Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Рекуперация в системах вентиляции. Анализ систем рекуперации и экономическая целесообразность их применения.

В связи с ростом тарифов на первичные энергоресурсы рекуперация становиться как никогда актуальна. В приточно-вытяжных установках с рекуперацией обычно применяются следующие типы рекуператоров:

  • пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор;
  • роторный рекуператор;
  • рекуператоры с промежуточным теплоносителем;
  • тепловой насос;
  • рекуператор камерного типа;
  • рекуператор с тепловыми трубами.

Принцип работы

Принцип работы любого рекуператор в приточно-вытяжных установках заключается в следующем. Он обеспечивает теплообмен (в некоторых моделях – и холодообмен, а также влагообмен) между потоками приточного и вытяжного воздуха. Процесс теплообмена может происходить непрерывно – через стенки теплообменника, с помощью хладона или промежуточного теплоносителя. Может теплообмен быть и периодическим, как в роторном и камерном рекуператоре. В результате выбрасываемый вытяжной воздух охлаждается, нагревая тем самым свежий приточный воздух. Процесс холодообмена в отдельных моделях рекуператоров проходит в теплое время года и позволяет снизить энергозатраты на системы кондиционирования воздуха за счет некоторого охлаждения подаваемого в помещение приточного воздуха. Влагообмен идет между потоками вытяжного и приточного воздуха, позволяя поддерживать в помещении комфортную для человека влажность круглогодично, без использования каких либо дополнительных устройств – увлажнителей и других.

Пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор.

Теплопроводящие пластины рекуперативной поверхности изготавливают из тонкой металлической (материал – алюминий, медь, нержавеющая сталь) фольги или из ультратонкого картона, пластика, гигроскопичной целлюлозы. Потоки приточного и вытяжного воздуха движутся по множеству небольших каналов, образованных этими теплопроводящими пластинами, по схеме противотока. Контакт и смешивание потоков, их загрязнение практически исключены. В конструкции рекуператора движущихся деталей нет. Коэффициент эффективности 50-80%. В рекуператора из металлической фольги из-за разницы температур потоков воздуха на поверхности пластин может конденсироваться влага. В теплое время года ее необходимо отвести в систему канализации здания по специально оборудованному дренажному трубопроводу. В холодное время есть опасность замерзания этой влаги в рекуператоре и его механического повреждения (разморозки). Кроме того, образовавшийся лед сильно снижает эффективность работы рекуператора. Поэтому рекуператоры с металлическими теплопроводящими пластинами требуют при эксплуатации в холодное время года периодической оттайки потоком теплого вытяжного воздуха или использования дополнительного водяного или электрического воздухонагревателя. При этом приточный воздух или совсем не подается, или подается в помещение в обход рекуператора через дополнительный клапан (байпас). Время оттайки составляет в среднем от 5 до 25 минут. Рекуператор с теплопроводящими пластинами из ультратонкого картона и пластика не подвержен обмерзанию, так как через эти материалы идет и влагообмен, но у него другой недостаток – его нельзя использовать для вентиляции помещений с высокой влажностью с целью их осушения. Пластинчатый рекуператор может устанавливаться в приточно-вытяжную систему как в вертикальном, так и в горизонтальном положении в зависимости от требований к размерам венткамеры. Пластинчатые рекуператоры самые распространенные из-за своей относительной простоты конструкции и дешевизны.

Перекрестноточный рекуператорПластинчатый рекуператор принципПластинчатый рекуератор

Роторный рекуператор.

Этот тип – второй по степени распространения после пластинчатого. Теплота от одного потока воздуха к другому передается через вращающийся между вытяжной и приточной секциями цилиндрический пустотелый барабан, называемый ротором. Внутренний объем ротора заполнен уложенной туда плотно металлической фольгой или проволокой, которая играет роль вращающейся теплопередающей поверхности. Материал фольги или проволоки тот же, что и у пластинчатого рекуператора – медь, алюминий или нержавеющая сталь. Ротор имеет горизонтальную ось вращения приводного вала, вращаемого электродвигателем с шаговым или инверторным регулированием. С помощью двигателя можно управлять процессом рекуперации. Коэффициент эффективности 75-90%. Эффективность рекуператора зависит от температур потоков, их скорости и частоты вращения ротора. Изменяя частоту вращения ротора, можно менять и эффективность работы. Замерзание влаги в роторе исключено, а вот смешивание потоков, их взаимное загрязнение и передачу запахов полностью исключить нельзя, так как потоки непосредственно контактируют друг с другом. Возможно смешивание до 3%. Роторные рекуператоры не требуют больших затрат электроэнергии, позволяют осушать воздух в помещениях с высокой влажностью. Конструкция роторных рекуператоров является более сложной, чем пластинчатых, а их стоимость и затраты на эксплуатацию более высокими. Тем не менее, приточно-вытяжные установки с роторными рекуператорами являются очень популярными благодаря их высокой эффективности.

Роторный рекуператор принцип Роторный-рекператор

Рекуператоры с промежуточным теплоносителем.

Теплоноситель чаще всего вода или водные растворы гликолей. Такой рекуператор состоит из двух теплообменников, соединенных между собой трубопроводами с насосом для циркуляции и арматурой. Один из теплообменников помещен в канал с потоком вытяжного воздуха и получает теплоту от него. Теплота через теплоноситель с помощью насоса и труб переносится в другой теплообменник, расположенный в канале приточного воздуха. Приточный воздух воспринимает это тепло и нагревается. Смешивание потоков в этом случае полностью исключено, но из-за наличия промежуточного теплоносителя коэффициент эффективности этого типа рекуператоров относительно низок и составляет 45-55%. На эффективность можно влиять с помощью насоса, воздействуя на скорость движения теплоносителя. Основное преимущество и отличие рекуператора с промежуточным теплоносителем от рекуператора с тепловой трубой в том, что теплообменники в вытяжной и приточной установках можно располагать на расстоянии друг от друга. Положение для монтажа теплообменников, насоса и трубопроводов может быть как вертикальным, так и горизонтальным.

Читайте также:
Вентиляция в частном доме – виды и особенности

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Тепловой насос.

Относительно недавно появилась интересная разновидность рекуператора с промежуточным теплоносителем – т.н. термодинамический рекуператор, в котором роль жидкостных теплообменников, труб и насоса играет холодильная машина, работающая в режиме теплового насоса. Это своеобразная комбинация рекуператора и теплового насоса. Она состоит из двух хладоновых теплообменников – испарителя-воздухоохладителя и конденсатора, трубопроводов, терморегулирующего вентиля, компрессора и 4-х ходового клапана. Теплообменники размещены в приточном и вытяжном воздуховоде, компрессор необходим для обеспечения циркуляции хладона, а клапан переключает потоки хладагента в зависимости от сезона и позволяет переносить теплоту из вытяжного воздуха в приточный и наоборот. При этом приточно-вытяжная система может состоять из нескольких приточных и одной вытяжной установки большей производительности, объединенных одним холодильным контуром. При этом возможности системы позволяют нескольким приточным установкам работать в разных режимах (нагрев/охлаждение) одновременно. Коэффициент преобразования теплового насоса СОР может достигать значений 4,5-6,5.

Рекуператор тепловой насос Рекуператор теплолвой насос

Рекуператор с тепловыми трубами.

По принципу работы рекуператор с тепловыми трубами похож на рекуператор с промежуточным теплоносителем. Разница лишь в том, что в потоки воздуха помещают не теплообменники, а так называемые тепловые трубы или точнее термосифоны. Конструктивно это герметично закрытые отрезки медной оребренной трубы, заполненные внутри специально подобранным легкокипящим хладоном. Один конец трубы в вытяжном потоке нагревается, хладон в этом месте кипит и передает воспринятое от воздуха тепло на другой конец трубы, обдуваемый потоком приточного воздуха. Здесь хладон внутри трубы конденсируется и передает тепло воздуху, который нагревается. Полностью исключены взаимное смешивание потоков, их загрязнение и передача запахов. Подвижных элементов нет, трубы в потоки помещают только вертикально либо под небольшим уклоном, чтобы хладон двигался внутри труб от холодного конца к горячему за счет силы тяжести. Коэффициент эффективности 50-70%. Важное условие для обеспечения работы его работы: воздуховоды, в которые установлены термосифоны, должны располагаться вертикально друг над другом.

Рекуператор типа Тепловая трубаРекуператор типа Тепловая труба

Рекуператор камерного типа.

Внутренний объем (камера) такого рекуператора разделена заслонкой на две половины. Заслонка время от времени движется, меняя тем самым направление движения потоков вытяжного и приточного воздуха. Вытяжной воздух нагревает одну половину камеры, затем заслонка направляет сюда поток приточного воздуха и он нагревается от нагретых стенок камеры. Этот процесс периодически повторяется. Коэффициент эффективности достигает 70-80%. Но в конструкции есть подвижные детали, в связи с чем существует большая вероятность взаимного смешивания, загрязнения потоков и передачи запахов.

Расчет эффективности рекуператора.

В технических характеристиках рекуперативных вентиляционных установок многих фирм-производителей приводят, как правило, два значения коэффициента рекуперации – по температуре воздуха и его энтальпии. Расчет эффективности работы рекуператора может быть произведен по температуре или по энтальпии воздуха. Расчет по температуре учитывает явное теплосодержание воздуха, а по энтальпии – учитывается еще и влагосодержание воздуха (его относительную влажность). Расчет по энтальпии считается более точным. Для расчета необходимы исходные данные. Их получают путем замера температуры и влажности воздуха в трех местах: в помещении (где вентиляционная установка обеспечивает воздухообмен), на улице и в сечении приточной воздухораспределительной решетки (откуда в помещение попадает обработанный наружный воздух). Формула для расчета эффективности рекуперации по температуре следующая:

Kt = (T4 – T1) / (T2 – T1), где

  • Kt – коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
  • T1 – температура наружного воздуха, oC;
  • T2 – температура вытяжного воздуха (т.е. воздуха в помещении), оС;
  • T4 – температура приточного воздуха, оС.

Энтальпия воздуха – это теплосодержание воздуха, т.е. количество теплоты, содержащейся в нем, отнесенное к 1 кг сухого воздуха. Энтальпию определяют с помощью i-d диаграммы состояния влажного воздуха, нанеся на нее точки, соответствующие замеренной температуре и влажности в помещении, на улице и приточного воздуха. Формула для расчета эффективности рекуперации по энтальпии следующая:

  • Kh – коэффициент эффективности рекуператора по энтальпии;
  • H1 – энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;
  • H2 –энтальпия вытяжного воздуха (т.е. воздуха в помещении), кДж/кг;
  • H4 – энтальпия приточного воздуха, кДж/кг.
Читайте также:
Шумоглушитель – вентиляция на цыпочках

Экономическая целесообразность применения приточно-вытяжных установок с рекуперацией.

В качестве примера возьмем технико-экономическое обоснование применения вентиляционных установок с рекуперацией в системах приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона.

  • объект – автосалон общей площадью 2000 м2;
  • средняя высота помещений 3-6 м, состоит из двух выставочных залов, офисной зоны и станции технического обслуживания (СТО);
  • для приточно-вытяжной вентиляции указанных помещений были выбраны вентиляционные установки канального типа: 1 единица с расходом воздуха 650 м3/час и потребляемой мощностью 0,4 кВт и 5 единиц с расходом воздуха 1500м3/час и потребляемой мощностью 0,83 кВт.
  • гарантированный диапазон наружных температур воздуха для канальных установок составляет (-15…+40) оС.

Для сравнения энергопотребления произведем расчет мощности канального электрического воздухонагревателя, которая необходима для подогрева наружного воздуха в холодное время года в приточной установке традиционного типа (состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и электрического воздухонагревателя) с расходом воздуха 650 и 1500 м3/час соответственно. При этом стоимость электроэнергии принимаем 5 рублей за 1кВт*час.

  • – мощность воздухонагревателя, Вт;
  • G – массовый расход воздуха через воздухонагреватель, кг/сек;
  • Ср – удельная изобарная теплоемкость воздуха. Ср = 1000кДж/кг*К;
  • Т – разность температур воздуха на выходе из воздухонагревателя и входе.

Таким образом, применение в холодное время года канальных установок с рекуперацией тепла вместо традиционных с использованием электрических воздухонагревателей позволяет уменьшить затраты электроэнергии при одном и том же количестве подаваемого воздуха более чем в 20 раз и тем самым позволяет снизить затраты и соответственно увеличить прибыль автосалона. Кроме этого, применение установок с рекуперацией позволяет уменьшить финансовые затраты потребителя на энергоносители на отопление помещений в холодное время года и на их кондиционирование в теплое время примерно на 50%.

Для большей наглядности произведем сравнительный финансовый анализ энергопотребления систем приточно-вытяжной вентиляции помещений автосалона, укомплектованных установками с рекуперацией тепла канального типа и традиционных установок с электрическими воздухонагревателями.

Система 1.
Система 2.

Традиционные канальные приточно-вытяжные вентиляционные установки -1ед. с расходом 650м3/час и 5ед. с расходом 1500м3/час.

  • вентиляторы – 2*0,155 = 0,31 кВт*час;
  • автоматика и приводы клапанов – 0,1кВт*час;
  • электрический воздухонагреватель – 7,6 кВт*час;
  • вентиляторы – 2*0,32 = 0,64кВт*час;
  • автоматика и приводы клапанов – 0,1 кВт*час;
  • электрический воздухонагреватель – 17,5 кВт*час.

Принимаем период использования подогрева в системах вентиляции 150 рабочих дней в год по 9 часов. Получаем 150*9 =1350 часов.

Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*6142,5 кВт = 30712,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 30172,5 / 2000 = 15,1 руб./м2.

Энергопотребление традиционных систем составит: 99,21*1350 = 133933,5 кВт Эксплуатационные затраты составят: 5 руб.*133933,5 кВт = 669667,5 руб. или в относительном (к общей площади автосалона 2000 м2) выражении 669667,5 / 2000 = 334,8 руб./м2.

Можно рассчитать коэффициент экономии на эксплуатации вентиляционных систем с рекуперацией теплоты в режиме «нагрев» Кн = 334,8 / 15,1 = 22,2. Таким образом, в холодное время года эксплуатация установок с рекуперацией обходится дешевле эксплуатации традиционных вентиляционных установок более чем в 22 раза. Для сравнения энергопотребления произведем расчет холодопроизводительности канального воздухоохладителя для охлаждения наружного воздуха в теплое время года в приточной установке традиционного типа (состоящей из обратного клапана, канального фильтра, вентилятора и воздухоохладителя) с расходом воздуха 650 и 1500 м3/час соответственно. При этом стоимость электроэнергии принимаем 5 рублей за 1кВт*час.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Что это за устройство — рекуператор тепла? Как работает энергосберегающая приточно-вытяжная вентиляция — вентиляция с рекуперацией пластинчатыми или роторными агрегатами? Насколько быстро окупится покупка рекуператора? Можно ли изготовить его своими руками? Попробуем ответить на эти вопросы.

Рекуператор для системы вентиляции.

Рекуператор для системы вентиляции.

Что это такое

Принцип работы

Говоря несколько упрощенно, перед нами обычный теплообменник. Он отбирает часть тепла у отработанного воздуха, удаляющегося через систему вытяжной вентиляции, и отдает это тепло воздушному потоку в приточном канале. Цель довольно очевидна: вентиляция дома с рекуперацией тепла призвана сократить расходы на отопление жилья.

Уточним: в летнюю жару рекуперация снизит и расходы на кондиционирование воздуха. Теплообменник способен работать в обе стороны: тепло отдается как от вытяжного канала приточному, так и от приточного вытяжному.

Проблемы

Потенциальных проблем, связанных с рекуперацией, не так уж много.

Часть из них обычно решает производитель, часть является головной болью потенциального покупателя.

  • Конденсат. При прохождении отработанного воздуха через относительно холодный теплообменник на нем неизбежно будет конденсироваться влага. Хуже того: при температурах существенно ниже нуля оребрение будет обмерзать, катастрофически снижая эффективность работы устройства.
  • Энергоэффективность. Практически все вентиляционные установки с рекуперацией тепла энергозависимы. Очевидно, что их покупка будет осмысленной лишь в том случае, если они будут экономить существенно больше энергии, чем тратить.
  • Период окупаемости. Если он превышает 10-12 лет — рекуператор становится сомнительным приобретением: за это время, как правило, какие-то части конструкции (как минимум вентиляторы) потребуют замены, что увеличит накладные расходы. Период окупаемости в 20 лет однозначно говорит о том, что покупка бессмысленна.
Читайте также:
Гофра для вентиляции: выбираем и устанавливаем самостоятельно

Варианты исполнения

Как может работать рекуперационная система вентиляции? Перечислим основные схемы с их кратким описанием.

Пластинчатая

Вытяжной и приточный каналы проходят через общий корпус, разделенный перегородкой. Перегородка пронизана пластинами теплообменника — чаще всего алюминиевого, реже — медного.

Работа пластинчатого теплообменника.

Работа пластинчатого теплообменника.

Справка: медь обладает вдвое большей теплопроводностью, но стоит заметно дороже алюминия.

Тепло переносится между каналами за счет теплопроводности пластин. Очевидно, что в этом случае проблема конденсата встанет в полный рост. Как она решается?

Рекуператор снабжается простеньким датчиком обледенения (как правило, термическим), по сигналу с которого реле открывает клапан — байпас. Холодный воздух с улицы начинает поступать в обход теплообменника; теплый поток в вытяжном канале быстро растапливает лед на поверхности пластин.

Этот класс устройств относится к низшей ценовой категории; розничная стоимость практически линейно зависит от размеров воздуховода. Приведем цены украинского онлайн-магазина «Розетка» на момент написания статьи:

Модель Размер вентканала Цена
Vents ПР 160 Диаметр 160 мм 20880 р.
ПР 400х200 400х200 мм 25060 р.
ПР 600х300 600х300 мм 47600 р.
ПР 1000х500 1000х500 мм 98300 р.

С тепловыми трубками

Устройство рекуператора полностью идентично описанному выше. Разница — лишь в том, что пластины теплообменника не пронизывают перегородку между каналами; они напрессованы на проходящие через перегородку тепловые трубки.

Справка: тепловая трубка — энергонезависимое приспособление для переноса тепла. Фреон испаряется на более теплом конце герметичной медной трубы и конденсируется в более холодном конце; конденсат возвращается по капиллярному фитилю.

Тепловая трубка.

Благодаря тепловым трубкам части теплообменника могут быть разнесены на некоторое расстояние.

Роторная

На границе между приточным и вытяжным каналами медленно вращается ротор с пластинчатым оребрением. Нагретые в одном из каналов пластины отдают тепло во втором канале.

Роторный рекуператор.

Что дает роторная рекуперация тепла в системах вентиляции в практическом плане?

  1. Увеличение КПД с 40-50%, характерных для пластинчатых устройств, до 70-75%.
  2. Решение проблемы конденсата. Влага, осевшая на пластинах ротора в теплом воздухе, полностью испаряется при передаче тепла холодному воздушному потоку. Заодно решается проблема низкой влажности зимой.

Увы, схема имеет и несколько недостатков.

  1. Большая сложность конструкции означает снижение отказоустойчивости.
  2. Для сырых помещений роторная схема не подходит.
  3. Камеры рекуператора разделены негерметичной перегородкой. Раз так — запахи из вытяжного канала могут попадать в приточный.

Промежуточный теплоноситель

Для передачи тепла используется классическая система водяного отопления с циркуляционным насосом и конвекторами. Сложность и довольно низкий КПД (обычно не более 50%) оправдывают себя лишь в тех случаях, когда приточный и вытяжной каналы в силу архитектурных особенностей строения разделены значительным расстоянием.

Схема с теплоносителем.

Исследование эффективности

Насколько оправдана рекуперация воздуха? Объясним это на примере небольшого исследования частного дома.

  • Подсчитано, что через вентиляцию зимой уносится примерно 25 — 35% тепла. Возьмем среднее значение — 30%.
  • Обитаемый зимой этаж дома круглосуточно отапливается одним инверторным кондиционером с номинальной эффективной тепловой мощностью 3,2 КВт. Средняя реальная потребляемая мощность, судя по показаниям счетчика, составляет около 500 ватт.

Схема работы кондиционера на нагрев.

Схема работы кондиционера на нагрев.

Уточним: место действия – Севастополь со средней температурой января +3,5 градуса. Понятно, что в более холодных регионах расход энергии на отопление будет куда больше, да и сама возможность использования воздушного теплового насоса окажется под вопросом.

  • При использовании пластинчатого рекуператора энергозатраты на его работу будут ограничены потреблением электричества парой канальных вентиляторов общей мощностью около 30 ватт.
  • КПД рекуперации примем за вполне реальные 40%. Продолжительность отопительного сезона, в течение которого она будет обеспечивать сколь-нибудь эффективную экономию — с ноября по март, 5 месяцев.

Важно! КПД будет снижаться при падении дельты температур между помещением и улицей; однако для упрощения расчетов мы игнорируем этот факт.

Расчет

Давайте подсчитаем среднемесячную экономию, которую обеспечит простейший рекуператор, и период его окупаемости при стоимости в 20000 рублей.

  1. Поскольку лишь 30% тепла уносится вентиляцией, будет вполне логичным умножить на 0,3 среднее потребление электричества кондиционером. Мы получим то количество энергии, которое бесполезно улетает в вентканал. 500*0,3=150 ватт.
  2. Эффективность рекуперации мы условились взять равной 40%. 150*0,4=60 ватт.
  3. Принудительная вентиляция съест 30 из них. В полезном остатке — 60-30=30 ватт. Это та постоянная электрическая мощность, которую сэкономит рекуператор в отопительный сезон.
Читайте также:
Вентиляционные блоки: технические характеристики и особенности монтажа

Канальный вентилятор Вентс 100 ВКО Турбо. Потребляемая мощность - 16 ватт.

Канальный вентилятор Вентс 100 ВКО Турбо. Потребляемая мощность — 16 ватт.

  1. За месяц мы сэкономим 30 ватт/час*24 часа *30 дней = 21600 ватт. При текущей стоимости киловатт-часа в Крыму в 1,64 рубля ежемесячная экономия в отопительный сезон составит 21,6*1,64=35,424 рубля.
  2. За пять месяцев отопительного сезона будет сэкономлено 35*5=175 рублей. Поскольку летом, при минимальной дельте температур с улицей, рекуператор практически не будет работать, именно эту сумму можно смело считать экономией за весь год.
  3. Период окупаемости (заметьте, без учета стоимости монтажа) составит, таким образом, 20000/175=114 лет (при условии неизменных тарифов на электричество, что нереально).

Выводы, думается, очевидны.

Очумелые ручки

Как снизить расходы на покупку? Может ли быть создана система вентиляции с рекуперацией тепла своими руками из подручных материалов?

Инструкция довольно проста.

Простейший рекуператор из алюминиевых трубок.

Простейший рекуператор из алюминиевых трубок.

  1. Нарезаем алюминиевые трубки диаметром 10 мм.
  2. Вырезаем две пластины из листового алюминия толщиной 4 мм и сверлим в них отверстия под наружный диаметр трубок.
  3. Собираем теплообменник на силиконовом герметике и помещаем его в сборку из вентиляционной трубы и трех тройников.

На фото - собранный теплообменник.

На фото — собранный теплообменник.

  1. Устанавливаем канальные вентиляторы таким образом, чтобы организовать воздушные потоки в направлениях, указанных в схеме.

Примерно так.

Заключение

Надеемся, что знакомство с концепцией экономии тепла за счет рекуперации и приведенные расчеты помогут читателю.

Как всегда, в видео в этой статье он найдет дополнительные тематические материалы. Успехов!

Самодельный рекуператор для загородного дома с КПД 80%

image

Наступила зима, и я решил усовершенствовать систему вентиляции в моем загородном доме. До этого момента ее практически не было, все вентилирование осуществлялось за счет открывания окон, выбрасывания теплого отработанного воздуха и впускания холодного свежего с улицы. Я что-то слышал о системах рекуперации (recuperatio — обратное получение, возвращение), позволяющих не просто выбрасывать тепло вместе с воздухом, а использовать его для нагревания входящего свежего воздуха с заметной экономией энергии на отоплении. Подумав — а почему бы и нет, я решил попробовать сделать такую систему самостоятельно.

Теоретическая часть очень проста.

Рекуператор — это ящик со слоями фольги или чего то подобного, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. По четным промежуткам между слоями из дома выходит теплый отработанный воздух, по нечетным заходит с улицы свежий холодный. Потоки идут навстречу друг другу, при этом теплый отработанный воздух из дома, проходя по промежуткам между фольгой, соприкасаясь через фольгу с холодным воздухом с улицы, постепенно отдает ему свое тепло и выходя из рекуператора остывает почти до температуры входящего. Входящий с улицы воздух, в свою очередь, поглотив тепло выходящего из дома воздуха, нагревается почти до температуры воздуха в помещении.

Расчетная экономия на отоплении входящего с улицы воздуха ожидалась в районе 1-2 квт, при объеме циркуляции через вентиляцию с рекуператором около 100-150м3/час, что делало проект теоретически рентабельным и окупаемым.

Подумав и порисовав

я приступил к закупкам материалов и изготовлению устройства.

Для создания слоев я использовал фольгу для утепления парилки в бане толщиной 50 мкм, для проставок между слоями — трехмиллиметровый линолеум, разрезанный на полоски шириной 10-15мм. Для склеивания и герметизации — обычный хороший силиконовый герметик под пистолет, для звуко- и гидроизоляции внутри рекуператора — пластиковые сэндвич панели, для внешней стенки ящика — фанеру 12мм, а в качестве вентиляторов — обычные канальные вентиляторы диаметром 125мм производительностью до 188м3/ч.

Процесс изготовления состоял из двух основных этапов — изготовления ящика с внутренним слоем из пластиковой сэндвич панели

и приклеивания слоев фольги с проставками на силиконовый герметик. На одно только приклеивание слоев фольги с их вырезанием ушло дня четыре, не меньше.

Слоев вышло 43 штуки, общая площадь фольги в рекуператоре около 17 м2.

Дальше идет монтаж ящика на стену в топочной и подключение его к системе вентиляции.

Читайте также:
Клапан приточной вентиляции – дышим полной грудью

Запуск, измерение температур воздуха в помещении, на улице, на выходе из рекуператора в дом и на выходе рекуператора на улицу, а также дальнейший расчет КПД по формуле КПД=(t[рек]-t[внешн])/(t[внутр]-t[внешн]) показали очень неплохой КПД — около 80%, притом что для коммерческих рекуператоров нормальным является КПД в районе 65-80%.

В чем секрет? В огромной площади теплообмена и удачной конструкции. 17м2 фольги против 4-5м2 у магазинных рекуператоров. Призматическая форма теплообменника вместо 2-3 квадратных теплообменников позволяет более эффективно использовать площадь и объем внутри рекуператора. Расчеты тепловой “мощности” рекуператора показали около полутора киловатт экономии энергии на обогрев воздуха.

Системы вентиляции с рекуперацией тепла: делаем самодельный рекуператор

Вентиляционная установка с рекуперацией это наиболее экономичное на сегодняшний день решение. Но покупка оборудования требует дополнительных затрат. Мы расскажем, как сделать вентиляцию с рекуперацией тепла своими руками, затратив совсем немного средств и времени.

Эффективность рекуперации тепла

принцип работы рекуператора

Рекуперация – это теплообмен, а в переводе с латыни «возврат использованного». В приточно-вытяжной вентиляции рекуператор отбирает тепло у выходящего из помещения воздуха и отдает его холодному приточному. Зимой разница между температурой отработанного и подаваемого в дом воздуха может достигать 40 градусов. Обычно нагрев происходит за счет отопительных приборов, то есть кошелька жильцов дома.

В жару рекуператор тоже полезен, ведь горячий приточный уличный воздух заставляет интенсивнее работать кондиционеры. Грамотно смонтированный своими руками рекуператор тепла для вентиляции позволит сократить в 4 – 5 раз разницу между температурой входящего и выходящего потоков воздуха.

Преимущества вентиляции с рекуперацией тепла:

  • самодельный рекуператор тепла в системах вентиляции имеет КПД не менее 65%;
  • вентиляция квартиры с рекуперацией позволяет сэкономить не менее 30% от счетов за электроэнергию;
  • очень простая конструкция не выходит из строя, так как в ней нет движущихся деталей;
  • теплообменник в рекуператоре тепла системы вентиляции прост в обслуживании и уходе;
  • устройство работает без использования электроэнергии;
  • рекуперация тепла обеспечивает не только вентиляцию квартиры, но в некоторых случаях регулирует и влажность.

Экономия от теплообмена тем выше, чем больше разница между температурой в доме и на улице.

Изготовление пластинчатого рекуператора вентиляции своими руками

схема движения воздуха в теплообменнике

В пластинчатом рекуператоре для вентиляции потоки входящего и выходящего воздуха разделены пластинами из теплопроводящего материала.

Таким образом, потоки не смешиваются, а тепло отдается.

Система вентиляции с рекуператором пластинчатого типа проста и очень распространена. Сделать своими руками приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией сможет человек с минимальными навыками механика.

Советы по изготовлению пластинчатого рекуператора для вентиляции

Изготовление трубчатого рекуператора своими руками

трубчатый теплообменник заводского изготовления

Вентиляционная установка с рекуператором трубчатого коаксиального типа собирается легче, чем пластинчатая. Но она более массивна и чем длиннее устройство, тем эффективнее оно работает.

Материалы для изготовления трубчатого рекуператора для вентиляции:

  • канализационная труба из ПВХ длиной 200 см и диаметром 16 см;
  • гофротруба алюминиевая воздушная длиной 400 см и диаметром 10 см;
  • переходники-разветвители диаметром 10 см.

Гофра растягивается и вставляется спиралью в пластиковую трубу. Каждый из концов гофры крепится к одному из колец разветвителя, обрабатывается герметиком.

С одной стороны в полученное устройство вентилятор вгоняет теплый воздух из комнаты, холодный же воздух с улицы проникает между стенками пластиковой трубы и гофры. Через тонкие алюминиевые стенки тепло передается от отработанного воздуха свежему.

Преимущество этой системы в том, что приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла по сравнению с пластинчатой в меньшем количестве конденсата. И даже его наличие не нарушает действие рекуператора. При этом рекуператор трубчатого типа не подходит для установки в квартире из-за размеров, а вот для частного дома конструкция очень хороша.

Еще один тип системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла представлен в видеоролике:

Возможно, КПД приведенных нами вентиляционных установок с рекуперацией тепла ниже, чем у фирменных устройств заводского производства. Но, собрав самостоятельно любую из них, вы значительно экономите средства, а впоследствии получите эффективную установку и комфорт в помещении. Самодельные системы вентиляции с рекуперацией очень часто оборудуют в гаражах и в загородных коттеджах.

Эффективный рекуператор воздуха своими руками

О том, что такое рекуператор воздуха и как его собрать при минимальном бюджете, рассказывают пользователи FORUMHOUSE!

Любой, кто постоянно читает FORUMHOUSE, знает, что качественная вентиляция – залог здорового микроклимата в доме. Правильно рассчитанная и смонтированная система вентиляции обеспечивает постоянный приток свежего воздуха в дом и отток отработанного наружу. Однако зимой, вместе с отработанным воздухом, наружу выбрасывается драгоценное тепло, а с улицы в дом поступает холодный воздух, на нагрев которого тратится дополнительная энергия.

Читайте также:
Вентиляторы для вентиляции: обзор основных конструкций и методика подбора по производительности

Чтобы не отапливать улицу, всё большее количество современных и энергоэффективных домов оснащают рекуператорами. А т.к. цены на промышленные образцы, мягко говоря, кусаются, то лучший выход – это засучить рукава и сделать рекуператор воздуха для дома самостоятельно!

Принцип действия рекуператора

Прежде чем приступить к конструированию самодельного устройства, необходимо разобраться в принципе его работы.

Слово «рекуператор» (от латинского «recuperatio») означает получение или возвращение чего-либо обратно. Воздушный рекуператор – это устройство, в котором посредством теплообмена происходит передача тепла от потока исходящего, уже нагретого воздуха, входящему холодному воздуху.

Таким образом снижаются теплопотери дома, что позволяет уменьшить затраты на отопление.

Не следует путать понятия воздушное отопление и рекуперация. Одно относится к системе отопления, а второе является частью современной вентиляционной системы загородного дома и даже дачного домика.

Эффективность и экономическая выгода от установки рекуперационной системы в доме зависит от следующих факторов:

  • стоимости энергоносителей;
  • предполагаемых сроков эксплуатации системы;
  • сумм, затраченных на монтаж системы;
  • суммы, затрачиваемой на ежегодное обслуживание системы.

Dan!la:

– Рекуператор – это всего лишь часть (и не самая дорогая) системы принудительной вентиляции. Поэтому его и вентиляцию следует рассматривать как общую систему.

Вентиляция с рекуперацией своими руками

Виды рекуператоров

Рекуператоры классифицируются в зависимости от конструктивного исполнения и предназначения, а именно:

1. По типу движения теплоносителя (воздуха) – прямоток или противоток.

Чертеж рекуператора.

2. По конструктивному исполнению и принципу действия теплообменника (см. схему):

Рекуператор воздуха, устройство.

  • ​роторный; рекуператор;
  • пластинчатый.

1. Роторный рекуператор

Этот тип теплообменника представляет собой закрытый корпус с установленным внутри него ротором (барабаном), приводимым в действие электромотором.

Ротор вращается с определённой скоростью и попеременно оказывается в зоне действия тёплого или холодного воздушного потока.

Таким образом, пластины ротора циклически то нагреваются, то остывают.

В результате накопленное тепло передаётся поступающему холодному уличному воздуху.

Устройства роторного типа имеют высокий КПД (до 85%), не обмерзают при низких температурах и частично регулируют уровень влажности.

Рекуператор воздуха своими руками: чертежи.

К главным недостаткам устройства роторного типа относятся:

  • сложная конструкция, состоящая из электромотора, ротора, приводного ремня и системы воздуховодов;
  • повышенный уровень шума;
  • наличие подвижных частей снижает надёжность системы и приводит к необходимости более частого технического обслуживания.

2. Пластинчатый рекуператор

Пластинчатый рекуператор представляет собой теплообменник (кассету), состоящий из множества тонких пластин, соединённых друг с другом с небольшим зазором.

Тёплый воздух, проходя через кассету, нагревает пластины, которые в свою очередь – за счёт быстрого теплообмена, передают энергию холодному потоку.

Т.к. воздушные потоки не смешиваются друг с другом, теплообмен осуществляется благодаря одновременному охлаждению и нагреванию пластин со всех сторон.

Пластинчатый теплообменник для вентиляции дома имеет следующие плюсы:

  • невысокую стоимость;
  • компактные размеры;
  • простоту устройства;
  • отсутствие подвижных частей.

Пластины для воздушного рекуператора.

У теплообменника этого типа при низкой температуре, из-за образования конденсата, происходит частичное или полное обмерзание пластин теплообменника.

Несмотря на существенный недостаток, этот тип является наиболее распространённым при самостоятельном конструировании.

Рекуператор с роторным теплообменником

Теплообменник пластинчатого рекуператора чаще всего изготавливают из квадратных пластин. В качестве материла для пластин используются:

  • тонкие медные или алюминиевые листы;
  • фольга;
  • паропроницаемые мембраны.

Роторный рекуператор своими руками.

Вентиляция с рекуператором в частном доме

При изготовлении пластинчатого теплообменника мы должны выдержать определённые расстояния между пластинами.

Vitman:

– Оптимальное расстояние между пластинами – не более 3 мм.

Чем меньше зазор между пластинами, и чем они тоньше, тем больше теплообмен между воздушными потоками. Соответственно ,увеличивается КПД установки.

Однако уменьшение толщины зазоров приводит к увеличению скорости образования конденсата. Это, в свою очередь, вызывает закупорку каналов у теплообменника и вызывает падение КПД устройства.

Чтобы бороться с этим явлением, дополнительно подогревают холодный входящий воздух электрическими калориферами или отключают входящий приток и продувают теплообменник только тёплым воздухом.

Это увеличивает трудоёмкость изготовления устройства в домашних условиях.

Но пользователь нашего сайта с ником Megavolt собрал эффективный пластинчатый рекуператор своими руками с блоком управления. Пластины форумчанин сначала решил делать из листовой меди, но, из-за её высокой цены, решил перейти на пищевой алюминий.

Рекуператор для частного дома своими руками.

Megavolt:

– Я боялся, что теплообменник из фольги начнёт вибрировать и «запоёт», но я ошибся, установка работает не громче компьютера. Корпус склеил из пластика. Производительность – 200 м3 в час. Также я изготовил процессорный блок управления системой. Теперь можно наблюдать за работой устройства, так сказать, в режиме «онлайн».

Читайте также:
Принцип работы вентиляции: основные моменты, о которых следует знать

В рабочем режиме на дисплей выводится температура выходящего и входящего воздуха, время, мощность вентиляторов. На случай отключения электричества предусмотрено питание блока управления от АКБ.

Рекуператор воздуха для дома своими руками.

Кроме металла, для изготовления теплообменника можно использовать сотовый поликарбонат. Именно так поступил Hecs73:

– Я купил 11 листов сотового полипропилена 3м/2м/3мм. Распилил их на параллелограммы 1х0.5 м и склеил силиконом. Зазор между листами контролировал 3мм шнуром. Шнурок при сборке сдавило, и зазор вышел в 1,5-2 мм, что благотворно сказалось на КПД и негативно – на падении давления. Теплообменник установил в пенопластовую коробку, подвёл утеплённые воздуховоды диаметром в 160 мм и поставил рекуператор на чердак. Производительность установки – 150 м3. Личные замеры показали, что при температуре 5 °C на улице и 24 °C– в доме на притоке получается 22 °C.

Также среди самоделок распространён коаксиальный тип рекуператоров.

Vitman:

– По моему мнению, в домашних условиях проще всего сделать коаксиальный (труба в трубе) самодельный самодельный рекуператор.

Такое устройство изготавливают из канализационной пластиковой трубы диаметром 160 мм, длиной 2 м и алюминиевой воздушной гофры диаметром 100 мм и длиной 4 м.

На концы пластиковой трубы одеваются разветвители-переходники, а внутрь трубы, в виде спирали, укладывается полностью растянутая гофра. Благодаря разветвителям, тёплый поток гонится через гофру, а холодный поток идёт внутри пластиковой трубы. В результате потоки разделяются и не смешиваются друг с другом, а холодный воздух, проходя через теплообменник, нагревается.

sim1:

– В качестве эксперимента я совместил коаксиальный рекуператор с грунтовым теплообменником. Длина пластиковой трубы – 2.3 м, диаметр – 160 мм. Алюминиевая гофра: длина 3.5 м, диаметр 100 мм. Устройство я собрал за 3 часа, и обошлось оно мне в 5 т. руб. Разместил горизонтально.

По результатам испытаний форумчанин получил следующие данные:

  • Температура в помещении +24°C.
  • Температура воздуха на входе -7°C.
  • Температура воздуха на выходе +19°C.
  • Производительность до 270 м3.

Vitman:

– Чем длиннее путь, который проходит холодный воздух в теплообменнике, тем выше КПД установки. Советую собрать данное устройство из 4-х труб по 2-2.5 метра каждая. Трубы лучше дополнительно теплоизолировать. Конденсат хоть и появится, но его будет значительно меньше, чем в пластинчатом типе устройства, который не будет работать без дополнительного нагрева входящего потока при низкой температуре. Для сбора конденсата можно установить трубы под углом или вертикально, и вставить штуцер для слива.

Также пользователи сайта FORUMHOUSE предлагают модернизировать конструкцию коаксиального рекуператора.

Хозяин Мастер:

– Нужно поменять местами приточный поток и обратный и пустить холодный воздух по гофре.

Тогда конденсат будет вытекать по пластику, а гофра останется сухой.

saks01:

– Т.к. внешнюю трубу всё равно нужно теплоизолировать, то можно совсем от неё отказаться.

Я планирую собрать длинный короб из ЭППС и положить в него алюминиевую гофру. Думаю, эффективность устройства повысится.

На FORUMHOUSE собраны ответы на все вопросы по рекуперации и вентиляции. Почитайте о самодельном теплообменнике с автоматикой. Также на нашем портале наглядно показывается, как собрать рекуператор из такого распространенного материала, как сотовый поликарбонат. Узнайте, что получится, если совместить коаксиальный рекуператор и грунтовой теплообменник.

А ознакомившись с нашим видеосюжетом, вы узнаете, как теплообменник помогает экономить тепловую энергию.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Что это за устройство — рекуператор тепла? Как работает энергосберегающая приточно-вытяжная вентиляция — вентиляция с рекуперацией пластинчатыми или роторными агрегатами? Насколько быстро окупится покупка рекуператора? Можно ли изготовить его своими руками? Попробуем ответить на эти вопросы.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Рекуператор для системы вентиляции.

Что это такое

Принцип работы

Говоря несколько упрощенно, перед нами обычный теплообменник. Он отбирает часть тепла у отработанного воздуха, удаляющегося через систему вытяжной вентиляции, и отдает это тепло воздушному потоку в приточном канале. Цель довольно очевидна: вентиляция дома с рекуперацией тепла призвана сократить расходы на отопление жилья.

Уточним: в летнюю жару рекуперация снизит и расходы на кондиционирование воздуха. Теплообменник способен работать в обе стороны: тепло отдается как от вытяжного канала приточному, так и от приточного вытяжному.

Проблемы

Потенциальных проблем, связанных с рекуперацией, не так уж много.

Читайте также:
Клапан приточной вентиляции – дышим полной грудью

Часть из них обычно решает производитель, часть является головной болью потенциального покупателя.

  • Конденсат. При прохождении отработанного воздуха через относительно холодный теплообменник на нем неизбежно будет конденсироваться влага. Хуже того: при температурах существенно ниже нуля оребрение будет обмерзать, катастрофически снижая эффективность работы устройства.
  • Энергоэффективность. Практически все вентиляционные установки с рекуперацией тепла энергозависимы. Очевидно, что их покупка будет осмысленной лишь в том случае, если они будут экономить существенно больше энергии, чем тратить.
  • Период окупаемости. Если он превышает 10-12 лет — рекуператор становится сомнительным приобретением: за это время, как правило, какие-то части конструкции (как минимум вентиляторы) потребуют замены, что увеличит накладные расходы. Период окупаемости в 20 лет однозначно говорит о том, что покупка бессмысленна.

Варианты исполнения

Как может работать рекуперационная система вентиляции? Перечислим основные схемы с их кратким описанием.

Пластинчатая

Вытяжной и приточный каналы проходят через общий корпус, разделенный перегородкой. Перегородка пронизана пластинами теплообменника — чаще всего алюминиевого, реже — медного.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Работа пластинчатого теплообменника.

Справка: медь обладает вдвое большей теплопроводностью, но стоит заметно дороже алюминия.

Тепло переносится между каналами за счет теплопроводности пластин. Очевидно, что в этом случае проблема конденсата встанет в полный рост. Как она решается?

Рекуператор снабжается простеньким датчиком обледенения (как правило, термическим), по сигналу с которого реле открывает клапан — байпас. Холодный воздух с улицы начинает поступать в обход теплообменника; теплый поток в вытяжном канале быстро растапливает лед на поверхности пластин.

Этот класс устройств относится к низшей ценовой категории; розничная стоимость практически линейно зависит от размеров воздуховода. Приведем цены украинского онлайн-магазина «Розетка» на момент написания статьи:

Модель Размер вентканала Цена
Vents ПР 160 Диаметр 160 мм 20880 р.
ПР 400х200 400х200 мм 25060 р.
ПР 600х300 600х300 мм 47600 р.
ПР 1000х500 1000х500 мм 98300 р.

С тепловыми трубками

Устройство рекуператора полностью идентично описанному выше. Разница — лишь в том, что пластины теплообменника не пронизывают перегородку между каналами; они напрессованы на проходящие через перегородку тепловые трубки.

Справка: тепловая трубка — энергонезависимое приспособление для переноса тепла. Фреон испаряется на более теплом конце герметичной медной трубы и конденсируется в более холодном конце; конденсат возвращается по капиллярному фитилю.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Благодаря тепловым трубкам части теплообменника могут быть разнесены на некоторое расстояние.

Роторная

На границе между приточным и вытяжным каналами медленно вращается ротор с пластинчатым оребрением. Нагретые в одном из каналов пластины отдают тепло во втором канале.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Что дает роторная рекуперация тепла в системах вентиляции в практическом плане?

Увы, схема имеет и несколько недостатков.

Промежуточный теплоноситель

Для передачи тепла используется классическая система водяного отопления с циркуляционным насосом и конвекторами. Сложность и довольно низкий КПД (обычно не более 50%) оправдывают себя лишь в тех случаях, когда приточный и вытяжной каналы в силу архитектурных особенностей строения разделены значительным расстоянием.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Схема с теплоносителем.

Исследование эффективности

Насколько оправдана рекуперация воздуха? Объясним это на примере небольшого исследования частного дома.

  • Подсчитано, что через вентиляцию зимой уносится примерно 25 — 35% тепла. Возьмем среднее значение — 30%.
  • Обитаемый зимой этаж дома круглосуточно отапливается одним инверторным кондиционером с номинальной эффективной тепловой мощностью 3,2 КВт. Средняя реальная потребляемая мощность, судя по показаниям счетчика, составляет около 500 ватт.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Схема работы кондиционера на нагрев.

Уточним: место действия – Севастополь со средней температурой января +3,5 градуса. Понятно, что в более холодных регионах расход энергии на отопление будет куда больше, да и сама возможность использования воздушного теплового насоса окажется под вопросом.

  • При использовании пластинчатого рекуператора энергозатраты на его работу будут ограничены потреблением электричества парой канальных вентиляторов общей мощностью около 30 ватт.
  • КПД рекуперации примем за вполне реальные 40%. Продолжительность отопительного сезона, в течение которого она будет обеспечивать сколь-нибудь эффективную экономию — с ноября по март, 5 месяцев.

Важно! КПД будет снижаться при падении дельты температур между помещением и улицей; однако для упрощения расчетов мы игнорируем этот факт.

Расчет

Давайте подсчитаем среднемесячную экономию, которую обеспечит простейший рекуператор, и период его окупаемости при стоимости в 20000 рублей.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Канальный вентилятор Вентс 100 ВКО Турбо. Потребляемая мощность — 16 ватт.

Выводы, думается, очевидны.

Очумелые ручки

Как снизить расходы на покупку? Может ли быть создана система вентиляции с рекуперацией тепла своими руками из подручных материалов?

Читайте также:
Что такое теплообменники для вентиляции: отличия и особенности

Инструкция довольно проста.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Простейший рекуператор из алюминиевых трубок.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

На фото — собранный теплообменник.

Вентиляция с рекуперацией: устройство, оценка эффективности, самостоятельное изготовление

Заключение

Надеемся, что знакомство с концепцией экономии тепла за счет рекуперации и приведенные расчеты помогут читателю.

Как всегда, в видео в этой статье он найдет дополнительные тематические материалы. Успехов!

Изготовление бытового рекуператора воздуха своими руками

Обязательным условием комфортного проживания в частном доме является наличие правильно подобранной системы вентиляции, которая качественно обновляет воздух в помещении. Такое оборудование поддерживает оптимальный микроклимат, регулирует влажность и не охлаждает помещение зимой. Используя специальный рекуператор воздуха, можно расширить функциональность системы вентиляции, сократить расходы домовладельца на обогрев и коммунальные платежи.

Особенности и принцип работы

Под рекуперацией принято понимать процесс теплообмена, когда идущий с улицы холодный воздух нагревается тёплым потоком, который удаляется из квартиры. Используемые установки отличаются простотой конструкции, они надежны, позволяя предупредить быстрое охлаждение помещения в зимнее время года. Работают рекуператоры на электричестве, при этом современное оборудование отличается экономичностью, а расход энергии будет в разы меньше, чем возможная экономия на обогреве помещения.

Принцип работы рекуператора

Принцип работы таких устройств чрезвычайно прост. Внутри рекуператора холодный и теплый поток встречаются, но не смешиваются. При этом происходит активная передача тепла холодному воздуху с улицы, который может нагреваться на 3−5 градусов. В каждом конкретном случае эффективность таких устройств и их функциональные возможности будут различаться, в зависимости от выбранной конструкции, типа техники, наличия или отсутствия дополнительных вентиляторов с теплонагревающими элементами.

Основные типы конструкций

Изначально устройства для рекуперации тепла в системах вентиляции представляли собой простейшую технику, выполненную в виде небольшого ящика с тонкой перегородкой. Сегодня появились многочисленные разновидности, которые отличаются своим принципом работы, наличием или отсутствием дополнительных нагревающих элементов, способом формирования воздушных потоков и рядом других характеристик.

Основные типы рекуператоров:

  • Роторные.
  • Пластинчатые.
  • Канальные.
  • Трубчатые.
  • С отдельным теплоносителем.

Пластинчатый рекуператор

Устройства с пластинчатым теплообменником используют перекрестный ток потоков, которые, не смешиваясь, эффективно передают тепло, нагревая тем самым помещение. КПД у таких установок в зависимости от их размера может составлять 60−80%. Они отличаются минимальными потерями давления, удобны в подключении и использовании, имеют компактную конструкцию, что позволяет располагать его внутри стен дома.

Комбинированные рекуператоры могут иметь два пластинчатых теплообменника, где формируется перекрестный поток воздуха. К преимуществам оборудования этого типа относится высокий коэффициент полезного действия, удобство подключения и простота обслуживания. Единственный недостаток таких установок — это существенная потеря давления, что вынуждает использовать дополнительные вентиляторы и нагнетатели для воздушного потока.

Рекуператор трубчатого типа

Пластинчатые промышленные теплообменники рекуператоров противоточного типа отличаются простотой конструкции, они обеспечивают КПД на уровне 90%, позволяя предупредить охлаждение помещения и эффективно нагревая поступающий в дом воздух с улицы. К недостаткам оборудования противоточного пластинчатого типа относят сложную конструкцию, высокую стоимость, а также увеличенные габариты.

Противоточные трубчатые бытовые теплообменники обеспечивают максимально возможную эффективность, имеют КПД на уровне 95%. Используя такой рекуператор в системе вентиляции, необходимо дополнительно подключать нагнетатели воздуха, так как потери давления могут составить 40−50%. Также недостатком установок этого типа являются их увеличенные габариты и высокая стоимость оборудования.

Разновидности роторных рекуператоров

Рекуперативные теплообменники роторного типа обладают показателем КПД на уровне 75−85%, они рассчитаны на одну квартиру и имеют небольшое сопротивление потоку. Предлагаются такие установки по доступным ценам, отличаются компактными габаритами, их монтаж и последующее обслуживание не представляет какой-либо особой сложности.

Самостоятельное изготовление рекуператора

Сегодня в продаже можно найти различные модели изготовленных в заводских условиях системы рекуперации воздуха для частного дома, которые отличаются качеством сборки, имеют высокие показатели КПД, а их монтаж не представляет сложности. Однако высокая цена такого оборудования отрицательно сказывается на его популярности на российском рынке.

Изготовление рекуператора в домашних условиях

Поэтому многие отечественные домовладельцы самостоятельно изготавливают нагреватели, выполнить которые можно из подручных материалов с использованием простейших инструментов. Нужно лишь продумать тип конструкции, а также рассчитать мощность установки, которая должна подходить под показатели производительности всей системы вентиляции в доме.

Проще всего сделать своими руками рекуператор для частного дома пластинчатого типа, который отличается простотой конструкции и эффективностью. Можно найти многочисленные схемы выполнения такого оборудования, что существенно упрощает работу, одновременно имеется возможность точного расчёта мощности конкретной установки.

К преимуществам самодельных пластинчатых рекуператоров принято относить следующее:

  • Длительный срок эксплуатации.
  • Простота используемых материалов и функциональных элементов.
  • Надежность конструкции.
  • Полная автономность и отсутствие привязки к электроснабжению.
  • Высокий КПД.
Читайте также:
Вентиляция подвала: устройство своими силами с применением доступных материалов

К минусам таких нагревателей для системы вентиляции принято относить лишь вероятность образования наледи при сильных морозах, что отрицательно сказывается на эффективности установки, вплоть до полного прекращения нагрева поступающего с улицы воздуха. Чтобы решить такие проблемы с обледенением, необходимо дополнительно утеплять рекуператор или устанавливать его в теплом обогреваемом помещении.

Большой популярностью пользуются самодельные рекуператоры кассетного типа, которые эффективны и при этом полностью решают проблемы с появлением конденсата и обледенением при низких температурах. Выполнить такие нагреватели и их кассеты можно из целлюлозы, а корпус устройства изготавливается из жести или любого другого металла, хорошо защищенного от коррозии.

Необходимые компоненты и материалы

Перед тем как непосредственно приступать к изготовлению рекуператора, необходимо подготовить используемые инструменты и материалы. Для такой работы потребуется следующее:

  • Компьютерный вентилятор.
  • Четыре фланца.
  • Уголок.
  • Метизы.
  • Герметик.
  • Клей.
  • Фанера или металл для корпуса аппарата.
  • Минеральная вата для утепления.
  • Деревянные рейки для основания.
  • Алюминиевые листы для изготовления кассет.

Можно использовать уже готовые целлюлозные кассеты, которые выпускаются для фильтров автомобилей и кондиционеров. Их использование позволяет существенно упростить изготовление рекуператора, повышая его мощность и в последующем упрощая обслуживание самодельного оборудования.

Пример схемы сборки рекуператора

Подыскать в интернете простые в реализации схемы изготовления самодельных рекуператоров не составит труда. Также простейшие чертежи можно выполнить самостоятельно с учетом мощности оборудования и необходимой производительности. Выполнять такое устройство без схемы изготовления не следует, так как в последующем сложно правильно собрать всю систему, что отрицательно сказывается на надежности оборудования и его эффективности.

Сборка нагревателя

Сборка рекуператора не представляет особой сложности. Необходимо нарезать не менее 70 листов металла с размерами сторон от 200 до 300 мм. Подготавливаются деревянные рейки, размеры которых должны полностью соответствовать сторонам нарезанных листов металла. Древесину следует обработать олифой, что предупредит гниение и потерю прочности у внутренних элементов теплообменника. Подготовленные рейки приклеивают клеем с двух сторон металлических квадратов. Собрав все заготовки, можно приступать к следующему этапу работы.

Самодельный рекуператор

Чередовать собранные квадраты следует с поворотом в 90 градусов, что позволит обеспечить перпендикулярное расположение кассет внутри рекуператора, гарантируя тем самым максимальную эффективность нагрева воздушных потоков без их смешивания. Верхний квадрат, к которому не крепят рейки, приклеивается к нижнему с помощью специального металлического клея. Дополнительно для повышения прочности конструкции ее стягивают уголками и фиксируют саморезами или аналогичным крепежом. Щели следует обработать герметиком, после чего формируют фланцевые крепления.

Теплообменник приточного рекуператора готов. Осталось выполнить из металла или пиломатериалов корпус устройства, смонтировать внутри каркаса сотовую кассету. Устанавливать теплообменник необходимо таким образом, чтобы он упирался в рёбра, формируя визуально ромб, через который в последующем будет проходить холодный воздух с улицы и удаляемый нагретый поток из дома.

Если корпус самодельного рекуператора изготавливается из древесины, следует обработать пиломатериалы специальными пропитками, что предупредит их гниение и быстрый выход из строя оборудования. В процессе работы на теплообменнике будет образовываться конденсат, который стекает с металлических кассет, скапливаясь на дне корпуса. Следует предусмотреть небольшие отверстия для удаления влаги, которые располагаются на одном уровне с дном корпуса устройства.

На последнем этапе работы крепят к деревянному или металлическому корпусу четыре фланца, которые выполняют из полипропиленовых труб или аналогичных материалов. Их фиксируют с использованием соответствующих хомутов и фитингов, дополнительно промазывая герметиком, чтобы обеспечить максимально возможную герметичность изготовленного корпуса устройства.

Минеральная вата

Для повышения эффективности самодельного вентиляционного рекуператора его следует дополнительно обшить минеральной ватой, которая предупреждает теплопотери и образование конденсата. Последний часто появляется, если такое оборудование установлено на открытом воздухе или же в неотапливаемом помещении.

На входе установки можно смонтировать воздушные фильтры, которые обеспечивают первичную очистку воздуха от имеющихся загрязнений, тополиного пуха и различных аллергенов.

Использование рекуператора в системе вентиляции частного дома позволяет расширить функциональные возможности такого оборудования, предупреждая быстрое охлаждение комнат в зимнее время года, что экономит расходы домовладельца на оплату коммунальных услуг. Хозяева могут приобрести уже готовые обогреватели, которые отличаются компактными размерами, простотой монтажа и эффективностью. Также можно изготовить рекуператор своими руками, что позволит сократить расходы на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: