Дом с системой рекуперации тепла вентиляции
По каким параметрам выбирать рекуператор и где его устанавливать, какие помещения подключать к рекуператору – рекомендации специалистов.
В рамках проекта «ДОМ ЗА ГОД» с FORUMHOUSE мы решили ответить на вопросы пользователей портала, касающиеся выбора и установки рекуператоров.
Одна из таких установок будет введена в эксплуатацию на нашей строительной площадке, что и определило тематику настоящей статьи. Вопросы, касающиеся разновидностей вентиляционных систем и критериев, по которым следует выбирать рекуператоры, разберем с помощью производителей – инженеров компании TURKOV.
- разновидности вентиляционных систем;
- в чем преимущества рекуператора;
- по каким параметрам следует выбирать рекуператор;
- основные и дополнительные функции рекуператора;
- санитарные нормативы по установке и подключению рекуператора.
Итак, почему выбрана приточно-вытяжная система? Для полного понимания вопроса рассмотрим разновидности современных приточно-вытяжных систем.
Вентиляция естественного побуждения – система, в комплект которой входят настенные и оконные приточные клапаны (обеспечивающие доступ свежего воздуха в помещение), а также система вытяжных воздуховодов (удаляющих отработанный воздух из туалетов, ванных комнат и кухонь). Возможность воздухообмена при наличии естественной вентиляции обеспечивается разницей температур внутри и снаружи помещения.
Преимущества подобной системы состоят в ее простоте и дешевизне, к недостаткам можно отнести низкую эффективность и недостаточное качество воздухообмена. Также к минусам относится большая нагрузка на систему отопления и сезонная нестабильность. Например, летом, когда температура внутреннего и наружного воздуха выравнивается, воздухообмен в помещении практически прекращается. Зимой, наоборот, система работает эффективнее, но это требует дополнительных расходов на нагрев воздуха, поступающего с улицы.
Комбинированная вентиляция – система с принудительной вытяжкой и естественным притоком воздуха. Ее недостатки:
- Энергоэффективность комбинированной системы еще ниже, чем у естественной вентиляции. Дело в том, что вентиляторы создают стабильный расход отработанного воздуха, а это значительно увеличивает нагрузку на систему отопления.
- Низкое качество воздухообмена в доме (вытяжка работает не постоянно, а только в процессе пользования санузлами и кухнями). Даже при постоянной работе вытяжных вентиляторов воздухообмен в помещении не сможет достичь того уровня, который необходим для комфортного проживания.
Преимущества комбинированной системы состоят в ее относительно небольшой стоимости и в отсутствии сезонных проблем с тягой в вытяжном канале. Тем не менее, по уровню воздухообмена и по функционалу комбинированная система сильно не дотягивает до полноценной приточно-вытяжной вентиляции.
Классическая принудительная вентиляция обеспечивает циркуляцию воздушных потоков в заданных режимах и объемах. Данная система оснащается приточными и вытяжными воздуховодами, а также специализированным вентиляционным оборудованием, способным круглый год поддерживать стабильный воздухообмен в помещении. У таких систем есть один большой минус: они очень энергозатратны при использовании в зимний период. Объясняется это тем, что холодный воздушный поток с улицы необходимо постоянно нагревать до комфортной комнатной температуры.
Принудительная вентиляция с рекуператором является самой совершенной системой, способной обеспечивать циркуляцию воздушных потоков в заданных режимах и объёмах. Ее эксплуатация связана с минимальными энергозатратами. Ведь поток с улицы вначале подогревается рекуператором (за счет тепла, которое содержится в вытяжном воздухе), а затем происходит дополнительный догрев воздуха до комфортной для человека температуры. Во многих развитых странах подобное техническое решение уже стало строительным стандартом, закрепленным на законодательном уровне.
Учитывая растущие требования к комфорту жилых помещений, любой новый дом целесообразно оснащать не просто стандартными вентиляционными каналами, а многофункциональной и экономичной системой принудительной вентиляции. Система на основе рекуператора обеспечивает приток чистого воздуха с комфортной температурой и одновременно удаляет отработанные воздушные массы за пределы помещения. Одновременно от вытяжного потока производится отбор и передача тепла (а иногда и влаги) приточному потоку.
Во-первых, в отличие от классической вентиляции, рекуператор позволяет значительно экономить на эксплуатации оборудования. Во-вторых, стоимость рекуператора совсем ненамного превышает стоимость классического вентиляционного оборудования. В-третьих, во время работы рекуператора 80% тепла вытяжного воздуха возвращается обратно приточному, что значительно сокращает затраты на его обогрев.
В жаркие летние дни теплообмен происходит в обратном направлении, что позволяет экономить еще и на кондиционировании. Одновременно с передачей тепла в теплообменнике происходит передача влаги из вытяжного воздуха приточному. В физике есть такое понятие, как «точка росы». Это момент, когда относительная влажность воздуха достигает 100% и влага переходит из газового состояния в жидкое (конденсат). Конденсат проявляется на поверхности рекуператора, и чем ниже температура на улице, тем больше вероятность образования конденсата на рекуператоре. Так как энтальпийный рекуператор позволяет передавать влагу из вытяжного воздуха приточному, то «точка росы» смещается в зону очень низких температур. Рекуператор позволяет поддерживать более высокую относительную влажность приточного воздуха (в сравнении с классической вентиляцией), а также значительно повышает морозоустойчивость и убирает необходимость в отводе конденсата.
Наличие вышеперечисленных функций полностью объясняет выбор подобной приточно-вытяжной установки.
Представляем функциональную схему установки.
Где:
• М1 и М2 – приточный и вытяжной вентиляторы;
• D (1, 2, 3) – датчики температуры;
• К (1, 2, 3) – теплообменники;
• F (1, 2) – воздушные фильтры.
Первое, на что требуется обратить внимание, выбирая модель приточно-вытяжного рекуператора, это на формулировки, которые использует производитель или продавец оборудования. Часто мы слышим следующее: «КПД до 99%», «эффективность до 100%» «эксплуатация до -50ºС» – все эти фразы – не более чем проявление маркетинговой стратегии с одновременной попыткой ввести покупателя в заблуждение. Как показал опыт эксплуатации рекуператоров в российском климате, металлические рекуператоры стабильно работают при понижении температуры до -10ºС. Дальше начинается процесс снижения КПД из-за обмерзания рекуператора. Чтобы этого не происходило, многие производители используют дополнительные источники нагрева (электрический преднагрев).
Второе, на что нужно обратить внимание, это на толщину корпуса оборудования, на материал, из которого изготовлен каркас корпуса и на наличие мостиков холода в корпусе. Опять возвращаемся к опыту использования: рассмотрим особенности корпуса толщиной 30мм. Данный корпус не выдерживает понижения уличной температуры до -5ºС и его необходимо изолировать дополнительно. Если корпус выполнен из алюминиевого каркаса, то дополнительная изоляция также станет его неотъемлемой частью. Ведь алюминий – это один большой мостик холода, «раскинувшийся» по всему периметру корпуса.
Третье: одна из частых ошибок при выборе рекуператора состоит в том, что покупатель не учитывает свободный напор вентиляторов. Он видит только волшебную цифру – 500 м³ и цену – 50 тыс. руб., а о том, что вентилятор имеет напор – 0 Па при 500 м³ покупатель узнает только после окончания ремонта дома, то есть во время эксплуатации уже установленного оборудования.
Четвертый критерий выбора заключается в наличии автоматики и в возможности подключения к ней опциональных компонентов. Автоматика позволяет значительно снизить эксплуатационные издержки и добиться максимального комфорта при работе оборудования.
Что касается производительности: основным расчетным параметром является объем воздуха, который должен поступать в помещение в течение одного часа. В соответствии с санитарными нормативами этот объем должен быть равен 60 м³ на одного взрослого человека или один крат в час от общей кубатуры обслуживаемых помещений (гостиная, кухня, спальни). При выборе рекуператора нужно смотреть не только на производительность установки, но и на напор вентиляторов, которые прокачивают вашу вентиляционную сеть по дому.
Рассчитывая и выбирая установку, для получения более точной информации, придется читать профильную литературу и форумы, обзванивать производителей и поставщиков оборудования (тема очень обширная). Всегда лучше обратится к специалистам. А тем людям, которых этот совет не останавливает, все равно рекомендуется подтвердить правильность выбора у производителя или дистрибьютора оборудования.
Тем не менее, есть несколько рекомендаций, которые помогут застройщику выбрать модель рекуператора, опираясь на свои собственные представления о комфорте и практичности.
Нельзя сказать, что какой-то рекуператор хуже или лучше, у каждого типа рекуператоров есть свои сильные стороны и сферы применения. КПД роторного и пластинчатого рекуператора абсолютно одинаков, так как КПД зависит от двух параметров: от площади теплообменной поверхности рекуператора и от направления воздушного потока в рекуператоре.
Конструкция роторного рекуператора допускает частичное смешивание приточного и вытяжного потоков, так как изолятором воздушных потоков в нем является щетка. Щетка с мелкой щетиной , сама по себе, является плохим изолятором между воздушными потоками, а небольшой дисбаланс в системе приводит к еще большему перетоку отработанного воздуха в приточный канал. Также слабым звеном в роторном рекуператоре является двигатель, и ремень который крутит ротор: дополнительные движущие детали снижают общую надежность оборудования, а также повышают энергозатраты на рекуперацию. Роторный рекуператор допускается устанавливать только в одном положении, что также снижает возможность его применения в домашних условиях. Основными объектами для применения роторных рекуператоров являются торговые центры, гипермаркеты и другие общественные здания с большой площадью, где переток воздуха – только на пользу собственникам здания.
Представляем схему работы роторного рекуператора.
Пластинчатые рекуператоры, в отличие от роторных устройств, не столь массивны, но при этом просты в установке и надежны в эксплуатации. Среди пластинчатых рекуператоров особого внимания заслуживает оборудование мембранного типа. Специальная полимерная мембрана, встроенная в рекуператор, возвращает влагу из вытяжного воздуха в приточный. Одновременно она препятствует образованию конденсата, а также формированию наледи внутри устройства (во время его эксплуатации при низких температурах).
На базе пластинчатых рекуператоров можно построить многоступенчатую рекуперацию, которая позволяет избежать прямого контакта самого холодного воздушного потока (поступающего с улицы) с самым теплым (поступающим из дома). А в связке с энтальпийным рекуператором такая технология позволяет уйти от обмерзания рекуператора. Плавное понижение температуры вытяжного воздуха и плавное повышение температуры приточного воздуха внутри рекуператора делают устройство стойким даже к температурам крайнего севера. Как показывает практика, подобное оборудование успешно работает в самых суровых климатических условиях, например, Якутске.
В пластинчатых теплообменниках используется разный материал. Пластиковые и металлические теплообменники – обмерзают. В мембранных теплообменниках используется тонкая пленка, которая пропускает только влагу. Теплообменников в такой установке сразу два либо три – в зависимости от модели.
КПД является одной из основных характеристик рекуператора, и на его величину, перед покупкой установки, следует обращать особое внимание.
Важно выбрать для своего дома рекуператор, обладающий чувствительной и надежной автоматикой. Ведь нет ничего хуже, чем оборудование, которое постоянно задействовано в работе и с завидной регулярностью требует к себе внимания. Современная автоматика рекуператоров открывает перед пользователями дополнительные возможности:
- раздельная настройка приточного и вытяжного вентилятора;
- управление кондиционером;
- управление увлажнителем;
- автоматизация и диспетчеризация.
А конструктивные особенности позволяют оснастить устройство дополнительными опциями и системами:
- система автоматической регулировки мощности вентиляторов – VAV-система (поддержание постоянного расхода воздуха);
- система автоматической регулировки расхода воздуха по датчику CO2 (регулирует напор воздушного потока в зависимости от содержания углекислого газа в вытяжном канале);
- таймер с несколькими событиями в день;
- водяные или электрические нагревателя воздуха;
- дополнительные воздушные заслонки;
Сюда же можно отнести систему улучшенной фильтрации.
При выборе оборудования нужно рассматривать приточно-вытяжную установку, как климатический комплекс, который будет поддерживать расход воздуха, а также температуру и влажность (при необходимости) в заданном режиме. Установка дополнительных нагревателей, охладителей, VAV клапанов, увлажнителей или осушителей уже сегодня становится жизненной необходимостью.
Если сам рекуператор не может поддерживать нужную температуру приточного воздуха, то устройство следует дооснастить нагревателем соответствующей мощности. В среднем, если расчетная температура в канале не опускается ниже +14. +15°С, то нагреватель можно не устанавливать. Мое же мнение, таково: лучше не включать нагреватель, если он не нужен, чем, когда нужен – нечего будет включать.
Вышеперечисленные системы и устройства позволяют свести к минимуму участие человека в управлении системой и улучшить качество микроклимата в доме. Современная климатическая система способна постоянно контролировать работоспособность всех узлов опционального оборудования и при необходимости предупреждать пользователя о проблемах в работе системы и об изменении микроклимата в помещении. При использовании VAV системы значительно снижаются расходы на эксплуатацию установки путем временного и/или частичного отключения отдельных помещений от вентиляционной системы.
В настоящее время существуют модели рекуператоров, которые способны подключаться к индивидуальным системам «Умный дом», используя протоколы ModBus или KNX. Подобные устройства идеально подойдут для ценителей продвинутого и современного функционала.
Выбирая рекуператор, важно обратить внимание на уровень шума, который он создает в процессе эксплуатации. Этот показатель зависит от материала, из которого изготовлен корпус устройства, от толщины корпуса, от мощности вентиляторов и от других параметров.
По типу установки рекуператоры бывают подвесными (монтируются на потолок) и напольными (устанавливаются на ровную горизонтальную поверхность или вешаются на стену). Выходы под вентканалы могут быть как с двух сторон («сквозная» компоновка) так и с одной стороны («вертикальная» компоновка). Какой рекуператор нужен именно вам – это зависит от конкретных параметров вашей вентиляционной системы и от того, где именно будет монтироваться приточно-вытяжное оборудование.
Рекомендации по установке в основном касаются помещений, в которых следует устанавливать рекуператор. В первую очередь для установки используют котельные (если речь идет о частных домовладениях). Также рекуператоры монтируют в подвалах, на чердаках и в других технических помещениях.
Если это не расходится с требованиями технической документации, то установка может быть смонтирована в любом неотапливаемом помещении, при этом разводку вентиляционных каналов, по возможности, следует монтировать в комнатах, имеющих отопление.
Учитывая шум, который оборудование может производить во время работы, лучше всего размещать его подальше от спален и от других жилых комнат.
Что касается размещения рекуператора в квартире: лучшим местом для него будет балкон или какое-либо техническое помещение.
При отсутствии такой возможности под установку рекуператора можно отвести свободное пространство гардеробной.
Как бы там ни было, расположение установки во многом зависит от особенностей планировки квартиры или дома, от компоновки и расположения вентиляционной сети и от габаритов устройства.
Особое внимание рекомендуется уделять такому элементу, как ригель. Уже существующие ригеля могут стать большой проблемой при прокладке вентиляционной сети. Обойти данный элемент можно только через техническое помещение или встроенный шкаф, что получается далеко не всегда. Поэтому о проекте вентиляции следует задуматься еще при проектировании дома, заранее предусмотрев в ригеле наличие проходных окон. Эта же рекомендация касается узлов прохода через кровлю.
Если в вентиляционную систему встроен рекуператор, то вытяжными каналами рекомендуется оснащать помещения общего пользования (коридоры, прихожие и т. д.), а также технические помещения. При этом подачу свежего воздуха следует осуществлять в жилые комнаты: спальни, кабинеты, залы и т. д.
Вентилировать требуется все помещения, относящееся к жилым. Коридоры, прихожие и технические помещения вентилируются косвенно или небольшими порциями.
Что касается кухонь и ванных комнат: эти помещения следует комплектовать отдельными вытяжками, которые утилизируют отработанный воздух в общедомовые вентиляционные каналы (в квартирах) или наружу (в частных домах).
Тем не менее, бывают ситуации, при которых подключение ванных комнат к вентиляционной системе с рекуператором допускается (обращаем внимание, что речь идет именно о комнатах, а не о вытяжках, расположенных в этих комнатах). Но из-за холодного российского климата при таком подключении требуется соблюсти достаточно много нюансов, что далеко не всегда представляется возможным. В любом случае с вопросом о возможности подобного подключения требуется обращаться к профильным специалистам. Самостоятельно подключать ванные комнаты к рекуператору настоятельно не рекомендуется.
Напоследок – практическая рекомендация, касающаяся обустройства воздуховодов.
Забор воздуха следует делать с той стороны, откуда ветра меньше дуют (так пыли меньше попадать будет).
Работы по установке и обслуживанию рекуператора следует производить в соответствии с требованиями производителя. К выполнению монтажных работ целесообразно привлекать специалистов, ознакомленных со всеми нюансами эксплуатации подобного оборудования.
Как создать энергоэффективное жилье с помощью устройства системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла
Комфортный микроклимат в частном доме или квартире невозможно обеспечить без качественно и грамотно выполненной системы вентиляции. Владельцы жилья опасаются возможного роста энергозатрат на обогрев поступающего с улицы холодного воздуха и потерь тепла вместе с оттоком отработанного воздуха. Справиться с этой проблемой поможет рекуперация тепла в системах вентиляции, использование которой позволит значительно снизить затраты на отопление и кондиционирование.
Рекуператор — теплообменный модуль с входящими воздуховодами приточной и вытяжной вентиляции. Вытяжная установка отводит тёплый отработанный воздух из помещения через модуль, при этом нагревает его стенки. Одновременно приточная вентиляция нагнетает холодный воздух, который проходя через устройство, получает тепло от его стенок. Чистый воздух с улицы, не смешиваясь отработанным, поступает в помещение уже подогретым. Таким образом, вентиляция с рекуперацией тепла значительно снижает теплопотери, и сокращает затраты на отопление жилого дома.
В современном строительстве часто используют паронепроницаемые стеновые материалы, пластиковые окна и герметичные двери, которые препятствуют естественному воздухообмену. Происходит застой отработанного воздуха, повышается влажность, что приводит к развитию плесени и грибка. Эти факторы отрицательно сказываются на здоровье. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла позволит создать комфортный воздухообмен с минимальными теплопотерями.
Преимущества использования вентиляции с рекуперацией тепла:
- Экономия тепловой и электрической энергии.
- Улучшение микроклимата.
- Экономия средств на кондиционирование в летний период.
Роторный рекуператор представляет собой вмонтированный в закрытый стальной корпус цилиндр с лопастями. Отработанный воздух поступает в устройство и нагревает вращающиеся лопасти, через которые тепло передаётся входящему холодному воздуху. Это самая эффективная система рекуперации, способная возвращать до 90% тепла. Она не образует наледи и работает при любых отрицательных температурах, что является существенным преимуществом перед другими устройствами.
- Наличие вращающихся деталей снижает надёжность устройства и требует регулярного технического обслуживания.
- Шумность.
- Сложность конструкции.
- Высокая стоимость.
Пластинчатый рекуператор — модуль, состоящий из множества тонких алюминиевых или медных пластин, через которые тепло передаётся от одного воздушного потока другому. Часто пластины изготавливают из алюминиевой фольги, как более дешёвого и обладающего лучшими показателями теплопроводности материала.
- Дешевизна.
- Компактность.
- Простота.
- Долговечность за счёт простоты конструкции и отсутствия движущихся деталей.
Основной недостаток — образование на пластинах конденсата, который при замерзании превращается в наледь. При этом производительность вентиляции падает, и рекуперация воздуха прекращается до полного оттаивания устройства.
Справиться с наледью поможет установка автоматического клапана, который открывается при обледенении, направляя холодный входящий поток мимо теплообменника. Пластины размораживаются теплом исходящего потока. Клапан закрывается, теплообмен восстанавливается. Простой системы, составляющий до 20 минут в час, сводит экономию тепла к минимуму. В некоторых моделях, для предотвращения образования наледи, входящий воздух предварительно прогревается, что снижает эффективность устройства.
Разработчики установок нашли способ избавиться от обледенения, используя кассеты из гигроскопичной целлюлозы. Благодаря этой технологии, влага, поступающая с выходящим воздухом, впитывается в стенки кассеты и поступает обратно в помещение с входящим потоком. В итоге эффективность устройства повысилась до 90%. Система вентиляции с кассетами из гигроскопичной целлюлозы отлично подходит для загородных домов и городских квартир, сохраняя и поддерживая воздухообмен при любых отрицательных температурах. 
Трубчатый рекуператор идентичен пластинчатому, но вместо пластин тепло переносит тепловая трубка, наполненная рабочей жидкостью. Жидкость, нагреваясь исходящим потоком, преобразуется в пар и конденсируясь обратно в жидкость на холодном конце трубки, отдаёт тепло входящему с улицы холодному воздуху. Конструкция герметична, компактна и проста в эксплуатации. Но КПД этой системы не превышает 50%, поэтому он не пользуется большой популярностью.
Простая схема устройства пластинчатых теплообменников позволяет собрать его самостоятельно из подручных средств. Пластины вырезают из тонких алюминиевых или медных листов, фольги или мембраны. Корпус модуля изготавливается из металла или пластика и утепляется изнутри. С противоположных сторон сверлятся отверстия, и устанавливаются фланцы для соединения устройства с воздуховодами.
Аналогично изготавливается рекуператор с трубчатыми теплообменниками. Схемы изготовления пластинчатых и трубчатых теплообменников идентичны, только вместо пластин в устройстве используются алюминиевые трубки, диаметром не более 10 миллиметров. Трубки располагают между двух алюминиевых пластин, соединённых в модуль термостойким герметиком.
Упростит и удешевит конструкцию использование гофротрубы из алюминия, которая помещается в пластиковую трубу большего диаметра. Через гофротрубу проходит тёплый поток, а холодный воздух с улицы нагревается от её стенок, проходя по наружной трубе. Эта установка не боится конденсата и не подвержена обледенению. Из-за громоздких размеров её сложно использовать в городской квартире, но она идеально подойдёт для загородного дома или гаража.
При растущих ценах на энергоресурсы становятся востребованными устройства, экономящие тепловую и электрическую энергию и помогающие создать энергоэффективное жилье.
Монтаж системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла при строительстве частного дома или квартиры создаст вам комфортные климатические условия, позволит сократить часть отопительного оборудования и уменьшит расходы на отопление в процессе эксплуатации. Вентиляция с рекуператором не только сэкономит деньги, но и сохранит ваше здоровье.
17 Мар 2019 admin 13