Устройство рекуператора воздуха для самостоятельного изготовления

Эффективная вентиляция воздуха обеспечивает комфортный микроклимат, благоприятный для проживания в частном доме или квартире. Решить задачу поступления насыщенного кислородом воздуха и одновременно сохранить тепло в помещении можно с помощью энергосберегающей системы рекуперации. За счёт температуры удаляемых воздушных масс рекуператор нагревает входящий воздух, что снижает теплопотери и расходы на отопление. Изготовить и установить рекуператор не так сложно, как может показаться.

Принцип работы рекуператора

Конструкция теплообменника (рекуператора) представляет собой компактный теплообменник.

Конструкция устройства обеспечивает в зимнее время нагрев входящих холодных масс воздуха за счёт повышенной температуры выходящих воздушных потоков, а летом не позволяет жаркому уличному воздуху проникнуть в помещение.

Монтаж теплообменника в частном доме или квартире позволяет снизить тепловые потери и уменьшить затраты на отопление и кондиционирование.

Воздушные массы перемещаются самостоятельно, не смешиваясь между собой. Повышенная теплопроводность рабочих элементов камеры обеспечивает эффективный обмен тепловой энергии циркулирующих потоков воздуха.

Рекуператор может функционировать самостоятельно за счёт естественного движения воздушных потоков, оснащаться вентилятором или встраиваться в вентиляционную систему.

Интенсивность охлаждения и нагрева воздуха зависит от перепада температур воздушных масс.

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.

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.

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.

Рециркуляционный теплообменник

В конструкции этого типа в качестве посредника, осуществляющего передачу тепловой энергии, используется жидкость.
о 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.

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.

Какой рекуператор выбрать

Можно продолжить описание особенностей конструкций и разновидностей агрегатов. Однако не все типы рекуператоров монтируются в условиях небольшой квартиры или частного дома.

Самыми целесообразными конструкциями для изготовления и установки своими силами в квартире или собственном коттедже являются пластинчатый рекуператор с перекрёстным движением воздушных потоков или трубчатое коаксиальное устройство противоточного типа.

Для частных помещений, оборудованных пластиковыми окнами, выбор таких типов конструкций — оптимальное решение. Застой воздуха, вызванный отсутствием сквозняков, затрудняет свободное дыхание, а кондиционер «гоняет по кругу» один и тот же воздух. Приток кислорода необходим, и не всегда для проветривания требуется открывать окна. Обновление воздушной среды в частном доме или квартире с помощью трубчатого или пластинчатого рекуператора будет осуществляться через каждые два часа. Летом помещение насытится охлаждённым воздухом, а зимой — подогретым.

Эти две разновидности рекуператоров отличаются простотой конструкции, малыми габаритами, низкими затратами по изготовлению и доступностью применяемых материалов. Кроме того, данные рекуператоры не создают шума, легко устанавливаются и не нуждаются в специальном обслуживании.

Расчёт мощности теплообменника

Планируя установку теплообменника в квартире или частном доме, важно правильно рассчитать мощность и учесть размеры конкретных помещений.

Рассчитывайте мощность рекуператора по формуле: P = 0, 335 х Q х (Т_вн. – Т_улич.), где:

• P — мощность устройства, Вт;
• Q — объём воздуха в м³, который ежечасно должен поступать в помещение;
• Т_вн. — температура внутреннего воздуха после рекуператора;
• Т_улич. — температура уличного воздуха до входа в рекуператор.

Выполняя расчёт мощности, учитывайте нормативный объём приточного воздуха. Его величина составляет 60 м³/ч для лиц, постоянно находящихся в помещении, и 20 м³/ч — для временных посетителей.

Рассмотрим пример: требуется нагреть на 15 °C воздушный поток объёмом 100 м³ в час, поступающий с улицы в помещение.

P=0,335х100х15=500 Вт.

Как сделать пластинчатый рекуператор своими руками

Учитывая уровень цен на готовые пластинчатые рекуператоры, стоит задуматься о самостоятельном изготовлении этого устройства.

Пластинчатая конструкция — плюсы и минусы

Рекуператор с пластинчатым теплообменником обладает следующими достоинствами:

• отсутствием быстроизнашивающихся и подвижных элементов;
• высокой тепловой эффективностью, составляющей 65%;
• небольшими габаритами;
• простой конструкцией теплообменника;
• возможностью энергонезависимой работы;
• лёгкостью самостоятельного изготовления;
• отсутствием необходимости в специальном обслуживании и регулировке;
• возможностью установки в любую зону воздушной магистрали.

Одновременно с достоинствами имеются и слабые стороны:

• обледенение пластин при отрицательной температуре уличного воздуха и высокой влажности внутри здания;
• невозможность регулировки концентрации влаги в помещении.

Однако имеются проверенные решения, позволяющие при обмерзании теплообменника повысить эффективность работы устройства. Необходимо предпринять специальные меры по обогреву рекуператора или использовать целлюлозные кассеты, которые поглощают влагу, не позволяют образоваться конденсату и обладают эффектом увлажнителя.

Необходимые материалы

Для изготовления пластинчатой конструкции теплообменника подготовьте следующие материалы:

• листовой металл 0,5–1,5 мм (предпочтительно алюминий) для изготовления пластин теплообменника. Допускается применение оцинковки, текстолита, сотового поликарбоната или гетинакса (учитывайте, что с уменьшением толщины пластин возрастает коэффициент теплоотдачи);
• материал для обеспечения гарантированного зазора между пластинами в интервале 2–3 мм (можно использовать деревянные планки, органическое стекло, техническую пробку или обычный шнур шириной порядка 10 мм);


• листовой материал для изготовления корпуса (подойдёт также тонкий металл, фанера, стружечные плиты или любая имеющаяся ёмкость требуемых размеров);
• клей и герметик на основе силикона;
• утеплитель, имеющий толщину 4 см (можно использовать минеральную вату или пенопласт);
• соединительные фланцы, соответствующие диаметру труб;
• вентилятор, мощность которого определяется расчётным путём;
• стальные уголки для изготовления стоек;
• крепёжные элементы (шурупы, саморезы).

Для выполнения работ понадобится электрический лобзик или обычная болгарка.

Изготовление

Для самостоятельного изготовления пластинчатого теплообменника не требуется специальная техническая подготовка. Осуществляйте изготовление деталей рекуператора и сборку устройства, руководствуясь предварительно разработанным чертежом.

Выполняйте работы по следующему алгоритму:

1. Нарежьте заготовки квадратной формы, имеющие размер стороны 20–30 см. Подготовьте для пакета 70 пластин, имеющих идеальные размеры и плоскостность поверхности. Используйте электрический инструмент, позволяющий выполнять резку группы заготовок.


2. Подготовьте и приклейте к элементам пакета прокладки, соответствующие размерам пластин. Наклеивайте параллельные полосы прокладок с боковых сторон пластин (за исключением одной крайней пластины) и в центре.
3. Соберите в блок комплект заготовок, смазав клеем сопрягаемые плоскости полос. Произведите укладку панелей, осуществляя поворот каждой последующей заготовки под прямым углом. Контролируйте совпадение краёв. Наклейте последнюю пластину, на которой отсутствуют прокладки.
4. Обеспечьте плотное прилегание деталей блока. Для улучшения схватывания положите на кассету груз. Каналы в полученном блоке чередуются на каждом уровне и располагаются под углом 90 градусов.
5. Соберите полученную конструкцию в силовой каркас. Тщательно заделайте все зазоры герметиком.
6. Соберите корпус, обеспечив возможность диагонального расположения блока теплообменника. Размер по диагонали теплообменного блока должен соответствовать внутренним размерам корпуса рекуператора, а ширина корпуса — толщине пакета. Предусмотрите места для монтажа вентиляторов и фильтровальных элементов при необходимости.
7. Подготовьте в боковых стенках корпуса отверстия для установки патрубков.
8. Зафиксируйте на внутренних стенках корпуса направляющие элементы для установки теплообменника. Расположение пакета должно обеспечивать возможность сбора конденсата в нижней части и вывод его через дренажный канал.
9. Герметизируйте стыки деталей корпуса, закрепите патрубки воздуховодов с фланцами.
10. Плотно вставьте кассету теплообменника в корпус устройства, обеспечив угол 45 градусов между боковой поверхностью пластин и стенкой корпуса рекуператора.
11. Обеспечьте герметичность четырёх полученных каналов вокруг теплообменника. При необходимости устраните щели герметиком. Движение воздушных потоков должно осуществляться только через зазор между пластинами теплообменника.
12. Установите на входе воздушных магистралей фильтровальные элементы и вентиляторы, если их монтаж предусмотрен конструкцией изделия.
13. Окрасьте корпус, обеспечив защиту от коррозии и гниения. Утеплите рекуператор, используя теплоизоляционные материалы.

Видео: изготовление пластинчатого рекуператора

Как сделать трубчатый коаксиальный рекуператор своими руками

Владельцы квартир часто выбирают для самостоятельного изготовления и монтажа трубчатый коаксиальный рекуператор, считая его конструкцию более простой. Технология самостоятельного изготовления теплообменника не слишком трудоёмка и требует элементарных навыков работы с инструментом.

Трубчатая коаксиальная конструкция — плюсы и минусы

Трубчатый рекуператор с коаксиально расположенными оболочками выгодно отличается:

• повышенным до 65–70% коэффициентом полезного действия;
• отсутствием подвижных частей;
• компактной конструкцией;
• доступностью материалов для самостоятельного изготовления;
• простотой изготовления;
• лёгкостью установки;
• возможностью работы без дополнительного электрооборудования.

У коаксиального рекуператора имеются и недостатки:

• невозможность изменения влажности в помещении;
• зависимость эффективности работы устройства от длины коаксиальных труб.

Необходимые материалы

Для самостоятельного изготовления трубчатого рекуператора понадобятся материалы, приобрести которые можно в любом специализированном магазине:

• пластиковая труба диаметром 16 см, применяемая для канализации;
• переходники с диаметра 16 см на 10 см, используемые в качестве разветвителей;
• гофрированная труба диаметром 10 см, изготовленная из алюминия;
• вентилятор с посадочным размером, соответствующим диаметру трубы.

Приобретая материалы для изготовления рекуператора, помните, что длина канала определяет КПД устройства. Для повышения интенсивности работы можно установить небольшой вентилятор, улучшающий циркуляцию воздуха.

Изготовление трубчатого рекуператора

Для самостоятельного изготовления устройства предварительно разработайте схему трубчатого рекуператора — это поможет избежать ошибок при сборке.

Выполняйте работы, соблюдая последовательность операций:

1. Отрежьте заготовку пластиковой трубы необходимого размера, являющуюся корпусом теплообменника.
2. Упакуйте алюминиевую гофру внутри пластиковой трубы, обеспечив её максимальное растяжение.
3. Закрепите в торцах магистрали переходники, соединив с ними гофрированную трубу.
4. Обеспечьте герметичность крепления гофрированной трубы к патрубкам переходников.
5. Соедините приточную магистраль к свободным патрубкам переходного элемента.
6. Состыкуйте коаксиальный теплообменник с вентилятором. Это улучшает прохождение воздушного потока по гофре.

Предложенная схема сборки обеспечит эффективный теплообмен между стенками гофры и внешней трубой коаксиального рекуператора.

Видео: изготовление трубчатого теплообменника

Как узнать КПД оборудования

Для определения коэффициента полезного действия рекуператора руководствуйтесь формулой: КПД = (Тпост. — Твнеш.) / (Твнутр. — Твнеш.), где:

• Т_пост. — температура поступающего в помещение воздуха после прохождения через теплообменник рекуператора;
• Т_внеш. — температура уличного воздуха на входе в устройство;
• Т_внутр. — температура удаляемого из помещения потока до рекуперации.

Перемножив полученное значение на 100, получим выраженный в процентах КПД теплообменника.

Например, внешняя температура 0 °C, внутренняя +20 °C, а рекуперированный воздух нагрелся до 14,8 °C.
КПД=(14,8–0)/(20–0)=0,74.
Коэффициент полезного действия устройства, представленного на рисунке, составляет 0,74х100%=74%.

Значение КПД изменяется в зависимости от условий работы.

Установка и монтаж в частном доме

Не так сложно выполнить установку рекуператора в частном доме.

Трубчатый тип устройства

На примере трубчатого типа, оснащённого вентиляторами, рассмотрим последовательность выполнения работ по самостоятельной установке устройства.

Установка осуществляется на расстоянии 10–15 см от потолка помещения. Монтаж производится следующим образом:

1. Просверлите сквозной канал диаметром 165–170 мм со стороны помещения на улицу с наклоном 3 градуса на внешнюю сторону.
2. Установите в отверстии рабочий модуль теплообменника.
3. Обеспечьте выступание с внешней стороны помещения выходного патрубка от уровня стены на 15 мм.
4. Заполните свободное пространство монтажной пеной или уплотнителем, обеспечивающим герметичность и фиксированное положение корпуса.
5. Установите защитные решётки с противоположных сторон корпуса.
6. Подключите согласно схеме устройство рекуперации к электрической сети напряжением 220 в.
7. Подайте напряжение и проверьте работоспособность рекуператора.

Установленное устройство может функционировать в одном из трёх вариантов:

• в пассивном режиме. Минимальный воздухообмен 6–9 м³ в час осуществляется благодаря естественному перепаду давления внутри помещения и с уличной стороны;
• в режиме проветривания. Осуществляется одновременная работа двух вентиляторов. Создаётся интенсивный обмен воздушных масс с максимальной производительностью 70–80 м³ в час;
• в ночном положении. Циркуляция воздушных масс объёмом 20–25 м³ в час создаётся принудительным путём за счёт уменьшенной с помощью реостата частоты вращения вентиляторов.

Помните, что все мероприятия по подключению к электрической сети устройства рекуперации выполняются при отключённом питающем напряжении.

Пластинчатый тип устройства

Пластинчатый теплообменник может устанавливаться как самостоятельное устройство, так и в магистралях, оборудованных вытяжным и приточным вентилятором. Подключение пластинчатого устройства с прямоугольными каналами осуществляется в магистралях, имеющих соответствующее сечение воздуховодов.

Для установки используются переходные колена.

Крепление рекуператора можно осуществить в потолочной части помещения с помощью шпилек.

При пассивном режиме работы устройства осуществляется естественный подогрев воздушных масс, циркулирующих благодаря перепадам давления. Подключается с помощью выходных патрубков к магистралям, обеспечивающим отвод и подачу воздушных масс.

Монтаж пластинчатого рекуператора, функционирующего совместно с вытяжным и приточным вентилятором, осуществляется путём соединения устройства с воздушными магистралями согласно схеме.

В частном доме рекуператор пластинчатого типа можно подключить, руководствуясь различными схемами.

Видео: установка пластинчатого рекуператора

Отзывы о работе устройства

Об эффективной работе тепло- и воздухообменника и целесообразности его установки свидетельствуют многочисленные отзывы.

Полтора года назад переехали в новую квартиру. В спальне по углам и на потолке была плесень. Сделали ремонт, в местах появления плесени обработали всем чем можно, но по прошествии полугода она начала появляться вновь. Пришлось делать ремонт заново, на этот раз более продуманно. Оказалось дело в недостаточной вентиляции, т. к. дом старый, вентиляционные шахты почти «не тянут», окна пластиковые. Решением оказался рекуператор. Прошло более полугода с момента ремонта, пока все отлично и дышится в комнате прекрасно!

Я заказала установку рекуператора в загородный дом. Пока его работой все очень довольны. Главное изменение — дома всё время свежий и при этом не холодный воздух. Может, летом это не так актуально, а вот зимой — очень!

У меня в квартире на кухне висит под потолком камера Mitsubishi- 150 м³/ч. Работает не выключаясь и зимой и летом уже 5 лет. Без вентиляции жена уже не согласилась бы жить.

При ремонте комнаты сразу запланировали монтаж рекуператора, проложили кабель к месту установки, установили под окном у радиатора, выглядит аккуратно и эстетично. В комнате дышится легче, планируем установить в остальные помещения.

Отличная вещь! Со своей задачей полностью справляется. Воздух у нас в спальне всегда свежий, сон улучшился в несколько раз. И засыпаем быстрее, и встаём легче. Я немного опасалась в спальню устанавливать, потому что все равно звук работы любого прибора слышен, но на деле оказалось, что он очень-очень тихий и не мешает.

Живём с прошлого года в доме. Проветривания помещений явно не хватало для хорошего микроклимата. После монтажа двух рекуператоров на весь дом, заметили — белье после стирки стало сохнуть гораздо быстрее, избыточная влажность ушла. Зимой рассчитываем сократить затраты на энергопотребление при помощи рекуператора!

Делюсь здесь опытом использования рекуператора. Установили его в середине декабря прошлого года и с тех не представляем, как жили в духоте раньше без него. Воздух дома стал намного чище, свежее. В спальне это незаменимая вещь, да и в детской тоже. Не надо открывать окна каждый раз, когда становится душно. Ещё я первое время была просто в восторге оттого, что пыли на подоконниках в спальне стало немного меньше. Сейчас уже ко всем плюсам рекуператора привыкли и хотим установить ещё один в большую комнату.

Практика подтверждает эффективность использования рекуператоров в качестве самостоятельных устройств, а также в системах вентиляции помещений. Характеристики изготовленных своими руками рекуператоров соответствуют показателям образцов, выпускаемых современной промышленностью. При небольших финансовых затратах можно самостоятельно изготовить и установить агрегат, который обеспечит здоровый микроклимат в частном доме или квартире.

Источник: tehznatok.com

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.

Технологические решения

Рекуператоры тепла имеют множество технических реализаций, среди которых есть как локальные приточно-вытяжные установки, так и оборудование для монтажа в централизованные системы. В любой отдельно взятой модели разработчики стремятся продумать каждую мелочь, ведь для таких устройств прирост по одному из показателей неизбежно вызывает ухудшение других параметров.

Например, чтобы успеть отдать максимум тепла вытяжной воздух должен проходить по как можно большему пути, что неизбежно увеличивает общее аэродинамическое сопротивление системы вентиляции. Получается, что для корректной работы высокоэффективного рекуператора необходим либо разгонный участок очень большой протяжённости, либо принудительное перемещение воздуха с вытекающей из этого зависимостью от электроснабжения.

В соответствии с устройством и принципом действия различают пластинчатые, трубчатые и роторные рекуператоры — это три наиболее популярных типа, которые пригодны к использованию в гражданской сфере благодаря простоте конструкции.

Пластинчатые рекуператоры — это ёмкости со сложным лабиринтом перегородок, по которым во встречных направлениях перемещаются два потока воздуха. Это наиболее простой тип конструкции, получивший наибольшее распространение в бытовых рекуператорах. Главный недостаток — увеличение аэродинамического сопротивления в точке установки.

   Пластинчатый рекуператор

Трубчатые рекуператоры устроены сложнее, по сути, они представляют собой один крупный канал, в котором проложены несколько трубок меньшего диаметра. Для достижения площади теплового контакта, сопоставимой с пластинчатой конструкцией, требуется увеличение длины каналов, что приводит к повышению материалоёмкости, негативно сказывается на габаритах и стоимости прибора. Но есть и позитивный аспект: завихрения воздуха при движении через систему трубок способствуют более эффективной теплопередаче, не замедляя вытяжной поток.

   Трубчатые рекуператоры

Роторные рекуператоры используют для теплообмена рабочее тело — набор тонких вращающихся дисков, которые нагреваются при прохождении через тёплый канал и остывают в холодном. Недостаток таких рекуператоров — технологические зазоры между дисками, которые хоть и незначительны, но всё же приводят к частичному смешиванию потоков.

   Приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором

В целом все конструкции имеют примитивное устройство, что сказывается на эффективности, поэтому многие производители дополняют классическую схему прибора некоторыми интересными решениями. Усиленная работа ведётся над поиском материалов, хорошо поддающихся обработке и как можно лучше передающих тепло. В пластинчатых рекуператорах стенки изготавливают гофрированными или устанавливают на них оребрение, трубчатые теплообменники выполняют тонкостенными из цветных металлов.

Одним из самых интересных решений служит установка элементов Пельтье, причём за счёт положительного COP их количество буквально ничем не ограничено. Тот же принцип используется и в рекуператорах, совмещённых с системой воздушного отопления: тепловые насосы в таких установках обладают гораздо более широким диапазоном рабочих температур и увеличенным коэффициентом прироста мощности.

В наиболее продвинутых рекуператорах работает система двойного обращения потока. Тёплый вытяжной воздух подаётся изначально на более холодную часть теплообменника, где за счёт большой разницы температур наблюдается существенное увеличение эффективности теплопередачи. Также в процессе образуется конденсат, который подогревается и передаётся на испаритель внутри приточной камеры. Это помогает нивелировать осушение воздуха при нагреве, кроме того, вода как носитель скрытой теплоты способствует ещё более интенсивному переносу энергии. Некоторые моменты продуманы до мелочей: например, двигатели специально размещают в начале вытяжного и конце приточного тракта, а также снабжают качественным оребрением для полного возврата паразитного тепла.

Определение производительности

Для рекуператора как части вентиляции наиболее важными являются три параметра: приведённое аэродинамическое сопротивление, допустимый проток и эффективность, выраженная в отношении возвращённого тепла к общему количеству энергии, содержащейся в воздухе при действующей дельте температур. Это отношение непостоянно: чем холоднее приточной воздух, тем в целом эффективнее работает рекуператор, причём зависимость этих изменений не линейная. Поэтому так важно обращать внимание на диаграммы изменения основных характеристик в зависимости от прочих условий.

Q = S · v · 3600

где:

• Q — пропускная способность вентканала, м³/ч;
• S — площадь сечения канала, в м²;
• v — скорость потока, м/с.

K_t = (T₃ – T₁) / (T₂ – T₁)

где:

• K_t — коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
• T₁ — температура наружного воздуха, °C;
• T₂ — температура воздуха в помещении, °С;
• T₃ — температура приточного воздуха, °С.

Первоначальный критерий — допустимая величина протока — определяется параметрами системы вентиляции. Разумеется, воздухообмен не может быть ниже норм, установленных СНиП: 3 м³/ч·м² или 30 м³/ч на каждого человека при норме обеспеченности пространством менее 20 м³/чел. При этом общая кратность воздухообмена за час должна составлять не менее 0,35. Если параметры системы вентиляции на данный момент не соответствуют норме, рекуператор выбирается по нормативным требованиям, а система вентиляции впоследствии дорабатывается.

Если производительность рекуператора с принудительным движением воздуха превышает пропускную способность системы вентиляции более чем на 50%, избыточный шум устраняется установкой глушителя. Также нужно помнить, что производительность вентилятора на приточном канале выше, чем на вытяжном, разницу нужно выбирать в соответствии с количеством дополнительных точек естественного удаления воздуха.

  Воздушный рекуператор тепла и влаги

Не существует определённых требований к энергоэффективности установки, в целом этот параметр важен для определения выгодности покупки. Оценить условный КПД прибора можно по онлайн-калькуляторам и данным от производителя, за точку отсчёта принимается разница температур приточного воздуха. Дополнительно нужно обратить внимание на ограничения по влажности воздуха и разнице температур, из-за несоответствия этих показателей возможно обмерзание рекуператора зимой.

Управление рекуператором

Как правило, рекуператоры служат активным элементом принудительной системы вентиляции или как минимум подразумевают возможность регулировать интенсивность воздухообмена. Можно назвать несколько способов наладить взаимодействие между рекуператором и остальными компонентами.

В самом простом случае рекуператор не имеет устройств принуждения потока, но при этом оснащается регулируемой заслонкой. Она необходима, чтобы обеспечивать корректное соотношение между пропускной способностью теплообменника и текущей мощностью вентилятора в зависимости от места расположения последнего. В одном случае встроенный в рекуператоре блок управления регулирует скорость вращения вентилятора, но также возможен вариант, где используется ПЛК со встроенным пропорциональным регулятором, настройка которого проводится опытным путём.

   ПЛК для управления вентиляцией

В другом случае рекуператор служит единственным устройством принуждения потока и, соответственно, только скорость работы его вентиляторов определяет интенсивность воздухообмена. Для таких устройств предусмотрено ручное переключение режимов, а также внутренние алгоритмы управления, оптимизирующие теплообмен в зависимости от текущей разницы температуры. Самые совершенные в плане эргономики установки подключаются к системе общедомовой автоматизации и самостоятельно подстраивают производительность в зависимости от количества людей или опираясь на данные комнатных газоанализаторов.

Место и способ установки

Рекуператоры бывают напольной и подвесной потолочной установки. Есть и третий вариант — точечные стеновые рекуператоры, которые монтируются в каждом помещении, соседствующим с улицей, и не требуют прокладки дополнительных коммуникаций.

Варианты потолочной установки интересны возможностью спрятать техническое оснащение дома в полости подвесных или натяжных потолков. Такие устройства немного дороже из-за требований к компактности, в то же время для их подключения не требуются дополнительные обводные каналы. Очевидный минус такого типа размещения — повышенная шумность, обусловленная малым удалением работающих двигателей от вентиляционных решёток.

   Способ установки рекуператора в квартире

Напольные (и настенные) рекуператоры ориентированы на установку в технических помещениях. Их производительность не ограничена габаритами, но требуется качественно выполнить систему обвязки. Как правило, устройства этой категории используют по совместительству с системами воздушного отопления и кондиционирования.

Монтаж рекуператора

Сама установка и подключение рекуператора ограничиваются его механическим креплением к капитальной поверхности и стыковкой с общим вытяжным и приточным каналами. После этого места соединений герметизируются, а сам рекуператор облачается в специальный корпус, выполняющий одновременно функцию теплозащиты и шумопоглощения.

Гораздо сложнее дело обстоит с проектированием систем вентиляции, если в них предусмотрена установка рекуператора. Для канальных рекуператоров требуется прокладка двух воздуховодов в каждую жилую комнату для забора и подачи воздуха. При этом важно рассчитать живое сечение вентиляционных решёток и правильно подобрать раструбы, чтобы избежать возникновения дополнительных шумов.

   Установка приточно-вытяжной вентиляции

В структуре общедомовой вентиляции рекуператоры обеспечивают воздухообмен только между жилыми помещениями. Вытяжные каналы из кухни и санузлов обычно устраиваются в обход теплообменника из-за чувствительности последнего к грязному воздуху и высокой влажности. На такой случай можно рекомендовать установку дополнительного узла фильтрации воздуха с жироулавливающими и дисперсными фильтрами. Также можно сделать выбор в сторону многоканальных рекуператоров, конструкцией которых предусмотрено подключение вспомогательного контура вентиляции для технических помещений.

Смотрите также по теме:

   Фанкойл. Новый уровень комфорта в помещении!

   Повышение энергосбережения в бизнесе. Современный подход к технологиям.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[mailpoet_form id=»1″]

Источник: powercoup.by

Эффективность и принцип действия систем рекуперации

Рекуператор (recuperator) в переводе с латинского – «возвращающий» или «получающий обратно». В нашем случае он играет роль теплообменника, задача которого – задержать тепловую энергию, стремящуюся покинуть помещение вместе с выходящим воздухом в холодное время года, и заблокировать поступление этой же тепловой энергии (в виде горячего воздуха) в помещение в летний период.

Рекуператор воздуха состоит из нескольких каналов, через которые, не смешиваясь друг с другом, проходят воздушные потоки, входящие и выходящие из проветриваемого помещения. Если температура потоков воздуха различается, они начинают обмениваться тепловой энергией, и, соответственно, горячий воздух остывает, а холодный – нагревается. Кроме того, в процессе происходит осушение воздуха, связано это с конденсацией жидкости на каналах теплообменника. Применение систем рекуперации помогает сократить потери тепла до 70 %.

Использование рекуператора в системе вентиляции позволяет:

• иметь постоянный качественный теплообмен;
• компенсировать неэффективность работы естественной вентиляции вследствие установки герметичных окон и дверей;
• отказаться от использования энергозатратных калориферов и кондиционеров;
• экономить на отоплении;
• поддерживать чистоту воздуха в квартире – в нем будет отсутствовать уличная пыль и пыльца растений.

Вентиляционная система с рекуператором позволяет обеспечить постоянное обновление воздуха в помещении и создает комфортные температурные условия внутри комнаты.

Виды рекуператоров

Системы рекуперации можно разделить на несколько типов.

• Прямоточный, противоточный, перекрестный рекуператоры отличаются способом перемещения потоков воздуха.
• В зависимости от конструктивных особенностей рекуператоры могут быть ребристыми, трубчатыми, пластинчатыми и пластинчато-ребристыми.
• По материалу изготовления теплообменники бывают металлическими, пластиковыми, мембранными.
• По принципу действия выделяют:
  • пластинчатый (перекрестно-точный) рекуператор – наиболее популярный тип простой конструкции, используемый в домах и квартирах;
  • роторный рекуператорр – для работы требуется источник электроэнергии, вращающий роторный элемент, имеют большие размеры и высокий КПД (до 87 %);
  • крышный рекуператор – установка промышленного уровня;
  • коаксиальный рекуператор — легок в исполнении даже без опыта;
  • рециркуляционный (жидкостный) рекуператор – передает воздуху тепло с помощью воды или антифриза, имеют сложную конструкцию и КПД, сопоставимый с эффективностью пластинчатого теплообменника.

Пластинчатый рекуператор

Пластинчатые рекуператоры чаще всего выполняются в виде резервуара, разделенного внутри полосами оцинкованной стали, которые создают каналы для движения потоков воздуха. Перемещаясь по каналам, воздушные струи не смешиваются, но зато могут обмениваться тепловой энергией, что приводит к выравниванию температур входящих и исходящих потоков воздуха.

Вентиляционные системы, в основе которых используются пластинчатые рекуператоры, обладают рядом достоинств:

• высокой эффективностью – до 65 % КПД;
• несложной конструкцией и компактными размерами;
• простотой изготовления и обслуживания;
• легкостью регулировки;
• возможностью установки на любом участке воздуховода;
• отсутствием необходимости использования электрической энергии;
• отсутствием подвижных и трущихся деталей.

Есть у таких теплообменников и свои недостатки:

• Риск обмерзания при отрицательных температурах вследствие конденсации влаги в каналах рекуператора, снижающего эффективность работы устройства.
• Невозможность регулирования влажности воздуха.

На сегодняшний день использование рекуператоров пластинчатого типа в системах приточно-вытяжной вентиляции считается наиболее эффективным решением для квартиры.

Источник: mr-build.ru

Принцип действия и особенности агрегата

Понятие процесса

Итак, что представляет собой рекуперация тепла? Это особый процесс теплообмена, при котором не прогретый воздух с улицы нагревается благодаря выходящему потоку воздуха из помещения.

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.

Современные устройства отличаются не только высокими показателями КПД и особенностями использования, но и по конструкции. Давайте рассмотрим наиболее популярные решения и их особенности.

Основные разновидности конструкции

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

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

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.

Рекуператор своими руками

Рекуператор воздуха сделать несложно, если подобрать верную конструкцию. Самой простой с точки зрения выполнения будет пластинчатая система. У такой модели есть и большие плюсы, и не менее заметные минусы. Если говорить о преимуществах, то даже сделанный своими руками рекуператор воздуха для частного дома даст вам:

• Высокий уровень КПД.
• Не потребуется привязка к электричеству.
• Простота и надежность конструкции.
• Доступность материалов и функциональных элементов.
• Длительный срок эксплуатацию.

Но перед тем, как начать делать рекуператор воздуха своими руками, уточните все преимущества и недостатки модели. Главный недостаток – это обледенение при сильном морозе. На улице уровень влажности не настолько высокий, как в комнате, и если на нее не воздействовать, она начнет превращаться в конденсат. При морозе высокая влажность будет способствовать образованию наледи.

Есть несколько способов того, чтобы защитить устройство рекуператора от обмерзания. Это специальные решения небольшого размера, которые отличаются эффективностью и способом реализации:

• Воздействие термическим путем на конструкцию, и благодаря этому наледь не будет задерживаться внутри системы (при этом КПД будет уменьшено на 20%).
• Отвод воздушных масс от пластин механическим путем, получается принудительный отогрев льда.
• Дополнение вентиляционной системы целлюлозными кассетами, которые будут поглощать  избыточную влагу. Она будет перенаправлена в жилье, и при этом не только будет устранен конденсат, но и получится эффект увлажнения.

Большинство специалистов сошлись на мнении, что целлюлозные кассеты на сегодняшний день – это лучшее решение. Они будут функционировать при любой погоде за окном, и при этом не будет потребление электричества, не потребуется канализационный отвод и контейнер для конденсата.

Инструменты и приспособления

Итак, что следует подготовить перед тем, как начать сборку домашнего агрегата пластинчатого вида? Специалисты советуют обратить свое внимание на такие материалы:

1. Листы алюминия (подойдет поликарбонат или текстолит). Обратите внимание на то, что чем тоньше будет материал, тем лучше будет теплообмен. Приточная вентиляция в таком случае будет функционировать лучше.
2. Деревянные рейки (с шириной 1 см и толщиной 0,2 см). Они должны быть помещены между соседними пластинками.
3. Минеральная вата (толщина до 4 см).
4. Фанера или металл для изготовления корпуса устройства.
5. Уголок.
6. Клей.
7. Метизы.
8. Герметик.
9. Вентилятор.
10. 4 фланца (под сечение трубы).

Важно! Диагональ корпуса обязательно должна соответствовать ширине теплообменника. Что касаемо высоты, то она должна быть отрегулирована под общее число пластин и их толщину при связке с рейками.

Чертежи

Листы металла используют для нарезания квадратов, которые по размеру должны иметь стороны от 20 до 30 см. В таком случае постарайтесь подобрать оптимальное значение с учетом того, какая система вентиляции была установлена в вашем доме. Листов должно быть не меньше 75 штук. Для того, чтобы они были ровнее, используйте одновременно только с 2-3 листами.

Для полноценного осуществления рекуперации энергии в системе следует подготовить деревянные рейки по размерам сторон квадрата. После этого аккуратно обработайте их при помощи олифы, а после каждый деревянный элемент приклейте на вторую сторону металлического квадратика. Один из квадратов обязательно должен остаться не оклеенным.

Чтобы рекуперация и вентиляция воздуха были эффективнее, каждую грань реек сверху следует тщательно промазать клеевым составом. Отдельные элементы должны быть собраны в сэндвич из квадратов. Очень важно, чтобы второй, третий и остальные квадраты были повернуты на 90 градусов по отношению к предыдущему. Благодаря такому способу изготовления рекуператора воздуха своими руками будет проведено чередование каналов и их перпендикулярное положение.

После этого на клей следует зафиксировать верхний квадрат, на котором будут отсутствовать рейки. При использовании  уголков конструкцию следует аккуратно стянуть и прикрепить. Чтобы процесс рекуперации тепла в системе вентиляции был осуществлен без потерь воздуха, следует заполнить щели герметиком. Изготовьте фланцевые крепления.  Изготовленное устройство поместите в корпус. Заранее на стенах устройства следует сделать несколько уголковых направляющих. Теплообменник должен быть размещен так, чтобы его углы упирались в боковые стенки, и тогда конструкция будет напоминать ромб.

Остатки в виде конденсата будут оставаться в нижней части. Главной задачей является получить два вытяжных канала, которые изолированы друг от друга. Внутри конструкции из элементов в виде пластин должно быть смешение воздушных масс. Внизу следует сделать небольшое отверстие, чтобы отвести конденсат через шланг. В конструкции сделайте четыре отверстия для фланцев.

Отдельно на входе оставьте место для фильтров. Конструкцию требуется покрыть минеральной ватой, и после установить вентилятор, а само устройство должно быть совмещено с вентиляционной системой.

Расчет устройства

Для того, чтобы определить мощность рекуператора для конкретного пространства, используйте такую формулу:

Ǫ=0,355 * L * (t_комн –  t_нач.)

• Ǫ – производительность (м³/сек).
• L – общее кол-во приточного воздуха, которое должно поступить по норме на 1 человека (65 м³/час  на того, кто  в помещении постоянно, и 25 м³ на тех, кто находится в помещении временно).
• (t_комн –  t_нач.) – это показатель разницы между температурой, которая требуется, и той, что на улице.

К примеру, для того, чтобы нагреть воздух в комнате до +25 градусов, где постоянно находиться один человек, требуется произвести следующий расчет: Ǫ=0.355*60*25=532, 5 Вт.

Для определения КПД агрегата будет достаточно узнать температуру в трех главных точках входа в систему:

КПД=(t_рекуп –  t_улич)/ (t_дом –  t_улич)

• Температура, поступающая с улицы до рекуперации (t_улич).
• Температура, поступающая в дом после рекуперации(t_рекуп).
• Температура, выходящая из дома до рекуперации (t_дом).

Источник: domsdelat.ru

Другие статьи по теме:

Пластиковые септики для канализации Рекуператор воздуха своими руками Как называется машина для откачки канализации Пластиковый канализационный колодец Рекуператор своими руками Измельчитель для унитаза