рекуператор для квартиры своими руками чертежи
Самодельный рекуператор для загородного дома с КПД 80%
Наступила зима, и я решил усовершенствовать систему вентиляции в моем загородном доме. До этого момента ее практически не было, все вентилирование осуществлялось за счет открывания окон, выбрасывания теплого отработанного воздуха и впускания холодного свежего с улицы. Я что-то слышал о системах рекуперации (recuperatio — обратное получение, возвращение), позволяющих не просто выбрасывать тепло вместе с воздухом, а использовать его для нагревания входящего свежего воздуха с заметной экономией энергии на отоплении. Подумав — а почему бы и нет, я решил попробовать сделать такую систему самостоятельно.
Теоретическая часть очень проста.
Рекуператор — это ящик со слоями фольги или чего то подобного, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. По четным промежуткам между слоями из дома выходит теплый отработанный воздух, по нечетным заходит с улицы свежий холодный. Потоки идут навстречу друг другу, при этом теплый отработанный воздух из дома, проходя по промежуткам между фольгой, соприкасаясь через фольгу с холодным воздухом с улицы, постепенно отдает ему свое тепло и выходя из рекуператора остывает почти до температуры входящего. Входящий с улицы воздух, в свою очередь, поглотив тепло выходящего из дома воздуха, нагревается почти до температуры воздуха в помещении.
Расчетная экономия на отоплении входящего с улицы воздуха ожидалась в районе 1-2 квт, при объеме циркуляции через вентиляцию с рекуператором около 100-150м3/час, что делало проект теоретически рентабельным и окупаемым.
Подумав и порисовав
я приступил к закупкам материалов и изготовлению устройства.
Процесс изготовления состоял из двух основных этапов — изготовления ящика с внутренним слоем из пластиковой сэндвич панели
и приклеивания слоев фольги с проставками на силиконовый герметик. На одно только приклеивание слоев фольги с их вырезанием ушло дня четыре, не меньше.
Слоев вышло 43 штуки, общая площадь фольги в рекуператоре около 17 м2.
Дальше идет монтаж ящика на стену в топочной и подключение его к системе вентиляции.
Запуск, измерение температур воздуха в помещении, на улице, на выходе из рекуператора в дом и на выходе рекуператора на улицу, а также дальнейший расчет КПД по формуле КПД=(t[рек]-t[внешн])/(t[внутр]-t[внешн]) показали очень неплохой КПД — около 80%, притом что для коммерческих рекуператоров нормальным является КПД в районе 65-80%.
В чем секрет? В огромной площади теплообмена и удачной конструкции. 17м2 фольги против 4-5м2 у магазинных рекуператоров. Призматическая форма теплообменника вместо 2-3 квадратных теплообменников позволяет более эффективно использовать площадь и объем внутри рекуператора. Расчеты тепловой «мощности» рекуператора показали около полутора киловатт экономии энергии на обогрев воздуха.
Изготовление бытового рекуператора воздуха своими руками
Обязательным условием комфортного проживания в частном доме является наличие правильно подобранной системы вентиляции, которая качественно обновляет воздух в помещении. Такое оборудование поддерживает оптимальный микроклимат, регулирует влажность и не охлаждает помещение зимой. Используя специальный рекуператор воздуха, можно расширить функциональность системы вентиляции, сократить расходы домовладельца на обогрев и коммунальные платежи.
Особенности и принцип работы
Под рекуперацией принято понимать процесс теплообмена, когда идущий с улицы холодный воздух нагревается тёплым потоком, который удаляется из квартиры. Используемые установки отличаются простотой конструкции, они надежны, позволяя предупредить быстрое охлаждение помещения в зимнее время года. Работают рекуператоры на электричестве, при этом современное оборудование отличается экономичностью, а расход энергии будет в разы меньше, чем возможная экономия на обогреве помещения.
Принцип работы таких устройств чрезвычайно прост. Внутри рекуператора холодный и теплый поток встречаются, но не смешиваются. При этом происходит активная передача тепла холодному воздуху с улицы, который может нагреваться на 3−5 градусов. В каждом конкретном случае эффективность таких устройств и их функциональные возможности будут различаться, в зависимости от выбранной конструкции, типа техники, наличия или отсутствия дополнительных вентиляторов с теплонагревающими элементами.
Основные типы конструкций
Изначально устройства для рекуперации тепла в системах вентиляции представляли собой простейшую технику, выполненную в виде небольшого ящика с тонкой перегородкой. Сегодня появились многочисленные разновидности, которые отличаются своим принципом работы, наличием или отсутствием дополнительных нагревающих элементов, способом формирования воздушных потоков и рядом других характеристик.
Основные типы рекуператоров:
Устройства с пластинчатым теплообменником используют перекрестный ток потоков, которые, не смешиваясь, эффективно передают тепло, нагревая тем самым помещение. КПД у таких установок в зависимости от их размера может составлять 60−80%. Они отличаются минимальными потерями давления, удобны в подключении и использовании, имеют компактную конструкцию, что позволяет располагать его внутри стен дома.
Комбинированные рекуператоры могут иметь два пластинчатых теплообменника, где формируется перекрестный поток воздуха. К преимуществам оборудования этого типа относится высокий коэффициент полезного действия, удобство подключения и простота обслуживания. Единственный недостаток таких установок — это существенная потеря давления, что вынуждает использовать дополнительные вентиляторы и нагнетатели для воздушного потока.
Пластинчатые промышленные теплообменники рекуператоров противоточного типа отличаются простотой конструкции, они обеспечивают КПД на уровне 90%, позволяя предупредить охлаждение помещения и эффективно нагревая поступающий в дом воздух с улицы. К недостаткам оборудования противоточного пластинчатого типа относят сложную конструкцию, высокую стоимость, а также увеличенные габариты.
Противоточные трубчатые бытовые теплообменники обеспечивают максимально возможную эффективность, имеют КПД на уровне 95%. Используя такой рекуператор в системе вентиляции, необходимо дополнительно подключать нагнетатели воздуха, так как потери давления могут составить 40−50%. Также недостатком установок этого типа являются их увеличенные габариты и высокая стоимость оборудования.
Рекуперативные теплообменники роторного типа обладают показателем КПД на уровне 75−85%, они рассчитаны на одну квартиру и имеют небольшое сопротивление потоку. Предлагаются такие установки по доступным ценам, отличаются компактными габаритами, их монтаж и последующее обслуживание не представляет какой-либо особой сложности.
Самостоятельное изготовление рекуператора
Сегодня в продаже можно найти различные модели изготовленных в заводских условиях системы рекуперации воздуха для частного дома, которые отличаются качеством сборки, имеют высокие показатели КПД, а их монтаж не представляет сложности. Однако высокая цена такого оборудования отрицательно сказывается на его популярности на российском рынке.
Поэтому многие отечественные домовладельцы самостоятельно изготавливают нагреватели, выполнить которые можно из подручных материалов с использованием простейших инструментов. Нужно лишь продумать тип конструкции, а также рассчитать мощность установки, которая должна подходить под показатели производительности всей системы вентиляции в доме.
Проще всего сделать своими руками рекуператор для частного дома пластинчатого типа, который отличается простотой конструкции и эффективностью. Можно найти многочисленные схемы выполнения такого оборудования, что существенно упрощает работу, одновременно имеется возможность точного расчёта мощности конкретной установки.
К преимуществам самодельных пластинчатых рекуператоров принято относить следующее:
К минусам таких нагревателей для системы вентиляции принято относить лишь вероятность образования наледи при сильных морозах, что отрицательно сказывается на эффективности установки, вплоть до полного прекращения нагрева поступающего с улицы воздуха. Чтобы решить такие проблемы с обледенением, необходимо дополнительно утеплять рекуператор или устанавливать его в теплом обогреваемом помещении.
Большой популярностью пользуются самодельные рекуператоры кассетного типа, которые эффективны и при этом полностью решают проблемы с появлением конденсата и обледенением при низких температурах. Выполнить такие нагреватели и их кассеты можно из целлюлозы, а корпус устройства изготавливается из жести или любого другого металла, хорошо защищенного от коррозии.
Необходимые компоненты и материалы
Перед тем как непосредственно приступать к изготовлению рекуператора, необходимо подготовить используемые инструменты и материалы. Для такой работы потребуется следующее:
Можно использовать уже готовые целлюлозные кассеты, которые выпускаются для фильтров автомобилей и кондиционеров. Их использование позволяет существенно упростить изготовление рекуператора, повышая его мощность и в последующем упрощая обслуживание самодельного оборудования.
Подыскать в интернете простые в реализации схемы изготовления самодельных рекуператоров не составит труда. Также простейшие чертежи можно выполнить самостоятельно с учетом мощности оборудования и необходимой производительности. Выполнять такое устройство без схемы изготовления не следует, так как в последующем сложно правильно собрать всю систему, что отрицательно сказывается на надежности оборудования и его эффективности.
Сборка нагревателя
Сборка рекуператора не представляет особой сложности. Необходимо нарезать не менее 70 листов металла с размерами сторон от 200 до 300 мм. Подготавливаются деревянные рейки, размеры которых должны полностью соответствовать сторонам нарезанных листов металла. Древесину следует обработать олифой, что предупредит гниение и потерю прочности у внутренних элементов теплообменника. Подготовленные рейки приклеивают клеем с двух сторон металлических квадратов. Собрав все заготовки, можно приступать к следующему этапу работы.
Чередовать собранные квадраты следует с поворотом в 90 градусов, что позволит обеспечить перпендикулярное расположение кассет внутри рекуператора, гарантируя тем самым максимальную эффективность нагрева воздушных потоков без их смешивания. Верхний квадрат, к которому не крепят рейки, приклеивается к нижнему с помощью специального металлического клея. Дополнительно для повышения прочности конструкции ее стягивают уголками и фиксируют саморезами или аналогичным крепежом. Щели следует обработать герметиком, после чего формируют фланцевые крепления.
Теплообменник приточного рекуператора готов. Осталось выполнить из металла или пиломатериалов корпус устройства, смонтировать внутри каркаса сотовую кассету. Устанавливать теплообменник необходимо таким образом, чтобы он упирался в рёбра, формируя визуально ромб, через который в последующем будет проходить холодный воздух с улицы и удаляемый нагретый поток из дома.
Если корпус самодельного рекуператора изготавливается из древесины, следует обработать пиломатериалы специальными пропитками, что предупредит их гниение и быстрый выход из строя оборудования. В процессе работы на теплообменнике будет образовываться конденсат, который стекает с металлических кассет, скапливаясь на дне корпуса. Следует предусмотреть небольшие отверстия для удаления влаги, которые располагаются на одном уровне с дном корпуса устройства.
На последнем этапе работы крепят к деревянному или металлическому корпусу четыре фланца, которые выполняют из полипропиленовых труб или аналогичных материалов. Их фиксируют с использованием соответствующих хомутов и фитингов, дополнительно промазывая герметиком, чтобы обеспечить максимально возможную герметичность изготовленного корпуса устройства.
Для повышения эффективности самодельного вентиляционного рекуператора его следует дополнительно обшить минеральной ватой, которая предупреждает теплопотери и образование конденсата. Последний часто появляется, если такое оборудование установлено на открытом воздухе или же в неотапливаемом помещении.
На входе установки можно смонтировать воздушные фильтры, которые обеспечивают первичную очистку воздуха от имеющихся загрязнений, тополиного пуха и различных аллергенов.
Использование рекуператора в системе вентиляции частного дома позволяет расширить функциональные возможности такого оборудования, предупреждая быстрое охлаждение комнат в зимнее время года, что экономит расходы домовладельца на оплату коммунальных услуг. Хозяева могут приобрести уже готовые обогреватели, которые отличаются компактными размерами, простотой монтажа и эффективностью. Также можно изготовить рекуператор своими руками, что позволит сократить расходы на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.
Эффективный рекуператор воздуха своими руками
Любой, кто постоянно читает FORUMHOUSE, знает, что качественная вентиляция – залог здорового микроклимата в доме. Правильно рассчитанная и смонтированная система вентиляции обеспечивает постоянный приток свежего воздуха в дом и отток отработанного наружу. Однако зимой, вместе с отработанным воздухом, наружу выбрасывается драгоценное тепло, а с улицы в дом поступает холодный воздух, на нагрев которого тратится дополнительная энергия.
Чтобы не отапливать улицу, всё большее количество современных и энергоэффективных домов оснащают рекуператорами. А т.к. цены на промышленные образцы, мягко говоря, кусаются, то лучший выход – это засучить рукава и сделать рекуператор воздуха для дома самостоятельно!
Принцип действия рекуператора
Прежде чем приступить к конструированию самодельного устройства, необходимо разобраться в принципе его работы.
Слово «рекуператор» (от латинского «recuperatio») означает получение или возвращение чего-либо обратно. Воздушный рекуператор – это устройство, в котором посредством теплообмена происходит передача тепла от потока исходящего, уже нагретого воздуха, входящему холодному воздуху.
Таким образом снижаются теплопотери дома, что позволяет уменьшить затраты на отопление.
Не следует путать понятия воздушное отопление и рекуперация. Одно относится к системе отопления, а второе является частью современной вентиляционной системы загородного дома и даже дачного домика.
Эффективность и экономическая выгода от установки рекуперационной системы в доме зависит от следующих факторов:
Dan!la:
– Рекуператор – это всего лишь часть (и не самая дорогая) системы принудительной вентиляции. Поэтому его и вентиляцию следует рассматривать как общую систему.
Вентиляция с рекуперацией своими руками
Виды рекуператоров
Рекуператоры классифицируются в зависимости от конструктивного исполнения и предназначения, а именно:
1. По типу движения теплоносителя (воздуха) – прямоток или противоток.
Чертеж рекуператора.
2. По конструктивному исполнению и принципу действия теплообменника (см. схему):
Рекуператор воздуха, устройство.
1. Роторный рекуператор
Этот тип теплообменника представляет собой закрытый корпус с установленным внутри него ротором (барабаном), приводимым в действие электромотором.
Ротор вращается с определённой скоростью и попеременно оказывается в зоне действия тёплого или холодного воздушного потока.
Таким образом, пластины ротора циклически то нагреваются, то остывают.
В результате накопленное тепло передаётся поступающему холодному уличному воздуху.
Устройства роторного типа имеют высокий КПД (до 85%), не обмерзают при низких температурах и частично регулируют уровень влажности.
Рекуператор воздуха своими руками: чертежи.
К главным недостаткам устройства роторного типа относятся:
2. Пластинчатый рекуператор
Пластинчатый рекуператор представляет собой теплообменник (кассету), состоящий из множества тонких пластин, соединённых друг с другом с небольшим зазором.
Тёплый воздух, проходя через кассету, нагревает пластины, которые в свою очередь – за счёт быстрого теплообмена, передают энергию холодному потоку.
Т.к. воздушные потоки не смешиваются друг с другом, теплообмен осуществляется благодаря одновременному охлаждению и нагреванию пластин со всех сторон.
Пластинчатый теплообменник для вентиляции дома имеет следующие плюсы:
Пластины для воздушного рекуператора.
У теплообменника этого типа при низкой температуре, из-за образования конденсата, происходит частичное или полное обмерзание пластин теплообменника.
Несмотря на существенный недостаток, этот тип является наиболее распространённым при самостоятельном конструировании.
Рекуператор с роторным теплообменником
Теплообменник пластинчатого рекуператора чаще всего изготавливают из квадратных пластин. В качестве материла для пластин используются:
Роторный рекуператор своими руками.
Вентиляция с рекуператором в частном доме
При изготовлении пластинчатого теплообменника мы должны выдержать определённые расстояния между пластинами.
Vitman:
– Оптимальное расстояние между пластинами – не более 3 мм.
Чем меньше зазор между пластинами, и чем они тоньше, тем больше теплообмен между воздушными потоками. Соответственно ,увеличивается КПД установки.
Однако уменьшение толщины зазоров приводит к увеличению скорости образования конденсата. Это, в свою очередь, вызывает закупорку каналов у теплообменника и вызывает падение КПД устройства.
Чтобы бороться с этим явлением, дополнительно подогревают холодный входящий воздух электрическими калориферами или отключают входящий приток и продувают теплообменник только тёплым воздухом.
Это увеличивает трудоёмкость изготовления устройства в домашних условиях.
Но пользователь нашего сайта с ником Megavolt собрал эффективный пластинчатый рекуператор своими руками с блоком управления. Пластины форумчанин сначала решил делать из листовой меди, но, из-за её высокой цены, решил перейти на пищевой алюминий.
Рекуператор для частного дома своими руками.
Megavolt:
– Я боялся, что теплообменник из фольги начнёт вибрировать и «запоёт», но я ошибся, установка работает не громче компьютера. Корпус склеил из пластика. Производительность – 200 м3 в час. Также я изготовил процессорный блок управления системой. Теперь можно наблюдать за работой устройства, так сказать, в режиме «онлайн».
В рабочем режиме на дисплей выводится температура выходящего и входящего воздуха, время, мощность вентиляторов. На случай отключения электричества предусмотрено питание блока управления от АКБ.
Рекуператор воздуха для дома своими руками.
Кроме металла, для изготовления теплообменника можно использовать сотовый поликарбонат. Именно так поступил Hecs73:
– Я купил 11 листов сотового полипропилена 3м/2м/3мм. Распилил их на параллелограммы 1х0.5 м и склеил силиконом. Зазор между листами контролировал 3мм шнуром. Шнурок при сборке сдавило, и зазор вышел в 1,5-2 мм, что благотворно сказалось на КПД и негативно – на падении давления. Теплообменник установил в пенопластовую коробку, подвёл утеплённые воздуховоды диаметром в 160 мм и поставил рекуператор на чердак. Производительность установки – 150 м3. Личные замеры показали, что при температуре 5 °C на улице и 24 °C– в доме на притоке получается 22 °C.
Также среди самоделок распространён коаксиальный тип рекуператоров.
Vitman:
– По моему мнению, в домашних условиях проще всего сделать коаксиальный (труба в трубе) самодельный самодельный рекуператор.
Такое устройство изготавливают из канализационной пластиковой трубы диаметром 160 мм, длиной 2 м и алюминиевой воздушной гофры диаметром 100 мм и длиной 4 м.
На концы пластиковой трубы одеваются разветвители-переходники, а внутрь трубы, в виде спирали, укладывается полностью растянутая гофра. Благодаря разветвителям, тёплый поток гонится через гофру, а холодный поток идёт внутри пластиковой трубы. В результате потоки разделяются и не смешиваются друг с другом, а холодный воздух, проходя через теплообменник, нагревается.
sim1:
– В качестве эксперимента я совместил коаксиальный рекуператор с грунтовым теплообменником. Длина пластиковой трубы – 2.3 м, диаметр – 160 мм. Алюминиевая гофра: длина 3.5 м, диаметр 100 мм. Устройство я собрал за 3 часа, и обошлось оно мне в 5 т. руб. Разместил горизонтально.
По результатам испытаний форумчанин получил следующие данные:
Vitman:
– Чем длиннее путь, который проходит холодный воздух в теплообменнике, тем выше КПД установки. Советую собрать данное устройство из 4-х труб по 2-2.5 метра каждая. Трубы лучше дополнительно теплоизолировать. Конденсат хоть и появится, но его будет значительно меньше, чем в пластинчатом типе устройства, который не будет работать без дополнительного нагрева входящего потока при низкой температуре. Для сбора конденсата можно установить трубы под углом или вертикально, и вставить штуцер для слива.
Также пользователи сайта FORUMHOUSE предлагают модернизировать конструкцию коаксиального рекуператора.
Хозяин Мастер:
– Нужно поменять местами приточный поток и обратный и пустить холодный воздух по гофре.
Тогда конденсат будет вытекать по пластику, а гофра останется сухой.
saks01:
– Т.к. внешнюю трубу всё равно нужно теплоизолировать, то можно совсем от неё отказаться.
Я планирую собрать длинный короб из ЭППС и положить в него алюминиевую гофру. Думаю, эффективность устройства повысится.
На FORUMHOUSE собраны ответы на все вопросы по рекуперации и вентиляции. Почитайте о самодельном теплообменнике с автоматикой. Также на нашем портале наглядно показывается, как собрать рекуператор из такого распространенного материала, как сотовый поликарбонат. Узнайте, что получится, если совместить коаксиальный рекуператор и грунтовой теплообменник.
А ознакомившись с нашим видеосюжетом, вы узнаете, как теплообменник помогает экономить тепловую энергию.