Трубчатый рекуператор

Рекуператор воздуха: пластинчатый, роторный — обзор. Как сделать рекуператор воздуха своими руками. Видео. Приточно

Рекуператор — необходимое устройство для вентиляции помещений

Человек ежесуточно потребляет 15000 литров воздуха. В помещении, где находятся люди, воздух рекомендуется обновлять каждые два часа. Это задача вентиляции. Рекуператор заставляет выходящий воздух нагревать или охлаждать воздушный поток, который заводится в помещение.

Устройства такие просты, рекуператор своими руками может сделать человек, имеющий элементарные навыки в обработке металлов и дерева.Свежий, чистый, тёплый (прохладный) воздух, экономия электрической или тепловой энергии –круглый год.

Рекуператор воздуха — Фото 01

До недавнего времени такие устройства в быту практически не использовались. Эра пластиковых окон и дверей сделала жилые и рабочие помещения практически герметичными. Система приточно-вытяжной вентиляции стала обязательной, а рекуператор стал показателем не столько технической продвинутости, сколько заботой о собственном здоровье и финансах.

Виды рекуператоров

Принцип работы рекуператора или теплообменника конструктивно реализуется в нескольких видах.

Пластинчатый или радиаторный.
Роторный.
Жидкостный.
С использованием эффекта Пельтье.

Пластинчатый рекуператор — Фото 02

Роторный рекуператор — Фото 03

Наиболее технологичен и дешёв

пластинчатый: почти все рекуператоры воздуха для дома используют такой вид. Остальные в быту не применяются из-за сложного устройства и, соответственно, высокой стоимости. Но самый высокий КПД у роторного устройства — 85%.

Пластинчатый рекуператор

Основной недостаток такой установки – обмерзание пластин зимой. До недавнего времени борьба со льдом сводилась к включению байпаса, который разделял потоки и направлял тёплый воздух из помещения на оттаивание пластин. Естественно, приточный рекуператор в это время энергию не сберегает.

Устройство пластинчатого рекуператора — Фото 04

Производителям удалось решить эту проблему, заменив металлические или пластиковые пластины теплообменника на кассеты, где используется гигроскопичная целлюлоза

. Она впитывает влагу из тёплого воздуха и отдаёт её холодному.

Можно попробовать изготовить рекуператор своими руками с бумажными пластинами или трубками. Но такие целлюлозные кассеты нельзя применять в помещениях с высокой влажностью. Применение двойной кассеты позволяет поднять КПД рекуператора до 90%.

Обычно установка рекуператора производится в систему приточно-вытяжной вентиляции.

Принцип действия пластинчатого рекуператора — Фото 05

Сделано с умом

Задумка сделать пластинчатый рекуператор воздуха своими руками начинается с вопросов: какого размера он должен быть и как рассчитать КПД. Формулы для расчёта довольно сложны, поэтому рекуператор характеризуется объёмом воздуха, который он способен пропустить за 1 час.

Для того чтобы обеспечить КПД 50-60% площадь пластин должна составлять около 3,5 м2. Производительность – 150 м3/час.

Если разделить этот объём на высоту помещений, то мы узнаем площадь комнат, в которых наш рекуператор будет без устали менять воздух. В нашем случае это 62 м2. Как уже упоминалось, нормы требуют, чтобы воздух менялся каждые 2 часа. За это время приточный рекуператор с указанной площадью пластин теплообменника заменить воздушный объём на площади 124 м2.

Мастерим рекуператор самостоятельно

Для того чтобы сделать рекуператор воздуха своими руками нам необходимо следующее.

Тонкий листовой металл от 0,5 мм до 1 мм или алюминий 2 мм: плоский или профилированный: 4 м2.
Листовая пробка (оргстекло, пластик) толщиной 2 или 4 мм.
Жесть, фанера или ДСП для корпуса.
Минеральная вата или другой эффективный утеплитель.
Переходники под вентиляционные трубы диаметром 150 мм.

Герметик (только нейтральный).
Крепёж (в зависимости от материала корпуса).

Схема действия рекуператора — Фото 06

Принимаем, что установка рекуператора будет производиться в существующую систему вентиляции. Главная и единственная ответственная часть нашего устройства – теплообменник. Это набор пластин с расстоянием между ними 4 мм (2 полоски технической пробки).

Если самая нижняя пара пластин просматривается насквозь, то следующая пара, лежащая сверху, повёрнута на 90° и не просматривается. Схемой теплообмена рекуператор своими руками ничем не отличается от промышленного.

Пластины для рекуператора — Фото 07

Пластины должны быть ровными, размером 200 х 300 мм или 300 х300 мм. Резать металл надо так, чтобы края не имели заусениц и не изогнулись. Количество пластин ограничиваем высотой пакета пластин: максимальная высота набора – 300 мм. Основа теплообменника– лист ДСП или металла,4 угловые стойки по высоте теплообменника с верхней обвязкой и верхняя панель из любого материала.

Для придания нашей конструкции жёсткости дистанционные полоски закрепляем герметиком: не только по краям, но и по центру пластин. Изготавливаем короб для теплообменника и рекуператор своими руками почти готов.

Утепляем короб, прорезаем 4 отверстия, устанавливаем патрубки под гибкие воздуховоды диаметром 150 мм. Таким образом обеспечиваем вход-выход для вытяжки и вход-выход для приточного воздуха.

Короб для теплообменника — Фото 08

В центре короба закрепляем теплообменник, устраиваем перегородки так, чтобы приток и вытяжка пересекались только внутри теплообменника.

Важно знать, что внутри короба, на пластинах теплообменника, будет появляться конденсат. Ему надо обеспечит естественный сток. Подобным образом устроены все рекуператоры воздуха для дома, квартиры или хозяйственного помещения.

Теплообменник — Фото 09

Встраиваем рекуператор в принудительную систему вентиляции. И только теперь возможно определение КПД изготовленного устройства. Для этого необходимо иметь следующие данные:

температуру приточного воздушного потока на входе, t1;
температуру приточного воздушного потока на выходе из рекуператора, t2;

температуру вытяжного воздуха на входе в рекуператор,t3.

Формула для расчёта КПД (%) = [(t2 – t1) / (t3 – t1)]·100.

Подобным образом устроен и трубчатый приточный рекуператор: корпусом ему служит пластиковый воздуховод с боковыми отводами. Понадобятся тонкостенные алюминиевые трубки диаметром 10 мм. Длина – 40-50 см.

Трубки открытыми торцами герметично крепятся на двух круглых пластинах, которые плотно вставляются в воздуховод.

Трубчатый рекуператор — Фото 10

Внутри трубок проходит воздух на вытяжку. Через два боковых отвода подаётся и поступает внутрь помещения приточный воздух. Он проходит между трубками, где и нагревается.

Такой рекуператор своими руками сделать немного сложнее, но он занимает меньше места и более эстетичен. В торец воздуховода и в отвод можно вставить вентиляторы.

В этом случае получаем приточно-вытяжную вентиляционную систему с встроенным рекуператором. Её можно использовать в гараже или квартире. Для этого надо пробить соответствующее отверстие в стене.

Мощность такой установки – около 100 м³ воздуха в час.

Применение рекуператоров в частном доме

Эффект от применения таких устройств существенно повышается, если установка рекуператора совмещена с воздуховодом, проложенным под землёй. Воздух в нём зимой будет нагреваться естественным теплом земли, а летом – охлаждаться.

Применение рекуператоров в помещении — Фото 11

В результате теплообмена свежий воздух может нагреться до 14 – 16 °C. Эта схема используется при индивидуальном строительстве: рекуператор воздуха своими руками надо будет сделать под конкретные условия, и в этом случае подогревать его в самые большие морозы не придётся.

Рекуператор воздуха. Виды, принцип работы, способ установки.

Рекуператор воздуха вызывает интерес уже не только у озадаченных состоянием экосистемы, но и попросту желающих сэкономить людей. Мы расскажем, какую выгоду сулят установки рекуперации, как они функционируют и в чём особенность монтажа такой системы в собственном доме.

О принципе рекуперации

Термин рекуперация происходит от латинского слова, означающего обмен, передачу чего-либо. В контексте вентиляции под этим понятием подразумевается передача тепла от вытяжного воздуха приточному без смешивания двух потоков. Первоначально интерес к устройствам рекуперации диктовался преимущественно тенденциями новаторства и перспективами экологической безопасности. Позже стало понятно, что это по-настоящему действенный способ оптимизировать энергетическую эффективность здания.

Принцип работы рекуператора воздуха

Принцип возвратного теплообмена имеет количественное выражение. Эффективность теплопередачи тепла растёт вместе с повышением разницы температур. Также ввиду отсутствия смешивания потоков очевидно, что полноценная работа устройства возможна только при достаточно высоком отношении площади теплового контакта к массе проходящего через рекуператор воздуха.

По сути и принципу действия каждый рекуператор — это экономайзер, собирающий отходы низкопотенциальной энергии и направляющий их для совершения полезной работы. Для рекуперации тепла не свойственен высокий КПД, однако в хорошо утеплённых зданиях утечки тепла через вентиляцию относятся к основным потерям, поэтому их сокращение — важнейшая задача для обеспечения как можно более низкого теплового баланса.

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.

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.

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.

Пластинчатый рекуператор

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.

Трубчатые рекуператоры

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.

Приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором

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.

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.

Определение производительности

Для рекуператора как части вентиляции наиболее важными являются три параметра: приведённое аэродинамическое сопротивление, допустимый проток и эффективность, выраженная в отношении возвращённого тепла к общему количеству энергии, содержащейся в воздухе при действующей дельте температур. Это отношение непостоянно: чем холоднее приточной воздух, тем в целом эффективнее работает рекуператор, причём зависимость этих изменений не линейная. Поэтому так важно обращать внимание на диаграммы изменения основных характеристик в зависимости от прочих условий.

Q = S · v · 3600

где:

Q — пропускная способность вентканала, м³/ч;
S — площадь сечения канала, в м²;
v — скорость потока, м/с.

K_t = (T₃ – T₁) / (T₂ – T₁)

где:

K_t — коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
T₁ — температура наружного воздуха, °C;
T₂ — температура воздуха в помещении, °С;
T₃ — температура приточного воздуха, °С.

Первоначальный критерий — допустимая величина протока — определяется параметрами системы вентиляции. Разумеется, воздухообмен не может быть ниже норм, установленных СНиП: 3 м³/ч·м² или 30 м³/ч на каждого человека при норме обеспеченности пространством менее 20 м³/чел. При этом общая кратность воздухообмена за час должна составлять не менее 0,35. Если параметры системы вентиляции на данный момент не соответствуют норме, рекуператор выбирается по нормативным требованиям, а система вентиляции впоследствии дорабатывается.

Если производительность рекуператора с принудительным движением воздуха превышает пропускную способность системы вентиляции более чем на 50%, избыточный шум устраняется установкой глушителя. Также нужно помнить, что производительность вентилятора на приточном канале выше, чем на вытяжном, разницу нужно выбирать в соответствии с количеством дополнительных точек естественного удаления воздуха.

Воздушный рекуператор тепла и влаги

Не существует определённых требований к энергоэффективности установки, в целом этот параметр важен для определения выгодности покупки. Оценить условный КПД прибора можно по онлайн-калькуляторам и данным от производителя, за точку отсчёта принимается разница температур приточного воздуха. Дополнительно нужно обратить внимание на ограничения по влажности воздуха и разнице температур, из-за несоответствия этих показателей возможно обмерзание рекуператора зимой.

Управление рекуператором

Как правило, рекуператоры служат активным элементом принудительной системы вентиляции или как минимум подразумевают возможность регулировать интенсивность воздухообмена. Можно назвать несколько способов наладить взаимодействие между рекуператором и остальными компонентами.

В самом простом случае рекуператор не имеет устройств принуждения потока, но при этом оснащается регулируемой заслонкой. Она необходима, чтобы обеспечивать корректное соотношение между пропускной способностью теплообменника и текущей мощностью вентилятора в зависимости от места расположения последнего. В одном случае встроенный в рекуператоре блок управления регулирует скорость вращения вентилятора, но также возможен вариант, где используется ПЛК со встроенным пропорциональным регулятором, настройка которого проводится опытным путём.

ПЛК для управления вентиляцией

В другом случае рекуператор служит единственным устройством принуждения потока и, соответственно, только скорость работы его вентиляторов определяет интенсивность воздухообмена. Для таких устройств предусмотрено ручное переключение режимов, а также внутренние алгоритмы управления, оптимизирующие теплообмен в зависимости от текущей разницы температуры. Самые совершенные в плане эргономики установки подключаются к системе общедомовой автоматизации и самостоятельно подстраивают производительность в зависимости от количества людей или опираясь на данные комнатных газоанализаторов.

Место и способ установки

Рекуператоры бывают напольной и подвесной потолочной установки. Есть и третий вариант — точечные стеновые рекуператоры, которые монтируются в каждом помещении, соседствующим с улицей, и не требуют прокладки дополнительных коммуникаций.

Варианты потолочной установки интересны возможностью спрятать техническое оснащение дома в полости подвесных или натяжных потолков. Такие устройства немного дороже из-за требований к компактности, в то же время для их подключения не требуются дополнительные обводные каналы. Очевидный минус такого типа размещения — повышенная шумность, обусловленная малым удалением работающих двигателей от вентиляционных решёток.

Способ установки рекуператора в квартире

Напольные (и настенные) рекуператоры ориентированы на установку в технических помещениях. Их производительность не ограничена габаритами, но требуется качественно выполнить систему обвязки. Как правило, устройства этой категории используют по совместительству с системами воздушного отопления и кондиционирования.

Монтаж рекуператора

Сама установка и подключение рекуператора ограничиваются его механическим креплением к капитальной поверхности и стыковкой с общим вытяжным и приточным каналами. После этого места соединений герметизируются, а сам рекуператор облачается в специальный корпус, выполняющий одновременно функцию теплозащиты и шумопоглощения.

Гораздо сложнее дело обстоит с проектированием систем вентиляции, если в них предусмотрена установка рекуператора. Для канальных рекуператоров требуется прокладка двух воздуховодов в каждую жилую комнату для забора и подачи воздуха. При этом важно рассчитать живое сечение вентиляционных решёток и правильно подобрать раструбы, чтобы избежать возникновения дополнительных шумов.

Установка приточно-вытяжной вентиляции

В структуре общедомовой вентиляции рекуператоры обеспечивают воздухообмен только между жилыми помещениями. Вытяжные каналы из кухни и санузлов обычно устраиваются в обход теплообменника из-за чувствительности последнего к грязному воздуху и высокой влажности. На такой случай можно рекомендовать установку дополнительного узла фильтрации воздуха с жироулавливающими и дисперсными фильтрами. Также можно сделать выбор в сторону многоканальных рекуператоров, конструкцией которых предусмотрено подключение вспомогательного контура вентиляции для технических помещений.

Смотрите также по теме:

Фанкойл. Новый уровень комфорта в помещении!

Повышение энергосбережения в бизнесе. Современный подход к технологиям.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[mailpoet_form id=»1″]

Трубчатый рекуператор для дома — преимущества и недостатки

Чтобы не расходовать тепловую энергию для отопления улицы, не нести бремя лишних расходов на отопление дома, а возвращать тепло обратно в помещения, при установке приточно-вытяжной вентиляции рационально установить рекуператор воздуха. Процесс рекуперации может осуществляться несколькими способами, в зависимости от типа рекуперационного узла. Ниже рассмотрим — как работает рекуператор с трубчатым теплообменником. Такой рекуператор имеет максимальный КПД 70%.

Принцип работы и конструктивные особенности рекуператора с тепловыми трубками

Теплообменник, как следует из названия, представляет собой много трубок, заполненных веществом, имеющим низкую температуру кипения, а значит легко испаряющимся. В качестве хладагента чаще используется фреон. Основным материалом для элементов теплообменника – герметичных трубок берут медь, поскольку она имеет хорошую теплопроводность. Трубка может иметь алюминиевое оребрение. Далее работают законы физики, без участия приводных сил.

Принцип работы основан на физических процессах, происходящих с фреоном. Тепловая трубка располагается вертикально, либо приближенно к вертикальному положению. Нижний конец каждого теплообменного элемента помещается в канал с выходящим воздушным потоком, который имеет повышенную температуру. При нагревании фреон испаряется и устремляется паром в верхнюю часть емкости. Верхний конец тепловой трубки, в котором скапливаются пары фреона, передает тепло потокам воздуха, подающимся в систему вентиляции из наружной атмосферы, и остывает. Далее происходит конденсация фреона, конденсат хладагента по мере накопления стекает вниз под воздействием силы тяжести.

По конструктивным особенностям встречается два вида тепловых трубок:

Теплообменник, внутри которого находится только фреон либо другая легко испаряемая жидкость;
Теплообменный элемент, внутри которого кроме рабочей жидкости помещен пористый материал, благодаря чему возврат жидкости в исходное состояние происходит под воздействием капиллярных сил.

Во втором варианте вертикальное расположение тепловых трубок не настолько необходимо, как при использовании теплоносителя только с фреоном внутри.

Преимущества рекуператора с тепловыми трубками

Рекуператор, у которого в качестве теплообменника используются тепловые трубки, имеет ряд достоинств:

Система теплообмена довольно проста и не имеет движущихся деталей, что обеспечивает ее долговечность;
Отсутствие движущихся частей обуславливает бесшумность работы установки;
Рекуперативный узел обладает неплохим КПД – эффективность устройства может составлять от 50% до 70%;
Рекуператор имеет небольшие размеры и малый вес;
Система не потребляет электроэнергию, т.к. нет необходимости в принудительном перемещении теплоносителя.

Недостатки рекуператора с тепловыми трубками

Как у любого агрегата, у теплообменника, использующего тепловые трубки, есть слабые места:

Эффективная работа теплообменника возможна лишь при наличии узкого температурного диапазона, т.к. излишне высокая температура превращает весь фреон в пар, а недостаточный нагрев не обеспечивает необходимой интенсивности испарения;
Тепловые трубки не обладают достаточной прочность, поэтому потеря формы либо их разгерметизация приводит к резкому снижению работоспособности устройства.

Наличие недостатков, которые порой условны, не снижает целесообразность установки рекуператора для дома. Однако это не нагревательный элемент, он всего лишь возвращает часть тепла в воздуховод. Следует еще учесть, что неконтролируемые утечки тепла при нарушении теплоизоляции конструктивных элементов дома, могут свести всю эффективность как системы отопления, так и рекуперации воздуха к нулевому результату. Обследование тепловизором дома выявляет дефекты утепления и строительства. При их обнаружении, можно исправить положение задувкой эковаты и восстановить целостность утепления без капитального ремонта и нарушения отделки.

Рекуператор воздуха: пластинчатый, роторный — обзор. Как сделать рекуператор воздуха своими руками. Видео. Приточно

Содержание статьи:

Рекуператор — необходимое устройство для вентиляции помещений
Виды рекуператоров
Пластинчатый рекуператор
Сделано с умом
Мастерим рекуператор самостоятельно
Трубчатый рекуператор
Применение рекуператоров