Рекуператор воздуха для частного дома своими руками, фото и видео

Порядок изготовления

1. Листовой материал нарезают квадратами 30х30 см.

Внимание! Кромки пластин должны быть идеально ровными! Для того чтобы края листов не деформировались резать их следует электроинструментом по несколько штук за один раз (сложенными пачкой и зажатыми струбцинами).

2. Заранее проолифленные и нарезанные на 30-ти сантиметровые куски рейки (либо полоски пробки) наклеивают на две противоположные стороны каждого квадрата. Одну пластину оставляют чистой.

Рекруператор обеспечивает приток свежего, но подогретого воздуха

3. Далее, верхние стороны реек покрывают клеем, и собирают все квадраты в единый ровненький сэндвич. Последним на этот «бутерброд» укладывают пластину без прокладок. Каждый последующий квадрат поворачивают по отношению к предыдущему на 90*!

4. Готовый блок по углам стягивают каркасом из металлопрофиля.

5. Затем из металла либо ДСП изготавливают корпус рекуператора и оклеивают его изнутри утеплителем. В противоположные боковые стенки короба врезают по два фланца, после чего герметиком заделывают все щели.

6. После этого короб перегораживают кассетой таким образом, чтобы вход/выход вытяжки и вход/выход притока воздуха оказались по разные ее стороны.

7. Для отвода конденсата в дне корпуса делают маленькое отверстие и вставляют в него тонкий шланг.

8. Короб герметично закрывают крышкой, после чего встраивают готовый рекуператор в систему вентиляции.

Качественно изготовленный рекуператор эффективно отводит загрязненный воздух, предотвращает появление плесени на стенах и при этом дает возможность экономить до 30% расходов на отопление жилища.

Принцип работы рекуператора

Конструкция теплообменника (рекуператора) представляет собой компактный теплообменник.

Рекуператор обеспечивает приток свежего воздуха без теплопотерь в помещении

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.

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

Какой рекуператор выбрать

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

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.

Принцип работы рекуператора

Внутренняя конструкция рекуператора позволяет передавать температуру от выходящего из комнаты потока, входящему с улицы холодному воздуху.

Происходит эта передача различными способами, но в любом случае, посредством дополнительного материала теплообмена, так что два потока не смешиваются (или практически не смешиваются).

Насколько эффективна работа рекуператора, будет зависеть от его конструкции, объёмов, которые он через себя перекачивает и температур за окном. Но в любом случае показатели значительные – от 50 до 91 % экономии.

Рекуператор полезен во все времена года – в мороз он возвращает тепло в дом, а летом, когда на улице становится жарче, происходит охлаждение потока и снижается нагрузка на кондиционеры.

Основные технические параметры

Зная требуемую производительность системы вентиляции и КПД теплообмена рекуператора легко рассчитать экономию на обогреве воздуха для помещения при конкретных климатических условиях. Сравнив потенциальную выгоду с затратами на покупку и обслуживание системы можно обоснованно сделать выбор в пользу рекуператора или стандартного калорифера.

Часто производители оборудования предлагают модельную линейку, в которой вентиляционные блоки с похожим функционалом отличаются объемом воздухообмена. Для жилых помещений этот параметр необходимо рассчитывать согласно таблице 9.1. СП 54.13330.2016

Коэффициент полезного действия

Под коэффициентом полезного действия рекуператора понимают эффективность теплопередачи, которую рассчитывают по следующей формуле:

K = (Т_п – Т_н) / (Т_в – Т_н)

В которой:

• Т_п – температура поступающего воздуха внутрь помещения;
• Т_н – температура наружного воздуха;
• Т_в – температура воздуха в помещении.

Максимальное значение КПД при штатной скорости потока воздуха и определенном температурном режиме указывают в технической документации устройства. Его реальный показатель будет немного меньше.

В случае самостоятельного изготовления пластинчатого или трубчатого рекуператора для достижения максимальной эффективности теплопередачи необходимо придерживаться следующих правил:

• Наилучший теплообмен обеспечивают противоточные устройства, затем перекрестноточные, а наименьшую – с однонаправленным движением обоих потоков.
• Интенсивность теплообмена зависит от материала и толщины стенок, разделяющих потоки, а также от длительности нахождения воздуха внутри устройства.

Зная КПД рекуператора можно рассчитать его энергоэффективность при различных температурах наружного и внутреннего воздуха:

Е (Вт) = 0,36 х Р х К х (Т_в – Т_н)

где Р (м3/час) – расход воздуха.

Расчет эффективности рекуператора в денежном эквиваленте и сравнение с затратами на его приобретение и монтаж для двухэтажного коттеджа общей площадью 270 м2 показывает целесообразность установки такой системы

Стоимость рекуператоров с высоким КПД достаточно велика, они имеют сложную конструкцию и значительные размеры. Иногда можно обойти эти проблемы установкой нескольких более простых устройств таким образом, чтобы поступающий воздух последовательно проходил через них.

Производительность вентиляционной системы

Объем пропускаемого воздуха определяется статическим давлением, которое зависит от мощности вентилятора и основных узлов, создающих аэродинамическое сопротивление. Как правило, точный его расчет невозможен ввиду сложности математической модели, поэтому для типовых моноблочных конструкций проводят экспериментальные исследования, а для индивидуальных устройств осуществляют подбор компонентов.

Мощность вентилятора необходимо выбирать с учетом пропускной способности устанавливаемых рекуператоров любых типов, которая в технической документации указана как рекомендуемая скорость потока или объем пропускаемого устройством воздуха за единицу времени. Как правило, допустимая скорость воздуха внутри устройства не превышает значения 2 м/с.

В противном случае на высоких скоростях в узких элементах рекуператора происходит резкий рост аэродинамического сопротивления. Это приводит к лишним затратам электроэнергии, неэффективном прогреве наружного воздуха и сокращения срока службы вентиляторов.

График зависимости потери давления от скорости потока воздуха для нескольких моделей рекуператоров высокой производительности показывает нелинейный рост сопротивления, поэтому необходимо придерживаться требований по рекомендуемому объему воздухообмена указываемых в технической документации устройства

Изменение направления потока воздуха создает дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому при моделировании геометрии воздуховода внутри помещения желательно минимизировать количество поворотов труб на величину 90 градусов. Диффузоры для рассеивания воздуха также увеличивают сопротивление, поэтому желательно не использовать элементы со сложным рисунком.

Загрязненные фильтры и решетки создают значительные помехи движению потока, поэтому их необходимо периодически прочищать или менять. Одним из эффективных способов оценки засоренности является установка датчиков, отслеживающих перепад давления на участках до фильтра и после него.

Правила выбора рекуператора

Приборы выбирают по мощности, чтобы справлялись с минусовыми температурами в зимнее время

При рассмотрении модели для приобретения нужно оценить, насколько ее характеристики соответствуют данным помещения, в которое планируется установить прибор (высота, площадь, нужная кратность обмена). Для вычисления этих параметров целесообразно обратиться к профессионалу, так как эта процедура требует хорошего знания строительных норм и законов перемещения потоков воздуха, а заменять прибор при ошибке в расчетах обойдется дорого.

Важно определить, сколько воздуха в кубометрах должно поступать в комнату за 1 час. Согласно санитарным нормам, минимальное значение – 30 м2 на человека. В реальности этот показатель, связанный с производительностью прибора, будет больше за счет большого числа издержек: сопротивление воздуховода, величина обслуживаемого помещения и т.д

В реальности этот показатель, связанный с производительностью прибора, будет больше за счет большого числа издержек: сопротивление воздуховода, величина обслуживаемого помещения и т.д.

Также внимание при выборе обращается на чувствительность и надежность блока автоматизации. Многие современные приборы оснащены теми или иными добавочными функциями: регуляция мощности вентиляционных приборов, напора потока воздуха (оценивается количество углекислого газа в вытяжке) и т.д. Следует оценить степень шумогенерации прибора

Следует оценить степень шумогенерации прибора.

Изготовление роторного рекуператора

Прежде чем приступить к процессу создания рекуператора, необходимо рассчитать мощность его работы. Это позволит определить срок окупаемости и общую производительность.

По формуле:

Q= C*M*dT

где:

С – это удельная теплоемкость,

М – масса нагреваемого воздуха,

dT – разница температур.

Роторный рекуператор сделать своими руками достаточно сложно. За такую задачу, как правило, берутся только люди с техническим образованием. Для работы понадобится:

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

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

1. Следует подготовить металлическое основание. В качестве него может подойти труба от канализации. Желательно, использовать наиболее габаритный материал, тогда и само устройство будет работать в несколько раз эффективнее. Его необходимо предварительно отполировать подручными средствами и привести к подобающей форме. Рекомендуется, также предварительно отрезать все лишнее при помощи болгарки;
2. Далее следует подготовить гофрированную сталь, разрезать её на несколько одинаковых частей. Размер их напрямую зависит от длины подготовленного ранее цилиндрического корпуса. Теперь необходимо заполнить этими листами внутреннее пространство слоями;
3. Далее необходимо создать дополнительную изоляцию. Поможет это сделать небольшое количество минеральной ваты. Её рекомендуется равномерно распределить по внутренним стенкам;
4. Остается последний шаг – замаскировать все внутренние и внешние швы герметическим раствором;
5. Стоит заметить, что, скорее всего, роторный рекуператор будет размещен со стороны улицы. Влияние внешних факторов может привести к появлению коррозии и других негативных эффектов. Чтобы этого не произошло, требуется периодически наносить на устройство лаковое покрытие.

Рекуператор практически готов, теперь осталось сделать несколько отверстий для того, чтобы провести через них воздуховод. За счет цилиндрического корпуса будет работать оборудование. Оно будет совершать постоянное вращательное движение. За счет этого в устройство будет периодически поступать то теплый, то холодный воздух, соответственно нагревая и охлаждая все оборудование в целом.

Вентиляция в квартире при помощи рекуператоров

Еще одним фактом в пользу обычной приточно-вытяжной вентиляции является то, что очень часто мы забывали о том, что у нас в квартире существуют естественные вытяжные каналы вентиляции, которые располагаются на кухне, в ванной комнате и туалете. Через эти каналы, воздух должен обязательно удаляться из этих помещений и если в случае с обычной вентиляцией как раз и используются эти каналы для удаления воздуха из квартиры, то система вентиляции с рекуператором этого не предусматривает.

Приточно-вытяжная система с рекуперацией воздуха является сбалансированной, то есть, сколько воздуха в нее входит, столько же воздуха она и выбрасывает на улицу.

В результате, установив систему с рекуперацией воздуха, мы проветриваем жилую часть квартиры, а что у нас будет происходить в оставшейся части квартиры-забываем.

Система вентиляции с рекуперацией не предусматривает забор воздуха из кухни, ванной комнаты и туалета.

(Некоторые установки снабжены дополнительным патрубком для забора воздуха из кухни, но забор из ванны и туалета и в этих установках тоже не предусмотрен)

В результате мы получаем, что комнаты у нас проветриваются, а в остальной части квартиры, творится непонятно, что. Запахи из туалета могут кочевать и в ванну и в кухню и наоборот, запах из кухни будет бродить по квартире двигаясь в сторону ванны и туалета. Установив рекуператор мы получаем, что сколько воздуха у нас попадает в комнаты, столько же воздуха и удаляется из них на улицу и мы потихоньку подходим к главному вопросу: Где взять воздух для естественной вытяжной вентиляции из кухни, ванной комнаты и туалета?

Первое, что приходит на ум это открывать окна. Но тогда зачем вообще городить огород с такой не простой системой проветривания и сетью воздуховодов, если в конечном итоге все равно придется открывать окна? Выход из данной ситуации есть, но он не однозначен.

Первый вариант это использование так называемого «перекоса» в режиме работы рекуператора. Т.е. систему приток-вытяжка можно настроить так чтобы притока воздуха было на 10-15% больше чем вытяжки. Таким образом у нас появится излишек воздуха который будет подаваться в комнаты, а оттуда двигаться в сторону кухни, ванной комнаты и туалета и удаляться из этих помещений через естественные вентиляциолнные каналы. Казалось бы проблема решена, но как всегда и везде есть одно НО.

Что мы получим в результате, настроив свой рекуператор в режим перекоса?

Почему «частичную нормализацию»? Потому что для нормальной вытяжки из ванной и санузла необходимо около 75м3/ч воздуха, а из кухни порядка 150-180м3/ч. Таким образом всего нужно порядка 200 м3/ч «лишнего воздуха», а это для обычного домашнего рекуператора не малая цифра. Если эта цифра составляет 15% от всего объема воздуха прокачиваемого рекуператором, то общий объем всей системы должен быть равен примерно 1300 м3/ч. Согласитесь, цифра достаточно большая для обычной квартиры в 70-150 м2. Если ставить рекуператор меньшего объема и выделять те же 200 м3/ч воздуха для естественной вытяжки, то перекос в работе системы будет гораздо больше положенных 15%, а КПД рекуператора будет стремиться к 0 из-за того, что приточного холодного воздуха становится значительно больше чем вытяжного, приточный воздух нагревается значительно слабее и в результате либо падает температура воздуха в комнатах, что ведет ес-но к дискомфорту, либо приходится использовать в системе дополнительный электрический нагреватель для догрева воздуха, что приводит к большому расходу электроэнергии и сводит на нет всю экономию.

Второй вариант получения избыточного воздуха в квартире, для удаления его через каналы естественной вентиляции, это установка проветривателя типа Тион 3S. Данное устройство и его бюджетные аналоги, например Аэропак СН, устанавливаемые совместно с приточно-вытяжной вентиляцией, позволяют получить избыточный приточный воздух в квартире и нормализовать естественную вентиляцию. Существует не мало различных проветривателей и более подробно про каждый из них можно прочитать в разделе проветриватели.

В этой статье мы рассмотрели принцип работы, положительные и отрицательные стороны пластинчатых рекуператоров на целлюлозной основе. В следующей статье, мы затронем плюсы и минусы пластинчатых и роторных рекуператоров.

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.

Расчет мощности

Для расчета мощности важен тип помещения, температура и влажность в нем, а также площадь

Производительность устройства в кубометрах в секунду можно рассчитать, если известен требуемый по нормативам объем притока воздушных масс на человека. Если обозначить первую величину латинской литерой Q, а вторую – L, расчетная формула примет вид: Q=L*0,355*(t_ком – t_ул), где:

t_ком – требуемая температура в помещении;

t_ул – значение показателя на улице.

Чтобы найти КПД устройства, нужно знать 3 температурных показателя: t1 – на улице, t2 – параметр воздуха, поступающего в жилище после прохождения через прибор, t3 – домашний воздух до рекуперации. Тогда КПД будет равен (t2 – t1)/(t3 – t1).

Типы рекуператоров

Рекуператор является фактическим теплообменником, центральным узлом такой эффективной системы. В нём воздух, нагнетаемый в дом, нагревается или охлаждается за счет части энергии, получаемой от удаляемого воздушного потока, не смешиваясь с ним, благодаря особенностям конструкции. По мнению специалистов, за схемами рекуперационной вентиляции будущее, поскольку именно они дают существенную экономию энергоресурсов.

Пластинчатый

Важным параметром блока рекуператора является его коэффициент полезного действия. Для обеспечения требуемой эффективности он должен быть не менее 70−80%. Путей повышения КПД несколько. Это увеличение времени и площади теплообмена или предварительный нагрев подаваемого воздуха. В условиях частного домовладения, добиться роста КПД таким способом достаточно легко, используя грунтовые теплообменники. Пластиковая труба, диаметром до 200 мм, проложенная на расстояние до 50 метров, на глубине около 2 метров, позволит дополнительно согреть зимой и охладить летом подаваемый в дом воздух.

Важным параметром блока рекуператора является его КПД

Приём значительно увеличивает общую эффективность всей системы вентилирования с рекуперацией. При использовании грунтового теплообменника зимой снижается риск возникновения обледенения или инея на пластинах теплообменника перекрёстной или противоточной конструкции за счёт большого перепада температур воздушных потоков. Исключаются расходы энергии на нагрев входящего потока, упрощается конструкция теплообменника и снижается его конечная стоимость. Если не применять грунтовой теплообмен, то неизбежное выпадение конденсата на пластинах приведет зимой к их обмерзанию. В этом случае в блоке теплообмена устанавливается дополнительное оборудование. Сюда входит блок автоматики, управляющий по сигналам датчиков температуры и давления, заслонкой обходного воздуховода («байпас») и включением дополнительного калорифера для нагрева поступающего воздуха до оттаивания пластин рекуператора.

Как выбрать?

При желании стать владельцем рекуператора, у людей часто возникают вопрос, как выбрать бытовой стеновой проветриватель от изготовителя. Какая мощность и КПД должны быть у прибора с увлажнителем для бассейна и квартиры?

Данные агрегаты характеризуются простотой в обслуживании, высокой эффективностью и производительностью

При покупке рекуператора специалисты рекомендуют не обходить вниманием такие характеристики:

• материал корпуса, его толщина, наличие изоляции;
• сила вентиляторного напора;
• наличие дополнительных возможностей, которые способны сделать работу прибора легче и эффективнее.

По мнению специалистов, для квартиры лучше приобрести пластинчатый либо роторный теплообменник. Такой вид техники характеризуется высоким показателем КПД, а также экономит расход тепла в помещении.

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.

Зная температуру воздуха, можно определить КПД рекуператора

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.