Расчёт эффективности рекуператора по трём температурам
Хватит одного термометра и трёх замеров на работающей установке. Калорифер на время замера лучше выключить, иначе приток покажет лишние градусы.
- Улица (t21): наружный воздух в приточном канале до теплообменника.
- Приток (t22): сразу за теплообменником, до калорифера.
- Вытяжка (t11): воздух из комнат на входе в установку.
Четвёртая точка, выброс на улицу (t12), для КПД не нужна. Калькулятор считает её сам: вытяжной воздух теряет столько тепла, сколько получил приток (ГОСТ Р ЕН 308-2011, п. 4.3, примечание).
КПД рекуператора: формула
Его считают по приточному воздуху (ГОСТ Р ЕН 308-2011, п. 4.3): КПД = (t22 − t21) / (t11 − t21). Числитель: на сколько градусов рекуператор нагрел уличный воздух. Знаменатель: на сколько он мог бы нагреть его в лучшем случае, до температуры вытяжки. Летом формула та же, только рекуператор охлаждает жаркий приток прохладной вытяжкой.
Отсюда обратный расчёт. Температура притока = t21 + КПД × (t11 − t21). Тепло, которое вернул рекуператор, в ваттах: 1,2 × расход в м³/ч × нагрев в градусах / 3,6. Число 1,2 кДж/(м³·°C) означает теплоёмкость кубометра воздуха (СП 60.13330.2020, п. Г.2).
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Теплоёмкость 1 м³ воздуха | 1,2 кДж/(м³·°C) | СП 60.13330.2020, прил. Г, п. Г.2 |
| Паспортный КПД меряют: вытяжка на входе | 25 °C | ГОСТ Р ЕН 308-2011, п. 5.5, табл. 2 |
| Паспортный КПД меряют: свежий воздух на входе | 5 °C | ГОСТ Р ЕН 308-2011, п. 5.5, табл. 2 |
| Испытания КПД: меньший расход потока, доля номинального | 0,67 | ГОСТ Р ЕН 308-2011, п. 5.5, табл. 1 |
| Испытания КПД: больший расход потока, доля номинального | 1,5 | ГОСТ Р ЕН 308-2011, п. 5.5, табл. 1 |
| Испытание для холодного климата: свежий воздух | -15 °C | ГОСТ Р ЕН 308-2011, табл. 3 |
| Вытяжка на выбросе ниже этой температуры: возможна наледь | 0 °C | Собственное допущение: 0 °C, замерзание конденсата; защита: СП 60.13330.2020, п. 7.1.6 |
| Запас до нуля: выброс ниже 0 °C + запас, предупреждаем | 3 °C | Собственное допущение: холодный угол пластин остывает сильнее среднего выброса |
Температура воздуха после рекуператора в мороз
В комнатах +22 °C, вытяжка и приток равны. Приток и выброс при разном паспортном КПД:
| КПД | −20 °C: приток | −20 °C: выброс | −30 °C: приток | −30 °C: выброс |
|---|---|---|---|---|
| 50 % | +1,0 °C | +1,0 °C | −4,0 °C | −4,0 °C |
| 60 % | +5,2 °C | −3,2 °C | +1,2 °C | −9,2 °C |
| 70 % | +9,4 °C | −7,4 °C | +6,4 °C | −14,4 °C |
| 80 % | +13,6 °C | −11,6 °C | +11,6 °C | −19,6 °C |
| 90 % | +17,8 °C | −15,8 °C | +16,8 °C | −24,8 °C |
Сколько тепла возвращает установка с КПД 75 % при −20 °C на улице и +22 °C в комнатах. Догрев посчитан до +18 °C на притоке:
| Расход притока | Возвращает | Догреть калорифером |
|---|---|---|
| 100 м³/ч | 1050 Вт | 217 Вт |
| 200 м³/ч | 2100 Вт | 433 Вт |
| 300 м³/ч | 3150 Вт | 650 Вт |
| 500 м³/ч | 5250 Вт | 1083 Вт |
Пример расчёта рекуператора
Частный дом, приток 300 м³/ч, в паспорте КПД 75 %. Зимой на улице −20 °C, в комнатах +22 °C. До калорифера на притоке будет −20 + 0,75 × 42 = +11,5 °C. Рекуператор возвращает 1,2 × 300 × 31,5 / 3,6 = 3150 Вт. Чтобы подать в комнаты +18 °C, калорифер добавит 1,2 × 300 × 6,5 / 3,6 = 650 Вт. Вытяжка на выбросе остынет до 22 − 31,5 = −9,5 °C, это ниже нуля, и нужна защита от обмерзания.
Тот же дом, но вытяжку сделали на 200 м³/ч. Меньший поток отдаёт меньше тепла, и КПД по притоку не поднимется выше 200 / 300 = 66,7 %. Паспортные 75 % при таком перекосе недостижимы, калькулятор так и напишет.
Как работает рекуператор зимой и почему обмерзает
Вытяжка из кухни и санузлов влажная. В теплообменнике она остывает, влага оседает конденсатом. Если на выбросе воздух уходит ниже 0 °C, конденсат может замёрзнуть в каналах. Лёд перекрывает сечение, и расход падает. Свод правил требует: при возможном обмерзании рекуператора предусматривать опции для его предотвращения (СП 60.13330.2020, п. 7.1.6).
Калькулятор судит по средней температуре выброса, и это оценка предварительная. Угол пластин, куда входит уличный воздух, холоднее среднего, поэтому предупреждение появляется уже при выбросе ниже +3 °C. Порог оттайки и способ защиты указаны в паспорте.
Эффективность рекуператора по типам: что сравнивать в паспорте
Цифры по типам стандарт не задаёт. Он задаёт, как мерить: +25 °C в вытяжке и +5 °C на улице (ГОСТ Р ЕН 308-2011, табл. 2). Для холодного климата есть дополнительное испытание: вытяжка +15 °C, улица −15 °C, не меньше 6 часов (табл. 3). Сравнивайте паспортную эффективность при вашем расходе и проверьте, есть ли цифра для −15 °C.
Пластинчатый и перекрёстно-точный. В центральной вентиляции жилых зданий их применяют преимущественно (СП 60.13330.2020, п. 7.10.18).
Роторный. Тот же пункт допускает его в общественных зданиях с продувочным сектором, чтобы вытяжной воздух не уходил в приток. Ротор тоже может обмерзнуть, защита по п. 7.1.6 нужна и ему.
Гликолевый. Тепло переносит промежуточный теплоноситель, его защищают от замерзания (СП 60.13330.2020, п. 14.21). Добавление антифриза снижает эффективность теплообмена (ГОСТ Р ЕН 308-2011, п. 5.5, примечание 2). Смотрите паспортную цифру, снятую с тем антифризом, который будет в системе.
Почему реальный КПД ниже паспортного
- Термометр стоит за калорифером. Тогда КПД выходит под 100 % и выше. Мерьте до нагревателя.
- Приток и вытяжка не сбалансированы. Стандарт испытывает установки при равных расходах и с перекосом, каждый поток от 0,67 до 1,5 номинального (ГОСТ Р ЕН 308-2011, табл. 1). Паспортная цифра дана для определённого соотношения, при другом результат будет иным. Перед замером проверьте балансировку приточно-вытяжной вентиляции.
- Забиты фильтры. Расход падает, и режим уходит от паспортного.
- Идёт оттайка. Во время оттайки приток холоднее обычного, замер в эту минуту ничего не скажет.
Как подобрать рекуператор для дома
Сначала посчитайте воздухообмен в м³/ч. Потом смотрите в паспорте КПД при этом расходе, а не при максимальном, и проверьте выброс в калькуляторе при расчётной зимней температуре для вашего места. Ушёл выброс ниже нуля или близко к нему, выбирайте установку с защитой от обмерзания. Мощность калорифера берите по строке «Остаётся догреть».
Если приточно-вытяжную установку ставят вместе с ремонтом, в смете RemontCRM работы разложены по помещениям, а заказчик фиксирует цену до начала работ. Изменения видны в акте: что добавили, изменили или сняли, поэтому споров меньше.