Рекуператор для частного дома и квартиры: установка вентиляции, чертежи, как сделать своими руками из пластиковых труб, оцинковки, инструкция с фото и видео
Опубликовано: 05.09.2018
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.
2016-3. Как сделать вентиляцию своими руками
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.
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. Воздух с повышенной температурой отдаёт тепловую энергию пластинам теплообменника и нагревает их поверхность. Холодные воздушные массы поглощают тепло и нагреваются. В конструкции устройства отсутствуют подвижные элементы, что значительно повышает надёжность работы. Популярен благодаря низкой стоимости и высокой эффективности. Коэффициент полезного действия рекуператора достигает 65%. Пластинчатый рекуператор положительно зарекомендовал себя в вентиляционных системах частных домов и современных коттеджей.
Пакет с пластинами расположен в герметичном корпусе
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.
Схема работы роторного рекуператора
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.
Рекуператор трубчатого типа с коаксиальными трубами
Рециркуляционный теплообменник
В конструкции этого типа в качестве посредника, осуществляющего передачу тепловой энергии, используется жидкость. Это 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.
Рециркуляционный рекуператор состоит из отдельных блоков, соединённых магистралями
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.
Крышный рекуператор. Вид с улицы
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 (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.
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.
Пластинчатый рекуператор можно изготовить самостоятельно
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:
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. 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. 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. 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. Соберите полученную конструкцию в силовой каркас. Тщательно заделайте все зазоры герметиком. 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. Подготовьте в боковых стенках корпуса отверстия для установки патрубков. 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. Герметизируйте стыки деталей корпуса, закрепите патрубки воздуховодов с фланцами. Плотно вставьте кассету теплообменника в корпус устройства, обеспечив угол 45 градусов между боковой поверхностью пластин и стенкой корпуса рекуператора. Обеспечьте герметичность четырёх полученных каналов вокруг теплообменника. При необходимости устраните щели герметиком. Движение воздушных потоков должно осуществляться только через зазор между пластинами теплообменника. Установите на входе воздушных магистралей фильтровальные элементы и вентиляторы, если их монтаж предусмотрен конструкцией изделия. 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.
Второй рекуператор, который достаточно просто изготовить своими руками, трубчатый
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:
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:
Отрежьте заготовку пластиковой трубы необходимого размера, являющуюся корпусом теплообменника. Упакуйте алюминиевую гофру внутри пластиковой трубы, обеспечив её максимальное растяжение. Закрепите в торцах магистрали переходники, соединив с ними гофрированную трубу. Обеспечьте герметичность крепления гофрированной трубы к патрубкам переходников. Соедините приточную магистраль к свободным патрубкам переходного элемента. 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:
Тпост. — температура поступающего в помещение воздуха после прохождения через теплообменник рекуператора; Твнеш. — температура уличного воздуха на входе в устройство; Твнутр. — 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:
Просверлите сквозной канал диаметром 165–170 мм со стороны помещения на улицу с наклоном 3 градуса на внешнюю сторону. Установите в отверстии рабочий модуль теплообменника. Обеспечьте выступание с внешней стороны помещения выходного патрубка от уровня стены на 15 мм. Заполните свободное пространство монтажной пеной или уплотнителем, обеспечивающим герметичность и фиксированное положение корпуса. Установите защитные решётки с противоположных сторон корпуса. Подключите согласно схеме устройство рекуперации к электрической сети напряжением 220 в. 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.
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.
Здравствуйте! Меня зовут Дмитрий. Мне 52 года. По образованию инженер-механик. Три года назад освоил профессию копирайтера. Уверен, что моя инженерная подготовка и практический опыт помогут в написании интересных и читабельных статей. Думаю, что они заинтересуют читателей. Считаю интересной и полезной тематику, предлагаемую на сайте. Для меня это возможность приобрести опыт и поделиться знаниями. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!