Рекуператор - устройство, возвращающее тепло

С наступлением холодов все мечтают о том, чтобы скорее вернулись теплые летние дни и ночи. И это происходит не только из-за того, что мы замерзаем на улице, но и потому, что наступает время задуматься о сохранении тепла в своих квартирах и домах. Мало только отопить помещение, важно заботиться о постоянном поддержании необходимого температурного режима. На сегодняшний день производители энергосберегающего оборудования достигли того уровня, когда стал возможен выпуск приборов, работающих без нанесения урона окружающей среде. В число таких устройств входят рекуператоры, которые пока еще не столь популярны и востребованы среди потребителей, но по праву считаются незаменимым оборудованием в теплообмене.

Всем известно, что такое вентиляция, каков ее принцип и в чем заключается главная роль. Но не столь часто мы встречаемся с понятием «рекуперация». На самом деле, эти два процесса тесно связаны друг с другом. Рекуперация в переводе с латинского языка означает «обратное получение» или «возвращение», что подразумевает под собой возврат тепла из того воздуха, который был нагрет и «выброшен» при вентиляции. При строительстве зданий в советское время о вентиляции помещений мало кто задумывался, да и по сути, она происходила естественным путем. Ведь окна были деревянными и со временем очень сильно изнашивались, что вынуждало хозяев прибегать к их утеплению подручными средствами. С одной стороны, это очень неудобно и трудоемко, с другой – осуществлялась самостоятельная циркуляция воздуха. С приходом пластиковых оконных конструкций осуществление вентиляции стало одной из важных задач в современном строительстве. Качественную циркуляцию воздуха сегодня можно осуществить только при полном проветривании помещения при помощи настежь открытых окон, что недопустимо в зимний период времени. Следовательно, возникла острая потребность в таких устройствах, которые бы осуществляли естественный процесс принудительно. Хотя до сих пор многие хозяева своих домов, квартир, коттеджей не понимают всю суть и важность процессов вентиляции и рекуперации, поэтому продолжают активно заниматься только утеплением и герметизацией жилья, что является большой ошибкой. Ведь при поддержании данных процессов значительно экономятся энергия и время, затраченные на поддержание тепла в помещении.

Рекуператор – это устройство теплообмена, принцип работы которого заключается в отдаче основной части тепла нагретого в помещении воздуха тем холодным воздушным массам, что поступают с улицы. Грубо говоря, входящий холод нагревается выходящим теплом.

Рекуператор в нашей стране довольно молодое и неизвестное устройство. Длительное время рынок был ориентирован на выпуск крупногабаритных промышленных установок мощностью от 3 000 до 20 000 м³, которые применялись в основном на производстве, в крупных комплексах, бассейнах, спортивных залах. Такие устройства осуществляли лишь автоматическое поступление воздуха и его дальнейшее удаление, а нагрев происходил от основной системы отопления. Совсем недавно (около 5 лет назад) рекуператор для частных домов, квартир и коммерческих помещений найти было очень сложно. Но сейчас с развитием рынка поиск и приобретение данного устройства стал гораздо проще.

Одним из важных свойств рекуператора является возможность его применения не только в холодное время года, но и летом. Ведь суть работы устройства заключается как в нагревании входящего воздуха, так и в его охлаждении.

Главной характеристикой рекуператоров является эффективность, то есть, коэффициент полезного действия (КПД). Знание показателя КПД позволит с точностью определить насколько хорошо нагреются (охладятся) приточные воздушные массы. На уровень прогрева также влияют температуры снаружи и внутри. КПД рекуператоров варьируется в диапазоне 30-96%, и чем выше показатель, тем, соответственно, лучше обеспечивается энергосбережение. На КПД также влияет конструкция устройства.

Расчет температуры воздуха после нагрева рекуператором производится по следующей формуле:

(t_{помещения} – t_улицы) * КПД_{рекуператора} + t_улицы = t_{после рекуператора} (нагрев)

А узнать температуру воздуха после охлаждения рекуператором поможет несколько иная формула:

t_улицы + (t_{помещения} + t_улицы) * КПД_{рекуператора} = t_{после рекуператора} (охлаждение)

У большинства наверняка возник вопрос об уместности рекуператора, если и так уже имеется котел отопления и кондиционеры охлаждения. На самом деле, весь плюс в большой экономии средств, поскольку рекуператорам не требуется энергоноситель, чтобы выполнять функции обогрева и охлаждения.

Как говорилось ранее, рекуператоры на данный момент не столь популярны по сравнению с иной климатической техникой. Тем не менее, данное оборудование включает в себя пять подвидов, а деление происходит на основе принципа их конструкции. Существуют пластинчатые рекуператоры, роторные, камерные, с промежуточным теплоносителем и тепловые трубы. Рассмотрим каждый вид отдельно.

Наиболее простым и самым популярным устройством является пластинчатый рекуператор, внутри которого находится теплообменник в виде кассеты с большим количеством тоненьких листов из различного материала (сталь, алюминиевая фольга, пластик, специальная бумага). Листы внутри кассет бывают гофрированными и гладкими. Сама рекуперационная система включает в себя основной блок, вентилятор, обязательный отвод конденсата и перепускной клапан для регулирования интенсивности потока воздуха. Главными преимуществами данного вида рекуператоров являются отсутствие подвижных элементов и высокий КПД.

Кстати, коэффициент полезного действия в пластинчатых устройствах напрямую зависит от пластин:

• Пластины из алюминия, а также теплообменники из оцинкованной стали – самые популярные устройства, поскольку отличаются наиболее низкой стоимостью. Минус – необходимость постоянно прибегать к режиму оттаивания.
• Теплообменник из пластика отличается самым высоким КПД, но при этом, соответственно, и высокой ценой;
• Специальная бумага, из которой изготавливаются пластины, также высокоэффективна. Но такие устройства ограничены в местах эксплуатации. Например, помещения с высокой влажностью находятся под запретом, ведь они отличаются большим скоплением конденсата, который мгновенно проникает через стенки кассеты. Также применяются пластины из двойной бумаги, что делает КПД еще больше, но при этом они также не защищены от влаги.

Стоит отметить, что при температуре от -20⁰С пластинчатые рекуператоры начинают сильно обмерзать, что существенно снижает показатель их эффективности. Более-менее оптимальный КПД сохраняется при температуре поступающего воздуха не ниже -5-7⁰С. Но русские зимы отличаются более низкой температурой, поэтому для поддержания коэффициента полезного действия рекуператора необходимо производить дополнительное нагревание воздуха.

Вторым по востребованности является роторный рекуператор, основной деталью которого является роторный теплообменник с определенной скоростью вращения. При вращении температура теплообменника повышается в области вытяжного канала, после он охлаждается в приточном канале. То есть, происходит передача тепла из вытяжного воздуха в поступающий. Кроме того, возобновляется влага благодаря возникновению конденсации из вытяжных воздушных масс и за счет испарения уличного воздуха. КПД роторных рекуператоров гораздо выше по сравнению с пластинчатыми устройствами. Также, огромным плюсом является возможность их применения при низких температурах без дополнительного обогрева воздуха (-20 - -25⁰С). Но на фоне всех имеющихся положительных свойств существуют и минусы. 

Например, осуществляется передача вытяжных воздушных масс в приток. Чтобы максимально избежать этого процесса на данных рекуператорах размещаются специальные секторы, которые продувает приточный воздух, впоследствии моментально переходящий в вытяжку. Правда при этом происходит снижение общего коэффициента полезного действия. В конструкцию роторного теплообменника входят такие элементы, как ротор и его привод, а также ремень. От количества составляющих устройства напрямую зависит частота выхода прибора из строя и, соответственно, необходимость технического обслуживания, что является вторым недостатком роторных рекуператоров. Последний негативный момент - значительное потребление электроэнергии приводом ротора, следовательно, снижение экономии ресурсов.

Приборы, в устройстве которых имеется промежуточный теплоноситель, отличаются совершенно иной конструкцией. Внутри такого рекуператора находится два теплообменника, которые располагаются в вытяжном и приточном каналах соответственно. Между ними активно циркулирует вода или же водно-гликолевый состав. Удаляемый воздух нагревает сам теплоноситель, который в дальнейшем отдает тепло приточным воздушным массам. Поскольку работа теплоносителя осуществляется в замкнутой системе, снижается до минимума вероятность попадания грязи и микрочастиц в приточный воздух. Кроме того, в рекуператорах с промежуточным теплоносителем существует возможность регулировки передачи тепла за счет изменения скорости циркуляции теплоносителя. Данный вид устройства - отличный вариант модернизации имеющихся систем вентиляции раздельного типа. Отрицательная черта данного рекуператора – низкий коэффициент полезного действия. Такие устройства возвращают 25-55% тепла.

Камерные рекуператоры отличаются тем, что имеют в своей конструкции заслонки, которые делят теплообменную камеру пополам. Именно они влияют на столь высокий КПД, достигающий 80-ти %, изменяя направление воздуха. При этом происходит смешивание воздушных потоков и передаются запахи, что относится к отрицательным характеристикам камерных рекуператоров. Кроме того, в конструкции присутствуют подвижные элементы.

Последним видом рекуператоров являются устройства, конструкция которых представлена закрытой системой трубок с фреоном, испаряющимся при нагревании. При прохождении холодного воздуха через трубки происходит конденсация пара с последующим его превращением в жидкость. КПД таких устройств варьируется от 50 до 70%.

NIBE – крупный концерн, в состав которого входит известный завод Genvex, специализирующийся на производстве систем вентиляции и рекуперации.

Датским заводом был разработан пластинчатый рекуператор NIBE GV-HR110, активно распространяющийся на территории России. Данный прибор отличается очень высоким КПД, показатель которого достигает 96%.

Рекуператор NIBE GV-HR110 укомплектован следующими элементами:

• противоточным теплообмеником;
• энергосберегающими вентиляторами, лопасти которых загнуты вперед;
• бесколлекторными электродвигателями;
• фильтром всасывания и откачки воздушных масс;
• контейнером для отвода конденсата;
• панелью управления контроля системы.

Кроме вышеперечисленных компонентов в комплект рекуператора NIBE GV-HR110 может входить электрический теплообменник, который выполняет роль дополнительного нагревателя воздуха. Это помогает предотвратить сильное обмерзание устройства.

Существует две модификации данной модели рекуператора от NIBЕ:

• для помещений площадью не более 180 м² - NIBE GV-HR110–250;
• для помещений площадью не более 380 м² - NIBE GV-HR110–400.

Раздумывая о том, стоит ли приобретать рекуператор, помните следующее:

Как бы Вы не утепляли фасад своего дома, какие бы надежные и дорогие окна Вы не ставили и как бы не старались оптимизировать вашу отопительную систему – все это будет перечеркнуто при проветривании помещения. Вентиляция забирает 50-70% всего тепла, которое было накоплено с течением определенного времени. Только применение рекуператоров позволит Вам производить необходимую вентиляцию помещения без особых теплопотерь.

Торговая сеть "Планета Электрика" рада представить свои покупателям ассортимент рекуператоров NIBE, с которым более подробно Вы можете ознакомиться в нашем каталоге.