Рекуператор для частного дома: все плюсы и минусы

Конструкции бытовых рекуператоров

Рекуператор воздуха для квартиры и/или дома – это несложный конструктивно, но очень ответственный узел системы вентиляции, поэтому к нему предъявляется ряд обязательных потребительских требований:

• компактность;
• безопасность при работе;
• теплостойкость;
• удобство монтажа, текущего обслуживания и ремонта.
• стабильность функционирования.

Серийно выпускаемые воздушные рекуператоры для вентиляции подразделяются на следующие типы:

• стальные роторного типа, в которых теплообмен происходит вследствие непрерывного вращения алюминиевого ротора, расположенного внутри корпуса. Скорость вращения (а, следовательно, и интенсивность рекуперации) можно регулировать изменением скорости такого вращения.
• стальные пластинчатого типа, с теплообменником, в котором используются сменные кассеты из целлюлозы: это обеспечивает управление показателями влажности в помещениях.
• из огнеупорного фасонного кирпича (или керамики): при повышенной габаритности, они отличаются высокой стабильностью процесса теплообмена, поэтому пригодны для использования в условиях высоких температур дымовых газов.
• стальные трубчатые: отличаются повышенной громоздкостью, но хорошо функционируют в условиях сложных систем приточно-вытяжной вентиляции двух- и трёхэтажных частных домов.

Рекуператор – как для системы вентиляции частного дома, так и для подогрева воздуха — можно изготовить и своими руками. Проще всего сделать пластинчатый рекуператор, при этом в качестве материала пластин применяют алюминий (при температурах дымоотводных газов до 300С) или сталь марок 12ХМ или 15МХ, теплостойкость которых составляет 550…600С. Для кладки кирпичных рекуператоров используют шамот.

Какие бывают рекуператоры?

Назначение у всех типов рекуператоров одинаковое, но вот технология теплообмена значительно отличается. По методу передачи тепла рекуператоры различают:

• пластинчатые;
• роторные;
• с этиленгликолем.

Устанавливаться оборудование может как в стене, так и на крыше. Кровельные устройства имеют другое строение, но принцип работы остается прежним.

Пластинчатые

Пластинчатый рекуператор и схема его работы

Самым популярным типом устройств считаются пластинчатые рекуператоры. Теплообменником выступает слоенная кассета из металла с высоким показателем теплопроводности. Каналы расположены так, что приточные и вытяжные потоки воздуха не контактируют между собой, а происходит процесс передачи тепла через металлические пластины. Фильтры способствуют проникновению чистого воздуха в квартиру, а система отвода конденсата обеспечивает сток влаги.

Пластинчатые рекуператоры обычно довольно компактные, и подходят для установки в любом помещении.

Роторные

Роторный рекуператор для вентиляции квартиры изготавливается из гофрированной стали

Механизм теплообмена в устройствах данного типа сложнее предыдущего, поэтому размеры роторных рекуператоров значительно больше, как и производительность. Для работы устройства необходимо движение приводных роторов, поэтому потребляет оборудование больше электричества. Ротор изготавливается из гофрированной стали.

Входящие и исходящие потоки воздуха могут смешиваться, если система не оборудована дополнительной вытяжкой. Скорость вращения вентилятора может регулироваться, в таких случаях можно увеличить или уменьшить подачу воздуха.

Рекуператор с этиленгликолем

Третий тип устройств использует еще один теплоноситель, которые значительно повышает производительность оборудования.

Рекуператор пластиковый с этиленгликолем.

Гликолевые рекуператоры имеют два теплообменника, по которым циркулирует водно-гликолевый раствор. Вещество обладает высоким показателем теплоемкости. Сохраняет намного больше тепла, чем металлические кассеты. Если климат местности слишком холодный, вместо этиленгликоля можно использовать антифриз.

Монтаж гликолевых приборов — процесс сложный, поэтому используется преимущественно на больших территориях, циркуляция воздуха на которых будет происходить намного быстрее.

Крышные рекуператор воздуха

Система приточно-вытяжной вентиляции с выходом на крышу применяется в зданиях с большой площадью как склады, цехи, супермаркеты и другие. Такие устройства называют кровельными рекуператорами. Монтаж и эксплуатация рекуператоров простые. Стоимость такой вентиляции не должна превышать пластинчатой системы, принцип действия которых аналогичен.

Приточная вентиляция в частном доме.

Достоинством данного типа выступает хорошая шумоизоляция, поскольку выход наружу находится на крыше здания. В квартире крышный рекуператор установить невозможно, поэтому он используется только в частной собственности.

Чтo нeoбxoдимo yчитывaть в paбoтe paзличныx мoдeлeй oбopyдoвaния

Каждая система рекуперации воздуха для частного дома имеет свои сильные стороны и области применения.

Система вентиляции в частном доме с рекуперацией включает в себя не только поддержание температурных и влажностных показателей, но и устранение неблагоприятных запахов. На рынке представлен разнообразный выбор моделей, которые отличаются функциональными особенностями и способом установки.

Например, вытяжка, установленная в вентиляции, позволяет удалять копоть, запахи и жир. Таким образом, в помещение поступает чистый воздух, а на мебели не оседает жирная пыль. Такие условия благотворно влияют на наше самочувствие и облегчают уборку.

Пластинчатый теплообменник

Конструкция теплообменника такова, что потоки воздуха не смешиваются благодаря металлическим пластинам, разделяющим потоки воздуха. Это простое техническое решение обеспечивает более эффективный теплообмен. Строительство таких устройств не требует больших инвестиционных затрат. Благодаря отсутствию движущихся частей, такое устройство будет работать относительно долго. В настоящее время эффективность таких устройств достигает 60-65%.

Рекуператор жидкости в офисном здании

В данном типе оборудования смешивается небольшая часть воздушных потоков, так как воздушные потоки изолируются щетками с мелкими щетинками. Роторная система занимает большую площадь, чем пластинчатая, но при этом обладает высокой эффективностью (до 86% в лучших моделях). Вращающаяся крыльчатка и приводящий ее в движение ремень снижают общую надежность устройства и увеличивают энергетические затраты на регенерацию.

Схема регенерации жидкости для офисного помещения

Эти модели стоят дорого и не имеют более высокого КПД, чем аналогичные устройства. Основным положительным отличием является возможность размещения отдельных блоков на большом расстоянии друг от друга. Поэтому жидкостные охладители в основном используются в больших коммерческих зданиях. В частных домах для рекуперации воздуха в доме обычно используется пластинчатый или лопастной рекуператор.

Бризер 

Система рекуперации воздуха для частного дома и охладитель различаются по своему назначению. Назначение охладителя – нагревать воздух. В нем отсутствует процесс теплообмена, поэтому для повышения температуры воздуха требуется много электроэнергии.

Компактная модель рекуператора

Данная модель представляет собой рекуператор типа местной вентиляции в односемейном доме. Стоит подумать о его использовании. Компактные модели могут быть установлены в стенах различных помещений. Они работают отдельно, поэтому их не нужно подключать к центральной установке, которая задает и контролирует все устройства.

В таких моделях два воздушных потока движутся синхронно друг с другом благодаря встроенным вентиляторам. Изменение эффективности работы осуществляется с помощью пульта дистанционного управления. В ночное время устройство можно переключить в бесшумный режим.

Для предотвращения замерзания предусмотрены специальные каналы, по которым проходит часть теплого воздуха. Однако эта защита действует только до температуры -15ºC. Активация режима вытяжки помогает удалить иней и лед с поверхности теплообменника. В этом режиме также удается очистить воздух в помещении от удушливого дыма и других примесей.

Встроенный фильтр защищает от проникновения загрязняющих веществ извне: его ячейки имеют такой размер, что не блокируют поток воздуха, но препятствуют проникновению насекомых и растительного помета. На внутренней стороне рекуператора имеется съемная крышка для обслуживания.

Что лучше для квартиры: бризер или рекуператор

Для квартиры больше подойдёт бризер, так как в многоквартирных домах организована вытяжная вентиляция и дополнительные вытяжные устройства не требуются. Поэтому здесь лучше сделать упор на приток воздуха, а бризеры как раз обеспечивают больший приток, чем рекуператоры.

Отопление в квартирах обычно хорошо работает, и пользователи бризеров чаще всего включают подогрев приточного воздуха до +10 °C — уличный воздух равномерно смешивается с воздухом помещения и температура в комнате остаётся комфортной. При этом затраты на электричество остаются невысокими.

В городах чаще всего загрязнённый воздух — много транспорта и промышленных предприятий поблизости. Бризеры помогут тщательно очистить воздух от загрязнений.

Типы конструкций

Роторный рекуператор и схема его работы

Конструктивно рекуператор представляет собой прямоугольный, квадратный или круглый блок, с обеих сторон которого располагаются отверстия для ввода приточного и вытяжного вентиляционного канала.

В зависимости от конструкции блока и его составных элементов рекуператор подразделяется на следующие типы:

• Роторный — устройство с вращающимся ротором в корпусе из нержавеющей или оцинкованной стали. Вращение ротора вокруг горизонтальной оси происходит за счёт подачи электропитания. Рабочими элементами являются алюминиевые гофрированные ленты, намотанные на специальный вал. В процессе вращения пластины соприкасаются с тёплым и холодным потоком воздушной массы. КПД роторного рекуператора — до 85%. Одни из главных недостатков устройства — это большой размер и наличие движущихся элементов, которые изнашиваются и требуют периодической замены.
• Пластинчатый — наиболее популярный тип рекуператоров. Состоит из тонких панелей, соединённых и аккуратно уложенных друг на друга с небольшим вентиляционным зазором. Металлические панели нагреваются за счёт тёплого воздуха, который проходит сквозь устройство. Панели путём теплообмена передают накопленную энергию холодному потоку. КПД устройства — 40–65%. Отличаются высокой надёжностью и возможностью работы без затрат электроэнергии.
• Трубчатый — устройство, состоящее из металлических трубок диаметром до 10 мм, скомпонованное в цилиндрический воздуховод. По принципу работы аналогично пластинчатому рекуператору. Нагретый отработанный воздух проходит по трубкам, отдавая часть тепловой энергии, а холодный воздух, перемещаясь в пространстве между трубками, забирает часть тепла. За счёт простой конструкции рекуператор имеет высокую надёжность и занимает мало места.
• Рециркуляционный водяной — устройство с промежуточным теплообменником в виде жидкости. Обычно, используется дистиллированная вода или антифриз. В отличие от остальных типов циркуляционный рекуператор имеет более сложную конструкцию. Жидкость циркулирует по каналам между вытяжным и приточным каналом за счёт нагнетающего насоса. КПД рекуператора — до 65%.

В общественных помещениях большой площади применяются крышные рекуператоры воздушного потока, которые устанавливаются в существующую систему вентиляции. КПД крышного рекуператора не превышает 65–68%, но из-за малых габаритов и высокой надёжности устройство идеально для использования в загромождённых помещениях. Для работы в условиях жилого дома и квартиры не подходит.

Альтернативное решение

Чтобы организовать подачу достаточного объёма свежего воздуха в любое время года, в частных домах можно использовать системы приточной вентиляции, например, приточно-очистительные комплексы или бризеры. Бризер — это устройство, которое подаёт воздух с улицы, очищая и нагревая его до заданной температуры.

Бризеры лишены недостатков, которые есть у рекуператоров воздуха. Среди особенностей бризеров:

• Высокая производительность. Бризеры подают в помещение от 30 до 200 м³ воздуха в час. Флагманские модели обеспечивают воздухом 4–5 человек, одновременно находящихся в комнате. Бризеры всё время работают на приток, тогда как рекуператоры только половину времени подают воздух в помещение, а вторую половину — вытягивают отработанный воздух.
• Подача воздуха комфортной температуры в любое время года. Когда температура воздуха на улице сопоставима с комнатной, бризер подаёт воздух без подогрева, а когда температура понижается, можно включить нагрев и добиться комфортной температуры. Таким образом, в помещение подаётся воздух контролируемой температуры, вне зависимости от погоды и времени года.
• Прибор не промерзает при морозе. Благодаря оснащению PTC-нагревателем и надёжной теплоизоляции, бризер не покрывается наледью и корректно работает даже при сильных морозах.
• Менее заметный шум при большей производительности. В зависимости от модели и скорости подачи воздуха, уровень шума от бризера на самой ходовой, 3 скорости составляет от 24 до 39 дБ. На этой скорости приборы подают достаточный объём воздуха для двух человек — 60 м³/час или более, при этом от бризера исходит мягкий и равномерный шум, без прерываний и щелчков.
• Многоступенчатая и тонкая фильтрация воздуха. Бризеры оснащены 2–4 фильтрами, которые очищают уличный воздух от пыли, пуха, пыльцы и тонкодисперсных частиц. Кроме того, бризеры оснащаются угольными фильтрами, которые нейтрализуют неприятные запахи и выхлопные газы.
• Нет конфликта с вытяжкой и риска образования «обратной тяги». Бризеры стимулируют работу вытяжки и предотвращают «опрокидывание» тяги, при которой отработанный воздух может быть вытянут обратно в помещение. Активный приток воздуха от бризера усиливает тягу в вытяжных каналах и подталкивает в них отработанный воздух вместе с излишками углекислого газа.
• Невысокая стоимость при высокой производительности и функционале. Стоимость бризеров сопоставима с ценами на рекуператоры — в пределах 18–60 тыс. руб.
• Невысокое энергопотребление при высокой производительности. При притоке 60 м³/час (для двоих человек) и других значениях из примера про рекуператоры, счёт за электроэнергию в подмосковном доме с электроплитой увеличится на 359,3 руб.: (0,3 кВт×8 часов×30 дней×1,91 руб.)+(0,3 кВт×5 часов×30 дней×4,93 руб.). Это больше, чем при эксплуатации рекуператора, однако бризер даёт оптимальный приток воздуха, не охлаждает помещение и не останавливает работу при температуре ниже −10°C. При этом далеко не все рекуператоры способны обеспечить воздухом двух человек, тем более при приемлемом уровне шума.

Помимо этого, бризеры, как и рекуператоры, имеют компактный размер, их можно установить в помещениях с чистовой отделкой. Многими моделями приточно-очистительных комплексов также можно управлять через приложение на смартфоне или голосового помощника. Бризеры также оснащаются датчиками углекислого газа, загрязнённости воздуха и их можно подключать к системам «умного дома».

Бризер — это хорошая альтернатива рекуператору воздуха в частном доме

Бризер подаёт больше воздуха, это особенно важно в частных домах, так как в них, как правило, живёт много людей. Кроме того, бризер подогревает воздух до комфортной температуры, не затрачивая на это много электроэнергии, а также корректно работает зимой — подача воздуха не прекращается даже при сильных морозах

Расчёт мощности системы 

Проветриватель для больших помещений повышенной мощности

Габариты и мощность рекуператора влияют на производительность устройства. Чем больше площадь вентилируемого помещения, тем более мощный рекуператор потребуется. Поэтому прежде чем приобретать устройство следует провести расчёт мощности рекуператора.

Для этого используется формула: Q = 0,335 x L x (T1 – T2), где:

• Q (Вт) – мощность устройства;
• L (м3/ч) – объём воздуха, необходимый для нормальной жизнедеятельности человека. Согласно норме для одного человека требуется 60 м3/ч;
• Т1 (оС) – температура воздуха после рекуперации;
• Т2 (оС)– температура воздуха до рекуперации.

Например, рассчитаем мощность рекуператора для квартиры, где проживает 3 человека. Температура воздуха, транспортируемого в помещения, должна равняется не менее 20 оС, а с улицы поступает воздух температурой -10 оС. Q = 0,335 x 180 x 32 = 1929,6 Вт.

При проведении расчёта следует брать минимально возможную температуру (в среднем за 5 лет), которая наблюдалась в регионе, где планируется установка рекуператора. Если устройство не планируется использовать как основной источник обогрева помещения, то показатели температуры подбираются индивидуально.

Какой рекуператор выбрать для частного дома

В загородных домах нет таких ограничений монтажа, как при установке в квартире, поэтому можно подобрать как Vakio Base Smart, так и Vakio Window Smart — аналогичную модель с наружным блоком. VAKIO Window Smart подойдёт, если толщина стены дома менее 44 см и версия Base Smart не подходит. Модель Window Smart более универсальна в монтаже — её можно установить на стену толщиной от 1 см.

Чтобы удвоить скорость обновления воздуха, в одну комнату можно установить два рекуператора VAKIO и настроить их работу так, чтобы одно устройство работало на приток, а другое — на вытяжку, а затем наоборот. 

Funai Fuji ERW-150 — это рекуператор с высокой производительностью, до 150 м³ в час. На комфортной для сна, 4-й скорости, прибор подаёт до 60 м³ свежего воздуха в час — для 2-х человек. Для использования днём подойдёт 6-я или 7-я скорость, на которых рекуператор подаёт до 80−100 м³/час — для 2−3 человек. Таким образом, Funai Fuji подойдёт для спальни, в которой отдыхает пара, а также для гостиной, в которой собирается 3 человека. Приток и вытяжка воздуха в Funai Fuji происходят одновременно, поэтому рекуператор работает с равномерным уровнем шума, без щелчков и прерываний.

Рабочая температура Funai Fuji — от −20 до +40 °C. По сравнению с рекуператорами VAKIO, это более узкий диапазон температур, но его обычно достаточно для европейской части России.

Funai Fuji оснащён двумя фильтрами G3: один для приточного, другой — для вытягиваемого воздуха, а также фильтром HEPA H12 — для приточного воздуха. Прибор очищает воздух от 99,5% пыли, пыльцы и мелкодисперсных частиц PM2.5, поэтому подходит для районов с загрязнённым воздухом и для эксплуатации аллергиками или астматиками.

Рекуператором Funai Fuji можно управлять с помощью пульта и через мобильное приложение — удалённо менять скорость обновления воздуха, переключать режимы и следить за температурой приточного воздуха.Funai Fuji оснащён интеллектуальным режимом, в котором скорость работы подстраивается под данные со встроенного датчика летучих органических веществ — вредных соединений, которые может выделять в воздух мебель, отделка, домашняя химия и косметика.

С подробными характеристиками Funai Fuji ERW-150, особенностями монтажа, преимуществами и недостатками можно ознакомиться в нашем обзоре.

КПД этого рекуператора — 85%, поэтому он сможет сильнее подогреть приточный воздух, что снизит затраты на отопление.

Пластинчатые рекуператоры

Пластинчатые рекуператоры, в отличие от роторных, не имеют движущихся частей и не нуждаются в обслуживании, поэтому идеально подходят для применения в квартирах, офисах и коттеджах. Эти рекуператоры имеют несколько разновидностей:

1. Самые простые и недорогие – перекрестноточные теплоутилизаторы, в которых потоки приточного и вытяжного воздуха движутся перпендикулярно друг другу. Такой рекуператор имеет посредственные характеристики: тепловая эффективность на уровне 40–45% и склонность к обмерзанию даже при слабом морозе. Обмерзание происходит, когда теплый и влажный вытяжной воздух охлаждается приточным потоком с отрицательной температурой. Влага из вытяжного воздуха конденсируется на холодной поверхности рекуператора и замерзает. На иллюстрации видно, что в области со снежинками воздух из помещения контактирует с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. По мере обмерзания вытяжного канала поступление теплого воздуха из помещения снижается, область с отрицательной температурой растет и постепенно весь вытяжной канал заполняется льдом. Из-за указанных недостатков рассматриваемое техническое решение имеет ограниченно применение, однако на базе нескольких перекрестноточных модулей можно собрать более эффективный каскадный рекуператор.
2. Каскадный перекрестноточный рекуператор уже можно применять в регионах с холодным климатом. Так, тепловая эффективность трехкаскадного рекуператора составляет около 70%, а минимальная температура наружного воздуха, при которой он может устойчиво работать – минус 25–30°С. На иллюстрации видно, что конденсация влаги происходит, преимущественно, в модуле, который имеет положительную температуру. А в модуль с отрицательной температурой попадает уже осушенный воздух с небольшим влагосодержанием. Однако каскадные рекуператоры не лишены недостатков: более сложная конструкция приводит к образованию перетоков между каналами из-за неплотностей в местах соединений модулей. Перетоки воздуха приводят к падению тепловой эффективности рекуператора и проникновению запахов из вытяжного канала в приточный. Кстати, проверить качество сборки вентустановки с рекуператором можно с помощью фонарика: выключите свет и посветите фонариком в один из каналов – полоски света в другом канале покажут места, где будут происходить перетоки воздуха.
3. Энтальпийный перекрестноточный рекуператор обеспечивает частичный перенос влаги из вытяжного в приточный поток воздуха. Традиционные пластинчатые рекуператоры изготавливают из алюминия, который не впитывают и не пропускают влагу. Основой же энтальпийного рекуператора является мембрана из специального материала, который пропускает молекулы водяного пара, увлажняя приточный воздух. Трехкаскадный энтальпийный рекуператор возвращает около 40–50% влаги, при этом мембрана, из которой изготовлен теплоутилизатор, не должна намокать и обмерзать, так как со временем это приводит к её разрушению. По этой причине энтальпийный рекуператор нельзя использовать совместно с канальным увлажнителем воздуха, а также для обслуживания помещений с влагоизбытками (бассейны, сауны) и других помещений с относительной влажностью воздуха выше 50%.
4. Противоточные рекуператоры. Максимально возможная тепловая эффективность пластинчатого рекуператора определяется взаимным расположением потоков воздуха. Эффективность перекрестноточного модуля не может превышать 50%, поэтому для увеличения общей эффективности рекуперации используют каскадирование. Расплачиваться за это приходится усложнением конструкции, возникновением перетоков, увеличением габаритов и стоимости оборудования. В тоже время повысить эффективность рекуперации можно простым способом, направив потоки приточного и вытяжного воздуха навстречу друг другу – такая схема обеспечивает максимально возможную эффективность и не требует каскадирования. Противоточные рекуператоры сложнее в изготовлении и потому дороже, однако с развитием технологий появилась возможность выпускать относительно недорогие противоточные рекуператоры с заданной эффективностью. Тепловая эффективность противоточного теплоутилизатора определяется его размерами и может достигать 90%. Другим его преимуществом является стабильная работа при температуре наружного воздуха до минус 35 градусов: конденсация влаги происходит там, где поверхность рекуператора имеет положительную температуру, затем весь конденсат стекает в поддон и удаляется из рекуператора. Еще одним преимуществом такого рекуператора является практически полное отсутствие перетоков, поскольку он выполнен в виде единого модуля.

Как сделать рекуператор воздуха самостоятельно: инструкция

Изготавливаются рекуператоры воздуха своими руками не так сложно, как может показаться на первый взгляд – чтобы было понятнее, изложим по пунктам всю технологию изготовления.

1. Изготавливаем теплообменник. Для этого приобретаем листовой оцинкованный металл, пластиковые полосы шириной 2см и толщиной 4мм, а также четыре пластиковых фланца. Металл нарезается одинаковыми прямоугольными пластинами 300 на 300мм, пластиковые полосы режутся в такой же размер. После этого можно приступать к сборке теплообменника. На первый лист с двух сторон приклеиваются с помощью нейтрального силикона пластиковые полосы (плашмя), после чего на эти полосы приклеивается следующий лист. На него пластиковые полосы клеятся с другой стороны листа – если на первом вы приклеили их слева и справа, то на втором нужно будет приклеить спереди и сзади. Снова клеим лист металла. Смотрим что получилось. Должно выйти так – если между первым и вторым листом металла просматривается пустота, то между вторым и третьим она не должна просматриваться. Идея в том, чтобы исходящий поток воздуха проходил через одну полость, а входящий через другую поперек исходящего потока воздуха. Таким вот образом клеим теплообменник, пока он не достигнет высоты 150мм.
2. Когда вся эта конструкция высохнет и превратится в цельное изделие, с четырех ее сторон, там, где должен проходить воздух, приклеиваем фланцы, а оставшееся пространство, которое не попало под фланец, герметизируем нейтральным силиконом.
3. Помещаем получившийся теплообменник в заранее изготовленный корпус – сделать его можно из любых подходящих материалов (фанера, ДСП, ОСБ).