Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: устройство и работа

Как сделать своими руками рекуператор воздуха для дома

Принципиальная схема воздушного теплообменника

Оцинкованная сталь нарезается на квадратные куски с краями 30 и 20 сантиметров. Чтобы изготовить рекуператор для частного дома, нам потребуется нарезать 70 пластин. Металл режется электрическим лобзиком, следя за тем, чтобы края были идеально ровными.
К каждой пластине, кроме последней, с одной стороны приклеена пробковая крышка. Можно использовать пробку с готовым клеевым слоем.
Все плиты собираются в единую систему, причем каждая укладывается под прямым углом к предыдущей. Завершающим этапом сборки является доска без пробкового покрытия.
Полученная конструкция закрепляется металлическим уголком.

Для фиксации фланцев на стенах из плитки необходимо установить крепежные элементы. В нижней части оставлено дренажное отверстие для слива конденсата через трубу.
Металлические угловые направляющие крепятся к поверхности стены. При необходимости кассету можно извлечь из корпуса и очистить.
Внутри корпуса установлена минеральная вата толщиной 4 см. Датчик давления прикреплен к воздуховодам горячего воздуха. Это помогает своевременно предотвратить обледенение корпуса.
Основной принцип организации вентиляции

Остается только установить готовый блок в вентиляционный рукав. Тот же принцип можно применить при строительстве рекуператора для квартиры.

Перечень возможных проблем после установки системы

Критических проблем, если в здании установлена рекуперативная вентиляция не возникает. Основные неисправности устраняются производителями систем по гарантии, но несколько «неприятностей» смогут омрачить радость у собственников зданий и помещений, после установки оборудования приточно – вытяжной системы вентилирования воздуха. К ним относятся:

Возможность образования конденсата. При прохождении потоков воздушных масс с высокой температурой нагрева и соприкосновении их с холодным атмосферным воздухом, в замкнутой камере происходит выпадение капель воды на стенках камеры. При минусовой температуре на улице происходит обмерзание ребер теплообменника, и движение потоков нарушается, понижается эффективность работы системы. При полном обмерзании каналов, работа устройства может прекратиться.
Уровень энергоэффективности системы. Приточно – вытяжные системы, оснащенные дополнительным теплообменником различных видов, требуют для работы поступления электричества. Поэтому требуется проводить точные расчеты оборудования разного типа именно для помещения, которое будет обслуживаться системой.

Следует не экономить средства при покупке, и приобретать устройство, в котором уровень экономии энергии, будет превышать затраты на работу оборудования.

Срок полной окупаемости системы вентилирования воздуха. Период полного возврата затраченных средств на покупку и установку оборудования напрямую зависит от предыдущего пункта

Для потребителя важно, чтобы эти затраты окупились за 10-ти летний период. В противном случае, оснащение помещения или здания дорогостоящей системой вентиляции не рентабельна

За этот срок потребуется произвести ремонт и возможную замену деталей системы и дополнительных затрат на их покупку и оплаты за их замену.

Основные типы конструкций

Специалисты акцентируют внимание на том, что тепла бывают нескольких типов:

пластинчатыми;
с отдельными теплоносителями;
роторные;
трубчатые.

Пластинчатый
тип –
включает в себя конструкцию на основе алюминиевых листов. Такая установка рекуператора считается самой сбалансированной с точки зрения стоимости материалов и значения теплопроводности (КПД варьируется от 40 до 70%). Агрегат отличается простотой исполнения, ценовой доступностью, отсутствием подвижных элементов. Для установки не требуется специализированной подготовки. Монтаж без каких-либо сложностей выполняется дома, своими руками.

Пластинчатый тип

Роторные
– достаточно популярные среди потребителей решения. В их конструкции предусмотрен вал вращения, питающийся от электросети, а также 2 канала под воздухообмен с противотоками. Как работает такой механизм? – Один из участков ротора прогревается воздухом, после чего он поворачивается и тепло перенаправляется к холодным массам, сосредоточенным в соседнем канале.

Роторный тип

Несмотря на высокий КПД, установки имеют и ряд весомых недостатков:

внушительные массогабаритные показатели;
требовательность к регулярному техническому обслуживанию, ремонту;
проблематично воспроизвести рекуператор своими руками, восстановить его работоспособность;
смешивание воздушных масс;
зависимость от электрической энергии.

О видах рекуператоров можете посмотреть видео ниже (начиная с 8-30 минуты)

Рекуператор: зачем он, их виды и мой выбор

Обратите внимание
! Вентиляционная установка с трубчатыми устройствами, а также отдельными теплоносителями практически не воспроизводится в домашних условиях, даже если под рукой есть все необходимые чертежи и схемы.

Что необходимо учитывать в работе различных моделей оборудования

Каждая система рекуперации воздуха для частного дома обладает своими сильными сторонами и сферами применения.

Система вентиляции в частном доме с рекуперацией предполагает не только поддержание показателей температуры и влажности, но и устранение неблагоприятных запахов. На рынке представлен разнообразный выбор моделей, отличающихся своими функциональными характеристиками и способами установки.

Например, вытяжка, установленная в вентиляцию, позволяет вывести копоть, запах и жир. При этом в помещение поступает чистый воздух, а жирная пыль не оседает на мебели. Такие условия благотворно сказываются на самочувствии, облегчают уборку помещения.

Пластинчатый теплообменник

Конструкция теплообменника такова, что за счет разделения металлическими пластинками потоки воздуха не смешиваются. Это простое инженерное решение обеспечивает более эффективный теплообмен. Для создания подобного оборудования не требуется больших вложений. Благодаря отсутствию подвижных частей, такой прибор прослужит сравнительно долго. В настоящее время КПД таких устройств доходит до 60-65%.

Элементы изготовлены из алюминиевых сплавов. Они не подвержены коррозийным изменениям и обладают высокими показателями теплопередачи.

Роторная система

В таком оборудовании смешивается незначительная часть воздушных потоков, так как изолятором потоков воздуха является щетка с мелкой щетиной. Роторная система занимает большую площадь, чем пластинчатая, но также обладает высоким КПД (до 86% в лучших моделях). Вращающийся ротор и ремень, который его крутит, снижают общую надежность прибора и повышают энергозатраты на рекуперацию.

Жидкостный рекуператор в офисном помещении

Схема жидкостной рекуперации в офисном помещении

Это дорогостоящие модели, при этом КПД у них не выше, чем у аналогичного оборудования. Основным положительным отличием является возможность размещения отдельных блоков на большом расстоянии друг от друга. Поэтому жидкостные рекуператоры применяются в основном в коммерческих зданиях большой площади. В частных жилых помещениях обычно используют пластинчатый или роторный рекуператор воздуха для дома.

Бризер

Система рекуперации воздуха для частного дома и бризер отличаются в своих назначениях. Прямое назначение бризера — нагревать воздух. В нем не происходит процесс теплообмена, поэтому для повышения температуры воздуха потребуется много электроэнергии.

Компактная модель рекуператора

Эта модель – локальная вентиляция с рекуператором в частном доме. Об ее использовании стоит задуматься. Компактные модели можно установить в стенах разных комнат. Они функционируют обособленно, поэтому не требуют подключения к централизованной установке, осуществляющей настройку и контроль работы всех устройств.

В таких моделях за счет встроенных вентиляторов происходит синхронное перемещение двух воздушных потоков. Продуктивность работы изменяется при помощи пульта дистанционного управления. В ночные часы устройство может быть переведено в режим тихой работы.

Чтобы не происходило обмерзание, предусмотрены специальные каналы, рядом с которыми проходит часть теплого воздуха. Но эффективность этой защиты сохраняется только до -15ºС. Активизация режима вытяжки способствует устранению изморози и льда с поверхности теплообменника. Также этот режим справится с очищением воздуха в комнате от удушливого дыма и других загрязнений.

От проникновения мусора с улицы защищает встроенный фильтр. Размер ячеек фильтра подобран таким образом, что не создает особых препятствий для воздушных потоков, но защищает от проникновения насекомых и пуха растений. Для осуществления технического обслуживания с внутренней стороны рекуператора прикреплена съемная крышка.

Перечень возможных проблем после установки системы

Возможность образования конденсата. При прохождении потоков воздушных масс с высокой температурой нагрева и соприкосновении их с холодным атмосферным воздухом, в замкнутой камере происходит выпадение капель воды на стенках камеры. При минусовой температуре на улице происходит обмерзание ребер теплообменника, и движение потоков нарушается, понижается эффективность работы системы. При полном обмерзании каналов, работа устройства может прекратиться.
Уровень энергоэффективности системы. Приточно – вытяжные системы, оснащенные дополнительным теплообменником различных видов, требуют для работы поступления электричества. Поэтому требуется проводить точные расчеты оборудования разного типа именно для помещения, которое будет обслуживаться системой.

Схема управления

Все составляющие элементы приточно-вытяжной установки должны быть правильно интегрированы в систему работы установки, и выполнять свои функции в должном объеме. Задачу управления работой всех компонентов решает автоматизированная система управления технологическим процессом. В комплект установки включены датчики, анализируя их данные, система управления корректирует работу нужных элементов. Система управления позволяет плавно и грамотно выполнять цели и задачи приточно-вытяжной установки, решая сложные проблемы взаимодействия всех элементов установки между собой.

Пульт управления вентиляциейНесмотря на сложность системы управления технологическим процессом, развитие технологий позволяет предоставить обычному человеку пульт управления от установки в таком виде, чтобы с первого прикосновения было понятно и приятно пользоваться установкой на всем протяжении ее службы.

Пример. Расчет эффективности рекуперации тепла:Расчет эффективности применения рекуперативного теплообменника в сравнении с использованием только электрического или только водяного нагревателя.

Рассмотрим систему вентиляции, с расходом 500 м3/ч. Расчеты будут проводиться для отопительного периода в г. Москва. Из СНиПа 23-01-99 «Строительная климатологи и геофизика» известно, что продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже +8°С составляет 214 суток, средняя температура периода со среднесуточной температурой ниже +8°С составляет -3,1°С.

Рассчитаем необходимую среднюю тепловую мощность: Для того, чтобы нагреть воздух с улицы до комфортной температуры в 20°С, потребуется:

N = G * C_p* ρ₍_в-ха)* (t_вн-t_ср )= 500/3600 * 1,005 * 1,247 * = 4,021 кВт

Данное количество теплоты за единицу времени можно передать приточному воздуху несколькими способами:

Нагрев приточного воздуха электрическим нагревателем;
Нагрев приточного теплоносителя удаляемым через рекуператор, с дополнительным нагревом электрическим нагревателем;
Нагрев уличного воздуха в водяном теплообменном аппарате и др.

Расчет 1: Теплоту к приточному воздуху передаем посредством электрического нагревателя. Стоимость электроэнергии в г. Москва S=5,2 руб/(кВт*ч). Вентиляция работает круглосуточно, на протяжении 214 суток отопительного периода, сумма денежных средств, в этом случае будет равна:Ц₁=S * 24 * N * n = 5,2 * 24 * 4,021 * 214 =107 389,6 руб/(отоп.период)

Расчет 2: Современные рекуператоры осуществляют передачу теплоты с высокой эффективностью. Пусть рекуператор нагрел воздух на 60% от требуемой теплоты в единицу времени. Тогда электрическому нагревателю необходимо затратить следующее количество мощности:N_{(эл.нагр)}= Q – Q_рек= 4,021 – 0,6 * 4,021 = 1,61 кВт

При условии, что вентиляция будет работать на всем промежутке отопительного периода, получаем сумму за электроэнергию:Ц₂= S * 24 * N_{(эл.нагр)}* n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42 998,6 руб/(отоп.период) Расчет 3: Для нагрева уличного воздуха используется водяной нагреватель. Ориентировочная стоимость тепла от технической горячей воды за 1 гкал в городе Москва:S_г.в .= 1500 руб./гкал. Ккал=4,184 кДжДля нагрева нам потребуется следующее количество тепла:Q_(г.в.) = N * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106)= 4,021 * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 17,75 ГкалВ работе вентиляции и теплообменного аппарата на всем холодном периоде года сумма денежных средств за теплоту технической воды:Ц₃ = S_(г.в.) * Q_(г.в.) = 1500 * 17,75 = 26 625 руб/(отоп.период)

Результаты расчетов затрат на подогрев приточного воздуха за отопительный период года:

Электрический нагреватель	Электрический нагреватель+ рекуператор	Водяной нагреватель
107 389,6 руб	42 998,6 руб	26 625 руб

Из приведенных расчетов видно, что самый экономичный вариант это использование контура горячей технической воды. Помимо этого сумма денежных средств, необходимая для нагрева приточного воздуха значительно снижается при использовании рекуперативного теплообменника в системе приточно-вытяжной вентиляции в сравнении с использованием электрического нагревателя.В заключении хотелось бы отметить, что применение в системах вентиляции установок с рекуперацией или рециркуляцией позволяет использовать энергию удаляемого воздуха, что позволяет снижать затраты энергии на нагрев приточного воздуха, следовательно снижаются денежные расходы на эксплуатацию системы вентиляции. Использование теплоты удаляемого воздуха является современной энергосберегающей технологией и позволяет приблизиться к модели «умного дома», в котором максимально полно и полезно используется любой доступный вид энергии.

Получить бесплатную консультацию инженера по вентиляции с рекуперацией

Получить!

Как выбрать между кондиционером и бризером

Выбор между кондиционером или бризером лежит в принципиальной плоскости, поскольку, при внешнем сходстве, работа этих приборов коренным образом отличается друг от друга.

Мнение эксперта

Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ

Федоров Максим Олегович

Кондиционеры обеспечивают рециркуляцию внутреннего воздуха, охлаждая (или подогревая) его в соответствии с заданным режимом работы. Бризеры же подают в помещение наружный воздух, обеспечивая медицинскую норму состава внутреннего воздуха. Таким образом, кондиционеры меняют температуру, а бризеры – обеспечивают приточную вентиляцию.

Выбирая наиболее подходящий тип устройств, необходимо определиться, в каких функциях имеется необходимость

Если важно обеспечить качественный состав воздуха без пыли, аллергенов или дурных запахов, то необходимо выбрать бризер. В случаях, когда важно обеспечить прохладу в жарком помещении, приобретают кондиционер

Рейтинг 5 популярных рекуператоров

Квартира или частный дом с рекуперацией тепла в вентиляции по комфорту микроклимата и энергосбережению выигрывает у жилых построек, где воздухообмен организован примитивной схемой.

Funai Fuji ERW-150 Vakio Base Smart Blauberg Winzel Expert WiFi Домовент СОЛО РА1-35-9 Р VENTini HRV-60 (B) Wi-Fi

Энергоэффективность и производительность вентиляционной системы зависит от технических характеристик рекуператора. Торговые точки предлагают большой выбор оборудования, но в наш рейтинг вошли наиболее продаваемые модели.

Funai Fuji ERW-150

Мощный пластинчатый рекуператор обеспечивает воздухообмен 30-150 м3/час. С улицы поступает живой поток воздуха, очищенный фильтрами от аллергенов и вирусов. Блок подойдет для спальни, кабинета, других отдельных комнат или всего дома. Для подключения предусмотрен круглый воздуховод сечением 100 мм.

Плюсы и минусы:

Небольшая потребляемая мощность (0.05 кВт).
9 скоростей вентилятора, удобный дисплей, низкий уровень шума 20 дБ.
Легкий вес 6,9 кг позволяет крепить блок на стене толщиной от 1 см.

При своих крупных размерах (386x610x138 мм) блок занимает много пространства.
Фильтры быстро загрязняются, нужно часто менять.
Вблизи батареи отопления рекуператор нельзя устанавливать из-за образования конденсата.

Цена на Яндекс Маркет 45990 рублей.

Vakio Base Smart

Пластинчатая приточно-вытяжная установка потребляет мощность 0,04 кВт. Производительности 40-120 м3/час хватит для качественного воздухообмена в отдельной комнате или небольшом доме.

Приточный воздух очищается фильтрами грубой и тонкой очистки. Для подключения рекуператора используется круглый воздуховод диаметром 125 мм.

Преимущества и недостатки:

Недорогой в обслуживании блок с удобным управлением на корпусе, при помощи пульта или смартфона.
Допустим скрытый монтаж, что дает возможность спрятать крупный корпус размером 300x250x550 мм массой 7 кг.
В сложных условиях блок разрешено ставить под углом.

Высокий уровень шума 39 дБ.
При установке на открытом месте габаритный блок занимает полезное пространство.
Глушитель шума расположен на входе, что снижает комфорт пользования рекуператором.

Стоимость модели на Яндекс Маркет 32890 рублей.

Blauberg Winzel Expert WiFi

Приточно-вытяжная установка с рекуперацией тепла пластинчатого типа оснащена модулем WiFi, что удобно для внедрения вентиляции в систему «умный дом». Блок потребляет 0,005 кВт мощности, обеспечивает воздухообмен с фильтрацией 15-50 м3/час.

Подойдет для обустройства вентиляции в отдельной комнате частного дома или квартиры. Подключение предусмотрено круглым воздуховодом диаметром 160 мм.

Достоинства и недостатки:

Наличие датчика влажности и модуля WiFi.
Компактные размеры 234x284x64 мм, небольшой вес 7,28 кг.
3 скорости вентилятора с возможностью перемещения воздушных потоков температурой от –30 до +50оС.

Сложность монтажа из-за необходимости в стене обустраивать отверстие алмазным бурением.
Высокий уровень шумности 30 дБ.
Производительности хватает на 1 комнату.

На Яндекс Маркет блок не всегда встречается в продаже. Средняя цена в магазинах 50127 рублей.

Домовент СОЛО РА1-35-9 Р

Рекуперационная пластинчатая установка для вытяжной и приточной вентиляции обеспечивает воздухообмен 30-46 м3/час. Потребляемая мощность 0,002 кВт.

Блок оснащен керамическим регенератором и двухскоростным вентилятором. Для очистки притока и вытяжки установлены только фильтры грубой очистки. Воздуховод выполнен круглым сечением.

Плюсы и минусы:

Компактный блок размером 150x150x380 мм.
Возможность эксплуатации в жилых и общественных помещениях.
Низкая потребляемая мощность.

Высокий уровень шума 32 дБ.
Неудобное расположение блока управления на шнуре питания.
Отсутствие фильтра тонкой очистки.

На Яндекс Маркет модель не часто появляется в продаже. Средняя цена модели в других магазинах 15439 рублей.

VENTini HRV-60 (B) Wi-Fi

Модель обладает низким уровнем шума 15 дБ, рассчитана на установку в жилых комнатах с рекомендованной площадью 25 м2. Коэффициент рекуперации достигает 90% за счет установленного сотового керамического теплообменника.

При потребляемой мощности 0,002 кВт, воздухообмен регулируется 4 ступенями в диапазоне объемов 26-60 м3/час. Воздуховод выполнен круглого сечения диаметром 160 мм.

Преимущества и недостатки:

Датчик влажности и температуры, Wi-Fi модуль, по 2 фильтра грубой очистки на выходе и входе.
Низкий уровень шума 17 дБ.
Компактные размеры – 240x240x55 мм, малый вес – 4,9 кг, 2 года гарантии.

Монтаж требует наемки мастера.
Завышена цена.

На Яндекс Маркет цена модели 37900 рублей.

Примеры проектирования и расчета

Чтобы не ошибиться с выбором рекуператора, следует рассчитать КПД и эффективность работы прибора. Для расчёта КПД используют следующую формулу: K= (Тп – Тн) / (Тв – Тн), где Тп обозначает температуру входящего потока, Тн – уличную температуру, а Тв – температуру в помещении. Далее нужно сопоставить своё значение с максимально возможным показателем КПД приобретаемого прибора. Обычно это значение указывается в техническом паспорте модели либо другой сопроводительной документации. Однако при сравнении желаемого КПД и указанного в паспорте следует помнить, что по факту данный коэффициент будет несколько ниже, чем прописан в документе.

Зная КПД той или иной модели, можно рассчитать его эффективность.
Сделать это можно по следующей формуле: Е (Вт) =0,36хРхКх (Тв – Тн), где Р будет обозначать расход воздуха и измеряться в м3/ч. После проведения всех расчётов следует сопоставить затраты на покупку рекуператора с его эффективностью, переведённой в денежный эквивалент. Если покупка будет себя оправдывать, прибор можно смело приобретать. В противном случае стоит подумать над альтернативными методами обогрева входящего воздуха либо установить ряд более простых устройств.

При самостоятельном проектировании прибора следует учитывать, что максимальной эффективностью теплообмена обладают противоточные устройства. За ними следуют перекрёстно-точные, и на последнем месте расположились однонаправленные воздуховоды. Кроме того, насколько интенсивным будет теплообмен, напрямую зависит от качества материала, толщины разделительных перегородок, а также от того, насколько длительным будет нахождение воздушных масс внутри прибора.

Предназначение установок рекуперации

Задача рекуперации состоит в выравнивании температур приточного и вытяжного потоков,
что приводит к кратному сокращению потерь тепла (или прохлады) в процессе постоянного
воздухообмена. Таким образом, оптимальная температура в помещениях сохраняется без
значительных энергозатрат, а покупка дорогостоящих вентиляционных систем оказывается
выгоднее, чем приобретение более дешевых аналогов.

Стоит отметить, что при своей очевидной полезности и универсальности (ведь каждый
блок рекуперации, по сути, частично заменяет собой и отопительный элемент, и кондиционер),
подобные установки могут быть еще и очень компактны. В результате их монтаж, обычно
практикуемый в крупных цехах и на производствах, вполне осуществим и в частных домах
или квартирах.

Наконец, действуя в связке с классическими вентиляционными механизмами, рекуператоры
помогают без существенных энерго- и теплопотерь:

быстро удалить сильно загрязненный примесями и углекислотой воздух;
так же быстро обеспечить приток свежих воздушных масс, получивших более половины
тепла от удаляемых потоков без ущерба для чистоты;
обеспечить отсутствие неприятных запахов;
сохранить необходимый уровень влажности в помещениях;
не допустить проникновение в приточные массы запахов, бактерий и мелкой пыли.

Расчет рекуператора

Какая мощность рекуператора необходима для помещения? Формула расчета выглядит следующим образом:

Q = 0,335 x L x (tcon – tnach).

Q – производительность (кубических метров в секунду).
L – количество приточного воздуха, которое должно быть доступно для одного человека (60 м3 в час для постоянного жителя и 20 м3 для временного гостя).

В скобках указана разница между достигаемой температурой и температурой, поступающей с улицы.

Например, для нагрева воздуха на 20°C в помещении требуется 120 м3 воздуха в час.

Q = 0,335 x 120 x 20 = 800 Вт.

Как узнать КПД готового рекуператора

Для этого проведите измерения температуры воздуха в трех точках входа:

Поступление воздуха с улицы до выздоровления (тулич.).
Воздух, поступающий в дом, после выздоровления.
Исходящий поток из дома до рекуперации (tdome).

Эффективность = (Trem. – Tl.) : (tdom. – Tl.).

Полученный результат умножается на 100%.

Пример:

Снаружи +3°C, внутри +22°C, поток регенерации +14°C.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ = (14 – 3) : (22 – 3)

ЭФФЕКТИВНОСТЬ = 11 : 19 = 0,57

0,57 х 100% = 57 %

Таким образом, эффективность данного устройства в этих условиях составляет 57%.

Одно и то же устройство в разных условиях будет иметь разную эффективность.

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: принцип действия, обзор достоинств и недостатков

Как сделать своими руками рекуператор воздуха для дома

Перечень возможных проблем после установки системы

Основные типы конструкций