Рекуператор своими руками: чертежи, реверсивный рекуператор. Как устроен пластинчатый рекуператор, и как его можно сделать самостоятельно? Материал для рекуператора воздуха
Как изготовить рекуператор воздуха своими руками? Такой вопрос интересует домашнего мастера. Каждый человек обладает своими представлениями о комфортабельности жилья. Но все эти соображения сводятся к одному несложному постулату: зимой в доме должно быть тепло и уютно, а летом, наоборот, — прохладно. Самостоятельно такие условия в доме создать сложно: зимой нужно дом отапливать, а летом — охлаждать. Обе эти операции достаточно энергозатратные, а стоимость энергии постоянно растет.
Нужно каким-то образом жилье утеплять:
- Уплотнить все проемы.
- Обеспечить герметичность закрывания окон и дверей.
- Хороший результат дает утепление стен жилища.
Прекратив какое бы то ни было движение воздуха в помещении, человек сталкивается с другой проблемой — недостатком воздуха. Нужен приток свежего воздуха, у которого есть только один путь — через вентиляционные каналы. На подачу свежего воздуха опять понадобится электроэнергия. К счастью, конструкция современных систем вентиляции уже учла эту необходимость.
Что такое рекуперация? Ученые трактуют это понятие как повторное использование части энергии в том же технологическом процессе. Принудительная приточно-вытяжная вентиляция, где используется система рекуперации, способна увеличить свою энергоэффективность до 3 раз в сравнении с традиционными схемами вентиляций прямого тока воздуха.
Для предотвращения потерь энергии вентиляционная система оборудована специальным устройством вторичного использования тепла, его называют рекуператор. Рекуперативный теплообменник дает возможность избежать дополнительных затрат энергии на обработку приходящего потока свежего воздуха.
Наглухо закупоренная квартира от притока свежего воздуха получает целый комплекс преимуществ:
- Удаляются загрязнения и использованный воздух.
- Ограничивается возможность развития колоний болезнетворных микроорганизмов.
- Блокируется образование плесени.
Какие бывают виды рекуператоров? Любые внешние погодные условия практически никак не влияют на принудительную вентиляцию с рекуператором. Будучи теплообменником, рекуператор бытовой обеспечивает приходящий воздух энергией от воздуха удаляемого, при этом не смешиваясь с ним.
Виды рекуператоров
Система рекуперации может использовать многие способы вторичного применения энергии. Рекуператор тепла работает по определенному принципу. Виды его, в зависимости от этого, могут быть следующими:
- Трубчатый.
- Пластинчатый.
- Роторный рекуператор и другие.
Все схемы рекуператоров разделяются по способу передачи энергии от использованного воздуха свежему.
Способы увеличения КПД
Функционирование теплообменника характеризуется тем, насколько эффективно он переносит тепло от одного агента к другому. Чтобы система была эффективной, КПД рекуператора должен быть не ниже 70%. Логика подсказывает, что КПД теплообменника можно увеличить несколькими путями:
- Увеличить время контакта сред с разными температурами.
- Обеспечить большую площадь контакта агентов.
- Предварительный подогрев поступающего воздуха.
Очень хорошо, если этот подогрев удается осуществить за счет природных ресурсов.
Рекуператор воздуха своими руками сделать не так сложно. Оригинальным способом организации рекуперации является использование длинного куска трубы, закопанного на глубине порядка 2 метров. Подобный трубчатый рекуператор позволит согреть воздух зимой и охладить его летом.
Такое использование теплообменника позволяет достигнуть снижения вероятности обмерзания пластин рекуператора за счет заметной разницы температур воздуха на разных стадиях рекуперации. Дополнительные расходы на предварительный подогрев входящего потока отсутствуют. К тому же использование подогрева исключает образование росы на элементах теплообменника, способное в холодный период года привести к их обмерзанию.
Рекуператоры роторного типа. Роторный рекуператор функционирует с самым высоким КПД. В этом агрегате потоки теплого и холодного воздуха проходят в одном коробе навстречу друг другу. В коробе расположен диск с гофрированными металлическими пластинами, который конструктивно изготовлен так, что материал пластин сначала нагревается в потоке теплого воздуха, а затем, продолжая вращаться, попадает в холодный поток, где и отдает накопленное тепло.
Рекуперация в подобном теплообменнике не лишена своих недостатков, которые проявляются в частичном смешении двух потоков и необходимости увеличения диаметра теплообменного диска для достижения большего КПД. К тому же использование вращающихся элементов никогда не было достоинством системы.
Проблема выбора рекуператора для дома
Будучи очень популярным инновационным решением, рекуператор электроэнергии достоин очень долгого рассказа, но чертежи рекуператора своими руками гораздо интереснее, тем более что его можно успешно применить в своем доме. А начать следует с выбора типа рекуператора. Здесь вам должен пригодиться собственный опыт.
В квартире с пластиковыми окнами найдет применение «теплая форточка». В частном домовладении, где свободного места обычно хватает, используют пластинчатый рекуператор противоточного или перекрестного типа движения воздуха. Именно такой самодельный рекуператор проще всего сделать своими руками. Чертежи пластинчатого рекуператора и необходимой для его функционирования автоматики в достаточном количестве могут быть найдены в интернете и в специальной литературе.
Изготовление устройства
Как самостоятельно сделать пластинчатый рекуператор? Пластинчатые рекуператоры своими руками сделать несложно. Важно только хорошо понимать, как работают пластинчатые рекуператоры. Для этого должен быть хорошо усвоен принцип работы и изучена схема прибора. Первым делом необходимо решить вопрос материала теплообменных пластинок, тем более что единого варианта для пластин, наполняющих теплообменную кассету, нет. Поэтому материал можно использовать любой:
- алюминиевый лист;
- кровельная оцинковка;
- листовой текстолит;
- гетинакс и другие виды пластика.
Процесс обмена энергией никак не зависит от материала пластин. Гораздо большее влияние на работу теплообменника оказывает плотность набора пластин в кассете и количество используемых кассет. Чем большего КПД вам хочется достичь, тем больше кассет вам придется использовать в своем теплообменнике. Теоретически можно обойтись одним блоком пластинок, но большого размера.
Принцип работы рекуператора
Учитывая неизбежность образования на пластинах конденсата, рекуператор следует обеспечить системой удаления его из устройства. Для изготовления кассеты понадобится уголок для каркаса и материал для прокладывания пространства между пластинами. Для корпуса подойдет лист металла или толстая фанера.
Еще понадобится:
- минеральная вата;
- герметик;
- крепления.
Пластинки следует собирать в пачки, стараясь сохранять края неповрежденными. В блоке их следует собрать не менее 70 штук. Края каждой пластины следует оклеить рейками или пробкой. Элементы склеиваются особым образом, крест-накрест. Такая конструкция обеспечит получение кассеты с чередующимися под прямым углом воздушными каналами. Кассета скрепляется силиконовым герметиком. Входящий воздух следует отфильтровать. Внутреннюю поверхность корпуса нужно оклеить минеральной ватой, слоем не меньше 4 см.
Кассету, являющуюся теплообменником, вставляют в специальные направляющие в корпусе, что делает ее легкодоступной для обслуживания. Для образования потока воздуха используют вентиляторы с регулируемой скоростью вращения. Самодельный рекуператор готов. Эффективность его работы будет зависеть исключительно от качества сборки аппарата.
Рекуператор – это универсальное устройство, которое необходимо для регулирования одновременно двух воздушных потоков. Например, зимой при помощи него можно проветрить помещение, сохранив в нем тепло. В летнее же время, он будет препятствовать проникновению горячего воздуха внутрь.
Принцип работы
Рекуператор используют с целью освежить помещение, при этом, не потеряв тепло и экономя на отопительных приборах. Принцип работы заключается в следующем:
- При включении устройства осуществляется обработка теплого воздуха, преобладающего в помещении;
- Далее он подается в керамический регенератор , автоматически нагревая оборудование;
- Как только это произошло, срабатывает второй цикл работы. Уличный холодный воздух также подается в регенератор. Далее он нагревается до комнатной температуры;
- Свежий, при этом теплый воздух , попадает в комнату.
Рекуператор может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. В него встроено программное устройство, которое самостоятельно определяет, когда необходимо включать его в работу.
Виды рекуператоров
Всего существует несколько видов устройства с различным уровнем эффективности:
- На сегодняшний день он является одним из самых распространенных в России. В основном его применяют в квартирах и частных домах. Основное его достоинство заключается в том, что можно встроить в любой участок воздуховода, он не требуется сложного обслуживания, все воздушные потоки направляются в одну сторону и не смещаются. Такой рекуператор отличается и схемой строения. В качестве основного узла выступает кассета с двумя функционирующими каналами. Между ними располагается небольшой стальной лист, именно он выполняет роль фильтра в устройстве;
- Роторный рекуператор применяется менее часто. Как правило, его можно увидеть на производстве и в промышленных предприятиях. Основным компонентом устройства такого плана является цилиндр, созданный из слоев гофрированной бумаги. Рекуператор разделен на несколько отсеков, разделенных между собой пластиной. Во время работы оборудование вращается и происходит теплообмен. Он является эффективным, качественным и быстродействующим. Единственный недостаток – это габаритный размер;
- Водяной рекуператор применяется только для регулирования потока воздуха на приточных вентиляциях. Теплые потоки обрабатываются в устройстве при помощи воды или антифризов. В устройстве сосредоточены два (вытяжной и приточный), которые могут работать на удаленном друг от друга расстоянии. Эффективность этого устройства значительно ниже, чем в предыдущих вариантах. Основным недостатком является необходимость дополнительной установки насоса;
- Крышный рекуператор устанавливается только на крышах зданий. Он не предназначен для использования в помещениях. Его широко используют в торговых комплексах, на предприятиях и производственных цехах.
Основное достоинство пластинчатого заключается в том, что можно встроить в любой участок воздуховода, он не требуется сложного обслуживания, все воздушные потоки направляются в одну сторону и не смещаются
Изготовление пластинчатого рекуператора
Схема пластинчатого рекуператора довольно проста. Подобное оборудование может самостоятельно изготовить даже не имеющий технических навыков человек.
Для этого потребуется следующее:
- Оцинкованная жесть – 1 лист, площадью приблизительно 4 квадратных метра;
- Силиконовый герметик;
- Ножницы по металлу или болгарка;
- Фанера или ДВП;
- Минеральная вата.
Когда все необходимое подготовлено, можно приступать к процедуре создания устройства. Она состоит из нескольких основных шагов:
Оборудование готово, теперь необходимо его разместить вблизи вентиляции. Также рекомендуется оснастить его дополнительно датчиком давления, в целях улучшения качества работы. Он устанавливается на уровне, где происходит теплообмен.
Чтобы узнать, правильно ли функционирует собранное устройство, следует при помощи небольшого расчета определить его мощность:
- Пусть за этот показатель будет взято некоторое число Р;
- Для его нахождения следует знать затраченную энергию – Q. Он будет равен произведению трех чисел: расход воздуха (кубический метр в час), разница между конечной и начальной температурой, постоянное число 0,335;
- Также потребуется знать температуру работы устройства –dT.
Таким образом, общую мощность можно определить по следующей формуле:
Рекуператор из поликарбоната
Подобное устройство можно сделать и из сотового карбоната, вместо оцинкованной жести. Для этого понадобится материал, толщиной около 4 мм. Такое устройство также будет эффективным, но он будет отличаться простотой сборки и минимальным затратам.
Изготовление трубчатого рекуператора
Создать трубчатый рекуператор намного сложнее. Но это задача может стать выполнимой, если правильно следовать инструкции.
Для этого понадобится:
- Труба, толщиной 160 мм. Например, подойдет кусок цилиндрический канализации;
- Разветвители-переходники (100мм);
- Гофра алюминиевая (100 мм).
Процесс создания рекуператора состоит из нескольких шагов:
- Требуется подготовить трубу , предварительно её отполировав;
- Далее, необходимо максимально растянуть гофро-бумагу и заполнить ей трубу таким образом, чтобы она была в форме спирали;
- Теперь, следует загерматизировать отверстия гофрой с открытых концов;
- Последний этап процесса сборки – это установка переходников и проведение через них воздуховодов.
Гофро-бумага в этой конструкции выполняет роль «хранителя тепла».
Изготовление роторного рекуператора
Прежде чем приступить к процессу создания рекуператора, необходимо рассчитать мощность его работы. Это позволит определить срок окупаемости и общую производительность.
По формуле:
С – это удельная теплоемкость,
М – масса нагреваемого воздуха,
dT – разница температур.
Роторный рекуператор сделать своими руками достаточно сложно. За такую задачу, как правило, берутся только люди с техническим образованием. Для работы понадобится:
Как только все необходимо подготовлено, можно приступить к выполнению работы. Как и любая другая процедура создания оборудования, она состоит из нескольких основных шагов:
- Следует подготовить металлическое основание. В качестве него может подойти труба от канализации. Желательно, использовать наиболее габаритный материал, тогда и само устройство будет работать в несколько раз эффективнее. Его необходимо предварительно отполировать подручными средствами и привести к подобающей форме. Рекомендуется, также предварительно отрезать все лишнее при помощи болгарки;
- Далее следует подготовить гофрированную сталь, разрезать её на несколько одинаковых частей. Размер их напрямую зависит от длины подготовленного ранее цилиндрического корпуса. Теперь необходимо заполнить этими листами внутреннее пространство слоями;
- Далее необходимо создать дополнительную изоляцию. Поможет это сделать небольшое количество минеральной ваты. Её рекомендуется равномерно распределить по внутренним стенкам;
- Остается последний шаг – замаскировать все внутренние и внешние швы герметическим раствором;
- Стоит заметить, что, скорее всего, роторный рекуператор будет размещен со стороны улицы. Влияние внешних факторов может привести к появлению коррозии и других негативных эффектов. Чтобы этого не произошло, требуется периодически наносить на устройство лаковое покрытие.
Рекуператор практически готов, теперь осталось сделать несколько отверстий для того, чтобы провести через них воздуховод. За счет цилиндрического корпуса будет работать оборудование. Оно будет совершать постоянное вращательное движение. За счет этого в устройство будет периодически поступать то теплый, то холодный воздух, соответственно нагревая и охлаждая все оборудование в целом.
Чтобы устройство работало как можно эффективнее, следует обратить внимание на несколько советов, созданных теме, чья жизнь напрямую связана со сборкой рекуператоров:
Комфортное загородное жильё невозможно себе представить без хорошей вентиляционной системы, поскольку именно она являются залогом здорового микроклимата. Тем не менее, многие с осторожностью и даже настороженностью относятся к вопросу реализации такой установки, опасаясь огромных счетов за электроэнергию. Если определенные сомнения «поселились» и в вашей голове, рекомендуем взглянуть на рекуператор для частного дома.
Речь идёт о небольшом агрегате, совмещаемом с приточно-вытяжной вентиляцией и исключающим перерасход электрической энергии в зимний период, когда воздуху требуется дополнительный подогрев. Существует несколько способ сокращения нежелательных расходов. Самый эффективный и доступный – сделать рекуператор воздуха своими руками.
Что это за устройство такое и как оно работает? Об этом и пойдёт речь в сегодняшней статье.
Особенности и принцип работы
Итак, что такое рекуперация тепла? – Рекуперация это процесс теплообмена, при котором холодный воздух с улицы нагревается за счёт выходящего потока с квартиры. Благодаря такой схеме организации установка с рекуперацией тепла экономит тепло в доме. В квартире за короткий промежуток времени и с минимальными затратами электричества формируется комфортный микроклимат.
На видео ниже представлена система рекуперации воздуха.
Что такое рекуператор. Общее понятие для обывателя.
Экономическая целесообразность рекуперативного теплообменника зависит и от других факторов:
- цен на энергоносители;
- стоимости установки агрегата;
- затрат, связанных с обслуживанием устройства;
- продолжительности эксплуатации такой системы.
Обратите внимание ! Рекуператор воздуха для квартиры – важный, но не единственный элемент, необходимый для эффективной вентиляции в жилом пространстве. Вентиляция с рекуперацией тепла – комплексная система, функционирующая исключительно при условии профессиональной «связки».
Рекуператор для дома
С понижением температуры окружающей среды эффективность агрегата падает. Как бы то ни было, а рекуператор для дома в этот период жизненно необходимо, поскольку существенная температурная разница «нагружает» систему отопления. Если за окном 0°C, то в жилое пространство подается воздушный поток, прогретый до +16°C. Бытовой рекуператор для квартиры с этой задачей справляется без каких-либо проблем.
Формула для подсчёта эффективности
Современные рекуператоры воздуха отличаются не только КПД, нюансами использования, но и конструкционно. Рассмотрим самые популярные решения и их особенности.
Основные типы конструкций
Специалисты акцентируют внимание на том, что тепла бывают нескольких типов:
- пластинчатыми;
- с отдельными теплоносителями;
- роторные;
- трубчатые.
Пластинчатый тип – включает в себя конструкцию на основе алюминиевых листов. Такая установка рекуператора считается самой сбалансированной с точки зрения стоимости материалов и значения теплопроводности (КПД варьируется от 40 до 70%). Агрегат отличается простотой исполнения, ценовой доступностью, отсутствием подвижных элементов. Для установки не требуется специализированной подготовки. Монтаж без каких-либо сложностей выполняется дома, своими руками.
Пластинчатый тип
Роторные – достаточно популярные среди потребителей решения. В их конструкции предусмотрен вал вращения, питающийся от электросети, а также 2 канала под воздухообмен с противотоками. Как работает такой механизм? – Один из участков ротора прогревается воздухом, после чего он поворачивается и тепло перенаправляется к холодным массам, сосредоточенным в соседнем канале.
Роторный тип
Несмотря на высокий КПД, установки имеют и ряд весомых недостатков:
- внушительные массогабаритные показатели;
- требовательность к регулярному техническому обслуживанию, ремонту;
- проблематично воспроизвести рекуператор своими руками, восстановить его работоспособность;
- смешивание воздушных масс;
- зависимость от электрической энергии.
О видах рекуператоров можете посмотреть видео ниже (начиная с 8-30 минуты)
Рекуператор: зачем он, их виды и мой выбор
Обратите внимание ! Вентиляционная установка с трубчатыми устройствами, а также отдельными теплоносителями практически не воспроизводится в домашних условиях, даже если под рукой есть все необходимые чертежи и схемы.
Устройство для воздухообмена своими руками
Самой простой с точки зрения реализации и последующего оборудования считается система рекуперации тепла пластинчатого типа. Эта модель может похвастаться как очевидными «плюсами», так и досадными «минусами». Если говорить о достоинствах решения, то даже самодельный рекуператор воздуха для дома может обеспечить:
- приличный КПД;
- отсутствие «привязки» к электросети;
- конструкционная надёжность и простота;
- доступность функциональных элементов и материалов;
- продолжительность эксплуатации.
Но перед тем как начать создавать рекуператор своими руками, следует уточнить и минусы данной модели. Главный из недостатков – образование оледенений при сильных морозах. На улице уровень влаги меньше, нежели в воздухе, который присутствует в комнате. Если не воздействовать на нее каким-либо образом она превращается в конденсат. При морозах высокий уровень влажности способствует формирования наледи.
На фото изображено как происходит воздухообмен
Существует несколько способов защиты устройства рекуператора от обмерзания. Это небольшие по размерам решения, отличающиеся эффективностью и способом реализации:
- термическое воздействие на конструкцию за счёт чего наледь не задерживается внутри системы (КПД падает в среднем на 20%);
- механический отвод воздушных масс от пластин, благодаря чему осуществляется принудительный отогрев льда;
- дополнение системы вентиляции с рекуператором целлюлозными кассетами, поглощающими избыточную влагу. Они перенаправляются в жильё, при этом не только устраняется конденсат, но и достигается эффект увлажнителя.
Предлагаем посмотреть видео - Рекуператор воздуха для дома своими руками .
Рекуператор - своими руками
Рекуператор - своими руками 2
Специалисты сходятся во мнении – целлюлозные кассеты на сегодняшний день являются оптимальным решением. Они функционируют вне зависимости от погоды за окном, при этом установки не потребляют электричества, им не требуется канализационного отвода, сборника под конденсат.
Материалы и компоненты
Какие решения и изделия следует подготовить, если необходимо собрать домашний агрегат пластинчатого типа? Специалисты настоятельно рекомендуют обратить первостепенное внимание на следующие материалы:
- 1. Алюминиевые листы (вполне подойдет текстолит и сотовый поликарбонат). Обратите внимание на то, что чем тоньше будет этот материал, тем эффективнее осуществится теплообмен. Приточная вентиляция в таком случае работает лучше.
- 2. Деревянные рейки (шириной порядка 10 мм и толщиной до 2 мм). Помещаются между соседними пластинками.
- 3. Минеральная вата (толщиной до 40 мм).
- 4. Металл или фанера для подготовки корпуса аппарата.
- 5. Клей.
- 6. Герметик.
- 7. Метизы.
- 8. Уголок.
- 9. 4 фланца (под сечение трубы).
- 10. Вентилятор.
Обратите внимание ! Диагональ корпуса рекуперативного теплообменника соответствует его ширине. Что касается высоты, то она корректируется под количество пластин и их толщину в связке с рейками.
Чертежи устройства
Металлические листы используются для нарезки квадратов, размеры каждой стороны могут варьироваться от 200 до 300 мм. В этом случае необходимо подбирать оптимальное значение, учитывая то, какая система вентиляции установлена в вашем доме. Листов должно быть не менее 70. Чтобы они получались ровнее, рекомендуем одновременно работать с 2-3 шт.
Схема пластичного устройства
Чтобы рекуперация энергии в системе осуществлялась полноценно, необходимо подготовить и деревянные рейки в соответствии с выбранными размерами стороны квадрата (от 200 до 300 мм). Затем их необходимо аккуратно обработать олифой. Каждый деревянный элемент приклеивается на 2-е стороны металлического квадрата. Один из квадратов необходимо оставить не оклеенным.
Чтобы рекуперация, а вместе с ней и вентиляция воздуха, проходили эффективнее, каждую верхнюю грань реек тщательно промазывают клеевым составом. Отдельные элементы собираются в квадратный «сэндвич». Очень важно! 2-й, 3-й и все последующие квадратные изделия следует поворачивать на 90° по отношению к предыдущему. В такой способ реализовывается чередование каналов, их перпендикулярное положение.
На клей фиксируется верхний квадрат, на котором рейки отсутствуют. Используя уголки, конструкцию аккуратно стягивают и крепят. Чтобы рекуперация тепла в системах вентиляции осуществлялась без потерь воздуха, щели заполняют герметиком. Формируются фланцевые крепления.
Вентиляционные решения (изготовленный агрегат) помещаются в корпус. Предварительно на стенах устройства необходимо подготовить несколько уголковых направляющих. Теплообменник располагают таким образом, чтобы его углы упирали в боковые стенки, при этом вся конструкция визуально напоминает ромб.
На фото самодельный вариант устройства
Остаточные продукты в виде конденсата остаются в нижней его части. Главная задача заключается в получении 2-х вытяжных каналов, изолированных друг от друга. Внутри конструкции из пластинчатых элементом осуществляется смешивание воздушных масс, и только там. Внизу проделывают небольшое отверстие для отвода конденсата через шланг. В конструкции проделывают 4 отверстия под фланцы.
Формула для расчёта мощности
Пример ! Для подогрева воздуха в комнате до 21 °С , для которой требуется 60 м3 воздуха в час: Q = 0.335х60х21 = 422 Вт.
Чтобы определить КПД агрегата достаточно определить температуры в 3-х ключевых точках его входа в систему:
Расчет окупаемости рекуператора
Теперь вам известно, что такое рекуператор и насколько он необходим современным вентиляционным системам. Данные устройства все чаще устанавливаются в загородных коттеджах, объектах социальной инфраструктуры. Рекуператоры для частного дома являются довольно востребованным товаром в наше время. При определенном уровне желания рекуператор можно собрать своими руками из подручных средств, как говорилось выше в нашей статье.
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.
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:
- Движение теплого воздуха идет по квадратным трубам.
- Струи холодного воздуха движутся в перпендикулярном направлении.
- 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.
Недостатки:
- 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;
Отрицательные стороны:
- 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.
Процесс изготовления:
- 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.
- К противоположным сторонам квадратов приклеивается рейка, которая по длине равна стороне. Свободным остается только последняя заготовка.
- Все пластины соединяются в кассету. Свободная заготовка является последней в конструкции.
- При помощи уголка формируется вокруг кассеты каркас.
- При помощи силиконового герметика обрабатываются все швы.
- Корпус оснащается для фиксации фланцев специальным креплением. В нижней части изготавливается отверстие. Здесь располагается трубка для отвода конденсата.
- Чтобы кассета легко изымалась для проведения ремонта, в корпусе из уголков изготавливаются направляющие.
- В качестве изоляционного материала используется минеральная вата. Ею утепляется внутренняя часть стенок. Толщина слоя составляет 40 мм.
- В месте прохождения теплого воздуха устанавливается датчик давления.
- 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.
Чистый и свежий воздух в помещении является залогом хорошего самочувствия, здоровья и крепкого сна. Чтобы обеспечить поступление свежего воздуха необязательно проветривать частный дом или квартиру привычным способом. Для этого есть специальные устройства, которые работают 24 часа в сутки, и обеспечивают непрерывное вентилирование помещения - рекуператоры
Принцип работы
Принцип работы устройства для рекуперации воздуха
Рекуператор - это техническое устройство, в котором происходит теплообмен между потоками воздуха, выходящими и входящими в помещение по системе приточной, принудительно или вытяжной вентиляции. При этом потоки воздуха не смешиваются.
В зимнее время тёплый поток воздуха, выходящий из помещения, при прохождении через конструкцию рекуператора нагревает рабочие элементы . Холодный поток воздуха, входящий в систему вентиляции, проходя через рекуператор, нагревается за счёт теплообмена с рабочими элементами.
Когда температура снаружи помещения выше, чем в помещении, то происходит обратный процесс. Тёплый воздушный поток охлаждается в рекуператоре благодаря рабочим элементам , через которые прошёл прохладный отработанный воздух.
При сравнении с обычной системой вентилирования наличие рекуператора позволяет сохранить до 2/3 тепловой эне ргии . Это уменьшает потребление энергии на 30–40%, что позволяет снизить расходы на оплату центрального отопления, обогревательного оборудования и системы кондиционирования.
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.
Устройство дял рекуперации воздуха с рабочими элементами в виде пластин
- 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.
Рекуператор с конструкцией из стальных трубок
- 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 рекуператор для вентиляции в общественных местах
- 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.
Видео: что такое рекуперация воздуха
Как выбрать для частного жилья
Пластинчатый рекуператор идеально подходит для использования в частных и загородных домах
КПД устройства напрямую влияет на объем сохраняемой тепловой энергии, срок службы и надёжность рекуператора . Конструкции с ротором наиболее эффективны, но в их работе участвует множество движущихся элементов и требуется электроэнергия. Пластинчатые и трубчатые рекуператоры имеют меньший КПД, но они бесшумны и для их функционирования не требуется электропитание.
Выбор рекуператора для частного жилья в первую очередь до лжен основываться на требованиях владельца и учитывать, какая система вентиляции присутствует в доме. Для жилого дома оптимально устройство приточно-вытяжной вентиляции с роторным рекуператором .
Эта система будет обладать достаточной мощностью, способной не только осуществлять теплообмен между воздушными потоками, но и регулировать уровень влажность подаваемого воздуха, за счёт регуляции оборотов устройства.
Проветриватель с рекуперацией для квартиры
Если площадь дома небольшая, то вместо роторного рекуператора можно установить устройство с металлическими пластинами . Это сделает систему не только более надёжной, но и позволит сохранить автономность приточной вентиляции.
Для типовых квартир одно из важнейших требований при выборе рекуператора - это его габариты. В большинстве квартир система вентиляции представлена только общедомовой вытяжкой, а поступление свежего воздуха происходит за счёт обычного проветривания.
Для квартир оптимальным выбором будет установка приточно-вытяжных клапанов или установок с рекуперацией воздуха. Это компактные устройства, которые монтируются в стену. Управляющий блок снабжается дистанционным управлением, что позволяет выставить оптимальные параметры вентилирования и нагрева воздуха.
Расчёт мощности системы
Проветриватель для больших помещений повышенной мощности
Габариты и мощность рекуператора влияют на производительность устройства . Чем больше площадь вентилируемого помещения, тем более мощный рекуператор потребуется . Поэтому прежде чем приобретать устройство следует провести расчёт мощности рекуператора .
Для этого используется формула: Q = 0,335 x L x (T 1 – T 2), где:
- Q (Вт) – мощность устройства;
- L (м 3 /ч) – объём воздуха, необходимый для нормальной жизнедеятельности человека. Согласно норме для одного человека требуется 60 м 3 /ч;
- Т 1 (о С) – температура воздуха после рекуперации;
- Т 2 (о С)– температура воздуха до рекуперации.
Например, рассчитаем мощность рекуператора для квартиры , где проживает 3 человека. Температура воздуха, транспортируемого в помещения, должна равняется не менее 20 о С, а с улицы поступает воздух температурой -10 о С. Q = 0,335 x 180 x 32 = 1929,6 Вт.
При проведении расчёта следует брать минимально возможную температуру (в среднем за 5 лет), которая наблюдалась в регионе, где планируется установка рекуператора . Если устройство не планируется использовать как основной источник обогрева помещения, то показатели температуры подбираются индивидуально.
Изготовление пластинчатого рекуператора воздуха для до ма своими руками
Изготовление пластинчатого рекуператора своими руками
Рекуператор воздуха - это дорогое оборудование, рассчитанное на длительный срок использования. Срок окупаемости может варьироваться от 3–8 лет, в зависимости от начальной стоимости агрегата. При возможности устройство для рекуперации воздуха можно изготовить самостоятельно. Для этого лучше всего подойдёт конструкция на основе металлических пластин.
Плюсы и минусы
К преимуществам пластинчатого рекуператора можно отнести:
- простая и надёжная конструкция, не требующая замены рабочих элементов в ходе эксплуатации;
- простая технология монтажа без применения специализированного инструмента;
- КПД до 80% в зависимости от параметров воздуха;
- минимальные затраты энергопотребления для работы приточного и вытяжного вентилятора;
- высокий срок службы за счёт отсутствия движущихся частей и износа деталей;
- возможность модернизации путём добавления большего количества пластин.
- при отсутствии электроэнергии воздух транспортируется по системе вентиляции за счёт естественной тяги.
Главным недостатком пластинчатого рекуператора является образование конденсата на рабочих элементах. При низкой температуре воздуха влага замерзает, что приводит к падению пропускной способности вентиляции. Для решения проблемы применяются специальные устройства, которые прогревают конструкцию рекуператора .
Необходимые материалы
Материал для сборки пластинчатого теплообменника
Для изготовления пластинчатого рекуператора потребуется следующий материал:
- оцинкованный металл толщиной 0,7–1,5 мм, текстолит, полипропилен или поликарбонат общей площадью 7–8 м 2 ;
- тонкие деревянные рейки, пробковая подложка или оргстекло толщиной 2–3 мм;
- нержавеющий металл, пластик, фанера или древесно-стружечная плита;
- пластиковый или металлический фланец для воздуховода в количестве 4 шт.;
- стальной уголок 20×20 мм;
- силиконовый герметик;
- оцинкованные саморезы.
Для равномерной циркуляции воздуха потребуется приобрести 2 вентилятора нужной мощности. В качестве фильтров можно использовать специальные бумажные изделия для вентиляции, которые требуют замены раз в 3–4 месяца.
Технология изготовления
Проклейка изоляционной прокладки на металлическую пластинку
Перед изготовлением рекуператора потребуется подготовить электролобзик, ножовку по металлу, шуруповёрт, молоток, строительный нож, перчатки и защитные очки. Технология изготовления пластинчатого рекуператора состоит из следующего:
- Листовой металл нарезается с помощью ножовки по металлу на пластины размером 20×30, 30×30 или 30×40 см. Размер пластин зависит от габаритов и расчётной мощности рекуператора . Желательно, чтобы общая площадь подготовленных пластин была не менее 3–4 м 2 .
- Из тонкой деревянной рейки или пробковой подложки нарезаются прокладки шириной 1–1,5 см. Длина равна длине пластины. Далее, из фанеры или ДСП выпиливается 2 полотна такого же размера, как и пластины.
- На каждую металлическую пластину приклеивается три прокладки - одна по центру и две по противоположным сторонам. После приклейки все пластины собираются в стопку. Для этого каждая полоса промазывается универсальным клеем, после чего панели укладываются друг на друга.
- При укладке каждая последующая панель поворачивается на 90 о. Полученная стопка панелей аккуратно прижимается грузом. Для этого сверху укладывается прокладка из дерева, на которую можно положить груз весом 5–7 кг.
- Стальной уголок подгоняется по высоте стопки с панелями. Всего потребуется 4 заготовки, которые прикручиваются по углам стопки. Для крепления используются оцинкованные саморезы.
Установка теплообменника в корпус из дерева или металла
- Приступают к сборке корпуса из фанеры, ДСП, пластика или металла. Высота и длина корпуса будет равна диагонали пластинчатого элемента, а ширина - высоте стопки с пластинами. После раскройки выполняется сборка корпуса с помощью шуруповёрта и саморезом.
- После сборки корпуса на его боковые стенки наносится разметка под монтаж фланцев. Диаметр отверстия должен быть равен сечению воздуховода. Для пропила используется электролобзик. В завершение в отверстия устанавливаются фланцы.
- Внутри корпуса монтируются направляющие под теплообменный короб. Направляющие можно изготовить из уголка. Для фиксации направляющей к коробу используются саморезы и силиконовый герметик. После производится сборка рекуператора . Теплообменный блок помещается в корпус.
Если в корпусе предусмотрено место, то на входе воздушных потоков закрепляются бумажные или тряпичные фильтры и вентиляторы. После сборки рекуператора можно переходить к монтажу в существующую систему вентиляции .
Как самостоятельно сделать трубчатый коаксиальный рекуператор
Трубчатый рекуператор из пластиковой трубы и алюминиевый трубок
По принципу работы трубчатый рекуператор аналогичен пластинчатому типу. Как и в предыдущем случае, при умении работать с электроинструментом системы можно собрать своими руками.
Преимущества и недостатки конструкции
К достоинствам устройства для рекуперации воздуха на основе трубок можно отнести:
- простая конструкция без использования движущихся деталей;
- простой монтаж и быстрое обслуживание в ходе эксплуатации;
- КПД рекуператора до 65–70% в зависимости от условий;
- небольшие размеры и низкий уровень шума.
К существенным недостаткам, как и у пластинчатого рекуператора , следует отне сти риск обмерзания в зимний период. Вследствие чего нарушается естественный уровень тяги, и свежий воздух плохо поступает в помещение. Для предотвращения этого в системе должен быть установлен электрический или водяной калорифер.
Материалы для изготовления устройства
Для сборки трубчатого рекуператора потребуется:
- алюминиевые или стальные полые трубки диаметром 3–5 мм;
- пластиковый канал для вентиляции;
- пластиковый соединитель для воздуховода;
- оцинкованный металл или пластик размером 50×50 см;
- силиконовый герметик.
Сечение воздуховода и соединителей выбирается индивидуально. Оптимально, если сечение будет равно диаметру воздуховода в системе вентиляции. При необходимости возможна установка вентиляторов на приток и отвод воздуха.
Процесс изготовления
Алюминиевые трубки и заготовки для изготолвения теплообменника
Для изготовления рекуператора потребуется электрическая дрель, ножовка по металлу, штангенциркуль, рулетка и карандаш. Последовательность действий при изготовлении трубчатого рекуператора следующая:
- Производится подгонка пластикового канала по длине. При этом учитывается, что длина рабочих элементов будет на 15–20 см короче, чем длина самого корпуса. На конец трубы надевается пластиковый соединитель.
- Измеряется внутреннее сечение пластикового канала при помощи штангенциркуля. Далее, из пластика или металла выпиливаются две заготовки с учётом измеренного сечения. В заготовке просверливаются отверстия сечением равным внешнему диаметру металлической трубки.
- Согласно длине корпуса выполняется подрезка стальных трубок. Количество трубок равно количеству отверстий в заготовке. Для сборки потребуется надставить трубу между двух заготовок. Зазор между отверстием и трубкой заполняется герметиком или эпоксидным клеем.
- После сборки трубчатого теплообменника конструкция помещается в пластиковый корпус. Стык между заготовкой и корпусом заделывается эпоксидным клеем. После высыхания конструкция готова к установке.
В качестве вентилятора лучше использовать изделия канального типа, которые одеваются на один из монтажных концов рекуператора . Для установки описанной выше конструкции достаточно использовать соединитель соответствующего сечения, герметик и обжимной хомут.
Видео: трубчатый рекуператор своими руками
Как узнать КПД системы рекуперации
При самостоятельном изготовлении рекуператора не всегда удаётся собрать устройство с максимальным показателем КПД. Тем более КПД рекуператора зависит от температуры и влажности воздуха снаружи помещения.
Для расчёта КПД рекуператора используется формула: H = (tр - tу) / (tд - tу), где:
- t р – температура воздуха после рекуперации;
- t у – температура воздуха до рекуперации;
- t д – температура отработанного воздуха, выходящего из помещения.
Итоговое значение следует умножить на 100%. Например, рассчитаем КПД устройства для конкретных условия. Температура воздуха снаружи - 5 о С, после рекуперации - 17 о С, в помещении - 24 о С. КПД = (17 – 5) / (24 – 5) = 0,63 * 100% = 63%.
Установка и подключение системы рекуперации
Для подсоединения рекуператора используется обжимной хомут, герметик и алюминиевая клейкая лента
Процесс установки рекуператора зависит от типа устройства. В большинстве случаев устройство монтируется по аналогии с другими составными элементами в системе. К примеру, чтобы установить пластинчатый рекуператор, технология изготовления которого была описана выше, потребуется :
- С помощью напарника конструкция поднимается под потолок. Выполняется разметка под отверстия для крепления стальных шпилек. Далее, просверливаются отверстия, забиваются пластиковые пробки и вкручиваются стальные шпильки нужной длины.
- Рекуператор снова поднимается под потолок и фиксируется на нужной высоте. Для этого между шпильками монтируется стальная пластина, которая будет удерживать рекуператор на весу .
- Для подсоединения устройства к системе воздуховодов потребуется обработать часть соединяемого фланца и обжимного хомута растворителем. После этого внутренняя часть хомута промазывается герметиком и фиксируется к фланцу. Аналогичным образом монтируют воздуховод к рекуператору . Места стыков проклеиваются алюминиевой клейкой лентой.
