Источником тепла в таких системах является вытяжной (отработанный) воздух, имеющий в зимний период положительную температуру 25-30° С. Чтобы вернуть это тепло, или его часть, используют рекуператор. Это устройство позволяет извлекать из удаляемого воздуха тепло и отдавать на нагрев приточного. Рекуператор является дополнительным компонентом приточной установки, которая подает свежий, очищенный и нагретый уличный воздух в помещения.
Значительная часть территорий нашей страны располагается на участках с умеренным или холодным климатом. Это означает, что для поддержания в помещениях определенного микроклимата, требуется значительные расходы тепла. Под микроклиматом понимается такое состояние внутреннего воздуха, которое способствует хорошему самочувствию человека, его работоспособности в закрытых помещениях. Системы вентиляции воздуха прекрасно решают задачи по обеспечению требуемого воздухообмена и снижению энергозатрат.
До недавнего времени считалось, что системами вентиляции оборудуются исключительно здания административного назначения, бытового или производственного. В жилых домах старой постройки, да и в современном домостроении проектируется системы естественной вентиляции воздуха. Исключения могут составлять жилые дома класса «люкс», где жильцам предлагается система механической вентиляции, работающая при помощи вентилятора.
Естественные схемы работают под действием гравитационных сил за счет разности плотностей внутреннего и уличного воздуха. Работоспособность такой системы сохраняется исключительно в переходный и зимний период. Летом вентиляция в наших квартирах совершенно отсутствует. Это объясняется тем, что проектируются системы на значение температуры атмосферного воздуха 5 ºС, не на градус выше.
К сожалению, метод расчета не меняется, условия жизни и прогрессирующие технологии да. Установка стеклопакетов, отделка современными материалами и наличие всевозможной техники, выделяющей большое количество тепла, делают жилые и рабочие помещения абсолютно не дышащими. В этом случае без эффективной механической приточной и вытяжной вентиляции не обойтись.
Действующий закон об экономии энергии заставляет задуматься о том, как применить наиболее эффективный метод. Некоторого снижения расхода тепла можно добиться теми же воздухонепроницаемыми окнами, теплоизоляционными материалами. Часть тепловой энергии уходит на отопление, а куда девать остальное тепло, выделяемое людьми, офисной и бытовой техникой? Ответ очевиден, использовать в вентиляционных системах с утилизацией тепла.
Источником тепла в таких системах является вытяжной (отработанный) воздух, имеющий в зимний период положительную температуру 25-30 ºС. Чтобы вернуть это тепло, или его часть, используют рекуператор. Это устройство позволяет извлекать из удаляемого воздуха тепло и отдавать на нагрев приточного. Рекуператор является дополнительным компонентом приточной установки, которая подает свежий, очищенный и нагретый уличный воздух в помещения.
Существуют несколько типов рекуператоров, различающихся принципом работы, строением и энергоэффективностью:
Пластинчатый рекуперативный блок представляет собой параллелепипед, в котором во взаимно перпендикулярном потоке движется приточный и вытяжной воздух. Потоки воздушных масс полностью разделены тонкой стенкой. Смежные перегородки выполняются и материалов с хорошей теплопроводностью, например, из тонкого алюминиевого листа. Такая конструкция максимально эффективно передает тепло от удаляемого воздуха поступающему. Теплоутилизация составляет 50-70%. При этом максимальное значение достигается непрерывной работой рекуператора.
Существенным недостатком постоянной работы пластинчатого рекуператора является вероятность образования конденсата. От воздействия отрицательных наружных температур конденсат превращается в лед и перекрывает вытяжной канал, снижая производительность установки. Поэтому длительная работа рекуператора не возможна. Его потребуются периодически отключать, со стороны вытяжки устраивать слив конденсата, а для продолжения нагнетания приточного воздуха сооружать воздуховод в обход рекуператора.
В этом случае, для обеспечения заданных параметров в помещении должен производиться нагрев наружного воздуха в основном теплообменнике. Затрачиваться будет столько тепла, сколько для данного расхода воздуха необходимо. И здесь остро встает вопрос, в чем экономия? Некоторые поставщики о такой особенности оборудования предпочитают умалчивать.
Приточные установки с пластинчатым рекуператором в основном применяются на объектах со средней производительностью. Это могут быть небольшие офисные помещения, жилые дома и квартиры. Для работы с влажным воздухом, например, в бассейнах, столовых такие системы устанавливать не рекомендуется.
Роторный утилизатор имеет наибольшую эффективность. Принцип действия простой. Через вращающийся барабан, внутри которого уложена тончайшая гофрированная алюминиевая фольга, протекают потоки воздуха. Они частично смешиваются и передают энергию от теплого воздуха к холодному. Из-за перемешивания, высока вероятность попадания в чистый приточный воздух загрязнений от вытяжного воздуха. Этого можно избежать, если со стороны вытяжного канала перед ротором установить фильтры с высокой степенью очистки.
Рекуператор имеет подвижные части, поэтому риск обмерзания сведен к минимуму. Максимальная энергоэффективность 80%, это значение регулируется путем изменения скорости вращения.
Данный тип утилизации имеет некоторые недостатки:
Широко применяются в системах вентиляции любых зданий, любой производительности.
Рекуператоры с промежуточным теплоносителем представляют собой обычный теплообменник с медно-алюминиевыми трубками. Устанавливается по одному на воздуховод вытяжной секции и воздуховод приточной. Таким образом, значительно упрощается монтаж установок, приточную и вытяжную секцию можно разнести территориально. Рекуператоры связаны между собой системой изолированных трубопроводов, по которым движется антифриз, передающий тепло от удаляемого воздуха подаваемому. В качестве антифриза можно использовать водные растворы гликоля, этиленгликоля в различных концентрациях.
В данной системе полностью исключен контакт воздушных сред, т. е. запахи, бактерии и другие загрязнения не попадут в приточный воздух. Такие схемы можно рекомендовать для работы в чистых помещениях, лабораториях, больницах и там, где воздух содержит активные запахи - рестораны, кафе.
Эффективная теплоутилизация составляет 45-55%. Для предотвращения образования конденсата применяется автоматика, которая периодически отключает блок. Также требуется периодически удалять намороженную влагу.
Для северных регионов с зимней температурой -30 ºС и ниже, при любом типе рекуператора потребуется дополнительный нагрев притока в воздухоподогревателях. Поскольку энергии отводимого воздуха будет недостаточно для нагрева подаваемого.
В заключение хочется отметить, что существенная экономия энергии в работе приточных установок с рекуперацией тепла возможна лишь при длительном их использовании. Однако ощутимые результаты вы увидите уже после первого отопительного сезона. Еще один положительный аспект в копилку рекуператоров, их можно использовать летом в качестве охладителя воздуха.