Рекуператор в системе вентиляции частного дома

Рекуператор – устройство, позволяющее экономить на отоплении частного дома,  где установлена система приточно-вытяжной вентиляции. Действие рекуператора позволяет оптимизировать воздухообмен в помещении, особенно в зимний период, когда вентилирующие дом массы воздуха из атмосферы могут заметно понизить температуру воздуха в помещении.

1. Назначение рекуператора

Процесс вентиляции дома состоит в воздухообмене между внутренним объемом здания и окружающим дом пространством. Свежий воздух из атмосферы поступает в помещение, а отработанный – покидает его. При дыхании мы потребляем кислород из воздуха и выдыхаем углекислый газ. Воздух загрязняется от многочисленных кухонных устройств, от попадания отработанных газов из системы отопления, и его необходимо заменять на свежий, из атмосферы.

Современные системы вентиляции прекрасно справляются с этим. Однако при этом вентиляция оказывает отрицательное влияние на эффективность системы отопления дома. Мы тратим ресурсы на нагрев воздуха в помещении, а через какое-то время он улетучивается наружу, тогда, как внутрь дома проникают холодные массы, требующие нагрева.

Чтобы в какой-то степени уменьшить эту отрицательную роль вентиляции, в частном доме устанавливают рекуператоры. Данные устройства способствуют нагреву воздуха, поступающего из атмосферы в локальных точках поступления его в помещения дома. В результате температура воздуха, попадающего в помещение, уже близка к температуре внутреннего объема воздуха, и расходы на дополнительный его обогрев внутри дом минимизирован.

Можно также сказать, что рекуператор – это дополнительный воздухообменник в доме, усиливающий его вентиляцию.

2. Рекуператор в каркасном доме

Особенно важна роль рекуператора в каркасном доме, выполненного по принципу термоса. В нем тепло держится очень долго, но требуется качественная вентиляция. Дополнительное поступление холодного воздуха требует значительных расходов на его обогрев. Но при установке рекуператоров в некоторых случаях расходов на дополнительное отопление можно вообще избежать – отлаженная система позволяет входящему воздуху нагреться практически до оптимальной комнатной температуры.

Особенно важна роль дополнительного воздухообменника в помещениях, с повышенной влажностью:

1. В жилых комнатах с эффективными пластиковыми окнами
2. В банях и саунах
3. В гаражах, где концентрация вредных отработанных газов повышена
4. В котельных, где требуется дополнительный воздухообмен

3. Принцип действия рекуператора

В простейшем случае  рекуператоре встроен в стену дома. В нем холодный воздух, поступающий в дом вследствие естественной или дополнительно созданной тяги, вступает в контакт с воздухом, выходящим из помещения. Входящий поток воздуха нагревается за счет исходящего. Даже при естественной вентиляции это позволяет несколько сэкономить на отоплении воздуха внутри помещения.

Простейшие рекуператоры, таким образом,  вносят свой вклад в систему отопления. Главное, чего необходимо избежать – перемешивания входящего и исходящего воздуха, ведь в противном случае в дом попадет часть уже отработанного воздуха. Отсюда возникает необходимость как-то разделить входной и выходной потоки, а тепловой обмен между ними будет происходить через некоторую теплопроводную мембрану.

Эту задачу выполняет пластинчатое строение рекуператора. Пластины рекуператора не дают смешивать наружным и внутренним объемам воздуха, их поверхность получает тепло от выходящих потоков и передает его входящим.

Эффект нагрева входящего воздуха увеличивают путем установки дополнительных систем подогрева внутри рекуператора. При этом, конечно, расход на дополнительный нагрев должен быть существенно ниже, чем нагрев входящих потоков в системе отопления, иначе экономического смысла система рекуперации иметь не будет.

4. Устройство рекуператора

Конструктивно рекуператор представляет собой короб, в который встроен теплообменник. Рассмотрим подробно такую конструкцию, оснащенную вентиляторами для создания дополнительной тяги. Холодный воздух с улицы и теплый из помещения всасываются в устройство и попадают в теплообменник, где происходит нагрев входящих потоков. Конструкция теплообменника препятствует смешиванию входящего и выходящего потоков.

В системе присутствуют фильтры для очистки входного воздуха, и различные контролирующие устройства.

5. Виды рекуператоров

Существуют три основных вида рекуператорв:

• Пластинчатые
• Роторные
• Водяные

Пластинчатые устройства более дешевы и просты в эксплуатации. В них, как было отмечено, перемешиванию входного и выходного потока воздуха препятствуют пластины внутри теплообменника. Простейшие виды пластинчатого рекуператоры можно изготовить своими руками. Они не потребляют электроэнергии, следовательно, КПД их использования максимален.

Однако использование их не всегда эффективно. Так в зимний период влажный выходящий воздух подвержен замерзанию и образованию наледи. Она препятствует нормальному воздухообмену. Для того, чтобы избежать обледенения, в рекуператоре установлен так называемый байпас – клапан, перекрывающий доступ воздуха извне в случае образования наледи.

Холодный воздух перестает поступать в камеру рекуператора, и она быстро оттаивает.

Пластинчатые рекуператоры различаются по материалу, из которого изготовлены пластины:

• Металл
• Пластик
• Целлюлоза

Металлические пластины более надежны, но пластины из целлюлозы выполняют важную функцию влагообмена.

Холодный и нагретый воздух имеют разную влажность и участвуют в общем процессе влагоотведения из помещений дома. Рекуператоры с металлическим пластинами в некотором роде ухудшают этот процесс, так как водяные пары осаждаются на металлических пластинах. Целлюлозные пластины прекрасно впитывают воду, и не препятствуют выходу излишков влаги из помещения. И наоборот – не дают излишкам влаги попасть в помещение извне. И зимой и летом в помещении сохраняется оптимальный уровень влажности.

Пластиковые пластины меньше подвержены обмерзанию, но также не участвуют в процесс влагообмена из-за повышенной влагонепроницаемости материала.

Роторные устройства основаны на другом принципе работы. В теплообменной камере установлен вращающийся ротор, состоящий из нескольких лопастей. При вращении они втягивают теплый воздух из помещения и холодный – из атмосферы. Лопасти тесно примыкают к стенкам камеры, и препятствуют проникновению холодного воздуха вне лопастного пространства. Сами лопасти играют роль перегородок между холодными и теплыми потоками воздуха, и в тоже время через них осуществляется теплообмен между ними, как и через пластины.

Потребление электроэнергии для вращения такого ротора невелико. Впрочем, «продвинутые» системы имеют высокую стоимость и сложны в монтаже. Однако они окупаются достаточно быстро за счет экономии тепловой энергии на обогрев дома.

Применение рекуператоров роторного типа требует более частого обслуживания, чем пластинчатых рекуператоров, их применение ограничено во влажных помещениях – саунах, бассейнах и т.д., из соображений электробезопасности.

Водяные рекуператоры в рабочей камере имеют теплообменник, заключенный в трубчатый змеевик. Работают они только на выход воздуха и на вход, а нагретая жидкость перемещается от выходного рекуператора во входной. Таким образом, прямого контакта между входящим и выходящим воздухом нет. Тепло передается опосредованно через водяной теплообменник.

Такие рекуператоры однако недостаточно эффективны и требуют дополнительных затрат на перемещение воды, наличия гидронасосов. Но тем не менее используются – особенно в промышленном строительстве.

В общем случае выбор рекуператора определяется его ценой и надежностью. Целесообразно применение рекуперации в сложных системах двухконтурного отопления, требующих наличия очень хорошей вентиляции. Принцип выбора прост – чем больше вы потратите на установку дополнительного оборудования, тем больше сэкономите в процессе эксплуатации системы отопления.

Скорость воздухообмена целиком зависит от скорости вращения ротора.

6. Рекуператор в системе отопления и вентиляции

В общей системе вентиляции рекуператор выполняет функцию отдельного блока. К нему подходят два воздуховода – изнутри дома и снаружи. Рекуператор может устанавливаться на крыше дома или, наоборот, в грунте, теплоизолированном от атмосферы.

7. Рекуператор своими руками

Рекуператор – несложное устройство и его можно изготовить самостоятельно. Материал может быть любой из перечисленных:

• Алюминиевый лист
• Оцинкованное железо
• Текстолит

Металлопластик и тому подобное

Пластины вырезаются по размеру блока и вставляются в кассету. Чем больше кассет – тем выше эффективность теплообменника, зависящая от общей площади поверхности пластин.

На пластинах в процессе работы осаждается влага. Для ее удаления требуется устройство слива.

Корпус кассеты изготавливают из листового металла, уголка или толстой фанеры. Между пластинами, вмонтированными в корпус, прокладывают цельноштампованный элемент в виде гофры. Гофрированные элементы укладываются крест накрест относительно соседствующих слоев. Скрепление кассеты проводится с помощью винтовых соединений с прокладкой теплоизоляции (обычно минваты) и  гидроизоляцией герметиком. На входе ставится воздушный фильтр.

Такой самодельный рекуператор можно установить, например, на чердаке.

8. Заключение

Установка рекуператора оптимизирует работу системы отопления. В современных системах использование рекуператоров позволяет сэкономить до 30% ресурсов, уходящих на отопление.

Специалисты фирмы «К-Дом» готовы оказать застройщику услуги в оптимизации и монтаже систем отопления и вентиляции – как отдельно, так и в рамках строительства дома под ключ.