Кондиционеры с подмесом воздуха. Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла: принцип действия, обзор достоинств и недостатков Что такое бризер и как он работает
Конструктивно кондиционер с активной рекуперацией тепла представляет собой моноблочный агрегат канального исполнения, который предназначен для обработки воздуха, подаваемого из улицы в кондиционируемые помещения. Компания Clivet выпускает кондиционеры с активной рекуперацией тепла, которые могут работать, как в режиме охлаждения (В летний и переходный период времени), так и в режиме теплового насоса (В зимний и переходный период времени). На рисунке №1 представлен внешний вид основных функциональных элементов кондиционера с активной рекуперацией тепла.
В состав агрегата входят следующие функциональные элементы:Полнофункциональный холодильный контур, предназначенный для охлаждения или нагрева воздуха, подаваемого из улицы в кондиционируемые помещения. Холодильный контур включает: компрессор ротационного исполнения, внутренний воздушный теплообменник, наружный воздушный теплообменник, расширительное устройство - каппилярную трубку, четырех-ходовой клапан регулирования производительности.
Система автоматизированного управления включает контроллер, пульт дистанционного управления, устройства защиты и автоматики.
- Мало или средненапорный центробежный вентилятор на стороне притока воздуха предназначен для организации подачи воздуха в кондиционируемое помещение по системе воздуховодов.
- Мало или средненапорный центробежный вентилятор на стороне вытяжки воздуха предназначен для организации вытяжки воздуха из кондиционируемого помещения по системе воздуховодов.
- Воздушный клапан с приводом предназначен для смешивания приточного и рециркуляционного воздуха.
- Высокоэффективный воздушный фильтр предназначен для очистки воздуха, подаваемого из улицы в помещения.
- Электронагреватель малой мощности (0,5-1кВт) предназначены для подогрева воздуха, подаваемого из улицы в помещения в зимний и переходный период времени
- Дренажный поддон для сбора конденсата.
Опционально агрегат может быть оснащен следующими элементами:
- Паро-увлажнитель, который предназначен для увлажнения воздуха, подаваемого в помещении с улицы.
- Электро-нагриватели повышенной мощности.
- Дренажный насос для удаления конденсата.
Выбор наиболее подходящего прибора обусловлен необходимостью, предпочтениями пользователя и особенностями обслуживаемых помещений. Необходимо вычислить объем помещений квартиры или дома, определиться с собственными предпочтениями и получить хотя бы минимальную информацию относительно особенностей работы того или иного типа вентиляционных устройств.
Прежде всего, следует разобраться в параметрах прибора , сопоставить их возможности с другими устройствами и определить степень работоспособности в заданных условиях. Рассмотрим наиболее важные характеристики оборудования и их значимость для воздухообмена и микроклимата жилища в целом:
Производительность
Производительность - это количество воздуха, подаваемого прибором в единицу времени, обычно - в час. В данном случае указать производительность вентилятора, установленного в бризер, нельзя, так как прохождение потока сквозь фильтры существенно замедляет его скорость, соответственно снижая и производительность.
Необходимо рассматривать именно количество воздуха, непосредственно поступающего в помещение. Это важная величина, позволяющая определить возможности устройства.
Мнение эксперта
Федоров Максим Олегович
Человек нуждается в 30 м 3 /час свежего воздуха. По производительности, указанной в паспорте, можно вычислить, на сколько человек рассчитан данный прибор. Необходимо учесть, что все бризеры имеют несколько рабочих режимов, и на максимуме работают редко. Необходимо в качестве номинальной скорости принимать среднее значение.
Уровень шума
Работа вентилятора всегда сопровождается определенным звуком, который издает двигатель и лопасти. Кроме этого, которая также сопровождается шумами. Есть еще один источник - воздуховод, выходящий на улицу, служит проводником внешних звуков.
Все они, в сумме, образуют некий звуковой фон, сопровождающий работу устройства. Основной источник – электродвигатель , поскольку уровень шума меняется преимущественно при переключении режимов скорости.
Уровень шума указывается в паспорте. Он измеряется в децибелах и находится в диапазоне 20-50 дБ. Насколько это много, каждый судит по-своему, хотя на средней скорости шум обычно практически не слышен . В отличие от кондиционеров или стационарной вентиляционной системы бризеры практически бесшумны .
Нагреватель воздуха
Подача холодного воздуха снаружи в зимнее время быстро понизит температуру в помещении до совершенно неприемлемых значений. Если на улице -30°С, холодный поток сразу же спровоцирует образование конденсата, обледенение и прочие неприятности.
Некоторые модели бризеров не имеют нагревателя, что автоматически ограничивает возможности их эксплуатации только теплыми регионами. Для условий России годятся только приборы, имеющие в комплекте нагреватель воздуха.
Обычно устанавливается керамический элемент, не сжигающий кислород . Его мощности хватает на подъем температуры потока до 50°, что вполне приемлемо для отапливаемых помещений. Необходимо учитывать, что нагрев воздуха производится не для отопления квартиры или дома, а для сохранения уже существующего температурного баланса.
Фильтрация
Большинство приборов имеет многоступенчатую фильтрацию поступающего воздуха. Есть модели, в которых поток проходит последовательно 4 фильтра.
Всего используется 3 типа фильтров:
-
базовый (палевой). Останавливает частицы пыли, шерсти, тополиный пух, пыльцу растений и прочие достаточно крупные элементы, загрязняющие поток воздуха
-
НЕРА-фильтр . Состоит из волокнистого нетканого материала, уложенного в специальном корпусе в гармошку. Способен останавливать мельчайшие частицы микронного размера. Особенностью таких фильтров является увеличение эффективности очистки с возрастанием загрязнения фильтра, когда остановленные частицы сами начинают работать в качестве фильтрующих элементов
-
угольный фильтр . Способен останавливать запахи краски, растворителя, выхлопные газы автомобилей и т.п.
Способность фильтров производить качественную очистку по достоинству оценивается людьми, чувствительными к запахам, страдающими легочными заболеваниями или аллергиками. Благодаря тщательной фильтрации можно иметь чистый воздух, не открывая окна и не впуская в квартиру запахи, аллергены и пыль.
Система управления
Основное управление вентиляционными приборами производится с пульта дистанционного управления. Большинство бризеров не имеет другой возможности настройки, что некоторые пользователи считают заметным недостатком. Кроме того, существуют модели, имеющие возможность программирования на некоторое время вперед.
Самые современные образцы могут управляться со смартфона, для чего надо установить соответствующее приложение. Такой способ позволяет изменить режим работы, находясь в другой точке земного шара. Связь с устройством осуществляется по WiFi, хотя некоторые пользователи в отзывах сетуют на плохую связь с серверами.
Еще один вариант управления бризерами - подключение к системе умного дома . Прибор, встроенный в общую сеть, принимает сигналы или команды с датчиков температуры или СО 2 , изменяя режим подачи воздуха для качественной и оперативной регулировки тех или иных параметров микроклимата.
Преимущества и недостатки бризера перед климатическими системами
Климатические системы, в отличие от вентиляционных приборов, не обеспечивают воздухообмен. Специфика их действий заключается в создании нужной температуры воздуха, циркулирующего внутри помещений без обновления его объема.
В комнате может быть комфортная, прохладная температура и чистый воздух, но его состав вполне может быть далек от санитарной нормы - превышено содержание углекислого газа, вследствие чего самочувствие людей ухудшится, появится сонливость, вялость, ощущение разбитости.
Именно этим отличаются вентиляционные установки от климатических - обеспечением поступления свежего приточного потока , нормализующего состав воздуха и вытесняющего возникающие вредности. Когда перед пользователем возникает вопрос - как правильно выбрать бризер, следует сначала выяснить, что это такое.
Что такое бризер и как он работает?
Рассмотрим, что такое бризер, какой выбрать, плюсы и минусы, особенности конструкции устройства.
Бризер - это бытовой вентиляционный прибор, обеспечивающий принудительную подачу свежего воздуха в жилые помещения. Он состоит из корпуса с конструкционными элементами, воздуховода, проходящего через специально проделанное в стене отверстие, и внешнего декоративного колпака (им комплектуются не все модели, некоторые образцы приходится оформлять снаружи доступными методами).
Наружный воздух поступает в приемный патрубок и проходит внутрь корпуса. Там он последовательно пропускается через систему фильтров и нагреватель, после чего сквозь выпускную решетку, обычно расположенную на верхней или боковых сторонах корпуса, поступает в комнату.
Плюсы
Основным достоинством бризера является качественная очистка поступающего воздуха . Она позволяет производить проветривание помещений без необходимости открывать окна, что очень высоко ценится аллергиками или людьми, чувствительными к запахам. Кроме того, бризеры позволяют нормализовать работу , которые не могут работать с современными пластиковыми окнами, не пропускающими наружный воздух.
Работа естественной вытяжки рассчитана на поступление некоторого количества свежего воздуха через неплотности деревянных окон или дверей. Современные оконные и дверные блоки имеют качественный уплотнитель, герметично закрывающий все щели. Перепад давлений, необходимый для работы естественной вытяжки, отсутствует, поэтому нормальный воздухообмен становится невозможен.
Бризеры производят подачу приточного потока, что вновь запускает работу вытяжных каналов, организуя нормальный воздухообмен в помещениях.
Минусы
К недостаткам прибора можно отнести необходимость делать отверстие в наружной стене . Если понадобится изменить точку расположения прибора, отверстие придется делать в другом месте, а имеющееся - заделывать. Кроме того, для этого необходимо использовать специальное оборудование, а саму работу должен выполнять опытный специалист.
Недостатки бытового проветривателя
Проветривателями принято называть стеновые или оконные клапаны. Они выполняют почти те же функции, что и бризер или рекуператор, но имеют меньший набор возможностей или функционала.
Проветриватели не нуждаются в подключении к сетям электропитания, представляя собой обычные отверстия для поступления свежего воздуха, с регулируемой величиной прохода и наличием базовых пылевых фильтров.
Основной недостаток таких устройств состоит в отсутствии подогрева воздуха , что существенно меняет микроклимат и снижает уровень комфорта для людей. В зимнее время этот недостаток проявляется особенно заметно, образуется конденсат, наблюдается обледенение приборов.
Как выбрать между кондиционером и бризером
Выбор между кондиционером или бризером лежит в принципиальной плоскости, поскольку, при внешнем сходстве, работа этих приборов коренным образом отличается друг от друга.
Мнение эксперта
Инженер теплоснабжения и вентиляции РСВ
Федоров Максим Олегович
Кондиционеры обеспечивают рециркуляцию внутреннего воздуха, охлаждая (или подогревая) его в соответствии с заданным режимом работы. Бризеры же подают в помещение наружный воздух, обеспечивая медицинскую норму состава внутреннего воздуха. Таким образом, кондиционеры меняют температуру, а бризеры - обеспечивают приточную вентиляцию.
Выбирая наиболее подходящий тип устройств, необходимо определиться, в каких функциях имеется необходимость. Если важно обеспечить качественный состав воздуха без пыли, аллергенов или дурных запахов, то необходимо выбрать бризер . В случаях, когда важно обеспечить прохладу в жарком помещении, приобретают кондиционер .
Что лучше - рекуператор или бризер?
Если возникает дилемма - рекуператор или бризер, что выбрать и почему, прежде всего следует прояснить для себя назначение этих устройств. Бризеры уже рассматривались выше.
Рекуператоры - это бытовые вентиляционные устройства, обеспечивающие подогрев свежего приточного воздуха с помощью тепловой энергии отработанного вытяжного потока. Принцип действия таких установок заключается в пропускании потоков воздуха через теплообменник. Проходя сквозь его пластины, теплый вытяжной воздух нагревает пластины, передающие энергию холодному приточному потоку, в результате чего в помещение поступает подготовленный м очищенный свежий воздух.
Производители позиционируют рекуператоры как оптимальное решение для дома, позволяющее экономить на обогреве. На практике все обстоит сложнее, поскольку диапазон допустимых температур ограничен -20°С, а у некоторых моделей -15°С. Рекордсменом является голландский рекуператор Brink, минимальной температурой для которого является +5°С. Для условий большинства регионов России это означает, что большую часть зимы прибор будет либо работать на пределе, либо вовсе простаивать.
Кроме того, судя по отзывам пользователей, в условиях квартиры в многоквартирных домах рекуператор бесполезен . Он не в состоянии справиться с давлением вентиляционных каналов, поэтому работает, практически не создавая полезного эффекта. Поэтому для пользователя не остается ничего другого, как выбрать бризер с наиболее удачными техническими характеристиками и получить качественный воздухообмен с заданными параметрами.
Недорогие модели
Специфика бытовых приточных установок такова, что приобретая недорогой бризер, пользователь чаще всего получает малоэффективное устройство, не способное в полной мере решить существующие проблемы.
Цены
Рейтинг бризеров, отличающихся высокими показателями эффективности и удачным набором функций, демонстрирует цены от 25 000 ₽ и выше . Речь идет о бризерах семейства Тион. Другие производители, выпуская приборы с меньшими эксплуатационными показателями, устанавливают цены от 30-35 000 ₽
Полезное видео
В наше время многие устанавливают у себя дома кондиционеры. За последние годы наличие кондиционера дома стало показателем качества жизни: ведь в летнее время года без него в большинстве квартир жарко, душно и хочется на море:-). Мы не ставим своей целью очернить кондиционеры. Это полезные устройства, прекрасно справляющиеся с основной поставленной перед ними задачей – охлаждением воздуха в помещении. В летний период пользу кондиционера сложно переоценить, он реально облегчает жизнь множеству людей.
Реакцией некоторых наших знакомых и родственников, которым мы рассказывали про проветриватели, был вопрос «зачем нам проветриватель, если у нас уже установлен кондиционер?». Давайте разберём наиболее частые заблуждения относительно кондиционеров и проветривателей.
Миф №1 . Кондиционер подаёт свежий воздух в помещение
Как и большинство устройств, совмещающих в себе несколько функций, приточные кондиционеры слабоваты в «дополнительном» функционале, которым для них является подача свежего воздуха. Понаблюдайте: когда пишут про кондиционеры, как правило, всегда подробно расписывают про фильтры, новшества и другие "примочки". Но как только доходит до функции притока – тишина. Имеются в виду конкретные цифры, потому что без цифр это напоминает заявление Остапа "Кто скажет, что это девочка, пусть первым бросит в меня камень" (с). То есть она, сама функция – есть, не придерёшься. А кто говорил, что будет а) эффективно и б) комфортно? Никто не хочет в описании приточного кондиционера указывать, что даже на самой низкой скорости он сильно шумит (ведь законы физики никто не отменял, и для того, чтобы подать тот же объём по более узкому каналу, скорость подачи должна быть выше, из чего с неизбежностью следует: ЛИБО производительность вентилятора должна быть выше, а это автоматически означает бОльшую шумность, ЛИБО объём подачи должен быть МЕНЬШЕ). Теперь к цифрам:
Диаметр отверстия при монтаже воздуховода для кондиционера с функцией притока – 4 см, что даёт площадь сечения около 13 см 2 . Диаметр отверстия при монтаже воздуховода для проветривателя - от 8 до 12,5 см, это даёт площадь сечения 50-123 см 2 . При расчётах использована Формула площади круга Пи-Эр-квадрат: S = π*R*R, π=3,14159...
Таким образом, площадь сечения воздуховода проветривателя в 4-10 раз больше. Из этого следует, что:
при одинаковой производительности вентилятора и прочих равных условиях, проветриватель подаст в помещение в 4-10 раз больше свежего воздуха.
Возникает вопрос: а, может, столько много воздуха и не нужно? Обратимся к строительным нормам: норма обеспечения одного человека свежим воздухом в помещении составляет 30 м 3 в час. Максимальная производительность современных проветривателей - от 100 до 180 м 3 в час, что эквивалентно достаточному обеспечению свежим приточным воздухом от 3 до 6 человек, постоянно находящихся в помещении.
Учтём тот факт, что это максимальная производительность бытовых приточных установок, представленных на рынке и, следовательно, самый шумный режим работы. На практике, комфортным по шуму оказывается производительность в 2-3 раза меньшая, чем максимальное значение. В итоге получаем диапазон в 33-90 м 3 в час. То есть 1-3 человека могут комфортно спать в одном помещении с работающим проветривателем, имея при этом достаточный воздухообмен.
Теперь применим нашу теорию к кондиционерам с функцией притока свежего воздуха. Согласно нашему выводу, должно получаться, что объём притока с комфортным уровнем шума у кондиционера должен быть в 4-10 раз меньше, чем у проветривателя, то есть - от 3,3 до 22,5 кубических метра в час.
Сверим данные выводы с техническими характеристиками кондиционеров с функцией притока.
Для примера возьмём популярную модель Hitachi RAS-10JH4 стоимостью около 50 тыс.руб. и ещё одну японскую новинку с уникальной функцией регулирования влажности Daikin Ururu Sarara стоимостью порядка 130 тыс.руб.
Максимальный объём притока составляет:
Для Хитачи - точной информации нет, по словам продавца – порядка 20 м 3 /час
Для Дайкина – 32 м 3 /час.
Смысл в том, что функция притока в кондиционере указана в основном для "галочки", а по факту этого притока всего-то 20 "кубов" в час – про это и писать-то как-то несолидно.
Помимо этого, в таких моделях кондиционеров применяются ограничения, связанные с температурой воздуха – например, функция притока воздуха работает при температуре наружного воздуха не менее +3 градусов, либо при разнице между наружным и внутренним воздухом не более 7 градусов. Можно сделать вывод, что в прохладное время года приточные кондиционеры простаивают без дела, так же, как и стандартные рециркуляционные кондиционеры. Конечно, существуют дорогие модели, в которых эти недостатки минимизированы. Но стоимость таких моделей в разы выше стоимости проветривателя и типового кондиционера, вместе взятых (например, кондиционеры Daikin стоят в районе 100-250 тыс.руб.).
Что касается недорогих, как модель Hitachi, приточных кондиционеров, то вот выдержки из отзывов о них (взяты из Яндекс.Маркет , орфография и пунктуация авторов сохранены) по поводу режима приточной вентиляции:
- «Приток/вытяжка шумит (жужжит моторчик помпы, шипит воздух в гофре), от работы не отвлекает на минимальной и средней скорости, но в спальню я такой кондиционер не поставлю ни за что.»
- «Производитель нигде не пишет, сколько куб. м. в час закачивает/выкачивает приток и вытяжка у этого кондиционера. такая себе маркетинговая интрига. Оно и понятно почему, через дюймовую трубку эти величины будут "позорными" и не дотянут до норм для подводных лодок и мест заключения.»
- «В принципе, меня предупреждали, что приточка будет слабая, но я не ожидал, что настолько. Кроме того, использовать её зимой не получится - есть ограничения, автоматика блюдёт. Можно только летом и осенью - разница температур снаружи и внутри не более 7 градусов. В принципе, нужна она в основном летом, но это не все её недостатки. Она весьма шумная, включая самый слабый режим, в котором вообще еле дует, но заснуть можно. :) Она гораздо шумнее основного вентилятора, а поток дает хуже. Неудобно реализовано управление ей.»
- «Режим приточки не используется - слишком шумный и слабый. »
- «Функция приточной вентиляции не работает, если за окном более +30 градусов. »
- «Приточная вентиляция, ради которой и покупался, по большому счету ерунда. Эта функция существует отдельно от самого кондиционера, качая отдельным вентилятором через отдельный воздуховод. Даже на максимальной скорости этого вентилятора поток поступающего воздуха очень скромен, а жужжит он сильно. Плюс куча условий, при которых приточка не будет работать.»
Миф №2 . Кондиционер очищает воздух
На самом деле . Кондиционер, несомненно, очищает воздух, но типовые модели оснащены только фильтрами грубой очистки воздуха, которые, если разобраться, чаще всего представляют собой металлическую сетку, задерживающую крупную и среднюю пыль комнатного происходжения. Такой фильтр не может эффективно препятствовать нейтрализации попавших в помещение микроорганизмов, пыльцы, мелких частиц пыли, бактерий и аллергенов.
Безусловно, дорогие (дороже 40-50 тысяч) модели кондиционеров оснащены фильтрами тонкой очистки воздуха и функцией дезактивации микроорганизмо и бактерий. Но даже недорогие, стоимостью до 30.000 рублей, модели проветривателей, оборудованы фильтрами тонкой очистки воздуха, препятствующих попаданию в проветриваемое помещение мелких частиц пыли, аллергенов, запахов, примесей, мельчайших загрязнений (пылевого клеща, плесени, грибка, бактерий и вирусов и т.д.). Ведь проблему проще (и как правило, дешевле) недопустить, чем устранять её последствия. К тому же, на фильтрах и в дренажной системе внутреннего блока кондиционера из-за конденсата влаги накапливаются (и зачастую, при несвоевременном обслуживании, размножаются) патогенные микроорганизмы, канцерогенные вещества и споры болезнетворных грибков, которые заражают жильцов. Поскольку в проветривателе исключён контакт с водой, то его фильтры не таят такой опасности. Конечно, как и в случае с кондиционером, условие соблюдения своевременной (рекомендованной производителем) очистки и замены фильтров, является главным залогом здорового воздуха и безаварийной работы оборудования - за любой техникой нужно следить. Отличие лишь в том, что проветриватель - это бытовой прибор и обслуживать его довольно просто самостоятельно, в то время как очистка кондиционера, как правило, требует выезда квалифицированного сотрудника сервисной службы и специализированного оборудования (особенно - очистка и диагностика наружного блока кондиционера, которую настоятельно не рекомендуется и даже запрещается выполнять без соответствующей квалификации).
Миф №3 . Кондиционеры и проветриватели устанавливаются одинаково
На самом деле . Бытовой кондиционер имеет как наружный, так и внутренний блок (либо несколько блоков). Установка кондиционера на внешней стене здания не всегда возможна: это трактуется как перепланировка, для которой требуется согласование – то есть бюрократическая волокита с непредсказуемым результатом.
Многие жильцы устанавливают кондиционеры самовольно, не проходя процедуру согласования перепланировки. Однако это чревато проблемами: на таких жильцов могут подать иск как соседи, так и управляющая компания или городские органы власти. С большой вероятностью иск будет удовлетворён – уже есть такие прецеденты – и кондиционер придётся демонтировать.
Что касается проветривателя, то его установка внутри помещения не влияет на внешний вид здания, перепланировкой не считается, и поэтому согласованию не подлежит. С наружной части здания отверстие закрывается решёткой. В Москве отсутствуют специальные нормативные акты, регулирующие этот аспект, поэтому установка решётки без согласования является законной.
Поскольку проветриватель не имеет наружного блока, то для его установки не требуется специального альпинистского оборудования, что удешевляет стоимость монтажа. Монтаж осуществляется изнутри помещения: сначала посредством оборудования для алмазного бурения прорезается отверстие, затем с наружней стороны устанавливается решётся (возможно, с козырьком от осадков), а с внутренней стороны – сам прибор. Алмазное бурение настолько аккуратное, что эффект «развороченной стены» невозможен, благодаря чему проветриватель может быть установлен и в помещение с ремонтом. Что касается кондиционера, то для его установки чаще всего используется перфоратор, который при не самом умелом использовании или в случае проблемной стены (попадание в арматуру), может её сильно "раскурочить".
Монтаж проветривателя не предусматривает прокладку протяжённых воздуховодов - в 90% случаев длина воздуховода равна толщине стены (исключение составляет случай прокладкаи воздуховода через балкон или лоджию). Воздух же, поступающий из проветривателя, распространяется по всему помещению без помощи труб.
Миф №4 . Кондиционер нагревает воздух
На самом деле . Частично это правда – кондиционер, выполненный в виде сплит-системы, может подогревать воздух. Однако есть ряд ограничений, основное из которых – невозможность подогрева зимой. Включать сплит-систему на подогрев можно только при положительной уличной температуре (более дорогие модели - до -10С). При попытке обогрева помещения кондиционером в мороз, в недорогом кондиционере может сломаться компрессор, а в дорогом электроника не позволит включить подогрев. Осенью и весной, при плюсовой температуре, включение кондиционера в режиме подогрева должно производиться с осторожностью, поскольку радиатор внешнего блока охлаждается и на нём образуется большое количество конденсата и для предотвращения поломки кондиционера необходимо регулярное его удаление.
В описаниях некоторых кондиционерах можно увидеть функцию «зимний комплект». Некоторые потребители, не разобравшись, считают, что эта функция кондиционера обеспечит оптимальную температуру воздуха в помещении в зимнее время. На самом деле, данная функция подразумевает охлаждение в зимний период помещений с интенсивным тепловыделением (например, комнат, где размещено большое количество аппаратуры). К подогреву воздуха, актуальному для большинства потребителей, это не имеет никакого отношения.
Теперь о проветривателях. Их модификация, называемая «бризер», имеющая функцию климат-контроля, подогревает воздух в помещении до заданной пользователем температуры вне зависимости от температуры за окном. Чем больше разница температур, тем эффективнее происходит нагрев. Большинство проветривателей без функции климат-контроля также подогревает воздух, но без возможности задания конкретного градуса – у прибора есть несколько мощностей нагрева, и чем выше эта мощность, тем теплее температура свежего воздуха в помещении. Рекуператоры нагревают воздух за счёт передачи тепла приточному воздуху от вытяжного. При наличии проветривателя, подогревающего воздух, не нужно тратиться на обогреватель. В случае рекуператора, подогрев даже не требует дополнительных затрат на электроэнергию.
Резюме
Таким образом, можно сделать вывод, что бытовой кондиционер и бытовой проветриватель – разные устройства, предназначенные для решения разных проблем, и в идеале дополняющие друг друга. При наличии проветривателя в помещении, для охлаждения воздуха в летний период достаточно простого, недорогого кондиционера (при расчете мощности кондиционера в тандеме с проветривателем, необходимо ставить кондиционер более мощный, чем если бы он ставился без проветривателя, так как в летнее время проветривание теплым воздухом потребует от кондиционера дополнительной мощности) поскольку функции подачи свежего воздуха, его фильтрации от всевозможных примесей и, при необходимости, подогрева – решает проветриватель.
(с) Свежий Воздух. Копирование только с указанием URL
Идея не нова, но достаточно часто я к ней возвращаюсь и думаю реализовать у себя в доме. Посему утащил подробную статью в основном для себя, но, возможно, кому еще пригодится.
От себя замечу, что подобная система не только позволит охладить дом летом, но и подогреть его зимой. Без вентиляции жить нельзя. А если зимой затягивать в дом уже подогретый земляным теплообменником воздух, то и затраты на отопление снизятся. Особенно это актуально если у вас печное отопление или любой котел с открытым пламенем. Воздух для горения лучше для него забирать тоже с улицы предварительно подогрев. КПД вырастет значительно. Единственно у авторов не заметил решения вопроса с конденсатом. А он может быть в трубах теплобменника закопанных в землю. И желательно предусмотреть возможность удаление его самотеком с дренированием в почву. Как вариант часть трубы в нижней точке сделать из дренажной с перфорацией. Ну и трубу укладывать выше УГВ, дабы ее банально не затопило.
Природный рекуператор или бесплатный кондиционер для загородного дома
Охлаждение воздуха летом - одна из первостепенных задач домовладельца. Как использовать для этой цели энергию, окружающую нас, и сделать кондиционирование воздуха практически бесплатным, расскажет эта статья.
Значение вентиляции трудно переоценить. Мы не будем повторять то, что описано многократно и сосредоточимся на собственной задаче - охладить и освежить воздух в доме. Традиционные системы вентиляции могут быть достаточно дорогими при устройстве за счёт стоимости узлов и агрегатов, а также стоимости квалифицированных работ по монтажу.
В процессе эксплуатации они расходуют значительное количество электроэнергии, особенно для охлаждения воздушной массы, выделяют много тепла и создают шум. Система, описанная в этой статье, проста в монтаже, энергоэффективна, не требует специальных навыков и понятна на интуитивном уровне. Сразу стоит отметить, что за счёт простоты она обладает ограниченными функциями, однако предусматривает модернизацию на любом участке в любой удобный момент.
В нашем случае термин «рекуперация» - синоним слова «теплообмен», поэтому понятия «рекуператор» и «теплообменник» взаимозаменяемы. На физическом уровне процесс заключается в охлаждении/нагревании воздуха, в изменении его температуры за счёт расхода тепловой энергии, а затем смешивания. Как и почему это происходит, мы рассмотрим далее.
Стабильный источник энергии
Преследуя цель понижения температуры в помещении летом, разумно задать вопрос: «Куда отдать энергию нагретого атмосферного воздуха? Как его охладить?». Здесь на помощь нам приходят силы природы. Тот факт, что на определённой глубине температура грунта постоянна, будет нашим основным аргументом при обосновании энергоэффективности системы.
Грунт способен бесконечно обменивать энергию - охлаждать и нагревать любой носитель (воздух, воду), но только до собственной температуры на заданной глубине, которая остаётся постоянной благодаря относительной стабильности земного ядра.
Международная практика
Разумеется, мы далеко не первые, кто решил использовать бесконечную и бесплатную энергию Земли. В европейских странах, которые принято называть развитыми (Германия, Швеция, Бельгия и др.) используют эту энергию с начала прошлого века. Успехи, достигнутые на этом поприще, впечатляют.
Системы теплообмена воды ниже уровня земли называют «тепловыми насосами». Такие подземные и подводные устройства отапливают и охлаждают помещения всего дома. Разработаны стандартные проекты для любого здания и есть возможность перевести дом с традиционной (газовой, электрической) системы климатизации на тепловые насосы. Похожим, но более примитивным образом эту энергию используют и у нас, устраивая подземные хранилища продуктов (погреба).
Чем хорош природный теплообменник
В основе работы нашего рекуператора лежит тот же физический процесс, что и в тепловых насосах. Ориентируясь на экономию, мы используем этот принцип, подведя его под собственные нужды и местные реалии.
Задачи, которые может решить адаптированный автономный рекуператор:
Постоянное естественное проветривание при закрытых дверях и окнах.
Быстрая замена воздуха в помещении на свежий.
Охлаждение воздуха в помещении.
Подготовка воздушной смеси для последующих действий.
Преимущества:
Абсолютная экологичность. При монтаже и эксплуатации базовой системы не используются токсичные материалы и не происходят тепловые выделения в атмосферу.
Безопасность. В рекуператоре не используются электродвигатели (мощностью более 100 Вт), химические агенты, высокое напряжение.
Простота и дешевизна. Для принудительной вентиляции применяются только маломощные вентиляторы мощностью 100 Вт. Вентиляция проходит естественным путём.
При работе не сжигается кислород.
Низкий уровень шума.
Недостатки:
базовая система не предусматривает фильтрации, регулировки влажности, подогрева или иной обработки воздушной смеси (но допускает возможность установки соответствующего оборудования впоследствии).
Простая и понятная система
Автономный теплообменник для загородного дома - это система вентканалов, частично проложенная под землёй, включённая в цепь приточно-вытяжной вентиляции. Для того чтобы создать такой «кондиционер», не обязательно разбираться в тонкостях физических явлений. Достаточно просто знать, что это работает. Убедиться в этом можно, спустившись в жару в любой подвал, колодец или метро.
Принцип действия следующий:
Атмосферный воздух проходит по трубам, проложенным в грунте с постоянной температурой (как правило от +4 до +10 °С).
В подземной части прохладный грунт поглощает тепловую энергию нагретого воздуха.
Охлаждённый воздух по вентканалам доставляется в помещения дома.
Одновременно с этим вытяжной вентилятор удаляет из помещения насыщенную и нагретую воздушную смесь («старый воздух»).
По принципу сооружения такие системы делятся на два основных вида: трубные и бункерные.
Трубный - полностью состоит из труб. Конструкцию можно варьировать в зависимости от условий участка. Подойдёт в случае реконструкции дома без вместительного подвала, но потребуется провести много земляных работ.Бункерный или каменный - теплообменник представляет собой бункер, заполненный крупными камнями. Занимает меньше площади, чем трубный (можно устроить его в подвале дома). Требует наличия подвала или подземного помещения. Оптимальный вариант при новом строительстве.
Создаём внутреннюю систему вентиляционных каналов дома
В обоих случаях вентканалы внутри дома будут расположены примерно одинаково. Начнём с них.
Примитивная система приточно-вытяжной вентиляции представляет собой наружные и внутренние вентканалы, соединённые в одну сеть. Воздушные розетки расположены в верхних диагонально противоположных углах комнат. В одном - приток, в другом - вытяжка. В одноэтажном здании основные воздуховоды могут быть расположены в чердачном помещении. В двухэтажном здании приточные и вытяжные воздуховоды первого этажа будут проходить в коробах, вписанных во внутреннюю отделку, второго этажа - по чердаку. Расположение основных воздуховодов следует определять для каждого дома индивидуально, с учётом планировки (расположения стен и перегородок).Совет. Помещения, в которых рекомендована приточно-вытяжная вентиляция: гостиная, спальня, детская, кухня, столовая, кабинеты, кладовая, комнаты отдыха, спортзал. В ванных комнатах и санузлах - только вытяжная. Не нужна вообще в коридорах, тамбурах, холлах и лоджиях.
Правила расчета системы внутренних вентканалов:
Труба канализационная диаметром 250 мм для раздаточного приточного и объединённого отводного каналов. Ориентировочный расход - две длины дома + высота по верхнему перекрытию + 20%.
Труба канализационная (серая) диаметром 150 мм. Ориентировочный расход - трехкратная длина дома + 20%. Для двухэтажного дома с равной площадью этажей + 50%.
Крепёж для трубы (исходя из материала стен) из расчёта 1 шт. на 70 см.
Утеплитель (рулонная минеральная вата) - 1 рулон.
Пена, герметик, декоративные решётки.
Колена, ревизии, муфты (1 шт. на 70 см).
Внимание! Не используйте колена 90°, это затруднит проход воздуха и создаст шумы. Комбинируйте колена 45° (по примеру канализации).
Если предполагается устроить трубный рекуператор в одноэтажном здании, приточный канал будет выходить из-под земли в теплоизолированный короб снаружи здания и попадать на чердак. В двухэтажном лучше завести его в здание внизу первого этажа и установить внутренний вертикальный (раздаточный) канал, который затем будет заведён в чердачное пространство.При устройстве бункерного варианта в подвале здания вертикальный раздаточный канал будет выходить из бункера сразу в помещение. Возможно смонтировать его и снаружи.
Пример расчёта расхода материалов для устройства внутренних каналов дома
Возьмём в качестве примера одноэтажный дом с расчётной вентилируемой площадью 60 м2, который будет иметь примерно 100 м2 общей площади и ориентировочные размеры 8х12 м:
Труба 250 мм: 2 х 12 + 3 + 20% = 32 м.
Труба 150 мм: 3 х 12 + 20% = 43 м.
Крепёж: 32 + 43 / 0,7 = 107 шт.
Колена, ревизии, муфты - принять за 1 шт на 3 м: 32 + 43 / 3 = 55/3 = 20 шт.
Решётки: 8 шт. (по 2 на каждую комнату).
Выключатели: 4 шт.
Пена, герметик.Трубный теплообменник
Для того чтобы не усложнять расчёты математическими выкладками, мы предоставим данные уже проведённых испытаний в усреднённом виде, а точнее их итоги.
Основной принцип, который необходимо соблюдать при создании системы из труб - на одно помещение должна приходиться минимум одна труба подземного канала. Это облегчит работу вентиляторов за счёт атмосферного давления. Теперь осталось разместить необходимое количество труб в подземной части участка. Они могут быть заложены по отдельности или объединены в общий канал (250 мм).
В данном описании мы предлагаем учитывать не максимальную нагрузку, когда все помещения принудительно проветриваются одновременно, а усреднённую, которая будет подаваться при регулярном периодическом проветривании разных помещений (как и бывает в реальной жизни). Это значит, что нет необходимости выводить для каждой комнаты отдельный канал. Достаточно вывести на один общий 250 мм канал воздуховоды 150 мм из каждого помещения. Количество общих каналов принимаем из расчёта один канал на 60 м2.
Создаём рекуперационное поле
Рекомендуемая схема подземной части трубного теплообменника:Для начала нужно выбрать место залегания труб (рекуперационное поле). Чем больше протяжённость заложенных труб, тем эффективнее будет охлаждение воздуха. Следует отметить, что после проведения работ эту площадь можно использовать под посадку растений, ландшафтный дизайн или детскую площадку. Ни в коем случае не высаживайте на рекуперационном поле деревья:
Производим выемку грунта на глубину промерзания плюс 0,4 м.
Закладываем трубы 250 мм с шагом не менее 700 мм по оси.
Выводим воздухозаборники на высоту 1 м. Желательно, чтобы они находились в затенённом, но хорошо проветриваемом месте.
При помощи колен и переходников объединяем в общий канал 250 мм, который соединяется с системой вентиляции дома (см. выше).
Внимание! В подземной части используйте специальные грунтовые канализационные трубы с толстой стенкой. Их не нужно теплоизолировать, а просто засыпать грунтом, проливая водой. Допускается только бетонирование в случае необходимости.
Расчёт объёма работ и расхода материала:
За рекуперационое поле принимаем участок размером 15х6 м площадью 90 м2.
Объём грунта котлована при глубине промерзания 0,8 м будет: Vкот = (0,8 + 0,4) х 60 = 72 м3.
Объём траншеи шириной 40 см (10 м от дома): Vтр = 1,2 х 0,4 х 10 = 4,8 м3.
Общий объём земляных работ: Vобщ = Vкот + Vтр = 72 + 4,8 = 77 м3.
Отрезков по 15 м: Nотр = a / 0,7 = 6 / 0,7 = 9 шт., где а - ширина поля.
Общая длина труб: L = Nотр х 15 + 10 = 9 х 15 + 10 = 145 пог. м.
Расход колен, муфт, переходников принимаем 2 шт. х 15 м = 30 шт.
Совет. Чем глубже заложить теплообменник, тем эффективнее будет его работа. Допускается заложение более одного яруса.
На определённом месте роется котлован размером примерно 2х3х3 м. От места выхода общего канала системы вентиляции дома к котловану будущего резервуара устраивается траншея, в неё на глубину 140 см укладывается 250 мм труба, по которой охлаждённый воздух будет отводиться из бункера. По стене, к которой подошла траншея, до дна прокладывается вертикальная штроба под трубу диаметром 250 мм. Затем дно выкладывается кирпичом или бетонируется. Дно воздушного резервуара должно быть глубже уровня промерзания грунта минимум на 1 метр.
Внимание! После устройства дна бункера следует заложить отводную трубу 250 мм.
Начало отводной трубы выступает от стены на 1/3 расстояния до противоположной стенки и обкладывается защитой из кирпича. На входное отверстие устанавливается защитная решётка.
Заполняем резервуар
Стены лучше выложить из кирпича или отлить из бетона (без шлака!), т. к. эти материалы лучше остальных проводят температуру. Шлакоблок не подойдёт из-за своих теплоизоляционных свойств. Стены и дно должны быть тщательно гидроизолированы (рубероид) снаружи и оштукатурены изнутри во избежание проникновения органики или влаги. Высота стен - до уровня земли минус 20 см. Вверху любой стены устраивается вводное отверстие и устанавливаются воздухозаборные трубы. Для облегчения работы вентиляторов рекомендуем установить 3 шт.
После того, как затвердеет раствор, бункер необходимо заполнить крупным камнем-галькой. Размер от 200 до 450 мм в диаметре. Камень должен быть чистым от органики, промытым.
Резервуар накрывается «крышкой» из сплошного дощатого настила на деревянных балках, покрывается гидроизоляционными материалами. Сверху укладывается дёрн. Затем отводная труба подсоединяется к системе вентиляции дома (к общему вентканалу) и производится обратная засыпка.
Расчёт объёма работ и расхода материалов:
При размерах воздушного резервуара 2х3 м и глубине 3 м объём грунта (земляных работ и камня для заполнения) составит: V = 2х3х3 = 18 м3 + Vтр = 22,8 м3.
Объём кирпичной кладки: Vклад = Sстен + Sдна х 0,125 = ((2х3) х 2 + (3х3) х 2 + 2х3) х 0,065 = 36 х 0,065 = 2,34 м3.
Общая длина трубы (10 м от дома): L = (10 + 3) + 10% = 15 м.
Кол-во колен - 6 шт.Бункерный теплообменник
Если в доме есть незанятые подвальные помещения, их можно также использовать для устройства бункера (воздушного или теплообменного резервуара) для каменного теплообменника. Его действие основано на энергоёмкости камня - он постепенно набирает температуру окружающей среды и балансирует поток проходящего воздуха. При отсутствии свободного места в подвале, бункер можно устроить на участке вне дома.
Стоимость камня для заполнения резервуара может изменяться в зависимости от региона строительства.
Как видно из расчётов, окончательная стоимость кондиционирования 1 м2 у обоих вариантов различается. Основной фактор выбора - уровень залегания грунтовых вод. Если он высокий, менее 3 м, то построить бункерный теплообменник не получится. Трубный подойдёт даже с УГВ 1,5 метра.
Установка вентиляторов
Приведённая здесь система предусматривает синхронную работу двух канальных вентиляторов - приточного и вытяжного - установленных в каждой воздушной розетке комнаты. Это даёт возможность быстро доставить прохладный свежий воздух в помещение и удалить нагретый. Для эффективного проветривания достаточно мощности вентиляторов 100 Вт каждый. При выборе вентилятора обратите внимание на уровень шума при его работе.
Примерная стоимость эксплуатации
Если проветривать каждую комнату трижды в течении суток по 20 минут, то получаем 1 час работы 8-ми вентиляторов по 0,1 кВт. Это менее 1 кВт/час в сутки. В месяц - 30 кВт. При цене 5 руб/ кВт это составит 150 руб./месяц.
Срок эксплуатации рекуператоров и вентканалов дома ограничен сроком службы материала. Для подземных элементов - от 50 лет, для внутренних - неограничен.
Система не требует обслуживания (кроме вентиляторов - раз в 5 лет).
Перспективы
Описанная схема может стать основой более сложной системы кондиционирования. В неё можно постепенно включать дополнительные элементы - фильтры, тены подогрева и охлаждения, более мощные вентиляторы, блоки автоматического управления и другие. Подготовленная под землёй воздушная смесь имеет стабильную температуру не только летом, но и зимой, поэтому может быть использована и для отопления.
05.05.2016 11:46
