Системы вентиляции с рекуперацией тепла: преимущества, принцип работы и установка

Системы вентиляции с рекуперацией тепла появились во второй половине 20 века, но в начале их развития они были очень сложными и дорогими в эксплуатации. Постепенно с развитием технологий и ростом спроса на энергоэффективные системы отопления и вентиляции эти системы стали более доступными и эффективными. Сегодня они широко используются во многих странах.

Традиционные системы вентиляции часто потребляют значительное количество энергии для нагрева воздуха в холодный период года. Для небольших вентиляционных установок потребление электроэнергии на подогрев свежего воздуха может быть незначительным. Однако в случае производственных и промышленных помещений расходы на подогрев воздуха могут достичь больших размеров. В таких ситуациях применение такого теплообменника оказывается крайне необходимым для уменьшения расхода на нагрев приточного воздуха.

Вот почему важно обратить внимание на альтернативные, энергоэффективные технологии вентиляции, такие как системы с рекуперацией тепла.

Как работает рекуператор воздуха: принцип действия и основные компоненты

Это устройство, которе используется в системах вентиляции для передачи тепла от вытяжного воздуха к свежему воздуху без их смешивания. Этот процесс обеспечивает сохранение энергии и использование ее для подогрева приточного воздуха.

Представьте, что зимой вы открываете окно в помещении, чтобы проветрить комнату. Внутренний воздух выходит из комнаты, а на его место поступает холодный воздух снаружи. В результате система отопления тратит больше энергии на подогрев нового воздуха. Приблизительно так работает система вентиляции – она механическим путем обеспечивает воздухообмен в помещение. Но воздух, который поступает в помещение, нужно подавать теплым. Для этого в системе должно происходить его нагрев. Это делает нагреватель, а в системах с восстановлением тепла рекуператор. Он передает тепло от вытяжного воздуха к свежему, тем самым экономит и уменьшает количество энергии для нагрева приточного.

Они бывают разных типов, но основные принципы их работы одинаковы. У них две камеры, одна для вытяжного воздуха, а другая для свежего. Воздух проходит через специальные теплообменные элементы, передающие тепло между потоками воздуха без их смешивания. Таким образом, свежий воздух нагревается перед тем, как попасть в помещение, а отработанный воздух выходит на улицу, передав свое тепло новому потоку воздуха.

Основные компоненты системы

Процесс передачи тепла происходит в системе приточно-вытяжной вентиляции. Чаще всего это приточно-вытяжная установка с рекуперацией тепла. Рассмотрим состав и опишем назначение каждого из компонентов.

Теплообменник

Это место, где происходит передача тепла. Он обеспечивает передачу тепла между двумя потоками воздуха (вытяжной и приточный) без их смешивания. Может быть изготовлен из различных материалов, в частности из алюминия, полистирола или полимеризованной целлюлозы и иметь различные конструкции, например пластинчатый или роторный.

Нагреватель

В некоторых установках может быть установлен дополнительный нагреватель для подогрева свежего воздуха в холодные месяцы. Это может быть электрический нагреватель или водяной нагреватель, подключаемый к системе отопления. У других такой нагреватель отсутствует.

Вентиляторы

Обеспечивают необходимое движение воздуха через систему. В системе есть два вентилятора: один для удаления вытяжного воздуха из помещения и другой для подачи свежего воздуха с улицы. В последнее время в установках все чаще используют вентиляторы с ЕС-моторами из-за их эффективности, тихой работы и долговечности. Они используют постоянный магнитный ротор и электронный контроллер для управления вращением двигателя, обеспечивая точную регулировку скорости и лучшие рабочие характеристики.

Фильтры

Очищают воздух от пыли, аллергенов и других частиц перед тем, как он попадет в помещение, а также перед тем, как вытяжной воздух выбрасывается наружу. Фильтры могут быть разных типов, в зависимости от потребностей пользователей. Также они защищают вентиляционные элементы от загрязнения для стабильной работы.

Система автоматики

Система автоматики контролирует работу вентиляционной системы, включая регулировку скорости вентиляторов, температуры нагрева воздуха и изменение режимов работы. Она также может включать датчики качества воздуха, температуры и влажности для оптимальной настройки системы в соответствии с условиями использования.

В моделях, не оборудованных нагревателем, имеется встроенная защита от обмерзания. При угрозе обледенения выключается приточный вентилятор, вытяжной разогревает теплообменник до определенного значения. Затем снова включается приточный вентилятор.

Современные системы автоматики для управления вентиляцией используют мобильное приложение и интеграцию в систему "Умный дом". Через приложение можно удаленно управлять режимами, включать и выключать установку, задавать температуру приточного воздуха, настраивать производительность и байпас для летнего режима. Также можно настроить еженедельный таймер, получать индикации относительно фильтров и их очистку или замену.

Корпус

Объединяет все компоненты вентиляционной системы. Он может быть изготовлен из разных материалов, таких как металл, пластик или полистирол. Защищает внутренние компоненты от внешних воздействий и обеспечивает герметичность системы, которая важна для эффективной работы вентиляционной системы. В панелях используется тепло и звукоизоляция для уменьшения потерь тепла и уровня шума.

Типы рекуператоров

Регенераторы тепла могут быть разных типов, но наиболее распространены пластинчатые и роторные рекуператоры. Рассмотрим их характеристики, преимущества и недостатки.

Пластинчатые рекуператоры

Этот тип имеет пластинчатый теплообменник, состоящий из ряда тонких пластин, разделяющих потоки свежего и отработанного воздуха. Тепло передается между этими потоками через пластины без смешивания воздуха.

Преимущества

• Высокая эффективность теплообмена
• Низкое энергопотребление
• Компактность компонентов позволяет уменьшить габаритные размеры установки
• Отсутствие движущихся частей, что уменьшает затраты на обслуживание и возможности неисправности
• Небольшая стоимость самого устройства

Недостатки

• Ограниченная работа при низких температурах из-за возможности замерзания влаги на пластинах
• Меньше эффективны при высокой влажности и загрязненности воздуха
• Требуется отвод дренажа, который образуется в процессе его работы в холодный период года

Роторные рекуператоры

Роторные регенераторы используют роторный теплообменник, состоящий из круглой структуры, разбитой на сектора. Воздух проходит через эти сектора, пока ротор вращается, обеспечивая передачу тепла между потоками воздуха.

Преимущества

• Способность эффективно работать при широком диапазоне температур и влажности
• Способность передавать влагу между потоками воздуха, что обеспечивает контроль влажности в помещении
• Не нужно отводить дренаж

• Наличие движущихся частей, что может потребовать большее частого обслуживания и замены по сравнению с пластинчатым типом
• Относительно большие размеры и вес, что приводит к увеличению габаритных размеров установки
• Высокая стоимость самой вентиляционной установки и обслуживания
• Потенциальное смешивание воздуха из-за отсутствия герметичной разделяющей стенки между потоками

Итак, при выборе между пластинчатым и роторным типом устройств восстановления энергии вам следует учитывать ряд факторов, таких как климатические условия, влажность, уровень загрязнения воздуха и требования к размерам и весу системы. Пластинчатые регенераторы могут быть лучшим вариантом для компактных систем в жилых и небольших коммерческих зданиях, в то время как роторные устройства могут быть более подходящими для помещений с высоким уровнем влажности и загрязнения, а также для крупных коммерческих и промышленных объектов.

Почему требуется система регенерации тепла

Одним из главных преимуществ использования системы получения обратного тепла является значительное снижение энергетических затрат на отопление и охлаждение помещений. Восстановление тепла позволяет сохранить до 80-90% тепловой энергии вытяжного воздуха, что положительно сказывается на энергопотреблении.

Системы вентиляции с регенерацией тепла способствуют поддержанию комфортного микроклимата в помещениях. Они обеспечивают постоянный обмен воздуха, стабилизируют температуру и влажность, а также снижают уровень шума и предотвращают проникновение загрязнителей.

Инвестиции в такую систему могут принести значительные экономические выгоды. Оперативные затраты на отопление и охлаждение снижаются благодаря энергосбережению, а также обеспечивают длительный ресурс использования системы. В некоторых странах даже существуют государственные программы стимулирования и поддержки для установки энергоэффективных систем, которые могут компенсировать часть затрат на установку и обслуживание таких инженерных решений.

Ответы на часто задаваемые вопросы

Стоит ли инвестировать в рекуператор воздуха?

Инвестирование в восстановление тепла стоит рассмотрения, поскольку оно позволяет снизить расходы на отопление и охлаждение, улучшить качество внутреннего воздуха и обеспечить комфортные условия для жителей. В то же время устройства восстановления энергии воздуха способствуют снижению воздействия на окружающую среду.

Как определить, какой тип подходит для моего здания?

Чтобы определить лучший тип регенерации тепла для вашего здания, рекомендуется обратиться к квалифицированному специалисту, который оценит параметры здания, систему вентиляции и потребности жильцов.

Какие основные отличия между разными типами?

Основные различия между ними заключаются в том, как они передают тепло между входящим и исходящим потокам воздуха. Наиболее распространенные типы регенераторов – пластинчатые и роторные. Пластинчатые передают тепло через жесткую перегородку, тогда как роторные используют вращающийся теплообменник.

Нужно ли специальное обслуживание для таких устройств?

Да, они требуют регулярного технического обслуживания и чистки, чтобы обеспечить оптимальную работу и длительный срок службы. Рекомендуется проверять фильтры, перегородки и другие компоненты системы в соответствии с производственными инструкциями.

Каков срок службы рекуператоров воздуха?

Срок службы может сильно варьироваться в зависимости от качества изделия, условий эксплуатации и регулярности технического обслуживания. В среднем рекуператоры воздуха могут служить от 10 до 20 лет. Соблюдение производственных рекомендаций по обслуживанию и чистке поможет обеспечить максимальный срок службы вашей системы вентиляции.