Рекуператор своими руками

На сегодняшний день применение рекуператоров пластинчатого типа в системах приточно-вытяжной вентиляции считается одним из наиболее эффективных решений для жилых помещений.

Роторный рекуператор своими руками — интересная идея экономии тепла

Обеспечение доступа свежего воздуха в жилых зданиях крайне важно, однако проветривание в зимний период приводит к значительным потерям тепла, что, в свою очередь, повышает затраты на отопление. Для минимизации этих теплопотерь при вентилировании используются рекуператоры, которые обеспечивают одновременно отток использованного воздуха и приток свежего воздуха извне. При этом рекуператоры забирают тепло из убывающего потока и используют его для нагрева новопоступающего воздуха. Конструкция такого устройства вполне доступна для самостоятельной сборки.

Материалы для сборки рекуператора:

• Тонкая труба (диаметром 4-10 мм);
• Материал из оцинкованной стали;
• Резьбовая шпилька (6-10 мм);
• 2 подшипника;
• Электродвигатель;
• Приводной ремень.

Длина рекуператора должна соответствовать толщине стен, либо быть меньше. Необходимо аккуратно измерить толщину стены, а затем нарезать тонкие металлические трубки, которые будут служить наполнителем для цилиндрического корпуса устройства.

Следующим этапом станет изготовление оси вращения рекуператора. Для этого потребуется подготовить резьбовую шпильку, длина которой должна превышать длину ранее подготовленных трубок на 30-40 мм.

Из листа жести необходимо вырезать диск под диаметр будущего ротора рекуператора. Важно отметить и вырезать внутреннюю часть диска, оставив 3 спицы для дальнейшей эксплуатации.

Далее необходимо создать цилиндрический корпус ротора. Для этого из дерева или фанеры вырезают 2 круга аналогичного размера. С их помощью из жести требуется свернуть цилиндр, который затем соединяется заклепками. Обратите внимание, что корпус должен быть на 10 мм длиннее, чем подготовленные трубки.

В цилиндр помещают трубки, они должны быть расположены плотно. В центре устанавливается ось, сверху помещается жестяной круг, а затем торец цилиндра обрезается с помощью ножниц. После чего стенки цилиндра подгибаются для фиксации фланца.

Самодельный вариант номер 1

На мой взгляд, это одно из наиболее оптимальных решений.

Из комментариев к ролику:

Рекуператор просто превосходный! КПД на высоте. Общая площадь теплообмена составила 2 м². Грамотно организован слив конденсата, что обеспечивает легкость в уходе: достаточно промыть. Материалы, из которых он сделан, не подвержены коррозии. Бюджет очень низкий. Я полагаю, что благодаря тому, что теплопроводность пластика ниже, чем у стали, точка росы распределяется на большую длину, и конденсат, выпадая, будет замерзать более равномерно зимой. Воздушному потоку будет легче вдыхать иней. Одни плюсы…
Зимой он может замерзать, что не относится к самой конструкции рекуператора, это вопрос физики… У меня имеется два таких устройства. Чтобы решить проблему замерзания, можно забор воздуха осуществлять через грунт, чтобы точка росы сместилась в грунтовую трубу. Либо же просто выключить приточный вентилятор на некоторое время, прогревая рекуператор. Или радикально – подогреть феном в течение примерно 5 минут. Но это все временные меры. Инеем он покрывается достаточно быстро. Существуют теоретические методы, которые могут сдуть кристаллы инея, однако на практике они работают ничтожно, вероятно, потому что используются металлические компоненты. Только решение с грунтом действительно уберет проблему, или альтернативный подогрев входящего воздуха. Точку нужно выносить наружу.

Вам может пригодиться формула площади круга S=πR². Необходимо поделить площадь трубы диаметром 160 мм на сумму площадей всех ваших 40 трубочек. В идеале эта цифра должна равняться 2. Вентиляторы должны использоваться на подачу и обратку и иметь одинаковый расход по кубатуре. Каждый из них должен перекачивать за один час объем, равный объему всего вашего дома. Вход рекуператора и его выход в доме, а также на улице должны максимально удаляться друг от друга. В идеале размещение в разных углах по диагонали. В противном случае вся установка может оказаться почти бесполезной… Я на это и хотел вас направить, судя по вашим расчетам, у вас переизбыток трубок, их должно быть меньше.

Все выглядит очень хорошо, но я добавлю свои пять копеек. Основное сопротивление в вашей системе создают фильтры, и с течением времени оно будет увеличиваться, особенно для вытяжного фильтра. Рекомендую использовать фильтры большей площади, мешочного типа, так как они обеспечивают меньшее сопротивление и требуют менее частого обслуживания. Главное, что нужно учесть – это избегать наружных поворотов 90 градусов, их следует заменить на плавные переходы 2*45 градусов.

Вариант масштабнее

Плюсы и минусы этого решения:

1. Отсутствие конденсата.
2. Нет необходимости прокладывать воздуховод от теплообменника в противоположные углы квартиры, что существенно упрощает установку. Прокладывать воздуховоды под потолком не потребуется.

Как идея: установить вентиляторы на 220 с китайским приемником (автомобильный замок). Централизованный блок будет иметь пульт от автозамка и просто подавать сигнал, а вентиляторы, размещенные по всему дому, будут принимать сигнал и переключаться. При этом трансформаторы не потребуются.

Слабые места

1. Недостаток ясности по характеристикам: температурным режимам, теплоемкости и кубометрам. Возможно, при увеличении воздухообмена показатели не будут такими привлекательными.
2. Электроника, хоть и простая, все же добавляет сложности.
3. Есть опасения, что зимой лед может нарушить работу устройства. В рамках проекта Прана этот вопрос был решен просто: небольшой наклон в сторону улицы + подогрев входящего воздуха мощностью 60 Вт, который по инструкции должен включаться при температуре ниже нуля. Тем не менее, один раз он все же наморозил лед, и струйка конденсата пошла по стене внутри квартиры.

Виды рекуператоров

Системы рекуперации можно разделить на несколько категорий.

• По телефону: прямоточными, противоточными и перекрестными рекуператорами, которые отличаются способом перемещения потоков воздуха.
• В зависимости от конструктивных особенностей выделяются ребристые, трубчатые, пластинчатые и пластинчато-ребристые рекуператоры.
• По материалу изготовления теплообменники бывают металлическими, пластиковыми, или мембранными.
• По принципу работы выделяются:
  • пластинчатые (перекрестно-точные) рекуператоры – самые распространенные устройства простой конструкции, используемые в домах и квартирах;
  • роторные рекуператоры – требуют наличия источника электроэнергии для вращения роторного элемента и обладают крупными размерами с высоким коэффициентом полезного действия (до 87%);
  • крышные рекуператоры – установки промышленного класса;
  • коаксиальные рекуператоры — их легко выполнять даже без предварительного опыта;
  • рециркуляционные (жидкостные) рекуператоры – передают теплоту воздуху с помощью воды или антифриза и имеют сложную конструкцию с КПД, сопоставимым с эффективностью пластинчатого теплообменника.

Пластинчатый рекуператор

Пластинчатые рекуператоры чаще всего имеют вид резервуара, разделенного внутри полосами оцинкованной стали, которые создают каналы для движения воздухов столбиков. Проходя по этим каналам, воздушные потоки не смешиваются, однако способны обмениваться тепловой энергией, что приводит к выравниванию температур входящих и исходящих потоков воздуха.

Вентиляционные системы, основанные на пластинчатых рекуператорах, обладают рядом преимуществ:

• высокая эффективность (до 65% КПД);
• несложная конструкция и компактные размеры;
• легкость в изготовлении и обслуживании;
• удобство регулировки;
• возможность установки на любом этапе воздуховода;
• отсутствие необходимости в использовании электрической энергии;
• отсутствие подвижных и трущихся деталей.

Однако такие теплообменники также имеют некоторые недостатки:

• Риск обмерзания при низких температурах из-за конденсации влаги в каналах рекуператора, что снижает его эффективность.
• Невозможность регулирования влажности воздуха.

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

Для чего нужен рекуператор воздуха и как он работает?

Независимо от назначения каждого помещения, система удаления использованного воздуха является необходимым атрибутом. Однако у традиционной вентиляции есть серьезный недостаток – вместе с отработанным воздухом на улицу теряется и тепло. Особенно это актуально зимой, поскольку теплопотери приводят к нерациональному расходу топлива, задействуемого для отопления. Поэтому в современных условиях все чаще устанавливают рекуператоры для частных домов, которые помогают компенсировать эти потери.

Принцип работы вентиляционной системы включает в себя создание воздушного потока, который перемещается по помещению от нижней точки (ближе к полу) к верхней (ближе к потолку). Эти точки располагаются на противоположных стенах, что обеспечивает высокую эффективность работы вентиляции. Свежий воздух поступает из нижней части, а отработанный уходит через верхнюю, что создает эффективную циркуляцию.

Собрать рекуператор для частного дома своими руками довольно просто. Прежде всего, важно понять, как он функционирует. Слово «рекуператор» не русский термин; это латинское слово, означающее «возвращение чего-либо».

Рекуператор для системы вентиляции частного дома – это устройство, в котором уходящий воздух передает находящееся в нем тепло воздушному потоку, поступающему в помещение. Это означает, что во внутрь приходит не холодный воздух, а уже нагретый.

Рекуператор не является частью воздушного отопления, это элемент вентиляционного оборудования и рассчитывать на то, что он сможет обогреть частный дом, было бы неуместно.

Экономическая эффективность его использования зависит от четырех факторов:

• финансовые затраты на монтаж;
• долговечность и стоимость обслуживания устройства;
• время работы системы;
• тип топлива, которое применяется для отопления частного дома.

Виды рекуператоров для частного дома

Эти устройства можно классифицировать по двум основным группам:

1. По типу движений воздушных масс.
2. По конструктивным особенностям.

Первая группа включает две подгруппы: воздух с улицы и на улицу может двигаться либо в одном направлении, либо в противоположном. Эти системы называются прямоток и противоток.

Вторая группа более разнообразна, поскольку существует множество конструктивных решений. Наиболее простой из них – это труба в трубе, аналогично коаксиальному дымоходу. Конструировать такой рекуператор для частного дома своими руками не сложно, изготавливая его из двух труб, сделанных из оцинкованной стали.

Иногда для реализации используется лишь одна оцинкованная труба, которая меньшего диаметра устанавливается внутри более крупной. Вторая труба может быть из пластика. Оцинковку также можно заменить на алюминиевую гофру, что позволит снизить расходы.

Принцип работы такого рекуператора для частного дома заключен в следующем:

• Теплый отработанный воздух из помещения проходит через внутреннюю трубу;
• Свежий воздух извне циркулирует в межтрубном пространстве.

Труба меньшего диаметра изготавливается из металла (сталь или алюминий), так как металл обладает хорошими термическими свойствами. Это означает, что эффективность передачи теплоэнергии будет значительно выше.

У всех рекуператоров есть важное свойство: чем больше площадь поверхности взаимодействия между двумя воздушными потоками, тем лучше. Однако, чтобы достичь максимального коэффициента полезного действия данной системы, необходимо учитывать, что длина труб может быть ограничена условиями планировки частного дома. Можно было бы создать конструкцию в виде зигзага, но это представляет собой сложную задачу.

Тем не менее такой прямодвижащий рекуператор является хорошим решением для небольших частных домов и может быть изготовлен собственными руками.

Как сделать своими руками коаксиальный рекуператор

Для его сборки понадобятся:

• Канализационная пластиковая труба диаметром 160 мм;
• Гофрированная труба диаметром 100 мм;
• Два пластиковых тройника под углом 45° с диаметром 160 мм;
• Два пластиковых переходника от диаметра 160 мм до 100 мм.

Процесс сборки осуществляется следующим образом:

1. В канализационную трубу по всей длине вставляется гофра. Концы гофры должны выступать наружу.
2. Один конец гофры вставляется в тройник, так чтобы он вышел из отвода, расположенного под углом 45°.
3. К пластиковому тройнику крепится канализационная труба.
4. Повторите то же самое с другим тройником.
5. На тройники устанавливаются переходники.
6. Через патрубки диаметром 100 мм выдвигаются края гофры. В этом месте осуществляется герметизация между пластиком и алюминием, для чего лучше использовать силиконовый герметик шириной 2-3 см.
7. Излишки концов гофры отрезаются так, чтобы они находились на одном уровне с патрубком переходника.

После этого необходимо подключить изготовленный вами рекуператор к системе вентиляции частного дома. К гофре подсоединяется воздуховод, из которого уходит теплый воздух, а к пластиковой трубке диаметром 160 мм – воздуховод, по которому в дом поступает свежий воздух с улицы. Также можно предусмотреть установку переходников для упрощения соединения.

Обратите внимание, что эта конструкция универсальна, и может использоваться как в режиме прямотока, так и в режиме противотока.

Применение сложных теплообменников

Существуют конструкции, состоящие из двух радиаторов, между которыми циркулирует жидкость, осуществляющая функции теплообмена. Применение этих устройств ограничивается стоимостью комплектующих и их громоздкостью, однако функциональность и продуктивность уже доказали себя. Фреоновые системы с испарением теплоносителя независимы от источников энергии, но требуют соблюдения определенного температурного диапазона; другие системы нуждаются в принудительной циркуляции жидкости.

Идеи по созданию рекуператора могут возникнуть во время модернизации жилища, но наиболее эффективные решения лучше всего реализовывать на стадии проектирования и строительства. Если с самого начала встроить воздушные каналы в систему климат-контроля, то коэффициент полезного действия будет максимальным.

Но это требует предварительных расчетов и профессионального проектирования системы приточно-вытяжной вентиляции.

Рекуператор для охлаждения

Рассмотренные выше примеры были способами снижения затрат в отопительный сезон, однако система рекуперации также может использоваться в летнее время для охлаждения притягиваемого теплого воздуха.

Если объединить роторный рекуператор с тепловым насосом, можно получить конкурентоспособную альтернативу кондиционеру.