Сегодня уже мало кто из специалистов сомневается, что в современных зданиях обязательно нужно устанавливать принудительную приточно-вытяжную вентиляцию. Тут можно выбрать один из двух вариантов: либо устанавливать обычную механическую вытяжку, либо сбалансированную приточно-вытяжную установку.
Если помещение вентилируют только при помощи механической вытяжки, то удаленный воздух будет замещаться наружным через щели в оконных и дверных проемах. Этот воздух должен быть дополнительно подогрет с помощью нагревательных приборов. Но поскольку в России большую часть года температура на улице бывает ниже, чем в помещении, то приходится затрачивать значительную энергию на нагрев приточного воздуха до комнатной температуры. К тому же таким вентиляционным системам присущи такие недостатки, как проникновение грязного уличного воздуха, сквозняк, отсутствие возможности контроля объема приточного воздуха (несбалансированная вентиляция).
И, конечно, лишние затраты электроэнергии на дополнительный подогрев уличного воздуха.
Последние можно сосчитать по формуле:
Q=Lв*Cp*(Tr-To) [Вт], где
Lв - объем удаляемого воздуха (м3/ч),
Ср - телоемкость воздуха (Вт ч/кг С),
р - плотность воздуха (кг/м3),
То - наружная температура воздуха (С),
Тr - температура в помещении (С)
Более совершенное решение системы вентиляции - это объединение вытяжки и притока в одной установке, которая может фильтровать, нагревать и подавать приточный воздух в помещение с заранее заданными параметрами. При помощи такой системы вентиляции мы можем управлять воздухом, входящим в помещение, к тому же избегаем образования сквозняков, используя правильно подобранные приточные диффузоры и решетки. Затраты энергии на нагрев приточного воздуха составят:
Q=Lпp*Cp*p*(Tr-То) [Вт], где
Lпр - объем приточного воздуха (м3/ч)
Если же мы хотим снизить расходы энергии на дополнительный подогрев приточного воздуха, то необходимо использовать рекуператор тепла. В этом случае расход энергии на догрев приточного воздуха будет рассчитываться по формуле:
Q=Lпp*Cp*p*(Tr-To) (1-n) [Bт], где
n - эффективность рекуператора
За последние годы в вентиляционной индустрии были разработаны четыре основных типа рекуператоров тепла: роторный, пластинчатый, рекуператор с промежуточным теплоносителем, рекуператор с фреоновыми трубками. Самый высокий КПД среди этих типов имеет роторный рекуператор 75-85% в зависимости от рабочих условий. КПД ротора расчитывается по формуле:
n=(Ti-To)/(Tr-To), где
Ti - температурана притоке после рекуператора
Несмотря на то, что цены на энергоносители в России значительно ниже европейских, тем не менее все чаще заказчики делают свой выбор в пользу рекуператоров. Это обусловлено в основном двумя факторами: недостатком подведенных мощностей для использовая приточных установок со стопроцентным притоком и привлекательными сроками окупаемости установки. Таким образом, при использовании роторного теплообменника мы затрачиваем на 80% меньше энергии для догрева приточного воздуха, чем в обычном случае.Соответственно, при необходимости кондиционирования помещения в летний период мы также можем снизить холодильную мощность на 80%.
Рассчитаем сроки окупаемости установки на примере помещения в Москве.
Исходные данные: производительность рекуперационной установки Systemair 10 000 м3/ч, КПД рекуператора 80%, температура в помещении 22С, средняя температура за отопительный период -3,6С, длина отопительно периода 213 дней, время работы вентиляции 24 часа, стоимость электроэнергии 0,8 руб. за 1 кВт/ч при электрическом догреве, стоимость тепла при догреве водяными калориферами 0,24 руб. за 1 кВт/ч.
Рассчитаем экономию электроэнергии за отопительный период при использовании роторного теплообменника:
E=L*Cp*p*(Tr-Toa)*n*D*tv/1000 [кВт/ч], где
n - эффективность рекуператора,
L - объем приточного воздуха (м3/ч),
Ср - теплоемкость воздуха (Вт/кг С),
р - плотность воздуха (кг/м3),
То - наружная температура воздуха (С),
Tr - температура в помещении (С),
D - дина отопительного периода (дни),
tv - время работы вентиляции (часы).
Подставляем исходные данные (для электрических тэнов).
Е=10 000*1,2*0,28*(22-(-3,6))*0,8*213*24/1000=351771 кВт*ч
Рассчитаем окупаемость секции роторного теплообменника по формуле:
Т=S*D/E*q, где
S - стоимость секции роторного рекуператора на 10 000 м3/ч (рубли),
D - длина отопительного периода (дни),
Е - экономия электроэнергии за год (кВт*ч),
q - стоимость 1 кВт*ч (рубли).
Т=108000*213/351771*0,8=82 (дня отопительного периода).
Таким образом, в данном случае секция роторного рекуператора окупается за 82 дня отопительного периода. Если же на догреве мы используем водяной калорифер, то тогда срок окупаемости возрастает пропорционально уменьшению стоимости одного кВт*часа и составляет 273 дня отопительного периода.
Если в установке используется секция охлаждения, то срок окупаемости сокращается также за счет экономии электроэнергии летом при кондиционировании воздуха. То есть, увеличив первоначальные вложения в вентиляционную систему на стоимость блока рекуперации, мы обеспечиваем значительную экономию средств в течение эксплуатационного периода.
Андрей Пилипенко, технический представитель "Systemair Russia".
