Как сделать рекуператор воздуха своими руками

Что такое рекуператор воздуха?

Прежде чем приступить к конструированию рекуператора, 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.

Не следует путать понятия воздушное отопление и рекуперация. Если первое относится к системе отопления, то рекуператор является частью современной системы вентиляции загородного дома.

Эффективность и экономическая выгода от установки рекуперационной системы в доме зависит от следующих факторов:

• стоимости энергоносителей;
• предполагаемых сроков эксплуатации системы;
• сумм, затраченных на монтаж системы;
• суммы, затрачиваемой на ежегодное обслуживание системы.

Рекуператор – это всего лишь часть (и не самая дорогая) системы принудительной вентиляции. Поэтому и рекуператор, и вентиляцию, следует рассматривать как общую систему.

Принцип работы рекуператора

Как уже было сказано выше, это оборудование функционирует благодаря обмену потоков теплом. Говоря более простым языком, в холодное время года высокая температура внутри помещения непосредственным образом влияет на воздух, идущий снаружи, в то время как летом этот процесс является обратным. Для претворения в жизнь подобных процедур и был создан особый прибор, именуемый рекуператором.

Принцип его работы заключается в следующих моментах:

• воздух из комнаты двигается вдоль имеющей квадратное сечение трубы;
• приточные потоки передвигаются в поперечном ему направлении;
• смешивания горячего и холодного воздуха не происходит, поскольку между ними имеются специально предназначенные для этого перегородки в виде пластин.

Необходимые инструменты

Рекуператор для частного дома своими руками, необходимый для вентиляции, требует определенных материалов. Необходимо подготовить:

1. Оцинкованное кровельное железо в размере не менее 4 кв. м. Хорошей заменой послужит медь, текстолит, листовой алюминий, гетинакс.
2. Прокладочный пробочный материал толщиной 0,2 см, который помещается между металлическими пластинами. Альтернативой станет деревянная пропитанная олифой рейка.

Чтобы создать рекуператор своими руками, необходимо подготовить список материалов и инструмента

Строительный герметик, имеющий силиконовую основу.
Пластиковые фланцы, по параметрам соответствующие воздуховодным трубам.
Защитный корпус в виде фанерного или жестяного короба.
Материал для надежной изоляции, например, минеральная вата.
Уголок для создания стоек.
Метизы, электролобзик.
Датчик, на котором отображаются скачки давления.

Разновидности рекуператора

Приборы отличаются конструкцией, механизмом работы, характером движения воздуха.

По типу движения теплоносителя

У разных устройств потоки воздуха направляются неодинаково. У прямоточных моделей приточный и вытяжной потоки идут в одну сторону параллельно друг другу. У противоточных приборов их векторы обратны друг другу. У аппаратов с перекрестным током – направлены под прямым углом.

По конструктивному исполнению и принципу действия теплообменника

Роторный рекуператор работает по принципу вентилятора

Один из распространенных типов приборов – роторный. Устройство такого рекуператора включает в себя запаянный корпус и размещенный внутри барабан, движущийся благодаря электрическому мотору. Когда ротор крутится, он попадает то в область теплых масс воздуха, то в холодную зону. В процессе барабан то нагревается, то охлаждается. Такая схема работы рекуператора обеспечивает передачу тепла воздуху, приходящему из внешней среды.

У пластинчатого прибора теплообменная кассета состоит из большого числа плоских элементов прямоугольной, квадратной или иной формы. Между соседними компонентами имеется расстояние в несколько миллиметров. Когда через пластинчатую конструкцию проходит нагретый воздух, тепло передается элементам, которые потом отдают его холодному потоку. Теплообмен реализуется вследствие параллельного подогревания и охлаждения пластинок.

Способы увеличения КПД

1. Увеличить время контакта сред с разными температурами.
2. Обеспечить большую площадь контакта агентов.
3. Предварительный подогрев поступающего воздуха.

Очень хорошо, если этот подогрев удается осуществить за счет природных ресурсов.
Рекуператор воздуха своими руками сделать не так сложно. Оригинальным способом организации рекуперации является использование длинного куска трубы, закопанного на глубине порядка 2 метров. Подобный трубчатый рекуператор позволит согреть воздух зимой и охладить его летом.

Такое использование теплообменника позволяет достигнуть снижения вероятности обмерзания пластин рекуператора за счет заметной разницы температур воздуха на разных стадиях рекуперации. Дополнительные расходы на предварительный подогрев входящего потока отсутствуют. К тому же использование подогрева исключает образование росы на элементах теплообменника, способное в холодный период года привести к их обмерзанию.

Рекуператоры роторного типа. Роторный рекуператор функционирует с самым высоким КПД. В этом агрегате потоки теплого и холодного воздуха проходят в одном коробе навстречу друг другу. В коробе расположен диск с гофрированными металлическими пластинами, который конструктивно изготовлен так, что материал пластин сначала нагревается в потоке теплого воздуха, а затем, продолжая вращаться, попадает в холодный поток, где и отдает накопленное тепло.

Принцип действия приточно-вытяжной установки с рекуперацией

Работа системы приточно-вытяжной вентиляции с устройством рекуперации тепла осуществляется следующим образом:

• из внутренних помещений дома, квартиры или иного капитального сооружения, оснащённого системой отопления, забирается воздух, температура которого выше, чем на улице;
• одновременно с этим холодный воздух с улицы также засасывается в систему вентиляции сооружения;
• тёплый и холодный воздух встречается в теплообменнике рекуператора, где происходит передача тепла от одного воздушного потока другому;
• холодный и чистый воздух с улицы нагревается и только после этого подаётся во внутреннее пространство здания;
• для забора воздуха используются воздухозаборники, оснащённые вентиляторами.

Принципиальная схема работы рекуператора

Советы по изготовлению пластинчатого рекуператора для вентиляции

• Чтобы уменьшить шум от вентиляции с рекуператором тепла из влагостойкого материала (гипсокартона) сооружается короб, стенки которого прокладываются изоляционным материалом;

• Конструируя своими руками вентиляцию с рекуперацией тепла, необходимо учитывать скорость движения воздуха, которая может быть увеличена не более, чем на 1 м\с;
• Общая площадь пластин теплообменника должна составлять 3,5 – 4 кв. метра, чтобы получить КПД рекуператора 60%;
• Необходимо иметь в виду, что в морозы от -10 градусов и ниже пластинчатый теплообменник может покрываться наледью. Его время от времени размораживают, а в теплой половине устанавливается датчик перепада давления. При обмерзании вентиляционной системы с рекуперацией датчик зафиксирует увеличение перепада давления, подача воздуха будет осуществляться через байпас, а обогреватель оттает за счет тепла отработанного воздуха.

Принудительная вентиляция

Что такое рекуперация? Ученые трактуют это понятие как повторное использование части энергии в том же технологическом процессе. Принудительная приточно-вытяжная вентиляция, где используется система рекуперации, способна увеличить свою энергоэффективность до 3 раз в сравнении с традиционными схемами вентиляций прямого тока воздуха.

Для предотвращения потерь энергии вентиляционная система оборудована специальным устройством вторичного использования тепла, его называют рекуператор. Рекуперативный теплообменник дает возможность избежать дополнительных затрат энергии на обработку приходящего потока свежего воздуха.
Наглухо закупоренная квартира от притока свежего воздуха получает целый комплекс преимуществ:

1. Удаляются загрязнения и использованный воздух.
2. Ограничивается возможность развития колоний болезнетворных микроорганизмов.
3. Блокируется образование плесени.

Проблема выбора рекуператора для дома

Будучи очень популярным инновационным решением, рекуператор электроэнергии достоин очень долгого рассказа, но чертежи рекуператора своими руками гораздо интереснее, тем более что его можно успешно применить в своем доме. А начать следует с выбора типа рекуператора. Здесь вам должен пригодиться собственный опыт.

В квартире с пластиковыми окнами найдет применение «теплая форточка». В частном домовладении, где свободного места обычно хватает, используют пластинчатый рекуператор противоточного или перекрестного типа движения воздуха. Именно такой самодельный рекуператор проще всего сделать своими руками. Чертежи пластинчатого рекуператора и необходимой для его функционирования автоматики в достаточном количестве могут быть найдены в интернете и в специальной литературе.

Принцип работы

Рекуператор используют с целью освежить помещение, при этом, не потеряв тепло и экономя на отопительных приборах. Принцип работы заключается в следующем:

1. При включении устройства осуществляется обработка теплого воздуха, преобладающего в помещении;
2. Далее он подается в керамический регенератор, автоматически нагревая оборудование;
3. Как только это произошло, срабатывает второй цикл работы. Уличный холодный воздух также подается в регенератор. Далее он нагревается до комнатной температуры;
4. Свежий, при этом теплый воздух, попадает в комнату.

Рекуператор может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. В него встроено программное устройство, которое самостоятельно определяет, когда необходимо включать его в работу.

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.

Применение рекуператоров

Из всего разнообразия приспособлений для рекуперации воздуха широкое распространение получили устройства с роторным, пластинчатым или трубчатым теплообменником. Они характеризуются простой конструкцией, несложным монтажом и высоким КПД.

Приспособления с роторными теплообменниками применяют для вентиляции больших помещений – залов торговых центров, ресторанов, больниц, цехов промышленных предприятий. Покупать их для частного дома нецелесообразно. Пластинчатые и трубчатые рекуператоры используют при оборудовании тепловентиляционных систем в частном строительстве, на небольших складских и промышленных площадях, в административных и офисных помещениях.

Виды рекуператоров

Всего существует несколько видов устройства с различным уровнем эффективности:

• Пластинчатый рекуператор. На сегодняшний день он является одним из самых распространенных в России. В основном его применяют в квартирах и частных домах. Основное его достоинство заключается в том, что можно встроить в любой участок воздуховода, он не требуется сложного обслуживания, все воздушные потоки направляются в одну сторону и не смещаются. Такой рекуператор отличается и схемой строения. В качестве основного узла выступает кассета с двумя функционирующими каналами. Между ними располагается небольшой стальной лист, именно он выполняет роль фильтра в устройстве;
• Роторный рекуператор применяется менее часто. Как правило, его можно увидеть на производстве и в промышленных предприятиях. Основным компонентом устройства такого плана является цилиндр, созданный из слоев гофрированной бумаги. Рекуператор разделен на несколько отсеков, разделенных между собой пластиной. Во время работы оборудование вращается и происходит теплообмен. Он является эффективным, качественным и быстродействующим. Единственный недостаток – это габаритный размер;
• Водяной рекуператор применяется только для регулирования потока воздуха на приточных вентиляциях. Теплые потоки обрабатываются в устройстве при помощи воды или антифризов. В устройстве сосредоточены два теплообменника (вытяжной и приточный), которые могут работать на удаленном друг от друга расстоянии. Эффективность этого устройства значительно ниже, чем в предыдущих вариантах. Основным недостатком является необходимость дополнительной установки насоса;
• Крышный рекуператор устанавливается только на крышах зданий. Он не предназначен для использования в помещениях. Его широко используют в торговых комплексах, на предприятиях и производственных цехах.

Основное достоинство пластинчатого заключается в том, что можно встроить в любой участок воздуховода, он не требуется сложного обслуживания, все воздушные потоки направляются в одну сторону и не смещаются

Где разместить

Устройство правильной системы вентиляции сложно ещё и потому, что оборудование, как правило, громоздкое, а места, особенно, в квартире, хронически не хватает. Для устройства приточно-вытяжной вентиляции необходимо два вентиляционных отверстия: входное и выходное. Выходное – вытяжка, в наличии имеется: в любой квартире есть штатный оборудованный вентканал. А с притоком могут возникнуть сложности. В данном случае квартира – современная мансарда под крышей, поэтому приток оборудовали, просто врезав в крышу трубу.

В качестве выходного отверстия использовался штатный венткороб.

В это же место сводятся все вентиляционные трубы вытяжек из помещений: туалет, ванная, кухня, в конце объединённые в одну. Так же точно разводится приточная вентиляция.

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

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.

Изготовление устройства

Как самостоятельно сделать пластинчатый рекуператор? Пластинчатые рекуператоры своими руками сделать несложно

Важно только хорошо понимать, как работают пластинчатые рекуператоры. Для этого должен быть хорошо усвоен принцип работы и изучена схема прибора

Первым делом необходимо решить вопрос материала теплообменных пластинок, тем более что единого варианта для пластин, наполняющих теплообменную кассету, нет. Поэтому материал можно использовать любой:

• алюминиевый лист;
• кровельная оцинковка;
• листовой текстолит;
• гетинакс и другие виды пластика.

Процесс обмена энергией никак не зависит от материала пластин. Гораздо большее влияние на работу теплообменника оказывает плотность набора пластин в кассете и количество используемых кассет. Чем большего КПД вам хочется достичь, тем больше кассет вам придется использовать в своем теплообменнике. Теоретически можно обойтись одним блоком пластинок, но большого размера.

Принцип работы рекуператора

Учитывая неизбежность образования на пластинах конденсата, рекуператор следует обеспечить системой удаления его из устройства. Для изготовления кассеты понадобится уголок для каркаса и материал для прокладывания пространства между пластинами. Для корпуса подойдет лист металла или толстая фанера.

Еще понадобится:

• минеральная вата;
• герметик;
• крепления.

Пластинки следует собирать в пачки, стараясь сохранять края неповрежденными. В блоке их следует собрать не менее 70 штук. Края каждой пластины следует оклеить рейками или пробкой. Элементы склеиваются особым образом, крест-накрест. Такая конструкция обеспечит получение кассеты с чередующимися под прямым углом воздушными каналами. Кассета скрепляется силиконовым герметиком. Входящий воздух следует отфильтровать. Внутреннюю поверхность корпуса нужно оклеить минеральной ватой, слоем не меньше 4 см.

https://youtube.com/watch?v=UvM3c-lhlhM

Как работает механизм теплообмена

Рассмотрим детальнее, как работает рекуперативный теплообменник и за счёт чего достигается экономный расход тепла. Для понимания всех процессов, проходящих в небольшом корпусе, следует остановиться на принципе функционирования установки.

1. Внутри устройства находится теплообменник, сохраняющий тепло комнатного воздуха, и передающий его приточному кислороду. Наиболее выгоден рекуператор воздуха для дома или загородного коттеджа, где приходится оплачивать каждый киловатт потраченного электричества.
2. Потоки не смешиваются между собой, что позволяет сохранять чистоту подводного кислорода.

В контексте экономии вентиляция с рекуперацией тепла для квартиры уже теряет свою актуальность. На первый план выходит способность системы устранять аллергены и опасные примеси, которыми так богата городская среда.

Воздухообмен осуществляется в небольшом двухкамерном приборе. Каждый из потоков движется по «своей» камере, что исключает вероятность перемешивания. Приточная вентиляция, дополненная устройством рекуператора, сохраняет до 70% тепла. Эффективность функционирования агрегата зависит от качества работы вентиляционной системы.

Система рекуперации тепла в виде интегрированной установки для вентиляции стоит дороже обычных решений. Средняя окупаемость расходов составляет 2-3 года. Если же прибавить к этому пользу для здоровья жильцов, которые не так часто болеют на ОРЗ и реже пользуются препаратами против аллергии, то выгода от установки становится очевидной.

Рекуператор: что это такое

Это теплообменник поверхностного типа, в котором теплота отводящих газов передается через разделяющую перегородку. По типу теплоносителей классифицируются на воздушные, водяные, газовые. Для бытовых вентиляционных систем применяются воздушные аналоги. Они являются элементом принудительной вентиляции дома, квартиры.

Принцип работы

• В схеме есть две камеры – подача и вывод.
• Между ними установлена перегородка.
• Энергия от теплого потока через стенку передается холодному.
• Не происходит прямое смешивание масс, либо этот фактор незначителен.

Преимущества – оптимизация температурного баланса в комнате, уменьшение расходов на отопление. Недостаток – дополнительные расходы на организацию вентиляции, используется полезный объем дома, квартиры.

Так работает рекуператор

Классификация

Для эффективности функционирования нужно учитывать общую площадь контакта теплообменника с циркулирующими потоками, их соотношение и объем. Самодельный рекуператор должен быть прост в изготовлении, но при этом выполняет свои функции. Поэтому перед разработкой чертежа следует ознакомиться с видами этих устройств.

• Пластинчатый. Он состоит из нескольких кассет, в которых входные и выходные каналы чередуются, но не пересекаются. Преимущества – не потребляет электроэнергию, бесшумность. Возможно обмерзание из-за скапливания конденсата. Выход – установка специальных сборников воды. Эффективность зависит от материала пластин – полимеры, металл или целлюлоза.
• Роторный. Основной элемент – ротор, который состоит из барабана со множеством ячеек. Он разделяет трубопровод на две части. Во время вращения ротора происходит смешивание масс, передача энергии. Преимущества – КПД до 85 %, возможность регулировки скорости вращения, нет конденсата. Недостатки – зависимость от электроэнергии, нужны фильтры.
• Водяные. Тепло передается через жидкую среду. Преимущества – теплообменники могут находиться далеко друг от друга, не происходит смешивание потоков. Минус – сложность чертежа. Такие устройства применяются в производственных и коммерческих зданиях.

Основные характеристики – расход (м³/час), габариты и масса, эффективность теплообмена (60-90 %), способ монтажа (подвесной, встраиваемый). Дополнительные компоненты – звукоизоляционные материалы (роторные модели), теплоизоляция.