Рекуператор воздуха: делаем своими руками

Как увеличить КПД

Для увеличения эффективности самодельного устройства следует тщательно исполнять технологические операции на всех этапах его проектирования и изготовления.

КПД – это доля энергии, которую при теплообмене тёплый воздух отдаёт холодному. Поэтому следует максимизировать эту долю:

• увеличить габариты прибора – увеличивается время взаимодействия воздушных потоков, а значит, и теплообмен;
• увеличить площадь рабочей поверхности рекуператора, используя гофрированные пластины с меньшими размерами профиля;
• проектировать большие объёмы выходящего воздуха, чем входящего;
• использовать теплоизолирующие материалы хорошего качества;
• тщательно герметизировать все объёмы с движущимся воздухом, не допуская смешения потоков;
• вовремя очищать или заменять входные/выходные фильтры, уменьшая этим сопротивление потоку воздуха и улучшая его качество;
• если у вас неуправляемый рекуператор, в зимнюю пору время от времени отключайте входной вентилятор, чтобы удалить наледь внутри устройства.

После установки рекуператора в рабочее положение разумно и интересно узнать его КПД. Эта величина даёт отношение доли переданной холодному воздуху энергии от тёплого домашнего.

Порядок такой:

1. включаем прибор, выжидаем некоторое время;
2. градусником измеряем три температуры – с улицы на входе устройства, в доме, на выходе;
3. вычисляем по формуле КПД = (Тр-Ту) / (Тд-Ту) *100, где
   • Тр – температура на выходе рекуператора;
   • Ту – температура на входе, с улицы;
   • Тд – температура дома.

Пример: Тр=17, Ту=5, Тд=24 градусов. КПД = (17-5) / (24-5) *100=63%.

Выбираем рекуператор для квартиры и дома

В то время как в Европе такие устройства устанавливают повсеместно, в нашей стране они пока не слишком распространены. И это большое упущение, потому, что рекуператор способен решить две важнейшие задачи: постоянно наполнять помещение свежим воздухом и при этом существенно снизить наши затраты на отопление.

Рекуператор – особая приточно-вытяжная установка, которая выводит из помещения отработанный воздух и одновременно наполняет его свежим, с улицы. Внутри прибора есть теплообменник, который аккумулирует комнатное тепло и потом отдает его воздушным потокам с улицы, подогревая их. Благодаря этой способности, прибор называется рекуператором, что в переводе с латыни означает «получающий обратно, возвращающий».

Экономическая выгода от установки рекуператора очевидна в первую очередь частным домовладельцам, которые сами отапливают свой дом и платят за каждый градус. Ценное тепло вылетает в форточку, каждое проветривание буквально обходится в копеечку.

В многоквартирных домах с системой центрального отопления подобная экономия не так актуальна. Здесь острее стоят вопросы с вентиляцией и свежим воздухом, которые тоже можно решить с помощью рекуператора.

С тех пор как обычные окна в массовом порядке заменили на пластиковые, сквозняков стало меньше, а в квартирах заметно потеплело. Но обнажилась другая проблема – атмосферная. Теперь в квартирах душно, нечем дышать, воздух застаивается, окна «плачут», в одних помещениях заводится плесень или грибок, в других же, напротив – нездоровая сухость.

Открываем окна, чтобы проветрить, но это не спасает – зимой слишком быстро становится холодно, и мы торопимся их закрыть. Летом не легче – летит пыль, тополиный пух и очень шумно. Кондиционеры и те гоняют один и тот же воздух. Где же взять свежий?

Рекуператоры бывают разных типов и конструкций. Для частных домов и квартир больше всего подходят пластинчатые. В одном из проектов «Переделки» мы установили пластинчатый рекуператор воздуха от немецкой фирмы Marley. Выбор был сделан не случайно.

Этот компактный рекуператор легко монтируется в стену и не требует дополнительного ухода и обслуживания. Он выглядит как цилиндр диаметром 15 см. Никаких коробов и дополнительных воздуховодов не требуется, а сам прибор практически незаметен и совершенно не портит интерьер.

Как оказалось, большая часть рекуператоров рассчитана на довольно толстые внешние стены. Marley же можно устанавливать в стену толщиной от 31 cм. Значит, именно он подходит для большинства современных панельных домов.

Обычно подобные устройства довольно сильно шумят, поэтому их рекомендуют устанавливать в подсобных помещениях. Если такой возможности нет, то Marley – лучший вариант. Это самый тихий рекуператор из тех, что представлены на нашем рынке. Шум, который он производит во время работы – не громче шепота.

С вентиляцией дома площадью 100 м 2 легко справятся два устройства Marley, а для небольшой квартиры вполне достаточно одного. Разумеется, как и у всех хороших современных моделей, у Marley есть фильтр, очищающий поступающий воздух от пыли, копоти и пыльцы.

Как выяснилось, главная беда многих рекуператоров – обледенение теплообменника в зимний период, именно из-за этого они чаще всего выходят из строя. Специально, чтобы такого не произошло, в этой модели установлен инновационный тепловой аккумулятор и вентиляторы повышенной прочности. Особенно приятно, что надежность устройства подкрепляется гарантийным талоном на пять лет.

Приобрести рекуператор Marley и узнать подробности можно на сайте.

Рекуператор: нужен или нет

Мы уже обсудили, как подобрать рекуператор воздуха и установить его, а вот о главном так и не поговорили. Зачем нужен такой прибор? Главный ответ – это чтобы не открывать окна и в доме был свежий воздух. Для больших городов это удобно, так как вместе с воздухом из форточки в помещение попадает пыль, выхлопные газы автомобилей и шум. В этом плане рекуператор очень даже полезная вещь, а как же экономия?

Скажем прямо, она немного преувеличена. Давайте смотреть на все реально, заявленный КПД, к примеру, 55% снижает на половину теплопотери через воздухообмен. Потери через стены и перекрытия не в счёт, так как рекуператор на них никак не влияет. Допустим, воздухообмен 200 м. куб в час – это по СНИПу для дома в 70 м. кв. Чтобы нагреть такой объём воздуха потребуется около 10 кВт тепловой енергии, а это 1,05 м.куб газа. Экономия в 50% сохранит 0,5 м. куб газа в час. Кубометр газа в Москве стоит 6 рублей, значит, рекуператор экономит 3 рубля в час, что в сутки составит 72 рубля (1 доллар).

Стоимость достойного рекуператора, который реально будет работать, стартует от 1 тыс. долларов – это самый простой и дешевый, а так до 3 тыс. долларов. При экономии 1 доллар в день аппарат окупится через 3 года, а если более дорогой прибор, то через 8 лет. При этом мы не посчитали затраты электроэнергии для вентиляторов, хоть мелочь, но тоже деньги тянет. В итоге, стоит ли вкладывать от 1 до 3 тыс. долларов, чтобы отбить свои деньги через 3–8 лет? Наверное, проще за газ платить.

Рекуператор для частного дома: виды и характеристики

Приточно-вытяжные рекуператоры могут иметь различные конструктивные особенности. Подобрать подходящий вариант поможет продавец-консультант в любом специализированном магазине теплотехнических устройств.

Рекуператор для дома

Существуют такие типы оборудования:

• пластинчатый;
• роторный;
• крышный;
• рециркуляционный водяной.

Все они предназначены для создания благоприятного климата в помещении, будь то квартира, большой особняк или загородный дом.

Пластинчатый

Является самым распространенным типом ввиду хорошей производительности, простоты эксплуатации и невысокой цены. Рекуператор данного вида представляет собой зафиксированные металлические пластины, обладающие большой удельной теплоемкостью и относительно малым весом. Пластины собраны в своеобразные кассеты, чем слегка напоминают пчелиный улей. Атмосферный воздух проходит через короб аппарата с кассетами и затем нагревается или охлаждается, в зависимости от зимнего или летнего времени года. Образующийся во время работы конденсат отводится через специально имеющийся дренажный отвод или канал.

Устройство приточно-вытяжной установки пластинчатого рекуператора

Наряду с перечисленными достоинствами, система обладает определенным недостатком: образованием в коробе наледи, что особенно проявляется в осенне-зимний период.

Роторный

Рекуператор подобного типа осуществляет приток и отток воздушной струи за счет лопастей. Теплоэнергетическая система насчитывает от одного до двух приводных роторов, в зависимости от модели. Внешне установка похожа на цилиндрическую бочку с  барабаном. По мере откачки воздуха из помещения и нагревания цилиндрического короба, происходит забор атмосферной массы.

Преимущества данного аппарата:

• улучшенная эффективность;
• повышенный КПД;
• отсутствие конденсата, а, следовательно, и отводящих желобов;
• отсутствие наледи;

Роторный рекуператор

• не осушает воздух, что не требует дополнительного увлажнения;
• регулировка количества подачи и забора воздуха за счет скорости вращения лопастей.

Вместе с тем существуют и минусы:

• увеличенное потребление электроэнергии;
• вращающиеся элементы изнашиваются быстрее, чем неподвижные;
• необходимость дополнительной вытяжки для предотвращения возможного смешивания входящих и отходящих воздушных масс.

Рекуператоро размещается в блоке приточно-вытяжной вентиляции

Крышный

Данный рекуператор перерабатывает большие массы воздуха. Целесообразность его использования можно объяснить большим особняком, другим жилым или нежилым помещением. Принцип работы во многом схож с пластинчатым агрегатом, однако последний отличается от крышного меньшими размерами. Простота монтажа аппарата, невысокая стоимость обслуживания и эксплуатации сделали его незаменимым в вентиляционных устройствах магазинов, ремонтных мастерских, производственных площадей. Установка же подобного рекуператора на крыше, вообще исключает проникновение каких-либо звуков и шума в помещение.

Гликолевый рекуператор

Гликолевый (или рециркуляционный) регенеративный аппарат сочетает в себе качества пластинчатого и роторного теплотехнических устройств. Его основное отличие от предыдущих заключается в использовании промежуточного теплоносителя. Последним является водно-гликолевый раствор, состоящий из пропиленгликоля или этилена, разбавленного дистиллированной водой. Смесь обладает высокой теплоемкостью, позволяющей утилизировать большое количество тепла, сохраняет свои рабочие качества при минусовых температурах. В суровых низкотемпературных условиях возможна замена указанного теплоносителя на антифриз. Оборудование позволяет работать одновременно с несколькими вентиляционными каналами, рукавами или вытяжками.

Пластиковый рекуператор

Делаем заготовки для рекуператора

Как уже говорилось выше, главная и основная его часть – теплообменник. Приборы промышленного изготовления бывают с роторными или пластинчатыми теплообменниками. Пластинчатый – более простой для кустарного воплощения.

Теплообменник представляет собой систему каналов, соприкасающихся между собой. Для эффективной рекуперации площадь теплообменника должна быть не менее 3,3 м². Это можно рассчитать при помощи формулы, описывающей процесс теплопередачи. Листы оцинковки режем на прямоугольники, чтобы сделать только необходимые резы и иметь минимум обрезков, после расчётов получается, что оптимальный размер пластин 284х199 мм. Чтобы получить требуемую площадь, нужно вырезать шестьдесят пластин. Резать лучше не ножницами по металлу, потому что они загибают край, а отрезной машинкой с помощью тонкого диска по металлу.

На пластинах нужно по разметке просверлить отверстия по четырём углам, диаметром 6 мм. А затем, с помощью самоклеющегосяуплотнителя для окон создаём перемычки каналов теплообменника. На одну пластину наклеиваем уплотнитель по двум противоположным сторонам, а на второй – по двум другим сторонам (не забываем, что заготовленные пластины имеют форму прямоугольника). Одновременно проводим сборку пластин. Резьбовую штангу режем на четыре куска, накручиваем гайки и укладываем первую пластину.

Поверх уплотнителя из поролона наносим силикон, надеваем на шпильки в качестве шайб гайки М6. Произведя расчёты, получаем, что расстояние между пластинами должно быть 4 мм, тогда общая площадь сечения каналов будет равна сечению труб воздуховода и диаметру вентиляторов. Так что гайки М6 очень подходят: их высота – 4 мм.

Сборка пластин теплообменника

Укладываем следующую пластину, таким образом, чтобы полосы уплотнителя были перпендикулярно. Так продолжаем до конца, чередуя пластины, таким образом получаются воздушные каналы, перпендикулярные друг другу: в одну сторону для притока, в другую сторону – для вытяжки. В результате получаем такую пачку пластин с каналами между ними.

Из той же оцинкованной стали делаем корпус устройства. Теплообменник размещаем таким образом, как показано на схеме.

Расположение патрубков не принципиально – в зависимости от того, как подходят трубы. Единственное, что нужно учесть: зимой на входе уличного холодного воздуха будет образовываться конденсат. Поэтому нужно сделать поддон и сток жидкости.

В готовом виде рекуператор выглядит так:

Осталось смонтировать его в систему приточно-вытяжной вентиляции, подключив через клемники вентиляторы и регулятор скорости вентиляторов.

Затратив всего около шести тысяч рублей и пару дней работы, мы получаем экономию почти сорок тысяч рублей, что, согласитесь, очень значительно.

2 Основные типы конструкций

Специалисты акцентируют внимание на том, что системы вентиляции с рекуперацией тепла бывают нескольких типов:

• пластинчатыми;
• с отдельными теплоносителями;
• роторные;
• трубчатые.

Разновидности рекуператоров воздуха

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)

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

Принцип работы

Устройства с рекуперацией способны вернуть примерно 85% тепла выходящего воздуха. Чем крупнее габариты теплообменника, присутствующего в конструкции, тем больше его емкость. Благодаря аэродинамике обеспечивается свободный проход воздушных масс в двухстороннем порядке.

Принцип действия рекуператоров включает 4 основных момента:

• вытягиваемый воздушный поток проникает в теплообменник, где оставляет тепло;
• как только теплообменник прогревается до комнатной температуры, вентилятор отправляет холодный воздух с улицы в помещение;
• свежий воздух, оказавшись в теплообменнике, приобретает комнатную температуру, после чего попадает в помещение;
• как только теплообменник охладится, вновь запускается вытягивающий вентилятор и повторно начинается первый шаг работы устройства.

Далее предлагается рассмотреть примерную схему изменения температуры воздушных масс при прохождении рекуператора. Воздух, забираемый из помещения, равен +21 градусу. После оставления температуры в теплообменнике выталкивается на улицу с показателями в +1 градус. Холодный поток, забираемый с улицы, имеет -5 градусов. А после попадания в отсек с подогревом приобретает температуру +15 градусов.

3 Устройство для воздухообмена своими руками

самодельный рекуператор воздуха для дома

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.

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.

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:

Q= C*M*dT

где:

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:

• Гофрированная сталь;
• Цилиндрическая форма, желательно, чтобы это был металлический корпус;
• Ножницы по металлу и болгарка;
• Минеральная вата;
• Герметик.

Как только все необходимо подготовлено, можно приступить к выполнению работы. Как и любая другая процедура создания оборудования, она состоит из нескольких основных шагов:

1. 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;
2. 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;
3. Далее необходимо создать дополнительную изоляцию. Поможет это сделать небольшое количество минеральной ваты. Её рекомендуется равномерно распределить по внутренним стенкам;
4. Остается последний шаг – замаскировать все внутренние и внешние швы герметическим раствором;
5. 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.