Рекуператор воздуха своими руками

Схемы и чертежи самодельных рекуператоров воздуха

Хорошая система вентиляции создает приток свежих воздушных масс с улицы и отхождение отработанных во внешнюю среду. В холодное время года теряется много тепла, с улицы в помещение попадает воздух низкой температуры. Чтобы не тратить топливо на обогрев улицы, владельцы жилищ часто рассматривают вопрос о подключении устройства рекуперации. Готовые приборы имеют высокую цену, однако можно сделать эффективный рекуператор для частного дома своими руками.

Что такое рекуператор

Устройства передают тепло от уже подогретых воздушных масс холодным, поступающим из внешней среды.

Теплообменники для рекуператора бывают нескольких видов исполнений. Наиболее распространены пластинчатые и трубчатые рекуператоры.

Экономический эффект от применения прибора определяется вложениями в его установку и обслуживание, а также планируемой продолжительностью эксплуатации.

Разновидности рекуператора

Приборы отличаются конструкцией, механизмом работы, характером движения воздуха.

По типу движения теплоносителя

У разных устройств потоки воздуха направляются неодинаково. У прямоточных моделей приточный и вытяжной потоки идут в одну сторону параллельно друг другу. У противоточных приборов их векторы обратны друг другу. У аппаратов с перекрестным током – направлены под прямым углом.

По конструктивному исполнению и принципу действия теплообменника

Один из распространенных типов приборов – роторный. Устройство такого рекуператора включает в себя запаянный корпус и размещенный внутри барабан, движущийся благодаря электрическому мотору. Когда ротор крутится, он попадает то в область теплых масс воздуха, то в холодную зону. В процессе барабан то нагревается, то охлаждается. Такая схема работы рекуператора обеспечивает передачу тепла воздуху, приходящему из внешней среды.

У пластинчатого прибора теплообменная кассета состоит из большого числа плоских элементов прямоугольной, квадратной или иной формы. Между соседними компонентами имеется расстояние в несколько миллиметров. Когда через пластинчатую конструкцию проходит нагретый воздух, тепло передается элементам, которые потом отдают его холодному потоку. Теплообмен реализуется вследствие параллельного подогревания и охлаждения пластинок.

Если есть желание собрать рекуператор своими руками, лучше отдать предпочтение пластинчатому варианту благодаря его простоте.

Достоинства и недостатки

Разные модели приборов отличаются своими характерными особенностями. Например, аппараты с ротором обладают высокой эффективностью, не подвержены обледенению зимой, способны контролировать влажность воздуха (в некоторых пределах). К их минусам относится громоздкое строение с большим числом подвижных элементов, из-за чего увеличивается вероятность выхода из строя и учащается потребность в техобслуживании. Кроме того, они работают довольно шумно.

Пластинчатые модели часто привлекают внимание из-за низкой цены, компактности, простого строения без движущихся элементов. Но в холодную погоду под влиянием конденсата пластинки подвергаются промерзанию. Это вынуждает искать способы борьбы с таким явлением. Самый эффективный из них – установить целлюлозную кассету, впитывающую лишнюю жидкость. В этом случае вода из конденсата направляется в жилище и увлажняет воздух. Такое устройство работает при любых погодных условиях.

Правила выбора рекуператора

При рассмотрении модели для приобретения нужно оценить, насколько ее характеристики соответствуют данным помещения, в которое планируется установить прибор (высота, площадь, нужная кратность обмена). Для вычисления этих параметров целесообразно обратиться к профессионалу, так как эта процедура требует хорошего знания строительных норм и законов перемещения потоков воздуха, а заменять прибор при ошибке в расчетах обойдется дорого.

Важно определить, сколько воздуха в кубометрах должно поступать в комнату за 1 час. Согласно санитарным нормам, минимальное значение – 30 м2 на человека. В реальности этот показатель, связанный с производительностью прибора, будет больше за счет большого числа издержек: сопротивление воздуховода, величина обслуживаемого помещения и т.д.

Читайте также:
Шкаф-купе в прихожую — фото идеи, дизайн лучших моделей и правила выбора

Также внимание при выборе обращается на чувствительность и надежность блока автоматизации. Многие современные приборы оснащены теми или иными добавочными функциями: регуляция мощности вентиляционных приборов, напора потока воздуха (оценивается количество углекислого газа в вытяжке) и т.д.

Следует оценить степень шумогенерации прибора.

Некоторые устройства подвешиваются на стену, другие — устанавливаются на пол. Бывают горизонтально расположенные модели. Подходящее исполнение подбирается в зависимости от места монтажа и параметров системы.

Изготовление рекуператора своими руками

Рекуператор воздуха для частного дома можно изготовить своими руками из разных материалов. Иногда энтузиасты собирают устройства, беря за основу канализационные трубы. Можно сделать рекуператор из фольги. Простотой исполнения и одновременно эффективностью отличаются пластинчатые устройства. Заготовки для плоских элементов могут быть алюминиевыми или выполненными из поликарбоната.

При изготовлении рекуператора для квартиры своими руками с использованием листового алюминия, предпочтительно брать тонкое сырье – в этом случае теплообмен происходит эффективнее. Помимо листов металла, самодельный рекуператор требует подготовки материалов и инструментария:

  • минеральная вата в 2-3 см;
  • рейки из дерева в 2 мм толщиной и 10 – шириной;
  • фанерные листы для корпуса;
  • герметический и клеевой составы;
  • вентилятор;
  • 2 пары фланцевых элементов (для сечения трубки);
  • метизы.

Высота регулируется сообразно с суммарным количеством пластинок и их толщины при скреплении с реечными элементами. Диагональный параметр делают идентичным ширине теплообменного элемента.

Схемы и чертежи

Чертежи для рекуператора своими руками включают в себя и заготовку для пластины. Сторону квадрата обычно делают 0,2-0,3 м. Общее число пластинок должно быть не менее 80. Для них подготавливают также рейки по габаритам сторон квадрата. Их покрывают олифовым составом и с помощью клея соединяют с внутренней стороной каждой пластины. Только один металлический квадрат оставляют без рейки.

Компоненты соединяют друг с другом. Целесообразно чередовать горизонтально и вертикально расположенные пластины, чтобы каждая находилась под прямым углом к соседним. Это увеличивает КПД устройства. Квадрат, не снабженный рамкой, ставят сверху. Щелки надо заполнить герметизирующим составом.

Делают фланцевые крепежи и помещают конструкцию в заранее изготовленный корпус. Теплообменный элемент должен упираться уголками в боковые стены, подобно ромбу. В устройстве проделывают отверстия для фланцевых деталей, а в нижней части – дырку для отвода конденсированной влаги через шланг. Затем самодельный рекуператор воздуха покрывают минватой. Проводят подключение устройства.

Расчет мощности

Производительность устройства в кубометрах в секунду можно рассчитать, если известен требуемый по нормативам объем притока воздушных масс на человека. Если обозначить первую величину латинской литерой Q, а вторую – L, расчетная формула примет вид: Q=L*0,355*(tком – tул), где:

tком – требуемая температура в помещении;

tул – значение показателя на улице.

Чтобы найти КПД устройства, нужно знать 3 температурных показателя: t1 – на улице, t2 – параметр воздуха, поступающего в жилище после прохождения через прибор, t3 – домашний воздух до рекуперации. Тогда КПД будет равен (t2 – t1)/(t3 – t1).

Использование рекуперационных устройств помогает минимизировать поступление теплого воздуха из помещения на улицу в холодное время года. Самостоятельное изготовление прибора обойдется дешевле, чем покупка готового, но современные промышленные рекуператоры снабжены большим числом добавочных опций.

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.

Читайте также:
Как поменять прокладку в кране в ванной

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.

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.

Рекуператор воздуха своими руками

Для поддержания комфорта в доме необходима эффективная система вентиляции. В недалеком прошлом в бревенчатых домах поддерживался естественный воздухообмен. Воздух проникал в дом через неплотные примыкания дверных и оконных конструкций, собирал бытовую пыль и попутные «ароматы», после чего в прямом смысле вылетал в печную трубу.

В современных домах пластиковые окна и двери с герметичным притвором, всевозможные теплоизолирующие «пироги» ставят непреодолимую преграду как свежему, так и отработанному воздуху. Кроме головной боли, возникающей от отсутствия свежего воздуха и повышенной влажности, а порой просто сырости портится казавшаяся безупречной отделка, на обоях возникают светло-зеленые и черные скопления грибка.

Читайте также:
Какие выбрать шторы на кухню с балконной дверью

Согласно действующим нормативам, в жилом помещении в течение одного часа весь объем воздуха должен полностью меняться. То есть для спальни в 15 квадратных метров при высоте потолка около трех метров потребуется не менее 45 кубических метров воздуха.

Существенно серьезнее нормы воздухобмена предусмотрены для мест общего пользования. СНИП определяет, что из кухни в режиме обслуживания должно удаляться не менее 60 м3 воздуха в час, из ванны и уборной – по 25 м3/ч. Кратность воздухообмена в других помещениях, а также во всех вентилируемых комнатах в нерабочем режиме должна составлять не менее 0,2 объемов помещения в час.

Достаточно ли для обеспечения этих объемов открытой форточки современного пластикового окна? Разумеется, нет. Предусмотренные на некоторых моделях пластиковых окон клапаны для проветривания решают задачу лишь частично. Самые производительные клапаны готовы пропустить в дом не более 20 кубов воздуха в час. Разумеется, это критически мало. В чем же может быть выход из этой ситуации? Выход есть — это установка системы приточно-вытяжной вентиляции.

Принцип действия

________________.jpg

Самый простой и дешевый вариант — активная вытяжка и естественный приток воздуха, например, из форточек. Благодаря вентилятору осуществляется только удаление загрязненного воздуха за пределы жилища. Более сложный вариант — одновременная система удаления загрязненного воздуха и подачи свежего. Разумеется, таких систем на строительном рынке можно найти не мало. Однако надо помнить, что удаляя из дома нагретый воздух мы просто выбрасываем деньги на ветер, ведь мы уже однажды нагрели комнатный воздух.

Чтобы не вбрасывать на ветер драгоценное тепло придумали целый ряд агрегато в, объединенных термином «рекуператоры». Суть всех этих приборов в том, что тепло от выходящих потоков передается свежему, уличному воздуху. Для бытовых целей можно найти в продаже немало различных вариантов — плоскостные, трубчатые, роторные и пр.

На иллюстрации выше изображена схема пластинчатого рекуператора возду ха. Это многослойный сэндвич из тонких металлических пластин. По одним вентиляторы гонят горячий воздух, а по другим — холодный. Таким образом потоки обмениваются теплом, но при этом не смешиваются.

Как сделать трубчатый рекуператор самостоятельно?

1 - 242b6737b5c39fa04dec77dbaeb57752.PNG

Ниже мы приводим рассказ нашего коллеги Алексея Егорова, который сделал трубчатый рекуператор для загородного дома своими руками:

«Для своего дома я решил сделать трубчатую модель, так как она мне показалась наиболее компактной и простой в изготовлении. Выбранная схема прибора собирается из стандартизованных деталей, большую часть которых можно приобрести в строительном магазине. Несущим корпусом рекуператора стала пластиковая труба диаметром 150 мм. К ней крепились угол, два тройника и десятки алюминиевых трубок. В качестве теплообменника, то есть, самого рекуператора, было решено использовать трубки с внешним диаметром 12 мм.

Вопрос выбора материала для трубок был скорее финансовый, нежели технический. Разумеется, сначала хотелось использовать медь, не имеющей конкурентов с точки зрения величины коэффициента теплопроводности 394 Вт/(м х O С). Однако с учетом дороговизны меди, пришлось свой выбор остановить на более бюджетном металле – алюминии с коэффициентом теплопроводности 236 Вт/(м х O С). Имейте в виду, что в случае выбора меди, энергоэффективность установки может вырасти в 1,7 раза.

20171209_122006.jpg

Разумеется, хотелось заполнить цилиндрический корпус алюминиевыми трубками максимально плотно, но тут на первый план вышли прочностные ограничения при создании дырчатого фланца. Ведь в окружность фланца диаметром чуть менее 150 мм следовало равномерно «упаковать» несколько десятков отверстий диаметром 12 мм.

Читайте также:
Разнообразие стеновых панелей – универсальный вариант отделки кухни

Самодельный фланец

238229441_79154.jpg

Вначале я рассматривал возможность изготовления фланца из нержавеющей стали. Но учитывая точность равномерного распределения десятков отверстий, получить последние с учетом плотной посадки трубок можно было бы лишь с помощью лазерной резки. Не имея возможности использовать столь современный метод, я обратился совсем к иной технологии, благо мой сосед хвастался недавно приобретенным 3d принтером.

Дополнительно меня соблазнила эта технология тем, что применяемый материал PLA (Полилакти́д) вполне совместим с пластиком самой конструкции. Итак, геометрический расчет показал, что количество отверстий диаметром 12 мм для прочного размещения в трубе внешним диаметром 150 мм должно быть не более 68 единиц. Обратите внимание, что посадка алюминиевых труб в отверстия должно быть плотное, без зазоров, провоцирующих возможные потери воздушного потока.

Несколько технических характеристик трубчатого теплообменника:

длина рядовой трубки теплообменника равна 1 метр;

суммарная площадь теплоотдачи всех 68 трубок составляет 2, 45 м 2

общая площадь (в свету) 68 трубок составляет примерно одну треть от площади трубы. Таким образом, соотношение в свету площадей прокачки по трубам холодного и теплого воздуха составило один к двум.

Два самодельные дырчатые фланцы печатались по 6 часов каждый PLA слоем PLA 0,2 мм с заполнением 20 процентов с двойными стенками.

Порядок работы

При монтаже элементов конструкция для верности герметизировалась белой изоляционной лентой. Саму установку я смонтировал с некоторым наклоном примерно в три градуса к сторону холодного торца для естественного стекания конденсата в предусмотренное в нижней части корпуса для этого отверстие.

рекуператор.jpg

Противоток обеспечивался двумя одинаковыми электродвигателями паспортной производительностью до 100 кубических метров в час. Однако подающий «забортный» воздух приточный вентилятор сквозь 68 теплообменных трубок реально «тянул» не более 60 куб метров в час. И это не удивительно – ведь ему требовалось преодолеть аэродинамические сопротивление элементов конструкции. Простенький входной фильтр, который был установлен на входе засасывающей трубы также частично снижал производительность всего аппарата.

Итоги

В самом начале эксплуатации аппарата я провел эксперимент. Отключил вытяжной вентилятор с комнатным воздухом и включил только приточный вентилятор. Причем, температура за окном была — 10 O С. Минут через 20 температура воздуха в комнате упала до + 5 O С. На этом первый этап эксперимента завершился. После этого включил вытяжной (комнатного воздуха) вентилятор и скоро температура воздуха поднялась и остановилась на уровне + 16-17.

Да, всю предыдущую зиму я дышал в тепле свежим воздухом. А стеклопакеты в комнате всю зиму простояли закрытыми. Эффективность самодельного аппарата я не считал, так как для этого следует обладать 4 термометрами, а у меня их в хозяйстве не нашлось.

Вижу ли я недостатки в своем «изделии»? Да, вижу. Следует установить регулируемые электродвигатели и систему управления ими. Но в обыденной жизни мне хватает и «ручного управления».

Стоимость комплектующих моего самодельного аппарата составила около 6 тыс. рублей. Работа – своя».

Рекуператор воздуха своими руками: трубчатый, коаксиальный, пластинчатый

Многим жильцам городских квартир на собственном опыте пришлось убедиться, что создать в квартире благоприятный микроклимат без качественной вентиляции невозможно. Прекрасно, когда вентиляция обеспечивает приток в квартиру с улицы чистого зимнего воздуха, плохо, что при этом мы теряем такой же объём нагретой воздушной среды. Для того чтобы в достатке получать свежий кислород и при этом предотвратить потерю тепла, необходимо использовать рекуператор. На рынке представлен огромный выбор систем рекуперации, однако при желании можно без труда сделать и установить рекуператор своими руками.

Читайте также:
Спальня в стиле минимализм

Теплообменники пластинчатые

Эффективность и принцип действия систем рекуперации

Рекуператор (recuperator) в переводе с латинского – «возвращающий» или «получающий обратно». В нашем случае он играет роль теплообменника, задача которого – задержать тепловую энергию, стремящуюся покинуть помещение вместе с выходящим воздухом в холодное время года, и заблокировать поступление этой же тепловой энергии (в виде горячего воздуха) в помещение в летний период.

Рекуператор воздуха состоит из нескольких каналов, через которые, не смешиваясь друг с другом, проходят воздушные потоки, входящие и выходящие из проветриваемого помещения. Если температура потоков воздуха различается, они начинают обмениваться тепловой энергией, и, соответственно, горячий воздух остывает, а холодный – нагревается. Кроме того, в процессе происходит осушение воздуха, связано это с конденсацией жидкости на каналах теплообменника. Применение систем рекуперации помогает сократить потери тепла до 70 %.

Схема работы рекуператора

Использование рекуператора в системе вентиляции позволяет:

  • иметь постоянный качественный теплообмен;
  • компенсировать неэффективность работы естественной вентиляции вследствие установки герметичных окон и дверей;
  • отказаться от использования энергозатратных калориферов и кондиционеров;
  • экономить на отоплении;
  • поддерживать чистоту воздуха в квартире – в нем будет отсутствовать уличная пыль и пыльца растений.

Вентиляционная система с рекуператором позволяет обеспечить постоянное обновление воздуха в помещении и создает комфортные температурные условия внутри комнаты.

Виды рекуператоров

Системы рекуперации можно разделить на несколько типов.

  • Прямоточный, противоточный, перекрестный рекуператоры отличаются способом перемещения потоков воздуха.
  • В зависимости от конструктивных особенностей рекуператоры могут быть ребристыми, трубчатыми, пластинчатыми и пластинчато-ребристыми.
  • По материалу изготовления теплообменники бывают металлическими, пластиковыми, мембранными.
  • По принципу действия выделяют:
    • пластинчатый (перекрестно-точный) рекуператор – наиболее популярный тип простой конструкции, используемый в домах и квартирах;
    • роторный рекуператорр – для работы требуется источник электроэнергии, вращающий роторный элемент, имеют большие размеры и высокий КПД (до 87 %);
    • крышный рекуператор – установка промышленного уровня;
    • коаксиальный рекуператор — легок в исполнении даже без опыта;
    • рециркуляционный (жидкостный) рекуператор – передает воздуху тепло с помощью воды или антифриза, имеют сложную конструкцию и КПД, сопоставимый с эффективностью пластинчатого теплообменника.

    Схема роторного рекуператора

    Пластинчатый рекуператор

    Пластинчатые рекуператоры чаще всего выполняются в виде резервуара, разделенного внутри полосами оцинкованной стали, которые создают каналы для движения потоков воздуха. Перемещаясь по каналам, воздушные струи не смешиваются, но зато могут обмениваться тепловой энергией, что приводит к выравниванию температур входящих и исходящих потоков воздуха.

    Устройство пластинчатого теплообменника

    Вентиляционные системы, в основе которых используются пластинчатые рекуператоры, обладают рядом достоинств:

    • высокой эффективностью – до 65 % КПД;
    • несложной конструкцией и компактными размерами;
    • простотой изготовления и обслуживания;
    • легкостью регулировки;
    • возможностью установки на любом участке воздуховода;
    • отсутствием необходимости использования электрической энергии;
    • отсутствием подвижных и трущихся деталей.

    Есть у таких теплообменников и свои недостатки:

    • Риск обмерзания при отрицательных температурах вследствие конденсации влаги в каналах рекуператора, снижающего эффективность работы устройства.
    • Невозможность регулирования влажности воздуха.

    Пластинчатые установки

    На сегодняшний день использование рекуператоров пластинчатого типа в системах приточно-вытяжной вентиляции считается наиболее эффективным решением для квартиры.

    Самостоятельное изготовление рекуператора пластинчатого типа

    Поскольку средняя стоимость пластинчатого теплообменника составляет 300 у. е., имеет смысл сделать этот несложный в изготовлении рекуператор воздуха своими руками.

    Для того чтобы изготовить рекуператор самостоятельно, понадобятся:

    • листы оцинкованного металла (4 кв. м.);
    • техническая пробка толщиной 2 мм;
    • силиконовый герметик с нейтральной реакцией;
    • жестяная коробка для корпуса или листы МДФ, метала или фанеры для его изготовления;
    • клей;
    • утеплитель толщиной 4 см (минеральная вата или пенопласт);
    • уголки для стоек;
    • пластиковые фланцы;
    • электролобзик или болгарка.

    Рулонная техническая пробка толщиной 2 мм

    1. Разрезаем материал на небольшие квадраты с размером стороны от 200 до 300 мм. Пластины должны быть одинаковыми и идеально ровными, лучше будет разрезать сложенные пачкой листы болгаркой, нежели использовать ножницы по металлу. Таких пластин, служащих заготовками для кассет рекуператора, должно получиться около 70 шт.
    2. С целью создания зазора между листами используем техническую пробку. Суть в том, чтобы сделать такое сечение, при котором скорость потоков воздуха будет составлять 1 м/с. Наклеиваем нарезанную пробку по двум противоположным краям квадратных заготовок, не трогая последнюю.
    3. Дождавшись высыхания клея, создаем кассету теплообменника, склеивая листы таким образом, чтобы каждый последующий располагался под углом в 90 градусов к предыдущему. В кассете получаются чередующиеся каналы, перпендикулярные друг другу. Последним будет лист, на который мы не клеили пробку.
    4. После соединения всех пластин с помощью уголка стягиваем конструкцию каркасом.
    5. Все щели тщательно заделываем герметиком.
    6. На стенках кассеты располагаем крепления для фланцев, имеющих диаметр, соответствующий трубам воздуховодов. Желательно расположить кассету вертикально, тогда в самом низу будет собираться конденсат. В этом же месте готовится дренажный канал: отверстие с трубкой для отвода жидкости.
    7. Для того чтобы кассету можно было извлекать из корпуса, внутри него нужно установить направляющие из уголка.
    8. Корпус с кассетой располагают в коробе, изготовленном из толстой фанеры или жести. Важным моментом будет использование теплоизоляционных материалов (минеральная вата или пенопласт), которыми оклеиваются все стороны короба изнутри.

    Пластинчатый рекуператор с металлическим корпусом

    Обратите внимание! Ширина корпуса рекуператора должна соответствовать ширине кассеты, высота и длина – диагонали квадратных пластин.

    Для более надежной работы системы рекуперации в условиях отрицательных температур приточного воздуха, когда пластины теплообменника могут обледенеть, к системе добавляют байпас, через который в случае необходимости направляют поток приточного воздуха. В это время через теплообменник будет проходить только теплый вытяжной воздух, и под его воздействием заледеневшие пластины теплообменника будут оттаивать.

    КПД самодельного рекуператора составит около 60–65 %, что позволит обеспечить поддерживать оптимальный микроклимат в помещении.

    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.

    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.

    Рекомендуем ознакомиться: Организация работы вентиляции естественного и принудительного типа на кухне

    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.

    Разновидности конструкций и правила изготовления рекуператора воздуха для дома своими руками

    Для того чтобы изготовить рекуператор воздуха для дома своими руками, нужно хорошо знать его устройство и уметь им пользоваться. Присутствие в помещении такого прибора не только дает хороший обогрев, но и устраняет потери тепла. Аппарат, изготовленный самостоятельно, обходится значительно дешевле покупного изделия. При этом он создается под конкретные параметры квартиры или частного дома.

    Теория рекуперации и принцип действия прибора

    Принцип рекуперации основан на нагреве поступающего воздуха, за счет отвода вытяжного. В помещение возвращается часть тепла. Поэтому и прибор получил название «рекуператор», что в переводе с латинского означает «возвращение». Какой бы не был современный аппарат, он дает показатель прогрева не больше, чем 60-80%. Это связанно с тем, что в процессе работы смешения воздуха не происходит.

    Работа прибора основана на разности температур внутри помещения и снаружи. В зимнее время теплый воздух влияет на поток холодного с улицы. Летом идет обратный процесс.

    Рекуператор – прибор, который регулирует и направляет эти процессы.

    Принцип его работы следующий:

    1. Движение теплого воздуха идет по квадратным трубам.
    2. Струи холодного воздуха движутся в перпендикулярном направлении.
    3. Оба потока не смешиваются, поскольку между ними поставлена перегородка.

    В процессе работы аппарата, теплый воздух вентиляторами, загоняется в систему. Проходя по трубам, он выгоняется за пределы помещения. Параллельно идет подача холодного воздуха. Двигаясь через прибор, он нагревается.

    Типы рекуператоров

    При изготовлении устройства своими руками, следует определиться с его типом. Существуют несколько разновидностей рекуператоров:
    ­

    • роторный;
      ­
    • пластинчатый;
      ­
    • рециркуляционный водяной;
      ­
    • камерный;
      ­
    • фреонный.

    Роторный

    Роторный рекуператор состоит из гофрированных пластин стали. Внешне конструкция представляет собой цилиндрическую емкость. Вращающийся барабан пропускает поочередно теплые и холодные потоки. В процессе работы происходит нагревание ротора, который отдает тепло холодному воздуху. Роторный аппарат обладает высокой экономичностью. Можно устанавливать необходимое количество оборотов ротора и регулировать мощность. К преимуществу относится возможность использования такого типа в течение всего года, поскольку на нем не образуется ледяная корочка.

    К недостаткам относится габаритность конструкции. Она требует наличия большой вентиляционной камеры.

    Пластинчатый

    Пластинчатый рекуператор состоит из алюминиевых, пластиковых и изготовленных из специальной бумаги пластин. В некоторых моделях потоки воздуха движутся перпендикулярно друг к другу, в других перемещаются в противоположных направлениях.

    Если в конструкции используются алюминиевые пластины, то система характеризуется невысоким коэффициентом полезного действия. Связанно это с тем, что прибор часто замерзает и нуждается в регулярном оттаивании. К преимуществу относится его невысокая стоимость. Кроме алюминиевых пластин, допускается использовать оцинкованную сталь.
    Теплообменники из пластика обладают большей отдачей, но и дороже стоят.

    Если материалом является специальная бумага, то отдача у такого оборудования высокая. Однако имеется существенный недостаток: прибор нельзя использовать во влажном помещении. Образующийся конденсат пропитывает бумажные слои.

    Рециркуляционный водяной

    Отличительной особенностью такого типа является разведение приточного и вытяжного теплообменников. При помощи антифриза или воды тепловая энергия переносится из вытяжной части в приточную.

    Система имеет свои преимущества:
    ­

    • отсутствие вероятности смешивания потоков;
      ­
    • разведенные теплообменники облегчают работу на стадии проектирования;
      ­
    • возможность объединения нескольких приточных или вытяжных потоков в единый.
    • необходимость наличия водяного насоса;
      ­
    • рекуператоры способны только на теплообмен, а влагообмен невозможен.

    Камерный

    Оба потока направляются в единую камеру. Она разделена перегородкой. После нагрева одной части идет разворот перегородки. Нагретая часть, которая обогревает помещение, начинает принимать приточный воздух. К недостатку относится высокая вероятность смешивания воздушных потоков, что приводит к их загрязнению.

    Фреонный

    Основан на физических характеристиках фреона, который располагается в герметично запаянных трубках. В начале трубы идет нагревание воздуха вместе с фреоном, который закипает и испаряется. Тепло перемещается дальше. Пары фреона, соприкасаясь с холодными потоками, конденсируются. Затем цикл повторяется.

    Достоинства и недостатки пластинчатого прибора

    Механизм имеет ряд положительных и отрицательных моментов. К положительным характеристикам относится:
    ­

    • конструкция не отличается сложностью;
      ­
    • отсутствие затрат электроэнергии на функционирование;
      ­
    • прибор можно ставить на естественное проветривание;
      ­
    • оборудование защищено от загрязнения, потому что воздух предварительно проходит через фильтры;
      ­
    • благодаря постоянной работе вентиляции, в помещении отсутствует сырость и посторонние запахи;
    • передача тепла идет только через воздух, взаимодействие с водой отсутствует;
      ­
    • в зимнее время на поверхности прибора возможно образование корочки льда;
      ­
    • в некоторых случая при работе слышен шум;
      ­
    • через определенный период времени клапана требуют чистки;
      ­
    • не всегда система может запуститься автоматически;
      ­
    • высокая стоимость оборудования.

    Изготовление пластинчатого аппарата своими руками

    Для изготовления конструкции своими руками, необходимо подготовить материалы:
    ­

    • оцинкованное железо, листовой алюминий, текстолит, медь, специальную бумагу или гетинакс в количестве 4 кв. м.;
    • в качестве прокладки между платинами рекуператора требуется техническая пробка, толщиной 0,2 см или рейка;
      ­
    • силиконовый герметик;
      ­
    • для изготовления корпуса потребуется коробка из металла или фанеры;
      ­
    • датчики, фиксирующие перепад давления;
    • уголок для стоек;
    • минеральная вата в качестве изоляционного материала;
    • метизы;
    • электролобзик.
    1. С помощью лобзика заготовленные листы разрезаются на квадратные заготовки со стороной 20-30 см. Нужно стараться, чтобы все квадраты получились одинаковыми. Их количество должно составлять 70 штук.
    2. К противоположным сторонам квадратов приклеивается рейка, которая по длине равна стороне. Свободным остается только последняя заготовка.
    3. Все пластины соединяются в кассету. Свободная заготовка является последней в конструкции.
    4. При помощи уголка формируется вокруг кассеты каркас.
    5. При помощи силиконового герметика обрабатываются все швы.
    6. Корпус оснащается для фиксации фланцев специальным креплением. В нижней части изготавливается отверстие. Здесь располагается трубка для отвода конденсата.
    7. Чтобы кассета легко изымалась для проведения ремонта, в корпусе из уголков изготавливаются направляющие.
    8. В качестве изоляционного материала используется минеральная вата. Ею утепляется внутренняя часть стенок. Толщина слоя составляет 40 мм.
    9. В месте прохождения теплого воздуха устанавливается датчик давления.
    10. Монтаж рекуператора ведется в вентиляционную систему.

    Правила расчета мощности

    Изготавливая прибор своими руками, нужно правильно рассчитать его мощность. Определить количество тепла, проходящего через пластины. Для этого используется формула:
    P=0,36xQxdT; где:

    Р – мощность рекуператора в ваттах:
    Q – энергия, которая необходима для нагрева или охлаждения воздушного потока.

    Определяется она по формуле:
    Q=0,335хLx(t к.-t н.); здесь:

    L – расход воздуха. Рассчитывается в м3/час. На 1 человека это величина соответствует 60.
    t н. – начальная величина температуры;
    t к. – конечная температура, которая выросла в результате теплообмена;
    dT – температура.

    После изготовления и установки рекуператора, нужно обеспечить эффективность и длительность его работы. В систему лучше встраивать специальные фильтры, в состав которых входит алюминий. Вовремя их менять при загрязнении. В зимнее время не допускать образования ледяной корочки. Для этого иногда необходимо отключать вентилятор, обеспечивающий приток холодного воздуха.

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: :???: :?: :!: