Система вентиляции с рекуперацией тепла позволяет обеспечить помещение чистым воздухом с комфортной температурой, уменьшая тем самым нагрузку на системы отопления. Конструкция установки представлена на рисунке ниже:

Работа установки реализуется следующим образом: «отработанный» теплый воздух из помещения по системе воздуховодов попадает в теплообменник, в котором нагревает свежий холодный воздух с улицы, поступающий далее уже с более комфортной температурой в помещение. Показанная на рисунке система является активной, так как в работе рекуператора используется насос и теплообменник. Также существует пассивная система вентиляции с рекуперацией тепла, использующая естественные токи теплого и холодного воздуха. Для этого в грунте прокладывается система воздуховодов, имеющая выход «на воздух». Поскольку температура грунта не меняется в течение года, а температура «на улице» колеблется от отрицательных до положительных значений, создается разница температур. Зимой холодный воздух, проникая в систему вентиляции, нагревается, проходя по подземным воздуховодам и обмениваясь теплом в теплообменнике с встречным «отработанным» воздухом. Летом температура воздуха с улицы выше температуры земли, и чистый теплый воздух, проходя через теплообменник и систему подземных воздуховодов, охлаждается, и в помещение поступает чистый прохладный воздух.

Дополнительный нагрев воздуха осуществляется с помощью выбранной системы отопления – теплового насоса, солнечного коллектора, термовихревой установки или других нагревателей. Система требует специальных планировочных и инженерных решений, поэтому может быть интегрирована в систему теплоснабжения только на стадии проектирования и последующего строительства нулевого или энергоэффективного дома.

Система рекуперации - один из ключевых энергосберегающих элементов нулевого дома и её внедрение позволяет существенно повысить качество воздуха по санитарным показателям и показателям влажности.

Воздушные рекуператоры

Теплый воздух, удаляемый из помещения, в теплообменнике отдает большую часть своего тепла холодному приточному воздуху. Благодаря этому процессу на улицу выходит остывший воздух, а в помещение попадает свежий нагретый воздух.
Наконец-то и в Россию пришло адекватное понимание того, что в каждом здании и строении должна быть система приточно-вытяжной вентиляции. Вот только как она будет выглядеть - вопрос скорее финансовый, нежели технологический. Очень популярный вид вентиляции - механическая вытяжка и естественный приток. Данный способ весьма экономичен и на этапе строительства позволяет экономить выделенные средства. Но что получается в дальнейшем? Вытяжная вентиляция создает в помещениях разряжение воздуха и через щели, дверные проемы, оконные рамы образца 60х - 80х годов, и прочие неплотности, холодный воздух с улицы проникает в помещения. А этот воздух необходимо подогреть. Но поскольку в России отопительный период занимает 2/3 от всего года в целом, приходится затрачивать значительную энергию на нагрев приточного воздуха до комнатной температуры. К тому же таким вентиляционным системам присущи такие недостатки, как проникновение грязного уличного воздуха, сквозняк, отсутствие возможности контроля количества приточного воздуха (несбалансированная вентиляция).
В настоящее время цены на энергоносители поднимаются и перед нами встают вопросы: Как, где и на чем экономить? Зачем я грею воздух за свои кровные денежки, а он через несколько минут вылетает в трубу?
Принцип рекуперации прост: так как вытяжная вентиляция выбрасывает на улицу теплый воздух, мы можем нагревать им холодный приточный воздух. Вытяжной воздух, удаляемый из помещения проходит через специальную теплообменную кассету, в которой он нагревает, охлажденные приточным воздухом, стенки теплообменника.Стоит заметить, что приточный и вытяжной потоки не смешиваются, а лишь передают или забирают тепло от стенок теплообменника.
Теплый вытягиваемый воздух нагревает поверхность щелей и обогревает холодный воздух, проходящий через соседние щели. При этом важно понимать, что рекуператор не смешивает вытягиваемый и приточный воздух, а просто передает тепло от одного к другому. С главной проблемой рекуператоров – обмерзание – справляются, перекрывая забор воздуха с улицы и обогревая теплым вытягиваемым воздухом рекуператор.

Вопрос - ответ

  • Какова производительность предлагаемых устройств?
    Производительность устройства должна быть достаточной чтобы обеспечить обмен воздуха 1 – 2 раза /час в помещении, или не менее 36 м3/ч на одного человека.
  • Какое сопротивление воздуха преодолевает устройство, работая с данной производительностью?
    Сопротивление воздуха вентиляционной системы индивидуального дома составляет около 150 – 250 Па. По графику зависимости производительности и сопротивления специалист по вентиляции подберёт подходящее Вам, устройство.
  • Какое максимальное потребление эл. энергии устройством?
    Можно посчитать, сколько будет стоить его эксплуатация в зимний период с максимальной производительностью. Каждый производитель подсчитывает потребление эл.энергии своих устройств при внешней температуре -23oС и в помещении +18oС, при максимальных, средних и минимальных оборотах вентилятора. В подавляющем большинстве случаев, при эффективности рекуперации до 75%, электрический нагреватель приточно-вытяжной установки, начинает работать, как только температура наружного воздуха, опустится ниже 0oС

Функциональная схема вентиляции дома с рекуператором

Рекуперация и вентиляция

Рекуперация (от лат. recuperatio – обратное получение, возвращение), возвращение части материала или энергии, расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для повторного использования в том же процессе.
Одним из достоинств применения рекуператоров - является энергосбережение, и как следствие уменьшение (иногда значительное) энерго-затрат. Несмотря на необходимость первоначальных вложений окупается использование рекуператоров достаточно быстро.

Что такое рекуперация тепла? Рекуперация тепла (обратное получение, возвращение тепла) – это процесс теплообмена, при котором тепло забирается от удаляемого воздуха и передается свежему нагнетаемому воздуху. Рекуперация применяется с использованием специальных установок вытяжки и кондиционеров с наличием в них рекуперационного теплообменника. Рекуперация проходит в теплообменнике таким образом, что выбрасываемый и свежий воздух абсолютно отделены друг от друга, чтобы не произошло их смешивание.
В случае охлаждения помещений рекуперация используется точно также, можно использовать теплообменники для рекуперации холода. При этом подводимому воздуху передается холод от отводимого воздуха.
Важной характеристикой рекуператоров является Коэффициент эффективности рекуперации.
Коэффициент эффективности рекуперации тепла выражает отношение между максимально возможным полученным теплом и теплом, полученным в действительности. Теоретически эффективность может меняться в пределах от 30 до 90%. Эта характеристика зависит от стоимости, производителя и типа рекуператора.

Пример пластинчатого рекуператора. Рекуперация позволяет нагревать поступающий воздух теплом от выбрасываемого воздуха.

Герметичное строительство

Герметичность: холодный воздух остается снаружи, теплый - внутри.
Дом стоит дольше, климат остается здоровым. Внутренняя оболочка обогреваемых помещений предотвращает оседание выходящей с воздухом влага в конструкции.
В Активном доме также по еще одной важной причине отсутствуют"дышащие стены": контролируемое проветривание помещений через воздушные каналы и теплообменник функционирует как "отопление".

Воздухонепроницаемая оболочка здания

Зачастую в Активном доме ответственность за воздухонепроницаемость возлагается на изоляционную оболочку. Это неверно. Также как и не существует непроницаемой пленки внутри помещения. Проектировщики решают, какой элемент конструкции будет обеспечивать герметичность (внутренняя штукатурка или бетонный пол).
Насколько герметичен Активный дом, можно проверить при помощи теста Blower Door Test.

Уникально: теплый воздух с улицы

При упоминании свежего воздуха мы думаем о прохладном неприменимом воздухе в ясный зимний день. Теплый воздух навевает мысли о влажном воздухе сауны. Рациональное использование теплого воздуха может быть реализовано с помощью контролируемой вентиляции и систем рекуперации.
В процессе рекуперации происходит теплообмен между теплым вытягиваемым выбрасываемым воздухом (он отдает тепло) и холодным свежим нагнетаемым воздухом (он забирает тепло). При этом теплый и холодный воздух совершенно изолированы друг от друга в рекуперационном теплообменнике, что предотвращает их смешивание.

Функция

Система взаимообменивает отработанный и наружный воздух. При этом все тепло остается в доме и распределяется на каждую комнату свежим воздухом. Таков принцип Активного дома - накопление тепла вместо расходования энергии на отопление. Системы вентиляции есть и в других воздухонепроницаемых зданиях, но только в Активном доме тепло воздуха создает такой благоприятный климат.

  • Соответствующий нормам гигиены коэффициент избытка воздуха, даже при закрытых окнах и безветренной погоде
  • Вредные вещества, влага и CO2 выводятся наружу
  • Превосходное качество воздуха за счет фильтра: пыльца и уличная пыль остаются снаружи
  • Запахи из кухни и ванной не распространяются по всему дому
  • Звукоизоляция даже при закрытых окнах
  • Образование повреждений от плесени и влаги просто исключены за счет самого исполнения конструкции.

Технические параметры

В сердце устройства расположен энергоэффективный двигатель, который закачивает воздух из отдельных комнат при помощи теплообменника. Так называемое скрещение потоков приточного и отработанного воздуха, при котором происходит смена потоков. При этом воздух не смешивается. В регенерированном тепле содержится в 15 раз больше энергии чем нужно двигателю. Чаще всего канал свежего воздуха подключен к подземному теплообменнику: подземная трубчатая система, которая охлаждает воздух летом и нагревает зимой.

Преимущества регенерации тепла

  • понижение расхода энергии, идущей на нагрев, и, следовательно, сокращение затрат на отопление;
  • возможность выбора генератора тепла минимальной мощности, а поверхностей нагрева, трубопроводной сети - меньших размеров;
  • возможность снижения летом количества энергии, идущей на охлаждение, что позволяет использовать охлаждающие установки меньшей мощности, что, в свою очередь, дает сокращение стоимости этих установок и затрат на их эксплуатацию;
  • значительное улучшение качества воздуха помещения за счет увеличения нормы свежего воздуха на человека в час;
Минусом является необходимость дополнительных первоначальных вложений на установку рекуператора.
При необходимости понизить температуру в помещении, рекуперационный теплообменник можно использовать наоборот, то есть передавать холод от отводимого воздуха.
Коэффициент эффективности рекуперации тепла выражает отношение между максимально возможным полученным теплом и теплом, полученным в действительности. Теоретически эффективность может меняться в пределах от 30 до 99%. Эта характеристика зависит от стоимости, производителя и типа рекуператора.

Типология рекуператоров:

1. В рекуператорах пластинчатого типа есть целый ряд пластин, по обеим сторонам которых проходят удаляемый и приточный воздух. Образующийся конденсат выводится через специальные отводы. Выпадающий конденсат создает опасность образования льда в холодное время года. Эффективность пластинчатых рекуператоров высока (50-80%), что делает их достаточно дешевыми и в силу этого - весьма распространенными на малых предприятиях, в небольших зданиях, коттеджах, магазинах.
2. В рекуператорах роторного типа тепло передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Открытая система повышает опасность перемещения грязи и запахов из удаляемого воздуха в приточный, но некоторые производители говорят, что их продукция исключает такое смешивание. Скорость вращения ротора определяет уровень рекуперации тепла. Роторные рекуператоры наиболее эффективны (75-90%), и поэтому стоят дороже других. Сфера их применения - крупные промышленные предприятия, цеха, большие здания.
3. В рекуператорах с промежуточным теплоносителем присутствуют два теплообменника, между которыми циркулирует теплоноситель (вода или водно-гликолиевый раствор), который нагревается удаляемым воздухом в одном канале, после чего передает тепло приточному воздуху в другом канале. Замкнутая система исключает опасность передачи загрязнений из удаляемого воздуха в приточный, поэтому используются в случае загрязненности или токсичности удаляемого воздуха. Передача тепла определяется изменением скорости циркуляции теплоносителя. Эффективность этих рекуператоров низка (45-60%).
4. В рекуператорах камерного типа заслонка делит камеру пополам. Сначала удаляемый воздух нагревает одну половину камеры, после чего заслонка изменяет направление воздушного потока - и приточный воздух нагревается от нагретых стенок камеры. Это рекуператор открытого типа, с высокой эффективностью (70-80%).
5. Рекуператор типа "Тепловые трубы" представляет собой закрытую систему трубок. Помещенный в них фреон испаряется в процессе нагревания удаляемым воздухом. Приточный воздух проходит вдоль трубок, после чего возникший конденсат опять превращается в жидкость. Такому рекуператору свойственна низкая эффективность (50-70%).