Что такое рекуперация и принцип ее работы

Рекуперация тепла в доме или промышленном помещении позволяет сэкономить энергетический ресурс, затрачиваемый на использование вентиляционной системы. Данный механизм особенно полезен в условиях ограниченности теплового ресурса или невозможности обеспечить достаточно эффективное отопление помещения.

Описание и принцип работы рекуператора тепла

Буквальное значение термина «рекуперация» – «возврат обратно». Рекуперация тепла в системах вентиляции подразумевает передачу его части из отработанных воздушных масс, выводимых из помещения, поступающему с улицы холодному воздуху. Последний в результате способен нагреться на 2/3 разницы между внутренней и наружной температурой. Использование рекуператора воздуха позволяет снизить затраты на обогрев и вентиляцию помещения.

Промышленные устройства данного типа функционируют на электричестве. При этом их можно оставлять включенными круглые сутки.

Принцип работы рекуператора реализуется так: воздушные массы с улицы направляются в обслуживаемое здание по вентканалу. В вентиляционной установке они проходят очистку от пыли, подогреваются и идут в помещение. Несвежий воздух из туалетов, подсобных комнат, с кухни проходит в аппарат и отдает теплоту массам, идущим извне. Осуществляется отход использованного воздуха во внешнюю среду после его охлаждения.

Аппараты снабжаются пультами управления, посредством которых можно совершать следующие действия:

• регулировать температуру поступающих в комнату воздушных масс;
• настроить периодичность смены фильтров;
• контролировать скорость вентилятора.

Можно установить режим, при котором в определенные дни или время суток обмен воздуха осуществляется не столь интенсивно. Такой ход помогает экономить энергию.

Разновидности рекуператоров для вентиляции

Встречающиеся в продаже виды рекуператоров различаются конструкцией. Это определяет эффективность устройства, а также может накладывать ограничения на область использования.

Пластинчатый

Модели очень популярны благодаря доступной цене и высокой эффективности. Этому способствует и простая установка. Часто их приобретают для коттеджных построек, помещений коммерческого назначения. Рекуперация воздуха в них осуществляется во время прохождения через конструкцию из большого числа пластинок. Строение таких приборов предрасполагает к накапливанию конденсированной влаги, поэтому часто их оснащают затворными приспособлениями, не дающими вентилятору засасывать и направлять воду в вентканал. Зимой возникает риск появления льдинок.

Роторный

Рекуператор тепла оснащен крутящимся ротором. Он осуществляет передачу теплоты между приточным и отточным путями. Скорость движения определяет показатели рекуперации. Устройства имеют высокий КПД (до 90%) и соответствующую стоимость. Используются в крупных помещениях промышленного и иного назначения. Открытость конструкции повышает вероятность перемещения запахов из отработанного воздуха в поступающий.

С промежуточным теплоносителем

Обычно в роли жидкого теплоносителя, циркулирующего между парой теплообменных элементов, выступает простая вода. Иногда используется раствор этиленгликоля. Один обменник монтируют в приточном вентканале, второй – в отточном. Жидкость подогревается отработанным воздухом и отдает теплоту приточному. Благодаря замкнутости конструкции грязь и запахи из вытяжного канала не поступают в приточный. У такого рекуператора невысокий КПД (50-60%), поэтому ставят его в тех местах, где важно исключить смешивание потоков. Обычно это подразумевает высокую загрязненность отработанного воздуха или его насыщенность вредными соединениями.

Камерный

В основе конструкции – камера, поделенная на 2 зоны перегородкой. Отработанный воздух подогревает одну из частей. Перегородка меняет направление потока воздуха так, что происходит подогрев приточных масс от теплой внутренней поверхности камеры. Устройство достаточно эффективно (до 80%), но существует вероятность попадания запахов и грязи в струю, поступающую в помещение.

Тепловые трубы

В основе этой конструкции – трубочки, наполненные фреоном. Отработанные массы, идя через устройство, передают трубам свое тепло, газ испаряется. При прохождении идущего с улицы воздуха через систему происходит конденсация пара с переходом вещества в жидкую форму. КПД такого рекуперативного устройства невысок (до 70%).

Преимущества и недостатки

Главный плюс этих устройств – возможность регулировать поступление и отход воздушных масс и их соотношение. Благодаря подогреву поступающего с улицы потока отработанными газами снижается количество энергии, затрачиваемой отопительными приборами на достижение нужной температуры воздуха в помещении. Это позволяет экономить на электроэнергии. Это относится к применению устройства в промышленном помещении, покупке недорогой модели для жилища или изготовлению ее своими руками. Приобретать дорогой рекуператор для дома экономически невыгодно.

Механизм позволяет снизить потери тепла при сохранении поступления свежего воздуха в помещение. Обеспечивается сочетание постоянного притока кислорода и поддержания оптимальной температуры. Когда на улице достаточно тепло, пользователь может не подключать обогреватели, что дополнительно помогает экономить электроэнергию. При этом обеспечивается эффективное удаление неприятных запахов и примесей, содержащихся в воздухе. К плюсам можно отнести небольшие размеры установок и простоту монтажа. Они выпускаются в большом числе вариантов – для размещения в санузле, встраивания в нишу и т.д.

К минусам относятся высокие цены на приборы (от 20 до 100 и более тыс. руб.), что побуждает умельцев создавать приспособления пластинчатого типа своими руками. Кроме того, модели с открытой конструкцией могут недостаточно эффективно справляться с удалением запахов и загрязнений из отработанных воздушных масс.

Если прибор пришел в негодность, сложность починки зависит от того, какой блок был поврежден. Устранение неисправностей механической природы, как правило, проще и доступнее, чем сбоев сложной электроники.

Выбор установки с рекуператором

Систему проектируют исходя из назначения обслуживаемого помещения, его площади и внутреннего строения, а также предполагаемого числа людей, которые будут там жить или работать. Сетку воздуховодов монтируют, учитывая потери давления, имеющиеся в вентиляционной системе.

Одним из важных факторов является КПД рекуператора. Зависит он от внутреннего строения устройства, от материала и типа теплообменника:

• Высокой эффективностью отличаются варианты с ротором, снабженные автоматизацией управления посредством датчиков. Однако зимой такие устройства могут обледеневать.
• При использовании обменника из бумаги КПД средний (60-70%), но такие модели устойчивы к обмерзанию.
• У алюминиевых вариантов, конструкция которых располагает к обледенению, для его предотвращения приходится тратить дополнительную электроэнергию.

В любом случае эффективность устройств при очень низких температурах (менее -10ºС) склонна понижаться. Также на нее влияет высокая влажность воздуха.

Нужно обращать внимание на толщину стенок устройства и сырье, из которого изготовлены мостики холода. Чем тоньше стенки, тем больше они подвержены зимнему обмерзанию. В продаже часто встречаются модели с параметром в 3 см, что является недостаточным для зимних условий. При приобретении такого прибора его нужно снабдить добавочным изоляционным слоем, когда температура за окном упадет ниже нуля. То же относится к моделям с алюминиевым корпусом.

Еще один важный параметр – свободный напор вентилирующих устройств. Цифра показателя при этом рассматривается не сама по себе, а в привязке к параметрам системы (в частности, давлению), в которой предстоит эксплуатировать прибор. Имеют значение также мощность устройства и его способность обеспечить необходимый объем ежечасного притока воздуха. Плюсом является и качественная автоматика с разносторонним набором опций, предоставляющая возможность регулировки параметров с опорой на показания датчиков. В этом случае пользователю не понадобится постоянно следить за температурными показателями и быстро настраивать систему в соответствии с ними.

Популярные производители

К числу недорогих компактных установок относится модель Nova-300 Sensitive датской фирмы Shuft. Продукция компании, представленная на российском рынке, адаптирована под климатические условия страны и может работать без предварительного нагрева при температурах выше -10ºС. Устройство имеет высокоэффективный рекуператор (заявленный КПД – 94%) и качественные фильтры, задерживающие пылинки и неприятные запахи. Производительность модели не очень велика (до 200 кубометров в час), но вполне подходит для обслуживания жилища или офисного помещения. Нагревательный элемент выполнен из керамики. Вентилятор может работать в 3 режимах. У установки имеется модуль WiFi, благодаря которому пользователь сможет настраивать ее посредством смартфона. Есть возможность регуляции параметров температуры и привязки работы устройства к определенным временным интервалам.

Недорогие модели для квартир и офисов производит фирма Electrolux. Одно из таких устройств – EPVS-200. Работает оно практически бесшумно. КПД рекуперационного устройства – 85%, есть блок защиты от вымерзания и 2 режима работы вентилятора. Система позволяет поддерживать влажность воздха на заданном уровне. Реализована опция дистанционного управления и самостоятельная диагностика неполадок. Недостаток – отсутствие охладителя воздуха.

Итальянская фирма Royal Clima выпускает модели средней ценовой категории с высокой производительностью (330 кубометров в час). Система RCS 350 рассчитана на подвесной монтаж. Работает бесшумно, снабжена пластинчатым теплообменником с КПД 90%. Параметры функционирования могут быть заданы дистанционно посредством пульта. Рекуператор эффективно работает при температурах до -20ºС.

Демократичной ценой (менее 15 тыс. руб.) отличаются модели немецкой фирмы Winzel и украинской Vents. В отличие от предыдущих устройств, эти изделия относятся к установкам децентрализованного типа. Обе они способны работать при низких температурах без вымерзания, обладают высоким КПД рекуператора (88 и 90% соответственно), но имеют небольшую производительность вентиляции (50 кубометров в час). Подойдут для монтажа в квартире или небольшом частном доме.

Децентрализованные установки с пластинчатым обменником производит и Royal Clima. Они оснащены дополнительными функциями (ионизация воздуха, добавочный угольный фильтр), но отличаются высокой ценой. Ежечасная производительность достигает 150 кубометров. Управление осуществляется через пульт.

Использование рекуператоров тепла позволяет сэкономить ресурсы на обогреве помещения при сохранении притока свежего воздуха. Установку необходимо выбирать, опираясь на расчетные параметры системы.