Как сделать рекуператор воздуха своими руками

как сделать рекуператор воздуха своими руками

Содержание статьи:

Энергосберегающие технологии строительства позволяют сохранить тепло в доме и сэкономить на отоплении. Но получаемое в результате герметичное помещение требует постоянного проветривания или оборудования вентиляционной системы. В холодное время года разница температуры исходящих и поступающих воздушных масс доходит до 40-60 градусов Цельсия и покрывается она за счет системы обогрева. Итог – затраты на дорогие дополнительные стройматериалы не окупают себя. Существенно снизить дисбаланс позволяет рекуператор – несложное устройство, применяемое автономно или в составе вентиляционной системы.

Что такое рекуперация

Рекуперация переводится с латинского, как «возвращение затраченного». Когда речь идет о вентиляции, то теряемый впустую ресурс – это тепло. Из помещения уходит теплый воздух, на обогрев которого уже была потрачена энергия, а поступает холодный, который снова требуется согреть. Рекуперацией воздуха называют процесс выравнивания температуры входящей среды за счет тепловой энергии выходящей. Технически – это просто теплообмен.

Что такое рекуператор

Рекуператор – это устройство вторичного использования тепловой энергии за один технологический цикл обогрева-вентиляции помещения. Он снижает разницу температур входящей и выходящей воздушной массы в 4-5 раз и сохраняет две трети тепла, теряемого при обычной вентиляции и проветривании. Бережет электроэнергию и материальные средства.

В основе конструкции – теплообменник, посредством которого контактируют два воздушных потока, не смешивающиеся друг с другом. Первый – теплый – вытягивается из помещения и выходит на улицу, по пути нагревая рабочие элементы устройства. Сам при этом охлаждается. Второй – холодный – поступает с улицы и идет в комнаты. Его температура повышается за счет взаимодействия с нагретыми деталями теплообменника.

Летом, когда в доме работают кондиционеры, рекуператор также работает на выравнивание температуры потоков. Только происходит обратный процесс – исходящий из помещения холодный воздух охлаждает входящий. За счет этого уменьшается нагрузка на систему климат-контроля.

Важно! Рекуператор снижает нагрузку на системы отопления и кондиционирования.

Теплообменник устанавливается в корпус, конструкция которого обеспечивает изоляцию одного потока от другого. Функциональными элементами, обеспечивающими работу рекуператора любого типа, являются вентиляторы (приточный и вытяжной) и фильтры, устанавливаемые на входе потоков.

действие рекуператора

Принцип действия рекуператора

Преимущества установки рекуператора

Рекуператоры воздуха в России пока не сильно распространены. Но за границей, озабоченной сохранением энергоресурсов и экономией, они применяются широко. Их установка дает следующие преимущества:

  • Затраты на вентиляцию и отопление сокращаются на 30-50%;
  • В доме создается комфортный микроклимат с постоянным доступом свежего воздуха;
  • Нет проблемы неравномерного распределения воздушных масс, когда холодный воздух стелется по полу, а теплый поднимается вверх;
  • В помещение не поступают пыль и выхлопные газы, как при проветривании через форточку;
  • Длительный срок эксплуатации оборудования.

Важно! Рекуператор обеспечивает постоянный доступ свежего воздуха комфортной температуры без дополнительных затрат на его обогрев.

Виды рекуператоров

В зависимости от конструкции теплообменного блока, рекуператоры подразделяют на следующие виды:

  • роторные;
  • пластинчатые (радиаторные);
  • трубчатые;
  • камерные;
  • рециркуляционные;
  • тепловые трубы.

Устройства роторного типа

В роторном рекуператоре воздуха рабочим элементом, передающим тепловую энергию между выходящим и входящим потоком, является вращающийся барабан. Внутренняя полость ротора представляет собой продольные ячейки (слои гофрированной стали), которые не мешают свободному прохождению воздушной массы. Вдоль оси теплообменника происходит разделение воздуховодов с выходящим и входящим потоком.

Проходящий сквозь половину теплообменника теплый воздух нагревает пластины ячеек. При повороте ротора, эти пластины оказываются в зоне холодного воздуха, где они отдают тепло входящему с улицы потоку. В рабочем режиме происходит циклическое нагревание и охлаждение пластин, за счет чего и осуществляется теплообмен. Скорость вращения ротора настраивается автоматикой рекуператора таким образом, чтобы не допускать обмерзания механизма и достигнуть максимальной эффективности передачи тепла.

Роторные приспособления характеризуются следующими достоинствами:

  • Максимальный КПД среди всех устройств, осуществляющих рекуперацию, доходит до 90 %;
  • Настраиваемая скорость вращения ротора позволяет регулировать теплопередачу;
  • Возвращение некоторого количества влаги позволяет обходиться без увлажнителей воздуха;
  • Практически не образуют конденсата, поэтому не требуют организации его отвода.

Недостатки:

  • Для грамотного устройства рекуператора с роторным теплообменником нужна внушительная вентиляционная камера, вследствие чего такие устройства достаточно габаритны;
  • Невозможно исключить небольшое смешение исходящей и входящей среды – воздух, оставшийся в каналах, при вращении присоединяется к противоположному потоку.
  • Наличие движущихся частей предполагает износ деталей и выход из строя расходных материалов (приводного ремня, прокладок, подшипников и т.д.), вследствие чего повышаются эксплуатационные расходы;
  • Требуется регулярный технический осмотр и обслуживание.
  • Рекуперация происходит только при вращающемся теплообменнике, то есть при постоянном потреблении электроэнергии.
теплообменик

Теплообменник роторного рекуператора

Устройства пластинчатого типа

Теплообменник пластинчатого рекуператора представляет собой блок (кассету) из листов металла, пластика или целлюлозы, собранных с зазорами в 2-4 мм. Между пластинами имеются продольные вставки (ребра), образующие воздушные каналы и выполняющие функцию направляющих потока воздуха.

Конструкция теплообменника пропускает воздушные потоки разной температуры по слоям, с чередованием холодного и горячего. Среды друг с другом не смешиваются – тепловая энергия передается через пластины.
По направлению движения воздушных масс пластинчатые теплообменники разделяют на:

  • перекрестноточные;
  • противоточные;
  • прямоточные.

Перекрестноточный тип наиболее распространен, так как такой теплообменник имеет простое устройство. Собирают пластинчатый блок из квадратных панелей таким образом, чтобы направление ячеек чередовалось – каждый последующий слой развернут относительно предыдущего на 90 градусов. Иногда вместо плоских пластин с ребрами применяют гофрированные листы. Движение воздушных потоков в таких рекуператорах происходит крест-накрест.

Прямоточные и противоточные рекуператоры имеют более сложное устройство теплообменника. Он имеет участок с параллельным расположением каналов. Потоки движутся по ним либо в одном направлении – в прямоточных, либо навстречу друг другу – в противоточных.

Особенность пластинчатых рекуператоров – активное образование конденсата на пластинах при большой разнице температур воздушных потоков. Поэтому устройства такого типа в обязательном порядке оборудуются водозаборным поддоном и отводом конденсируемой жидкости.

Если температура выпадения конденсата ниже 0 градусов Цельсия, то теплообменник начинает обмерзать. Для борьбы с этим явлением применяют следующие методы:

  • Устраивают байпасный отвод – при срабатывании датчика обледенения (давления) холодный поток автоматически направляется в обход теплообменника, а теплый воздух в это время отогревает пластины;
  • Оборудуют обмораживаемый участок теплообменника автоматическим подогревом;
  • Воздуховод с улицы пускают ниже уровня промерзания почвы (длина – до 50 м), устраивая так называемый «грунтовый теплообменник»;
  • В корпус рекуператора последовательно устанавливают две или три кассеты теплообменников – так холодный воздух с улицы будет контактировать с наиболее охлажденным, а самый теплый из помещения – с достаточно согретым;
  • Используют теплообменники из листов гигроскопичной целлюлозы, листы которой впитывают влагу из воздуха и возвращают ее в цикл.

Внимание! Пластинчатые рекуператоры необходимо защищать от обледенения

Преимущества пластинчатых приборов для рекуперации:

  • Простая и понятная конструкция, можно собрать такой рекуператор своими руками;
  • Несложный монтаж и эксплуатация;
  • Хороший КПД – от 40 до 80 %, а при установке нескольких кассет – доходит до 90%;
  • Минимальное энергопотребление – на автоматику (для защиты от обмерзания) и работу вентиляторов;
  • Длительный срок эксплуатации – нет движущихся частей, отсутствует износ деталей;
  • Возможность модернизации – теплоэффективность устройства легко меняется за счет добавления или изъятия пластин;
  • Воздух поступает в помещения и при отсутствии электроэнергии – за счет естественной вытяжки.

Недостатки рекуператоров с пластинами из металла и пластика:

  • Образование конденсата требует водоотводящего устройства;
  • Необходимо обеспечить защиту от обмерзания;
  • Рабочий режим, включающий регулярные циклы оттаивания, имеет пониженный КПД.

Всех этих недостатков лишены целлюлозные рекуператоры, но и они имеют свои особенности:

  • Вместе с влагой впитывают запахи, а затем длительное время распространяют их в помещение;
  • Не применяются при высокой влажности воздуха – пластины деформируются и перекрывают воздушные каналы;
  • Кассеты из целлюлозы не ремонтируют и не промывают – только заменяют.
пластинчатый рекуператор

Принцип действия пластинчатого рекуператора

Устройства с трубчатым теплообменником

Трубчатые рекуператоры по принципу действия аналогичны пластинчатым. Только вместо каналов, образованных пластинами и ребрами, применяются металлические трубки небольшого диаметра (около 10 мм). Теплый поток воздуха перемещается по трубкам и нагревает их, а холодный проходит через зону между ними, забирая тепловую энергию.
Корпусом для трубчатого теплообменника служит цилиндрический воздуховод – такая конструкция не занимает много места и часто устанавливается прямо в толщу стены.

рекуператор

Трубчатый рекуператор

Камерные рекуператоры

Холодная и горячая воздушные массы проходят через общую камеру, разделенную подвижной заслонкой. Время от времени заслонка поворачивается и меняет местами потоки. Тепло передается через стенки камеры.

В таком рекуператоре имеются подвижные детали и происходит частичное смешение потоков.

рекуператор

Камерный рекуператор

Рециркуляционные устройства

В рециркуляционных рекуператорах передачу тепла осуществляет промежуточный теплоноситель – вода или антифриз. Трубки с жидкой средой проходят сначала через исходящий поток, где теплоноситель нагревается, а затем попадают в зону входящего потока и отдают тепло.

Конструкция такого рекуператора позволяет располагать приточный и вытяжной теплообменники на расстоянии друг от друга. Но имеет низкий КПД и требует установки дополнительного оборудования для циркуляции воды.

рекуператор

Рекуператор с промежуточным теплоносителем

Рекуператоры с тепловыми трубами

Теплообменником таких устройств является система наполненных фреоном трубок. В зоне теплого воздуха он испаряется, а достигая холодного потока – охлаждается и образует конденсат. Конструкция не имеет подвижных частей и исключает смешивание потоков.

трубы

Тепловые трубы

Применение рекуператоров

Из всего разнообразия приспособлений для рекуперации воздуха широкое распространение получили устройства с роторным, пластинчатым или трубчатым теплообменником. Они характеризуются простой конструкцией, несложным монтажом и высоким КПД.

Приспособления с роторными теплообменниками применяют для вентиляции больших помещений – залов торговых центров, ресторанов, больниц, цехов промышленных предприятий. Покупать их для частного дома нецелесообразно.
Пластинчатые и трубчатые рекуператоры используют при оборудовании тепловентиляционных систем в частном строительстве, на небольших складских и промышленных площадях, в административных и офисных помещениях.

Как самостоятельно сделать рекуператор

Устройства для рекуперации воздуха – это дорогостоящее оборудование, имеющее длительный срок окупаемости: 3-5 лет для более дешевых агрегатов и более 8 лет – для дорогих. Однако при наличии минимальных технических знаний и монтажных навыков можно существенно сэкономить семейный бюджет и сделать рекуператор воздуха для дома своими руками.

Проще всего самостоятельно изготовить конструкцию с пластинчатым рекуператором. Для этого понадобятся:

  • Материал для пластин – листовой металл толщиной 0,5-1,5 мм, листы гетинакса или текстолита, пластик (сотовый поликарбонат или полипропилен) – 6,5-7 м2;
  • Материал для прокладок толщиной 2-3 мм, шириной не более 10 мм – проолифленные деревянные рейки, техническая пробка, шнур, пластик, оргстекло;
  • Материал для корпуса – фанера, жесть, ДСП, МДФ, пластик;
  • Четыре фланца под трубы воздуховодов;
  • Уголок для стоек;
  • Нейтральный герметик (силиконовый);
  • Клей;
  • Утеплитель – рулонный и минеральная вата (стекловата);
  • Два фильтра;
  • Два вентилятора;
  • Крепеж.

Этапы изготовления:

  1. Нарезают квадратные пластины со стороной 200-300 мм. Потребуется около 70 штук. Обязательное условие – заготовки должны быть одинакового размера, иметь ровные края без загибов и заусенцев. Поэтому лучше воспользоваться электроинструментом и резать сразу несколько листов, сложенных пачкой.
  1. Прокладки нарезают в размер стороны квадрата.
  1. На каждую пластину, кроме последней, наклеивают параллельно три полосы прокладок – по противоположным краям и середине.
  1. Заготовки собираются в блок. Для этого верх полос рекуператор намазывают клеем. Укладывают панели друг на друга, поворачивая каждую последующую на 90 градусов и выравнивая края. Последней приклеивают пластину без прокладок. Для повышения прочности, на кассету во время высыхания клея кладут груз.
  1. Стягивают кассету уголками. Щели заполняют герметиком.
теплообменник из пластика

Пластинчатый теплообменник из пластика (сотового полипропилена)

  1. Собирают корпус. Внутренняя высота и длина короба равна диагонали пластинчатого теплообменника, а ширина – его высоте. Если в корпус будут устанавливаться фильтры и вентиляторы, то необходимо предусмотреть под них место.
  1. В заранее предусмотренных местах вырезаются четыре отверстия (обычно по два в боковых стенках), в которые вставляют фланцы. Герметиком обрабатывают стыки.
  2. Монтируют крепление для теплообменника. Поскольку в нем образуется конденсат, то рабочее положение должно обеспечивать свободный сток жидкости. Располагают теплообменный блок в вертикальном положении на ребре, угол между краями пластин и дном должен составлять 45 градусов. К стенкам корпуса крепят направляющие для теплообменника, выполненные из уголка. Так блок пластин можно будет свободно достать для обслуживания.
  3. В нижней части короба вырезают небольшое отверстие и устраивают отвод для конденсата.
  4. Собирают рекуператор. Обеспечивают герметичность образованных четырех отсеков, чтобы движение воздушных масс осуществлялось только через каналы теплообменника.
сборка

Сборка рекуператора

  1. На входе потоков устанавливают вентиляторы и фильтры – монтировать их можно в корпусе, если предусмотрено место, либо прямо в подводящих патрубках.
  1. Обеспечивают защиту от обмерзания. Монтируют электрику и необходимую автоматику.
  1. Подсоединяют входящие и выходящие воздуховоды. Корпус закрывают. При необходимости (установка на чердаке), рекуператор утепляют снаружи или заключают в теплоизоляционный кожух.

Видео: как самостоятельно собрать трубчатый рекуператор

Изготовленный своими руками рекуператор воздуха дает КПД 50-60%. Для частного жилого дома этого хватает. Если же необходимы более высокие показатели, то применяют устройства, изготовленные в промышленных условиях.


Закрыть ... [X]

Самодельный рекуператор : типы Как сделать рекуператор своими руками? Как надо сделать чтобы не пойти в школу

Как сделать рекуператор воздуха своими руками Как сделать рекуператор воздуха своими руками Как сделать рекуператор воздуха своими руками Как сделать рекуператор воздуха своими руками Как сделать рекуператор воздуха своими руками Как сделать рекуператор воздуха своими руками Как сделать рекуператор воздуха своими руками Как сделать рекуператор воздуха своими руками Как сделать рекуператор воздуха своими руками