Рекуператоры воздуха

Вариант с синхронным переключением

Плюсы и минусы этого решения:

1. Нет конденсата
2. Нет канала от теплообменника в другой угол квартиры. Это большой плюс. Под потолком не надо вести воздуховод.

Как идея: Вентиляторы на 220 с приёмником китайским (замок для авто). Блок центральный имеет пульт от автозамка и просто подаёт сигнал, а вентиляторы по всему дому принимают его и переключаются. Без трансформаторов.

Слабые места

1. Нет ясности по характеристикам: градусам, теплоёмкости и кубометрам. Возможно при увеличении воздухообмена показатели не будут настолько красивые.
2. Электроника, хоть простая, но всё же это усложнение
3. Есть опасения, что зимой лёд может нарушить работу устройства. В Пране этот вопрос был решён просто: небольшой наклон в сторону улицы + подогрев входящего воздуха мощностью 60Вт. Этот подогрев по инструкции должен работать при за бортом ниже нуля. И всё равно один раз он наморозил льда и струйка конденсата пошла по стене внутри квартиры.

Виды рекуператоров воздуха и чем они отличаются друг от друга

Разновидностей рекуператоров не так уж много. Можно выделить всего четыре основных вида, которые получили наибольшее распространение.

1. Пластинчатые рекуператоры воздуха. Это самый распространенный тип подобных устройств, являющийся одновременно дешевым и эффективным. Их КПД составляет от 40 до 65%. Устроены такие агрегаты достаточно просто и в своей конструкции не имеют никаких трущихся подвижных частей. А это в первую очередь надежность – они практически не ломаются. Кроме того, комнатные рекуператоры воздуха пластинчатого типа не потребляют никакой энергии – они работают без ее использования. К недостаткам пластинчатых устройств можно отнести его обмерзание в зимний период года и невозможность осуществления влагообмена.

2. Роторные рекуператоры воздуха. Этот тип рекуператора для своей работы требует наличия электрической энергии – его электроника, в зависимости от перепада температур снаружи и внутри помещения, подбирает оптимальное количество оборотов ротора, благодаря чему не происходит обледенения этого устройства зимой. Принцип его работы основан на вращении теплообменника, по которому проходит уличный воздух в потоке исходящего теплого воздуха. Именно благодаря такому вращению КПД роторных рекуператоров может достигать 87%. Кроме того, это устройство позволяет частично возвращать влагу назад в помещение, не пересушивая воздух. И еще, регулируя скорость вращения теплообменника, можно изменять скорость теплоотдачи.

3. Рециркуляционный водяной рекуператор. У этого устройства КПД практически такое же, как и у пластинчатого рекуператора (50-65%), только в отличие от последнего, он имеет сложную конструкцию, в которой роль посредника для передачи тепла выполняет жидкость (вода или антифриз). Конструктивно эта система имеет некоторое сходство с отоплением. Роль котла в нем играет теплообменник, установленный на вытяжном канале вентиляции, а вместо батареи имеется теплообменник, который установлен на канале всасывания уличного воздуха. В первом вода нагревается, а во втором отдает свое тепло. Единственным преимуществом рециркуляционного водяного рекуператора является возможность установки его отдельных частей в разных местах. К влагообмену эти устройства не приспособлены, а без электроэнергии обходиться не могут, таков уж принцип работы искусственной циркуляции теплоносителя.
4. Крышный рекуператор воздуха – для квартиры или дома не подойдет. Это промышленные установки, используемые в системах вентиляции магазинов, цехов и других подобных помещений. Их КПД составляет 55-68%. Основное их отличие – это низкие расходы на обслуживание и установку. Кроме того, благодаря своему месторасположению они экономят подпотолочное пространство, что является немаловажным в таких помещениях, как торговые залы и цехи, где и без того хватает другого оборудования.

Вот и все, можно сказать, что с видами рекуператоров мы разобрались, теперь самое время ознакомиться с возможностью самостоятельного изготовления этого устройства для дома или квартиры.

Рекуператор воздуха для квартиры и дома фото

Что такое рекуператор для частного дома?

Итак, что такое рекуператор? Речь идёт о небольшом бытовом изделии, функционально состоящем из нескольких элементов:

• заборный механизм – направляет воздух с улицы внутрь канала;
• комплекс каналов, по которым циркулируют потоки воздуха;
• отводное устройство – используется для удаления грязных масс с жилого пространства;
• вентиляция с рекуператором;
• диффузоры – решетчатые элементы, позволяющие корректировать объём перемещаемого кислорода и его направление.

Стандартная вентиляционная установка не оснащается рекуперативным теплообменником. Движение и температура воздушных масс остаются прежними. Системы вентиляции с рекуперацией тепла устроены таким образом, что свежий кислород с улицы при прохождении сквозь теплообменник нагревается за счёт тёплого воздуха, который отводится из помещения. Главная особенность установки – потоки холодной и тёплой струи не смешиваются между собой.

Указанная система вентиляции не просто проветривает комнаты в квартире, она способствует формированию оптимальной температуры в жилом пространстве без дополнительных расходов на его обогрев.

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:

1. 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.

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.

3. 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.
4. 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.

5. Стальной уголок подгоняется по высоте стопки с панелями. Всего потребуется 4 заготовки, которые прикручиваются по углам стопки. Для крепления используются оцинкованные саморезы.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

О принципе рекуперации

Термин рекуперация происходит от латинского слова, означающего обмен, передачу чего-либо. В контексте вентиляции под этим понятием подразумевается передача тепла от вытяжного воздуха приточному без смешивания двух потоков. Первоначально интерес к устройствам рекуперации диктовался преимущественно тенденциями новаторства и перспективами экологической безопасности. Позже стало понятно, что это по-настоящему действенный способ оптимизировать энергетическую эффективность здания.

   Принцип работы рекуператора воздуха

Принцип возвратного теплообмена имеет количественное выражение. Эффективность теплопередачи тепла растёт вместе с повышением разницы температур. Также ввиду отсутствия смешивания потоков очевидно, что полноценная работа устройства возможна только при достаточно высоком отношении площади теплового контакта к массе проходящего через рекуператор воздуха.

По сути и принципу действия каждый рекуператор — это экономайзер, собирающий отходы низкопотенциальной энергии и направляющий их для совершения полезной работы. Для рекуперации тепла не свойственен высокий КПД, однако в хорошо утеплённых зданиях утечки тепла через вентиляцию относятся к основным потерям, поэтому их сокращение — важнейшая задача для обеспечения как можно более низкого теплового баланса.

Для чего нужен бытовой рекуператор?

Прежде чем перейти к теме про рекуператор — плюсы и минусы, давайте подробнее рассмотрим принцип работы данного устройства. Его главная функция – подогрев входящего воздуха в холодное время года, а это обеспечивает минимальное использование более эффекта вентиляционно-обогревательных систем, которые еще именуют в народе как обогрев улицы. Именно это преимущество и отличает рекуператор и другие, аналогичные вентиляционно-обогревательные системы.

Рекуператор был изобретен для выполнения главной задачи – экономии энергии на нагреве или охлаждении входящего воздуха. С поставленными задачами он справляется, ведь эффективность некоторых моделей отмечается до 90%, проще говоря, по расчётам, он должен экономить максимальный расход энергии.

Дополнительно можно отметить тот факт, что они отличаются еще от традиционных систем вентиляции тем, что могут весьма эффективно выполнять теплообменные опции, а также избавляться от неблагоприятных ароматов. Также есть модели, которые помогут избавиться от лишнего уровня влажности в помещении быстро и продуктивно. В частности, если все эти проблемы явно наблюдаются в вашем доме, то рекомендуем обязательно купить рекуператор и решить все задачи одной покупкой.

Типы конструкций рекуператоров

Принцип действия рекуператора отличается в зависимости от технических особенностей устройства теплообменника.

Пластинчатая конструкция

Состоит из пакета пластин, изготовленных из хорошо проводящего тепло алюминия или стали. Воздух с повышенной температурой отдаёт тепловую энергию пластинам теплообменника и нагревает их поверхность. Холодные воздушные массы поглощают тепло и нагреваются. В конструкции устройства отсутствуют подвижные элементы, что значительно повышает надёжность работы. Популярен благодаря низкой стоимости и высокой эффективности. Коэффициент полезного действия рекуператора достигает 65%. Пластинчатый рекуператор положительно зарекомендовал себя в вентиляционных системах частных домов и современных коттеджей.

Пакет с пластинами расположен в герметичном корпусе

Устройство роторного типа

Конструктивной особенностью этого рекуператора является цилиндрический барабан теплообменника, изготовленный из гофрированных стальных элементов. Соосно барабану расположен приточно-вытяжной вентилятор, обеспечивающий циклическое движение нагретого и охлаждённого воздуха. При вращении теплообменника происходит эффективный обмен тепловой энергией воздушных потоков и частичный возврат влаги в помещение. Рекуператор роторного типа оборудован электронной системой, автоматически изменяющей частоту вращения ротора. Это позволяет регулировать интенсивность тепловой отдачи и обеспечивать КПД устройства до 87%. Роторные рекуператоры отличаются повышенной ценой и используются на промышленных предприятиях.

Схема работы роторного рекуператора

Трубчатое исполнение

Популярность устройств этого типа обусловлена простотой конструкции и низкими затратами, связанными с самостоятельным изготовлением. Принцип обмена тепловой энергии воздушных потоков аналогичен рекуперации в пластинчатых теплообменниках. В трубчатой конструкции устройства воздух циркулирует по коаксиальным трубам. Внешний воздух поглощает тепло от стенок труб, нагретых выходящими из помещения воздушными массами. Трубчатые рекуператоры устанавливают в квартирах и частных домах.

Рекуператор трубчатого типа с коаксиальными трубами

Рециркуляционный теплообменник

В конструкции этого типа в качестве посредника, осуществляющего передачу тепловой энергии, используется жидкость. Это значительно усложняет конструкцию. Устройство включает два теплообменника. Один, наполненный антифризом или обычной водой, устанавливается на вытяжной магистрали вентиляции, а другой — на всасывающем канале, по которому поступает внешний воздух. Нагретая жидкость отдаёт тепло массам воздуха. Сложная конструкция устройства с принудительной циркуляцией теплоносителя ограничивает сферу её применения. Коэффициент полезного действия соразмерен КПД рекуператора пластинчатой конструкции.

Рециркуляционный рекуператор состоит из отдельных блоков, соединённых магистралями

Крышный рекуператор

Этот вид оборудования имеет КПД до 68% и представляет собой промышленную установку, применяемую в системах подачи воздуха торговых центров и производственных помещений. Такая система рекуперации отличается низкими затратами по обслуживанию, а специфика установки позволяет сэкономить пространство в области потолка, что актуально для производственных цехов и торговых центров. Особенности конструкции крышного рекуператора не позволяют использовать его в системах подачи воздуха квартир и частных домов.

Крышный рекуператор. Вид с улицы

Особенности монтажа и эксплуатации

В настоящее время реализуются рекуператоры с напольным и настенным монтажом. Существует также точечный стеновой вид, который можно установить в любом помещении, что находится по соседству с улицей и обрабатывает дымовые газы. Такие приспособления не нуждаются в дополнительных коммуникациях.

Потолочная установка оконного канального прибора позволяет мастеру спрятать все элементы технического оснащения, поэтому выглядит данное приспособление довольно аккуратно. Компактные рекуператоры характеризуются некоторой шумностью, так как функционируют недалеко от вентиляционной решетки. Напольный и настенный вид техники лучше устанавливать в техническом помещении. Этот прибор имеет хорошую производительность, но при этом крупные габариты.

По окончании данной процедуры требуется загерметизировать места соединений, а рекуператор покрыть специально предназначенным корпусом. Последний необходим для поглощения шума, а также тепловой защиты. Больше сложностей подразумевает проектирование вентиляционной системы, при условии, что в ней предусмотрена установка рекуператора.

Принудительная вентиляционная система с рекуперацией – это возможность сэкономить тепло и электрическую энергию. Особенно актуальной покупка специального воздухообменника считается для квартиры и частного дома. Такое вложение средств довольно быстро окупается, а также способствует сохранению здорового микроклимата в помещении.

Основные типы конструкций

Изначально устройства для рекуперации тепла в системах вентиляции представляли собой простейшую технику, выполненную в виде небольшого ящика с тонкой перегородкой. Сегодня появились многочисленные разновидности, которые отличаются своим принципом работы, наличием или отсутствием дополнительных нагревающих элементов, способом формирования воздушных потоков и рядом других характеристик.

Основные типы рекуператоров:

• Роторные.
• Пластинчатые.
• Канальные.
• Трубчатые.
• С отдельным теплоносителем.

Устройства с пластинчатым теплообменником используют перекрестный ток потоков, которые, не смешиваясь, эффективно передают тепло, нагревая тем самым помещение. КПД у таких установок в зависимости от их размера может составлять 60−80%. Они отличаются минимальными потерями давления, удобны в подключении и использовании, имеют компактную конструкцию, что позволяет располагать его внутри стен дома.

Комбинированные рекуператоры могут иметь два пластинчатых теплообменника, где формируется перекрестный поток воздуха. К преимуществам оборудования этого типа относится высокий коэффициент полезного действия, удобство подключения и простота обслуживания. Единственный недостаток таких установок — это существенная потеря давления, что вынуждает использовать дополнительные вентиляторы и нагнетатели для воздушного потока.

Рекомендуем ознакомиться: Дезинфекция систем вентиляции

Пластинчатые промышленные теплообменники рекуператоров противоточного типа отличаются простотой конструкции, они обеспечивают КПД на уровне 90%, позволяя предупредить охлаждение помещения и эффективно нагревая поступающий в дом воздух с улицы. К недостаткам оборудования противоточного пластинчатого типа относят сложную конструкцию, высокую стоимость, а также увеличенные габариты.

Противоточные трубчатые бытовые теплообменники обеспечивают максимально возможную эффективность, имеют КПД на уровне 95%. Используя такой рекуператор в системе вентиляции, необходимо дополнительно подключать нагнетатели воздуха, так как потери давления могут составить 40−50%. Также недостатком установок этого типа являются их увеличенные габариты и высокая стоимость оборудования.

Рекуперативные теплообменники роторного типа обладают показателем КПД на уровне 75−85%, они рассчитаны на одну квартиру и имеют небольшое сопротивление потоку. Предлагаются такие установки по доступным ценам, отличаются компактными габаритами, их монтаж и последующее обслуживание не представляет какой-либо особой сложности.

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 (T1 – T2), 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;
• Т1 ( о С) – температура воздуха после рекуперации;
• Т2 ( 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.

Расчет рекуператора

Какая мощность рекуператора необходима для помещения? Формула расчета выглядит следующим образом:

Q = 0,335 x L x (tcon – tnach).

• Q – производительность (кубических метров в секунду).
• L – количество приточного воздуха, которое должно быть доступно для одного человека (60 м3 в час для постоянного жителя и 20 м3 для временного гостя).

В скобках указана разница между достигаемой температурой и температурой, поступающей с улицы.

Например, для нагрева воздуха на 20°C в помещении требуется 120 м3 воздуха в час.

Q = 0,335 x 120 x 20 = 800 Вт.

Как узнать КПД готового рекуператора

Для этого проведите измерения температуры воздуха в трех точках входа:

• Поступление воздуха с улицы до выздоровления (тулич.).
• Воздух, поступающий в дом, после выздоровления.
• Исходящий поток из дома до рекуперации (tdome).

Эффективность = (Trem. – Tl.) : (tdom. – Tl.).

Полученный результат умножается на 100%.

Пример:

Снаружи +3°C, внутри +22°C, поток регенерации +14°C.

ЭФФЕКТИВНОСТЬ = (14 – 3) : (22 – 3)

ЭФФЕКТИВНОСТЬ = 11 : 19 = 0,57

0,57 х 100% = 57 %

Таким образом, эффективность данного устройства в этих условиях составляет 57%.

Одно и то же устройство в разных условиях будет иметь разную эффективность.

Установка теплообменника

Мой выбор пал на последний четвёртый вариант.

Для измерения параметров использую вот такие инструменты

Теплообменник перенес несколько заморозок и разморозок, и в целом проявил себя хорошо.

p.s. теплообменник делал не сам, а заказал у знакомого, у меня не хватало времени (поэтому в целом справиться кто угодно, но нужно время и немного терпения)

Далее к рекуператору осталось подобрать два вентилятора. Я остановился на двухскоростных канальных вентиляторах таких как cata, вентс, s&p и много кто еще их делает.

Проанализоровав длину трасс, потери в рекуператоре, мне подошли по производительности вентиляторы вентс про тт-100

https://vents.ru/item/6544/TT_PRO_100-/

с ними как и планировалось

приток составил на 1 скорости 90 м3/ч , на второй скорости 130 м3/ч

вытяжка на 1 скорости 110 м3/ч, на второй скорости 150 м3/ч

разница притока и вытяжки составила 20 м3/ч из=за разной длины подающих линий, но в целом это не много и чуть разряженное давление в доме это не плохо.

Параметры теплообменника сравнивая с серийными продуктами чуть хуже, но не более 7%, что очень порадовало, сравнивал с алюминевыми теплообмениками heatex H1 того же размера.