Один из способов минимизировать проблемы с качеством воздуха и влажностью в жилом помещении, не открывая окна, — это установка механической системы вентиляции, например, рекуператора воздуха. Рекуператор воздуха приводит два воздушных потока разной температуры в тепловое взаимодействие, передавая тепло от удаляемого внутреннего воздуха поступающему наружному воздуху в отопительный сезон.
Летом рекуператор может охладить и в некоторых случаях осушить горячий наружный воздух, проходящий через него и поступающий в дом для вентиляции. Рекуператор удаляет избыточную влагу и выводит запахи и загрязняющие вещества, образующиеся внутри помещения.
Типы
Как правило, рекуператоры классифицируются по способу движения воздуха через устройство. В рекуператоре противоточного типа горячий и холодный потоки движутся параллельно, но в противоположных направлениях. В рекуператоре перекрестного тока воздушные потоки движутся перпендикулярно друг к другу. В рекуператоре осевого потока используется большая роторная решётка: воздух нагревает одну сторону ротора, которая по мере его медленного вращения передаёт тепло холодному потоку. В рекуператоре с тепловыми трубками для передачи тепла используется хладагент. Существуют также другие типы устройств для специализированных применений. В небольших зданиях, таких как жилые дома, обычно используются рекуператоры противоточного или перекрестного тока.
Вентилятор с рекуперацией тепла или энергетический рекуператор и климат
Большинство рекуператоров воздуха, устанавливаемых в северных климатических условиях, представляют собой вентиляторы с рекуперацией тепла (HRV). Эти устройства回收热量 из удаляемого воздуха и возвращают его в здание.
Недавние технологические достижения также расширили использование вентиляторов с рекуперацией энергии (ERV). Раньше ERV преимущественно применялись в климатах с повышенной влажностью, где нагрузка на охлаждение превышает нагрузку на отопление. Основное различие между этими двумя типами заключается в том, что HRV восстанавливают только тепло, тогда как ERV одновременно восстанавливают и тепло, и влажность. У ERV ранее наблюдались проблемы с пониженной эффективностью из‑за перенасыщения внутренних осушающих роторов в длительные периоды высокой влажности, однако при правильной установке и обслуживании они способны обеспечить более здоровую среду обитания и значительную экономию энергии. Кроме того, большинство современных ERV — это пластинчатые модели, не содержащие осушающего ротора. Проконсультируйтесь с специалистом по отоплению и кондиционированию, чтобы определить, какой вариант — HRV или ERV — будет наиболее целесообразным в вашей ситуации.
Дизайн
Общая конструкция воздушно‑воздушного теплообменника представляет собой набор пластин, называемых сердечником, уложенных вертикально или горизонтально. Идеальная пластина обладает высокой теплопроводностью, стойкостью к коррозии, способностью поглощать шумы, низкой стоимостью и малым весом. К распространённым материалам для пластин относятся алюминий, различные виды пластиковых листов и современные композитные материалы. Первоначально в теплообменниках использовались алюминиевые пластины; однако в условиях повышенной влажности, возникающей из‑за конденсации, возникали проблемы с коррозией, а также недостаточные звукоизоляционные свойства. Пластмассы позволили решить вопросы коррозии и частично — шумоизоляции, но их теплопроводность не достигала уровня алюминия, а стоимость была выше. Современные высокотехнологичные теплообменники применяют композитные материалы, отвечающие всем указанным требованиям.
Помимо сердечника, устройство включает изолированный корпус, систему управления разморозкой, предотвращающую образование льда на поверхности сердечника, и вентиляторы для перемещения воздуха. Все теплообменники требуют теплоизоляции, чтобы повысить эффективность и снизить образование конденсата на внешней стороне корпуса. Для контроля процесса разморозки доступны различные типы механизмов разморозки, оснащённых датчиками внутри устройства. Вентиляторы обеспечивают необходимый расход воздуха и уровень вентиляции.
Counter-flow heat exchangers consist of a core of flat plates. Air enters either end of the exchanger. Heat transfers through the plates to the cooler air. The longer the air runs in the unit, the greater the heat exchange. The percentage of heat recovery is the efficiency of the unit. Efficiencies usually range around 80%. Generally, these units are long, shallow and rectangular, with ducts at either of the long ends.
Cross-flow heat exchangers also use flat plates, but the air flows at right angles. The units have a smaller footprint and may even fit in a window, but lose some of the counter-flow efficiency. Efficiencies typically do not exceed 75%. These units are often cube-shaped with all connections on one face of the cube. The vast majority of heat exchangers used in residential applications use the cross-flow design.
Выборы
Choose the model that would best fit your particular needs. Characteristics such as space available for installation, exchange rate needed, and the desired efficiency should be considered. Unfortunately, nearly every manufacturer has different ways of reporting efficiency numbers. For example, ventilation rates depend on the resistance to airflow. A fan with an airflow rate of 150 cubic feet per minute (cfm) actually may produce this flow only at very low pressures. Likewise, a unit may have a stated efficiency of 85%, but may not be better than a unit with an 80% efficiency, depending on the test temperature.
Тестирование и сравнения
Для стандартизации заявлений производителей о КПД Институт домашней вентиляции (HVI) проводит испытания воздухо‑воздушных теплообменников и другого вентиляционного оборудования. Результаты этих тестов оформляются в спецификацию воздухо‑воздушного теплообменника. Эта спецификация приводит показатели к определённым значениям давления и температуры, что позволяет сравнивать КПД и расход воздуха между различными моделями. Показатели вентиляционной эффективности привязаны к заданной скорости воздушного потока при определённом давлении, тогда как энергетическая эффективность учитывает набор внешних температур и соответствующие уровни КПД. Наиболее важным является эффективность рекуперации тепла поскольку именно в этом режиме происходит наибольший теплообмен. Чувствительная эффективность восстановления указывает КПД устройства при конкретных значениях расхода воздуха (cfm) и температуры. Эти цифры можно сопоставлять между разными моделями, что позволяет проводить корректные сравнения при схожих параметрах воздушного потока.
