Энергоэффективные системы вентиляции
Современное энергоэффективное жилье характеризуется высокой степенью теплоизоляции и герметичности. С одной стороны, это хорошо, ведь тепловые потери в доме сильно снижаются, и следовательно затраты на отопление тоже. Но с другой стороны, такое исполнение изоляции перекрывает доступ кислорода и свежего воздуха в жилище. Раньше свежий воздух поступал в дом через щели и стыки, образованные при строительстве, сейчас же эта проблема решается установкой управляемой системы вентиляции.
В свою очередь на использовании системы вентиляции также можно значительно сэкономить. В холодное время года, когда уличная температура значительно ниже комфортной комнатной температуры, приточный воздух приходится подогревать, что также расходует немало электроэнергии. Для решения этой проблемы и были созданы рекуператоры тепла. Рекуперация тепла в вентиляционных системах – это процесс, при котором тепло отработанного вытяжного воздуха передается свежему холодному приточному воздуху.
В отличие от обычных систем вентиляции, теплообменники с рекуперацией способны забирать тепло у вытяжного воздуха и отдавать его приточному. Эффективность некоторых теплообменников с рекуперацией достигает 93%. Поэтому зимой рекуператор позволяет существенно сэкономить на обогреве помещения, а летом – на охлаждении.
Теплообменник состоит из многочисленных пористых пластин, по каналам которых текут потоки приточного и вытяжного воздуха. Пластины сконструированы таким образом, что потоки воздуха не перемешиваются и друг с другом не контактируют. Принцип действия рекуператоров следующий: вытяжной воздух при прохождении через теплообменник отдает до 90% своего тепла пластинам теплообменника, а тот, в свою очередь, отдает это тепло приточному воздуху. Если, к примеру, на улице температура 0˚С, а в доме комфортная температура 22˚С, то при прохождении через теплообменник температура вытяжного воздуха снизится с 22˚С до 2˚С, а приточный воздух нагреется с 0˚С до 20˚С. Таким образом для поддержания комфортного климата в помещении входящий воздух нужно будет подогреть только на два градуса вместо двадцати двух. И если учесть, что система вентиляции с перерывами работает 24 часа в сутки, то экономия на электроэнергии получается довольно внушительная.
Стоит отдельно упомянуть, что некоторые рекуператоры способны передавать от одного потока воздуха другому не только тепло, но и часть влаги (рекуператоры с энтальпией). Эффективность таких рекуператоров значительно повышается, так как во влаге передается скрытое тепло. Чем суше воздух, тем меньше его теплоемкость, а следовательно и возможности переноса тепла снижаются. Именно по этой причине климат с большей влажностью кажется более теплым и мягким.
На сегодняшний день существует несколько видов рекуператоров, каждый из которых имеет свои преимущества.
Пластинчатый металлический рекуператор
Самый простой и распространенный вид рекуператоров. Теплообменник состоит из большого количества металлических пластинок, которые разделяют приточный и вытяжной потоки воздуха. Поток выходящего воздуха протекая через теплообменник передает стенкам большую часть своего тепла, которые, в свою очередь, передают это тепло приточному воздуху. Потоки при этом между собой не смешиваются. Основным недостатком металлического рекуператора является образование конденсата, из-за которого обмерзает теплообменник. Поэтому в случае с металлическими рекуператорами существует вводится режим разморозки, когда приточный воздух пропускается через bypass (мимо теплообменника). В то время пока холодный воздух идет через bypass и теплообменник размораживается. Этот недостаток существенно влияет на эффективность рекуператоров, которая находится в пределах 50 – 75 %.
Достоинства пластинчатых металлических рекуператоров:
— простота конструкции и надежность
— относительно низкая стоимость
— потоки воздуха не пересекаются. Запахи, отработанные газы, бактерии и микробы не возвращаются обратно в помещение
— отсутствие потребителей электроэнергии
— простота в обслуживание (простая промывка водой)
Недостатки пластинчатых металлических рекуператоров:
— образование конденсата. Как следствие, необходимость его отвода
— обмерзание теплообменника при низких температурах (в случае отсутствия блока преднагрева)
— большой вес теплообменника
— отсутствие возможности передачи влаги. Воздух подается пересушенным, климат в помещении кажется более жестким.
Мембранный рекуператор
Принцип действия мембранного рекуператора точно такой же, как и в пластинчатом металлическом рекуператоре – потоки воздуха проходят по каналам в теплообменнике обмениваясь при этом теплом через стенки. Отличие заключается в материале и конструкции теплообменника. Мембранный рекуператор складывается из множества полимерных мембран плотно прилегающих друг к другу. Преимущество полимерного материала перед металлом заключается в отсутствии конденсата и легкости, теплопроводные же свойства материалов в целом одинаковы. Эффективность мембранных рекуператоров также находится в пределах 50 – 75 %.
Достоинства мембранных рекуператоров:
— простота конструкции и надежность
— отсутствие конденсата
— потоки воздуха не пересекаются. Запахи, отработанные газы, бактерии и микробы не возвращаются обратно в помещение
— отсутствие потребителей электроэнергии
— простота в обслуживание (простая промывка водой)
Недостатки мембранных рекуператоров:
— отсутствие возможности передачи влаги. Воздух подается пересушенным, климат в помещении кажется более жестким.
Мембранный влагопроницаемый рекуператор (с энтальпией)
Этот вид рекуператоров имеет абсолютно такие же как и у мембранных рекуператоров принцип действия и конструкцию. За исключением одного – материала теплообменника. Мембраны выполнены из водопроницаемого полимерного материала, что делает возможным передачу приточному воздуху части влаги, содержащейся в вытяжном воздухе. Это преимущество позволяет энтальпийным рекуператорам достигать 93%-ой эффективности передачи тепла.
Достоинства мембранных рекуператоров (с энтальпией):
— высокая эффективность передачи тепла
— простота конструкции и надежность
— возможность передачи влаги
— отсутствие конденсата и необходимости его отвода
— небольшой вес рекуператора
— потоки воздуха не пересекаются. Запахи, отработанные газы, бактерии и микробы не возвращаются обратно в помещение
— отсутствие потребителей электроэнергии
— простота в обслуживание (простая промывка водой)
Роторный рекуператор
Принцип работы роторного рекуператора основывается на вращении теплообменника. По своей конструкции этот рекуператор напоминает барабан, вращающийся вокруг своей оси. Теплый вытяжной воздух проходит через одну половину теплообменника, при этом нагревая его. Через определенное время теплообменник начинает вращение, и продолжает его до тех пор, пока теплый сектор теплообменника полностью не окажется в приточном канале, где через него будет проходить уже холодный воздух с улицы. Так как теплые металлические пластины находятся на пути холодного потока, на них начинает конденсироваться влага и они начинают обмерзать. Но автоматика роторного рекуператора настроена таким образом, что как только теплообменник начинает обмерзать, снова начинается вращение, и сектора меняются местами. Холодный сектор возвращается в вытяжной канал, где теплый воздух отдает тепло пластинкам рекуператора и тем самым предотвращает обмерзание, а теплый воздух — в приточный канал, где пластинки теплообменника нагревают приточный воздух. Эффективность рекуперации роторных достигает 85%.
Достоинства полимерных мембранных рекуператоров:
— высокая эффективность обмена тепла
— отсутствие необходимости отвода конденсата
— возможность передачи влаги
Недостатки пластинчатых металлических рекуператоров:
— необходимость подключения электроэнергии
— усложненная конструкция и наличие движущихся частей усложняют техобслуживание и уменьшают надежность
— существует смешивание воздушных потоков. Часть вытяжного воздуха попадает обратно в вентиляцию вместе с запахами, бактериями и отработанными газами
— подвержен загрязнению
