Как сделать рекуператор своими руками

Вентиляция в компании с рекуперацией

Самый простой вид — естественная вентиляция, принцип ее действия основан на природных явлениях. Воздухообмен обеспечивает организация специальных отверстий-продухов в здании: нижние являются приточными, а верхние — вытяжными. Однако такие системы очень далеки от совершенства. Плюс у них один — минимальные материальные затраты. Минусов много: это невозможность очистки воздуха, полная зависимость от климата, от сезонов года. Альтернатива — принудительная вентиляция. Она обходится гораздо дороже, зато такая система гарантирует оптимальный микроклимат в помещениях.

Искусственная вентиляция разделяется на приточную и вытяжную. Первая обеспечивает постоянную подачу свежего воздуха, а отработанные массы эвакуируются естественным образом. В такую систему входят:

• воздуховоды, по которым проходит воздух;
• вентиляторы, «заставляющие» его попадать в помещение;
• фильтры, останавливающие до 90% пыли, более крупного мусора;
• воздухонагреватели, без которых трудно и очень некомфортно зимой.

В эту систему могут входить различные дополнительные модули.

Вытяжная вентиляционная система, которая призвана помогать естественной вентиляции, наоборот, отвечает за удаления отработанных масс, практически лишенных кислорода. Главный элемент этого оборудования — вытяжные вентиляторы.

Приточная или вытяжная искусственная вентиляция недостаточно хорошо действует «в одиночку», поэтому оптимально приточно-вытяжное оборудование в комплексе. Однако в работе системы есть одно слабое место — удаление нагретого воздуха, замещение его холодным.

Чтобы сделать его комфортным, хозяева расходуют довольно большое количество электроэнергии, особенно чувствительны расходы в холодный сезон. Недостаток способна исправить рекуперация, которую используют как в централизованных, так и в локальных системах.

К оборудованию — рекуператорам — подводят вытяжные и приточные каналы. Устанавливать приборы можно в любом месте: снаружи здания (например, на крыше), на потолке, стене, полу. Они могут быть моноблоками либо отдельными модулями.

Изготовление рекуператора воздуха для дома своими руками

Простой пластинчатый рекуператор  можно изготовить собственноручно.

Для работы нужно подготовить:

• четыре квадратных метра листового материала: железа, меди, алюминия или текстолита;
• пластиковые фланцы;
• ящик из жести или фанеры, МДФ;
• герметик и минвату;
• уголки и метизы;
• пробковые листы на клеевой основе.

Устройство теплообменника

Последовательность действий:

• Из листового материала нужно изготовить квадратные пластины размером 200 на 300 миллиметров. Всего потребуется семь десятков заготовок. Главное в этом этапе – аккуратность и точное соблюдение параметров.
• На заготовки наклеивается пробковое покрытие с одно стороны. Одна заготовка остаётся без покрытия.
• Заготовки собираются в кассету, поворачивая каждую последующую на девяносто градусов. Пластины между собой скрепляются клеем. Пластина без покрытия – последняя.
• Кассету нужно скрепить каркасом, для этого используется уголок.
• Все стыки тщательно обрабатываются силиконом.
• На боках кассеты крепятся фланцы, внизу просверливается дренажное отверстие и вставляется трубка для отвода влаги.
• Чтобы устройство можно было периодически вынимать, на стенках корпуса делаются направляющие для уголков.
• Полученное устройство вставляется в корпус, стенки которого утеплены минеральноватным материалом.
• Остаётся только вставить воздухообменник в систему вентиляции.

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.

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.

Рекомендуем ознакомиться: Установка своими руками приточно-вытяжной системы вентиляции

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.

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.

Что представляет собой рекуператор

Поскольку стоимость энергии любого вида постепенно увеличивается, в XXI веке возникла острая необходимость в ее экономии и сбережении. В наибольшей степени это касается отопительных систем, устанавливаемых в частных домах. При этом приходится сталкиваться с негативным эффектом, вызванным снижением воздухопроницаемости строения, — полноценный проход воздуха нарушается. Из-за слабой циркуляции воздушной среды в помещениях появляются сырость, неприятные запахи. В конечном итоге это негативно влияет на хранящиеся вещи, а также здоровье людей.

Но это не означает, что нужно отказываться от инноваций и устанавливать старые окна с огромными щелями. Лучший выход – использовать рекуператор в частном доме. Это устройство устраняет указанные выше проблемы, а также отводит скапливающийся углекислый газ. Например, установка не будет лишней в ванной комнате, поскольку здесь чаще всего скапливается сырость. Еще одна полезная функция системы рекуперации (по сути, принудительной вентиляции) – удаление патогенов, частиц пыли, пыльцы растений, которые могут вызывать аллергическую реакцию.

Расчёт мощности теплообменника

Планируя установку теплообменника в квартире или частном доме, важно правильно рассчитать мощность и учесть размеры конкретных помещений. Рассчитывайте мощность рекуператора по формуле: P = 0, 335 х Q х (Твн

– Тулич.), где:

Рассчитывайте мощность рекуператора по формуле: P = 0, 335 х Q х (Т_вн. – Т_улич.), где:

• P — мощность устройства, Вт;
• Q — объём воздуха в м3, который ежечасно должен поступать в помещение;
• Т_вн. — температура внутреннего воздуха после рекуператора;
• Т_улич. — температура уличного воздуха до входа в рекуператор.

Рассмотрим пример: требуется нагреть на 15 °C воздушный поток объёмом 100 м3 в час, поступающий с улицы в помещение.

P=0,335х100х15=500 Вт.

Принципы работы рекуператора

Принцип работы рекуператора зависит от его типа. Очевидно, что все перечисленные виды конструкции имеют свои особенности в работе. Отметим здесь наиболее распространенные.

Пластинчатый рекуператор

Этот вид представляет монолитную кассету из металл листов. Воздух проходит через такую кассету посредством специальных выштампованых на листах каналах или проложенных специальным промежуточным уплотнителем. Потоки в таком рекуператоре не перемешиваются. Процесс теплообмена осуществляется благодаря одновременному нагреванию пластин одним потоком и остужению – другим. Пластинчатые рекуператоры имеют ряд преимуществ, делающих их самым распространенным типом теплового барьера для дома.

Основными особенностями пластинчатого рекуператора выступают:

1. низкая цена;
2. элементарность конструкции;
3. компактность;
4. простота в обслуживании;
5. простота в чистке (в случае, если кассета разбирается)
6. доступность материалов для изготовления;
7. отсутствие механизмов.

Разборные рекуператоры способны обеспечить высочайший уровень гигиенической чистоты входящего воздуха во время эксплуатации устройства без потерь эффективности.

Наиболее распространенным видом рекуператора ввиду простоты конструкции выступает перекестно-течный. Его эффективность можно определить как «Средний тип», некоторые источники указывают, что их КПД составляет до 60%.

Роторный рекуператор

Этот вид теплоутилизатора имеет форму трубы малой длины, наполнен гофрированными стальными пластинами вдоль корпуса. Вращающийся механизм устанавливается по приливно-вытяжной оси. Ротор пропускает сперва нагретый внутренний, а после холодный входящий воздух. Пластины по очереди нагреваются и охлаждаются, сохраняя внутреннюю температуру воздуха. Такой тип рекуператора признается наиболее эффективным. Однако, особенность конструкции не позволяет сделать его компактным, специалисты признают недостатком громоздкость такого устройства.

Тепловой утилизатор с промежуточным теплоносителем

В таких рекуператорах используются жидкостные теплообменники, где циркулирует раствор этиленгликоля (эффективный теплоноситель). В таких утилизаторах приливная и вытяжная секции разделены и разведены на определенное расстояние. Эта особенность позволяет применять такие устройства для среды, входящие и выходящие потоки которых нельзя смешивать. Теплоноситель циркулирует либо естественным образом, либо посредством насоса. Для повышения эффективности такого утилизатора тепла необходима тонкая регулировка потока теплоносителя в соответствии с проектом.

Немного об автоматике.

Первый вариант автоматики был простейщий.

Это реле диф. давления, реле меряет разность давления и если теплообменник начинает замерзать, давление увеличивается, и приточный вентилятор отключается, чтобы он сразу не включился как давление нормальзуется, желательно использовать простейший таймер задержки, чтобы минут 20 он еще не работал.

например http://www.scanlights.ru/index.php?id_product=2332&controller=product

реле давления например

Дифференциальное реле давления DPS-500 N

Если у кого то есть грунтовый теплообменник, то вся эта автоматика и не нужна, он не будет обмерзать.

Вентиляция в квартире при помощи рекуператоров

Еще одним фактом в пользу обычной приточно-вытяжной вентиляции является то, что очень часто мы забывали о том, что у нас в квартире существуют естественные вытяжные каналы вентиляции, которые располагаются на кухне, в ванной комнате и туалете. Через эти каналы, воздух должен обязательно удаляться из этих помещений и если в случае с обычной вентиляцией как раз и используются эти каналы для удаления воздуха из квартиры, то система вентиляции с рекуператором этого не предусматривает.

Приточно-вытяжная система с рекуперацией воздуха является сбалансированной, то есть, сколько воздуха в нее входит, столько же воздуха она и выбрасывает на улицу.

В результате, установив систему с рекуперацией воздуха, мы проветриваем жилую часть квартиры, а что у нас будет происходить в оставшейся части квартиры-забываем.

Система вентиляции с рекуперацией не предусматривает забор воздуха из кухни, ванной комнаты и туалета.

(Некоторые установки снабжены дополнительным патрубком для забора воздуха из кухни, но забор из ванны и туалета и в этих установках тоже не предусмотрен)

В результате мы получаем, что комнаты у нас проветриваются, а в остальной части квартиры, творится непонятно, что. Запахи из туалета могут кочевать и в ванну и в кухню и наоборот, запах из кухни будет бродить по квартире двигаясь в сторону ванны и туалета. Установив рекуператор мы получаем, что сколько воздуха у нас попадает в комнаты, столько же воздуха и удаляется из них на улицу и мы потихоньку подходим к главному вопросу: Где взять воздух для естественной вытяжной вентиляции из кухни, ванной комнаты и туалета?

Первое, что приходит на ум это открывать окна. Но тогда зачем вообще городить огород с такой не простой системой проветривания и сетью воздуховодов, если в конечном итоге все равно придется открывать окна? Выход из данной ситуации есть, но он не однозначен.

Первый вариант это использование так называемого «перекоса» в режиме работы рекуператора. Т.е. систему приток-вытяжка можно настроить так чтобы притока воздуха было на 10-15% больше чем вытяжки. Таким образом у нас появится излишек воздуха который будет подаваться в комнаты, а оттуда двигаться в сторону кухни, ванной комнаты и туалета и удаляться из этих помещений через естественные вентиляциолнные каналы. Казалось бы проблема решена, но как всегда и везде есть одно НО.

Что мы получим в результате, настроив свой рекуператор в режим перекоса?

Почему «частичную нормализацию»? Потому что для нормальной вытяжки из ванной и санузла необходимо около 75м3/ч воздуха, а из кухни порядка 150-180м3/ч. Таким образом всего нужно порядка 200 м3/ч «лишнего воздуха», а это для обычного домашнего рекуператора не малая цифра. Если эта цифра составляет 15% от всего объема воздуха прокачиваемого рекуператором, то общий объем всей системы должен быть равен примерно 1300 м3/ч. Согласитесь, цифра достаточно большая для обычной квартиры в 70-150 м2. Если ставить рекуператор меньшего объема и выделять те же 200 м3/ч воздуха для естественной вытяжки, то перекос в работе системы будет гораздо больше положенных 15%, а КПД рекуператора будет стремиться к 0 из-за того, что приточного холодного воздуха становится значительно больше чем вытяжного, приточный воздух нагревается значительно слабее и в результате либо падает температура воздуха в комнатах, что ведет ес-но к дискомфорту, либо приходится использовать в системе дополнительный электрический нагреватель для догрева воздуха, что приводит к большому расходу электроэнергии и сводит на нет всю экономию.

Второй вариант получения избыточного воздуха в квартире, для удаления его через каналы естественной вентиляции, это установка проветривателя типа Тион 3S. Данное устройство и его бюджетные аналоги, например Аэропак СН, устанавливаемые совместно с приточно-вытяжной вентиляцией, позволяют получить избыточный приточный воздух в квартире и нормализовать естественную вентиляцию. Существует не мало различных проветривателей и более подробно про каждый из них можно прочитать в разделе проветриватели.

В этой статье мы рассмотрели принцип работы, положительные и отрицательные стороны пластинчатых рекуператоров на целлюлозной основе. В следующей статье, мы затронем плюсы и минусы пластинчатых и роторных рекуператоров.

Общая информация о рекуператоре для частного дома

Рекуператор – это устройство для обмена воздухом, которое будет применять тепло от выходящей смеси для подогрева поступающей. Оно распространено достаточно длительное время и используется для улучшения эффективности многих печей. В последние годы рекуператоры можно встретить и в домашнем применении. Сейчас можно найти такие приспособления от любых производителей по привлекательной цене.

Рекуператоры могут быть абсолютно разными по конструкции, а также по параметрам работы. Но принцип действия и их обычно простой:

1. Есть встроенные вентиляторы, которые создают два потока воздуха. Холодный и чистый заходит с улицы и выталкивает теплый влажный.
2. Выходящий воздух не перемешивается с чистым, благодаря встроенному принципу работы.
3. Оба потока проходят стадию через теплообменник.
4. Конденсат, который образуется после охлаждения воздуха, выводится наружу.

Сейчас многие хотят установить для себя такие ненавязчивые приспособления, но перед этим лучше всего рассмотреть основные достоинства и недостатки конструкций. Именно это позволит найти для себя то, что действительно понадобится.

Типы конструкций

Роторный рекуператор и схема его работы

Конструктивно рекуператор представляет собой прямоугольный, квадратный или круглый блок, с обеих сторон которого располагаются отверстия для ввода приточного и вытяжного вентиляционного канала.

В зависимости от конструкции блока и его составных элементов рекуператор подразделяется на следующие типы:

• Роторный — устройство с вращающимся ротором в корпусе из нержавеющей или оцинкованной стали. Вращение ротора вокруг горизонтальной оси происходит за счёт подачи электропитания. Рабочими элементами являются алюминиевые гофрированные ленты, намотанные на специальный вал. В процессе вращения пластины соприкасаются с тёплым и холодным потоком воздушной массы. КПД роторного рекуператора — до 85%. Одни из главных недостатков устройства — это большой размер и наличие движущихся элементов, которые изнашиваются и требуют периодической замены.

• Пластинчатый — наиболее популярный тип рекуператоров. Состоит из тонких панелей, соединённых и аккуратно уложенных друг на друга с небольшим вентиляционным зазором. Металлические панели нагреваются за счёт тёплого воздуха, который проходит сквозь устройство. Панели путём теплообмена передают накопленную энергию холодному потоку. КПД устройства — 40–65%. Отличаются высокой надёжностью и возможностью работы без затрат электроэнергии.

• Трубчатый — устройство, состоящее из металлических трубок диаметром до 10 мм, скомпонованное в цилиндрический воздуховод. По принципу работы аналогично пластинчатому рекуператору. Нагретый отработанный воздух проходит по трубкам, отдавая часть тепловой энергии, а холодный воздух, перемещаясь в пространстве между трубками, забирает часть тепла. За счёт простой конструкции рекуператор имеет высокую надёжность и занимает мало места.

• Рециркуляционный водяной — устройство с промежуточным теплообменником в виде жидкости. Обычно, используется дистиллированная вода или антифриз. В отличие от остальных типов циркуляционный рекуператор имеет более сложную конструкцию. Жидкость циркулирует по каналам между вытяжным и приточным каналом за счёт нагнетающего насоса. КПД рекуператора — до 65%.

В общественных помещениях большой площади применяются крышные рекуператоры воздушного потока, которые устанавливаются в существующую систему вентиляции. КПД крышного рекуператора не превышает 65–68%, но из-за малых габаритов и высокой надёжности устройство идеально для использования в загромождённых помещениях. Для работы в условиях жилого дома и квартиры не подходит.

Принцип работы

Самодельное оборудование работает за счет обмена воздушными потоками между собой. Например, с наступлением холодов внутренняя высокая температура помещения воздействует на воздушные массы, заходящие снаружи. В летнее же время с появлением сильной жары осуществляется обратный процесс. В этом и заключается основное назначение установки под названием рекуператор. Принцип его работы в следующих моментах:

• комнатный воздух перемещается вдоль трубы с квадратным сечением;
• приточные воздушные массы преодолевают свой путь в поперечной плоскости;
• отсутствует открытый контакт холодного потока с горячим, они ограждены друг от друга специальными пластинчатыми перегородками.

Как и где можно применять такую систему?

Рекуперация воздуха с целью удешевить отопление больших цехов уже давно применяется в промышленности. С развитием технологии стало возможным применять рекуператор воздуха для дома. Но встраивать его в имеющуюся вентиляционную систему очень сложно и поэтому дорого. Оптимальным вариантом является тот, когда рекуператор заранее планируется встроить в вентиляцию на стадии разработки проекта дома.

Применение и принцип работы

Дело в том, что обычно рекуперационные системы содержат один или несколько вентиляторов — как минимум вытяжной. Для их работы необходим постоянный воздушный обмен. Воздух в доме не должен застаиваться. Нет вытяжного потока — соответственно нет и приточного, нечего нагревать.

Принцип работы рекуператора

Конструкция теплообменника (рекуператора) представляет собой компактный теплообменник.

Рекуператор обеспечивает приток свежего воздуха без теплопотерь в помещении

Конструкция устройства обеспечивает в зимнее время нагрев входящих холодных масс воздуха за счёт повышенной температуры выходящих воздушных потоков, а летом не позволяет жаркому уличному воздуху проникнуть в помещение.

Монтаж теплообменника в частном доме или квартире позволяет снизить тепловые потери и уменьшить затраты на отопление и кондиционирование.

Воздушные массы перемещаются самостоятельно, не смешиваясь между собой. Повышенная теплопроводность рабочих элементов камеры обеспечивает эффективный обмен тепловой энергии циркулирующих потоков воздуха.

Интенсивность охлаждения и нагрева воздуха зависит от перепада температур воздушных масс.

Соперники роторного рекуператора

Есть и другие разновидности рекуперативных теплообменников, которые нередко становятся элементами приточно-вытяжных систем.

Пластинчатые

Эти приборы самые популярные, потому что относительно просты, им не нужна электроэнергия и серьезное обслуживание. Низкая стоимость — еще одно большое преимущество. Такие приборы — теплообменники, состоящие из большого количества пластин, между которыми оставлены минимальные расстояния. Материалы для их изготовления сильно различаются: это может быть металл, пластмасса либо целлюлоза. Рекуперация в устройствах происходит в разных плоскостях, поэтому потоки теплого и холодного воздуха не смешиваются.

Минус есть — это скопление конденсата, промерзание в сильные холода, поэтому приборам зимой требуется регулярное оттаивание. По этой причине в морозы вентиляционную установку отключают, либо устанавливают дополнительный элемент — подогреватель приточного воздушного потока.

Водяные

Если называть их корректно, то они гликолевые, спиртовые, так как обычная жидкость в зимнее время быстро замерзнет. Это оборудование состоит из двух теплообменников, которые соединены жидкостным контуром. Такие элементы устанавливают на расстоянии друг от друга, поэтому воздушные потоки тоже не смешиваются.

Еще одно достоинство прибора — минимальное отложение жиров, а значит, меньшая пожароопасность. По этой причине их часто устанавливают в кафе и ресторанах, даже в горячих цехах. Недостатки у устройства есть — это самые большие габариты, не слишком впечатляющая эффективность, едва превышающая 50%, высокая цена из-за необходимости дополнительного оборудования — теплового насоса.

Другие виды — камерные, трубчатые рекуператоры — не используют для устройства вентиляции в частных домах, поэтому их описывать большого смысла не имеет. Если рассматривать это «трио» претендентов в качестве моделей для самостоятельной сборки, то лидер один — это простой пластинчатый прибор.

Принцип действия и особенности агрегата

Понятие процесса

За счет такой схемы организации установка будет экономить тепло в доме. За короткий промежуток времени и с небольшими затратами электрической энергии будет сформирован идеальный микроклимат в доме.

Экономическая целесообразность теплообменника рекуперативного типа зависит и от остальных факторов:

• Цены на энергоносители.
• Цена установки устройства.
• Затраты, которые связаны с обслуживанием устройства.
• Продолжительность использования системы.

Обратите внимание, рекуператор воздуха для дома является важным, но далеко не единственным элементом, который требуется для эффективной вентиляции в жилом помещении. Вентиляция вместе с рекуперацией является комплексной системой, которая функционирует лишь при условии работы в профессиональной «связке»

Эффективность устройства

При понижении температуры окружающей среды эффективность агрегата уменьшается, но все же сделать рекуператор воздуха для частного дома своими руками важно, так как при существенной разнице система отопления будет перегружена. Если за окном лишь 0 градусов, то в жом будет попадать воздух с температурой в +16 градусов

Бытовые агрегаты с легкостью справляются со своей задачей. Эффективность устройства рассчитать несложно, если использовать следующую формулу:

Ƞ=(t_пост –  t_улицы)/(t_комн –  t_улицы)

• t_пост – это температура поступившего воздуха (после рекуперации).
• t_улицы – температура на улице.
• t_комн – температура в доме по рекуперации.

Основные разновидности конструкции

Специалисты уделяют особое внимание тому, что системы рекуперации с вентиляцией для тепла есть нескольких разновидностей:

• Пластинчатые.
• Роторные.
• С отдельными теплоносителями.
• Трубчатые.

Итак, давайте рассмотрим их подробнее.

Пластинчатый вид отличается от остальных видов тем, что в его конструкции есть алюминиевые листы. Такая установка считается наиболее сбалансированной даже с точки зрения стоимости и значения теплопроводности (КПД от 45% до 72%). Устройство отличается также простотой выполнения, доступной ценой и отсутствием каких-либо подвижных элементов. Для установки не потребуется специальная подготовка. Вы сможете провести ее без сложностей дома, собственноручно.

Роторные устройства являются самыми популярными. В их конструкции обязательно присутствует вал вращения, который питается от электричества, а еще 2 канала для воздухообмена с противотоками. Как именно работает подобный механизм? Один из участков ротора начинает прогреваться от воздуха, а после он поворачивается и тепло переходит к холодным массам, которые сосредоточены в соседнем канале. Но, несмотря на высокий уровень КПД у такой установки есть ряд весьма ощутимых недостатков:

• Большой вес.
• Требуется регулярный ремонт и техническое обслуживание.
• Сложно починить устройство своими руками, сделать его вновь работоспособным.
• Воздушные массы смешиваются.
• Зависимость от электроэнергии.