Операция рекуперация

0

В наше время герметичных окон вентиляция помещений – путь к здоровью. Следствиями герметизации являются не только духота и отсутствие свежего воздуха, но и чрезмерная влажность, плесень, грибок из-за которых страдает как здоровье людей, так и отделка помещений. Как же организовать вентиляцию, получая воздух, насыщенный кислородом, и сохранив при этом тепло зимой и прохладу летом?

Вентиляторы и рекуператоры

Вытяжная вентиляция – в ряде случаев вещь совершенно необходимая. Она убирает из помещения обедненный за счет наших вдохов и выдохов воздух, а на его место извне поступают воздушные массы, насыщенные кислородом. Но вместе с отработанным и прогревшимся воздухом на улицу вылетает изрядное количество тепла. Задержать его можно и должно, особенно в холодную погоду. Этой цели и служат рекуператоры.

Рекуперация, или обратное получение тепла, – это процесс, при котором тепло забирается от вытягиваемого воздуха и передается нагнетаемому воздуху. Процесс проходит в рекуперационном теплообменнике таким образом, что выбрасываемый и свежий воздух максимально отделены друг от друга, чтобы не допустить смешивания обоих потоков. Теплообмен между ними осуществляется непрерывно через разделяющую их стенку, а направление воздуха в нем не меняется.

Одной из наиболее важных характеристик рекуператоров является коэффициент эффективности рекуперации. Он представляет собой соотношение между максимально возможным полученным теплом и теплом, полученным в действительности. Эффективность рекуператоров колеблется в пределах от 30 до 90 процентов. Коэффициент этот напрямую зависит от конструкции рекуператора.

Всего существует пять схем таких устройств: роторный, пластинчатый, рекуператор с промежуточным теплоносителем, камерный рекуператор и тепловые трубки. Все эти рекуператоры различаются по типам конструкций, применению и КПД.

Пластинчатые и роторные

Пластинчатые (перекрестноточные) – благодаря своей дешевизне это самый распространенный тип рекуператоров. Он представляет собой кассету, в которой вытяжной и приточный воздух проходят по каналам, разделенным листами оцинкованной стали. Оба потока не смешиваются, но происходит неизбежный теплообмен за счет одновременного нагрева и охлаждения пластин с разных сторон.

То, что удаляемый и приточный воздух не соприкасаются друг с другом, является большим плюсом этих установок. Подвижные части в данном теплообменнике отсутствуют. Рекуперацию тепла можно регулировать при помощи специального клапана. Он контролирует расход проходящего через рекуператор воздуха. Пластинчатый рекуператор обладает средней эффективностью (50-75 процентов). Минус пластинчатых рекуператоров – это их большие размеры по сравнению с роторными, а также меньшая эффективность. При низких наружных температурах пластинчатый рекуператор может обмерзать со стороны вытяжки, так как в вытяжных каналах постоянно образуется конденсат.

Роторный рекуператор представляет собой короткий цилиндр, начиненный продольно расположенными плотно упакованными слоями гофрированной стали. Такой ротор располагается в осевом направлении приточно-вытяжной установки. Вращаясь, барабан рекуператора сначала пропускает через себя теплый вытяжной, затем холодный приточный воздух. Пластины поочередно нагреваются и охлаждаются, отдавая тепло поступающему холодному воздуху и непрерывно подогревая его.

Скорость вращения ротора регулирует уровень рекуперации тепла. Роторные рекуператоры обладают высокой эффективностью (75-85 процентов). Главным их недостатком является возможность смешивания воздуха, что влияет на запах в помещении: в приточный воздух может попасть до 3 процентов вытяжного.

Промежуточные, камерные, трубчатые

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем имеют теплообменник, состоящий из двух частей. Одна часть находится в вытяжном канале, другая – в приточном. Между ними циркулирует вода или водно-гликолевый раствор (раствор этиленгликоля). Удаляемый воздух нагревает теплоноситель, а тот передает тепло приточному воздуху. Не стоит опасаться, что в приточный воздух попадут какие-либо загрязнения из удаляемого воздушного потока. Изменением скорости циркуляции теплоносителя можно регулировать передачу тепла. У рекуператоров с промежуточным теплоносителем, где циркуляция происходит естественным способом, нет подвижных частей, но они обладают низкой эффективностью (45-60 процентов) и используются в основном на промышленных объектах. Может применяться и принудительная циркуляция с помощью насоса.

Камерный рекуператор представляет собой закрытый ящик, разделенный на две части заслонкой. Одна часть нагревается удаляемым воздухом, затем заслонка изменяет направление воздушного потока. Благодаря этому приточный воздух нагревается от теплых стенок камеры. Заслонка – единственная подвижная часть камерного рекуператора. Его главный недостаток в том, что загрязнение и запахи могут передаваться из удаляемого воздуха в приточный. Зато эффективность достаточно высока (70-80 процентов).

Рекуператор типа тепловой трубки состоит из герметичной системы труб. Они заполнены фреоном или другим веществом, легко испаряющимся от нагревания удаляемым воздухом. Пары конденсируются в другой части трубки и вновь переходят в жидкое состояние. В данном теплообменнике исключена передача загрязнений, нет подвижных частей, но его эффективность довольно низкая (50-70 процентов).

Как видим, оборотной стороной высокой тепловой эффективности рекуператора обычно является возврат части отработанного воздуха обратно в помещение.

Не только в коттедже

Новейшие модели рекуператоров пропускают не только тепло, но и влагу, благодаря чему приточный воздух дополнительно увлажняется, что особенно актуально в зимнее время. Хотя главное назначение рекуператора – беречь тепло, летом он может также охлаждать: когда на улице жарко, происходит процесс, обратный зимнему.

Различные типы рекуператоров позволяют экономить от 10 до 50 процентов тепла, удаляемого из помещения с вытяжным воздухом. Установка рекуператоров при строительстве позволяет частично снизить нагрузку на систему отопления всего здания и отказаться от значительной части традиционного отопительного оборудования.

Об экономической эффективности рекуператоров можно встретить разные мнения. Например, такое, что она тем выше, чем большее количество воздуха проходит через рекуператор. Отсюда, казалось бы, следует вывод, что наиболее выгодны системы рекуперации, обслуживающие крупные промышленные объекты, целые дома или коттеджи. Тем не менее, существуют рекуператоры, рассчитанные на применение в одной отдельно взятой квартире или даже в комнате.

Типичные представители

Если один мощный рекуператор обслуживает всю вентиляционную систему здания, его называют централизованным. На крупных объектах, при строительстве нового дома, при ремонте или замене всей системы вентиляции установить централизованную рекуперацию – дело само собой разумеющееся. А если вы живете в обыкновенной квартире или трудитесь в небольшом офисе, а для основательного всеобъемлющего ремонта не хватает ни денег, ни времени, которое, как известно – тоже деньги? В таком случае можно завести децентрализованную рекуперацию, то есть поставить несколько локальных рекуператоров в разных комнатах.

Чтобы понять, что представляет из себя типичный комнатный рекуператор, рассмотрим характеристики одной ходовой итальянской модели, которая вполне может претендовать на хороший спрос у потребителей со средним достатком.

Тип рекуператора – пластинчатый с полиуретановыми фильтрами. Размеры этого настенного прибора – примерно как у коробки из-под обуви: 400х257х179 мм. Вес – 3,3 кг. Эффективность – более 70 процентов. Варианты исполнения:

1) установка с рекуперацией тепла;
2) с рекуперацией тепла и таймером;
3) с рекуперацией тепла и электроподогревом.

Мощность центробежных вентиляторов – 40 Вт, мощность электроподогрева – 400 Вт. Эксплуатационное напряжение/частота – 230 В/50 Гц. Производительность – 60 куб. м воздуха в час. Уровень шума – 34 дБ. Диаметр воздуховода – 120 мм. С включенным подогревом установка приносит эффект при наружной температуре до -25 градусов Цельсия.

А вот шведский комнатный рекуператор с размерами – 297х340х240 мм и весом 16 кг лучше считать напольным. Производительность регулируется от 16 до 48 куб. м в час. Эффективность рекуперации тепла – целых 85 процентов, потребляемая мощность – 10-20 Вт, мощность электроподогрева – до 800 Вт, эксплуатационное напряжение/частота 230 В/50 Гц. Уровень шума – 22-36 дБ. Диаметр наружного воздуховода – 100 мм.

«Теплые форточки»

С появлением современных стеклопакетов остро встал вопрос с обеспечением смены воздуха в помещениях, оборудованных такими окнами. Евроокна практически герметично отделяют помещения от улицы. Это не только нарушает санитарные нормы обмена воздуха в помещениях, снижая содержание кислорода и увеличивая количество углекислого газа и радона. Постоянно повышается относительная влажность, в результате появляется плесень и других вредные бактерии и микроорганизмы.

Чтобы в комнаты поступал свежий воздух, чего только не придумывают. Ставят на евроокна так называемые «гребенки», фиксирующие раму окна в 3-4 промежуточных положениях, а не только «закрыто» или «открыто». Появились регулируемые по влажности щелевые устройства, которые можно встроить в раму окна или в стену над или под рамой… Но все эти приспособления лишь частично решают задачу вентиляции, одновременно лишая современные окна их основного достоинства, ради которого они создавались, – энергосбережения, достигаемого за счет высокой плотности притворов. Кроме того, создается тепловой дискомфорт, так как через них в помещение поступает наружный воздух с той температурой, которую он имеет на улице. Не решила проблему и повсеместно распространенная функция «зимнего проветривания».

В конце 1990-х ученые разных стран взялись за создание устройства, которое позволило бы проветривать помещения со стеклопакетами при минимуме потерь тепла. Одно из самых удачных решений нашла немецкая компания De Dietrich Heiztechnik: она использовала принцип рекуперации, когда между выходящим и входящим потоками воздуха происходит естественный теплообмен. Сегодня компания экспортирует свою продукцию в десятки стран мира (в Польше и Швеции налажен массовый выпуск аналогов).

Но немцам не удалось решить все проблемы. Теплопередача в теплообменнике этого рекуператора происходит через металлические пластины, между которыми по узким щелям движется воздух. И здесь постепенно скапливается пыль, что создает благоприятные условия для размножения всевозможных бактерий, в том числе и опасных для здоровья. Получается, что рекуператор сам «вбрасывает» в свежий воздух микробы, размножающиеся в теплообменнике. Поэтому на входе-выходе воздуха из рекуператора устанавливаются фильтры, которые необходимо менять каждые два-три месяца.

Украинский вариант

Прямым конкурентом немецкого изобретения можно считать рекуператор, созданный в севастопольском ООО «Теплообмен». Прибор так и назвали – «теплой форточкой», сокращенно – ТеФо, и официально зарегистрировали этот торговый знак.

Рекуператор снабжен двумя малошумными вентиляторами и конструктивно выполнен в виде параллелепипеда или цилиндра, внутри которого располагается система специальным образом профилированных трубочек. Воздух из помещения прогоняется через рекуператор одним вентилятором, а воздух с улицы – другим. При этом один поток воздуха через стенки трубочек отдает тепло другому (зимой воздух с улицы нагревается, а летом, когда работают кондиционеры, охлаждается).

Монтироваться рекуператор может прямо на стене или в специально предусмотренных нишах, или в виде отдельного элемента интерьера помещения. При этом обеспечивается энергосбережение, комфортный тепловой режим и предусмотренные санитарными нормами уровни воздухообмена.

Выпускаются четыре базовых модели. Их производительность за час:

1) 30-35 куб. м;
2) 33-39 куб. м;
3) 55-90 куб. м;
4) около 130 куб. м.

Цена ТеФо соответственно колеблется от 250 до 620 долларов, что примерно в полтора раза ниже, чем стоимость немецких аналогов.

Те, кто уже испытал ТеФо в домашних условиях, отмечают высокую эффективность этого рекуператора: когда зимой на улице было -30, воздух холоднее восемнадцати градусов тепла в помещение не поступал. Недостаток прибора – непроработанный дизайн. Стоит привести мнение одного пользователя, который заявляет, что у него имеется опыт по эксплуатации рекуператоров нескольких типов:

«Главное, чтобы рекуператор не замерзал и имел приемлемый уровень шума. Лично я использую пару ТеФо, правда, сильно модернизированных (с целью уменьшения уровня шума). В целом работой этих рекуператоров доволен. Но, к сожалению, ТеФо присущи некоторые недостатки: довольно неудобные размеры (пришлось устанавливать снаружи стен с последующим утеплением), шум – решается только при уменьшении производительности до 50-60 процентов, ну и конденсат».

Владимир Ореховский,
«Час»

Поделиться.

Комментарии закрыты