Rekuperátor pro soukromý dům: definice, typy, vlastnosti, instalace

S rozvojem energeticky úsporných technologií na trhu ventilačních a klimatizačních systémů získaly oblibu zejména rekuperátory vzduchu, zařízení pro přenos tepelné energie z odpadního vzduchu do vzduchu přiváděného. V rámci tohoto článku si povíme o principu fungování, typech a konstrukci rekuperátorů, jejich výhodách a nevýhodách a kritériích výběru.

Co je to rekuperátor a jaké jsou jeho funkce

Výměník tepla je zařízení, které je určeno k přenosu tepelné energie z odpadního vzduchu do přiváděného vzduchu přiváděného do místnosti. Tepelnou energií se v tomto případě rozumí jak tepelná, tak chladicí energie, to znamená, že odpadní vzduch může přiváděnému vzduchu předávat své teplo i chlad, respektive jej ohřívat nebo chladit.

Hlavní funkcí výměníku tepla je získávání užitečné energie z odpadního vzduchu z místnosti. Tato funkce je doplněna podmínkou: proudění se nesmí mísit, to znamená, že přiváděný vzduch nesmí být alespoň mírně znečištěn vzduchem odpadním. Ve ventilačních a klimatizačních systémech je tato výroba energie relevantní jak v zimě, tak v létě.

V zimním období je úkolem výměníku zajistit „bezplatný“ ohřev přiváděného vzduchu na úkor vzduchu odváděného. K tomu je proud studeného vzduchu z ulice a proud teplého odpadního vzduchu z místnosti přiváděn do výměníku tepla, kde odpadní vzduch ohřívá přiváděný vzduch. Vzhledem k tomu, že odpadní vzduch by byl stále vyhazován na ulici, můžeme říci, že toto vytápění je „zdarma“.

U větrací jednotky může takové vytápění výrazně ušetřit výkon elektrického nebo vodního ohřívače. Předpokládejme, že teplota vzduchu přiváděného do místnosti v zimě by měla být +18 °C a venkovní teplota -26 °C. Výkon ohřívače v systému bez rekuperátoru by se tedy měl počítat na základě ohřevu o 18-(26)=44°C.

Při použití výměníku lze přívodní vzduch ohřát odváděným vzduchem např. na teplotu +10 °C. V tomto případě by měl být výkon ohřívače počítán na základě ohřevu pouze 18-10=8 °C. Vzhledem k tomu, že výkon ohřívače je přímo úměrný rozdílu teplot, tepelný výměník by ušetřil (44-8)100/44 = 82% výkonu větrací jednotky.

Druhy, zařízení a princip činnosti rekuperátorů

Ať už je to jakýkoli typ, rekuperátor je v podstatě výměník tepla. Může to být jeden výměník tepla, ve kterém si přiváděný a odváděný vzduch vyměňují teplo přes tenké stěny, nebo dva výměníky tepla. Ve druhém případě v prvním výměníku tepla odevzdává odpadní vzduch své teplo nějakému mezilehlému nosiči tepla a ve druhém výměníku tepla tento mezilehlý nosič tepla odevzdává své teplo přiváděnému vzduchu.

• Rotační výměník tepla
• Deskový výměník tepla s křížovým prouděním
• Rekuperátor s mezinosičem tepla
• Komorový výměník tepla
• Freonový rekuperátor

Rotační výměník tepla

Rotační výměníky tepla DANTEX mají jedny z nejvyšších stupňů účinnosti na trhu. Jsou to velké kolo (rotor), jehož osa otáčení se shoduje s liniemi pohybu vzduchu a je umístěno mezi proudy tak, že polovina rotoru je v zóně odpadního vzduchu a druhá polovina je v zóně přiváděného vzduchu.

Rotor není pevný a jedná se o sadu vzájemně propojených desek. Vzduch může volně procházet mezi deskami, doslova rotorem.

Rotační výměník tepla

Pomalým otáčením se některá část rotoru nejprve dostává do kontaktu s odpadním vzduchem, který jej ohřívá. Po nějaké době tato část rotoru přechází do zóny přiváděného vzduchu, kde ji ohřívá, přičemž odevzdává dříve naakumulované teplo. Ihned poté opět přechází do zóny odpadního vzduchu a ohřívá se. Cyklus se uzavírá.

Při přechodu ze zóny odpadního vzduchu do zóny přiváděného vzduchu a naopak rotor mezi deskami nese s sebou určité množství vzduchu, to znamená, že je pozorováno míchání proudů. V praxi je však směšování proudů v rotačních výměnících tepla DANTEX tak malé, že se obvykle zanedbává (asi 5 %).

Deskový výměník tepla s křížovým prouděním

Dalším typem výměníků tepla určených pro použití v jednoblokových vzduchotechnických jednotkách jsou křížové výměníky na bázi deskového výměníku.

Na rozdíl od rotačních strojů tyto stroje nemají pohyblivé části. Jedná se o deskový výměník tepla, jehož kanály se pohybují přívodní a odváděné proudy vzduchu. Tyto kanály jsou prokládané. Každý proud odváděného vzduchu skrz stěny je tedy v kontaktu se dvěma proudy přiváděného vzduchu a každý proud přiváděného vzduchu je v kontaktu se dvěma proudy odpadního vzduchu.

Rekuperátory DANTEX s křížovým prouděním jsou navrženy tak, aby maximalizovaly kontaktní plochu mezi proudy. To vysvětluje vysokou účinnost přenosu tepla a v důsledku toho vysokou účinnost zpětného získávání tepla (až 70 %).

Ve větracích jednotkách DANTEX se kromě běžného křížového proudění používají také šestihranné výměníky tepla. Jsou to směsi křížových a protiproudých výměníků tepla. Protiproudá zařízení mají vyšší účinnost, takže tato symbióza je výhodná a účinnost obnovy stoupá až na 77 %.

Rekuperátor s mezinosičem tepla

Třetím typem rekuperátorů jsou zařízení s mezinosičem tepla. Takové instalace mají dvě klíčové výhody. Za prvé umožňují realizovat principy rekuperace pro samostatné i vzdálené napájecí a odsávací jednotky. Za druhé je lze doplnit stávajícími ventilačními systémy, které zpočátku nezahrnovaly rekuperaci tepla.

Výměník tepla s mezilehlým nosičem tepla se tedy skládá ze dvou výměníků tepla instalovaných v přívodním a výfukovém ventilačním systému, které jsou spojeny potrubím s nosičem tepla.

Rekuperátor s mezinosičem tepla

Rekuperátor s mezinosičem tepla

V zimě odpadní vzduch ohřívá chladicí kapalinu. Poté je pomocí čerpadla čerpán do tepelného výměníku napájecí jednotky, kde odevzdává své teplo a ohřívá přiváděný vzduch. Poté je opět odeslán do výměníku tepla výfukové jednotky.

Vzdálenost, kterou se může chladicí kapalina pohybovat, je prakticky neomezená, takže ventilační jednotky mohou být umístěny ve značné vzdálenosti od sebe, například jedna v suterénu budovy a druhá na střeše. Nezapomeňte, že zvýšení trasy chladicí kapaliny vyžaduje instalaci výkonnějšího čerpadla, zvyšuje náklady na potrubí a jejich instalaci a také zvyšuje tepelné ztráty. Nadměrné zvýšení trasy tedy vede ke zvýšení nákladů na systém a snížení jeho účinnosti. V rámci budovy jsou však takové systémy poměrně rozšířené a platí se samy za sebe.

Komorový výměník tepla

U rekuperátorů komorového typu hraje roli teplosměnné plochy stěna komory. Pomocí speciální klapky je trajektorie pohybu odváděného vzduchu regulována tak, že prochází jednou polovinou komory a ohřívá ji a přiváděný vzduch druhou polovinou komory.

Brzy se klapka otočí a přiváděný vzduch nyní prochází první (ohřívanou) polovinou komory, díky čemuž se ohřívá. Odpadní vzduch prochází druhou (chlazenou) polovinou komory a ohřívá ji. Poté se klapka vrátí do své předchozí polohy a procesy se opakují.

Freonový rekuperátor

U freonových rekuperátorů se uplatňují dva fyzikální jevy najednou – změna stavu agregace látky a skutečnost, že kapalina má vyšší hustotu než pára, v důsledku čehož kapalina vždy končí ve spodní části. nádrže. Podívejme se na tyto jevy podrobněji.

Ve freonovém rekuperátoru jsou mezi proudy odpadního a přiváděného vzduchu umístěny prstencové trubky s chladivem. Proud odváděného vzduchu musí být vždy nižší než proud přiváděného vzduchu a musí být v kontaktu se spodní částí trubek. Akumulují kapalné chladivo, které odebírá teplo odváděnému vzduchu, vaří se a stoupá nahoru do zóny přiváděného vzduchu. Tam odevzdává své teplo, kondenzuje a klesá dolů.

Účinnost výměníku tepla

Nejdůležitější vlastností rekuperátoru je jeho účinnost. Ukazuje, jak moc byl výměník schopen ohřát přiváděný vzduch oproti ideální variantě. V tomto případě je ideální případ, kdy je přiváděný vzduch ohříván na teplotu odváděného vzduchu. V praxi je tato možnost nedosažitelná a dochází k ohřevu na určitou meziteplotu Tp. Vzorec účinnosti vypadá takto:

• ТП – teplota přiváděného vzduchu za výměníkem, °С,
• ТН – teplota venkovního vzduchu (přiváděný vzduch do tepelného výměníku), °С,
• TV – teplota odpadního vzduchu do výměníku, °C.

Tento vzorec zohledňuje změnu citelného tepla v proudění vzduchu. Může se však měnit i relativní vlhkost proudění a pak je lepší uchýlit se k výpočtu účinnosti výměníku na základě celkového tepla. Vzorec je podobný vzhledu jako předchozí, ale je založen na entalpiích proudění vzduchu:

• IP – entalpie přiváděného vzduchu za výměníkem, °C,
• IН je entalpie venkovního vzduchu (vzduchu přiváděného do výměníku tepla), °С,
• IB je entalpie odpadního vzduchu do výměníku tepla, °C.

První vzorec umožňuje rychle vyhodnotit účinnost rekuperace. Pro přesnější výsledky použijte druhý vzorec.

Výhody a nevýhody různých typů rekuperátorů

Výhoda rekuperátorů je zřejmá – v zimě dokážou výrazně ušetřit na ohřevu přiváděného vzduchu a v létě chlazení přiváděného vzduchu.

• Vytvářejí dodatečný aerodynamický odpor v síti. Rekuperátory totiž jako každý jiný prvek ve ventilační síti mají určitý odpor, který je třeba zohlednit při výběru ventilátoru. Tento odpor však není vysoký (obvykle ne více než 100 Pa) a nevede k výraznému zvýšení výkonu ventilátoru.
• Rekuperátory zvyšují jak cenu větrací jednotky, tak náklady na její údržbu. Jako každé jiné řešení zaměřené na zlepšení energetické účinnosti systému i rekuperátory stojí nějaké peníze a vyžadují pravidelnou údržbu. Praxe však opakovaně ukazuje, že náklady na rekuperaci tepla jsou mnohem nižší než přínosy.
• Rotační, komorové a v mnohem menší míře deskové výměníky tepla mají jednu nevýhodu, která může být u některých zařízení kritická – může z nich unikat proudění vzduchu. V tomto případě je nebezpečím proudění odpadního vzduchu do vzduchu přiváděného. Takové úniky jsou nežádoucí ve ventilačních systémech čistých prostor a nejsou přijatelné například na infekčních odděleních nemocnic a operačních sálech. Důvodem je nebezpečí virů, které se dostaly do výfuku z kterékoli místnosti, aby proudily do proudu přiváděného vzduchu s následným rozšířením do všech prostor objektu. V důsledku toho se na takových zařízeních používají rekuperátory s mezichladicí kapalinou nebo freonové rekuperátory.
• Rekuperátory zvětšují rozměry větrací jednotky. Především se to týká deskových výměníků tepla, protože se jedná o výměníky vzduch-vzduch a jsou poměrně velké. Navíc to platí pro rekuperátory s mezilehlým nosičem tepla kvůli přítomnosti dvou samostatných výměníků tepla, dvou potrubních vedení a potrubních uzlů v blízkosti každého z výměníků tepla.

Výběr typu výměníku tepla

• Možnost kombinovat přívodní a odsávací jednotky do jednoho pouzdra
• Instalační rozměry
• Požadovaná účinnost
• Možnost malých úniků
• Cena

V minulých letech byly hojně využívány rekuperátory s mezinosičem tepla. Dnes jsou stále častěji nahrazovány rotačními. V malých vzduchotechnických jednotkách (do bytu, na chatu nebo do malé kanceláře či obchodu) se používají deskové křížové výměníky tepla. Konečně v zařízeních, kde není povoleno proudění odpadního vzduchu do vstupní zóny, by měly být upřednostněny rekuperátory s mezichladicí kapalinou nebo rekuperátory freonů.

Touha používat energeticky úsporné technologie v soukromých domech má své negativní důsledky. Utěsněná plastová okna a zateplené dveře zabraňují přirozené cirkulaci vzduchu. V důsledku toho dochází k problémům s výskytem plísní a plísní. Bezpečným a praktickým řešením, které neporušuje energetickou úsporu bydlení, je instalace výměníku tepla pro soukromý dům.

Rekuperátor vzduchu pro domácnost – k čemu slouží?

Ventilační zařízení, která podporují pohyb vzduchu a mají výměník tepla, pomáhají udržovat příjemnou teplotu v domě a chrání zdraví jeho obyvatel. Díky vzduchovému výměníku v domě nedochází k hromadění oxidu uhličitého, vlhkosti a cizích nepříjemných pachů.

Nucené větrání zbavuje vnitřní vzduch dráždivého prachu, pylu rostlin a dalších alergenů. Dalším důvodem, proč se vyplatí používat výměník tepla pro soukromý dům, jsou výhodné úspory na vytápění.

Rekuperátor: co to je?

Přívodní a odtahové větrání s rekuperátorem se skládá z několika částí:

• zařízení pro přívod vzduchu z ulice;
• zařízení pro odstranění vzduchu z místnosti na ulici;
• větrání s rekuperátorem;
• spojovací kanály;
• nastavovací difuzory, které řídí směr a množství pohybovaného vzduchu.

Hlavním rozdílem mezi tímto systémem a klasickým větráním je rekuperátor tepla. Čerstvý vzduch z ulice prochází přes výměník tepla, kde se setkává s teplým vnitřním vzduchem. Proudy se nemísí, ale studený proud se ohřeje a vstoupí do domu již teplý. Tento způsob vytápění umožňuje dosáhnout optimální teploty v místnosti bez zvýšení nákladů na vytápění.

Hlavní typy rekuperátorů pro soukromý dům

Deskový výměník vzduchu

Je považován za nejfunkčnější a relativně levný. Má odrůdy:

Nevýhodou tohoto zařízení je v zimě zamrzání.

Rotační zařízení

Uvnitř tohoto zařízení jsou desky, které se otáčejí pohybem vzduchu.

Rychlost otáčení rotoru lze měnit, což zvyšuje výkon zařízení. Nevýhodou rotačního rekuperátoru je nutnost použití spotřebního materiálu – filtrů. Rotor vyžaduje pravidelnou údržbu a běží na elektřinu.

Související články:

Přívodní ventil na stěnu. Takové zařízení může být někdy skutečnou záchranou před dusnem a špatným mikroklimatem. Podívejme se lépe na nuance jeho výběru a instalace.

Rekuperátory vody

Zpětné získávání tepla ve ventilačních systémech lze provádět pomocí vody. Teplo proudů vzduchu se přenáší do kapaliny. Výhodou tohoto typu výměny vzduchu je absence směšování proudů vzduchu a přítomnost výměníků tepla na různých místech. Rekuperátory vody mají mnoho nevýhod: spotřebovávají hodně energie, vyžadují dodatečnou cirkulaci tekutin a jsou neefektivní.

Střešní výměníky tepla

Používají se především pro technické místnosti – hangáry, garáže. Snadno se instalují a jsou velmi účinné, ale mají vysoké náklady.

Jak si vyrobit svůj domov rekuperátor vzduchu svépomocí

Pro ruční výrobu vzduchového výměníku tepla budete potřebovat:

• Pozinkované železo, 2 plechy.
• Překližková přepravka na tělo výměníku tepla.
• Korkový materiál tloušťky 20 mm pro pokládku mezi listy.
• Silikonový tmel.
• Měřič tlaku.
• plastové příruby.
• Skládačka a hardware.
• Kovový roh.
• Tepelný izolátor (minerální vlna).

• Galvanizace se řeže na čtvercové kusy s hranami 30 a 20 centimetrů. Pro výrobu tepelného výměníku pro soukromý dům bude nutné nařezat 70 desek. Kov je řezán skládačkou a snaží se zajistit, aby okraje byly zcela rovné.
• Jedna strana každé desky, s výjimkou poslední, je polepena korkem. Můžete použít korek s hotovou lepicí vrstvou.
• Všechny desky jsou sestaveny do jediného systému, přičemž každá z nich je položena v pravém úhlu k předchozímu. Pokládku završuje deska bez korkového povlaku.
• Výsledná konstrukce je zajištěna pomocí kovového rohu.

Dávejte pozor! Všechny viditelné trhliny v konstrukci jsou vyplněny silikonovým tmelem.

• K upevnění přírub na stěnách kazet budete muset nainstalovat upevňovací prvky. Ve spodní části je ponechán drenážní otvor pro odvod kondenzátu trubicí.
• Na povrchu stěn jsou instalována vodítka jejich kovového rohu. V případě potřeby lze kazetu z pouzdra vyjmout a vyčistit.
• Uvnitř pouzdra je připevněna minerální vlna o tloušťce 4 cm. Na průchod teplého vzduchu je připevněn snímač tlaku. Pomůže včas řešit námrazu.

• Zbývá pouze nainstalovat hotové zařízení do ventilační manžety. Na stejném principu si můžete vyrobit rekuperátor do bytu.

Proces výroby zařízení krok za krokem (video)

Účinnost takovéhoto vlastnoručně vyrobeného zařízení je přibližně 65 procent. To stačí k vytvoření příjemného prostředí v domě.

Kolik zařízení stojí?

K dnešnímu dni domácí výrobci rekuperátorů používají dovážené komponenty, takže takové výměníky tepla nejsou levné. Mezi výrobce s bezvadnou pověstí patří Teplotex, který montuje rekuperátory z dánských surovin, Mashimpeks, který používá německé komponenty, a Danfoss, který montuje výrobky z finských plechů.

Изображение	model	Pracovní tempo ratura, deg.	Výroba rodič Nosta mXNUMX	Průměr kanál, mm	Úroveň Hluk Db	Průměr cena, třít
	UVRK 50 MK	-40 – +50	13 – 80	150	42	19900
	Dantex DV-200HRE	-20+40	200	146	32 – 39	24444
	RCS 350	– 28 50 – +XNUMX XNUMX	330	144	26	36058
	Elicent REC Smart 100/600	– 30 + 45	27 – 53	100	28 – 35	36875
	Větrací otvory VUT 300 V mini	– 25 + 50	300	125	28 – 47	42739
	Mitsubishi Electric LGH-35RX5-E	– 10+46	350	150	31	95670
	Electrolux STAR EPVS-1100	– 15 + 40	1100	250	41	92330

Několik tipů při nákupu zařízení

Než se rozhodnete pro jeden nebo druhý model, měli byste si pamatovat:

• Rekuperátory vydávají provozní hluk. Někteří výrobci nabízejí tichá zařízení.

• Spotřeba energie větrání s rekuperací tepla je důležitá, protože jednotka pracuje nepřetržitě.
• Některá zařízení vyžadují spotřební materiál – filtry.
• Výkon musí být bezpodmínečně uveden na zařízení.

Někteří řemeslníci pro dodatečné čištění vzduchu vybavují hotová zařízení speciálními filtry z plastu nebo vláknitých materiálů. Je však třeba si uvědomit, že tyto filtry musí být pečlivě sledovány a včas vyměněny za nové.

Užitečné informace! Aby se v zařízení netvořil led, občas vypněte ventilátor. Destičky se rozmrznou teplem unikajícího vzduchu.

Závěry

Donedávna byly rekuperační systémy instalovány pouze v průmyslových podnicích. Nyní se stávají nezbytnými pro domácí použití.

Důležité je v domě správně větrat, aby nedocházelo k plísním a alergickým reakcím při zachování příjemné teploty. To je důvod, proč je rekuperátor pro soukromý dům tak důležitý.