Что такое рекуператор и зачем он нужен?

Главная / Статьи / Что такое рекуператор и зачем он нужен?

Конденсат на окнах и проблемы с влажностью – имеют наибольшую вероятность возникновения в доме, где нет воздухообменников. Это проблема как для людей, так и для дома. Забор наружного и вывод «отработанного» воздуха в помещении (вентиляция) снижает концентрацию загрязняющих веществ и влаги в воздухе. Возникает вопрос: как удалить влагу и загрязнители, сохранив при этом нагретый или охлажденный воздух? Рекуператор способен решить эту проблему.

Воздухообменники передают тепловую энергию воздуха в помещении поступающему свежему воздуху, позволяя отводить влагу и загрязняющие вещества, при этом сохраняя тепло. В данной статье описаны причины использования рекуператоров, их технология, преимущества установки и некоторые советы по выбору подходящего воздухообменника.

Почему вентиляция вызывает беспокойство?

Раньше электроэнергия была дешевле, чем изоляция, и при строительстве утеплению дома отдавался меньший процент внимания. Со временем, из за роста цена на электричество домовладельцы начали сокращать расходы, утепляя чердаки, стены и подвалы, что позволило остановить крупномасштабный отток тепла.

В наше время из-за высоких затрат на электроэнергию и появления новых материалов домовладельцы и строители оставляют небольшие утечки воздуха вокруг дверей, окон, водопровода – и даже пластин выключателя света. В некоторых домах эта «естественная» фильтрация способна полностью заменить внутренний воздух за 4-10 часов, по сравнению с 30 минутами 40 лет назад. К сожалению, такое уменьшение поступления наружного воздуха в здание может привести к проблемам с качеством воздуха в помещениях. Двумя наиболее распространенными проблемами качества являются повышенная влажность и загрязнение.

Относительная влажность – это отношение количества водяного пара в воздухе к максимальному количеству водяного пара, которое воздух может удерживать при определенной температуре. Точка росы - это температура, при которой относительная влажность составляет 100 процентов и образуется конденсат.

Теплый воздух может удерживать больше водяного пара, чем холодный. В теплый летний день температура может составлять 30°C с уровнем относительной влажности 50%, что делает точку росы равной 25°C. В тесных домах обычная жизнедеятельность человека – такая как душ, сушка одежды, приготовление пищи и пр. – поднимает относительную влажность до проблемного уровня, что приводит к конденсации на окнах и высокой влажности, что в свою очередь может привести к росту плесени. Рекомендуемая относительная влажность для людей составляет около 50 процентов, чтобы свести к минимуму кровотечение из носа, сухость кожи и другие физические недуги. Наш климат далеко не всегда способен поддерживать такой уровень влажности зимой. Когда теплый влажный воздух соприкасается с прохладными поверхностями, на них конденсируется влага, если она ниже точки росы.

Подобно тому, как вода конденсируется в стакане с ледяной водой, конденсат образуется и на холодных поверхностях в доме. Это может произойти на окнах, дверях, полах - и даже внутри стен. Продолжительные влажные условия могут вызвать структурные повреждения и связанные с ними проблемы с гнилью и плесенью. Идеальная влажность зимой составляет от 30 до 40 процентов, это компромисс между идеальными условиями для людей и строениями, в которых они обитают.

Типы загрязнений

Различные загрязнители существуют на разных уровнях в разных домах. Как примеры, можно привести диоксид углерода и монооксид из газовых приборов; газ радон из почвы, окружающей фундаменты; формальдегид из строительных материалов и твердых частиц, таких как плесень и табачный дым. Некоторые из наиболее распространенных загрязнителей заслуживают обсуждения по поводу их происхождения и возможных проблем со здоровьем человека.

Двуокись углерода и окись углерода, образующиеся при сгорании топлива, могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Старые приборы обычно выделяют самый высокий уровень окиси углерода из-за неправильного сгорания, утечек и недостатка свежего воздуха для полной переработки. Хотя углекислый газ вызывает проблемы только при высокой концентрации, его присутствие обычно указывает на наличие в воздухе окиси углерода. Высокий уровень углекислого газа вызывает сонливость и указывает на плохую вентиляцию. Окись углерода вызывает головную боль и усталость при низкой и может вызвать потерю сознания (или смерть) при высокой концентрации. Обеспечение притока наружного воздуха к любому топочному устройству и регулярный воздухообмен решают проблемы.

Радон проникает в конструкцию через отверстия для доступа к трубам, трещины в полу и другие отверстия в почву. Возникает в результате разложения естественных радиоактивных материалов в земле. Радон опасен тем, что при высокой концентрации способен вызывать рак легких. Проветривание подвальных помещений и подвалов свежим воздухом может значительно уменьшить проблему, но предпочтительным методом является удаление слоя гравия под полом подвала.

Другие бытовые опасности, переносимые воздухом, возникают из-за строительных материалов и чистящих средств, используемых повсеместно. Формальдегид, обычное промышленное химическое вещество, присутствующее во многих строительных материалах и предметах домашнего обихода. Газообразный формальдегид может покидать материалы и попадать в окружающую среду в течение всего срока службы материала, но большая часть газа уходит в течении первого года. Формальдегид вызывает раздражение слизистых оболочек носа, горла и глаз. Сегодня использование формальдегида в строительных материалах ограничено.

К твердым частицам относятся более крупные частицы, переносимые по воздуху, такие как споры плесени и табачный дым, упомянутые ранее. Также сюда входят вирусные и бактериальные организмы, шерсть домашних животных, пыль и пр. Из-за большого разнообразия предметов физические недуги варьируются от простуды до аллергии и заболеваний легких. Некоторые частицы могут быть отфильтрованы, а другие могут быть выведены только наружу.

Принципы действия и виды рекуператоров

Один из способов минимизировать проблемы с качеством воздуха и влажностью в доме, не открывая окно, - это установка системы механической вентиляции с использованием теплообменника воздух-воздух (рекуператор). Теплообменник воздух-воздух приводит в тепловой контакт два воздушных потока разной температуры, передавая тепло от выходящего внутреннего воздуха входящему наружному воздуху во время отопительного сезона.

Летом теплообменник может охлаждать и, в некоторых случаях, осушать горячий наружный воздух, проходящий через него в дом для вентиляции. Теплообменник воздух-воздух удаляет лишнюю влагу и вымывает запахи и загрязняющие вещества, образующиеся в помещении.

Теплообменники обычно классифицируются по тому, как воздух проходит через агрегат. В противоточном теплообменнике потоки горячего и холодного воздуха проходят параллельно в противоположных направлениях. В устройстве с перекрестным потоком воздушные потоки движутся перпендикулярно друг другу. В блоке с осевым потоком используется большое колесо. Воздух нагревает одну сторону колеса, которая передает тепло потоку холодного воздуха, когда оно медленно вращается. Блок с тепловыми трубками использует хладагент для передачи тепла. В небольших конструкциях, таких как дома, обычно используются противоточные или перекрестно-проточные теплообменники.

Большинство теплообменников воздух-воздух, устанавливаемых в северном и умеренном климате, представляют собой вентиляторы с рекуперацией тепла «heat recovery ventilators» (HRV). Эти устройства восстанавливают тепло из отработанного воздуха и возвращают его в здание. Последние достижения в области технологий также увеличили использование вентиляторов с рекуперацией энергии «energy recovery ventilators» (ERV). Раньше ERV в основном использовались в климате с повышенной влажностью, где охлаждение было сильнее, чем тепловая нагрузка. Основное различие между ними состоит в том, что HRV рекуперирует только тепло, а ERV - тепло и влажность. У ERV были проблемы с более низкой эффективностью из-за перенасыщения внутренних осушающих колес в течение продолжительных периодов высокой влажности, но при правильной установке и обслуживании они позволяют создать максимально здоровое жилое пространство и способствуют экономии электроэнергии.

В общей конструкции теплообменника воздух-воздух используется ряд пластин, называемых сердечником, вертикально или горизонтально установленных друг на друга. Идеальная плита имеет высокую теплопроводность, высокую устойчивость к коррозии, способность поглощать шум, низкую стоимость и небольшой вес. Обычные материалы пластин включают алюминий, различные типы пластиковых листов и современные композиты.

Первоначально в теплообменниках использовались алюминиевые пластины. Возникли проблемы с коррозией во влажной среде из-за конденсации и плохими звуковыми характеристиками. Пластмасса решила проблему коррозии и некоторые проблемы со звуком, но проводимость была не такой, как у алюминия, а стоимость была выше. В современных высокотехнологичных теплообменниках используются композитные материалы, отвечающие всем критериям. В дополнение к сердечнику, агрегат состоит из изолированного контейнера, средств управления разморозкой для предотвращения замерзания влаги на сердечнике и вентиляторов для перемещения воздуха. Все теплообменники нуждаются в изоляции для повышения эффективности и уменьшения образования конденсата снаружи агрегата. Различные типы механизмов размораживания с датчиками внутри блока доступны для управления процессом размораживания. Вентиляторы перемещают воздух, чтобы обеспечить необходимый воздушный поток и скорость вентиляции.

Противоточные теплообменники состоят из плоских пластин. Тепло передается через пластины холодному воздуху. Чем дольше воздух проходит в агрегате, тем больше теплообмен. Процент рекуперации тепла - это КПД агрегата. Эффективность обычно составляет около 80 процентов. В большинстве, эти устройства являются длинными, неглубокими и прямоугольными, с воздуховодами на любом из длинных концов. В теплообменниках с перекрестным потоком также используются плоские пластины, но воздух течет под прямым углом. Блоки занимают меньше места и могут даже уместиться в окне, но теряют часть своей эффективности. КПД обычно не превышает 75 процентов. Эти блоки часто имеют форму куба, и все соединения находятся на одной стороне агрегата. Подавляющее большинство теплообменников, используемых в жилых помещениях, используют конструкцию с поперечным потоком.

Выбирайте модель, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Следует обратить внимание на такие характеристики, как доступное пространство для установки и желаемый КПД. Основной показатель - это ощутимая эффективность рекуперации, поскольку большая часть теплообмена происходит в данном процесс. Ощутимая эффективность рекуперации обеспечивает КПД установки при определенных расходах воздуха (куб. м / мин) и температурах. Эти числа можно сравнивать от одного устройства к другому, чтобы обеспечить правильное сравнение при аналогичных расходах воздуха.

Технический отдел компании «Биокомфорт»