Поступление свежего воздуха в холодный период времени приводит к необходимости его нагрева для обеспечения правильного микроклимата помещений. Для минимизации затрат электроэнергии может быть использована приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла.

Понимание принципов ее работы позволит максимально эффективно уменьшить теплопотери с сохранением достаточного объема замещаемого воздуха. Давайте попробуем разобраться в этом вопросе.

В осенне-весенний период при вентиляции помещений серьезной проблемой является большая разность температур поступающего и находящегося внутри воздуха. Холодный поток устремляется вниз и создает неблагоприятный микроклимат в жилых домах, офисах и на производстве или недопустимый вертикальный градиент температуры в складе.

Распространенным решением проблемы является интеграция в приточную вентиляцию , с помощью которого происходит нагрев потока. Такая система требует затрат электроэнергии, в то время как значительный объем выходящего наружу теплого воздуха ведет к существенным потерям тепла.

Выход воздуха наружу с интенсивным паром служит индикатором существенных потерь тепла, которое можно использовать на обогрев входящего потока

Если каналы притока и отвода воздуха расположены рядом, то можно частично передать тепло выходящего потока входящему. Это позволит уменьшить потребление электроэнергии калорифером или вовсе отказаться от него. Устройство для обеспечения теплообмена между разнотемпературными потоками газов называется рекуператором.

В теплое время года, когда температура наружного воздуха значительно превышает комнатную, можно использовать рекуператор для охлаждения входящего потока.

Устройство блока с рекуператором

Внутреннее устройство систем приточно-вытяжной вентиляции с достаточно простое, поэтому возможна их самостоятельная поэлементная покупка и установка. В том случае если сборка или самостоятельный монтаж вызывает сложности можно приобрести готовые решения в виде типовых моноблочных или индивидуальных сборных конструкций под заказ.

Элементарным устройством для сбора и отвода конденсата является поддон, расположенный под рекуператором с уклоном в сторону сливного отверстия

Вывод влаги производят в закрытую емкость. Ее размещают только внутри помещения во избежание перемерзания каналов оттока при минусовых температурах. Алгоритма надежного расчета объема получаемой воды при использовании систем с рекуператором нет, поэтому его определяют экспериментальным путем.

Повторное использование конденсата для увлажнения воздуха нежелательно, так как вода впитывает многие загрязнители, такие как человеческий пот, запахи и т.д.

Значительно уменьшить объем конденсата и избежать связанных с его появлением проблем можно организовав отдельную вытяжную систему из ванной комнаты и кухни. Именно в этих помещениях воздух имеет наибольшую влажность. При наличии нескольких вытяжных систем воздухообмен между технической и жилой зоной необходимо ограничить с помощью установки обратных клапанов.

В случае охлаждения выходящего потока воздуха до отрицательных температур внутри рекуператора происходит переход конденсата в наледь, что вызывает сокращение живого сечения потока и, как следствие, – уменьшение объема или полное прекращения вентиляции.

Для периодического или разового размораживания рекуператора устанавливают байпас – обходной канал для движения приточного воздуха. При пропуске потока в обход устройства происходит прекращение теплоотдачи, нагрев теплообменника и переход наледи в жидкое состояние. Вода стекает в емкость сбора конденсата или происходит ее испарение наружу.

Принцип устройства байпаса несложен, поэтому при риске образования наледи целесообразно предусмотреть такое решение, так как отогрев рекуператора другими способами сложен и длителен

При прохождении потока через байпас отсутствует нагрев приточного воздуха посредством рекуператора. Поэтому при активации данного режима необходимо автоматическое включение калорифера.

Особенности различных типов рекуператоров

Существует несколько конструктивно различающихся вариантов реализации теплообмена между холодным и нагретым воздушными потоками. Каждый из них имеет свои отличительные особенности, которые определяют основное предназначение для каждого типа рекуператора.

В основе конструкции пластинчатого рекуператора лежат тонкостенные панели, соединенные поочередно таким образом, чтобы чередовать пропуск между ними разнотемпературных потоков под углом 90 градусов. Одной из модификаций такой модели является устройство с оребренными каналами для прохода воздуха. Оно обладает более высоким коэффициентом теплообмена.

Поочередный пропуск теплого и холодного потока воздуха через пластины реализуют за счет загиба краев пластин и герметизацией соединений полиэфирной смолой

Теплообменные панели могут быть выполнены из различного материала:

• медь, латунь и сплавы на основе алюминия обладают хорошей теплопроводностью и не подвержены ржавчине;
• пластмасса из полимерного гидрофобного материала с высоким коэффициентом теплопроводности обладают малым весом;
• гигроскопическая целлюлоза позволяет проникать конденсату через пластину и попадать обратно в помещение.

Недостатком является возможность образования конденсата при низких температурах. По причине небольшого расстояния между пластинами влага или наледь существенно увеличивают аэродинамическое сопротивление. В случае обмерзания необходимо перекрытие входящего потока воздуха для отогрева пластин.

Преимущества пластинчатых рекуператоров следующие:

• низкая стоимость;
• долгий срок службы;
• длительный период между профилактическим обслуживанием и простота его проведения;
• небольшие габариты и масса.

Такой тип рекуператора наиболее распространен для жилых и офисных помещений. Также его используют и в некоторых технологических процессах, например для оптимизации сгорания топлива при работе печей.

Барабанный или роторный тип

Принцип действия роторного рекуператора основан на вращении теплообменника, внутри которого расположены слои гофрированного металла, обладающего высокой теплоемкостью. В результате взаимодействия с выходящим потоком происходит нагрев сектора барабана, который впоследствии отдает тепло поступающему воздуху.

Мелкоячеистый теплообменник роторного рекуператора подвержен засорению, поэтому особенно внимательно нужно отнестись к качественной работе фильтров тонкой очистки

Преимущество роторных рекуператоров следующие:

• достаточно высокий КПД по сравнению с конкурирующими типами;
• возврат большого количества влаги, которая в виде конденсата остается на барабане и испаряется при контакте с поступающим сухим воздухом.

Этот тип рекуператора реже используют для жилых зданий при поквартирной или коттеджной вентиляции. Часто его применяют в крупных котельных для возврата тепла к печам или для обширных помещений промышленного или торгово-развлекательного назначения.

Однако у этого типа устройств есть существенные недостатки:

• относительно сложная конструкция с наличием подвижных частей, включающая электромотор, барабан и ременной привод, что требует постоянного обслуживания;
• повышенный уровень шума.

Иногда для устройств такого типа можно встретить термин “регенеративный теплообменник”, что более правильно чем “рекуператор”. Дело в том, что незначительная часть выходящего воздуха попадает обратно по причине неплотного прилегания барабана к корпусу конструкции.

Это накладывает дополнительные ограничения на возможность использования устройств такого типа. Например, в качестве теплоносителя нельзя использовать загрязненный воздух от печей отопления.

Система на основе трубок и кожуха

Рекуператор трубчатого типа состоит из расположенных в утепленном кожухе системы тонкостенных трубок небольшого диаметра, по которым происходит приток наружного воздуха. По кожуху производят вывод теплой воздушной массы из помещения, которая обогревает входящий поток.

Вывод теплого воздуха необходимо осуществлять именно по кожуху, а не через систему трубок, так как удалить конденсат из них невозможно

Основные преимущества трубчатых рекуператоров следующие:

• высокий КПД, благодаря противоточному принципу движения теплоносителя и поступающего воздуха;
• простота конструкции и отсутствие подвижных частей обеспечивает низкий уровень шума и редко возникающую необходимость в обслуживании;
• долгий срок службы;
• наименьшее сечение среди всех типов устройств рекуперации.

Трубки для устройства такого типа используют или легкосплавные металлические или, что реже, – полимерные. Эти материалы не гигроскопичны, поэтому при значительной разнице температур потоков возможно образовании интенсивного конденсата в кожухе, что требует конструктивного решения по его удалению. Еще одним недостатком является то, что металлическая начинка обладает значительным весом, несмотря на небольшие габариты.

Простота конструкции трубчатого рекуператора делает этот тип устройств популярным для самостоятельного изготовления. В качестве внешнего кожуха обычно используют пластиковые трубы для воздуховодов, утепленные пенополиуретановой скорлупой.

Устройство с промежуточным теплоносителем

Иногда приточный и вытяжной воздуховоды расположены на некотором расстоянии друг от друга. Такая ситуация может возникнуть по причине технологических особенностей здания или санитарных требований по надежному разделению воздушных потоков.

В этом случае используют промежуточный теплоноситель, циркулирующий между воздуховодами по изолированному трубопроводу. В качестве среды для передачи тепловой энергии используют воду или водно-гликолевый раствор, циркуляцию которого обеспечивают работой .

Рекуператор с промежуточным теплоносителем представляет собой объемное и дорогое устройство, чье применение экономически оправдано для помещений с большим площадями

В том случае, если есть возможность использовать другой тип рекуператора, то лучше не применять систему с промежуточным теплоносителем, так как она обладает следующими существенными недостатками:

• низкий КПД по сравнению с другими типами устройств, поэтому для небольших помещений с малым расходом воздуха такие устройства не применяют;
• значительный объем и вес всей системы;
• необходимость дополнительного электрического насоса для циркуляции жидкости;
• повышенный шум от работы насоса.

Существует модификация этой системы, когда вместо принудительной циркуляции теплообменной жидкости используют среду с низкой точкой кипения, например фреон. В этом случае движение по контуру возможно естественным образом, но только в том случае если приточный воздуховод расположен над вытяжным.

Такая система не требует дополнительных затрат электроэнергии, но работает на обогрев только при значительном перепаде температур. Кроме того, необходима точная настройка точки изменения агрегатного состояния теплообменной жидкости, которая может быть реализована методом создания нужного давления или определенного химического состава.

Основные технические параметры

Зная требуемую производительность системы вентиляции и КПД теплообмена рекуператора легко рассчитать экономию на обогреве воздуха для помещения при конкретных климатических условиях. Сравнив потенциальную выгоду с затратами на покупку и обслуживание системы можно обоснованно сделать выбор в пользу рекуператора или стандартного калорифера.

Часто производители оборудования предлагают модельную линейку, в которой вентиляционные блоки с похожим функционалом отличаются объемом воздухообмена. Для жилых помещений этот параметр необходимо рассчитывать согласно таблице 9.1. СП 54.13330.2016

Коэффициент полезного действия

Под коэффициентом полезного действия рекуператора понимают эффективность теплопередачи, которую рассчитывают по следующей формуле:

K = (Т п – Т н) / (Т в – Т н)

В которой:

• Т п – температура поступающего воздуха внутрь помещения;
• Т н – температура наружного воздуха;
• Т в – температура воздуха в помещении.

Максимальное значение КПД при штатной и определенном температурном режиме указывают в технической документации устройства. Его реальный показатель будет немного меньше.

В случае самостоятельного изготовления пластинчатого или трубчатого рекуператора для достижения максимальной эффективности теплопередачи необходимо придерживаться следующих правил:

• Наилучший теплообмен обеспечивают противоточные устройства, затем перекрестноточные, а наименьшую – с однонаправленным движением обоих потоков.
• Интенсивность теплообмена зависит от материала и толщины стенок, разделяющих потоки, а также от длительности нахождения воздуха внутри устройства.

Е (Вт) = 0,36 х Р х К х (Т в – Т н)

где Р (м 3 /час) – расход воздуха.

Расчет эффективности рекуператора в денежном эквиваленте и сравнение с затратами на его приобретение и монтаж для двухэтажного коттеджа общей площадью 270 м2 показывает целесообразность установки такой системы

Стоимость рекуператоров с высоким КПД достаточно велика, они имеют сложную конструкцию и значительные размеры. Иногда можно обойти эти проблемы установкой нескольких более простых устройств таким образом, чтобы поступающий воздух последовательно проходил через них.

Производительность вентиляционной системы

Объем пропускаемого воздуха определяется статическим давлением, которое зависит от мощности вентилятора и основных узлов, создающих аэродинамическое сопротивление. Как правило, точный его расчет невозможен ввиду сложности математической модели, поэтому для типовых моноблочных конструкций проводят экспериментальные исследования, а для индивидуальных устройств осуществляют подбор компонентов.

Мощность вентилятора необходимо выбирать с учетом пропускной способности устанавливаемых рекуператоров любых типов, которая в технической документации указана как рекомендуемая скорость потока или объем пропускаемого устройством воздуха за единицу времени. Как правило, допустимая скорость воздуха внутри устройства не превышает значения 2 м/с.

В противном случае на высоких скоростях в узких элементах рекуператора происходит резкий рост аэродинамического сопротивления. Это приводит к лишним затратам электроэнергии, неэффективном прогреве наружного воздуха и сокращения срока службы вентиляторов.

График зависимости потери давления от скорости потока воздуха для нескольких моделей рекуператоров высокой производительности показывает нелинейный рост сопротивления, поэтому необходимо придерживаться требований по рекомендуемому объему воздухообмена указываемых в технической документации устройства

Изменение направления потока воздуха создает дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому при моделировании геометрии воздуховода внутри помещения желательно минимизировать количество поворотов труб на величину 90 градусов. Диффузоры для рассеивания воздуха также увеличивают сопротивление, поэтому желательно не использовать элементы со сложным рисунком.

Загрязненные фильтры и решетки создают значительные помехи движению потока, поэтому их необходимо периодически прочищать или менять. Одним из эффективных способов оценки засоренности является установка датчиков, отслеживающих перепад давления на участках до фильтра и после него.

Выводы и полезное видео по теме

Принцип работы роторного и пластинчатого рекуператора:

Замер КПД рекуператора пластинчатого типа:

Бытовые и промышленные системы вентиляции с интегрированным рекуператором доказали свою энергетическую эффективность по сохранению тепла внутри помещений. Сейчас существует множество предложений по продаже и установке таких устройств как в виде готовых и опробованных моделей, так и по индивидуальному заказу. Провести расчет необходимых параметров и выполнить монтаж можно самостоятельно.

Если при ознакомлении с информацией появились вопросы или вы нашли неточности в нашем материале, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Рекуператор (лат. получающий обратно, возвращающий) – специальное приточно-вытяжное устройство, отводящее из помещения отработанный воздух и поставляющее свежий воздух с улицы. Одним из ключевых конструктивных элементов является теплообменник. Его функциональное предназначение – отбор тепла, а в некоторых системах и влаги, у удаляемого воздуха и его передача поступаемому свежему воздуху. Все рекуператоры отличаются низким электропотребленим.

Из какого материала делают теплообменники в рекуператорах?

Материал теплообменника – один из важных факторов, который необходимо учитывать при выборе вентсистемы. Тут берутся во внимание индивидуальные особенности места эксплуатации системы, чтобы узел прослужил максимально долго. На данный момент при изготовлении теплообменника используется: алюминий, медь, керамика, пластик, нержавеющая сталь и бумага.

В чем преимущества бытового рекуператора?

Достоинств у вентиляции с рекуперацией много, среди наиболее значимых стоит отметить возможность одним прибором обеспечить и приток и вытяжку, а так же экономию затрат на обогрев/охлаждение помещения до 50%, нормализацию влажности и снижение уровня вредных веществ в воздухе помещения. Прибор способен обеспечить благоприятный микроклимат, независимо от сезона и погоды на улице.

Какое количество тепла экономит рекуперация?

Любой прибор обеспечивает уровень рекуперации на уровне 70-90%. Показатель зависит от внешних условий и режима работы. При организации всей вентиляции в помещении на рекуператорах возможно добиться экономии затрат на обогрев/охлаждение помещения до 60%

Например, для климатической зоны Сибири, использование рекуператора позволяет экономить на электричестве (при использовании калорифера) до 50-55%.

Есть ли риск появления сквозняков при работе рекуператора?

Производительность рекуператоров не позволяет устроить сквозняк в прямом смысле этого слова, однако при выборе места монтажа лучше минимизировать возможные в будущем ощущения дискомфорта в морозные дни и не размещать приборы прямо над рабочими и спальными местами.

Можно ли устанавливать рекуператор в городскую квартиру?

Можно, но с несколькими оговорками. Рекуператоры не рекомендуется устанавливать в помещениях с хорошо работающей общедомовой вытяжкой. А вот если оконные проемы закрыты герметичными стеклопакетами, а общедомовая вытяжная система работает плохо. Именно приточно-вытяжная система с рекуперацией является эффективным инструментом борьбы с духотой, повышенной влажностью, плесенью и неприятными запахами.

Насколько шумно работают бытовые рекуператоры?

У каждой конкретной установки этот показатель свой – зависит от мощности и режима работы. Но в общем, уровень шума на первых скоростях настолько незначительный, что большинство людей его не замечает. А на последних скоростях любой прибор шумный.

Правда ли, что рекуператоры эффективно решают проблему влажности в помещениях?

Если излишняя влажность в комнатах появляется по причине низкоэффективной вентиляции или её полного отсутствия, то установка любого рекуператора кардинально поменяет ситуацию в лучшую сторону. Оборудование обеспечит нормальный воздухообмен в помещении, что означает удаление влаги естественным образом.

Какой уровень энергопотребления у бытовых рекуператоров?

Любая вентиляционная система с рекуперацией относятся к экономному климатическому оборудованию. Для работы требуется от 2 до 45 Вт/ч электрической энергии. Что составляет в денежном эквиваленте примерно от 100 до 1500 рублей в год.

Какой должна быть толщина стены для монтажа настенного рекуператора?

Если толщина стеновой конструкции 250 мм и больше, то никаких проблем с монтажом бытовой вентиляционной системы с рекуперацией не будет – все выполняется по стандартному алгоритму. Если же этот параметр ниже приведенного показателя, то специалистами применяются индивидуальные решения. Например у Вакио есть модель для тонких стен Вакио Люми, а для Marley MEnV 180 специальная бленда-удлинитель стены. Также имеются системы не требовательные к толщине стены, например Mitsubishi Lossnay Vl-100.

Какое количество вентиляционных установок будет оптимальным для одной квартиры?

Нормальный воздухообмен считается, когда за один час воздух в помещении полностью обновляется. При средней площади комнаты в 18 метров и высотой потолков 2.5 м, получается, что в час необходимо подать и удалить около 45 куб\м. С такой задачей справится практически любой бытовой рекуператор. Однако имеется другой способ расчёта необходимого объёма воздуха – по количеству человек находящихся в помещении. В этом случае по закону г. Москвы требуется осуществлять подачу и удаление 60 куб\м в час на одного человека. В этом случае бытовые рекуператоры устанавливаются парами и такой способ считается наиболее оптимальным.

Есть ли такие виды зданий, где использовать бытовой рекуператор нельзя?

Прямых запретов на установку бытовых рекуператоров нет, однако в зданиях памятниках архитектуры охраняемых государством нельзя проделывать отверстия в стене, во всех остальных зданиях организация отверстия диаметром до 200 мм законом не запрещена. Ограничением так же может послужить высокие этажи с сильными ветрами и помещения с очень сильной общедомовой вытяжкой, здесь установка рекуператоров не рекомендуется.

Допускается ли установка вентиляционных систем в уже эксплуатируемые здания, где живут люди?

Куда девается конденсат?

Высокий уровень рекуперации тепла создает условия для появления конденсата – это процесс естественный. В установках с рекуперацией тепла, благодаря части этой влаги, происходит увлажнение входящего воздушного потока, то есть в помещении создаются комфортные климатические условия. А излишек через специальную верхнюю крышку выводится наружу таким образом, чтобы не оседал на фасаде. Какой бы не была погода на улице, сменный цикл работы системы предотвращает появление точки росы. А значит оборудование не замерзает. Так же стоит отметить что количество вырабатываемого конденсата совсем не велико.

В чем особенность функционирования вентиляционной установки летом?

Никаких различий в работе оборудования в зимнее и летнее время нет. Всегда соблюдается главный принцип – тепло остается в той среде, где изначально находится. Таким образом, температурный режим в любое время года не меняется при включенной рекуперации тепла. А при необходимости охлаждения воздуха, функция отключается – посредством контроллеров установки выставляется режим «вентиляция».

Имеются ли особенности вентиляция ванной комнаты на базе бытовых рекуператоров?

Переоценить актуальность наличия установки в ванной комнате невозможно – из помещения удаляется излишняя влага, а температурный режим остаётся комфортным. В санузлах рекомендуется установка рекуператоров с датчиком влажности, таким образом вентиляция будет работать в автоматическом режиме и только тогда когда надо.

Могут ли в бытовых рекуператорах размножаться микробы?

Прежде всего отметим, что проблема микробов актуальна для мест где подолгу скапливается влага. А поскольку теплообменник устройства полностью высушивается в любых условиях, то никакие микроорганизмы в нем размножаться не могут. Для полной уверенности рекомендуем 2 раза в год проводить профилактическую чистку теплообменника – помыть просто под проточной водой или в посудомоечной машина. Также элемент можно чистить паром.

Какова периодичность чистки устройств вентиляции?

Здесь нет однозначного ответа. Учитывается ряд факторов – интенсивность эксплуатации помещения, его предназначение, климатическая зона. Мы рекомендуем визуально контролировать степень загрязнения фильтров и теплообменников и по мере надобности подвергать чистке.

Станет ли отверстие в стене под рекуператор источником проникновения холода в помещение?

Пока система функционирует в режиме рекуперации, риск появления мостика холода равен нулю. При выключенной системе находящееся в теплообменнике тепло закупоривает отверстие и не улетучивается. Правда, важно правильное расположение теплообменника – он должен быть достаточно далеко выдвинут наружу, а со стороны помещения должен быть расположен запорный воздушный клапан.

К кому обращаться по поводу выбора места расположения вентустановок?

Выбор оптимального места размещения установок вентиляции с рекуперацией – услуга бесплатная для клиентов нашей компании. Мы готовы ее предоставить в удобное для вас время с выездом на объект.

Можно ли самостоятельно установить бытовой рекуператор?

Теоретически в дома из СИП-панелей, дерева и каркасные дома, рекуператор можно установить самостоятельно, однако при этом прибор лишается гарантии на монтаж, а зачастую и гарантии на сам прибор. В каменные дома установить рекуператор самостоятельно не возможно, так как для этого требуется дорогостоящее профессиональное оборудование не использующееся в быту, а так же специалист по алмазному бурению.

Создание энергоэффективного административного здания, которое будет максимально приближено к стандарту «PASSIVE HOUSE», невозможно без современной приточно-вытяжной установки (ПВУ) с рекуперацией тепла.

Под рекуперацией подразумевается процесс утилизации тепла внутреннего вытяжного воздуха с температурой t в, выбрасываемого в холодный период с высокой температурой на улицу, для нагрева приточного наружного воздуха. Процесс утилизации тепла происходит в специальных утилизаторах теплоты: пластинчатые рекуператоры, вращающиеся регенераторы, а также в теплообменных аппаратах, устанавливаемых отдельно в воздушных потоках с различной температурой (в вытяжных и приточных установках) и соединяемые промежуточным теплоносителем (гликолем, этиленгликолем).

Последний вариант наиболее актуален в случае, когда приток и вытяжка разнесены по высоте здания, например, приточная установка – в подвале, а вытяжная – в чердачном помещении, однако эффективность рекуперации таких систем будет значительно меньше (от 30 до 50% в сравнении с ПВУ в одном корпусе

Пластинчатые рекуператоры представляют собой кассету, в которой каналы приточного и вытяжного воздуха разделены между собой листами алюминия. Между приточным и вытяжным воздухом через листы алюминия происходит теплообмен. Внутренний вытяжной воздух через пластины рекуператора нагревает наружный приточный воздух. При этом процесса смешения воздуха не происходит.

В роторных рекуператорах передача тепла от вытяжного воздуха приточному осуществляется через вращающийся цилиндрический ротор, состоящий из пакета тонких металлических пластин. В процессе работы роторного рекуператора вытяжной воздух нагревает пластины, а затем эти пластины перемещаются в поток холодного наружного воздуха и нагревают его. Однако в узлах разделения потоков из-за их негерметичности происходит переток вытяжного воздуха в приточный. Процент перетока может быть от 5 до 20% в зависимости от качества оборудования.

Для достижения поставленной цели – приблизить здание ФГАУ «НИИ ЦЭПП» к пассивному, в ходе долгих обсуждений и расчетов, было принято решение установить приточно-вытяжные вентиляционные установки с рекуператором Российского производителя энергосберегающих климатических систем – компании TURKOV .

Компания TURKOV производит ПВУ для следующих регионов:

• Для Центрального региона (оборудование с двухступенчатой рекуперацией серии ZENIT , которое стабильно работает до -25 о С, и отлично подходит для климата Центрального региона России, КПД 65-75%);
• Для Сибири (оборудование с трехступенчатой рекуперацией серии Zenit HECO стабильно работает до -35 о С, и отлично подходит для климата Сибири, однако часто применяется и в центральном регионе, КПД 80-85%);
• Для Крайнего Севера (оборудование с четырехступенчатой рекуперацией серии CrioVent стабильно работает до -45 о С, отлично подходит для экстремально холодного климата и применяется в самых суровых регионах России, КПД до 90%).

Традиционные учебные пособия, основанные на старой инженерной школе критикуют фирмы, которые заявляют о высокой эффективности пластинчатых рекуператоров. Обосновывая это тем, что достичь данное значение КПД возможно только при использовании энергии от абсолютно сухого воздуха, а в реальных условиях при относительной влажности удаляемого воздуха = 20-40% (в зимний период) уровень использования энергии сухого воздуха, ограничен.

Однако в ПВУ TURKOV используется энтальпийный пластинчатый рекуператор , в котором вместе с переносом неявного тепла из вытяжного воздуха приточному также переносится влага.
Рабочая область энтальпийного рекуператора выполнена из полимерной мембраны, которая пропускает молекулы водяного пара из вытяжного (увлажненного) воздуха и передает приточному (сухому). Смешения вытяжного и приточного потоков в рекуператоре не происходит, так как влага пропускается через мембрану посредством диффузии из-за разницы концентрации пара с двух сторон мембраны.

Размеры ячеек мембраны таковы, что пройти через нее может только водяной пар, для пыли, загрязняющих веществ, капель воды, бактерий, вирусов и запахов мембрана является непреодолимой преградой (в силу соотношения размеров «ячеек» мембраны и остальных веществ).

Энтальпийный рекуператор по сути - пластинчатый рекуператор, где вместо алюминия используется полимерная мембрана. Так как теплопроводность пластины мембраны меньше, чем у алюминия, то требуемая площадь энтальпийного рекуператора значительно больше площади аналогичного алюминиевого рекуператора. С одной стороны это увеличивает габариты оборудования, с другой позволяет передавать большой объем влаги, и именно благодаря этому получается добиться высокой морозостойкости рекуператора и стабильной работы оборудования при сверхнизких температурах.

В зимнее время (уличная температура ниже -5С), если влажность вытяжного воздуха превышает 30 % (при температуре вытяжного воздуха 22…24 о С), в рекуператоре вместе с процессом передачи влаги в приточный воздух происходит процесс накопления влаги на пластине рекуператора. Поэтому необходимо производить периодическое отключение приточного вентилятора и высушивание гигроскопического слоя рекуператора вытяжным воздухом. Длительность, периодичность и температура, ниже которой, требуется процесс просушки, зависит от ступенчатости рекуператора, температуры и влажности внутри помещения. Наиболее часто используемые настройки просушки рекуператора приведены в таблице 1.

Таблица 1. Наиболее часто используемые настройки просушки рекуператора

Ступени рекуператора	Температура/Влажность
	<20%	20%-30%	30%-35%	35%-45%
2 ступени	не требуется	3/45 мин	3/30 мин	4/30 мин
3 ступени	не требуется	3/50 мин	3/40 мин	3/30 мин
4 ступени	не требуется		3/50 мин	3/40 мин

Примечание: настройка просушки рекуператора производится только в согласовании с техническим персоналом завода-изготовителя и после предоставления параметров внутреннего воздуха.

Просушка рекуператора требуется только при установке систем увлажнения воздуха, или при работе оборудования с большими, систематичными влагопритоками.

• При стандартных параметрах внутреннего воздуха режим просушки не требуется.

Материал рекуператора проходит обязательную антибактериальную обработку, поэтому не накапливает загрязнения.

В данной статье в качестве примера административного здания рассмотрено типичное пятиэтажное здание ФГАУ «НИИ ЦЭПП» после намечаемой реконструкции.
Для этого здания был определен расход приточного и вытяжного воздуха в соответствии с нормами воздухообмена в административных помещениях для каждого помещения здания .
Суммарные значения расходов приточного и вытяжного воздуха по этажам здания приведены в таблице 2.

Таблица 2. Расчетные расходы приточного/вытяжного воздуха по этажам здания

Этаж	Расход приточного воздуха, м 3 /ч	Расход вытяжного воздуха, м 3 /ч	ПВУ TURKOV
Подвал	1987	1987	Zenit 2400 HECO SW
1 этаж	6517	6517	Zenit 1600 HECO SW Zenit 2400 HECO SW Zenit 3400 HECO SW
2 этаж	5010	5010	Zenit 5000 HECO SW
3 этаж	6208	6208	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW - 2 шт.
4 этаж	6957	6957	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW
5 этаж	4274	4274	Zenit 6000 HECO SW Zenit 350 HECO MW

В лабораториях ПВУ работают по специальному алгоритму с компенсацией вытяжки из вытяжных шкафов, т.е при включении какого-либо вытяжного шкафа вытяжка ПВУ автоматически уменьшается на величину вытяжки шкафа. На основе расчетных расходов был произведен выбор приточно-вытяжных установок Turkov. Каждый этаж будет обслуживаться своей ПВУ Zenit HECO SW и Zenit HECO MW с трехступенчатой рекуперацией до 85 %.
Вентиляция первого этажа осуществляется ПВУ, которые установлены в подвале и на втором этаже. Вентиляция остальных этажей (кроме лабораторий на четвертом и третьем этаже) обеспечивается ПВУ, установленными на техническом этаже.
Внешний вид ПВУ установки Zenit Heco SW приведен на рисунке 6. В таблице 3 приведены технические данные для каждой ПВУ установки.

Установка Zenit Heco SW включает в себя:

• Корпус с тепло-шумоизоляцией;
• Приточный вентилятор;
• Вытяжной вентилятор;
• Приточный фильтр;
• Вытяжной фильтр;
• 3-x ступенчатый рекуператор;
• Водяной нагреватель;
• Смесительный узел;
• Автоматика с комплектом датчиков;
• Проводной пульт управления.

Важным плюсом является возможность монтажа оборудования как вертикально, так и горизонтально под потолком, что применяется в рассматриваемом здании. А так же возможность располагать оборудование в холодных зонах (чердаках, гаражах, техпомещениях и т.д.) и на улице, что весьма актуально при реставрациях и реконструкциях зданий.

ПВУ Zenit HECO MW – небольшие ПВУ с рекуперацией тепла и влаги с водяным нагревателем и смесительным узлом в легком и универсальном корпусе из вспененного полипропилена, предназначенные для поддержания климата в небольших помещениях, квартирах, домах.

Компания TURKOV самостоятельно разработала и производит в России автоматику Monocontroller для вентиляционного оборудования. Данная автоматика используется в ПВУ Zenit Heco SW

• Контроллер управляет электронно-коммутируемыми вентиляторами по линии MODBUS, что позволяет следить за работой каждого вентилятора.
• Управляет водяными нагревателями и охладителями, для точного поддержания температуры подаваемого воздуха как в зимний, так и в летний периоды.
• Для контроля CO 2 в конференц-зале и переговорных автоматика оснащается специальными датчиками CO 2 . Оборудование будет следить за концентрацией CO 2 и автоматически изменять расход воздуха подстраиваясь под количество людей в помещении, для поддержания требуемого качества воздуха, тем самым уменьшая теплопотребление оборудования.
• Комплектная система диспетчеризации позволяет максимально просто организовать диспетчерский пункт. А система удаленного мониторинга позволит следить за оборудованием из любой точки мира.

Возможности пульта управления:

• Часы, дата;
• Три скорости вентилятора;
• Отображение состояния фильтра в реальном времени;
• Недельный таймер;
• Установка температуры приточного воздуха;
• Отображение неисправностей на дисплее.

Оценка эффективности

Для оценки эффективности установки в рассматриваемом здании приточно-вытяжных установок Zenit Heco SW с рекуперацией определим расчетные, средние и годовые нагрузки на систему вентиляции, а также расходы в рублях за холодный период, теплый период и за весь год для трех вариантов ПВУ:

1. ПВУ с рекуперацией Zenit Heco SW (КПД рекуператора 85 %);
2. Прямоточная ПВУ (т.е без рекуператора);
3. ПВУ с КПД возврата тепла 50 %.

Нагрузка на систему вентиляции – это нагрузка на воздухонагреватель, который догревает (в холодный период) или охлаждает (в теплый период) приточный воздух после рекуператора. В прямоточной ПВУ в нагревателе нагревается воздух от начальных параметров, соответствующих параметрам наружного воздуха в холодный период, а в теплый период охлаждается. Результаты расчета расчетной нагрузки на систему вентиляции в холодный период по этажам здания приведены в таблице 3. Результаты расчета расчетной нагрузки на систему вентиляции в теплый период для всего здания приведены в таблице 4.

Таблица 3. Расчетная нагрузка на систему вентиляции в холодный период по этажам, кВт

Этаж	ПВУ Zenit HECO SW/MW	Прямоточная ПВУ	ПВУ с рекуперацией 50%
Подвал	3,5	28,9	14,0
1 этаж	11,5	94,8	45,8
2 этаж	8,8	72,9	35,2
3 этаж	10,9	90,4	43,6
4 этаж	12,2	101,3	48,9
5 этаж	7,5	62,2	30,0
54,4	450,6	217,5

Таблица 4. Расчетная нагрузка на систему вентиляции в теплый период по этажам, кВт

Этаж	ПВУ Zenit HECO SW/MW	Прямоточная ПВУ	ПВУ с рекуперацией 50%
20,2	33,1	31,1

Так как расчетные температуры наружного воздуха в холодный и теплый период – не постоянны во время отопительного периода и периода охлаждения, необходимо определить среднюю вентиляционную нагрузку при средней температуре наружного воздуха:
Результаты расчета годовой нагрузки на систему вентиляции в теплый период и холодный период для всего здания приведены в таблицах 5 и 6.

Таблица 5. Годовая нагрузка на систему вентиляции в холодный период по этажам, кВт

Этаж	ПВУ Zenit HECO SW/MW	Прямоточная ПВУ	ПВУ с рекуперацией 50%
66105	655733	264421
66,1	655,7	264,4

Таблица 6. Годовая нагрузка на систему вентиляции в теплый период по этажам, кВт

Этаж	ПВУ Zenit HECO SW/MW	Прямоточная ПВУ	ПВУ с рекуперацией 50%
12362	20287	19019
12,4	20,3	19,0

Определим расходы в рублях за год на догрев, охлаждение и работу вентиляторов.
Расход в рублях на догрев получается перемножением годовых значений вентиляционных нагрузок (в Гкал) в холодный период на стоимость 1 Гкал/час тепловой энергии от сети и на время работы ПВУ в режиме нагрева. Стоимость 1 Гкал/ч тепловой энергии от сети принимаем равной 2169 рублей.
Расходы в рублях на работу вентиляторов получены перемножением их мощности, времени работы и стоимости 1 кВт электричества. Стоимость 1 кВт∙ч электричества принимаем равной 5,57 руб.
Результаты расчетов расходов в рублях на работу ПВУ в холодный период приведены в таблице 7, а в тёплый период в таблице 8. В таблице 9 приведено сравнение всех вариантов ПВУ по всему зданию ФГАУ "НИИ ЦЭПП".

Таблица 7. Расходы в рублях за год на работу ПВУ в холодный период

Этаж	ПВУ Zenit HECO SW/MW		Прямоточная ПВУ		ПВУ с рекуперацией 50%
	На догрев	На вентиляторы	На догрев	На вентиляторы	На догрев	На вентиляторы
Суммарные затраты	368 206	337 568	3 652 433	337 568	1 472 827	337 568

Таблица 8. Расходы в рублях за год на работу ПВУ в теплый период

Этаж	ПВУ Zenit HECO SW/MW		Прямоточная ПВУ		ПВУ с рекуперацией 50%
	На охлаждение	На вентиляторы	На охлаждение	На вентиляторы	На охлаждение	На вентиляторы
Суммарные затраты	68 858	141 968	112 998	141 968	105 936	141 968

Таблица 9. Сравнение всех ПВУ

Величина	ПВУ Zenit HECO SW/MW	Прямоточная ПВУ	ПВУ с рекуперацией 50%
, кВт	54,4	450,6	217,5
20,2	33,1	31,1
25,7	255,3	103,0
11,4	18,8	17,6
66 105	655 733	264 421
12 362	20 287	19 019
	78 468	676 020	283 440
Затраты на догрев, руб	122 539	1 223 178	493 240
Затраты на охлаждение, руб	68 858	112 998	105 936
Затраты на вентиляторы зимой, руб	337 568
Затраты на вентиляторы летом, руб	141 968
Суммарные годовые затраты, руб	670 933	1 815 712	1 078 712

Анализ таблицы 9 позволяет сделать однозначный вывод – приточно-вытяжные установки Zenit HECO SW и Zenit HECO MW с рекуперацией тепла и влаги фирмы Turkov очень энергоэффективные.
Суммарная годовая вентиляционная нагрузка ПВУ TURKOV меньше нагрузки в ПВУ с КПД 50% на 72%, а в сравнении с прямоточной ПВУ на 88%. ПВУ Turkov позволит сэкономить 1 млн 145 тыс.руб – в сравнении с прямоточной ПВУ или 408 тыс.руб – в сравнении с ПВУ, КПД которой 50%.

Где ещё экономия…

Основной причиной отказов применения систем с рекуперацией являются относительно высокие начальные капиталовложения, однако при более полном взгляде на затраты на застройку, такие системы не только быстро окупаются, но и позволяют уменьшить общие капиталовложения при застройке.В качестве примера возьмем наиболее массовую «типовую» застройку с применением жилых, офисных зданий и магазинов.
Среднее значение теплопотерь готовых зданий: 50 Вт/м 2 .

• Включено: Теплопотери через стены, окна, кровлю, фундамент, и т.д.

Среднее значение общеобменной приточной вентиляции 4.34 м 3 /м 2

Включено:

• Вентиляцию квартир с расчетом по назначению помещений и кратности.
• Вентиляцию офисов с расчетом по количеству людей и компенсации CO2.
• Вентиляцию магазинов, коридоров, складских помещений и т.д.
• Соотношение площадей выбрано на основе нескольких существующих комплексов

Среднее значение вентиляции для компенсации с/у, ванных, кухонь и пр. 0,36 м3/м2

Включено:

• Компенсация санузлов, ванных комнат, кухонь и т.д. Так как из данных помещений нельзя организовать втяжку в систему рекуперации, то в данный помещения организован приток, а вытяжка идет отдельными вентиляторами мимо рекуператора.

Среднее значение общеобменной вытяжной вентиляции соответственно 3.98 м3/м2

Разница между количеством приточного воздуха и количеством воздуха на компенсацию.
Именно данный объем вытяжного воздуха передает тепло приточному воздуху.

Итак, необходимо произвести застройку района стандартными зданиями с общей площадью 40000 м 2 с указанными характеристиками теплопотерь. Посмотрим на чем позволит сэкономить применение систем вентиляции с рекуперацией.

Эксплуатационные расходы

Основной целью выбора систем с рекуперацией, является снижение стоимости эксплуатации оборудования, за счет значительного сокращения требуемой тепловой мощности для нагрева приточного воздуха.
С применением приточных и вытяжных вентиляционных установок без рекуперации мы получим теплопотребление системы вентиляции одного здания 2410 кВт∙ч.

• Примем стоимость эксплуатации такой системы за 100%. Экономии при этом вообще нет – 0%.

С применением наборных приточно-вытяжных вентиляционных установок с рекуперацией тепла и средним КПД 50% мы получим теплопотребление системы вентиляции одного здания 1457 кВт∙ч.

• Стоимость эксплуатации 60%. Экономия c наборным оборудованием 40%

С применением моноблочных высокоэффективных приточно-вытяжных вентиляционных установок TURKOV с рекуперацией тепла и влаги и средним КПД 85% мы получим теплопотребление системы вентиляции одного здания 790 кВт∙ч.

• Стоимость эксплуатации 33%. Экономия с оборудованием TURKOV 67%

Как видно, системы вентиляции с высокоэффективным оборудованием имеют меньшее теплопотребление, что позволяет говорить об окупаемости оборудования в срок 3-7 лет при применении водяных нагревателей и 1-2 года с применением электрических нагревателей.

Расходы при застройке

Если производить застройку в городе, то необходимо выделение значительного количества тепловой энергии из существующей теплосети, что всегда требует значительных финансовых затрат. Чем больше тепла требуется – тем дороже будет стоимость подведения.
Застройка «в поле» зачастую не предполагает подведение тепла, обычно подводится газ и производится постройка собственной котельной или ТЭЦ. Стоимость данного сооружения соразмерена требуемой тепловой мощности: чем больше - тем дороже.
В качестве примера предположим, что построена котельная мощностью 50 МВт тепловой энергии.
Помимо вентиляции затраты на отопление типового здания площадью 40000 м 2 и теплопотерями 50 Вт/м 2 будут составлять около 2000 кВт∙ч.
С применением приточных и вытяжных вентиляционных установок без рекуперации получится построить 11 зданий.
С применением наборных приточно-вытяжных вентиляционных установок с рекуперацией тепла и средним КПД 50% удастся построить 14 зданий.
С применением моноблочных высокоэффективных приточно-вытяжных вентиляционных установок TURKOV с рекуперацией тепла и влаги и средним КПД 85% удастся построить 18 зданий.
Итоговая смета подведения большего количества тепловой энергии или постройка котельной большой мощности обходится существенно дороже, чем стоимость более энергоэффективного вентиляционного оборудования. С применением дополнительных средств снижения теплопотерь здания можно увеличить застройку без увеличения требуемой тепловой мощности. Например уменьшив теплопотери всего на 20%, до 40 Вт/м 2, построить получится уже 21 здание.

Особенности работы оборудования в северных широтах

Как правило оборудование с рекуперацией имеет ограничения по минимальной температуре уличного воздуха. Связанно это с возможностями рекуператора и ограничение составляет -25…-30 o С. Если температура будет понижаться – конденсат из вытяжного воздуха будет замерзать на рекуператоре, поэтому при сверхнизких температурах используется электрический преднагреватель или водяной преднагреватель с незамерзающей жидкостью. Например, в Якутии расчетная температура уличного воздуха -48 o С. Тогда классические системы с рекуперацией работают следующим образом:

1. o С нагревается предварительным нагревателем до -25 o С (Затрачивается тепловая энергия).
2. С -25 o С воздух нагревается в рекуператоре до -2,5 o С (при КПД 50%).
3. С -2.5 o С воздух нагревается основным нагревателем до требуемой температуры (Затрачивается тепловая энергия).

При применении же специальной серии оборудования для крайнего севера с 4-х ступенчатой рекуперацией TURKOV CrioVent преднагрев не потребуется, так как 4 ступени, большая площадь рекуперации и возврат влаги позволяют не допускать обмерзания рекуператора. Оборудование работает седеющим образом:

1. Уличный воздух с температурой -48 o С нагревается в рекуператоре до 11,5 o С (КПД 85%).
2. С 11,5 o С воздух нагревается основным нагревателем до требуемой температуры. (Затрачивается тепловая энергия).

Отсутствие преднагрева и высокий КПД оборудования позволят значительно сократить теплопотребление и упростить конструктив оборудования.
Применение высокоэффективных систем рекуперации в северных широтах наиболее актуально, так как из-за низких температур уличного воздуха применение классических систем рекуперации затруднительно, а оборудование без рекуперации требует слишком большого количество тепловой энергии. Оборудование Turkov успешно работает в городах с самыми сложными климатическими условиями, в таких как: Улан-Уде, Иркутск, Енисейск, Якутск, Анадырь, Мурманск, а также во многих других городах с более мягким, в сравнении с этими городами, климатом.

Заключение

• Применение систем вентиляции с рекуперацией позволяет не только снизить эксплуатационные расходы, но в случае масштабной реконструкции или капитальной застройки случаев уменьшить начальные капиталовложения.
• Максимальной экономии можно добиться в средних и северных широтах, где оборудование работает в тяжелых условиях с продолжительными отрицательными температурами уличного воздуха.
• На примере здания ФГАУ «НИИ ЦЭПП» система вентиляции с высокоэффективным рекуператором позволит сэкономить 3 млн 33 тыс.руб в год – в сравнении с прямоточной ПВУ и 1 млн 40 тыс.руб в год – в сравнении с наборной ПВУ, КПД которой 50%.

Создать комфортный микроклимат в помещениях дома возможно только при соответствующем проветривании. Застоялый воздух может стать причиной появления плесени на стенах, а также физического недомогания. Открытая форточка или окно не всегда могут качественно обновить воздух в помещениях частного дома. Чтобы сделать это эффективно, нужно установить приточно-вытяжную систему вентиляции.

Принцип работы и необходимость приточно-вытяжной вентиляции в частном доме

Этот вид вентиляции ещё называют «принудительной». В отличие от варианта с естественной циркуляцией, она оборудуется электроприборами, которые нагнетают и продвигают воздушные потоки.

Конструкции с системой принудительного воздухообмена оснащаются вентиляторами различной мощности, электроникой, шумоглушителями и нагревательными элементами. Все эти приспособления призваны снабжать жильё экологически чистым кислородом, создавая внутренний комфорт и ощущение свежести.

Наличие указанных элементов создаст эффективную вентиляцию в доме

В отличие от естественной вентиляции, приточно-вытяжной вид воздухообмена эффективен при следующих условиях:

1. Минимальной разнице температур внутри помещения и на улице, когда поднимающийся тёплый воздух, не может создать тягу.
2. При перепаде давления воздуха между верхним и нижним уровнем строения.

Такой вид проветривания необходимо использовать для жилых помещений или строений с несколькими комнатами, расположенными на разных уровнях, а также в местностях с загрязнённой атмосферой. Приточно-вытяжной способ проветривания не только сменит воздух в помещении, но и сделает его чистым, благодаря специальным фильтрам предусмотренным в системе.

Конструкция может осуществлять не только обычную фильтрацию через поролоновый слой, но и производить этот процесс с помощью лампы с ультрафиолетовым свечением.

Эффективная система принудительного проветривания

Важную роль в приточно-вытяжной системе играют:

• мощность двигателя и вентиляторов;
• класс фильтровального материала;
• размер нагревательного элемента;
• качество материала и тип воздуховодов.

Вентиляторы

Принудительное движение воздушных масс обеспечивается вентиляторами. Простые модели оборудуются тремя уровнями оборотов лопастей:

• нормальный;
• низкий (используется для «тихой» работы в ночной период или во время отсутствия хозяев);
• высокий, (применяется для создания мощных воздушных потоков).

Современные модели вентиляторов изготавливают с большим количеством скоростей, что удовлетворяет запросы любого владельца. Вентиляторы модернизируются автоматическими и электронными контроллерами. Это даёт возможность программировать устройство, устанавливая режимы скоростей оборота лопастей. Электрооборудование позволяет синхронизировать вентиляцию с системой «умного дома».

Предпочтение при выборе нужно отдавать проверенным производителям

Так как работа системы вентиляции рассчитана на непрерывно долгий срок, качество вентиляторов должно быть на высшем уровне.

Фильтры

Приточные воздушные массы, необходимо очищать с помощью фильтров. Рекуператоры оборудуют фильтрующими слоями, которые способны задерживать частицы менее 0,5 микрон. Этот параметр соответствует евростандарту. Фильтр с такой пропускной способностью не пропускает в помещение споры грибов, пыльцу растений, сухую сажу и пыль.

Наличие этого устройства особенно важно для владельцев страдающими аллергическими заболеваниями.

Конструкцию вентиляционных каналов могут оснащать несколькими фильтрующими барьерами, монтируя их перед теплообменивающими устройствами. Однако такие фильтры предназначены для их защиты от грязи несущей вытяжными потоками.

Изготавливается с несколькими слоями

Рекуперационные системы оборудуют электронными датчиками, которые зафиксировав предельную степень загрязнения фильтров, сигнализирует звуковым или световым индикатором.

Нагревательные элементы

Приточно-вытяжная вентиляционная система требует установки нагревательных элементов, так как теплообменники теряют свою эффективность, если внешняя температура воздуха ниже отметки -10°С. Для этого на приточный канал монтируется электрическая система подогрева поступаемого воздуха.

Современные нагревательные элементы программируются на определённый режим работы. Это даёт возможность управления температурой без постороннего вмешательства. Как правило, компьютеризированные элементы нагрева устанавливают и синхронизируют с системой «умного дома».

Размер, мощность, форма и дизайн элементов нагрева подбираются с соблюдением параметров всей системы вентилирования и желанием владельца.

Сделает температуру комфортной

При выборе мощности калорифера, следует учитывать его работу при внешней низкой температуре и повышенной влажности. Такие условия поспособствуют тому, что на деталях теплообменника может появляться конденсат, впоследствии превращающийся в лёд. Эту проблему можно решить двумя способами:

1. Изменить порядок работы приточного вентилятора. Его необходимо включать через каждые 20–30 минут на 5–10 минут. Нагретый воздушный поток, проходящий сквозь теплообменник, исключает оледенение.
2. Изменить направление движения потоков холодного воздуха. Для этого приточные воздушные массы разделяют, направляя их потоки мимо теплообменника.

Воздуховоды

Вентиляцию удобней всего монтировать в строящемся здании - в подвалах, чердаках или за подвесными панелями. Следует учесть, что монтаж этой системы должен осуществляться в сухом и утеплённом помещении с плюсовой температурой.

Наиболее удобными и популярными воздуховодами являются гибкие варианты из алюминия или пластика. Трубы изготавливают с круглым, квадратным или прямоугольным сечением. Этот материал имеет армирующий каркас из стальной проволоки, а также может покрываться теплоизоляционным слоем на основе минеральных волокон, например - минеральной ватой.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла

Такая система подразумевает её эксплуатацию и в холодные месяцы. Чтобы поступающие потоки воздуха не стали причиной холода в доме, систему необходимо модернизировать теплообменивающим устройством - рекуператором воздуха. Устройство отдаёт тепло холодному воздуху в момент утилизации исходящего.

Влажный воздух, сконцентрированный в кухне, ванной или подсобном помещении, с помощью воздухозаборников направляется наружу. Перед выходом из каналов воздуховодов, он задерживается в теплообменнике, который забирает часть тепла, отдавая его противоположному (приточному движению воздушных масс).

Хороший вариант рекуперации с частичным возвратом влаги реализован в установках Naveka, серии Node5: https://progress-nw.ru/shop?part=UstanovkiventilyatsionnyieNode5 .

Принцип работы устройства

Системы, оборудованные рекуператорами, приобрели большую популярность в странах Западной Европы. Благодаря этому оборудованию, построенные в этих регионах здания теряют в 5–10 раз меньше тепла, чем возведённые без этих систем. Утилизация нагретых вытяжных потоков снизила затраты на выработку тепла на 65–68%. Это дало возможность окупить такую систему за период 4–5 лет. Энергоэффективность домов, которые оборудованы этой системой, позволила уменьшить сроки отопительного периода.

Размеры и мощность приточно-вытяжных систем, оборудованных рекуператором, зависят от площади и расположения проветриваемых помещений.

Предприимчивые домовладельцы устанавливают в своих домах естественную и принудительную (с рекуперацией тепла). Это необходимо на случай неисправности или ремонта механического воздухообмена. Естественную вентиляцию удобно использовать в неотапливаемый период.

При использовании в своём доме двух систем вентиляции, следует придерживаться правила - воздуховоды естественной вентиляции необходимо плотно закрывать во время работы принудительного воздухообмена.

Если этим пренебречь, то качество обновления воздуха с помощью приточно-вытяжной системы, значительно снизится.

В вентиляционных системах чаще всего используются следующие виды рекуператоров:

• пластинчатые;
• роторные;
• с промежуточным теплоносителем;
• камерные;
• в виде тепловых труб.

Пластинчатые рекуператоры

В этом устройстве тёплые и холодные потоки воздуха проходят с двух сторон пластин. Это способствует образованию на них конденсата. В связи с этим на такие конструкции устанавливаются специальные отводы для скопившейся воды. Камеры для сбора влаги должны оборудоваться затворами, предотвращающими попаданию жидкости в канал. В случае попадания капель воды внутрь системы может образоваться лёд. Поэтому для нормальной работы устройства, необходима система разморозки.

Появление льда можно избежать контролированием работы перепускного клапана, который регулирует количество проходящих через устройство потоков воздуха.

Особенность конструкции повышает её эффективность

Роторные

Теплообмен в этом устройство происходит по удаляемым и приточным каналам в результате вращения дисков ротора. Элементы этой системы не защищены от грязи и запахов, поэтому их частицы могут перемещаться из одного потока воздуха в другой.

Рекуперацию тёплых потоков воздуха можно контролировать, изменяя скорость вращения дисков ротора.

Это устройство, в отличие от предыдущего, менее подвержено обмерзанию, так как рабочие элементы подвижны в динамике. Коэффициент полезного действия этих устройств достигает 75–85%.

Оснащён подвижными элементами

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем

В качестве теплоносителя в этой конструкции рекуператора является вода или водно-гликолевый раствор. Особенность этого вида в том, что теплообменники в разных каналах - один в вытяжном, другой - в приточном. По трубкам вода перемещается между двумя теплообменниками. Конструкция имеет замкнутую систему. Это исключает попадание загрязнений из удаляемого воздуха в приточный поток.

Теплообмен регулируется изменением скорости перемещения влаги теплоносителя.

В таких устройствах не предусмотрены подвижные элементы, поэтому их эффективность ниже, что составляет 45–60%.

Не имеет подвижных элементов

Камерные

Обмен тепла в такой конструкции происходит в результате изменения направления потока воздуха. Камерные рекуператоры представляют собой устройства, обычно в форме прямоугольного параллелепипеда, с камерой, которые разделены заслонкой на две части. В процессе работы она изменяет направление воздушных масс так, что температура приточного потока повышается от разогретого корпуса камеры. Недостаток этого рекуператора в том, что грязные частицы и запахи могут смешиваться с удаляемым и приточным воздухом.

Потоки внутри камеры могут смешиваться

Тепловые трубки

Рекуператоры этого типа имеют запаянный корпус, внутри которого установлена система трубок, наполненных фреоном. Под воздействием высокой температуры (в процессе удаления воздуха) вещество превращается в пар. В момент прохождения приточных масс вдоль трубок, пар собирается в капли, образуя жидкость. Конструкция таких рекуператоров исключает передачу запахов и грязи. Так как корпус этого устройства не имеет подвижных элементов, он обладает низкой эффективностью (45–65%).

Работа основана на температурных изменениях фреона

Благодаря своей высокой эффективности наибольшую популярность приобрели роторные и пластинчатые типы. Конструкции рекуператоров могут модернизировать, например, последовательно установив два теплообменника пластинчатого типа. Эффективность такой вентиляции возрастает.

Проектирование ПВУ

При проектировании системы вентилирования необходимо определить тип этого устройства, так как не каждому владельцу может подойти его мощность и количество затрачиваемой электроэнергии. В связи с этим, если нет необходимости принудительного проветривания, то лучше установить естественную вентиляцию.

Каждая система вентиляции имеет свои нормативные параметры объёмов воздуха, пропускаемого за 1 час:

• для естественного варианта эта норма составляет 1м³/ч;
• для принудительного - в пределах от 3 до 5 м³/ч.

Когда проектируется вентиляционная система для больших помещений, то целесообразно устанавливать принудительное вентилирование.

Проектирование и установка вентиляционных систем является технически сложным процессом, включающим в себя несколько этапов:

1. Первый этап состоит из составления чертежей и сбора данных о планировке помещений. На основании установленных сведений подбирается вид вентиляционной системы, и определяется мощность оборудования.
2. На втором этапе производятся необходимые расчёты по объёмам воздухообмена, каждого помещения в доме. Это ответственный момент проектирования, так как неправильные расчёты, в дальнейшем, станут причиной застоялого воздуха, появления плесени и грибков и ощущения духоты.
3. Третий этап заключается в проведении расчётов сечений для воздуховодов. Это тоже немаловажный момент, так как неправильные вычисления станут причиной малой эффективности всей системы, несмотря на дорогостоящее оборудование. Поэтому проведение расчётов лучше доверить специалистам, чем делать это самому. Для правильного вычисления размера воздуховодов руководствуются основными правилами:

• в естественной вытяжке скорость воздушного потока должна соответствовать 1м/с;
• в воздушных каналах, оборудованных вентиляторами, этот параметр равен 5 м/с;
• в ответвлениях воздуховодов скорость воздушных масс - 3 м/с.

1. На четвёртом этапе составляется схема вентиляционной системы с указанием разделительных клапанов. Цель этого этапа правильно распределить заслоны предотвращающие распространение дыма и огня при пожаре.
2. Пятый этап заключается в согласовании выбранной системы с действующими нормативными документами и правилами установки и размещения. Готовый проект вентиляционной системы необходимо обязательно утвердить пожарной, санитарно-гигиенической и архитектурной организации. Получение разрешений от всех этих служб и государственных органов даёт право на монтаж.

Обратите внимание на материл о проектировании и монтаже вентиляции в погребе частного дома: .

Расчёты

Во время проведения вычислений систем приточно-вытяжной вентиляции, необходимо учитывать количество сменяемого воздуха в помещении за определённое время. Единицей измерения является кубический метр в час (м³/ч).

Чтобы применить этот показатель к расчётам, нужно вычислить прохождение воздушных потоков и прибавить 20% (сопротивление фильтрующих слоёв и решёток).

Расчёт объёма воздуха

В качестве примера произведён расчёт объёма воздуха для частного дома с высотой потолков 2,5 м. Система будет также обслуживать 3 спальных комнаты (по 11 м²), прихожую (15 м²), туалет (7 м²) и кухню (9 м²). Подставим значения (3∙11+15+7+9) ∙2,5=160 м³.

Производя расчёты необходимо округлять полученные данные в сторону увеличения.

Установленный рекуператор, должен соответствовать мощности всех вентиляторов в приточно-вытяжной системе. Для этого необходимо от суммы производительности вентиляторов отнять 25% (сопротивление воздушных потоков в системе). Вход и выход рекуператора должен оснащаться вентиляторами.

Следует учесть, что в каждом помещении дома, где размещена система, должно быть установлено по 1 приточному и 1 вытяжному вентилятору. Требуемая производительность каждого из них рассчитывается следующим образом:

1. Спальная комната: 11∙2,5=27,5+20%=33 м³/ч. Так как в доме три спальных комнаты с одинаковой площадью, необходимо это значение умножить на три: 33∙3=99 м³/ч.
2. Прихожая: 15∙2,5=37,5+20%=45 м³/ч.
3. Туалет: 7∙2,5=17,5+20%=21 м³/ч.
4. Кухня: 9∙2,5=22,5+20%=27 м³/ч.

Теперь нужно сложить эти значения, чтобы получить общую производительность вентиляторов: 99+45+21+27=192 м³/ч.

Нагрузка на рекуператор составит:192–25%=144 м³/ч.

Расчёт диаметра вентиляционного канала

Чтобы рассчитать диаметр вентиляционного канала, необходимо использовать формулу вычисления площади сечения, которая выглядит следующим образом: F=L/(S∙3600), где L - это общее количество воздушных масс проходящих за один час, S - средняя скорость движения воздуха, равная 1 м/с. Подставим значения: 192/(1 м/с∙3600)=0,0533 м².

Чтобы рассчитать радиус трубы с круглым сечением нужно использовать следующую формулу: R=√(F:π), где R - радиус круглой трубы; F - сечение воздуховода; π – математическая величина, равная 3,14. На примере это выглядит так: √(0,0533∙3,14)=0,167 м².

Расчёт электроэнергии

Правильно рассчитанное потребление электроэнергии позволит рационально использовать систему вентилирования. Это особенно важно, если конструкция воздуховодов оборудована нагревательными элементами.

Чтобы рассчитать количество потребляемой энергии, следует использовать формулу: M=(T1∙L∙C∙D∙16+T2∙L∙C∙N∙8)∙AD:1000, где М - общая цена за использованную электроэнергию; Т1 и Т2 - температурная разница в дневной и ночной период (значения имеют различия в зависимости от месяца года); D, N - стоимость электроэнергии в соответствии со временем суток; A, D - общее число календарных дней в месяце.

Показатели температуры воздуха легко узнать из местных прогнозов погоды, поэтому нет необходимости приобретать какие-либо справочники. Размеры тарифов определяются в соответствии регионом проживания. Используя эти источники можно получить точные показания по расходу электроэнергии при работе системы вентиляции.

Порядок монтажа оборудования

Установка элементов оборудования приточно-вытяжной системы вентилирования помещений производится после отделки стен, до монтажа подвесных панелей потолка. Оборудование системы вентиляции устанавливается в определённом порядке:

1. Первым монтируется заборный клапан.
2. После него - фильтр очистки поступающего воздуха.
3. Потом электрический нагреватель.
4. Теплообменное устройство - рекуператор.
5. Система охлаждения воздуховодов.
6. При необходимости систему оснащают увлажнителем и вентилятором в приточный канал.
7. Если большой мощности, то устанавливается устройство изолирующее шумы.

Установка приточно-вытяжной системы вентиляции своими руками

Монтаж системы вентиляции состоит из нескольких строительных этапов:

1. Используя полученные ранее значения, сделать расчёт оптимальных параметров для отверстий в стене.
2. Сделать разметку для размещения приточного канала. Чтобы просверлить отверстие в бетонной стене, необходимо использовать установку со строительным буром для бетонных поверхностей. Это устройство фиксируется к стене, благодаря чему отверстие получается ровным, в точно размеченном месте. Место соприкосновения корончатого сверла и бетонной стены изолируется специальным колпаком, к которому присоединены трубки с подачей струи воды и мощным пылесосом.

   

   Обеспечит принудительное движение воздушных масс

Установка воздуховодов

Монтажу воздуховодов должно предшествовать составление схем и чертежей. А также следует позаботиться о наличии дополнительных крепежей и фиксаторов. Установка воздуховодов осуществляется в следующем порядке:

Как эксплуатировать и обслуживать ПВУ

Качественная работа приточно-вытяжной системы вентиляции зависит не только от профессиональной установки, но и грамотного обслуживания. Элементы приточно-вытяжного устройства требуют:

• периодической чистки фильтров;
• их обновлению, при загрязнении или истечении срока эксплуатации;
• замене смазки движущих частей и деталей вентиляторов;
• если система оборудована нагревательными элементами, ионизаторами и изоляторами от шума, необходима регулярная проверка их исправности.

Обычно, все необходимые действия по уходу за этой системой, описаны в правилах эксплуатации и инструкциях.

Видео: вентиляция квартиры в 2 уровнях с рекуперацией тепла

Ознакомившись со всеми нюансами установки и оборудования системы вентиляции, вы сможете сделать в своём доме здоровую и комфортную атмосферу, обеспечив себя и близких свежим воздухом.