Энергоэффективная система вентиляции в холодное время года – достаточно актуальный вопрос. Сведение к минимуму потерь тепла, которое постоянно выбрасывается из помещения, позволит не только уменьшить сумму коммунальных счетов, но и снизить нагрузку на обогревающий помещение прибор.
Помочь в этом могут пластинчатые рекуператоры – устройства, возвращающие часть тепловой энергии из отработанного воздуха.
Обогрев помещения в холодное время года при помощи современного кондиционера позволяет сохранять комфортный микроклимат в помещении. Платой за комфорт становятся счета за электричество, размер которых в зависимости от температуры воздуха на улице может ощутимо меняться.
При помощи сравнительно небольших затрат можно создать энергоэффективную вентиляционную систему, заметно снизив расходы на электричество.
Реализовать это позволит пластинчатый рекуператор, причём неважно, приобретенный в магазине или изготовленный своими руками. Это устройство встраивается в приточно-вытяжные пути вентиляции, помогая снизить к минимуму «обогрев улицы».
Учитывая, что в отдельно взятые дни разница температур помещения и улицы может достигать отметки в пятьдесят градусов по Цельсию, становится понятна важность устранения упомянутого эффекта. Тем более, что схем и готовых устройств для этого предлагается огромное количество.
Принцип рекуперации воздуха
Чтобы понять достоинства и плюсы от использования рекуперационных теплообменников, сначала необходимо разобраться в самой сути их работы. В дословном переводе с латинского рекуперацией называют «возврат использованного, потраченного».
Именно эффект возврата энергии используется в климатических устройствах данной конструкции. Проходящие сквозь блок воздушные потоки обмениваются между собой тепловой энергией, позволяя впоследствии кондиционеру поддерживать комфортную температуру, затрачивая меньше энергии. В особо холодные дни это позволяет заметно сэкономить на обогреве помещения.
Поступление свежего воздуха в холодный период времени приводит к необходимости его нагрева для обеспечения правильного микроклимата помещений. Для минимизации затрат электроэнергии может быть использована приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла.
Понимание принципов ее работы позволит максимально эффективно уменьшить теплопотери с сохранением достаточного объема замещаемого воздуха. Давайте попробуем разобраться в этом вопросе.
В осенне-весенний период при вентиляции помещений серьезной проблемой является большая разность температур поступающего и находящегося внутри воздуха. Холодный поток устремляется вниз и создает неблагоприятный микроклимат в жилых домах, офисах и на производстве или недопустимый вертикальный градиент температуры в складе.
Распространенным решением проблемы является интеграция в приточную вентиляцию , с помощью которого происходит нагрев потока. Такая система требует затрат электроэнергии, в то время как значительный объем выходящего наружу теплого воздуха ведет к существенным потерям тепла.
Выход воздуха наружу с интенсивным паром служит индикатором существенных потерь тепла, которое можно использовать на обогрев входящего потока
Если каналы притока и отвода воздуха расположены рядом, то можно частично передать тепло выходящего потока входящему. Это позволит уменьшить потребление электроэнергии калорифером или вовсе отказаться от него. Устройство для обеспечения теплообмена между разнотемпературными потоками газов называется рекуператором.
В теплое время года, когда температура наружного воздуха значительно превышает комнатную, можно использовать рекуператор для охлаждения входящего потока.
Устройство блока с рекуператором
Внутреннее устройство систем приточно-вытяжной вентиляции с достаточно простое, поэтому возможна их самостоятельная поэлементная покупка и установка. В том случае если сборка или самостоятельный монтаж вызывает сложности можно приобрести готовые решения в виде типовых моноблочных или индивидуальных сборных конструкций под заказ.
Элементарным устройством для сбора и отвода конденсата является поддон, расположенный под рекуператором с уклоном в сторону сливного отверстия
Вывод влаги производят в закрытую емкость. Ее размещают только внутри помещения во избежание перемерзания каналов оттока при минусовых температурах. Алгоритма надежного расчета объема получаемой воды при использовании систем с рекуператором нет, поэтому его определяют экспериментальным путем.
Повторное использование конденсата для увлажнения воздуха нежелательно, так как вода впитывает многие загрязнители, такие как человеческий пот, запахи и т.д.
Значительно уменьшить объем конденсата и избежать связанных с его появлением проблем можно организовав отдельную вытяжную систему из ванной комнаты и кухни. Именно в этих помещениях воздух имеет наибольшую влажность. При наличии нескольких вытяжных систем воздухообмен между технической и жилой зоной необходимо ограничить с помощью установки обратных клапанов.
В случае охлаждения выходящего потока воздуха до отрицательных температур внутри рекуператора происходит переход конденсата в наледь, что вызывает сокращение живого сечения потока и, как следствие, – уменьшение объема или полное прекращения вентиляции.
Для периодического или разового размораживания рекуператора устанавливают байпас – обходной канал для движения приточного воздуха. При пропуске потока в обход устройства происходит прекращение теплоотдачи, нагрев теплообменника и переход наледи в жидкое состояние. Вода стекает в емкость сбора конденсата или происходит ее испарение наружу.
Принцип устройства байпаса несложен, поэтому при риске образования наледи целесообразно предусмотреть такое решение, так как отогрев рекуператора другими способами сложен и длителен
При прохождении потока через байпас отсутствует нагрев приточного воздуха посредством рекуператора. Поэтому при активации данного режима необходимо автоматическое включение калорифера.
Особенности различных типов рекуператоров
Существует несколько конструктивно различающихся вариантов реализации теплообмена между холодным и нагретым воздушными потоками. Каждый из них имеет свои отличительные особенности, которые определяют основное предназначение для каждого типа рекуператора.
В основе конструкции пластинчатого рекуператора лежат тонкостенные панели, соединенные поочередно таким образом, чтобы чередовать пропуск между ними разнотемпературных потоков под углом 90 градусов. Одной из модификаций такой модели является устройство с оребренными каналами для прохода воздуха. Оно обладает более высоким коэффициентом теплообмена.
Поочередный пропуск теплого и холодного потока воздуха через пластины реализуют за счет загиба краев пластин и герметизацией соединений полиэфирной смолой
Теплообменные панели могут быть выполнены из различного материала:
- медь, латунь и сплавы на основе алюминия обладают хорошей теплопроводностью и не подвержены ржавчине;
- пластмасса из полимерного гидрофобного материала с высоким коэффициентом теплопроводности обладают малым весом;
- гигроскопическая целлюлоза позволяет проникать конденсату через пластину и попадать обратно в помещение.
Недостатком является возможность образования конденсата при низких температурах. По причине небольшого расстояния между пластинами влага или наледь существенно увеличивают аэродинамическое сопротивление. В случае обмерзания необходимо перекрытие входящего потока воздуха для отогрева пластин.
Преимущества пластинчатых рекуператоров следующие:
- низкая стоимость;
- долгий срок службы;
- длительный период между профилактическим обслуживанием и простота его проведения;
- небольшие габариты и масса.
Такой тип рекуператора наиболее распространен для жилых и офисных помещений. Также его используют и в некоторых технологических процессах, например для оптимизации сгорания топлива при работе печей.
Барабанный или роторный тип
Принцип действия роторного рекуператора основан на вращении теплообменника, внутри которого расположены слои гофрированного металла, обладающего высокой теплоемкостью. В результате взаимодействия с выходящим потоком происходит нагрев сектора барабана, который впоследствии отдает тепло поступающему воздуху.
Мелкоячеистый теплообменник роторного рекуператора подвержен засорению, поэтому особенно внимательно нужно отнестись к качественной работе фильтров тонкой очистки
Преимущество роторных рекуператоров следующие:
- достаточно высокий КПД по сравнению с конкурирующими типами;
- возврат большого количества влаги, которая в виде конденсата остается на барабане и испаряется при контакте с поступающим сухим воздухом.
Этот тип рекуператора реже используют для жилых зданий при поквартирной или коттеджной вентиляции. Часто его применяют в крупных котельных для возврата тепла к печам или для обширных помещений промышленного или торгово-развлекательного назначения.
Однако у этого типа устройств есть существенные недостатки:
- относительно сложная конструкция с наличием подвижных частей, включающая электромотор, барабан и ременной привод, что требует постоянного обслуживания;
- повышенный уровень шума.
Иногда для устройств такого типа можно встретить термин “регенеративный теплообменник”, что более правильно чем “рекуператор”. Дело в том, что незначительная часть выходящего воздуха попадает обратно по причине неплотного прилегания барабана к корпусу конструкции.
Это накладывает дополнительные ограничения на возможность использования устройств такого типа. Например, в качестве теплоносителя нельзя использовать загрязненный воздух от печей отопления.
Система на основе трубок и кожуха
Рекуператор трубчатого типа состоит из расположенных в утепленном кожухе системы тонкостенных трубок небольшого диаметра, по которым происходит приток наружного воздуха. По кожуху производят вывод теплой воздушной массы из помещения, которая обогревает входящий поток.
Вывод теплого воздуха необходимо осуществлять именно по кожуху, а не через систему трубок, так как удалить конденсат из них невозможно
Основные преимущества трубчатых рекуператоров следующие:
- высокий КПД, благодаря противоточному принципу движения теплоносителя и поступающего воздуха;
- простота конструкции и отсутствие подвижных частей обеспечивает низкий уровень шума и редко возникающую необходимость в обслуживании;
- долгий срок службы;
- наименьшее сечение среди всех типов устройств рекуперации.
Трубки для устройства такого типа используют или легкосплавные металлические или, что реже, – полимерные. Эти материалы не гигроскопичны, поэтому при значительной разнице температур потоков возможно образовании интенсивного конденсата в кожухе, что требует конструктивного решения по его удалению. Еще одним недостатком является то, что металлическая начинка обладает значительным весом, несмотря на небольшие габариты.
Простота конструкции трубчатого рекуператора делает этот тип устройств популярным для самостоятельного изготовления. В качестве внешнего кожуха обычно используют пластиковые трубы для воздуховодов, утепленные пенополиуретановой скорлупой.
Устройство с промежуточным теплоносителем
Иногда приточный и вытяжной воздуховоды расположены на некотором расстоянии друг от друга. Такая ситуация может возникнуть по причине технологических особенностей здания или санитарных требований по надежному разделению воздушных потоков.
В этом случае используют промежуточный теплоноситель, циркулирующий между воздуховодами по изолированному трубопроводу. В качестве среды для передачи тепловой энергии используют воду или водно-гликолевый раствор, циркуляцию которого обеспечивают работой .
Рекуператор с промежуточным теплоносителем представляет собой объемное и дорогое устройство, чье применение экономически оправдано для помещений с большим площадями
В том случае, если есть возможность использовать другой тип рекуператора, то лучше не применять систему с промежуточным теплоносителем, так как она обладает следующими существенными недостатками:
- низкий КПД по сравнению с другими типами устройств, поэтому для небольших помещений с малым расходом воздуха такие устройства не применяют;
- значительный объем и вес всей системы;
- необходимость дополнительного электрического насоса для циркуляции жидкости;
- повышенный шум от работы насоса.
Существует модификация этой системы, когда вместо принудительной циркуляции теплообменной жидкости используют среду с низкой точкой кипения, например фреон. В этом случае движение по контуру возможно естественным образом, но только в том случае если приточный воздуховод расположен над вытяжным.
Такая система не требует дополнительных затрат электроэнергии, но работает на обогрев только при значительном перепаде температур. Кроме того, необходима точная настройка точки изменения агрегатного состояния теплообменной жидкости, которая может быть реализована методом создания нужного давления или определенного химического состава.
Основные технические параметры
Зная требуемую производительность системы вентиляции и КПД теплообмена рекуператора легко рассчитать экономию на обогреве воздуха для помещения при конкретных климатических условиях. Сравнив потенциальную выгоду с затратами на покупку и обслуживание системы можно обоснованно сделать выбор в пользу рекуператора или стандартного калорифера.
Часто производители оборудования предлагают модельную линейку, в которой вентиляционные блоки с похожим функционалом отличаются объемом воздухообмена. Для жилых помещений этот параметр необходимо рассчитывать согласно таблице 9.1. СП 54.13330.2016
Коэффициент полезного действия
Под коэффициентом полезного действия рекуператора понимают эффективность теплопередачи, которую рассчитывают по следующей формуле:
K = (Т п – Т н) / (Т в – Т н)
В которой:
- Т п – температура поступающего воздуха внутрь помещения;
- Т н – температура наружного воздуха;
- Т в – температура воздуха в помещении.
Максимальное значение КПД при штатной и определенном температурном режиме указывают в технической документации устройства. Его реальный показатель будет немного меньше.
В случае самостоятельного изготовления пластинчатого или трубчатого рекуператора для достижения максимальной эффективности теплопередачи необходимо придерживаться следующих правил:
- Наилучший теплообмен обеспечивают противоточные устройства, затем перекрестноточные, а наименьшую – с однонаправленным движением обоих потоков.
- Интенсивность теплообмена зависит от материала и толщины стенок, разделяющих потоки, а также от длительности нахождения воздуха внутри устройства.
Е (Вт) = 0,36 х Р х К х (Т в – Т н)
где Р (м 3 /час) – расход воздуха.
Расчет эффективности рекуператора в денежном эквиваленте и сравнение с затратами на его приобретение и монтаж для двухэтажного коттеджа общей площадью 270 м2 показывает целесообразность установки такой системы
Стоимость рекуператоров с высоким КПД достаточно велика, они имеют сложную конструкцию и значительные размеры. Иногда можно обойти эти проблемы установкой нескольких более простых устройств таким образом, чтобы поступающий воздух последовательно проходил через них.
Производительность вентиляционной системы
Объем пропускаемого воздуха определяется статическим давлением, которое зависит от мощности вентилятора и основных узлов, создающих аэродинамическое сопротивление. Как правило, точный его расчет невозможен ввиду сложности математической модели, поэтому для типовых моноблочных конструкций проводят экспериментальные исследования, а для индивидуальных устройств осуществляют подбор компонентов.
Мощность вентилятора необходимо выбирать с учетом пропускной способности устанавливаемых рекуператоров любых типов, которая в технической документации указана как рекомендуемая скорость потока или объем пропускаемого устройством воздуха за единицу времени. Как правило, допустимая скорость воздуха внутри устройства не превышает значения 2 м/с.
В противном случае на высоких скоростях в узких элементах рекуператора происходит резкий рост аэродинамического сопротивления. Это приводит к лишним затратам электроэнергии, неэффективном прогреве наружного воздуха и сокращения срока службы вентиляторов.
График зависимости потери давления от скорости потока воздуха для нескольких моделей рекуператоров высокой производительности показывает нелинейный рост сопротивления, поэтому необходимо придерживаться требований по рекомендуемому объему воздухообмена указываемых в технической документации устройства
Изменение направления потока воздуха создает дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому при моделировании геометрии воздуховода внутри помещения желательно минимизировать количество поворотов труб на величину 90 градусов. Диффузоры для рассеивания воздуха также увеличивают сопротивление, поэтому желательно не использовать элементы со сложным рисунком.
Загрязненные фильтры и решетки создают значительные помехи движению потока, поэтому их необходимо периодически прочищать или менять. Одним из эффективных способов оценки засоренности является установка датчиков, отслеживающих перепад давления на участках до фильтра и после него.
Выводы и полезное видео по теме
Принцип работы роторного и пластинчатого рекуператора:
Замер КПД рекуператора пластинчатого типа:
Бытовые и промышленные системы вентиляции с интегрированным рекуператором доказали свою энергетическую эффективность по сохранению тепла внутри помещений. Сейчас существует множество предложений по продаже и установке таких устройств как в виде готовых и опробованных моделей, так и по индивидуальному заказу. Провести расчет необходимых параметров и выполнить монтаж можно самостоятельно.
Если при ознакомлении с информацией появились вопросы или вы нашли неточности в нашем материале, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.
Наличие правильного воздухообмена является ключевым фактором комфорта в доме и здоровья домочадцев. И тогда сама собой напрашивается мысль о создании правильной вентиляции. В последнее время чего только нет на рынке климатического оборудования! Неподготовленному человеку трудно разобраться в том, что ему действительно
необходимо для создания комфортного микроклимата в квартире.
Давайте разберёмся, для чего служат, к примеру, приточные вентиляционные клапаны, приточные установки и рекуператоры.
Применяется в системах естественной и механической вентиляции. Клапан имеет защиту от насекомых, шума, пыли, от промерзания стены и выпадения конденсата, а также регулировку количества поступающего воздуха. Регулировать поток проходящего через клапан воздуха можно при помощи рукоятки на оголовке клапана или специального шнура, если клапан расположен высоко. На оголовке клапана расположена шкала, указывающая степень открытия клапана. Клапан имеет плавную регулировку вплоть до полного закрытия. КИВ-125 не требует никаких затрат электроэнергии.
Как он работает?
Существующая вытяжка (вентканалы, расположенные на кухне и в санузлах), удаляя отработанный воздух, создаёт разряжение в помещениях квартиры, и за счет этого разряжения в помещение через клапаны КИВ-125 поступает свежий наружный воздух.
Преимущества:
* Двойная очистка воздуха.
* Встроенный двухступенчатый керамический нагреватель — для вентиляции в холодное время года.
* Высокоэффективный вентилятор — для тихой работы (от 21 дБ) с минимальным потреблением электроэнергии.
* Производительность от 40 до 120 м 3 /ч
Рекуператор воздуха проветривает ваше помещение путем удаления старого воздуха и притока нового, очищенного фильтром, внутрь помещения. В процессе обмена воздуха происходит рекуперация, передача энергии от выходящего воздуха входящему. Этим рекуператор экономит энергию, затраченную на отопление зимой и кондиционирование летом.
* * * * *
Для эффективной работы приточного клапана или установки вытяжка должна быть активной.
Активная вытяжка - это любая стабильно работающая вытяжная система - механическая (с помощью вентиляторов) или естественная (вентканалы, расположенные на кухне и в санузлах). Для гарантированной работы вентиляции в квартире в любой сезон, независимо от этажа, рекомендуется устанавливать вытяжные вентиляторы
на кухнях и в санузлах.
Рекуператоры работают независимо от наличия вытяжных каналов. Мы помним, что в задачи рекуператоров, помимо притока свежего воздуха, входит выведение отработанного воздуха.
НО!
Естественная вытяжка есть в каждом доме. Именно поэтому, устанавливать рекуператоры в жилых помещениях, на наш взгляд, нецелесообразно
. Они, скорее, подойдут для помещений, в которых совсем нет вытяжки (гараж, сарай, кладовка и т.д.). Обещанная экономия электроэнергии — тоже спорный вопрос, поскольку объёма поступающего воздуха будет явно недостаточно - не более 40 м 3 /ч. А разве этого Вы хотели добиться, заботясь о проветривании своего дома? Да и подогрева воздуха в мороз Вы тоже не почувствуете.
Если Вам нужна действительная экономия
, то рекомендуем рассмотреть приточные клапаны КИВ-125. Производительность клапана зависит от создаваемого вытяжкой разряжения:
при разряжении 20 Па (создаёт механическая вытяжка) - 50 м 3 /ч;
при разряжении 10 Па (создаёт естественная вытяжка) - 35 м 3 /ч.
Если же Вам хочется большего притока свежего , очищенного и, при необходимости, ощутимо подогретого воздуха, стоит задуматься уже о приточной вентиляционной установке.
И ещё один немаловажный момент:
для наружного отверстия до 150 мм (которое необходимо для монтажа, например, КИВ-125 или iFresh) не требуется
(если здание не является объектом культурного наследия):
4.3.7.* Устройство систем кондиционирования и вентиляции без наружного блока с подачей воздуха через отверстие в стене диаметром до 0,15 м , скрытое заборной решеткой, допускается повсеместно (для объектов культурного наследия - по согласованию с КГИОП).
*Правительства города Санкт-Петербурга "Об утверждении правил содержания и ремонта фасадов зданий и сооружений в Санкт-Петербурге" (№1135 от 14.09.2006 г.)
Для монтажа рекуператоров требуется наружное отверстие большего диаметра — 180 мм .
Выбор наиболее подходящего прибора обусловлен необходимостью, предпочтениями пользователя и особенностями обслуживаемых помещений. Необходимо вычислить объем помещений квартиры или дома, определиться с собственными предпочтениями и получить хотя бы минимальную информацию относительно особенностей работы того или иного типа вентиляционных устройств.
Прежде всего, следует разобраться в параметрах прибора , сопоставить их возможности с другими устройствами и определить степень работоспособности в заданных условиях. Рассмотрим наиболее важные характеристики оборудования и их значимость для воздухообмена и микроклимата жилища в целом:
Производительность
Производительность - это количество воздуха, подаваемого прибором в единицу времени, обычно - в час. В данном случае указать производительность вентилятора, установленного в бризер, нельзя, так как прохождение потока сквозь фильтры существенно замедляет его скорость, соответственно снижая и производительность.
Необходимо рассматривать именно количество воздуха, непосредственно поступающего в помещение. Это важная величина, позволяющая определить возможности устройства.
Мнение эксперта
Федоров Максим Олегович
Человек нуждается в 30 м 3 /час свежего воздуха. По производительности, указанной в паспорте, можно вычислить, на сколько человек рассчитан данный прибор. Необходимо учесть, что все бризеры имеют несколько рабочих режимов, и на максимуме работают редко. Необходимо в качестве номинальной скорости принимать среднее значение.
Уровень шума
Работа вентилятора всегда сопровождается определенным звуком, который издает двигатель и лопасти. Кроме этого, которая также сопровождается шумами. Есть еще один источник - воздуховод, выходящий на улицу, служит проводником внешних звуков.
Все они, в сумме, образуют некий звуковой фон, сопровождающий работу устройства. Основной источник – электродвигатель , поскольку уровень шума меняется преимущественно при переключении режимов скорости.
Уровень шума указывается в паспорте. Он измеряется в децибелах и находится в диапазоне 20-50 дБ. Насколько это много, каждый судит по-своему, хотя на средней скорости шум обычно практически не слышен . В отличие от кондиционеров или стационарной вентиляционной системы бризеры практически бесшумны .
Нагреватель воздуха
Подача холодного воздуха снаружи в зимнее время быстро понизит температуру в помещении до совершенно неприемлемых значений. Если на улице -30°С, холодный поток сразу же спровоцирует образование конденсата, обледенение и прочие неприятности.
Некоторые модели бризеров не имеют нагревателя, что автоматически ограничивает возможности их эксплуатации только теплыми регионами. Для условий России годятся только приборы, имеющие в комплекте нагреватель воздуха.
Обычно устанавливается керамический элемент, не сжигающий кислород . Его мощности хватает на подъем температуры потока до 50°, что вполне приемлемо для отапливаемых помещений. Необходимо учитывать, что нагрев воздуха производится не для отопления квартиры или дома, а для сохранения уже существующего температурного баланса.
Фильтрация
Большинство приборов имеет многоступенчатую фильтрацию поступающего воздуха. Есть модели, в которых поток проходит последовательно 4 фильтра.
Всего используется 3 типа фильтров:
-
базовый (палевой). Останавливает частицы пыли, шерсти, тополиный пух, пыльцу растений и прочие достаточно крупные элементы, загрязняющие поток воздуха
-
НЕРА-фильтр . Состоит из волокнистого нетканого материала, уложенного в специальном корпусе в гармошку. Способен останавливать мельчайшие частицы микронного размера. Особенностью таких фильтров является увеличение эффективности очистки с возрастанием загрязнения фильтра, когда остановленные частицы сами начинают работать в качестве фильтрующих элементов
-
угольный фильтр . Способен останавливать запахи краски, растворителя, выхлопные газы автомобилей и т.п.
Способность фильтров производить качественную очистку по достоинству оценивается людьми, чувствительными к запахам, страдающими легочными заболеваниями или аллергиками. Благодаря тщательной фильтрации можно иметь чистый воздух, не открывая окна и не впуская в квартиру запахи, аллергены и пыль.
Система управления
Основное управление вентиляционными приборами производится с пульта дистанционного управления. Большинство бризеров не имеет другой возможности настройки, что некоторые пользователи считают заметным недостатком. Кроме того, существуют модели, имеющие возможность программирования на некоторое время вперед.
Самые современные образцы могут управляться со смартфона, для чего надо установить соответствующее приложение. Такой способ позволяет изменить режим работы, находясь в другой точке земного шара. Связь с устройством осуществляется по WiFi, хотя некоторые пользователи в отзывах сетуют на плохую связь с серверами.
Еще один вариант управления бризерами - подключение к системе умного дома . Прибор, встроенный в общую сеть, принимает сигналы или команды с датчиков температуры или СО 2 , изменяя режим подачи воздуха для качественной и оперативной регулировки тех или иных параметров микроклимата.
Преимущества и недостатки бризера перед климатическими системами
Климатические системы, в отличие от вентиляционных приборов, не обеспечивают воздухообмен. Специфика их действий заключается в создании нужной температуры воздуха, циркулирующего внутри помещений без обновления его объема.
В комнате может быть комфортная, прохладная температура и чистый воздух, но его состав вполне может быть далек от санитарной нормы - превышено содержание углекислого газа, вследствие чего самочувствие людей ухудшится, появится сонливость, вялость, ощущение разбитости.
Именно этим отличаются вентиляционные установки от климатических - обеспечением поступления свежего приточного потока , нормализующего состав воздуха и вытесняющего возникающие вредности. Когда перед пользователем возникает вопрос - как правильно выбрать бризер, следует сначала выяснить, что это такое.
Что такое бризер и как он работает?
Рассмотрим, что такое бризер, какой выбрать, плюсы и минусы, особенности конструкции устройства.
Бризер - это бытовой вентиляционный прибор, обеспечивающий принудительную подачу свежего воздуха в жилые помещения. Он состоит из корпуса с конструкционными элементами, воздуховода, проходящего через специально проделанное в стене отверстие, и внешнего декоративного колпака (им комплектуются не все модели, некоторые образцы приходится оформлять снаружи доступными методами).
Наружный воздух поступает в приемный патрубок и проходит внутрь корпуса. Там он последовательно пропускается через систему фильтров и нагреватель, после чего сквозь выпускную решетку, обычно расположенную на верхней или боковых сторонах корпуса, поступает в комнату.
Плюсы
Основным достоинством бризера является качественная очистка поступающего воздуха . Она позволяет производить проветривание помещений без необходимости открывать окна, что очень высоко ценится аллергиками или людьми, чувствительными к запахам. Кроме того, бризеры позволяют нормализовать работу , которые не могут работать с современными пластиковыми окнами, не пропускающими наружный воздух.
Работа естественной вытяжки рассчитана на поступление некоторого количества свежего воздуха через неплотности деревянных окон или дверей. Современные оконные и дверные блоки имеют качественный уплотнитель, герметично закрывающий все щели. Перепад давлений, необходимый для работы естественной вытяжки, отсутствует, поэтому нормальный воздухообмен становится невозможен.
Бризеры производят подачу приточного потока, что вновь запускает работу вытяжных каналов, организуя нормальный воздухообмен в помещениях.
Минусы
К недостаткам прибора можно отнести необходимость делать отверстие в наружной стене . Если понадобится изменить точку расположения прибора, отверстие придется делать в другом месте, а имеющееся - заделывать. Кроме того, для этого необходимо использовать специальное оборудование, а саму работу должен выполнять опытный специалист.
Недостатки бытового проветривателя
Проветривателями принято называть стеновые или оконные клапаны. Они выполняют почти те же функции, что и бризер или рекуператор, но имеют меньший набор возможностей или функционала.
Проветриватели не нуждаются в подключении к сетям электропитания, представляя собой обычные отверстия для поступления свежего воздуха, с регулируемой величиной прохода и наличием базовых пылевых фильтров.
Основной недостаток таких устройств состоит в отсутствии подогрева воздуха , что существенно меняет микроклимат и снижает уровень комфорта для людей. В зимнее время этот недостаток проявляется особенно заметно, образуется конденсат, наблюдается обледенение приборов.
Как выбрать между кондиционером и бризером
Выбор между кондиционером или бризером лежит в принципиальной плоскости, поскольку, при внешнем сходстве, работа этих приборов коренным образом отличается друг от друга.
Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Кондиционеры обеспечивают рециркуляцию внутреннего воздуха, охлаждая (или подогревая) его в соответствии с заданным режимом работы. Бризеры же подают в помещение наружный воздух, обеспечивая медицинскую норму состава внутреннего воздуха. Таким образом, кондиционеры меняют температуру, а бризеры - обеспечивают приточную вентиляцию.
Выбирая наиболее подходящий тип устройств, необходимо определиться, в каких функциях имеется необходимость. Если важно обеспечить качественный состав воздуха без пыли, аллергенов или дурных запахов, то необходимо выбрать бризер . В случаях, когда важно обеспечить прохладу в жарком помещении, приобретают кондиционер .
Что лучше - рекуператор или бризер?
Если возникает дилемма - рекуператор или бризер, что выбрать и почему, прежде всего следует прояснить для себя назначение этих устройств. Бризеры уже рассматривались выше.
Рекуператоры - это бытовые вентиляционные устройства, обеспечивающие подогрев свежего приточного воздуха с помощью тепловой энергии отработанного вытяжного потока. Принцип действия таких установок заключается в пропускании потоков воздуха через теплообменник. Проходя сквозь его пластины, теплый вытяжной воздух нагревает пластины, передающие энергию холодному приточному потоку, в результате чего в помещение поступает подготовленный м очищенный свежий воздух.
Производители позиционируют рекуператоры как оптимальное решение для дома, позволяющее экономить на обогреве. На практике все обстоит сложнее, поскольку диапазон допустимых температур ограничен -20°С, а у некоторых моделей -15°С. Рекордсменом является голландский рекуператор Brink, минимальной температурой для которого является +5°С. Для условий большинства регионов России это означает, что большую часть зимы прибор будет либо работать на пределе, либо вовсе простаивать.
Кроме того, судя по отзывам пользователей, в условиях квартиры в многоквартирных домах рекуператор бесполезен . Он не в состоянии справиться с давлением вентиляционных каналов, поэтому работает, практически не создавая полезного эффекта. Поэтому для пользователя не остается ничего другого, как выбрать бризер с наиболее удачными техническими характеристиками и получить качественный воздухообмен с заданными параметрами.
Недорогие модели
Специфика бытовых приточных установок такова, что приобретая недорогой бризер, пользователь чаще всего получает малоэффективное устройство, не способное в полной мере решить существующие проблемы.
Цены
Рейтинг бризеров, отличающихся высокими показателями эффективности и удачным набором функций, демонстрирует цены от 25 000 ₽ и выше . Речь идет о бризерах семейства Тион. Другие производители, выпуская приборы с меньшими эксплуатационными показателями, устанавливают цены от 30-35 000 ₽
Полезное видео
Идея не нова, но достаточно часто я к ней возвращаюсь и думаю реализовать у себя в доме. Посему утащил подробную статью в основном для себя, но, возможно, кому еще пригодится.
От себя замечу, что подобная система не только позволит охладить дом летом, но и подогреть его зимой. Без вентиляции жить нельзя. А если зимой затягивать в дом уже подогретый земляным теплообменником воздух, то и затраты на отопление снизятся. Особенно это актуально если у вас печное отопление или любой котел с открытым пламенем. Воздух для горения лучше для него забирать тоже с улицы предварительно подогрев. КПД вырастет значительно. Единственно у авторов не заметил решения вопроса с конденсатом. А он может быть в трубах теплобменника закопанных в землю. И желательно предусмотреть возможность удаление его самотеком с дренированием в почву. Как вариант часть трубы в нижней точке сделать из дренажной с перфорацией. Ну и трубу укладывать выше УГВ, дабы ее банально не затопило.
Природный рекуператор или бесплатный кондиционер для загородного дома
Охлаждение воздуха летом - одна из первостепенных задач домовладельца. Как использовать для этой цели энергию, окружающую нас, и сделать кондиционирование воздуха практически бесплатным, расскажет эта статья.
Значение вентиляции трудно переоценить. Мы не будем повторять то, что описано многократно и сосредоточимся на собственной задаче - охладить и освежить воздух в доме. Традиционные системы вентиляции могут быть достаточно дорогими при устройстве за счёт стоимости узлов и агрегатов, а также стоимости квалифицированных работ по монтажу.
В процессе эксплуатации они расходуют значительное количество электроэнергии, особенно для охлаждения воздушной массы, выделяют много тепла и создают шум. Система, описанная в этой статье, проста в монтаже, энергоэффективна, не требует специальных навыков и понятна на интуитивном уровне. Сразу стоит отметить, что за счёт простоты она обладает ограниченными функциями, однако предусматривает модернизацию на любом участке в любой удобный момент.
В нашем случае термин «рекуперация» - синоним слова «теплообмен», поэтому понятия «рекуператор» и «теплообменник» взаимозаменяемы. На физическом уровне процесс заключается в охлаждении/нагревании воздуха, в изменении его температуры за счёт расхода тепловой энергии, а затем смешивания. Как и почему это происходит, мы рассмотрим далее.
Стабильный источник энергии
Преследуя цель понижения температуры в помещении летом, разумно задать вопрос: «Куда отдать энергию нагретого атмосферного воздуха? Как его охладить?». Здесь на помощь нам приходят силы природы. Тот факт, что на определённой глубине температура грунта постоянна, будет нашим основным аргументом при обосновании энергоэффективности системы.
Грунт способен бесконечно обменивать энергию - охлаждать и нагревать любой носитель (воздух, воду), но только до собственной температуры на заданной глубине, которая остаётся постоянной благодаря относительной стабильности земного ядра.
Международная практика
Разумеется, мы далеко не первые, кто решил использовать бесконечную и бесплатную энергию Земли. В европейских странах, которые принято называть развитыми (Германия, Швеция, Бельгия и др.) используют эту энергию с начала прошлого века. Успехи, достигнутые на этом поприще, впечатляют.
Системы теплообмена воды ниже уровня земли называют «тепловыми насосами». Такие подземные и подводные устройства отапливают и охлаждают помещения всего дома. Разработаны стандартные проекты для любого здания и есть возможность перевести дом с традиционной (газовой, электрической) системы климатизации на тепловые насосы. Похожим, но более примитивным образом эту энергию используют и у нас, устраивая подземные хранилища продуктов (погреба).
Чем хорош природный теплообменник
В основе работы нашего рекуператора лежит тот же физический процесс, что и в тепловых насосах. Ориентируясь на экономию, мы используем этот принцип, подведя его под собственные нужды и местные реалии.
Задачи, которые может решить адаптированный автономный рекуператор:
Постоянное естественное проветривание при закрытых дверях и окнах.
Быстрая замена воздуха в помещении на свежий.
Охлаждение воздуха в помещении.
Подготовка воздушной смеси для последующих действий.
Преимущества:
Абсолютная экологичность. При монтаже и эксплуатации базовой системы не используются токсичные материалы и не происходят тепловые выделения в атмосферу.
Безопасность. В рекуператоре не используются электродвигатели (мощностью более 100 Вт), химические агенты, высокое напряжение.
Простота и дешевизна. Для принудительной вентиляции применяются только маломощные вентиляторы мощностью 100 Вт. Вентиляция проходит естественным путём.
При работе не сжигается кислород.
Низкий уровень шума.
Недостатки:
базовая система не предусматривает фильтрации, регулировки влажности, подогрева или иной обработки воздушной смеси (но допускает возможность установки соответствующего оборудования впоследствии).
Простая и понятная система
Автономный теплообменник для загородного дома - это система вентканалов, частично проложенная под землёй, включённая в цепь приточно-вытяжной вентиляции. Для того чтобы создать такой «кондиционер», не обязательно разбираться в тонкостях физических явлений. Достаточно просто знать, что это работает. Убедиться в этом можно, спустившись в жару в любой подвал, колодец или метро.
Принцип действия следующий:
Атмосферный воздух проходит по трубам, проложенным в грунте с постоянной температурой (как правило от +4 до +10 °С).
В подземной части прохладный грунт поглощает тепловую энергию нагретого воздуха.
Охлаждённый воздух по вентканалам доставляется в помещения дома.
Одновременно с этим вытяжной вентилятор удаляет из помещения насыщенную и нагретую воздушную смесь («старый воздух»).
По принципу сооружения такие системы делятся на два основных вида: трубные и бункерные.
Трубный - полностью состоит из труб. Конструкцию можно варьировать в зависимости от условий участка. Подойдёт в случае реконструкции дома без вместительного подвала, но потребуется провести много земляных работ.Бункерный или каменный - теплообменник представляет собой бункер, заполненный крупными камнями. Занимает меньше площади, чем трубный (можно устроить его в подвале дома). Требует наличия подвала или подземного помещения. Оптимальный вариант при новом строительстве.
Создаём внутреннюю систему вентиляционных каналов дома
В обоих случаях вентканалы внутри дома будут расположены примерно одинаково. Начнём с них.
Примитивная система приточно-вытяжной вентиляции представляет собой наружные и внутренние вентканалы, соединённые в одну сеть. Воздушные розетки расположены в верхних диагонально противоположных углах комнат. В одном - приток, в другом - вытяжка. В одноэтажном здании основные воздуховоды могут быть расположены в чердачном помещении. В двухэтажном здании приточные и вытяжные воздуховоды первого этажа будут проходить в коробах, вписанных во внутреннюю отделку, второго этажа - по чердаку. Расположение основных воздуховодов следует определять для каждого дома индивидуально, с учётом планировки (расположения стен и перегородок).Совет. Помещения, в которых рекомендована приточно-вытяжная вентиляция: гостиная, спальня, детская, кухня, столовая, кабинеты, кладовая, комнаты отдыха, спортзал. В ванных комнатах и санузлах - только вытяжная. Не нужна вообще в коридорах, тамбурах, холлах и лоджиях.
Правила расчета системы внутренних вентканалов:
Труба канализационная диаметром 250 мм для раздаточного приточного и объединённого отводного каналов. Ориентировочный расход - две длины дома + высота по верхнему перекрытию + 20%.
Труба канализационная (серая) диаметром 150 мм. Ориентировочный расход - трехкратная длина дома + 20%. Для двухэтажного дома с равной площадью этажей + 50%.
Крепёж для трубы (исходя из материала стен) из расчёта 1 шт. на 70 см.
Утеплитель (рулонная минеральная вата) - 1 рулон.
Пена, герметик, декоративные решётки.
Колена, ревизии, муфты (1 шт. на 70 см).
Внимание! Не используйте колена 90°, это затруднит проход воздуха и создаст шумы. Комбинируйте колена 45° (по примеру канализации).
Если предполагается устроить трубный рекуператор в одноэтажном здании, приточный канал будет выходить из-под земли в теплоизолированный короб снаружи здания и попадать на чердак. В двухэтажном лучше завести его в здание внизу первого этажа и установить внутренний вертикальный (раздаточный) канал, который затем будет заведён в чердачное пространство.При устройстве бункерного варианта в подвале здания вертикальный раздаточный канал будет выходить из бункера сразу в помещение. Возможно смонтировать его и снаружи.
Пример расчёта расхода материалов для устройства внутренних каналов дома
Возьмём в качестве примера одноэтажный дом с расчётной вентилируемой площадью 60 м2, который будет иметь примерно 100 м2 общей площади и ориентировочные размеры 8х12 м:
Труба 250 мм: 2 х 12 + 3 + 20% = 32 м.
Труба 150 мм: 3 х 12 + 20% = 43 м.
Крепёж: 32 + 43 / 0,7 = 107 шт.
Колена, ревизии, муфты - принять за 1 шт на 3 м: 32 + 43 / 3 = 55/3 = 20 шт.
Решётки: 8 шт. (по 2 на каждую комнату).
Выключатели: 4 шт.
Пена, герметик.Трубный теплообменник
Для того чтобы не усложнять расчёты математическими выкладками, мы предоставим данные уже проведённых испытаний в усреднённом виде, а точнее их итоги.
Основной принцип, который необходимо соблюдать при создании системы из труб - на одно помещение должна приходиться минимум одна труба подземного канала. Это облегчит работу вентиляторов за счёт атмосферного давления. Теперь осталось разместить необходимое количество труб в подземной части участка. Они могут быть заложены по отдельности или объединены в общий канал (250 мм).
В данном описании мы предлагаем учитывать не максимальную нагрузку, когда все помещения принудительно проветриваются одновременно, а усреднённую, которая будет подаваться при регулярном периодическом проветривании разных помещений (как и бывает в реальной жизни). Это значит, что нет необходимости выводить для каждой комнаты отдельный канал. Достаточно вывести на один общий 250 мм канал воздуховоды 150 мм из каждого помещения. Количество общих каналов принимаем из расчёта один канал на 60 м2.
Создаём рекуперационное поле
Рекомендуемая схема подземной части трубного теплообменника:Для начала нужно выбрать место залегания труб (рекуперационное поле). Чем больше протяжённость заложенных труб, тем эффективнее будет охлаждение воздуха. Следует отметить, что после проведения работ эту площадь можно использовать под посадку растений, ландшафтный дизайн или детскую площадку. Ни в коем случае не высаживайте на рекуперационном поле деревья:
Производим выемку грунта на глубину промерзания плюс 0,4 м.
Закладываем трубы 250 мм с шагом не менее 700 мм по оси.
Выводим воздухозаборники на высоту 1 м. Желательно, чтобы они находились в затенённом, но хорошо проветриваемом месте.
При помощи колен и переходников объединяем в общий канал 250 мм, который соединяется с системой вентиляции дома (см. выше).
Внимание! В подземной части используйте специальные грунтовые канализационные трубы с толстой стенкой. Их не нужно теплоизолировать, а просто засыпать грунтом, проливая водой. Допускается только бетонирование в случае необходимости.
Расчёт объёма работ и расхода материала:
За рекуперационое поле принимаем участок размером 15х6 м площадью 90 м2.
Объём грунта котлована при глубине промерзания 0,8 м будет: Vкот = (0,8 + 0,4) х 60 = 72 м3.
Объём траншеи шириной 40 см (10 м от дома): Vтр = 1,2 х 0,4 х 10 = 4,8 м3.
Общий объём земляных работ: Vобщ = Vкот + Vтр = 72 + 4,8 = 77 м3.
Отрезков по 15 м: Nотр = a / 0,7 = 6 / 0,7 = 9 шт., где а - ширина поля.
Общая длина труб: L = Nотр х 15 + 10 = 9 х 15 + 10 = 145 пог. м.
Расход колен, муфт, переходников принимаем 2 шт. х 15 м = 30 шт.
Совет. Чем глубже заложить теплообменник, тем эффективнее будет его работа. Допускается заложение более одного яруса.
На определённом месте роется котлован размером примерно 2х3х3 м. От места выхода общего канала системы вентиляции дома к котловану будущего резервуара устраивается траншея, в неё на глубину 140 см укладывается 250 мм труба, по которой охлаждённый воздух будет отводиться из бункера. По стене, к которой подошла траншея, до дна прокладывается вертикальная штроба под трубу диаметром 250 мм. Затем дно выкладывается кирпичом или бетонируется. Дно воздушного резервуара должно быть глубже уровня промерзания грунта минимум на 1 метр.
Внимание! После устройства дна бункера следует заложить отводную трубу 250 мм.
Начало отводной трубы выступает от стены на 1/3 расстояния до противоположной стенки и обкладывается защитой из кирпича. На входное отверстие устанавливается защитная решётка.
Заполняем резервуар
Стены лучше выложить из кирпича или отлить из бетона (без шлака!), т. к. эти материалы лучше остальных проводят температуру. Шлакоблок не подойдёт из-за своих теплоизоляционных свойств. Стены и дно должны быть тщательно гидроизолированы (рубероид) снаружи и оштукатурены изнутри во избежание проникновения органики или влаги. Высота стен - до уровня земли минус 20 см. Вверху любой стены устраивается вводное отверстие и устанавливаются воздухозаборные трубы. Для облегчения работы вентиляторов рекомендуем установить 3 шт.
После того, как затвердеет раствор, бункер необходимо заполнить крупным камнем-галькой. Размер от 200 до 450 мм в диаметре. Камень должен быть чистым от органики, промытым.
Резервуар накрывается «крышкой» из сплошного дощатого настила на деревянных балках, покрывается гидроизоляционными материалами. Сверху укладывается дёрн. Затем отводная труба подсоединяется к системе вентиляции дома (к общему вентканалу) и производится обратная засыпка.
Расчёт объёма работ и расхода материалов:
При размерах воздушного резервуара 2х3 м и глубине 3 м объём грунта (земляных работ и камня для заполнения) составит: V = 2х3х3 = 18 м3 + Vтр = 22,8 м3.
Объём кирпичной кладки: Vклад = Sстен + Sдна х 0,125 = ((2х3) х 2 + (3х3) х 2 + 2х3) х 0,065 = 36 х 0,065 = 2,34 м3.
Общая длина трубы (10 м от дома): L = (10 + 3) + 10% = 15 м.
Кол-во колен - 6 шт.Бункерный теплообменник
Если в доме есть незанятые подвальные помещения, их можно также использовать для устройства бункера (воздушного или теплообменного резервуара) для каменного теплообменника. Его действие основано на энергоёмкости камня - он постепенно набирает температуру окружающей среды и балансирует поток проходящего воздуха. При отсутствии свободного места в подвале, бункер можно устроить на участке вне дома.
Стоимость камня для заполнения резервуара может изменяться в зависимости от региона строительства.
Как видно из расчётов, окончательная стоимость кондиционирования 1 м2 у обоих вариантов различается. Основной фактор выбора - уровень залегания грунтовых вод. Если он высокий, менее 3 м, то построить бункерный теплообменник не получится. Трубный подойдёт даже с УГВ 1,5 метра.
Установка вентиляторов
Приведённая здесь система предусматривает синхронную работу двух канальных вентиляторов - приточного и вытяжного - установленных в каждой воздушной розетке комнаты. Это даёт возможность быстро доставить прохладный свежий воздух в помещение и удалить нагретый. Для эффективного проветривания достаточно мощности вентиляторов 100 Вт каждый. При выборе вентилятора обратите внимание на уровень шума при его работе.
Примерная стоимость эксплуатации
Если проветривать каждую комнату трижды в течении суток по 20 минут, то получаем 1 час работы 8-ми вентиляторов по 0,1 кВт. Это менее 1 кВт/час в сутки. В месяц - 30 кВт. При цене 5 руб/ кВт это составит 150 руб./месяц.
Срок эксплуатации рекуператоров и вентканалов дома ограничен сроком службы материала. Для подземных элементов - от 50 лет, для внутренних - неограничен.
Система не требует обслуживания (кроме вентиляторов - раз в 5 лет).
Перспективы
Описанная схема может стать основой более сложной системы кондиционирования. В неё можно постепенно включать дополнительные элементы - фильтры, тены подогрева и охлаждения, более мощные вентиляторы, блоки автоматического управления и другие. Подготовленная под землёй воздушная смесь имеет стабильную температуру не только летом, но и зимой, поэтому может быть использована и для отопления.
05.05.2016 11:46
