Что такое рекуператор и где он применяется?

Знать, что такое рекуператоры, где они применяются, для чего нужны и как их выбирать, очень полезно всякому хозяину дома. Важно изучить их основные типы и обзор моделей, особенности гликолевого и трубного рекуператоров. Также стоит обратить внимание на то, чего они позволяют добиться, и какие есть тонкости в применении такой техники.

Главная характеристика такого устройства, как рекуператор, состоит в том, что это теплообменник, выполненный по поверхностной схеме. Суть очень проста: тепло, которое уносят с собой выходящие наружу газы, частично сохраняется и может быть применено повторно. Оно возвращается через специальную стенку, которая отделяет поток газа от основной массы воздуха в устройстве. Разница, по сравнению с регенераторами, состоит в том, что изменения расположения потоков не происходит.

Ничего особенно сложного в рекуператорной технике нет. Прибор устроен таким образом, чтобы поступление свежего воздуха и его вытяжка происходили бы одновременно и параллельно друг с другом. Отработанный при циркуляции и успевший нагреться воздух втягивается в канал при помощи вентилятора. Дальше по схеме работает теплообменник. Преодолев его, воздушный поток выбрасывается на улицу.

Одновременно с этим эффект обратной тяги всасывает внутрь помещения свежий прохладный воздух. Действие рекуператора при прохождении потока по другим его частям выражается как раз в повышении температуры за счет теплообмена. Непрерывно движущиеся, но не пересекающиеся между собой воздушные потоки гарантируют результативность рекуперации на уровне 90% как минимум. При этом достигается:

• улучшение вентилирования комнат и других помещений;
• эффективная подача свежего воздуха;
• оптимизация его температуры;
• выработка оптимального микроклимата для постоянного нахождения людей и для их работы.

Современные рекуператоры работают эффективно и надежно. Они гораздо лучше выполняют свои задачи, чем типовая приточно-вытяжная вентиляция. Как в зимнее, так и в летнее время микроклимат в помещении окажется гораздо ближе идеалу. Тот же результат могут обеспечивать, конечно, усовершенствованные батареи и калориферы — однако из-за них чрезмерно сильно тратится энергия. В реальности все не так просто.

К примеру, достоинства рекуператоров раскрываются в достаточной степени только в крупных домах. Лишь там можно, не теряя высоты потолков, проложить воздуховоды во все положенные места. Серьезным минусом в любом случае является цена. Безусловно, есть и относительно дешевые рекуперационные установки. Однако они охватывают максимум 1 или 2 комнаты, да и не всегда работают достаточно эффективно.

Внутри рекуператора работают непрерывно вентиляторы, которые по определению издают характерный звук. Шум создает и воздушный поток, как при перемещении по трубам, так и при выходе в помещение на точках сброса. Звук становится сильнее по мере эксплуатации, ведь внутри рекуператора оседает пыль и другие частицы. Фильтры устройства придется менять весьма часто, особенно в кухнях. Жировые и другие загрязнения могут за несколько лет вывести устройство из строя, и потому рекуператор обязательно оснащают сразу несколькими фильтрационными системами.

Налаживание вентиляции и кондиционирования через общую систему означает, что все здание будет жить по одним правилам. В большинство систем невозможно встроить блоки управления температурой. А это значит, что в одних комнатах конкретным людям может быть холодно, а в других — жарко. Да, есть рекуператоры, которые не имеют такой проблемы, однако, они стоят существенно дороже продукции массового класса.

Именно этот формат рекуператоров пользуется огромной популярностью. Они сравнительно просто устроены и стоят недорого. Однако эти достоинства изрядно омрачаются тем, что у большинства моделей КПД не превышает 50%. Такой показатель очень мал по современным меркам. Зато воздушные потоки гарантированно изолированы друг от друга, и перемешивание противонаправленных потоков не происходит. Для передачи тепла используются специально сконструированные алюминиевые пластины (отсюда и название). Пластинчатая схема заставляет отводить дренаж, что провоцирует иссушение воздуха.

Для северных и центральных районов России профессионалы однозначно не рекомендуют использовать подобные устройства, поскольку они очень плохо переносят множество циклов заморозки и разморозки. Такие аппараты могут устанавливаться в настенном формате — если только позволяет прочность несущей стены. Отдельно стоит сказать про так называемый перекрестноточный подтип. Он еще именуется рекуперативным теплообменником. Подобные системы можно собрать своими руками из отдельных элементов.

Подобные аппараты (их еще называют ротационными) гораздо эффективнее, чем работающие за счет пластин; КПД достигает примерно 81%. Стоимость их довольно велика. Зато, даже если уличный воздух охлажден до — 28 градусов, внутри рекуператора он будет прогрет до + 14 градусов. Внутри устройства находится специальный крутящийся барабан, который изготавливают из фольги. Этот барабан как раз и отвечает за подогрев притока; роторные аппараты не имеют циклов оттаивания и не имеют потребности в отводе конденсата.

Этот вид бытовых рекуперационных систем используется в связке с канальными комплексами вентиляции. По умолчанию в нем уже есть фланцы для эффективного подключения. Также предусматривается наличие дренажного поддона. При выборе такой техники очень важную роль играет точный расчет, поскольку погрешности при определении необходимых параметров грозят обмерзанием. В таком случае потребуется использовать байпас.

Современный трубный рекуператор устроен примерно по той же схеме, что и коаксиальный воздуховод, подключаемый обычно к газовому котлу. В системе предусматриваются внутренний и наружный выводы. По первому каналу воздушные потоки идут в промежутке, отделяющем корпус от внутренней трубы. Выброс разогретого отработанного воздуха происходит через патрубок более мелкого диаметра. Стенки этого патрубка и используются для теплообмена.

Во многих случаях применяют керамические рекуператорные установки. Их серьезной проблемой, однако, является малая плотность. Керамическое оборудование более громоздкое, чем его металлические аналоги. Коэффициент теплопередачи у него меньше.

Использование промежуточного теплоносителя — достаточно перспективная во многих случаях инновация. Чаще всего такие рекуператоры работают на гликолевых составах. Важная особенность состоит в том, что могут быть соединены приточный и выбрасывающий воздух наружу контуры. Такие комплексы часто применяются для модернизации уже существующих вентиляционных систем. Их можно использовать как в домашних контурах вентиляции, так и для поддержания микроклимата в заводских цехах, на складах и других обширных площадях; мощность варьируется от 500 до 150000 м3 воздуха.

Но и на этом перечень возможных типов далеко не заканчивается! Так, продвинутым оборудованием эксперты заслуженно считают полимерные мембранные рекуператоры. Роль мембран та же самая, что и у традиционных металлических стенок — пропуск тепла. Справляются они с подобной задачей как минимум не хуже. Важными свойствами мембранной техники являются:

• сравнительная простота исполнения;
• общая надежность конструкции;
• легкость ухода за системой;
• возможность работы без подключения к электросети;
• пересушивание воздуха (что обычно решается за счет оснащения увлажнителем).

Существуют также устройства ромбической формы. Их изготавливают из алюминия в чистом виде или с эпоксидным слоем. Пластины в этом случае имеют гладкую поверхностную форму. Подобное решение отлично подходит для отвода воздуха от электроники. Стоит обратить внимание и на противоточный вариант оборудования. Внутри таких теплообменников движение разогретого и холодного вещества происходит по встречным траекториям. Внутренние каналы на вход и на выход расположены параллельно. При близком контакте производится теплообмен; охлаждающий агент прогревается, а другой поток становится холоднее. В идеале значения температур изменятся по сравнению с исходными точно до наоборот; к примеру, если изначально были два воздушных потока (+10 и — 15 градусов), то когда система отработает, это будет уже — 15 и + 10 градусов соответственно.

Некоторые производители поставляют реверсивный рекуператор. Обычно это просто проветриватель с одним каналом. Через заданный промежуток времени (чаще всего 70 секунд) направление потока меняется.

Часть производителей старается держать в своем ассортименте оконный вид проветривающих аппаратов. Их использование целесообразно в любом помещении, где установлены герметичные окна, не позволяющие обеспечить естественную микровентиляцию на должном уровне. Подобное оборудование поставляет, к примеру, один из ведущих поставщиков продвинутых деревянных окон в мире — финская компания Skaala. Для бытовых целей, впрочем, чаще приобретают мини конструкции, позволяющие экономить много полезного места. Отдельно стоят рекуператоры с водяным подогревом циркулирующего воздуха; дополнительное тепло в этом случае берут от отопительной системы.

Как для городских, так и для загородных домов оптимально использование пластинчатых устройств. Они, как и трубчатые аппараты, имеют сравнительно небольшой КПД, однако, зато минимизируется шум и исключается необходимость подключения к электросети. Отличающиеся большей эффективностью роторные конструкции зависимы от электроснабжения и состоят из множества составных компонентов. Зато можно очень тонко регулировать все рабочие параметры. Для типового городского жилья критически важны размеры техники, и очень правильное решение — использовать самые компактные устройства.

Хорошим их образцом заслуженно считаются приточно-вытяжные клапаны либо приточно-вытяжные рекуператоры. Обязательно необходимо учитывать и мощность, то есть производительность аппарата. Чем крупнее помещения, тем сильнее, должна быть техника. Предварительный расчет выполняется по формуле Q = 0,335 x L x (T1 – T2), где переменными являются:

• величина воздушного притока, необходимая для нормальной активности человека (в жилье она принимается равной 60 м3);
• температура воздуха после окончания рекуперации (она же Т1);
• температура воздуха, когда рекуперация окончена (она же Т2).

Для оценки исходят из минимальной температуры по данным наблюдений за последние 5 лет в конкретном месте. Лучше, впрочем, сделать запас в 5 — 7 градусов в обе стороны. Если рекуператор не будет основным средством обогрева помещений, то его характеристики надо подбирать индивидуально. В этом случае правильнее всего обратиться к специалистам, которые точно смогут рассчитать все без ошибок. Если же нужно приобрести недорогой аппарат с эффективным прогревом или охлаждением воздуха, с минимальным пневматическим сопротивлением и длительным периодом службы, то наиболее оправдан будет пластинчатый тип с оребрением.

Входящие в состав такого рекуператора тонкостенные панели производят с применением высокочастотной сварки. Ребра сваривают поочередно, разворачивая их на 90 градусов. Оребренные модели сравнительно легки и невелики по размеру. Они практически не подвержены накоплению шлаков. Стоит также отметить такое преимущество, как отменная термопластичность. Теплообменник из керамики отлично накапливает тепло и отдает его долгое время. Влажность практически не оказывает на него воздействия. Так как структурно он выполнен подобно пчелиным сотам, площадь контакта с внешней средой максимальна. Однако нагрев керамики занимает много времени (что является оборотной стороной большой тепловой инерции).

Отработавший в помещении воздушный поток передает тепло пластинам. Они, в свою очередь, прогревают свежий приток. Пластиковые конструкции начали использоваться только совсем недавно, и даже профессионалы пока не могут их достаточно полно охарактеризовать. Ясно только, что у такого оборудования вполне доступная цена. Целлюлозные теплообменники могут уверенно работать при средней и слабой влажности, регулируют ее уровень; однако при охлаждении ниже — 50 градусов и при сильном увлажнении возникают проблемы.

Простейшие (бюджетные) приточные рекуператоры могут устанавливаться под подоконник. Труба пропускается наружу и оснащается решеткой. Такие конструкции отлично подходят для регулирования воздушных потоков. Важно оценивать еще и доступные режимы:

• переключение на зимнюю или летнюю программу;
• высокоэффективная фильтрация;
• усиленный прогрев притока;
• автоматическая работа;
• ступенчатое изменение скорости кручения вентилятора;
• отслеживание качества воздуха по разнообразным датчикам;
• управление со смартфонов (планшетов) и персональных компьютеров.

Необходимо также учитывать формат и предназначение помещений. Например, в спальнях и гостиных лучше всего подойдет приток воздуха. А вот для кухни и гигиенических помещений наиболее ценна вытяжка отработанных масс. Это обстоятельство позволит оценить оптимальные характеристики конструкции. В офисных и служебных зданиях, на профессиональной кухне на первый план выходит избыточное выделение тепла; в спортзалах приходится бороться с усиленным распространением влажности.

В частных жилищах можно вообще не усложнять себе жизнь, ограничившись выбором простейших пластинчатых систем. Для квартир они тоже подойдут, однако, надо обращать внимание на несущую способность стены. Лучше всего ориентироваться на реверсивные аппараты.

Площадь — еще один немаловажный критерий. Она влияет на оптимальную мощность и пропускные свойства оборудования. Чрезмерно мощный аппарат окажется только источником неоправданных расходов. Кроме часовых затрат воздуха на 1 человека или 1 м2 необходимо принять во внимание показатель диоксида углерода. Наконец, придется решить, будет ли теплообменник закреплен на стене, поставлен на пол или смонтирован на крышу.

Выбирая модели российского производства, надо обращать внимание прежде всего на:

• Vakio;
• Tion;
• Breezart;
• Zilon.

Из иностранных фирм стоит отметить:

• Turkov;
• Royal Clima;
• Soler end Palau;
• Blauberg;
• Vaillant;
• GlobalVent;
• Maico;
• Mitsubishi Electric;
• Behtc Vents.

О том, что такое рекуператор и как он работает, смотрите в следующем видео.