Вентиляция с рекуперацией тепла

Достаточно пары часов, проведенных в душном помещении, чтобы навсегда убедиться в том, насколько важной является вентиляция. Новые теплосберегающие технологии делают наши дома более герметичными, но естественный воздухообмен в них сильно затруднен. Чтобы воздух в доме был свежим необходимо уделить особое внимание системе вентиляции.

В задачи вентиляции входит не только обеспечение регламентируемого воздушного режима для нормальной жизнедеятельности жильцов, но и приток свежего воздуха, необходимого для работы плит, котлов, каминов и печей, в которых происходит сжигание топлива. Соответственно при помощи вентиляции, выделенные продукты сгорания выводятся наружу. Кроме того, качественная и достаточная вентиляция необходима для снижения в воздухе концентрации вредных веществ, выделяемых отделочными материалами. Особенно это важно для новых помещений и тех, в которых был выполнен косметический ремонт. В функции вентиляции также относится поддержание нормального влажностного режима.

Одной из основных проблем вентиляции является потеря тепла. Поскольку через вентиляционные каналы происходит постоянная утечка теплого воздуха и приток холодного наружного, помещение будет нуждаться в дополнительном обогреве. В старых домах утечка тепла через вентиляционную систему составляет всего 15% от общих теплопотерь через ограждающие конструкции. Новые, хорошо утепленные дома вынуждены терять через вентиляцию до 50% от общих теплопотерь. Хотя они несопоставимы с потерями тепла в старых домах, но все же сильно «подмывают» саму концепцию теплосбережения.

Поскольку целью утепления домов является экономия энергоностелей, затрачиваемых на отопление, то ее достижение возможно только в случае решения вопроса минимизации теплопотерь через вентиляцию. К сожалению, многие застройщики увлечены только утеплением ограждающих конструкций, упорно не желая выпускать тепло через вентиляцию. Результат такого отношения плачевный:

• ухудшение микроклимата; 
• чрезмерное увлажнение (выдыхаемая людьми влага, скапливается в местах застоя воздуха и создает там благоприятные условия для развития плесени); 
• загазованность помещения продуктами сгорания; 
• недостаточное количество кислорода в воздухе снижает эффективность отопительного оборудования, работающего за счет сжигания топлива. 

Рекуперация тепла

В климатической технике рекуперацией называют повторное использование тепла, содержащегося в отработанных воздушных массах. Общий принцип рекуперации довольно прост: отработанный теплый воздух отдает часть тепла входящему свежему воздуху в теплообменнике. Традиционная естественная вентиляция в герметичных домах неэффективна. Замена на принудительную вентиляцию решает проблему воздухообмена, но влечет за собой дополнительные расходы на обогрев входящего воздуха. Оптимальным решением в этом случае является приточно-вытяжная рекуперационная вентиляция. Такая вентиляция эффективна во всех отношениях. Она в полном объеме обеспечивает качественный воздухообмен и минимизирует теплопотери. Отработанный воздух удаляется наружу, подогревая встречный поток свежего воздуха.

Рекуператор представляет собой металлический звукоизолированный корпус, в котором находятся два вентилятора (приточный и вытяжной) и теплообменник. Входящие и выходящие потоки не смешиваются между собой, поскольку их теплообмен происходит не за счет прямого контакта.

Рекуперационный теплообменник чаще всего бывает перекрестным (крестообразным). Тепло выходящего потока передается входящему потоку через пластинчатый радиатор из композитных материалов с высокой проводимостью тепла. Эффективность теплообмена в таком рекуператоре достигает 60%. Иногда в подогреве входящего потока дополнительно участвует ТЭН, встроенный в рекуператор.

Последние разработки позволяют получить КПД от воздушного теплообмена до 90%. Такой результат достигается, благодаря т.н. повторному теплообмену, происходящему в дополнительном теплообменнике. Известны также роторные теплообменники, лопасти которых вращаются, передавая, таким образом, тепло входящему потоку. Их номинальное КПД находится на уровне 80%. Эффективность того или иного теплообменника зависит от разницы температур выходящего и входящего потока, а также от их влажности. КПД увеличивается пропорционально увеличению разницы температур и влажности.

Летом рекуперация не нужна, поэтому теплообменники в рекуператоре заменяются т.н. летними вставками либо байпасом (резиновый переходник с заслонками, благодаря которым происходит прямоток).

Вентиляторы

Как уже упоминалось, приток и вытяжка воздуха происходит при помощи вентиляторов. Встречаются системы как с двумя двигателями, так и с одним общим. Чаще всего электродвигатели вентиляторов имеют три скоростных режима. Самая низкая скорость используется для ночной работы либо в период отсутствия жильцов. Максимальная скорость обеспечивает усиленный режим вентиляции, в которой помещения нуждаются при большом количестве курящих гостей.

Скорость вентиляторов может переключаться в автоматическом режиме. Сегодня многие фирмы предлагают программируемые контроллеры, позволяющие задавать расписание интенсивности работы. Некоторые контроллеры управляются датчиками СО2 и влажности, управляя скоростью вентиляторов, исходя из качества воздуха относительно этих двух параметров.

Поскольку принудительная вентиляция нуждается в постоянной работе вентиляторов, то качество последних играет ключевую роль в ее надежности. Выбирая ту или иную систему необходимо поинтересоваться наличием запасных частей и электродвигателей к вентиляционной установке, а также предоставляется ли сервисное обслуживание.

Фильтрация

Наружный воздух, прежде чем попасть в дом, нуждается в очистке. Встроенные в вентиляционную установку фильтры задерживают частицы размером до 0,5 микрона, устраняя, таким образом, споры, пыль, сажу, а также раздражители растительного происхождения. Для аллергиков такие фильтры особенно важны.

Фильтрующий элемент также установлен и на пути выходящего воздуха в рекуператор, чтобы последний не засорялся домашней пылью. Многие производители оснащают свои вентиляционные установки многоразовыми фильтрами, которые могут быть очищены и установлены на место. Существуют модели со встроенными датчиками загрязнения фильтра. При необходимости очистить фильтр, установка издает соответствующий сигнал.

Дополнительный обогрев поступающего воздуха

Электрические нагреватели, присутствующие в некоторых моделях рекуператоров как дополнительная опция, предназначены для подогрева воздуха, когда его температура опускается ниже -10°С. ТЭН встраивается за теплообменником и подогревает воздух после того, как выходящий поток отдаст свое тепло. Мощность нагревателей обычно находится в пределах 1-2 кВт, но всегда рассчитывается, исходя из объемов поступающего воздуха.

Воздух положительной температуры необязательно дополнительно подогревать. Пока он достигнет впускных вентиляционных решеток, то его температура успеет повыситься.

При низких температурах и высокой влажности наружного воздуха в теплообменнике может скапливаться конденсирующая влага, которая затем замерзает и резко снижает его эффективность. Чем больший КПД имеет теплообменник, тем больше он подвержен обледенению. Для борьбы с этим явлением используют технические решения, которые способствуют поднятию температуры воздуха, прежде чем он попадет в теплообменник.

Одним из таких решений является периодическое прерывание входного вентилятора на несколько минут. За это время теплообменник успевает нагреться более теплым выходящим воздухом, и это защищает его от обледенения. Полная остановка вентилятора при этом не обязательна. В некоторых моделях используют его замедление. Наконец, проблема подогревания воздуха может быть решена и ТЭНом, установленным на входе в рекуператор.

При размораживании теплообменника талая вода скапливается в поддоне и стекает оттуда по трубке в канализацию. Размораживание происходит автоматически при низких температурах. Встречаются модели со встроенными датчиками влажности воздуха, которые также участвуют в контроле над состоянием теплообменника.

Вентиляционные воздуховоды

Приточно-вытяжные установки в одноэтажном доме чаще всего располагают на нежилом чердаке. Воздуховоды в этом случае прокладывают над перекрытием, благодаря чему они обнаруживают себя только вентиляционными решетками.

Обязательным условием для расположения приточно-вытяжной системы является плюсовая температура в помещении, где она будет находиться. Воздуховоды, прокладываемые через неотапливаемые помещения, должны быть трмоизолированными.

Если в доме несколько этажей, то приточно-вытяжная установка кроме чердака может быть еще расположена в подвале или на первом этаже. Горизонтальные воздуховоды могут быть спрятаны в перекрытиях, если их запланировать еще на стадии строительства. Вертикальные участки скрываются в штробах или за стенной обшивкой. Дешевле всего использовать гибкие алюминиевые воздуховоды «флекс» диаметром 100-200 мм. Меньше всего места занимают пластиковые и металлические воздуховоды прямоугольного сечения. Прочнее всего считаются стальные оцинкованные воздушные каналы, скрученные спиралью из стальной оцинкованной ленты.

Воздухозабр и эжектор должны разделять не менее 10 метров. Такое же расстояние должно выдерживаться и от воздухозабора до дымохода и канализационных вытяжек. Выгодно располагать воздухозабор за домом, а его канал проводить под землей, где он будет подогреваться зимой и охлаждаться летом естественным образом.