Проектирование вентиляции с рекуперацией

Проектирование систем вентиляции с рекуперацией воздуха — относительно новое направление в классическом проектировании систем ОВК. Всё дело в том, что наша страна является одной из самых богатых стран мира и вопросы экономии ресурсов, энергоэффективности и энергосбережения долгое время вообще не затрагивались, т.к. сначала был СССР, а потом всем было не до этого. Примечательно то, что исходя из наших наблюдений — вентиляция до сих пор является не необходимостью, а скорее роскошью, при строительстве частных домов. А если говорить о промышленных объектах — заводах, фабриках, комбинатах и т.д. — до сих пор первые лица (Гл. Инженеры, Гл. Энергетики, Технические директора, ответственные за обеспечение функционирования инженерных систем, стараются просто ремонтировать и поддерживать в рабочем состоянии то, что осталось нам по наследству от Союза… И даже сегодня эта тенденция продолжается… Но раз вы это читаете, значит вы задаетесь вопросом снижения эксплуатационных затрат на вентиляцию и отопление. Все дело в том, что системы вентиляции, оборудованные рекуператорами, позволят сократить затраты на эксплуатацию от 40 до 80%. Цифры потрясающие, но так оно и есть.

Проектирование систем рекуперации — это создание проекта вентиляции и отопления, вкупе с использованием различных видов рекуператоров. К нам обращаются в основном два вида заказчиков:

1. Уже есть вентиляция, проект вентиляции может быть, а может не быть… В общем нужно доработать… ДА! Мы дорабатываем существующие проекты и системы вентиляции. Вариантов как это делать — масса. Начиная от дооснащения притока и вытяжек гликолевыми рекуператорами с промежуточным теплоносителем и заканчивая реконструкцией данных систем и установкой более энергоэффективных приточно-вытяжных установок с роторными или пластинчатыми рекуператорами, а в однообъемных больших помещениях установка крышных устройств… Любую систему вентиляции можно сделать намного экономичной при очень быстрой окупаемости.

2. Те, кто только строит. Те умные и мыслящие люди, которые узнали о том что есть такие системы вентиляции, которые не выбрасывают отработанный теплый воздух в атмосферу. И мы можем привести тысячу фактов за системы рекуперации. Хотя вы наверно итак уже всё изучили. Для Вас мы с удовольствием сделаем проект, а при необходимости и поставку оборудования и квалифицированный монтаж и пуско-наладку, да еще и с гарантией.

Планирование

Чтобы спланировать проект реализации вентиляционной системы с рекуперацией тепла, нужно чтобы все участники проекта (застройщик, пользователь, проектировщик, архитектор, подрядчик) на первом шаге определили условия и требования к вентиляционному оборудованию. К этим требованиям принадлежат: стандарт на теплоизоляцию, потребность в тепловой энергии, планировка жилых помещений и т.д. Необходимо дать долгосрочную гарантию того, что приточный воздух будет попадать в приточные зоны здания (жилые комнаты и спальни) и оттуда попадать в вытяжные зоны (ванная, санузел, кухня), протекая их насквозь. Примыкающие помещения (лестничная площадка, холл), а также жилые зоны (столовые, игровые комнаты) будут использоваться как проточные зоны.

В качестве места для вентиляции с рекуперацией тепла подходят чердак, подвал или примыкающее к ним помещение – бытовка. По возможности, установка должна устанавливаться внутри отапливаемой зоны, и кроме того, это помещение должно быть легкодоступным с целью проведения регулярного осмотра и профилактического обслуживания. Дополнительно необходимо предусмотреть место для подвода четырех воздуховодов. В обязательном порядке необходимо предусмотреть место для шумоглушителей.

По аналогии с расчетом необходимого общего объемного расхода, нужно выполнить расчет требуемых объемных расходов воздуха для каждого помещения и в зависимости от потребностей каждого пользователя.

Расчет

Но пока монтаж отопления и вентиляции в большинстве случае ведется с применением традиционных технологий, где в качестве основного нагревательного прибора используется электрический или водяной обогрев. Выбор теплоносителя зависит от имеющихся энергоресурсов. Более экономичным является водяной обогрев, но для него нужны соответствующие мощности тепловой сети.

Основная часть систем приточной вентиляции с подогревом для частных домов использует электрические калориферы. При самостоятельном проектировании и монтаже необходимо уметь правильно выбрать оптимальную мощность нагревательного прибора, чтобы обеспечить достаточное количество тепла и при этом не переплачивать за электроэнергию. Мощность калорифера определяется исходя из объема помещения и разницы температуры в помещении и наружного воздуха.

Сначала определяют количество требуемого воздуха. С учетом того, что полный воздухообмен должен происходить 2 раза за 1 час, объем помещения умножают на 2. Полученный результат умножают на разницу температур в градусах и делят на 3. Итоговое число – есть мощность электрического калорифера в киловаттах.

Уже сегодня можно все домовладельцы могут использовать энергосберегающую технологию, позволяющую существенно уменьшить сумму счетов за отопление. Речь идет о вентиляции с рекуперацией тепла. Принцип ее работы основан на том, что снаружи поступает холодный воздух, а изнутри уходит нагретый. Таким образом, основную часть времени нагревательные приборы отапливают улицу. Если приточную и вытяжную систему проложить вместе, то через стенки вентиляционных каналов будет происходить теплообмен, который позволить вернуть обратно часть тепла. Этот процесс называется рекуперация. Наиболее оптимальная схема теплообмена – это расположение одной трубы меньшего диаметра в трубе большего диаметра. Такая система позволяет вернуть 30-70% тепла обратно.

Сеть воздуховодов должна быть рассчитана и проложена таким образом, чтобы потери давления, с учетом потребления электроэнергии вентиляторами, оставались низкими. С этой целью предполагается, что скорость воздушного потока в каналах не превышает 3 м/с. При прокладке воздуховодов необходимо стремиться уменьшить их длину, т.к. это позволит сократить затраты на монтажные работы и обеспечит энергетически экономный режим работы всей установки. Воздуховоды из гладкостенных труб с большими радиусами изгиба на сегодняшний день являются одним из лучших, и, к тому же, экономичных решений. Воздуховоды должны быть теплоизолированы.

Кухонные вытяжки не должны подключаться непосредственно к вытяжному каналу, т.к. при этом система воздуховодов окажется запачканной воздухом, содержащим жиры. В вентиляционных системах с рекуперацией тепла это приведет к закупорке воздуховодов, проложенных в здании. Необходимо применять фильтры, задерживающие жир.

Управление установкой должно быть настолько простым, насколько это возможно. Воздухообмен должен регулироваться трехступенчато, обеспечивая объемный расход воздуха в пределах от 70 до 130% от расчетной цифры. В настоящее время предлагаются полностью автоматизированные системы регулирования, которые обеспечивают необходимый приток свежего воздуха в зависимости от нагрузки. В зависимости от концентрации СО2 и/или влажности воздуха определяется необходимый приток свежего воздуха, который повышается при превышении предельно допустимых значений, а когда влажность и концентрация углекислоты падают до допустимых уровней, кратность воздухообмена снова снижается.

Как узнать цену и получить коммерческое предложение

Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете:

Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла для частного дома: сколько стоит оборудование и как работает

Когда возникает вопрос установки вентиляции, начинаются долгие раздумья, какую выбрать систему. Либо ограничиться естественным притоком и оттоком воздуха, либо делать принудительный монтаж и не зависеть от капризов природы. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла для частного дома позволяет добиться постоянного воздухообмена. Не зависит от времени года, направления ветра, разницы температур внутри и снаружи помещения. Тратится больше энергии, чем в естественной вентиляции, но с рекуператором экономия тепла очевидна.

Устройство и принцип действия приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла

Чтобы обеспечить постоянный воздухообмен в помещении, очистку поступающего воздуха от пыли и нагрев температуры в частном доме или квартире необходимо установить принудительную вентиляцию. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла подает очищенный воздух. Экономия тепловой энергии при номинальной мощности составляет около 6 кВт. Рекуператор это устройство, которое возвращает тепло в дом. Относится к категории энергозависимых конструкций, требует подключения к источнику электрической энергии.

При проектировании учитывается:

1. Количество помещений в доме;
2. Ожидаемое количество людей;
3. Назначение помещения.

Расчет сети воздуховодов по дому производится, исходя из потерь давления, которое присутствует в системе вентиляции. В здании с установленной принудительной системой приточно-вытяжной вентиляции воздушный поток поступает с улицы. При прохождении через конденсационный агрегат, воздух очищается от пыли, нагревается до необходимой температуры и поступает в помещение. Достоинство системы в том, что в дом подается очищенный и подогретый воздух в необходимом объеме.

Процесс работает круглосуточно:

• Воздух с улицы поступает по вентиляционному каналу через шумоглушитель в вентиляционный агрегат;
• В агрегате воздух очищается от пыли, нагревается и подается через шумоглушитель по вентиляционному каналу в помещение;
• Отработанный воздух из санузлов и подсобных помещений возвращается обратно в вентиляционную установку и передает свое тепло входящему воздуху, который поступает с улицы;
• Проходя через вентиляционную установку, уже охлажденный и отработанный воздух выходит на крышу улицы.

С помощью встроенного пульта управления можно настраивать:

• Температуру входящего воздуха;
• Скорость работы вентилятора, необходимого при воздухообмене;
• Интервал замены фильтра регулируется по неделям.

Если необходимо, чтобы ночью или в определенные дни недели воздухообмен был меньше, делаются соответствующие настройки. Например,

• Температура поступающего воздуха в приточную установку -9 ◦ C;
• Температура воздуха, которая подается в помещение +15 ◦ C;
• Температура выходящего из установки отработанного воздуха -3 ◦ C.

При таком режиме калорифер (нагреватель) внутри приточного столба выключен — электроэнергия не тратится впустую для нагрева воздуха. Таким образом, обеспечивается экономия тепловой энергии.

Как работает вентиляционный агрегат

Представляет собой утепленный звукоизолированный металлический ящик. Для правильной работы вентиляционной установки и отображения температур устанавливается датчик для выходящего на улицу воздуха и поступающего из помещения отработанного состава.

• Холодный воздух с улицы:
  1. Поступает через фильтр;
  2. Очищается от пыли;
  3. Проходит через рекуператор;
  4. В помещение воздух поступает через вентилятор, который создает разницу давлений.

Отработанный воздух из помещения:

1. Проходит через фильтр;
2. Очищается от крупной пыли;
3. Проходит через рекуператор.
4. Через вентилятор уходит на улицу.

В агрегат устанавливается роторный теплообменник. Внутри находится тонкий лист алюминия, свернутый в соты. Двигатель вращает соты. Холодный воздух, который заходит с противоположной стороны, нагревается и поступает в помещение.

При выходе на крышу монтируется приточная установка. Сколько кубометров воздуха поступает, столько кубов вытягивается на улицу. В стояк монтируются вентиляционные трубы. Терморегулятор регулирует температуру, подающего воздуха.

Вытяжные вентиляторы, устанавливаются отдельно, в зависимости от объема помещения. Воздух по одной трубе из приточной установки подается по воздуховоду в определенные комнаты. По другой трубе воздух выходит из вытяжного зонта на улицу. При работе создается разряжение воздуха.

Виды блоков рекуперации тепла

Рекуперация тепла в системе приточной вентиляции явление относительно новое и пока мало распространенное. Существует несколько типов устройств и большой выбор моделей по каждому виду. Приточно-вытяжная вентиляция с подогревом воздуха и рекуперацией выполняет следующие функции:

• Возврат тепловой энергии;
• Экономия топлива;
• Снижение стоимости оборудования;
• Обеспечение экологических норм;
• Сокращение транспортных расходов;
• Снижение стоимости газоочистки;
• Снижение затрат на систему отопления.

Роторный (барабанный)

Теплообменник подходит для местности с суровым климатом. Барабан изготовлен из фольги алюминия. Поступательными движениями тепло переходит от вытягиваемого к подаваемому воздуху:

• Тепло передается подаваемому воздуху;
• Смешивание потоков составляет менее 0,1%;
• Возвращается теплый и увлажненный воздух.

Помещения меньше высыхают. Полезная мощность составляет 92%.

Пластинчатый перекрестный рекуператор

Предназначен для местности с мягкими погодными условиями. Встречные потоки пластинчатого рекуператора разделяются алюминиевой фольгой.

• Тепло передается подаваемому воздуху;
• Формируется конденсат;
• Необходим отвод воды.

Тепло удаляемого воздуха через алюминиевые пластины нагревает подаваемый воздух. На пластинах теплообменника конденсируется влага, которая попадает из помещений.

Во время отогрева КПД теплообменника равна нулю, тепловозврат не происходит. Общая эффективность вентиляционной установки падает. Система возвращает до 95% тепла.

Тепловые трубки

Данный вид производится как герметично запаянная трубка из материала с хорошей тепловой проводимостью. Внутрь заливается фреон. Рекуператор помещается в воздуховод вертикально (допустимо устанавливать под небольшим градусом). Нижний конец помещается в вытяжке, верхний в приточной вентиляции.

Теплый воздух проходит по нижнему воздуховоду по дну трубки. Фреон закипает, пары поступают в верхнюю часть и встречаются с приточным воздухом, забирая тепло от фреона. Конденсат оседает на дно трубки, цикл повторяется. Достоинство: нет движущихся частей. Недостаток: слабая работоспособность, система работает на фреоне.

Устройство с промежуточным теплоносителем

В качестве теплоносителя используется вода или специальный раствор.

• Два теплообменника сообщаются между собой трубопроводами;
• Один из них находится в канале, который вытягивает воздух и получает теплоту;
• Теплота через теплоноситель переходит во второй теплообменник, размещенный в канале приточного воздуха, где происходит нагрев.

Потоки не смешиваются друг с другом, но промежуточный теплоноситель снижает эффективность работы до 50%. Дополнительно КПД можно увеличить насосом. Достоинство промежуточных теплоносителей в том, что теплообменники можно устанавливать на расстоянии друг от друга. Монтаж производится в вертикальном и горизонтальном положении.

Грунтовый теплообменник

Стоимость эксплуатации системы снижается на 5-10%. Если нет грунтового теплообменника, воздух, попадающий в систему рекуперации, проникает непосредственно с улицы. С грунтовым теплообменником на глубине порядка двух метров в земле прокладывается труба. Температура воздуха ниже промерзания грунта остается всегда стабильной в районе +10◦C.

Воздух проходит по трубе в земле и попадает в рекуперацию тепла. Разницу температур компенсировать гораздо проще. ТЭНы включаются реже, экономия тепла становится больше.

Грунтовый теплообменник необходимо делать по проекту. В зависимости от площади дома подбирается система рекуперации, которая определенный объем воздуха забирает с улицы и, проводя через весь грунтовый теплообменник, его разогревает. Важно обратиться к опытному проектировщику. Именно он сможет рассчитать длину и глубину канала.

Технические характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе

• Металлические устройства эффективны в эксплуатации до -10ºС. При пониженных температурах работоспособность заметно снижается. Вследствие чего применяется электрические преднагревательные элементы;
• При выборе следует изучить толщину корпуса, материал мостиков холода. Толщина 3 см подлежит дополнительной изоляции, когда температура на улице станет ниже -5ºС. Вдвойне придется использовать изоляционный материал, если каркас сделан из алюминия;
• Следует обращать особое внимание на показатели свободного напора вентиляторов. Может случиться так, что на 500 м 3 напор может полностью отсутствовать. Об этом потребители узнают, как правило, когда рекуператор выходит из строя;
• Большой плюс, когда к автоматической системе можно подключить дополнительные функции. Благодаря усовершенствованной автоматике, снижаются издержки в эксплуатации и повышается работа всего прибора;
• Основной показатель для принятия решения, на каком рекуператоре остановить свой выбор – это вентиляционный напор и мощность. Предварительно делается расчет, сколько воздуха должно поступать в дом за один час.

Лучшие приточно-вытяжные системы с рекуперацией тепла

Vakio

Это не просто вентилятор с фильтром. По отзывам потребителей, качество модели во много раз превышает цену. Расход электроэнергии от 5 до 20 Ватт в час. Малый расход в связи с тем, что нет греющего элемента, который нагревает воздух.

Цикл притока и оттока воздуха длится по 40 секунд каждый. Вентилятор разворачивается и работает беспрерывно, выполняя разные функции. Он просто меняет направление воздуха. При этом нет перепадов шума.

Работает в диапазоне от -47 ◦ C до +50 ◦ C. Есть режим сброса наледи. Устройство снабжено фильтром класс F6: не пропускает не только пыль, но и пыльцу, что особенно важно для тех, кто страдает аллергией. Полностью российская сборка (производитель г. Новосибирск). А значит, прибор идеально подходит для суровой зимы.

Mitsubishi Electric VL-100EU5-E Lossnay

Позволяет избежать сквозняков при проветривании и сохраняет микроклимат. Принцип работы предельно прост:

• Воздух из помещения втягивается вентилятором в камеру с теплообменником;
• В результате возникающего в комнате разряжения, поступает воздух с улицы;
• Внутри камеры происходит обмен теплом и влажностью.

Главный элемент системы: теплообменник Lossnay («Без потерь»). В нем происходит теплообмен между уличным и комнатным воздухом. Летом поступает охлажденный воздух, зимой – теплый. Коэффициент теплообмена рекуператора составляет 80%. Особая конструкция теплообменника позволяет снизить уровень внешнего шума в два раза. Не дает проникнуть с улицы вредным веществам из выхлопным газам.

За счет тонких стенок в фильтре происходит активный обмен кислородом и влажностью. Теплообменник достаточно время от времени пылесосить, а фильтры промывать водой. К фильтру прилагается защитная сетка вытяжного вентилятора. При необходимости ее тоже можно снять и прочистить.

Прана

Компактное недорогое решение для вентиляции в частных домах. Прана решает несколько проблем:

• Обеспечивает приток свежего воздуха в помещении;
• Фильтрует и нагревает воздух до нужной температуры за счет тепла удаляемого воздуха;
• Вытягивает отработанный воздух наружу.

Рекуператор экономит до 80% затрат, связанных с вентиляцией. Прибор оснащен дистанционным (реостатным) управлением, способен плавно регулировать уровень воздухообмена. Воздух обновляется столько раз, сколько потребуется. Устройство, без внутреннего и внешнего блока устанавливается в течение нескольких часов.

• Не требует дорогого сервисного обслуживания;
• Значительно дешевле подвесной вентиляционной системы;
• Не имеет альтернативы по сумме характеристик и стоимости.

Можно ли самому сделать систему с рекуперацией

Системы рекуперативной вентиляции становятся особенно актуальными после установки пластиковых окон. В окнах есть режим микровентиляции, но хотелось бы управлять процессом. Результатом решения вопроса у многих становится самодельная рекуперация.

Есть множество вариантов самодельных установок. Самые простые, даже, если пульт управления не впечатляет внешним видом, в целом, неплохо справляются с задачей. Основная часть блок управления. Внутрь стены вставляется блок вентиляции. С другой стороны окна монтируется дополнительный блок. Провода лучше закладывать в стенку.

Основная задача системы менять воздух в комнате, оставляя тепло:

• Используется два цилиндра: диаметр — 110 мм; длина – 310 мм. С одной стороны трубы встраивается реверсивный вентилятор. Он способен переключать направление подачи воздуха и продувать теплообменник;
• Два обычных вентилятора подключаются спина к спине. Периодически включаются то один, то другой. Вентилятор способен подавать воздух сквозь трубу в обоих направлениях. Реверсивную модель можно заменить бюджетным вариантом от старых компьютерных системных блоков. Но тогда вместо двух понадобится четыре штуки;
• В основную часть трубы вставляют теплообменник. Задача забирать тепло у воздуха, выходящего из помещения, и отдавать тепло холодному воздуху с улицы.

Рекуператор работает циклично, поэтому называется реверсивным. Некоторое время он вытягивает воздух из помещения, нагревая теплообменник. Потом затягивает воздух с улицы, отдавая запас накопленного тепла. Два блока включают для большей эффективности. Пока один вытягивает воздух из помещения, другой подает и наоборот. Такая схема работы позволяет избежать выпадения конденсата.

Теплообменник представляет собой массу маленьких стеклянных трубочек, которые плотно набиваются в трубу. Они заменяют производственных соты, через которые проходит воздух. Вместо трубочек можно использовать более эффективный вариант – небольшие стеклянные шарики. Воздух в работе постоянно огибает шарики, путь прохождения удлиняется, больше отдается и поступает тепла.

Блок управления рекуперативной вентиляцией включает:

• Трансформатор от обычного блока питания;
• Диодные выпрямители 4 шт.;
• Интегральный стабилизатор 12 вольт;
• Выпрямитель на 6-12 вольт, собранный на базе стабилизатора 5 вольт.

Резистор регулирует напряжение от интегрального стабилизатора 6 12 вольт, подается на вентилятор. Схема управления рекуперативного цикла работает от 12 вольт.

Отдельно вставляется микросхема таймера, который задает интервалы. Можно установить оптимальное время переключения. Две группы вентиляторов монтируются в двух блоках рекуперативной вентиляции.

• Вытяжка воздуха;
• Всасывание воздуха;
• Обратный возврат — рекуперация.

Пока один вентилятор засасывает воздух, другой удаляет его из помещения. Через установленное время цикл меняется.

Дом должен иметь максимально герметичную теплоизоляцию. Естественная вентиляция заведомо не сможет обеспечить необходимый уровень воздухообмена. Механические системы вентиляции успешно справляются с работой. Лучшее решение на сегодняшний день установить принудительную систему с рекуперацией, что позволяет экономить тепловую энергию, особенно, в загородных домах средней и большой площади.