Рекуператор воздуха для дома своими руками

Счет за коммуналку, как правило, возглавляет стоимость отопления. Именно на него тратится огромное количество ресурсов, ввиду неэффективного использования полученной энергии, больших ее потерь. Одной из существенных причин потери тепла в доме выступает вентиляция. Зимой с теплым воздухом мы теряем дорогостоящее тепло, летом – драгоценную прохладу.

Рекуператор своими руками – ничего сложного!

Сегодня устройство, называемое рекуператором, все чаще встречаются в вентиляционных системах. Изделие не ново, раньше его использовали промышленники. Высокая цена прибора была не под силу гражданину, но крупная организация могла себе его позволить.

Ощутимая экономия энергоресурсов позволяла быстро окупить капиталовложения, а затем начиналась экономия средств. Но дорогостоящие энергоресурсы заставили обратить внимание на рекуператор частных домовладельцев, появились бытовые модели, цена изделия значительно снизилась.

Пластинчатый рекуператор воздуха

Рекуператор своими руками – ничего сложного!

Что такое рекуператор воздуха

Конструкция промышленного, бытового рекуператора напоминает вытяжку – часть трубы с вентилятором, оснащённую специальными, ячеистыми материалами или решётками, для разделения воздушных потоков и их температурного обмена. В решетчатом элементе с длинными, узкими ячейками происходит аккумулирование тепла от тёплого воздуха для нагревания холодного потока. Реверсный вентилятор, путём всасывания наружного и выброса внутреннего воздуха наружу, периодически работает и заставляет перемещаться потоки через ячейки.

В двустенном теплообменнике встречаются два воздушных потока наружный и внутренний, которые не смешиваются между собой. Обмен температуры воздушных масс происходит через разделительные элементы внутри рекуператора. Конденсат, который образуется на стенках теплообменника, удаляется во время охлаждения тёплого воздуха.

Вопрос о применении рекуператоров в быту стал очень актуальным после применения металлопластиковых окон и металлических дверей. Их плотность вместе с использованием в отделочных материалах большого количества химии требуют дополнительной вентиляции воздуха. Все это напрямую связано с воздействием на здоровье человеческого организма.

Готовые рекуператоры для загородных домов стоят недешево, поэтому многие приходят к мысли о его изготовлении своими руками.

Принцип работы рекуператора в зимнее время

Зимой тёплый воздух из помещения во время прохождения ячеек отдаёт тепло материалу, из которого они изготовлены. Вентилятор работает в направлении удаления воздуха из помещения. Проработав около минуты, он переключается и всасывает потоки через ячейки внутрь помещения с улицы. Воздух успевает благодаря конвекции нагреваться за счёт тепла решётки. Через минуту вентилятор снова переключается и направляет воздух из помещения наружу, нагревая пластины. Эффективность циркуляции заключается в сведении к минимуму тепловых потерь внутри помещения с вхождением свежего воздуха в отличие от открытия окон на проветривание.

Принцип действия в летнее время

В жаркое, летнее время принцип работы рекуператора аналогичен его действию зимой. Только прохладнее воздух в помещении, а теплее – снаружи. Получается, что наружный воздух, охлаждаясь в приборе, поступает в комнату с более низкой температурой. Особенно это комфортно и экономично при работе в летнее время кондиционера.

Современный рекуператор: что это такое и как определить требования к параметрам оборудования

Многослойные стеклопакеты и качественные уплотнители дверных блоков делают помещения герметичными. Для доступа свежего воздуха устанавливают специальные системы (устройства).

Канал приточной вентиляции, встроенный в оконную раму

Современный рекуператор: что это такое и как определить требования к параметрам оборудования

В таком варианте проблема будет решена. Пользователь установит нужные ему размеры отверстия. Ему не придется открывать окно для проветривания. Но зимой морозный воздух с улицы будет охлаждать комнату, увеличивая расходы на отопление. Летом аналогичный процесс заставит чаще включать кондиционер.

Чтобы уменьшить соответствующие затраты, применяют рекуперацию тепла в системах вентиляции

Принцип действия оборудования не сложно понять с помощью этого рисунка. Два потока воздуха (входной и выходной) пропускают через теплообменник. В этом блоке они не смешиваются. Но при правильной регулировке скорости потоков будет выполняться нагрев/охлаждение приточного воздуха без дополнительных затрат энергии.

Схема стандартного оборудования

Современный рекуператор: что это такое и как определить требования к параметрам оборудования

Этот рисунок поясняет работу типовой установки:

  • Температура наружного воздуха с -10°C повышается до комфортного уровня +20°C.
  • На входе установлен фильтр, поэтому механические загрязнения не будут поступать в помещения.
  • Скорость потока и частоту рабочих циклов можно регулировать с помощью вентиляторов.
  • При необходимости дополнительный нагрев обеспечит калорифер.
  • Выходной фильтр препятствует попаданию пыли в теплообменник и засорению проходов.

Важно! Дополнительным преимуществом применения рекуператора для частного дома является отсутствие холодных сквозняков. Это упростит решение задачи по созданию здоровых условий.

Для расчетов технических параметров необходимо учитывать требования действующих санитарных норм. В соответствии с правилами, если в комнате постоянно находятся люди, то на каждого человека надо не менее 60 м. куб. свежего воздуха в час. Если помещение выполняет подсобные функции, норму разрешено уменьшить в три раза. Эта формула поможет узнать необходимые значения.

Современный рекуператор: что это такое и как определить требования к параметрам оборудования

ПР = КПВ × 0,355 × (Тк-Тн), где

  • ПР – производительность установки, которая измеряется в м. куб. за одну секунду.
  • КПВ – санитарная норма, рассмотренная выше. Ее умножают на количество человек.
  • 0,355 – стандартный поправочный коэффициент.
  • Тк – температура, которую надо получить в комнате.
  • Тн – температура наружного воздуха.
Читайте также:  Как застройщику самостоятельно рассчитать стропильную систему крыши

Для расчета коэффициента полезного действия конкретной техники надо сделать замеры температуры воздуха в точках 1 (Ту), 2 (Твп) и 3 (Тнв)

Расчет выполняют по формуле: КПД = (Тнв — Ту)/(Твп — Ту).

Современный рекуператор: что это такое и как определить требования к параметрам оборудования

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.

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.

Технологические решения

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.

Технологические решения

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.

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.

Технологические решения

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.

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.

Технологические решения

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.

Изготовить рекуператор самостоятельно

Рекуператор воздуха для дома можно изготовить и самому, своими руками.

Проще всего изготовить самодельный пластинчатый рекуператор, материалы для его изготовления вполне доступны, чертежи не требуются, цена их достаточно приемлема, трущихся элементов нет, и электроэнергия для него не требуется, а значит, и служить он будет долго. Главный недостаток этого типа рекуператоров – обмерзание пластин и наледи, образующиеся в морозные периоды за счёт выпадения конденсата. Методы борьбы с обмерзанием:

  • — автоматическое переключение потока воздуха мимо пластин, чтобы тёплый воздух мог растопить лёд (в этот период в помещение поступает холодный воздух);
  • — подогрев рекуператора до температуры льдообразования, кассеты из целлюлозы впитают влагу и через соседний отсек теплообменника возвратят её в помещение. Таким образом, убиваем двух зайцев: увлажняется воздух помещения, и предотвращается образование конденсата;
  • — в частном доме есть решение ещё лучше – воздуховод системы приточного воздуха длиной 50 м прокладывают под землёй ниже мерзлоты, получается своего рода грунтовый теплообменник, который зимой подогревает, а летом охлаждает подаваемый в помещение воздух. Обмерзания в этом случае нет, а расходы на обогрев дома уменьшаются на треть.

Порядок изготовления

Изготавливаем пластинчатый рекуператор.

  1. Лист металла (оцинкованное железо или алюминий) минимальной толщины площадью 4 м2 разрезать на квадраты со стороной 30 или 20 см, общее их количество 70 штук. Сложить их стопкой.
  2. Оконным или дверным уплотнителем толщиной 2 мм переложить и проклеить каждый квадрат по краям двух сторон, причём направление просвета между квадратами чередовать под прямым углом. В итоге мы получим конструкцию из сложенных в стопку квадратов. Если мысленно её разделить по диагонали квадрата пополам, то одна половина будет работать на забор воздуха снаружи, а другая – на вытяжку воздуха изнутри помещения. Эта стопа собственно и является теплообменником, и потоки воздуха холодного и тёплого проходят сквозь стопу в перекрёстном направлении, выравнивая при этом разницу температур. Стопа скрепляется четырьмя вертикальными уголками, и готова к установке в корпус – короб, который может быть сделан из любого материала.
  3. Стопа – теплообменник заключается в короб шириной, равной диагонали квадрата, а высота короба – это высота стопы квадратов (теплообменника). В плане теплообменник в коробе углами упирается в стенки и выглядит ромбом. Важно, чтобы потоки воздуха пересекались только внутри теплообменника. Для отвода конденсата в нижней части короба делается небольшое отверстие, а к нему штуцер, к которому прикрепляется шланг длиной 2 м.
  4. В корпусе – коробе по каждой стороне вырезают 4 отверстия для установки фланцев присоединения воздухопроводов и герметизируют все соединения. Стенки корпуса покрываются утеплителем, и он готов к эксплуатации.

Из видео можно узнать детальную информацию по изготовлению рекуператора. Вариантов как его сделать бесконечно множество, некоторые изготавливают его из канализационной трубы, из фольги или вообще делают бумажный, но об этом вы можете узнать из дополнительных источников.

(Пока оценок нет)

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Квартирное теплоэнергетическое устройство будет лучшим приобретением, особенно если жилище находится в большом городе или центре мегаполиса. Автомобильные и промышленные газы, уличный шум, жара или холод навсегда останутся снаружи помещения. Аппарат не только добавит в квартиру массу чистого воздуха, но и позволит сэкономить на отоплении, вентиляции и очистке входящего атмосферного потока. Это достигается путем простого обмена тепла между приточными и вытяжными потоками, прошедшими через теплоизоляционный короб с очистительным фильтром.

Схема обмена воздуха через рекуператор

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Расчет рекуператора

Произвести расчет требуемого теплоэнергетического устройства можно самому, не прибегая к услугам специализированных компаний. Вычисление КПД и эффективности аппарата обуславливается знанием затрат электроэнергии на приточные или вытяжные массы. Формула расчета такова:

Q = 0,335 x L x (t1 – t2),

где L – расход воздушных масс, t1 – температура притока, t2 – температура исходящих масс, 0,335 – региональный коэффициент.

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Вычисление эффективности производится по такой формуле:

E = Q x n,

где: Q – энергетические или электрические затраты на подогрев или охлаждение струи, n – КПД устройства.

Схема подачи теплого воздуха через рекуператор

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Полезный совет!Прежде чем купить рекуператор для частного дома или городской квартиры, необходимо ознакомиться с их видами, техническими характеристиками и принципом эксплуатации. Возможно, будет необходимо провести подготовительные монтажные работы и составить проект.

Рекуператор ПРАНА

Данный производитель теплоэнергетического и вентиляционного оборудования находится на рынке более 15 лет. Его оборудование имеет большой срок службы, высокую эффективность и приемлемые цены.

Монтажный комплект рекуператора ПРАНА

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Эксплуатационные характеристики аппарата:

  • тип – пластинчатый;
  • потребление электроэнергии – 5-90 B/час, в зависимости от модели;
  • уровень шума – 25-140 дБ;
  • длина агрегата – 500 мм;
  • площадь обслуживания – от 60 м²;
  • входящая струя – 115-650 м³/ч;
  • исходящая струя – 105-610 м³/ч;
  • КПД – 79-80%, в зависимости от модели.

Рекуператор ПРАНА имеет относительно небольшие габариты

Весь модельный ряд комплектуется дистанционным пультом управления, работает при температуре атмосферной среды от -15 до 45°C. Относительно невысокая цена рекуператора воздуха, существенное удержание заданной температуры при подогреве или отоплении и небольшие габариты делают данное устройство одним из самых популярных, что подтверждают многочисленные положительные отзывы. Рекуператор  Прана можно встроить в стену комнаты или установить на улице. Монтаж аппарата довольно легкий и осуществляется в течение 2-3 часов.

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Система подогрева воздуха через теплообменник рекуператора

Рекуператоры MARLEY

Компактный немецкий утилизатор тепла оснащен керамическим теплообменным элементом, позволяющим проводить эксплуатацию устройства даже при температуре -30ºC. Его промывка и очистка воздушных фильтров представляет собой простую операцию, которую может осуществить обычный пользователь. Продолжительность беспрерывной работы составляет около 6 месяцев, по истечении данного периода засветится контрольная лампочка. Эксплуатация устройства недалеко от автомобильных дорог или в центральной части города заставит прибегать к более частой очистке. Данная операция не занимает много времени и составляет 15-20 минут.

Купить рекуператор воздуха для дома, цена которого составляет 24000 рублей, можно в специализированном магазине. При довольно умеренной стоимости аппарат имеет следующие эксплуатационные характеристики:

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей
  1. три фазы мощности – 15, 25 и 40 м³/ч;
  2. потребляемая электрическая мощность – от 3,5 до 8 Вт;
  3. ротор электродвигателя – бесщеточный;
  4. уровень шума – 22, 29 и 35 дБ;
  5. утилизация теплоты – 80-85%;
  6. площадь обслуживания – от 60 м²;
  7. внешние размеры – 285-500 мм. Небольшие габариты агрегата позволяют установить его в стене.

Рекуператор MARLEY

Новая линейка производителя Marley – рекуператор menv 180, который отличается от предыдущих аналогов низким потреблением электроэнергии – всего 3 Вт. Приятными функциональными дополнениями являются:

  • контроллеры температуры, углекислого газа и влажности;
  • улучшенная аэродинамика;
  • низкий уровень шума;
  • гидроизолирующее покрытие для работы во влажных жилых или нежилых помещениях;
  • высокая категория очистки приточной струи.
Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Рекуператор MARLEY очень экономичный в использовании электроенергии

Читайте также:  Как подключить электродвигатель от кондиционера?

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 (Твн. – Тулич.), где:

  • P — мощность устройства, Вт;
  • Q — объём воздуха в м3, который ежечасно должен поступать в помещение;
  • Твн. — температура внутреннего воздуха после рекуператора;
  • Тулич. — 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.

Рекуператор своими руками из поликарбоната

Вопрос энергоэффективный волнует наверное каждого владельца недвижимости. Проветривание как способ обновления воздуха в помещении не всегда подходит, зимой это достаточно большие потери тепла, и большая вероятность простыть, поэтому и был придуман теплообменник для проветривания.

Простыми словами — смысл рекуператора для вентиляции в том, что входящий с улицы холодный воздух, подогревается выходящим воздухом из помещения, т.е. происходит теплообмен «грязного» воздуха со свежим, без перемешивания воздушных потоков.

Ну вроде бы вступление получилось внятным, поэтому я перейду непосредственно к постройке рекуператора своими руками. В сети много примеров изготовления таких устройств, собственно которыми я и воспользовался, немного дополнив и переделав под себя. И так, мне понадобился такой теплообменник для комнаты отдыха в бане, это помещение около 24 кв.м., поделенное перегородкой, до определенного времени использовалось как единственное жилое помещение на даче.

Для изготовления рекуператора мне понадобилось:

  1. Поликарбонат сотовый — 1 лист 4мм  (210*600 см.)
  2. Экструдированный пенополистирол — 5 листов 30 мм  (120*60 см)
  3. Канальные вентиляторы 100 мм (производительность 100 литр/в час) — 2 шт
  4. Пена монтажная
  5. Клей для пластика (не момент)
  6. Провода для подключения вентиляторов

Для начала я нарезал пластин из поликарбоната с помощью дискового ножа (вот такого)  и металлической линейки.

Один воздушный поток пойдет непосредственно по сотам поликарбоната, а другой, пересекающий его нужно пустить между этими пластинами, для этого нарезал из таких же пластин полосок (соломки), что бы потом приклеить их.

После склейки пластин получилось вот так

Блоки готовы, они должны быть одинаковой высоты.

После изготовления основных блоков для рекуператора, сделал короб из экструдированного пенополистирола, для склеивания использовал монтажную пену, просто нанес ее на торцы и прижал, поставил теплообменные блоки для примерки, вот что получилось:

Собственно на этом самодельный рекуператор практически закончен, на очереди его установка. Как я писал в начале статьи, он был сделан для бани, для комнаты отдыха, но установил я его в моечной, откуда уже по воздуховодам, через рекуператор подается свежий воздух, и откачивается «грязный/влажный/с запахами» На фот еще раз показал стрелками как двигаются воздушные потоки.

Желтыми стрелками обозначен поток выкачиваемого воздуха, а синими стрелками — поток закачиваемого (свежего). В результате встречи этих потоков в теплообменниках из поликарбоната, происходит теплообмен, который повышает входящий холодный воздух практически до комнатной температуры, это при температуре на улице -5 -10 градусов, если температура ниже, то конечно поток входящего воздуха холоднее.

Рекупиратор в готовом собранном виде выглядет так.

Крышка закреплена на длинные саморезы по дереву, можно впенить в нее стекло что бы наблюдать за конденсатом и прочими процессами в рекуператоре, в моем случае, холодный воздух начинает прогреваться уже в воздуховоде, поэтому конденсата в рекуператоре нет.

Работа над ошибками или Вывод

Для того чтобы прокачать такие воздуховоды нужны более производительные вентиляторы, мне пришлось добавить еще по одному вентилятору на входа в воздуховод, в месте входа в стене, но лучше поставить вентиляторы на 150 мм, с производительностью 300 литров в минуту, только они существуют только в диаметре 150 мм, можно купить центробежный бесшумный на 125 мм, с хорошей производительностью, типа такого.

Я заказал на алиэкспрессе вот этот, пока не пришел, сказать ни чего не могу. Рекуператор планирую переносить в дом (уже построен), поэтому канальные вентиляторы не справятся, нужно два центробежных.

Так же на включение самодельного рекуператора удобно поставить какое нибудь реле времени, что бы он включался раз в час на 15 минут, так называемое проветривание. Таймер использую вот такой, покупал в Китае. Вот ссылка на него

У меня пока все. С удовольствием отвечу на вопросы.

Как узнать КПД системы рекуперации

Формула расчёта КПД рекуператора

При самостоятельном изготовлении рекуператора не всегда удаётся собрать устройство с максимальным показателем КПД. Тем более КПД рекуператора зависит от температуры и влажности воздуха снаружи помещения.

Для расчёта КПД рекуператора используется формула: H = (tр — tу) / (tд — tу), где:

  • tр – температура воздуха после рекуперации;
  • tу – температура воздуха до рекуперации;
  • tд – температура отработанного воздуха, выходящего из помещения.

Итоговое значение следует умножить на 100%. Например, рассчитаем КПД устройства для конкретных условия. Температура воздуха снаружи — 5 оС, после рекуперации — 17 оС, в помещении — 24 оС. КПД = (17 – 5) / (24 – 5) = 0,63 * 100% = 63%.