Рекуператор для частного дома

Тепловые трубки

Прибор представляет собой герметично-запаянные трубки, с находящейся внутри жидкостью. Она закипает при температуре 0 градусов. Верхний конец подводится к падающему потоку, а нижний к выводимому. Попадание во внутрь теплого воздуха, способствует закипанию жидкости. Проходящий воздух нагревается, после поступления водяного пара в верхнюю часть. Процесс возобновляется после оседания конденсата. Установление такого теплообменника проводят под углом или вертикально.

Рекуператоры делают из разных материалов, от которых напрямую зависят свойства, качество и срок службы.

Алюминий. Фольга используется для разделения потоков воздуха. Бюджетность – главное преимущество. Периодические обмерзания – этот недостаток может заставить потенциального клиента отказаться от покупки такого оборудования. Оно нуждается в дополнительном обогреве, а это затраты на электрический ток.
Пластмасс. Пластиковые агрегаты аналогичны по своим свойствам с алюминиевыми, только КПД у них выше. Пластиковый материал надежнее и прочнее.
Целлюлоза. Отлично впитывает влагу. Увлажненный воздух поступает в помещения.
Бумажный. Такой теплообменник не замерзает и не нуждается в подогреве. Но не осуществляется циркуляция воздуха с водой.

Способы улучшения вентиляции

Для того чтобы оборудование работало комфортно, существуют некоторые варианты улучшения его функционирования. Эти меры, безусловно, повысят расход электроэнергии, но эффективность возрастет.

Чтобы очистить поступающий в рекуператор воздух от частиц пыли, его каналы можно оснастить особыми фильтрами, состоящими из алюминия, пластика или волокна. Но за этими элементами обязательно нужно следить и при необходимости выполнять их замену.

Избежать обмерзания конструкции можно, периодически отключая приточный вентилятор. Это приведет к тому, что пластины внутри механизма будут согреваться при помощи выходящего теплого воздуха и, как следствие, оттаивать.

Соблюдение всех вышеописанных рекомендаций позволит создать качественную и надежную модель рекуператора, а сам процесс изготовления не отнимет много времени и сил.

Оборудование для собственноручного изготовления пластичного рекуператора

Чтобы самостоятельно изготовить пластичный рекуператор для дома, требуется наличие следующих материалов:

4 м² кровельного железа, обработанного цинком, либо такое же количество листового алюминия, текстолита, меди, гетинакса;
техническая пробка, имеющая толщину 0,2 см, выполняющая функцию прокладки между пластинами рекуператора. Для этих целей также можно воспользоваться деревянной рейкой, пропитанной олифой;
обычный герметик на силиконовой основе;
жестяная, металлическая или фанерная коробка, предназначенная для корпуса прибора;
4 фланца из пластика, соответствующие параметрам воздуховодных труб;
датчик, отображающий перепады давления;
уголок для устройства стоек;
изоляционный материал (минеральная вата);
электрический лобзик;
метизы.

При наличии всего этого оборудования можно начинать изготавливать рекуператор своими руками.

Как выбрать?

При выборе качественного рекуператора для дома нужно оценивать несколько характеристик. Выбрать подходящую модель непросто, особенно людям, не знакомым с устройством вентиляции. Подробнее разберем наиболее важные особенности.

Тип конструкции

Принцип работы всех рекуператоров примерно одинаковый, но конструкция может существенно отличаться. Именно от нее зависит эффективность теплообмена и мощность устройства. Модели бывают:

Кожухотрубные. Имеют самое простое устройство, но большой вес. Они сложны в обслуживании и часто выпускаются в большом форм-факторе.
Спиральные. Внутри теплообменник представлен двумя каналами в форме спирали. При интенсивной эксплуатации придется часто менять комплектующие.
Роторные. Устанавливаются только в приточно-вытяжных системах вентиляции. Внутри имеется роторный теплообменник, обычно вращающегося типа. Это мощные модели с высокой стоимостью.
Пластинчатые. Теплообмен происходит за счет прохождения воздуха через стальные, графитовые или медные пластины. Благодаря простой конструкции они дешевые в обслуживании и уходе. Особенную популярность получили рекуператоры пластинчатого типа с ребрами.

При покупке обязательно нужно обращать внимание на предназначение устройства. Все рекуператоры можно условно разделить на промышленные и бытовые

В первом случае это большие установки, которые используют только на предприятиях. Бытовые рекуператоры отличаются небольшими габаритами, меньшей мощностью и ограниченным функционалом.

Материал

Непосредственно теплообменник – самая важная часть любого рекуператора. Он может быть изготовлен из следующих материалов:

Керамика. Отлично аккумулирует тепло, не подвергается коррозии и имеет большую площадь проводящего материала. При этом долго нагревается.
Медь и алюминий. Хорошо передает тепло и имеет низкую стоимость. Один из лучших вариантов бюджетных моделей.
Пластик. Главный плюс такого материала – низкая цена. Но еще нет никаких данных об эффективности пластика в рекуператорах.
Целлюлоза. Применяется только в бытовых компактных моделях. Функционирует только при плюсовой температуре.

Материал теплообменника всегда указан на упаковке и инструкции к конкретной модели

Обратите внимание, что чаще всего это расходный материал, поэтому цена комплектующих играет немаловажную роль при выборе прибора для дома

Дополнительные функции

Несмотря на простоту конструкции, многие производители оснащают рекуператоры дополнительными опциями

На что стоит обращать внимание:

количество уровней фильтрации воздуха;
принудительный подогрев притока;
регулировка скорости вентилятора;
возможность контроля датчиков;
работа в автоматическом режиме;
наличие бесшумного, или «ночного» режима.

Удобно, если рекуператором можно управлять с компьютера или мобильного устройства, планшета или смартфона. Это позволяет контролировать уровень шума, скорость теплообмена и качество воздуха.

Кроме того, при выборе обращайте внимание на особенности крепления. В зависимости от конструкции рекуператоры можно устанавливать на пол, стену, крышу или потолок

Каждый вариант имеет свои плюсы и минусы, при выборе руководствуйтесь удобством и возможностями интерьера.

Изготовление пластинчатого рекуператора воздуха для дома 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 м2;
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 м2.
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 90о. 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.
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.

Обзор самых популярных рекуператоров

Подходить к выбору устройства приточно-вытяжной вентиляции нужно серьезно. Для маленькой квартиры нужно брать рекуператор небольших габаритов, низкой потребляемой мощности и с минимальным уровнем издаваемого шума. В складских помещениях чаще используются крышные устройства, которые потребляют много электроэнергии, и могут быть очень шумными, но обладают большой вытягиваемой силой.

Рекуператор ПРАНА

Недорогим и эффективным методом вывести из квартиры отработанный воздух, и наполнить ее свежим является установка рекуператора Прана. Производитель использовал систему медных теплообменников, которые быстро прогревается, и передают тепло в холодные потоки воздушных масс. В рабочем модуле нет фильтров, поскольку материал теплообменника обладает обеззараживающими свойствами. Воздуховоды короткие и прямоточные, поэтому удается полностью сохранить ионный состав воздушной массы.

Состав монтажного комплекта рекуператора ПРАНА

Потребляемая мощность рекуператоров Прана составляет не больше 30 Вт/час. Диаметр устройств составляет от 15 см, поэтому их можно без проблем вмонтировать в стену даже самых маленьких квартир. Для управления используется дистанционный пульт.

Главные преимущества рекуператоров Прана:

лучшее соотношение цена-качество;
высокая производительность;
экономичность;
простота монтажа и эксплуатации;
компактность.

Ассортимент Прана представлен большим количеством моделей, которые разнятся по цене, функциональности и техническим характеристикам.

Рекуператор MARLEY

Немецкая техника всегда славится высоким качеством. Рекуператоры Marley от немецкого концерна — не являются исключением. Продукция компании знаменита малой потребляемой мощностью от 3.5 до 8 Ватт. При этом КПД устройств может быть до 85%. Аккумулятор для сбережения тепла керамический. Мощность рекуператоров регулируется по 3 ступеням: 15, 25 и 440 м3/ч. Уровень шума оборудования минимальный, поскольку вентилятор расположен с внешней стороны и оснащен системой подшипников.

Рекуператор MARLEY очень экономичный в использовании электронергии

Для монтажа в стене необходимо проделать отверстие диаметром 18 см. Благодаря простоте монтажа рекуператор удобен в сервисе. Управление проводится с помощью дистанционного пульта.

Конденсат из влажного вытяжного потока воздуха образуется непосредственно в корпусе, и выходит с прогретым уличным воздухом в случае изменения направления подачи. Такая технология помогает избежать чрезмерно сухого воздуха в квартире.

Рекомендация: Для получения максимального эффекта, можно установить два, синхронно работающих, устройства Marley в одной комнате. Один рекуператор отводит воздух из помещения, другой обеспечивает приток воздуха с улицы, меняя направление каждые 70 сек.

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.

Этапы работ:

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.
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.
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.
После соединения всех пластин с помощью уголка стягиваем конструкцию каркасом.
Все щели тщательно заделываем герметиком.
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.
Для того чтобы кассету можно было извлекать из корпуса, внутри него нужно установить направляющие из уголка.
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.

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.

https://www.youtube.com/embed

Основные технические параметры

Зная требуемую производительность системы вентиляции и КПД теплообмена рекуператора легко рассчитать экономию на обогреве воздуха для помещения при конкретных климатических условиях. Сравнив потенциальную выгоду с затратами на покупку и обслуживание системы можно обоснованно сделать выбор в пользу рекуператора или стандартного калорифера.

Часто производители оборудования предлагают модельную линейку, в которой вентиляционные блоки с похожим функционалом отличаются объемом воздухообмена. Для жилых помещений этот параметр необходимо рассчитывать согласно таблице 9.1. СП 54.13330.2016

Коэффициент полезного действия

Под коэффициентом полезного действия рекуператора понимают эффективность теплопередачи, которую рассчитывают по следующей формуле:

K = (Т_п – Т_н) / (Т_в — Т_н)

В которой:

Т_п – температура поступающего воздуха внутрь помещения;
Т_н – температура наружного воздуха;
Т_в – температура воздуха в помещении.

Максимальное значение КПД при штатной скорости потока воздуха и определенном температурном режиме указывают в технической документации устройства. Его реальный показатель будет немного меньше. В случае самостоятельного изготовления пластинчатого или трубчатого рекуператора для достижения максимальной эффективности теплопередачи необходимо придерживаться следующих правил:

Наилучший теплообмен обеспечивают противоточные устройства, затем перекрестноточные, а наименьшую – с однонаправленным движением обоих потоков.
Интенсивность теплообмена зависит от материала и толщины стенок, разделяющих потоки, а также от длительности нахождения воздуха внутри устройства.

Зная КПД рекуператора можно рассчитать его энергоэффективность при различных температурах наружного и внутреннего воздуха:

Е (Вт) = 0,36 х Р х К х (Т_в – Т_н)

где Р (м3/час) – расход воздуха.

Расчет эффективности рекуператора в денежном эквиваленте и сравнение с затратами на его приобретение и монтаж для двухэтажного коттеджа общей площадью 270 м2 показывает целесообразность установки такой системы

Стоимость рекуператоров с высоким КПД достаточно велика, они имеют сложную конструкцию и значительные размеры. Иногда можно обойти эти проблемы установкой нескольких более простых устройств таким образом, чтобы поступающий воздух последовательно проходил через них.

Производительность вентиляционной системы

Объем пропускаемого воздуха определяется статическим давлением, которое зависит от мощности вентилятора и основных узлов, создающих аэродинамическое сопротивление. Как правило, точный его расчет невозможен ввиду сложности математической модели, поэтому для типовых моноблочных конструкций проводят экспериментальные исследования, а для индивидуальных устройств осуществляют подбор компонентов.

Мощность вентилятора необходимо выбирать с учетом пропускной способности устанавливаемых рекуператоров любых типов, которая в технической документации указана как рекомендуемая скорость потока или объем пропускаемого устройством воздуха за единицу времени. Как правило, допустимая скорость воздуха внутри устройства не превышает значения 2 м/с.

В противном случае на высоких скоростях в узких элементах рекуператора происходит резкий рост аэродинамического сопротивления. Это приводит к лишним затратам электроэнергии, неэффективном прогреве наружного воздуха и сокращения срока службы вентиляторов.

График зависимости потери давления от скорости потока воздуха для нескольких моделей рекуператоров высокой производительности показывает нелинейный рост сопротивления, поэтому необходимо придерживаться требований по рекомендуемому объему воздухообмена указываемых в технической документации устройства

Изменение направления потока воздуха создает дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому при моделировании геометрии воздуховода внутри помещения желательно минимизировать количество поворотов труб на величину 90 градусов. Диффузоры для рассеивания воздуха также увеличивают сопротивление, поэтому желательно не использовать элементы со сложным рисунком.

Загрязненные фильтры и решетки создают значительные помехи движению потока, поэтому их необходимо периодически прочищать или менять. Одним из эффективных способов оценки засоренности является установка датчиков, отслеживающих перепад давления на участках до фильтра и после него.

Приточно-вытяжная установка с рекуператором ↑

Рассмотрим способы обустройства системы вентиляции в гараже. Вентиляция в гараже может быть естественная, комбинированная и механическая.

Работа агрегатов механической системы согласована, самым дорогим модулем является устройство обеспечивающее поступление свежего воздуха. В конструкции такого устройства обязателен вентилятор, фильтры, калорифер. Рекуператор привносит в конструкцию дополнительные возможности, рассмотренные нами выше.

Функции, работа, задачи ↑

Эффективный теплообмен.
Удаление конденсата.
Высокая производительность.
Бесшумность

Оптимальная температура для содержания автомобиля в холодное время года +5 градусов, а использование подобной приточно-вытяжной установки с рекуператором часто заменяет использование отопительной системы.

Принципы работы рекуператора

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

Пластинчатый рекуператор

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

Основными особенностями пластинчатого рекуператора выступают:

низкая цена;
элементарность конструкции;
компактность;
простота в обслуживании;
простота в чистке (в случае, если кассета разбирается)
доступность материалов для изготовления;
отсутствие механизмов.

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

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

Роторный рекуператор

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

Тепловой утилизатор с промежуточным теплоносителем

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

Что такое рекуператоры?

«Recuperatio» — слово, означающее «получение обратно» чего-либо. В нашем случае это воздух. Задача рекуператоров — возвращение в помещение части тепла благодаря передаче его от исходящего нагретого потока холодному входящему. Это оборудование входит в состав приточно-вытяжной системы, оно помогает минимизировать потери на «обогрев улицы».

Существует два больших класса рекуператоров — роторные и пластинчатые. Они имеют свои достоинства, но и некоторые недостатки им все же свойственны. Целесообразность применения того или иного агрегата в большей степени определяют характеристики помещения, однако более популярны именно пластинчатые модели. На них лучше остановиться поподробнее.

Пластинчатое устройство — кассета (блок, теплообменник), в которой находится множество тонких перегородок — гладких или гофрированных листов, их изготавливают из различных материалов. Теплый воздух, двигаясь по пластинчатому обменнику, отдает ему тепло. За его счет нагреваются холодные массы, поступающие с улицы. Результат — частичный нагрев воздуха, а значит, экономия энергии обогревателей.

Делают кассеты приборов из алюминиевой фольги, оцинкованной стали, пластика либо бумаги, прошедшей специальную обработку. Зазоры между пластинами составляют 2-4 мм. Рекуператоры различаются не только материалами перегородок теплообменника. Модели имеют разное направление потоков воздуха:

в более распространенном типе оборудования — перекрестноточном — исходящие и приточные потоки идут перпендикулярно относительно друг друга, КПД достигает 65%;
в противоточных рекуператорах — в направлениях противоположных, так как несоприкасающиеся потоки должны обеспечивать идеальный теплообмен.

Благодаря такому принципу работы, пластинчатые агрегаты дают возможность гарантировать постоянный подогрев холодного воздуха, проникающего в помещение. Потери тепла, стремящегося «обогреть улицу», наоборот, сводятся к минимуму.

Еще одно отличие рекуператоров от обычных (естественных) вентиляционных систем — способность устранять неприятные запахи. Некоторые модели — мембранные — имеют и другое дополнительное преимущество: они успешно борются с повышенной влажностью в помещении.