Принцип работы приточно-вытяжной системы для квартиры: расчет мощности и выбор лучшего варианта оборудования, особенности его монтажа

Технические характеристики

Рекуператор тепла состоит из корпуса, который покрыт тепло- и шумоизоляционными материалами и выполнен из листовой стали. Корпус прибора является достаточно прочным и способен выдерживать весовые и вибрационные нагрузки. На корпусе имеются отверстия притока и оттока, а продвижение воздуха по прибору обеспечивается двумя вентиляторами, как правило, осевого или центробежного типа. Необходимость их установки обусловлена значительным замедлением естественной циркуляции воздуха, что вызвано высоким аэродинамическим сопротивлением рекуператора. Во избежание всасывания опавших листьев, мелких птиц или механического мусора на приточное отверстие, расположенное со стороны улицы, устанавливается воздухозаборная решётка. Такое же отверстие, но со стороны помещения, также оснащается решёткой или диффузором, равномерно распределяющим воздушные потоки. При монтаже разветвлённых систем к отверстиям монтируются воздуховоды.

Кроме того, входные отверстия обоих потоков оборудуются фильтрами мелкой очистки, предохраняющими систему от попадания пыли и жировых капель. Это предохраняет каналы теплообменника от засорения и значительно продлевает срок службы оборудования. Однако установка фильтров осложняется необходимостью постоянного контроля за их состоянием, чисткой, а при необходимости их заменой. В противном случае забившийся фильтр будет выступать в качестве естественной преграды воздушным потокам, ввиду чего сопротивление им возрастёт и вентилятор сломается.

Помимо вентиляторов и фильтров, в состав рекуператоров входят нагревательные элементы, которые могут быть водяными и электрическими. Каждый нагреватель оснащён температурным реле и способен автоматически включаться, если тепло, выходящее из дома, не справляется с подогревом входящего воздуха. Мощность нагревателей выбирается в строгом соответствии с объёмом помещения и рабочей производительностью вентиляционной системы. Однако в некоторых приборах нагревательные элементы лишь защищают теплообменник от промерзания и на температуру входящего воздуха влияния не оказывают.

Водяные элементы нагревателя более экономичны. Это объясняется тем, что теплоноситель, который двигается по медному змеевику, поступает в него из системы отопления дома. От змеевика происходит нагрев пластин, которые, в свою очередь, отдают тепло воздушному потоку. Система регуляции водяного нагревателя представлена трёхходовым клапаном, открывающим и закрывающим подачу воды, дроссельным клапаном, уменьшающим или увеличивающим её скорость, и смесительным узлом, регулирующим температуру. Водные нагреватели устанавливаются в систему воздуховодов с прямоугольным или квадратным сечением.

Электрические нагреватели чаще устанавливают на воздуховоды с круглым сечением, а в качестве тэна у них выступает спираль. Для корректной и эффективной работы спирального нагревателя скорость воздушного потока должна быть больше либо равна 2 м/с, температура воздуха составлять 0-30 градусов, а влажность проходящих масс не превышать 80%. Все электронагреватели оснащены таймером работы и термореле, отключающим прибор в случае его перегрева.

Помимо стандартного набора элементов, по желанию потребителя в рекуператоры устанавливают ионизаторы воздуха и увлажнители, а наиболее современные образцы оборудованы электронным блоком управления и функцией программирования режима работы, в зависимости от внешних и внутренних условий. Панели приборов имеют эстетичный внешний вид, позволяя рекуператорам органично вписываться в систему вентиляции и не нарушать гармонию помещения.

Вентиляторы

Движение воздуха обеспечивают вентиляторы — приточный и вытяжной, хотя можно встретить системы с интегрированным приточно-вытяжным вентилятором, который работает от одного двигателя. В простых моделях вентиляторы имеют три уровня оборотов: нормальный, пониженный (используется для работы ночью или в отсутствие жильцов, если это дом или квартира) и максимальный (используется, когда нужен самый высокий уровень воздухообмена). Некоторые современные модели вентиляторов имеют гораздо больше степеней скорости, что позволяет лучше удовлетворить потребности пользователей системы в разных степенях интенсивности вентиляции.

Работой вентиляторов можно управлять автоматически. Панели управления, как правило, устанавливаются внутри помещений в местах, удобных для пользования ими. Временные программаторы обеспечивают установление режима скорости вращения вентиляторов в течение дня или недели. Кроме того, некоторые продвинутые модели могут быть интегрированы в систему «умного дома» и управляться центральным компьютером. Работа рекуператора также может зависеть от уровня влажности в помещениях (для этого необходим монтаж соответствующих датчиков) и даже уровня углекислого газа.

Поскольку система вентиляции должна работать круглые сутки, высокое качество вентиляторов является чрезвычайно важной особенностью приточно-вытяжной установки

Принцип работы

Рекуперация тепла в системах вентиляции осуществляется за счет теплообменника с двумя стенками, который нагревает воздух. Через такой теплообменник проходит два потока воздуха – входящий и исходящий, которые в процессе прохождения через систему обмениваются тепловой энергией. Горячий воздух отдает тепло холодному и наоборот, в результате такого теплообмена в частных домах и квартирах в любое время года поддерживается комфортная атмосфера.

Проект любой вентиляционной системы, где подразумевается использование рекуператоров, подразумевает установку специального оборудования на внешней стене дома, имеет в своей конструкции два вентилятора и работает следующим образом:

• при помощи вытяжного вентилятора из помещения выводится отработанный теплый воздух;
• при проходе через теплообменник воздух нагревает его стенку;
• при помощи приточного вентилятора в помещение нагнетается холодный воздух, который нагревается при проходе через рекуператор.

Таким образом не только обеспечивается тепловой обмен, но и поддерживается постоянное давление в помещении. Благодаря этому работа рекуперативной системы никак не отражается на самочувствии людей в помещении. Для большей эффективности работы установки в частном доме или в квартире рекомендуется установка рекуперационных вентиляционных систем в каждой комнате.

В некоторых установках может быть только один вентилятор, который одновременно является и вытяжным, и приточным. В таком случае система работает так:

• теплый воздух вытягивается из помещения, теплообменник нагревается;
• система переключает направление работы вентилятора, холодный воздух забирается с улицы и нагревается в тепле нагревательного элемента;
• направление снова переключается.

Принцип работы рекуператора

Виды теплообменных аппаратов

Эффективность рекуператоров находится в пределах 65%

Выделяются самые распространенные четыре категории агрегатов:

• Роторный тип. Работает от электросети. Экономичный, но сложный в техническом исполнении. Рабочий элемент – вращающийся ротор с нанесенной по всей поверхности металлической фольгой. Теплообменник с проходящим внутри уличным воздухом реагирует на разность температур снаружи и внутри комнат. Это корректирует скорость его вращения. Меняется интенсивность подачи тепла, предотвращается обледенение рекуператора в зимний период, что позволяет не пересушивать воздух. Эффективность устройств довольно высокая и может составить 87%. При этом возможно смешивание встречных потоков (до 3 %от общего количества) и перетекание запахов, загрязнений.
• Пластинчатые модели. Считаются самыми «ходовыми» из-за демократичной цены и эффективности. Она достигает 40-65% благодаря алюминиевому теплообменнику. Из-за отсутствия вращающих и подвергающихся трению узлов и деталей считаются простыми в исполнении и надежными в эксплуатации. Воздушные потоки, разделенные алюминиевой фольгой, не диффундируют, проходят по обе стороны теплопроводящих элементов. Разновидность: пластинчатая модель с пластиковым теплообменником. Эффективность ее выше, а в остальном имеет те же характеристики.

• Рециркуляционный вид. «Фишка» его в сложной конструкции и использовании жидкого носителя (воды, водно-гликолиевого раствора или антифриза) как промежуточного звена в передаче тепла. На вытяжном рукаве устанавливается теплообменник, забирающий тепло отходящего воздушного потока и нагревающего им жидкость. Другой теплообменник, но уже на заборе воздуха с улицы, отдает тепло входящему воздуху, не смешиваясь с ним при этом. КПД таких установок доходит до 65%, они не участвуют во влагообмене. Для работы необходимо электричество.
• Крышный вид устройств эффективен (58-68%), но для домашнего использования не пригоден. Применяется, как составное звено в вентиляции магазинов, цехов и других подобных помещений.

Роторные рекуператоры

Тепло передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Это открытая система, а потому здесь велик риск того, что грязь и запахи могут перемещаться из удаляемого воздуха в приточный, чего в некоторой степени можно избежать, если правильно разместить вентиляторы. Уровень рекуперации тепла может регулироваться скоростью вращения ротора. В роторном рекуператоре риск обмерзания невысок. Роторные рекуператоры имеют подвижные части. Они также характеризуются высокой эффективностью (75-85%).

Роторный рекуператор

Данное решение удачно реализовано у производителя т.м. Naveka в установках серии Node3. Установки имеют систему защиты от обмерзания, встроенную автоматику и пульт ДУ. В исполнении Vertical — установки имеют теплошумоизоляцию из минеральной не горючей ваты толщиной 50 мм, и возможность наружного (уличного) монтажа и эксплуатации.

Роторный рекуператор Naveka Node3

Типы техники

Виды и принцип работы вентиляции с рекуперацией могут отличаться друг от друга. Различают пять типов рекуператоров.

1. Пластинчатые – самый простой вариант, отличающийся легкой установкой, демократичной ценой и простотой в эксплуатации. Такие вентиляционные системы в своей конструкции имеют металлические или пластиковые пластины, которые разделяют входящий и исходящий потоки воздуха и занимаются их охлаждением и нагревом. У этой разновидности рекуперативных установок в конструкции нет подвижных частей, поэтому они могут похвастаться надежностью и солидным сроком службы.
2. Роторные – в корпусе таких вытяжных систем находится ротор цилиндрической формы, который и отвечает за передачу тепла. Таким системам характерна возможность регулировки скорости вращения. Единственным существенным недостатком является то, что при прохождении через такую вентиляционную систему входящий и исходящий потоки частично смешиваются, поэтому не рекомендуется устанавливать ее в больницах и других помещениях, где нужна полная фильтрация воздушного потока. Также эта разновидность не может похвастаться компактными габаритами, ее сложнее обслуживать, чем предыдущий вариант, она не удаляет неприятные запахи из помещения.
3. С промежуточным теплоносителем – такую вентиляцию характеризует наличие в теплообменнике жидкости, через которую происходит теплообмен между теплым и холодным воздухом. Такая вентиляция довольно компактная и износоустойчивая, но внутри ее часто образовывается конденсат, а КПД не превышает 60%.
4. Камерные – потоки воздуха разделяются между собой заслонкой, которая открывается, смешивая воздушные потоки. Такую вытяжную вентиляцию нельзя назвать герметичной, эффективность такого проекта невысока, поэтому в последнее время он не пользуется особой популярностью.
5. Тепловые трубки – компактные и эффективные трубы, в которых находится фреон или другое легкоиспаряющееся вещество. Благодаря теплому вытяжному воздуху оно нагревается, переходит в газообразное состояние, поднимается по трубам, отдавая тепло приточному воздуху, остывает и снова опускается. Принципиальная разница между этой моделью и предыдущими состоит в том, что два воздушных потока никак не могут смешаться. Кроме того, трубки очень надежны, а КПД при их использовании составляет до 70%.

Вентиляция с промежуточным теплоносителем

Особенности выбора рекуператора

После того, как вы узнали, что такое рекуперация тепла, можно приступать к выбору модели в свой частный дом или квартиру

При выборе домовой вентиляции с рекуператорами необходимо обращать внимание на некоторые моменты

1. Толщина корпуса приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла, а также материал, из которого он изготовлен. В корпусе не должно быть так называемых мостиков холода. А сам он должен хорошо переносить понижение температуры на улице до -30 градусов по Цельсию. Например, в случае с алюминиевой системой, ее придется дополнительно утеплять, так как данный материал очень плохо переносит минусовую температуру.
2. Показатель свободного напора вентиляторов – он должен быть как можно выше для обеспечения максимальной эффективности работы системы.
3. Наличие в проекте системы возможности подключения дополнительных автоматических компонентов, которые позволят сэкономить электроэнергию, включая и выключая оборудование, когда это необходимо.
4. Тип управления вентиляцией – дистанционное или при помощи элементов управления, расположенных непосредственно на устройстве.
5. Мощность и производительность – определяется еще на этапе проектирования помещения и должна обеспечивать 60 кубических метров воздуха на одного человека.

Для того чтобы обеспечить максимально эффективную рекуперацию воздуха, нужно учитывать все эти параметры, а также обращать внимание на производителя. Рекуперативные устройства от проверенных компаний служат дольше и работают эффективнее.


Особенности вентиляционного оборудования

Итак, рассмотрим, чем отличаются различные модели приточных систем.

Производительность

В случае с квартирой можно воспользоваться усредненными данными:

• для квартир площадью от 30 до 60 кв. м (1 – 2 комнаты) потребуется производительность 200 – 350 куб. м/ч;
• при площади от 70 до 130 кв. м (3 – 4 комнаты) – от 350 до 500 куб. м/ч.

В офисных помещениях или коттеджах устанавливают системы производительностью в 2 – 3 тыс. куб. м/ч, здесь уже без расчета не обойтись.

Учтите, что при значительных масштабах сети воздуховодов производительность установки будет меньше паспортной. Чтобы определить ее реальное значение, необходимо найти в техдокументации так называемую вентиляционную характеристику – график, отображающий зависимость производительности от сопротивления воздуховодов.

Статическое давление

Говоря иными словами, это напор, создаваемый вентилятором. Величина потребного статического давления зависит от длины воздуховодов и числа поворотов, от количества фильтров и их типа. Для небольших систем, устанавливаемых в двух-трехкомнатных квартирах, при наличии качественного фильтра тонкой очистки понадобится давление в 400 – 500 Па.

Если расчет производительности и статического давления вызывает затруднения, следует приобретать модель с широким диапазоном настроек, например, Breezart 550 :LUX.

Ее производительность может меняться от 350 до 500 кубометров в час.

Уровень шума

Поскольку вентиляционная установка работает в постоянном режиме, уровень производимого ею шума имеет очень большое значение. Чтобы выбрать самый тихий агрегат, надо знать некоторые тонкости. Один и тот же уровень шума может быть выражен в разных единицах:

• LwA: акустическая мощность или уровень шума;
• LpA: уровень звукового давления.

При том же уровне второе значение будет ниже, так что при сравнении двух моделей обращайте внимание на единицы измерения

Воздуховоды вентиляции

Также важно не перепутать уровни шума, измеренного в разных точках. Вообще их три: шум замеряют на воздухозаборнике, у самого агрегата и у вентиляционной решетки (на выпуске воздуховода)

Если на выпуске предполагается установить глушитель, его длина должна быть не менее 900 мм. Устройства с меньшей длиной неэффективны.

Вообще говоря, данные о шумности установки весьма относительны, так как они зависят от расстояния между оборудованием и микрофоном – единых стандартов на этот счет нет. Так что, по возможности постарайтесь устроить «прослушивание».

Контроль состояния фильтров

Самые простые установки сигнализируют о необходимости замены фильтров с определенной периодичностью, «забитой» в памяти. Понятно, что такой способ контроля является чисто условным, так как реального состояния фильтра он не отслеживает. Более практичными являются установки, в которых специальные датчики оценивают перепад давления на участках до фильтра и после. По результатам можно точно определить степень засоренности воздухоочистителя.

Основные элементы приточно-вытяжных установок

Приточно-вытяжная установка с рекуперацией или с рециркуляцией, имеющая в своем арсенале и первый, и второй процесс, всегда сложный организм, требующий высокоорганизованного управления. Приточно-вытяжная установка скрывает за своим защитным коробом такие основные компоненты как:

• Два вентилятора различного типа, которые определяют производительность установки по расходу.
• Теплообменник рекуператор  – нагревает приточный воздух путем передачи тепла от удаляемого воздуха.
• Электрический нагреватель – нагревает приточный воздух до нужных параметров, в случае нехватки теплового потока от вытяжного воздуха.
• Воздушный фильтр — благодаря нему производится контроль и очистка наружного воздуха, а также обработка вытяжного  перед рекуператором, для защиты теплообменника.
• Воздушные клапана с электроприводами – могут быть установлены перед выходными воздуховодами для дополнительного регулирования воздушным потоком и перекрытия канала при выключенном оборудования.
• Байпас — благодаря которому воздушный поток можно направить мимо рекуператора в теплый период года, тем самым не нагревать приточный воздух, а подавать его напрямую в помещение.
• Камера рециркуляции — обеспечивающая подмес удаляемого воздуха в приточный, тем самым обеспечивая рециркуляцию воздушного потока.

Помимо основных составляющих приточно-вытяжной установки в нее также входит большое количество мелких комплектующих, таких как датчики, система автоматики  для управления и защиты и т.д.

Тепловые трубки

Данный рекуператор состоит из закрытой системы трубок, заполненных фреоном, который испаряется при нагревании удаляемым воздухом. Когда приточный воздух проходит вдоль трубок, пар конденсируется и вновь превращается в жидкость. Передача загрязнений в данной конструкции исключена. Рекуператор не имеет подвижных частей, но имеет сравнительно низкую эффективность (50-70%).

Рекуператор канального типа на основе тепловых трубок

Наибольшее распространение на практике получили пластинчатые и роторные рекуператоры. Причем существуют модели рекуператоров, в которых могут быть установлены последовательно два пластинчатых теплообменника. Они отличаются высокой эффективностью.

Двухступенчатая рекуперация двумя роторами

Объем тепла, забираемого посредством теплообменника, зависит от ряда факторов, в частности, температуры внутреннего и наружного воздуха, его влажности, скорости воздушного потока. Чем больше разница температур внутри и снаружи помещения, чем больше влажность, тем больше будет эффект от работы рекуператора. Кстати, большинство установок имеют возможность монтажа на летний период вместо обычного теплообменника так называемой летней кассеты, что позволяет обеспечивать приток воздуха без процесса рекуперации. Кроме того, в ряде случаев можно изменить направление потоков воздуха внутри установки, благодаря чему они минуют теплообменник.

Основные характеристики и особенности типов теплообменников

Принцип работы

Для того чтобы лучше понять, как работает рекуперативная система, следует обратиться к переводу слова «рекуператор». Дословно оно обозначает «возврат использованного», в данном контексте – теплообмен. В вентиляционных системах рекуператор забирает тепло у выходящего из помещения воздуха и отдаёт его входящим потокам. Разница температур разнонаправленных воздушных струй может достигать 50 градусов. В летнее время прибор работает наоборот и охлаждает идущий с улицы воздух до температуры выходящего. В среднем, КПД приборов составляет 65%, что позволяет рационально использовать энергетические ресурсы и существенно экономить на электричестве.

На практике теплообмен в рекуператоре выглядит следующим образом: принудительная вентиляция загоняет в помещение избыточный объём воздуха, в результате чего загрязнённые массы вынуждены покидать помещение по вытяжному каналу. Выходящий тёплый воздух проходит через теплообменник, нагревая при этом стенки конструкции. В это же время навстречу ему движется поток холодного воздуха, который забирает полученное теплообменником тепло, не перемешиваясь при этом с отработанными потоками.

Однако охлаждение выходящего из помещения воздуха приводит к образованию конденсата. При хорошей работе вентиляторов, придающих воздушным массам высокую скорость, конденсат не успевает выпадать на стенки прибора и выходит на улицу вместе с воздушной струёй. Но если скорость движения воздуха была недостаточно высокой, то вода начинает скапливаться внутри прибора. Для этих целей в конструкцию рекуператора включён поддон, который расположен под небольшим наклоном в сторону отверстия слива.

Через сливное отверстие вода попадает в закрытый бачок, который устанавливают со стороны помещения. Это продиктовано тем, что скопившаяся вода может переморозить каналы оттока и конденсату некуда будет отводиться. Использовать собранную воду для увлажнителей не рекомендуется: жидкость может содержать большое количество патогенных микроорганизмов, а потому должна быть вылита в систему канализации.

Однако если наледь от конденсата всё же образуется, рекомендуется установка дополнительного оборудования – байпаса. Данное приспособление выполнено в виде обходного канала, по которому приточный воздух будет попадать в помещение. В результате чего теплообменник не нагревает входящие потоки, а расходует своё тепло исключительно на растапливание льда. Входящий воздух, в свою очередь, нагревается при помощи калорифера, который включается синхронно с байпасом. После того как вся наледь растоплена, а вода выведена в накопительный резервуар, байпас отключается и рекуператор начинает работать в штатном режиме.

Помимо установки байпаса, для борьбы с обледенением используют гигроскопическую целлюлозу. Материал находится в специальных кассетах и поглощает влагу раньше, чем она успевает выпасть в конденсат. Пары влаги проходят через целлюлозный слой и с входящим потоком вновь возвращаются в помещение. Плюсами таких приборов является простой монтаж, необязательность установки сборника для конденсата и накопительной ёмкости. К тому же эффективность работы кассет целлюлозных рекуператоров не зависит от внешних условий, а КПД составляет более 80%. К минусам относят невозможность использования в помещениях с избыточной влажностью и высокую стоимость некоторых моделей.

Приточно-вытяжная вентиляция

Отсутствие надлежащего вентилирования не заметить трудно: влажность зашкаливает, в помещении становится душно, у людей падает работоспособность и ухудшается самочувствие. Поэтому в любом без исключения помещении в первую очередь нужно обеспечить достаточный воздухообмен.

В традициях отечественного домостроя этот вопрос принято было решать наименее затратным способом – за счет устройства естественной вентиляции. Внутри стен формировали вертикальные вентиляционные каналы, нижняя часть которых выходила в кухню и санузел.

В канале, как в дымоходе, за счет разницы температур появлялась естественная тяга, при этом свежий воздух снаружи подтягивался через неплотности в окнах. Эффективность такой системы сильно зависит от погодных факторов, но при деревянных окнах она все-таки как-то еще работала. Теперь же в квартирах, где обычные окна были заменены на стеклопакеты в пластиковых рамах, пользы от нее стало совсем мало. Попытка оживить вентиляцию путем установки в канале вентилятора полноценного результата не обеспечивает, ведь приток-то все-равно ограничен.

Принцип работы приточно-вытяжной вентиляции

Как подать свежий воздух в закупоренную квартиру? Конечно, можно установить специальный клапан в оконной раме или проделанном в стене отверстии. Но при наших морозах идеальным такое решение вряд ли можно считать. Да и от пыли уличной хотелось бы свое жилище как-то защитить. Таким образом, становится очевидным, что приточная вентиляция должна как минимум содержать базовые составляющие:

• обогреватель;
• фильтр;
• вентилятор (втянуть воздух через фильтр за счет одной только естественной тяги не получится, да и работает она, как уже говорилось, не при всякой погоде);
• систему управления и автоматику.

Разборная/наборная (модульная)

Собирается из отдельных элементов, каждый из которых выбирается из определенного типоразмерного ряда. Это самый гибкий вариант: можно скомпоновать систему, идеально отвечающую конкретной ситуации.

Правда, обывателю такая задача будет не под силу – она требует грамотного выполнения следующих работ:

1. Разработка проекта, включающего сложные расчеты.
2. Сборка системы (требует знания некоторых тонкостей).
3. Комплекс пуско-наладочных мероприятий (образно говоря, систему нужно настроить).

Таким образом, помимо покупки деталей и оборудования придется оплачивать услуги специалистов.

Еще один недостаток – системам такого рода требуется много места. Обычно они применяются на промышленных объектах, где под них отводится так называемая венткамера.

Моноблочная

Данная конструкция сборку и настройку проходит еще на этапе производства, пользователю остается только правильно установить ее. Корпус, в котором размещаются все узлы, оснащается шумоизоляцией. При этом весь комплекс оборудования получается очень компактным, что делает его подходящим для применения в частных домах и квартирах.

Система приточно вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла

Это наиболее экономичная разновидность вентиляционной системы. Если при обычном исполнении «отработанный» воздух выводится из жилого пространства через вентиляционные стояки в кухне и санузле, то в системах с рекуперацией он направляется по специальному каналу в теплообменник, где его теплота используется для нагрева поступающего снаружи потока. Наличие теплообменника и дополнительного воздуховода делает такую систему более дорогой.

Схема приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла

Есть у нее и еще один недостаток: если при работе обычной системы в кухне и санузле создается подпор, препятствующий распространению неприятных запахов, то при наличии рекуперации от этого преимущества придется отказаться.

(голосов пока нет)

Загрузка...