Рекуператор воздуха: что это, принцип работы

Жилые и рабочие помещения (кабинеты, офисы и др.), в которых владельцы или работники проводят много времени, нуждаются в обязательном проветривании. Необходим приток свежего воздуха, чтобы удалить скопившийся углекислый газ и водяные пары, а также обеспечить поступление кислорода. Однако этого не всегда оказывается достаточно, чтобы поддерживать требуемые условия.

В зимнее время открывать окна неудобно из-за холода, ведь впоследствии для восстановления нормальной температуры в помещении потребуется время, дополнительные затраты электричества либо газа. А в жару, если включен кондиционер, с улицы запускается теплый воздух, что также нарушает поддержание комфортного микроклимата. Решить эту проблему поможет специальный аппарат, способный обеспечить воздухообмен с сохранением необходимой температуры в помещении.

Что такое рекуператор

Конструкция представляет собой агрегат, который перераспределяет тепловую энергию воздуха в помещении. Из внутреннего пространства отработанный воздух выводится наружу, но при этом из него «забирается» холод или тепло (по необходимости). Поступающие воздушные массы охлаждаются или нагреваются, в результате чего в помещении поддерживается комфортный микроклимат.

В холодный период приточный воздух нагревается за счет тепла отработанного воздуха, выводимого из помещения. В летнее время, когда кондиционер работает в режиме охлаждения, свежие теплые воздушные массы, напротив, охлаждаются. Однако вытяжной и приточный воздух при этом не смешиваются. Все загрязнения, водяные пары и углекислый газ полностью удаляются. Пространство заполняется свежим воздухом, содержание кислорода в котором соответствует требованиям.

Благодаря такой системе можно снизить мощность работы нагревательных приборов. Часть тепла (или холода) обеспечивается энергией отработанного воздуха.

Устройство и принцип работы оборудования

Рекуператор — конструкция, сходная с вентиляционным комплексом. Своим названием она обязана латинскому термину reсuреrаtiо, что в переводе означает возврат и отправку обратно. Это связано с назначением системы — возвращением тепла или холода во внутреннее пространство.

Интересно! Современные модели рекуператоров оборудованы автоматическими элементами. Основа аппарата — корпус, т. е. коробка. В ней расположены вентиляторы, кассеты-теплообменники, а также фильтры. К корпусу присоединяются каналы — патрубки.

Воздух из помещения выводится наружу через воздуховодные трубы. Вентилятор обеспечивает движение в направлении конструкции. Там из него «забирается» температура, после чего он выводится наружу. А из атмосферы втягиваются свежие воздушные массы, которые пропускаются через теплообменный аппарат, где нагреваются или, наоборот, охлаждаются и поступают в помещение.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Как отключить кондиционер

Виды рекуператоров

Существует несколько разновидностей рекуперационных комплексов. Они различаются по особенностям конструкции и действия. Каждая их них имеет свои преимущества и недостатки.

Роторный

Роторный рекуператор — крупное массивное устройство с высоким уровнем производительности. Оно используется для оснащения больших помещений: торговых залов, ресторанов, больниц и др. Аппарат работает на электроэнергии. Форма преимущественно цилиндрическая. В центре располагается барабан и прочно укрепленные пластинки. Воздушные массы, втягиваемые в пространство и выводимые из него, создают движение. Оно запускает лопасти, заставляя их вращаться.

Роторный рекуператор – громоздкий аппарат с высокой производительностью. Он потребляет много энергии. В частных домах не применяется из-за больших размеров, высокой стоимости и сложности в обслуживании. Кроме того, для работы конструкции требуется вентиляционная камера.

ВАМ МОЖЕТ БЫТЬ ИНТЕРЕСНО: Что такое градирня

Пластинчатый

Этот агрегат является самым популярным из всех видов теплообменников для воздухообменных конструкций. В центре устройства закреплено несколько пластин из пластика или целлюлозы либо металлические (алюминиевые, медные) элементы, которые находятся в статическом состоянии. Продвигаясь по кассетам, воздушные массы, вытягиваемые из помещения и втягиваемые в него, не соединяются между собой. Свежий воздух не загрязняется. Зато он получает тепло, забираемое из потока, который выходит из пространства.

Пластинчатый рекуператор отличается такими плюсами:

• низкая цена;
• компактность;
• высокая эффективность при нормальных погодных условиях;
• надежность.

Кроме того, агрегат не требует подключения к электросети и дополнительных расходов на оплату электроэнергии. Он работает без остановок и сбоев.

Минусом пластинчатого рекуператора является то, что во время сильных холодов он перестает функционировать. Причина — отсутствие влагообмена из-за обледенения в вытяжных каналах конденсата.

Рециркуляционный водяной

По принципу действия эта разновидность рекуператора напоминает работу котла. Передача тепла осуществляется при помощи жидкости — антифриза или воды. Это сложная конструкция, имеющая два радиатора-теплообменника: вытяжной и приточный.

Первый необходим для вытяжки, второй — для канала всасывания. В первом из них происходит нагрев воды, а во втором — отдача тепла. Размещаться они могут отдельно, для соединения используются трубопроводы с теплоизоляцией. Благодаря этому возможно создание единой конструкции из приточных и вытяжных элементов. Однако при этом необходимо устанавливать насос для воды.

Потоки вытяжного и приточного воздуха в процессе работы агрегата не смешиваются между собой. В приток свежего воздуха не попадают загрязнения, агрегат не нуждается в оборудовании фильтрами.

Рециркуляционный водяной рекуператор обеспечивает лишь теплообмен в помещении. На показатель влажности воздуха устройство не влияет.

Работает конструкция от электроэнергии. При этом показатель КПД соответствует пластинчатому рекуператору. Учитывая затраты на электричество, применение устройства неэкономично. Используется оно чаще как дополнение к вентиляционным системам для усовершенствования их деятельности, а также в тех случаях, когда приточные и вытяжные воздуховодные трубы расположены на значительном отдалении.

Камерный

Основной элемент камерного рекуператора — камера для теплообмена. В ней имеются отдельные пространства (коридоры). Воздушные потоки из помещения и снаружи проходят через них, по отдельности. У

правление осуществляется специальной деталью — заслонкой. Воздух из помещения, проходя по одной из половин камеры, нагревает ее. Затем заслонка сдвигается, воздушные массы меняют свое направление. Через нагретые стенки проходит поток свежего воздуха, нагреваясь от них. Тепло остается в помещении.

Рекуператоры камерного типа отличаются высокой эффективностью. Они популярны в регионах с холодным климатом, где требуются большие расходы на отопление помещений.

Преимуществами таких агрегатов являются:

1. Простота монтажа конструкции. Если все параметры подобраны точно, владелец жилого помещения самостоятельно справится с установкой и запуском системы.
2. Продолжительность срока использования. Агрегат содержит немного движущихся деталей, поэтому поломки отмечаются нечасто.
3. Сохранение требуемого показателя влажности воздуха (помимо сохранения тепла).
4. Высокий уровень эффективности рекуперации (около 80%). Благодаря этому можно значительно снизить расходы на отопление.

Минусом камерного рекуператора является отсутствие возможности полностью устранить смешивание вытяжных и приточных воздушных масс. В результате этого в помещение могут попадать посторонние запахи, а также частично загрязнения из отработанного воздуха, который выводится из комнаты.

Фреоновый

Он также называется тепловой трубкой или трубочным. Хладагентом чаще всего выступает фреон, которым заполнены металлические трубки (алюминиевые или медные), находящиеся внутри устройства. Соединение меняет свое агрегатное состояние в зависимости от температуры с газового (при повышении) на жидкое (при понижении). В результате выделяется энергия, которая и производит обмен температуры.

Фреоновая трубка верхним концом выходит в приточный канал, а нижним – в выходной. Отработанная воздушная масса нагревает конец трубки. Хладагент нагревается и закипает, превращаясь в пар, который поднимается в верхний конец трубки. Втягиваемый воздух нагревается, сам же фреон охлаждается, принимает жидкую форму и опускается по трубке вниз. И весь цикл происходит вновь.

Говоря о технических характеристиках фреона, следует отметить, что КПД агрегата достаточно высокий – более 65%. Конструкция несложная, монтаж и сборка не вызывают затруднений. Работает с минимальным шумом, т. к. движущихся деталей не имеется. Расход электроэнергии невысокий, прибор надежный, срок использования длительный. Аппарат компактный.

Особенности конструкции фреонового рекуператора обеспечивают надежное отделение отработанного воздуха от притока свежих масс. Поэтому загрязнение полностью удаляется из помещения.

Несмотря на все достоинства, фреоновый рекуператор не лишен недостатков. Основной из них – это отсутствие устойчивости к резким перепадам температуры. Если нагревание происходит медленно, то процесс перехода хладагента в газообразное состояние снижается. При внезапном резком нагревании, напротив, он быстро испаряется полностью. Оба эти фактора становятся причиной отсутствия теплообмена, т. е. агрегат не выполняет свое назначение.

Еще одним минусом фреонового рекуператора является ненадежность трубок, в которых циркулирует действующая жидкость (хладагент). Обращаться с ними следует осторожно, чтобы не нарушить целостность, герметичность, не повредить швы и не деформировать.

Фреоновый рекуператор – универсальное устройство. Устанавливается агрегат в жилых и производственных помещениях, общественных постройках и др. Он обеспечивает надежный теплообмен в небольших по площади пространствах. Размеры и вес аппарата умеренные. Владельцы жилых помещений часто отдают предпочтение именно этой разновидности из всех типов рекуперационных конструкций.

ИНТЕРЕСНО: Как включить кондиционер без пульта

Эффективность рекуператора

Каждый тип рекуператоров имеет свои показатели КПД. Производители обычно указывают в характеристиках устройства рекуперационные коэффициенты по энтальпии и по показателю температуры воздуха. Энтальпией называется содержание тепла в 1 кг сухого воздуха. По ним и выполняются расчеты эффективности действия прибора.

При вычислении по показателю температуры в расчет берется очевидное тепло, которое содержит воздух. А для вычислений по энтальпии также учитывается содержание водяных паров – относительная влажность воздуха. Расчет по энтальпии дает более точные результаты.

Он производится на основе данных замеров в 3 местах: в области распределительной решетки агрегата, через которую производится втягивание в помещение свежих воздушных масс, в помещении, где действует система вентиляции, и снаружи.

Эффективность процесса по энтальпии вычисляется по формуле:

Кh = (Н4 — Н1) / (Н2 — Н1)

где Кh — это показатель коэффициента эффективности действия устройства по энтальпии;

Н1 — это показатель энтальпии атмосферного воздуха (кДж/кг);

Н2 — это показатель энтальпии воздуха, выводимого из внутреннего пространства помещения (кДж/кг);

Н4 — это показатель энтальпии воздуха, втягиваемого в помещение (кДж/кг).

По температурному коэффициенту эффективность вычисляется по другой формуле:

Кt = (Т4 — Т1) / (Т2 -Т1)

где Кt — это значение коэффициента эффективности действия устройства по температуре;

Т1 — это показатель температуры атмосферного воздуха, °С;

Т2 — это показатель температуры воздуха, выводимого из внутреннего пространства помещения, °С;

Т4 — это показатель температуры воздуха, втягиваемого в помещение, °С.

Плюсы и минусы

Вентиляционные конструкции с рекуператорами имеют ряд преимуществ: 

• дают возможность снизить финансовые расходы на отопление помещений в зимний период;
• устраняют посторонние запахи и механические частицы, загрязняющие воздух;
• не требуют крупных затрат на установку;
• автоматизированы;
• просты в монтаже;
• высоко эффективны.

Рекуперационные конструкции возможно использовать постоянно либо по необходимости. Помещение всегда наполняется свежим воздухом, при этом не теряя требуемую температуру.

К основным отрицательным моментам действия рекуператоров относятся:

• возможное появление сквозняков;
• отсутствие возможности создать непосредственную интеграцию при использовании системы «Умный дом», поскольку потребуются дополнительные устройства;
• высокая стоимость оборудования.

Несмотря на указанные недостатки, рекуперационные агрегаты позволяют поддерживать комфортный микроклимат в жилых и производственных помещениях. Обычные вентиляционные установки не всегда способны эффективно справиться с такой задачей. Важно также то, что появляется возможность уменьшить расходы на отопление.

Где можно установить рекуператор

В больших производственных помещениях и торговых залах рекуператоры монтируются непосредственно внутри. При этом размеры и габариты установки не имеют значения.

А в жилых домах и квартирах рекуператор монтируется преимущественно на чердаке. Там он не мешает работе отопительной конструкции и не нарушает общий дизайн. Рекуператор может оснащаться требуемым количеством труб и прочими элементами.

Как выбрать рекуператор

Для правильного выбора подходящего устройства, вычисления производительности и показателей КПД необходимо определить показатели температуры (от минимума до максимума) в том месте, где планируется установить агрегат. Лишь так возможно обеспечить эффективность работы конструкции.

Важно! Электропроводка помещения должна соответствовать пропускной способности аппарата. Рекомендуется отдать предпочтение модели, которая обеспечит удаление конденсата, возникающего в процессе охлаждения воздуха в летнее время, без всяких проблем и сбоев. Кроме того, имеют значение размер и габариты конструкции.

Лучшие производители рекуператоров

Компания VАKIО 

VАKIО предлагает пользователям недорогие и эффективные теплообменные устройства для жилых комнат и офисных помещений. Линейка агрегатов данной фирмы представлена несколькими моделями: VАKIО Ваsе и VАKIО Lumi, действующими в системе рекуперации и очищения воздуха. Использовать такие агрегаты можно в широком температурном диапазоне: от -40 и до +50 °С.

1. VАKIО Lumi используется преимущественно для промышленных помещений (складов, офисов и др). Показатель производительности составляет 120 м3/ч. Имеется пульт ДУ.
2. VАKIО Ваsе имеет такой же показатель производительности. Устройство отличается низким уровнем шума, поэтому используется для жилых помещений. Показатель обогрева — от 80%. Эта модель является наиболее популярной из рекуперационных устройств фирмы VАKIО. Ее стоимость — 5–7 тыс. р.

Немецкая компания Маrlеу

Компания Маrlеу занимается производством рекуперационных установок. В России представлены модели Маrlеу МЕnV 180, Маrlеу МЕnV Рlus, Маrlеу МЕnV Рrо. Агрегаты 180 и 180 Рlus имеют показатели производительности 16/ 25 /37 м3/ч. Это достаточный уровень, если в помещении постоянно находится один человек. Аппарат 180 Рlus имеет производительность 16/ 25 /60 м3/ч, который подходит для двух человек, присутствующих в здании в течение длительного времени.

Устройства Маrlеу отличаются высоким качеством, тихой работой и низким потреблением энергии. Их эффективность – 85%. Агрегаты оснащены фильтрами. Имеются пульты ДУ. Размеры компактные – 24 × 24 см.

Mitsubishi Electric

Рекуператоры Mitsubishi Electric — устройства, обладающие уровнем эффективности от 70%. Они осуществляют процессы обмена тепла и влаги в помещениях и используются в жилых комнатах. Устройства просты в использовании: на панели, кроме выключателя, располагается лишь регулятор скорости.

В процессе эксплуатации потребуется только очистка фильтра. Имеется система разморозки, поэтому устройство работает в обычном режиме во время сильных морозов.

Выводы

Климатическая техника предназначена для поддержания комфортных условий в помещениях. Применение рекуператоров позволяет уменьшить денежные расходы на оплату работы отопительной системы, а также поддерживать процессы воздухообмена и влагообмена на требуемом уровне с сохранением подходящей температуры.

В настоящее время пользователям предлагается широкий ассортимент рекуператоров. Выбор зависит от особенностей конструкции здания и назначения помещений.