Рекуператор воздуха, как показатель уровня развития жилищного строительства.

Многие современные строительные технологии предполагают воздухонепроницаемые и паронепроницаемые ограждающие конструкции.  Для эффективного проветривания и удаления водяного пара из помещений с герметичными стенами и стеклопакетами необходима принудительная приточно-вытяжная вентиляция, но при этом резко увеличиваются потери тепла, что при современных энерготарифах очень дорого. 

Вентиляция обеспечивает до 30% потерь энергии, в общем балансе, что критично при климате российских регионов.

Рекуперация тепла в данном случае является залогом комфортного воздухообмена, с минимальными теплопотерями. Рекуперация тепла в приточно-вытяжной вентиляции – явление неновое, но у нас пока малораспространенное. С технической точки зрения рекуперация является самым обычным процессом теплообмена. 

Само слово «рекуперация» имеет латинское происхождение и означает «возвращение затраченного». Вентиляционные рекуператоры тепла возвращают его часть назад в помещение посредством теплообмена между входящим и выходящим потоком. Обратный процесс происходит в жаркое время, когда исходящий холодный кондиционный воздух охлаждает встречный теплый нару поток. В таком случае это следует называть рекуперацией холода.

В США и Канаде, еще задолго до появления рекуперационного оборудования, для того, чтобы зимой в помещение попадал не слишком холодный воздух, а летом слишком теплый, придумали использовать грунтовый теплообменник, который впоследствии получил название «канадский колодец». Его идея заключается в том, чтобы наружный воздух, прежде чем попасть в помещения, прошел по заглубленным в грунт приточным воздуховодам, приобретая температурное значение близкое к +10°С – постоянная температура грунта на глубине от 2 м и более. 

Канадский колодец, по сути, не является рекуператором, но снижает энергозатраты на отопление и кондиционирование. Вентиляция помещений в традиционной схеме с канадским колодцем естественная, но может быть и принудительной.

Рекуперация - сохранение тепла. Выходящий из помещения поток подогревает (охлаждает) подаваемый в помещение приточно-вытяжной установкой воздух. Чаще всего процесс проходит таким образом, что оба воздушных потока конструктивно разделены, чтобы не произошло смешивание. Однако, в роторном теплообменнике возможно попадание удаляемого потока в приточный.

Вообще говоря, "Рекуператор воздуха" - это устройство, в котором утилизируется тепло отходящих газов. Через разделяющую стенку между теплоносителями перманентно осуществляется теплообмен, к тому же, направления движения воздушного потока в нем постоянное.

Одной из самых важных характеристик рекуператоров является его КПД, или коэффициент полезного действия рекуперации (эффективности рекуперации). Он рассчитывается из соотношения максимально возможного получаемого количества тепла и, в действительности, полученного тепла за теплообменником. КПД рекуператоров колеблется от 30 до 96%. Данный коэффициент зависит от вида рекуператора, разницы температур и от скорости движения воздуха через теплообменник.

Существует пять основных видов рекуператоров воздуха: пластинчатый (металлический и влагопроницаемый), роторный, камерный, рекуператор с промежуточным теплоносителем и тепловые трубки. Задача создания эффективных и не дорогих теплообменных аппаратов, в частности рекуператоров, актуальна в настоящее время во всем мире.

Одним из путей ее решения является повышение интенсивности теплообмена устройств в основном за счет развития их теплопередающих поверхностей. Так, например, для увеличения поверхностей теплообмена трубчатых теплообменников широко используют спирально оребренные трубы. Но даже при оребрении трубчатые рекуператоры имеют недостаточно высокую эффективность, значительные габариты, вес, стоимость.

В 30-е годы прошлого века широкое распространение получили пластинчатые теплообменники. В этих конструкциях используют насадку из набора тонкостенных плоских листов. Необходимая поверхность теплообмена обеспечивается за счет большого количества этих листов, при этом либо устройство должны иметь большой объем, либо зазоры между пластинами должны быть весьма малыми.

Пластинчатые типы рекуператоров до сих пор являются основными конструкциями низкотемпературных устройств теплообмена, в том числе потому, что обычно их эффективность достигается применением алюминиевых пластин, однако, именно поэтому их почти не применяют для высокотемпературных процессов.

При строительстве коттеджа, всегда стоит подумать обо всем, что сделает проживание в нем приятным и функциональным, то есть о вентиляции, канализации и газоснабжении. Многие считают, что вентиляция коттеджей не так важна, как ее наличие в городской квартире, но это не так. На самом деле, вентиляция коттеджей – важный фактор, при отсутствии которого все проживающие в доме будут чувствовать дискомфорт, причем очень явный.

Одним проветриванием помещений тут не обойтись, так как санузлы, если они находятся в доме, сквозняком не проветришь, а значит, сырость и плесень там гарантированы. Хотя бы это, дает основание для того, что вентиляция коттеджей должна иметь место даже в дачном доме, не смотря на то, что он используется только в определенный период. На самом деле, проектирование вентиляции не потребует лишних затрат, если оно происходит во время строительства здания, потом же, проектирование вентиляции будет стоить дороже и выглядеть будет крайне неаккуратно. При этом необходимо применить систему рекуперации, обеспечивающую экономное функционирование систем вентиляции.

Сама концепция вентиляционных систем, в которых обеспечивается пассивный нагрев свежего воздуха, ориентирована на снижение платы за отопление. Но в плане оснащения энергоэффективных домов рекуперация – это и экологически чистый способ нормализации микроклимата. Производители выпускают специальные линейки, в которых используются безопасные и эффективные в плане рекуперации материалы. В частности, последние модели получают трехступенчатые теплообменники, выполненные из непористых ультратонких мембран.

Такое устройство позволяет отказаться от электрических воздушных нагревателей. Кроме равномерной передачи тепла подобные устройства также эффективно работают и с влажностью. Они обеспечивают полный возврат влаги в помещение с полным исключением конденсаторов. В результате вентиляция с рекуперацией избавляется и от необходимости установки дренажных водоотводов. Развиваются приточно-вытяжные аккумуляторы тепла и в направлении электронной начинки.

С целью оптимального распределения потоков производители снабжают установки возможностью автоматической регулировки положения межканальных перегородок. В более совершенных моделях предусматривается также настройка скоростных режимов, индикация температурных показателей и контроль степени загрязненности фильтров с сигнализацией. Кроме этого, современная вентиляция с рекуперацией предоставляет возможность управления внешним канальным нагревателем без подключения к процессу сторонних устройств. То есть в этом случае обеспечивается дополнительный нагрев воздуха до оптимального показателя. Как и все современные системы вентиляции, модели с рекуперацией предполагают включение в конструкцию очистительных устройств. Так как теплообмен предполагает максимальное сведение исходящего и нагнетаемого воздушных потоков, фильтры в данном случае играют особенно важную роль.

Чаще всего в самих воздуховодах применяются фильтры типа F7, которые исключают прохождение частиц размером в 0,5 мкм. Менее распространены фильтры грубой очистки G3, но в зависимости от конструкции может потребоваться и такое дополнение. Для удобства в обслуживании система рекуперации чаще снабжается фильтрами, изготовленными из пластиков и специальных волокон – такие элементы легко мыть и вытряхивать.

Как уже отмечалось, современные модели также оснащаются индикаторами, которые определяют момент для произведения замены фильтра. Эксплуатация традиционных систем вентиляции не дает и намека на энергосберегающую функцию. Как правило, это прожорливые массивные установки, которые вносят существенный вклад в повышение расходов на содержание дома.

На этом фоне рекуперация – это почти революционный подход к производству климатического оборудования, предполагающий рациональное использование уже отработанной тепловой энергии. Если в типовой системе реализуется нагрев воздуха по мере его поступления в помещение с помощью отопительного оборудования, то рекуперация позволяет изначально повышать температуру входящих потоков без подключения специальных нагревателей.

Конечно, такие установки имеют свои недостатки, но с ними производители ведут плодотворную борьбу, совершенствуя конструкции рекуператоров.

Но как всё новое, рекуператоры сложно приживаются на российских просторах. Есть и объективные причины: 

1. Продолжительные периоды низких температур и как следствие обледенение и снижение эффективности работы рекуператоров.
2. Не создано своих предприятий по производству рекуператоров, учитывающих особенности нашего климата.
3. Мало специалистов, работающих в этой области.
4. Сами строения имеют низкие коэффициенты защиты энергопотерь, что делает неэффективным применение рекуператоров на общем фоне энергопотерь.
5. Мы делаем только первые шаги в части применения технологий энергосбережения.