Зачем дому вентиляция вообще
Современный дом герметичен. Пластиковые окна, пароизоляция, плотная кладка, монтажная пена во всех щелях - всё это снижает теплопотери, но и перекрывает естественный воздухообмен. В старых домах воздух проходил через щели в окнах и деревянные стены. В новых он стоит.
Без вентиляции через несколько месяцев появляются признаки: запотевшие окна по утрам, духота в спальнях, запах сырости в углах, плесень за шкафами у наружных стен. Семья из четырёх человек выделяет в воздух 8-12 литров воды в сутки: дыхание, душ, готовка, сушка белья. Если эту влагу не выводить, она оседает на холодных поверхностях.
Поэтому вопрос не в том, нужна ли вентиляция, а в том, какая. Естественная через каналы и приточные клапаны, механическая вытяжная или приточно-вытяжная с рекуперацией.
Сколько тепла уходит с воздухом
Нормативный воздухообмен для жилого дома - около 30 кубометров на человека в час или 0,35-0,5 объёма дома в час. Для дома в 150 квадратов с высотой потолков 2,8 м это примерно 150-200 кубометров в час. В январе при минус 10 снаружи и плюс 21 внутри каждый кубометр нужно нагреть на 31 градус.
Если посчитать, на нагрев вентиляционного воздуха в нашем климате за отопительный сезон уходит 4000-6000 кВт·ч для такого дома. Это 30-40 процентов всех теплопотерь хорошо утеплённого дома. Чем лучше утеплены стены и окна, тем большую долю составляет вентиляция.
Рекуператор с эффективностью 80 процентов возвращает основную часть этого тепла. Экономия - 3000-5000 кВт·ч в год.
Как работает рекуператор
Рекуператор - это коробка с двумя вентиляторами и теплообменником. Один вентилятор вытягивает тёплый загрязнённый воздух из кухни, санузлов, гардеробных. Другой подаёт свежий наружный воздух в спальни, гостиную, кабинет. В теплообменнике потоки проходят рядом, не смешиваясь, и холодный воздух нагревается от тёплого.
Бывают пластинчатые рекуператоры, роторные и энтальпийные. Пластинчатые простые и надёжные, но зимой в сильный мороз могут обмерзать, и их нужно защищать преднагревателем. Роторные возвращают часть влаги, что полезно зимой, когда воздух сухой. Энтальпийные - пластинчатые с мембраной, которая тоже возвращает влагу.
Сколько стоит система
Для частного дома в 150-200 квадратов система с рекуператором включает сам агрегат, воздуховоды, распределительные коробки, решётки, шумоглушители, фильтры, автоматику и монтаж. Сумма сравнима со стоимостью хорошего газового котла с обвязкой, иногда больше.
Естественная вентиляция с каналами и приточными клапанами стоит в несколько раз дешевле. Механическая вытяжная с приточными клапанами - посередине.
Когда окупается
Окупаемость зависит от того, какую энергию вы экономите. Если дом отапливается магистральным газом по белорусским тарифам, экономия 4000 кВт·ч тепла - это небольшая сумма в год, и окупаемость системы растягивается на 15-25 лет. В таком случае рекуператор ставят не ради экономии, а ради комфорта.
Если дом отапливается электричеством, сжиженным газом, пеллетами или дизелем, экономия в деньгах значительно выше, и окупаемость сокращается до 7-12 лет. Для дома с тепловым насосом, где каждый киловатт отопления дорог по мощности, рекуператор может позволить поставить насос меньшей мощности, и экономия появляется уже на этапе покупки.
Комфорт, который не считается в рублях
Рекуператор подаёт в спальни свежий воздух постоянно, без открытых окон и сквозняков. Уровень CO2 ночью остаётся ниже 1000 ppm, люди лучше спят. Воздух проходит через фильтры, и в доме меньше пыли и пыльцы. Это ощутимо для аллергиков.
Окна можно не открывать зимой, а значит не впускать уличный шум и холод. Влажность контролируется, конденсата на окнах нет. Для многих семей эти факторы важнее, чем экономия на отоплении.
Где ставить рекуператор
Агрегат размером с небольшой шкаф. Его ставят в техническом помещении, на холодном чердаке с утеплением, в котельной, в кладовой, иногда в подвесном потолке санузла. Важно, чтобы к нему был доступ для замены фильтров раз в 3-6 месяцев и обслуживания.
Рекуператор на холодном чердаке требует утепления корпуса и воздуховодов, иначе в мороз будет конденсат. В котельной с газовым котлом его ставить можно, но с учётом требований к вентиляции котельной.
Воздуховоды
Воздуховоды прокладывают в межэтажных перекрытиях, подвесных потолках, коробах, на чердаке. Для частного дома удобны гибкие пластиковые воздуховоды диаметром 75-90 мм, которые идут от распределительной коробки к каждой решётке. Их можно уложить в стяжку или в перекрытие.
Трассы воздуховодов нужно согласовать с архитектурой и конструкциями. Если перекрытие монолитное, каналы закладывают до бетонирования. Если пустотные плиты - воздуховоды идут в стяжке или под потолком в коробе.
Решётки и распределение
Расположение решёток влияет на комфорт сильнее, чем мощность агрегата. Приточные решётки в спальнях ставят у наружной стены или над окном, подальше от кровати, чтобы поток успевал перемешаться с воздухом комнаты. Вытяжные - в санузлах, гардеробных, кухне, под потолком. Воздух должен идти через дом: от спален и гостиной через коридоры к влажным помещениям.
Для этого под дверьми нужны щели 1,5-2 см или переточные решётки. Если двери плотные без перетока, система будет работать с перекосом, и в одних комнатах будет давить, а в других - не хватать воздуха. Мелочь, которую часто упускают при выборе дверей.
Шум
Плохо спроектированная вентиляция шумит. Рекуператор гудит, воздух свистит в решётках, звук переходит из комнаты в комнату через воздуховоды. Скорость воздуха в магистралях не должна превышать 3-4 м/с, в ответвлениях к спальням - 1,5-2 м/с. На выходе и входе агрегата - шумоглушители.
Рекуператор устанавливают на виброопорах, подальше от спален. Его не ставят над спальнями или в гардеробной хозяйской спальни.
Зимние проблемы
В мороз ниже минус 15-20 пластинчатый теплообменник может обмерзать: тёплый влажный воздух охлаждается и конденсат замерзает. Автоматика рекуператора борется с этим: снижает приток, включает преднагрев или байпас. Преднагрев электрическим тэном съедает часть экономии.
Альтернатива - грунтовый теплообменник: воздуховод или контур с антифризом в земле, который подогревает наружный воздух до положительной температуры. Это дороже, но в нашем климате полезно.
Конденсат
Из вытяжного воздуха в рекуператоре выпадает конденсат. Его нужно отводить в канализацию через сифон. Если агрегат стоит на чердаке, дренаж утепляют, чтобы он не замерзал.
Фильтры и обслуживание
Фильтры меняют каждые 3-6 месяцев, в зависимости от загрязнения. Классы фильтров: G4 для грубой очистки, F7 для мелкой пыли и пыльцы. Для аллергиков - F7 или F9 на притоке. Стоимость фильтров невелика, но если о них забыть, производительность падает и шум растёт.
Раз в несколько лет теплообменник промывают. Воздуховоды обычно не требуют чистки, если фильтры меняют вовремя, но в проекте нужны ревизионные лючки.
Пример расчёта для дома под Гомелем
Возьмём реальный проект: двухэтажный дом 168 квадратов из газосиликата с утеплением, семья из четырёх человек, отопление от магистрального газа, тёплый пол на первом этаже и радиаторы на втором. Расчётный воздухообмен получился 190 кубометров в час. Без рекуперации на нагрев этого воздуха за сезон уходит около 5200 кВт·ч тепла.
Рекуператор с реальной сезонной эффективностью 75 процентов, с учётом работы преднагрева в морозы, возвращает примерно 3800 кВт·ч. При газовом отоплении экономия в деньгах невелика, вентиляторы рекуператора при этом потребляют 300-400 кВт·ч электричества в год. Чистая выгода есть, но окупаемость системы растягивается почти на два десятилетия.
Тот же дом, но с тепловым насосом воздух-вода. Здесь рекуператор позволил снизить расчётную мощность отопления на 1,8 кВт и выбрать насос на ступень меньше. Разница в цене насосов покрыла почти треть стоимости вентиляции, а годовая экономия электричества оказалась заметной. Окупаемость - около восьми лет.
Хозяева первого дома всё равно поставили рекуператор. Их аргумент был простой: двое детей с аллергией, и фильтрованный воздух в спальнях оказался важнее любых таблиц окупаемости.
Вентиляция и герметичность дома
Рекуператор имеет смысл только в герметичном доме. Если через щели в окнах, неплотные примыкания и негерметичные вводы инженерии в дом проникает столько же воздуха, сколько подаёт система, рекуперация теряет смысл: холодный воздух заходит мимо теплообменника.
Хорошая практика - тест на воздухопроницаемость, blower door, после монтажа окон и пароизоляции, но до чистовой отделки. Он показывает, где дом «дышит» лишнего, и позволяет устранить дефекты, пока они доступны. Для энергоэффективного дома показатель кратности воздухообмена при перепаде 50 Па должен быть ниже 1,5-2 в час.
Сухой воздух зимой
Обратная сторона постоянной вентиляции - сухой воздух в морозы. Наружный воздух при минус 15 содержит очень мало влаги, и после нагрева до плюс 21 его относительная влажность падает до 15-20 процентов. Рекуператор подаёт такой воздух постоянно, и в доме становится суше, чем при закрытых окнах.
Решения: энтальпийный или роторный рекуператор, который возвращает часть влаги, снижение воздухообмена ночью и в отсутствие людей по датчикам CO2, увлажнитель в спальнях. На стадии проекта это обсуждается вместе с выбором агрегата.
Типичные ошибки
Рекуператор подобран по максимальной мощности без учёта реальной потребности, работает на минимуме и шумит. Воздуховоды проложены без шумоглушителей. Вытяжка в кухне подключена к рекуператору напрямую, жир забивает теплообменник. Решётки в спальнях стоят прямо над кроватью, дует в голову. Нет дренажа конденсата.
Кухонная вытяжка над плитой должна быть отдельной, с собственным выбросом наружу и компенсацией притока. В рекуператор подключают только общую вытяжку из кухни через решётку под потолком.
Когда рекуператор не нужен
Если дом небольшой, хорошо проветривается, отапливается дешёвым газом, а хозяева не страдают от духоты, можно обойтись механической вытяжной вентиляцией с приточными клапанами в окнах или стенах. Это дешевле и проще, хотя менее комфортно зимой.
Если дом каркасный или деревянный с хорошей паропроницаемостью, естественный воздухообмен через конструкции выше, и проблем с влажностью может не быть. Но это нужно проверять на месте.
Что заложить в проект
Расчёт воздухообмена по помещениям. Подбор рекуператора с запасом 20-30 процентов. Трассы воздуховодов с привязкой к конструкциям. Решётки с указанием расходов. Шумоглушители. Дренаж конденсата. Автоматика и датчики CO2 и влажности. Место для агрегата с доступом. Решение по защите от обмерзания. Отдельная вытяжка кухни.