотока до температуры, при которой образование наледи исключено.
  2. Рекуператор с пластинами из гигроскопической целлюлозы. Материал впитывает влагу из отработанных воздушных масс и передает ее вновь поступающим потокам.

При выборе перекрестного теплообменника следует учесть эксплуатационные особенности пластин.

Их характеристики зависят от материала изготовления:

  1. Алюминиевая фольга – доступная стоимость, но ограниченная производительность зимой. Кроме того, не рекомендовано для жилых помещений из-за просушивания воздуха. Модификации с алюминиевой «начинкой» — оптимальный вариант для бань и бассейнов.
  2. Пластиковые перегородки – по цене аналогичны металлическим изделиям, но отличаются улучшенной эффективностью работы.
  3. Целлюлозный теплообменник – препятствуют обмерзанию и поддерживают нормальное влагосодержание внутри помещения.

Гигроцеллюлозный рекуператор наиболее экономичен и оптимален для вентиляции жилых построек.

Роторный рекуператор – высокая эффективность системы

Теплообменник представлен в виде цилиндра, заполненного прослойками гофрированного металла. По мере вращения барабанной установки в каждый отсек поочередно поступают теплые или холодные струи воздуха.
Роторный рекуператор
Конструкция роторного рекуператора: вал вращения и два воздушных канала. Один участок ротора нагревается «отработкой», барабан прокручивается и тепло перенаправляется холодным массам, сосредоточенным в соседнем канале (+)

КПД теплообмена определяется скоростью вращения ротора, эффективность работы можно регулировать.

Аргументы «за» роторный рекуператор:

  • возврат тепла до 65-90%;
  • экономичность расхода электроэнергии;
  • частичное возмещение влаги – можно обойтись без увлажнителя;
  • период окупаемости – до 4-х лет.

Несмотря на высокую эффективность, теплообменник барабанного типа не стал лидером среди аналогичных установок.

Минусы вентиляционной системы:

  1. Подмес загрязненного воздуха в приток. Через микроканалы поочередно циркулируют вытяжные и приточные массы, поэтому около 3-8% «отработки» возвращаются обратно. Барабан часто передает запах исходящего воздуха.
  2. Сложность конструкции. Вращающиеся части ротора нуждаются в регулярном обслуживании и периодической замене. Движущиеся элементы во время работы издают шум и вибрацию.
  3. Высокая стоимость. Цена на роторные модели выше, чем на пластинчатые изделия. Это обусловлено использованием сложной механики в конструкции барабанного теплообменника.
  4. Большие размеры. Монтаж осуществляется в просторной венткамере.

Из-за громоздкости роторные установки используются преимущественно на промышленных предприятиях.
Теплообменник роторного типа
Для минимизации смешивания воздухопотоков роторные рекуператоры дополняются промежуточными секторами – здесь микроканалы продуваются свежим воздухом, который поступает обратно в вытяжку. Минус схемы – снижение КПД (+)

Связанные теплообменники – гликолевая модель

Рекуперационную установку с промежуточным теплоносителем из-за конструктивных особенностей часто называют связанными теплообменниками или глеколевым агрегатом. Это одна из самых гибких систем теплоутилизации. Один теплообменник врезается в приточный канал, а второй – в вытяжку.
Связанные теплообменники
В схеме обвязки присутствуют: циркуляционный насос, расширительный бак, воздушный клапан, контроллер, температурный датчик, предохранительный клапан, индикатор давления (+)

Принцип работы. Гликолиевый состав циркулирует между теплообменниками. Температура теплоносителя возрастает благодаря разогретому удаляемому потоку, а затем тепловая энергия передается свежему воздуху. Замкнутая система исключает смешивание встречных воздушных масс.

Особенности работы теплообменников с теплоносителем:

  • КПД – 45-55%;
  • регулировка эффективности с помощью насоса – выбирается скорость движения антифриза;
  • возможность размещения приточно-вытяжных воздуховодов удаленно друг от друга (до 800 м);
  • монтаж рекуператора осуществляется вертикально или горизонтально;
  • в сильный мороз поверхность вытяжного теплообменника обмерзает – появляется лед; использование антифриза позволяет эксплуатировать рекуператор, не прибегая к разморозке;
  • срок окупаемости системы – до 2-х лет;
  • допустима комбинация 1 вытяжки и нескольких притоков или наоборот.

Объем удаляемого и поступаемого воздуха должен быть приблизительно равным. Такие рекуператоры обычно используются, если приток токсичен или сильно загрязнен, когда смешивание потоков недопустимо.

Камерный узел – универсальность применения

Конструктивно, камерный теплообменник – закрытый короб, разделенный внутри движущейся заслонкой. Открывающаяся перегородка определяет схему работы рекуператора.
Отток проходит вдоль одного канала, а приток поступает во вторую камеру. В теплообменнике теплые массы нагревают стенки первого отсека. Через время заслонка передвигается и воздухопоток изменяет направление

В результате – приток движется вдоль теплых стенок первого воздуховода, а «отработка» нагревает поверхность второй камеры. В определенный момент перегородка становится обратно и цикл повторяется.

Преимущества камерного теплообменного узла:

  • КПД – 80-90%;
  • в тандеме с качественной теплоизоляцией расходы на отопление сводятся к минимуму;
  • простота монтажа – помощь специалистов понадобится при выборе параметров вентустановки;
  • сохранение уровня влажности;
  • исключено обмерзание системы.

Камерный рекуператор – отличный вариант для регионов, где в течение года длительный период наблюдается существенный дисбаланс между температурой внутри помещения и на улице.

К недостаткам узла регенерации тепла относятся:

  • необходимость регулярного техобслуживания подвижных элементов;
  • встречные воздушные струи частично смешиваются – запахи и примеси могут поступать обратно в здание.

Для сокращения подмеса система комплектуется фильтрующим элементом. Воздух становится чище, но эффективность рекуператора падает.

Тепловые трубки – закрытая система теплообмена

Рекуператор состоит из множества медных или алюминиевых трубок, заполненных легкоиспаряющимся веществом, например, фреоном. Принцип функционирования трубчатого теплообменника базируется на физических процессах – изменении состояния вещества при нагревании.
Трубчатый теплообменник
Термотрубка размещается вертикально – нижний конец теплообменника в вытяжном канале, а верх – в приточном воздуховоде. Исходящие потоки огибают конец трубки – фреон нагревается, вскипает и выпаривается (+)

Газ поднимается и отдает тепловую энергию притоку, после чего фреон конденсируется и стекает вниз рекуператора. Термический цикл повторяется по кругу.

Технико-эксплуатационные характеристики трубчатого теплообменника:

  • эффективность устройства – до 65%;
  • бесшумность работы благодаря отсутствию движущихся элементов;
  • простота конструкции и неприхотливость в обслуживании;
  • компактность —  небольшие габариты и незначительный вес;
  • энегронезависимость – теплоноситель циркулирует естественным путем;

Веское преимущество состоит в том, что воздушные потоки притока и обратки не перемешиваются.

Слабые стороны тепловых трубок:

  • высокий уровень КПД достигается при узком температурном диапазоне – при резком перегреве весь фреон испаряется, а при недостаточном нагреве интенсивность парообразования замедляется;
  • невысокая прочность трубок – изменение формы или разгерметизация снижает работоспособность оборудования.

Трубчатые рекуператоры применяются в частном строительстве, в административных, офисных зданиях и небольших промышленных площадях.

Преимущества и недостатки рекуператоров разных типов

Преимущество рекуператоров очевидно – они позволяют существенно сэкономить на нагреве приточного воздуха зимой и охлаждении приточного воздуха летом.
Среди недостатков рекуператоров выделяют следующие:

  • Они создают дополнительное аэродинамическое сопротивление в сети. Действительно, как любой другой элемент в сети вентиляции, рекуператоры имеют некоторое сопротивление, которое следует учитывать при выборе вентилятора. Впрочем, это сопротивление не велико (обычно не более 100 Па), и к существенному увеличению мощности вентилятора не приводит.
  • Рекуператоры повышают как стоимость вентиляционной установки, так и стоимость её обслуживания. Как и любое другое решение, направленное на повышение энергоэффективности системы, рекуператоры стоят определенных денег и требуют регулярного технического обслуживания. Однако опыт многократно доказал, что затраты на рекуперацию тепла гораздо ниже получаемой выгоды.
  • Роторные, камерные и в гораздо меньшей степени пластинчатые рекуператоры имеют один недостаток, который может быть критичным на некоторых объектах – в них возможны перетечки потоков воздуха. В этом случае опасность представляет перетекание вытяжного воздуха в приточный. Такие перетечки нежелательны в системах вентиляции чистых помещений и не допустимы, например, в инфекционных отделениях больниц и операционных. Причиной служит опасность перетекания вирусов, которые попали в вытяжку из какого-либо помещения, в приточный поток воздуха с последующим распространением по всем помещениям объекта. Как результат, на таких объектах применяют рекуператоры с промежуточным теплоносителем или фреоновые рекуператоры.
  • Рекуператоры увеличивают габариты вентиляционной установки. В первую очередь это касается пластинчатых рекуператоров, так как они представляют собой воздухо-воздушные теплообменники и имеют достаточно крупные размеры. Кроме того, это касается рекуператоров с промежуточным теплоносителем ввиду наличия двух отдельных теплообменников, двух линий трубопроводов и узлов обвязки возле каждого из теплообменников.

Ротационные теплоутилизаторы KOMFOVENT

Уникальность фирмы KOMFOVENT – производство роторных теплоутилизаторов. Всего лишь несколько европейских производителей вентиляционных установок производят роторы сами. Диаметр роторов, производимых в цеху производства KOMFOVENT, может достигать от 0,3 до 3 метров, а вентиляционная установка с роторами составляет большую часть установок, выпускаемых и продаваемых в компании KOMFOVENT.

KOMFOVENT ротационные теплоутилизаторы могут быть двух типов:

  • Конденсационный теплоутилизатор из алюминиевой фольги. Эффективно экономит тепло и частично регенерирует влагу зимой.
  • Сорбционный (гигроскопический) теплоутилизатор из гигроскопичной алюминиевой фольги. Он контролирует влажность самым эффективным способом: увлажняет подаваемый сухой воздух зимой и предотвращает чрезмерную влажность в подаваемом воздухе летом, таким образом обеспечивая лучший комфорт и меньшее потребление энергии.

Еще одна важная особенность – ротационный теплоутилизатор не замерзает и отлично работает даже при довольно низких температурах (до -30°C), он эффективно нагревает и увлажняет подаваемый в помещения свежий воздух.

Ротационный теплоутилизатор не требует отвода конденсата, что упрощает установку и обслуживание. Ротационные теплоутилизатори очень популярны в Северной Европе – Швеции, Дании, Норвегии, а сейчас – уже и в странах Балтии.

  • Резюмируя – некоторые преимущества ротационного теплоутилизатора:
  • Высокая эффективность;
  • Низкий риск замерзания;
  • Регенерирует влагу;
  • Не нужен дренаж, упрощается монтаж установки;
  • Компактный (вентиляционные установки с ротационным теплоутилизатором занимают меньше места в помещении).

Волна в ротационном теплоутилизаторе

Ротационная катушка скручена из алюминиевой фольги. Алюминиевая фольга гофрирована волнами определенной высоты. Чем ниже высота волны, тем выше эффективность, но тем выше и сопротивление воздуха.

Принцип действия роторов

Работа ротационных теплоутилизаторов основана на термической регенерации – когда алюминиевая катушка вращается, она поглощает тепло удаляемого из помещений воздуха и использует его для нагрева приточного воздуха.

Ротор монтируется в вентиляционном устройстве между приточным воздухом и вытяжным воздухом для восстановления тепловой энергии. Коэффициент полезного действия ротационного теплоутилизатора составляет до 85%. Таким образом, можно сказать, что он экономит около 80% энергии.

Потчему ротационные теплоутилизаторы?

Современные здания хорошо изолированы, в них вставлены герметичные окна, отопление постоянно дорожает, а потребность в комфорте растёт, поэтому для вентиляции помещений используется механическая вентиляция с рекуперацией тепла. В вентиляционных установках можно установить несколько типов теплообменников. Одним из них является ротационный теплоутилизатор, или ротор.

Ротационный теплоутилизатор – устройство или способ рекуперации энергии. Другими словами, это механическое вентиляционное устройство с регенерацией, заменяющее воздух в помещении на наружный воздух и использующее энергию вытяжного воздуха для нагрева и увлажнения приточного воздуха.

В настоящее время строятся здания всё более высокого энергетического класса, строительные нормы и требования ужесточаются. По сути, стало невозможно построить общественное здание, отдельные дома или квартиру без вентиляционного оборудования и рекуперации.

Виды роторных рекуператоров по области применения

Сейчас имеется три основных вида роторных рекуператоров воздушных масс, различающихся по сфере эксплуатации и по дополнительной «начинке».

Виды изделия:

  1. Стандартный вид. В данном случае наблюдается разделение регенератора на несколько секторных частей (от 4 до 12). Такой вид устройства применяется для выведения излишней теплоты уже отработанного воздуха. Также такое устройство переносит влагу при отработке воздушных потоков ниже температуры «точки росы».
  2. Высокотемпературный вид. Данный вид устройства используется для выведения прогретых воздушных потоков, исходная температура у которых достигает примерно +250 градусов.
  3. Энтальпийный вид. Данное устройство используется для отвода полной тепловой энергии, но помимо этого устройство также осуществляет передачу влаги.
    Принцип работы рекуператора воздуха

Также рекуператоры разделяются еще и по конструктивному исполнению. В этом плане существует два вида изделия: горизонтальный и, соответственно, вертикальный ротор.

Как самостоятельно сделать рекуператор

Устройства для рекуперации воздуха – это дорогостоящее оборудование, имеющее длительный срок окупаемости: 3-5 лет для более дешевых агрегатов и более 8 лет – для дорогих. Однако при наличии минимальных технических знаний и монтажных навыков можно существенно сэкономить семейный бюджет и сделать рекуператор воздуха для дома своими руками.

Проще всего самостоятельно изготовить конструкцию с пластинчатым рекуператором. Для этого понадобятся:

  • Материал для пластин – листовой металл толщиной 0,5-1,5 мм, листы гетинакса или текстолита, пластик (сотовый поликарбонат или полипропилен) – 6,5-7 м2;
  • Материал для прокладок толщиной 2-3 мм, шириной не более 10 мм – проолифленные деревянные рейки, техническая пробка, шнур, пластик, оргстекло;
  • Материал для корпуса – фанера, жесть, ДСП, МДФ, пластик;
  • Четыре фланца под трубы воздуховодов;
  • Уголок для стоек;
  • Нейтральный герметик (силиконовый);
  • Клей;
  • Утеплитель – рулонный и минеральная вата (стекловата);
  • Два фильтра;
  • Два вентилятора;
  • Крепеж.
  1. Нарезают квадратные пластины со стороной 200-300 мм. Потребуется около 70 штук. Обязательное условие – заготовки должны быть одинакового размера, иметь ровные края без загибов и заусенцев. Поэтому лучше воспользоваться электроинструментом и резать сразу несколько листов, сложенных пачкой.
  1. Прокладки нарезают в размер стороны квадрата.
  1. На каждую пластину, кроме последней, наклеивают параллельно три полосы прокладок – по противоположным краям и середине.
  1. Заготовки собираются в блок. Для этого верх полос намазывают клеем. Укладывают панели друг на друга, поворачивая каждую последующую на 90 градусов и выравнивая края. Последней приклеивают пластину без прокладок. Для повышения прочности, на кассету во время высыхания клея кладут груз.
  1. Стягивают кассету уголками. Щели заполняют герметиком.

Плюсы - минусы вентиляции с рекуперацией

Пластинчатый теплообменник из пластика (сотового полипропилена)

  1. Собирают корпус. Внутренняя высота и длина короба равна диагонали пластинчатого теплообменника, а ширина – его высоте. Если в корпус будут устанавливаться фильтры и вентиляторы, то необходимо предусмотреть под них место.
  1. В заранее предусмотренных местах вырезаются четыре отверстия (обычно по два в боковых стенках), в которые вставляют фланцы. Герметиком обрабатывают стыки.
  2. Монтируют крепление для теплообменника. Поскольку в нем образуется конденсат, то рабочее положение должно обеспечивать свободный сток жидкости. Располагают теплообменный блок в вертикальном положении на ребре, угол между краями пластин и дном должен составлять 45 градусов. К стенкам корпуса крепят направляющие для теплообменника, выполненные из уголка. Так блок пластин можно будет свободно достать для обслуживания.
  3. В нижней части короба вырезают небольшое отверстие и устраивают отвод для конденсата.
  4. Собирают рекуператор. Обеспечивают герметичность образованных четырех отсеков, чтобы движение воздушных масс осуществлялось только через каналы теплообменника.

Плюсы - минусы вентиляции с рекуперацией

  1. На входе потоков устанавливают вентиляторы и фильтры – монтировать их можно в корпусе, если предусмотрено место, либо прямо в подводящих патрубках.
  1. Обеспечивают защиту от обмерзания. Монтируют электрику и необходимую автоматику.
  1. Подсоединяют входящие и выходящие воздуховоды. Корпус закрывают. При необходимости (установка на чердаке), рекуператор утепляют снаружи или заключают в теплоизоляционный кожух.

Можно ли сравнить роторный рекуператор с пластинчатой моделью

Пластинчатые рекуператоры по сравнению с аналогичными роторными лишены привода и теплообмен выполняют в автономном режиме. Пользователю остаётся, вручную изменяя направление аккумулирующих пластин, регулировать пропускную способность. Общие преимущества имеются у обоих приборов. Как роторные, так и пластинчатые рекуператоры отличаются компактными габаритами и высокой производительностью. Таким образом, исключается необходимость использования каких-либо дополнительных приспособлений, включая силовые.

В то же время в отличие от пластинчатого механизма роторный считается более гибким в плане регулирования, он не промерзает в зимнее время и отличается более высокой энергоэффективностью. Этому способствует более сложное его устройство, где уже предусматривается некая доля смешивания отработанных потоков со свежим воздухом.

Роторные рекуператоры

Способы организации рекуперативной вентиляции

Рекуперация обустраивается одним из способов: централизованно и децентрализовано. В первом случае через теплообменник проходят вентиляционные потоки со всего помещения, во втором – с одной комнаты.

Централизованный комплекс – приточно-вытяжная установка

Централизованная система обустраивается на этапе строительства или капитальной модернизации вентсистемы.
Централизованная рекуперация
Подбирается принудительная приточно-вытяжная установка (ПВУ) с вмонтированным рекуператором. Основной критерий выбора – общая производительность комплекса из расчета на весь объем воздуха в сооружении (+)

ПВУ с рекуператором обеспечивает достаточный воздухообмен даже в домах с герметичными окнами. При этом воздухопотоки распределяются равномерно, не создавая сквозняков.

Комплексные приточно-вытяжные установки моноблочного типа укомплектованы:

  • вентиляторами – круглосуточная подача чистого воздуха и выброс струй, насыщенных углекислым газом;
  • нагревателями – предварительный подогрев притока;
  • фильтрами – задерживают пыль и микрочастицы;
  • рекуператором — могут использоваться разные типы установок.

Функционал некоторых ПВУ расширен таймером отсрочки работы, регулятором мощности, датчиками уровня влажности и тд.
Корпус моноблочных моделей покрыт шумопоглощающим материалом, благодаря чему работа ПВУ становится очень тихой. Возможны вертикальные, горизонтальные и подвесные варианты исполнения вентустановок

Хорошо зарекомендовали себя рекуперационные моноблочные ПВУ производства: «Вентс» (Украина), Dantherm (Дания), «Daikin» (Япония), «Dantex» (Англия).

Разновидности устройства

В стандартном исполнении рабочий механизм рекуператора делится на несколько сегментов – от 4 до 12. Такие модели применяют для удаления лишнего тепла, образующегося в результате выполнения технологических операций на предприятиях. Это конденсационные роторы, активирующие свою функцию, когда температура обслуживаемого воздуха опускается ниже «точки росы». К особенностям конденсационных агрегатов относят способность металлических элементов противостоять воздействию влаги. Распространены и высокотемпературные устройства, предназначенные для работы в условиях повышенных температур. Бытовой роторный рекуператор не рассчитан на ликвидацию излишек тепла. Такой механизм применяют именно для его распределения в потоках свежего воздуха. Однако и подобные модели предусматривают возможность регуляции нагрева.

приточно вытяжная установка с роторным рекуператором

Преимущества и недостатки роторных приборов

К основным преимуществам устройств можно отнести:

  • Высокий показатель КПД в зимний период времени
  • Сокращение затрат на охлаждение летом
  • Создания автоматизированного процесса рекуперации

Рекуператоры имеют большой плюс, который называется эффективность.

На что смотреть

В магазинах можно увидеть широкий ассортимент рекуператоров. Однако сделать выбор бывает очень сложно. Рекуператор роторного типа имеет свою специфику.  Доверять продавцам-консультантам при покупке оборудования не стоит. Что же тогда делать?

устройство

При выборе прибора важно учитывать следующие факторы:

  • Способ монтажа
  • Эксплуатируемые материалы
  • Наличие дополнительной изоляции
  • Стоимость
  • Размеры

Большим преимуществом можно назвать использование встроенных фильтров. Для небольших помещений идеальным вариантом является пластинчатый рекуператор. Для комнат рекомендуется использовать роторный прибор.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector