Вентиляція з рекуперацією – для чого вона потрібна

Н. Вовк

Важливим фактором створення комфортного та здорового мікроклімату в приміщеннях є свіже повітря. І це стосується всіх типів нерухомості – приватного будинку, квартири, ресторану, клініки чи спортивного залу. Забезпечення достатньої кількості свіжого повітря стає все більше актуальним з огляду на те, що сучасні огороджувальні конструкції створюють майже герметичне внутрішнє середовище

Аж до 90-х років минулого сторіччя вентиляція в цивільних та житлових будинках здебільшого була природною, вона здійснювалася через нещільності в захисних огороджувальних конструкціях даного приміщення, і це враховувалося в розрахунках для повітрообміну. Механічна вентиляція не була тоді обов'язковим інженерним обладнанням цивільних та житлових будівель, здебільшого примусовий повітрообмін стосувався тільки промисловості. З поширенням вимог щодо енергозбереження в цивільних і житлових будівлях в сучасному будівництві використовуються максимально герметичні конструкції, полімерні будівельні елементи та оздоблювальні матеріали. Це зумовило зниження тепловтрат через огороджувальні конструкції та підвищення відносної вологості завдяки зведенню до мінімуму або взагалі усуненню природної вентиляції.

Вимога забезпечення мінімальних тепловтрат у житлових та цивільних будівлях при їх побудові чи реконструкції повністю змінила підходи до організації вентиляції. Формування необхідних параметрів повітрообміну і теплового режиму в цивільних та житлових будинках є комплексним завданням, оскільки на ці параметри дуже впливають такі фактори як робота системи опалення, архітектурно-планувальні та конструктивні рішення цих будівель, теплотехнічні показники зовнішніх огороджень, особливості експлуатації. Необхідні показники повітрообміну можна забезпечити лише примусовою механічною вентиляцією.

Звичайно, можна відкрити вікно, але це не забезпечить повноцінний повітрообмін: повітря потрапляє до приміщень забрудненим, містить вихлопні гази, алергени, пил та летючі контамінанти, але найголовнішим є те, що це дорого. Припливне повітря потрібно охолодити або підігріти до комфортної температури в залежності від сезону. Особливо важливим у роботі припливно-витяжної вентиляції є показники енергоощадності, шумові характеристики та рівень очищення припливного повітря.

Енерговитрати на припливне повітря

Додаткові витрати на опалення чи охолодження припливного повітря оцінюють в результаті проведення доволі складних розрахунків, які враховують дуже багато параметрів та характеристик. (Не дарма в архітектурних та будівельних інститутах та університетах навчаються 6 років). Проте, приблизно оцінити скільки знадобиться енергії на ці потреби, можна після виконання доволі простого розрахунку:

(T₂ – T₁) × V × 0,36 / 1000, кВт/г,

де:

Т₁ – зовнішня температура повітря взимку, наприклад, мінус 23°С;
Т₂ – бажана температура припливного повітря, скажімо, + 18°С;
V – необхідний об'єм повітря, що подається за годину (м³/год), за нормативними вимогами до повітрообміну. Для комерційних установ об’єм повітря залежить не тільки від площі, а ще й від призначення даного приміщення (спортивний зал, ресторан та т. і.), від характеру його експлуатації, кількості людей, що перебувають в ньому, тощо...

Отже,

(18+23)×350×0,36/1000=5,166 кВт у годину – розрахунок для приватного будинку, квартири площею 110-140 м².

(18+23)×5000×0,36/1000=73,8 кВт у годину – розрахунок для ресторану, приблизний об'єм повітря за годину – 60 м³ на людину.

Якщо в припливно-витяжній установці є рекуператор, наприклад, звичайний пластинчатий перехресний з ККД від 50% до 75%, то за рахунок теплообміну в процесі рекуперації припливне повітря буде нагріто повітрям, що видаляється на 20,5°С, і на додатковий підігрів повітря знадобиться вже 2,583 кВт на годину для приватного будинку та 36,9 кВт/г для ресторану. Таким чином, рекуперація тепла значно знижує експлуатаційні витрати на вентиляцію та підготовку повітря у приміщенні.

Енергоощадна рекуперація

Сучасні рекупераційні установки мають доволі значний коефіцієнт корисної дії (ККД), рис. 1. Наприклад, у вентиляційних установках для побутового використання UTEK Reversus (в Україні представляє компанія «Эйр Стрім»), HRE-RES (рис. 2) та DUO-ED або DUO-EC для комерційних приміщень, встановлено більш ефективний перехресно-проточний рекуператор з ККД до 90%, очистка припливного повітря у всіх установках Utek, в якості стандарту, здійснюється за допомогою фільтру F7.

Рис. 1 Рекуператор перехресно-проточний з ККД до 90%, схематично зображено, як за рахунок видаленого повітря нагрівається припливне

Важлива класифікація серед повітряних фільтрів, які використовуються в припливно-витяжних установках, так як вона показує ступінь очищення припливного повітря.

Класифікація фільтрів:

• G3 і G4 – фільтри грубого очищування;
• M5 і M6 – середній рівень очищення;
• F7-F9 – тонкий рівень очищення, виконує дуже чутливу фільтрацію, а також допомагає впоратися навіть з димом або очистити бактеріальне середовище.

Відео. Як замінити повітряний фільтр у припливно-витяжній установці з рекуперацією тепла

За розрахунками завдяки даному рекуператору припливне повітря буде нагріте з -23°С до +13,9°С, тобто на додаткове нагрівання буде потрібно лише 1,4 кВт/г для побутових умов чи 7,38 кВт/г у комерційному приміщенні. З цих розрахунків виходить, що велике значення в системах механічної загальнообмінної вентиляції має не тільки наявність рекуператора, але і його форма та ефективність теплообмінника.

Рекуперація із інверторним компресором

Існує ще один засіб для зниження експлуатаційних витрат вентиляційних систем – це використання інверторного компресору для додаткового нагріву або холодження припливного повітря до заданих показників.

Італійський виробник припливно-витяжних установок UTEK пропонує моноблочну систему HRU-EC, в якій встановлено інверторний компресор та перехресний рекуператор, тобто є активна та пасивна рекуперація, також установка оснащена інверторними вентиляторами та фільтром F7. Для наочного прикладу знову повернемося до розрахунку повітрообміну в залі ресторану.

За даними попереднього розрахунку для перехрестного рекуператора з ККД – 50% було з’ясовано, що для додаткового нагрівання повітря в ресторані знадобиться 36,9 кВт/г. Застосовуючи установку HRU-EC з інверторним компресором (активна термодинамічна рекуперація), на додаткове нагрівання свіжого повітря буде витрачено лише 11,24 кВт/г (компресором та вентиляторами разом), тобто витрати енергії будуть чи не втричі менше. Споживання 11,24 кВт/г є максимальним і не постійним, так як інвертор на підтримання заданих параметрів споживає той мінімум, якого достатньо для роботи. А завдяки тому, що інверторний компресор працює і на тепло, і на холод, HRU-EC влітку зможе економно та ефективно охолоджувати припливне повітря, не витрачаючи аж занадто багато електроенергії.

Рис. 2. Вентиляційні установки для приватних осель Reversus, HRE-RES, мають компактні габарити: висота HRE-RES всього 292 мм

Обираючи обладнання, яке забезпечить якісний примусовий повітрообмін у приміщенні, не витрачаючи на це багато електроенергії, слід звернути увагу на припливно-витяжні установки з ефективною, пасивною та активною рекуперацією тепла або установки з рекуператорами, які мають високий ККД, на шумові характеристики та клас фільтрів для очистки припливного повітря. Сучасна примусова механічна вентиляція – це свіже очищене повітря та енергоощадність за рахунок рекуператора, видалення неякісного повітря з приміщення, комфортні умови як для занять спортом, так і для життя без зайвого шуму та пилу.

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok.  Долучайтесь!

Переглянуто: 3 972