Рекуперация тепла в системах вентиляции: принцип работы и варианты исполнения

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.

Рекомендации по установке рекуператора

Рекомендации по установке в основном касаются помещений, в которых следует устанавливать рекуператор. В первую очередь для установки используют котельные (если речь идет о частных домовладениях). Также рекуператоры монтируют в подвалах, на чердаках и в других технических помещениях.

Если это не расходится с требованиями технической документации, то установка может быть смонтирована в любом неотапливаемом помещении, при этом разводку вентиляционных каналов, по возможности, следует монтировать в комнатах, имеющих отопление.

Вентиляционные каналы, проходящие через неотапливаемые помещения (а также вне помещений), следует делать максимально утепленными. Воздуховоды, идущие от оборудования до улицы (приточные и вытяжные), также обязательно утепляются. Еще необходимо теплоизолировать узлы прохода воздуховодов сквозь наружные стены.

Учитывая шум, который оборудование может производить во время работы, лучше всего размещать его подальше от спален и от других жилых комнат.

Что касается размещения рекуператора в квартире: лучшим местом для него будет балкон или какое-либо техническое помещение.

При отсутствии такой возможности под установку рекуператора можно отвести свободное пространство гардеробной.

Как бы там ни было, расположение установки во многом зависит от особенностей планировки квартиры или дома, от компоновки и расположения вентиляционной сети и от габаритов устройства.

Особое внимание рекомендуется уделять такому элементу, как ригель. Уже существующие ригеля могут стать большой проблемой при прокладке вентиляционной сети

Обойти данный элемент можно только через техническое помещение или встроенный шкаф, что получается далеко не всегда. Поэтому о проекте вентиляции следует задуматься еще при проектировании дома, заранее предусмотрев в ригеле наличие проходных окон. Эта же рекомендация касается узлов прохода через кровлю.

Виды системы

Конструкция рекуператоров разных видов имеет существенные отличия, но все подобные устройства обеспечивают нагрев поступающего в помещение воздуха за счет тепла выдуваемых загрязненных воздушных масс. При этом, рекуператор должен предотвращать смешивание воздушных потоков.

Пластинчатый рекуператор

Конструкция такого устройства является максимально простой. Две камеры теплообменника отделяются одна от другой небольшой пластиной, которая обеспечивает эффективный теплообмен между воздушными потоками.

Пластинчатая модель

Одним из основных параметров такого прибора является КПД, который зависит от таких факторов, как:

• время и площадь теплообмена между воздушными потоками;
• теплопроводности материала.

Увеличить эффективность теплообмена можно при помощи установки дополнительных нагревательных элементов:

1. КПД современного рекуператора должен составлять приблизительно 70-80 %.
2. Однако добиться таких показателей в частном доме совсем несложно.
3. Очень эффективным будет дополнительное использование грунтового теплообменника.

Роль грунтового теплообменника

Грунтовой теплообменник представляет собой пластиковую трубу, которая прокладывается на 50 метров от дома на глубине приблизительно 2 метра, и имеет некоторые нюансы:

• забор воздуха с использованием системы грунтового теплообменника позволяет существенно увеличить эффективность вентиляции с рекуперацией тепла;
• такая конструкция помогает избежать образования льда и конденсата на теплообменнике вентиляционной системы;

Обратите внимание! Грунтовой теплообменник позволяет снизить перепад температур между приточным и выходящим потоком воздуха. если не предусмотреть в вентиляционной системе частного дома наличие грунтового теплообменника, то избежать образования конденсата из-за перепада температур, а также повышения затрат на обогрев входящего потока, будет трудно;

если не предусмотреть в вентиляционной системе частного дома наличие грунтового теплообменника, то избежать образования конденсата из-за перепада температур, а также повышения затрат на обогрев входящего потока, будет трудно;

Совет! Если в вентиляционной системе такой конструкции нет, то можно использовать калориферы для нагрева воздуха, а также датчики температуры и систему автоматики.

в такой ситуации воздух чрезмерно низкой температуры будет нагреваться за счет специализированных устройств.Обеспечивает поддержание оптимальной температуры воздуха в течение года

Статья по теме:

Обратный клапан на вентиляцию служит для предотвращения попадания различных запахов в дом. В статье мы попробуем понять, что он собой представляет, как устроен, виды устройств, и насколько сложно его установить у себя в жилище.

Децентрализованные рекуператоры

В многоквартирных домах для воздухообмена в помещениях рационально использовать более компактные устройства. В таких ситуациях отлично подходят децентрализованные рекуператоры.

Конструкции очень компактные, а установить их можно совершенно незаметно под подоконником, на боковой части окна или на откосе оконного проема. Рекомендуется обязательно использовать при установке в помещении пластиковых окон. Рекуператор совершенно не влияет на температуру воздуха в помещении.

«Воздушная форточка»

Роторные рекуператоры

Рекуператоры роторного типа являются самыми эффективными. Их конструкция проектируются таким образом, что входящий и исходящий потоки воздуха, не смешиваясь между собой, обеспечивает вращение специализированного механизма.

Роторный рекуператор тепла в системах вентиляции
Статья по теме:

Приточный клапан в стену. В статье мы подробно рассмотрим виды конструкций, принцип действия, как выбрать место для установки, как правильно осуществить монтаж устройства своими руками, полезные советы и рекомендации специалистов.

Из-за силы вращение происходит нагревание теплообменника со стороны входящего воздушного потока, что обеспечивает дополнительный нагрев. КПД таких устройств составляет 80-90 %.

5 Достоинства и недостатки устройства

К недостаткам можно отнести тот факт, что частично загрязненный воздух попадает в приток. Для этого требуется установка дополнительных фильтров, которые будут очищать воздух. Вращение ротора осуществляется за счет электрического двигателя, который потребляет немало электроэнергии. При внутреннем размещении в помещении занимает немало места, и его работа создает определенный шум.

Дополнительным плюсом этого агрегата считается встроенный электрический нагреватель. Воздушный фильтр позволяет внутрь помещения попадать более чистому воздуху, но увеличивает стоимость этого аппарата.

Основные достоинства применения рекуператоров

Помимо основной своей функции – экономии энергии за счет обмена теплом с наружным воздухом – рекуператор в доме обеспечивает постоянное проветривание помещений при отсутствии сквозняков. Движение воздушных масс, с одной стороны, почти неощутимо физически, с другой – постоянно. Поэтому в вашем доме всегда будет свежий воздух, и вам не придется для этого открывать форточку зимой, вымораживая жилище.

Кроме того, рекуператор обеспечивает очистку помещения от витающей в воздухе пыли, удаляет неприятные запахи и поддерживает оптимальный уровень влажности в доме. Это устройство может работать круглогодично, при этом экономический эффект за счет осуществления теплообмена наиболее ярко наблюдается при большой разнице температур внутри и снаружи дома. Эффективный нагрев или, наоборот, охлаждение территории дома с помощью рекуператора возможны при перепаде уровня внешней и внутренней температуры порядка 20 градусов.

Как собрать рекуператор?

Это устройство достаточно простое, но цены на него понравятся немногим. По этой причине есть смысл сделать его своими руками. Для работы нужно собрать все «ингредиенты» из следующего списка:

• лист оцинкованной стали для пластин (площадь — 4 м2, толщина — от 0,5 до 1,5 мм);
• техническую пробку (в рулоне, толщина — 2 мм) для прокладки, создания зазоров, замена — тонкие деревянные рейки, оргстекло, пластик;
• пенопласт либо фольгированную минвату (толщина — 5 мм);
• пластиковые фланцы для фиксации воздуховодов с таким же диаметром, как и вентканалы (количество — 4);
• лист фанеры, МДФ, металла (нержавейки) или пластика — для изготовления корпуса;
• трубку небольшого диаметра, ее задача — отвод воды;
• универсальный клей, силиконовый герметик;
• металлический профиль — уголок;
• болгарку (ножовку по металлу), электролобзик, шуруповерт;
• крепежи — оцинкованные саморезы;
• защиту — перчатки, очки.

Альтернативой оцинкованной стали может стать поликарбонат, полипропилен либо текстолит. Этапы работ — создание теплообменника, изготовление короба и сборка рекуператора.

Создание пластинчатой конструкции

Сначала нарезают примерно 70 стальных квадратов, сторона — 200-300, 300х300 либо 400х400 мм. Больший размер — большая мощность оборудования. Чтобы гарантировать одинаковый размер, листы разрезают на несколько частей, затем складывают стопкой и делают рез.

Из пробковой подложки (рейки) вырезают прокладки, их ширина — 10-15 мм.

Изготавливают свыше 200 штук тонких полосок. Их длина — сторона пластины. На первый элемент приклеивают 2 полосы по краям, одну по центральной оси, все — строго параллельно. Точно так же поступают со следующей деталью.

1. Вторую пластину поворачивают так, чтобы приклеенные полоски обеих располагались перпендикулярно. Прокладки ее промазывают клеем, затем прижимают к свободной плоскости первой детали.
2. С третьей поступают аналогично. Приклеив полоску, ее фиксируют ко второй, перпендикулярно к ней, но параллельно относительно первой. Таким образом, получают зазоры для движения воздушных масс.

Дальше действуют по тому же принципу: каждую из последующих деталей приклеивают перпендикулярно относительно предыдущей. После сборки блока нужного размера сверху сначала укладывают какую-либо прокладку из дерева, на нее — груз (до 7 кг). После высыхания кассету дополнительно скрепляют уголками: 4 элемента прикручивают к углам стопки.

Сборка корпуса рекуператора

Из листового материала собирают коробку — квадратный ящик. Его длина и высота равняется диагонали блока, ширина — его высоте. Получившуюся коробку утепляют. Все стыки заполняют герметиком. На противоположных стенках сверху и снизу вырезают отверстия, диаметр их должен соответствовать размерам воздуховодов. Затем крепят пластиковые фланцы.

Соединение обоих элементов

В дне короба строго в центре вырезают отверстие для эвакуации конденсата. Диаметр его зависит от имеющейся трубки. Внутрь вертикально устанавливают блок из пластин, отмечают его расположение. На боковых стенах саморезами и герметиком фиксируют уголки, чья задача — служить направляющими кассете, ее можно будет доставать из конструкции.

Перед креплением блока проверяют герметичность устройства между ним и корпусом. При необходимости добавляют утеплитель. Если предусмотрено заранее, в корпусе крепят фильтры и вентиляторы. В последнюю очередь устанавливают крышку. Есть другой вариант — изготовление оборудования с несколькими кассетами. В этом случае меняется размер и форма короба, а также количество блоков.

Самодельный пластинчатый рекуператор сделать несложно, ведь конструкция эта элементарная. Однако времени она (особенно, изготовление блока) отнимет немало. Чтобы познакомиться с прибором, можно посмотреть это видео:

Принцип действия и особенности агрегата

Понятие процесса

За счет такой схемы организации установка будет экономить тепло в доме. За короткий промежуток времени и с небольшими затратами электрической энергии будет сформирован идеальный микроклимат в доме.

Экономическая целесообразность теплообменника рекуперативного типа зависит и от остальных факторов:

• Цены на энергоносители.
• Цена установки устройства.
• Затраты, которые связаны с обслуживанием устройства.
• Продолжительность использования системы.

Обратите внимание, рекуператор воздуха для дома является важным, но далеко не единственным элементом, который требуется для эффективной вентиляции в жилом помещении. Вентиляция вместе с рекуперацией является комплексной системой, которая функционирует лишь при условии работы в профессиональной «связке»

Эффективность устройства

При понижении температуры окружающей среды эффективность агрегата уменьшается, но все же сделать рекуператор воздуха для частного дома своими руками важно, так как при существенной разнице система отопления будет перегружена. Если за окном лишь 0 градусов, то в жом будет попадать воздух с температурой в +16 градусов

Бытовые агрегаты с легкостью справляются со своей задачей. Эффективность устройства рассчитать несложно, если использовать следующую формулу:

Ƞ=(t_пост –  t_улицы)/(t_комн –  t_улицы)

• t_пост – это температура поступившего воздуха (после рекуперации).
• t_улицы – температура на улице.
• t_комн – температура в доме по рекуперации.

Основные разновидности конструкции

Специалисты уделяют особое внимание тому, что системы рекуперации с вентиляцией для тепла есть нескольких разновидностей:

• Пластинчатые.
• Роторные.
• С отдельными теплоносителями.
• Трубчатые.

Конструкция	КПД	Особенности
Теплообменник пластинчатого вида с перекрестным током	От 60 до 80%	Средний КПД, небольшие потери давления, конструкция компактная, удобно подключать.
Комбинированное устройство из двух пластинчатых теплообменников с перекрестным током	От 70 до 80%	Высокий КПД, но из-за этого потери давления выше, удобно подключать.
Теплообменник противоточный на пластиках	От 80 до (!) 90%	Высокий КПД при умеренных потерях давления, требуется место для установки, конструкция дороже вышеописанных.
Теплообменник противоточный канального типа	От 85 до 95%	Самый высокий КПД, относительно большие потери давления, потребуется дополнительно пространство для установки.
Роторный теплообменник	От 75 до 85%	Из-за риска переноса запахов подойдет только для вентиляции, которая рассчитана на одну квартиру, имеет небольшое сопротивление потоку.

Итак, давайте рассмотрим их подробнее.

Пластинчатый вид отличается от остальных видов тем, что в его конструкции есть алюминиевые листы. Такая установка считается наиболее сбалансированной даже с точки зрения стоимости и значения теплопроводности (КПД от 45% до 72%). Устройство отличается также простотой выполнения, доступной ценой и отсутствием каких-либо подвижных элементов. Для установки не потребуется специальная подготовка. Вы сможете провести ее без сложностей дома, собственноручно.

Роторные устройства являются самыми популярными. В их конструкции обязательно присутствует вал вращения, который питается от электричества, а еще 2 канала для воздухообмена с противотоками. Как именно работает подобный механизм? Один из участков ротора начинает прогреваться от воздуха, а после он поворачивается и тепло переходит к холодным массам, которые сосредоточены в соседнем канале. Но, несмотря на высокий уровень КПД у такой установки есть ряд весьма ощутимых недостатков:

• Большой вес.
• Требуется регулярный ремонт и техническое обслуживание.
• Сложно починить устройство своими руками, сделать его вновь работоспособным.
• Воздушные массы смешиваются.
• Зависимость от электроэнергии.

Обратите внимание, что устройство вентиляции с трубчатыми элементами, а еще отдельными теплоносителями почти нельзя сделать в домашних условиях, даже если у вас будут все чертежи и схемы. https://www.youtube.com/embed/SzC8D5tKsSQ

Что необходимо учитывать в работе различных моделей оборудования

Каждая система рекуперации воздуха для частного дома обладает своими сильными сторонами и сферами применения.

Система вентиляции в частном доме с рекуперацией предполагает не только поддержание показателей температуры и влажности, но и устранение неблагоприятных запахов. На рынке представлен разнообразный выбор моделей, отличающихся своими функциональными характеристиками и способами установки.

Например, вытяжка, установленная в вентиляцию, позволяет вывести копоть, запах и жир. При этом в помещение поступает чистый воздух, а жирная пыль не оседает на мебели. Такие условия благотворно сказываются на самочувствии, облегчают уборку помещения.

Пластинчатый теплообменник

Конструкция теплообменника такова, что за счет разделения металлическими пластинками потоки воздуха не смешиваются. Это простое инженерное решение обеспечивает более эффективный теплообмен. Для создания подобного оборудования не требуется больших вложений. Благодаря отсутствию подвижных частей, такой прибор прослужит сравнительно долго. В настоящее время КПД таких устройств доходит до 60-65%.

Элементы изготовлены из алюминиевых сплавов. Они не подвержены коррозийным изменениям и обладают высокими показателями теплопередачи.

Роторная система

В таком оборудовании смешивается незначительная часть воздушных потоков, так как изолятором потоков воздуха является щетка с мелкой щетиной. Роторная система занимает большую площадь, чем пластинчатая, но также обладает высоким КПД (до 86% в лучших моделях). Вращающийся ротор и ремень, который его крутит, снижают общую надежность прибора и повышают энергозатраты на рекуперацию.

Жидкостный рекуператор в офисном помещении

Схема жидкостной рекуперации в офисном помещении

Это дорогостоящие модели, при этом КПД у них не выше, чем у аналогичного оборудования. Основным положительным отличием является возможность размещения отдельных блоков на большом расстоянии друг от друга. Поэтому жидкостные рекуператоры применяются в основном в коммерческих зданиях большой площади. В частных жилых помещениях обычно используют пластинчатый или роторный рекуператор воздуха для дома.

Бризер

Система рекуперации воздуха для частного дома и бризер отличаются в своих назначениях. Прямое назначение бризера — нагревать воздух. В нем не происходит процесс теплообмена, поэтому для повышения температуры воздуха потребуется много электроэнергии.

Компактная модель рекуператора

Эта модель – локальная вентиляция с рекуператором в частном доме. Об ее использовании стоит задуматься. Компактные модели можно установить в стенах разных комнат. Они функционируют обособленно, поэтому не требуют подключения к централизованной установке, осуществляющей настройку и контроль работы всех устройств.

В таких моделях за счет встроенных вентиляторов происходит синхронное перемещение двух воздушных потоков. Продуктивность работы изменяется при помощи пульта дистанционного управления. В ночные часы устройство может быть переведено в режим тихой работы.

Чтобы не происходило обмерзание, предусмотрены специальные каналы, рядом с которыми проходит часть теплого воздуха. Но эффективность этой защиты сохраняется только до -15ºС. Активизация режима вытяжки способствует устранению изморози и льда с поверхности теплообменника. Также этот режим справится с очищением воздуха в комнате от удушливого дыма и других загрязнений.

От проникновения мусора с улицы защищает встроенный фильтр. Размер ячеек фильтра подобран таким образом, что не создает особых препятствий для воздушных потоков, но защищает от проникновения насекомых и пуха растений. Для осуществления технического обслуживания с внутренней стороны рекуператора прикреплена съемная крышка.

Рекуператор: что это такое?

Термин «рекуперация» обозначает обратное движение. В одноименном устройстве происходит воздухообмен между помещением и улицей. Прогретые воздушные массы, проходя через прибор, частично прогревают входящий поток. Это не простое проветривание комнаты при помощи форточки, когда всё тепло безвозвратно теряется. Рекуперация – способ вентиляции с экономным расходом тепла.

Схема рекуператора

В устройство встроен теплообменник, который сохраняет комнатное тепло и отдает его входящему воздуху. Вентиляция с рекуперацией тепла выгодна в первую очередь владельцам частных коттеджей с индивидуальной системой отопления. Они несут расходы за каждый киловатт тепловой энергии, поэтому реально смогут ощутить экономию от использования этого устройства.

Рекуператор для квартиры может быть,не настолько актуален в плане экономии. Но есть и другая польза от применения этого устройства: он эффективно очищает поступающий с улицы воздух от вредных для здоровья городских примесей и аллергенов.

Фильтры в рекуператоре эффективно задерживают частицы пыльцы и пыли

Прибор воздухообмена состоит из двух камер. Двигаясь сквозь эти камеры, воздушные потоки не перемешиваются.

Теплообменник накапливает тепло от одного потока и передаёт его другому

Такой прибор может сохранить до семидесяти процентов тепла, возвращая его в помещение.

Установка вентиляционной системы с рекуператором обойдётся дороже, чем обычная конструкция, но эти расходы окупаются достаточно быстро. Учитывая экономию на кондиционирование и отопление жилища в тридцать процентов, установка рекуператора окупается в среднем за три-четыре года. И это без учёта несомненной пользы для здоровья всего семейства, ведь расходы на препараты от аллергии и ОРЗ сократятся на порядок.

Рекуперация обеспечит дом свежим воздухом