Как сделать рекуператор для квартиры и частного дома

Особенности и принцип работы

Итак, что такое рекуперация тепла? – Рекуперация это процесс теплообмена, при котором холодный воздух с улицы нагревается за счёт выходящего потока с квартиры. Благодаря такой схеме организации установка с рекуперацией тепла экономит тепло в доме. В квартире за короткий промежуток времени и с минимальными затратами электричества формируется комфортный микроклимат.

На видео ниже представлена система рекуперации воздуха.

Что такое рекуператор. Общее понятие для обывателя.

Экономическая целесообразность рекуперативного теплообменника зависит и от других факторов:

• цен на энергоносители;
• стоимости установки агрегата;
• затрат, связанных с обслуживанием устройства;
• продолжительности эксплуатации такой системы.

Обратите внимание ! Рекуператор воздуха для квартиры – важный, но не единственный элемент, необходимый для эффективной вентиляции в жилом пространстве. Вентиляция с рекуперацией тепла – комплексная система, функционирующая исключительно при условии профессиональной «связки».

Рекуператор для дома

С понижением температуры окружающей среды эффективность агрегата падает. Как бы то ни было, а рекуператор для дома в этот период жизненно необходимо, поскольку существенная температурная разница «нагружает» систему отопления. Если за окном 0°C, то в жилое пространство подается воздушный поток, прогретый до +16°C. Бытовой рекуператор для квартиры с этой задачей справляется без каких-либо проблем.

Формула для подсчёта эффективности

Современные рекуператоры воздуха отличаются не только КПД, нюансами использования, но и конструкционно. Рассмотрим самые популярные решения и их особенности.

Виды рекуператоров

По типу и принципу работы, устройства делятся на основные виды:

• Пластинчатые – отличаются невысокой стоимостью и хорошей функциональностью. Работают по принципу пересечения воздушных масс, которые разделены пластинами с хорошей проводимостью. Обладают неплохим КПД и простой конструкцией. Из минусов стоит отметить плохую работу с влагой и негативное свойство к обмерзанию.

• Роторные – особенностью является вращающийся теплообменник, через который проходят воздушные потоки. При вращении происходит поочередное нагревание и охлаждение пластин, пропускание вытяжного, а затем приточного воздуха. К преимуществам данного способа можно отнести высокий уровень КПД, отсутствие эффекта обмерзания и компактность моделей. Недостатками считается дорогая цена устройства и сложность конструкции.

• Трубчатые – имеют похожий метод работы с пластинчатыми рекуператорами. Отличаются тем, что вместо каналов из пластин используются металлические трубки небольшого диаметра. Благодаря такому строению совершается завихрение потоков в трубках, что способствует повышенной теплопередаче. Огромным плюсом будет простота монтажа оборудования, компактность, высокий коэффициент полезного действия и низкое потребление электроэнергии. Как таковых отрицательных моментов у трубчатых устройств нет, за исключением сложности изменения уровня влажности в помещении.

• Крышные – специфические установки, которые предназначены для эксплуатации в зданиях с большими площадями. Для реализации оборудования необходимо сделать специальное окно в кровле. Особенность функционирования заключается в отдаче потоков в атмосферу и заборе тепла с нагретого свежего воздуха под потолком.

• Гликолевые – устройства с промежуточными теплоносителями, позволяют легко соединить уже имеющуюся вытяжную и приточную систему. Для установки требуется достаточно много места, одинаковое количество удаляемого и поступающего воздуха. Недостатком является существенно низкий показатель КПД в сравнении с остальными приборами.

Рекуператор для частного дома: виды и характеристики

Приточно-вытяжные рекуператоры могут иметь различные конструктивные особенности. Подобрать подходящий вариант поможет продавец-консультант в любом специализированном магазине теплотехнических устройств.

Рекуператор для дома

Существуют такие типы оборудования:

• пластинчатый;
• роторный;
• крышный;
• рециркуляционный водяной.

Все они предназначены для создания благоприятного климата в помещении, будь то квартира, большой особняк или загородный дом.

Пластинчатый

Является самым распространенным типом ввиду хорошей производительности, простоты эксплуатации и невысокой цены. Рекуператор данного вида представляет собой зафиксированные металлические пластины, обладающие большой удельной теплоемкостью и относительно малым весом. Пластины собраны в своеобразные кассеты, чем слегка напоминают пчелиный улей. Атмосферный воздух проходит через короб аппарата с кассетами и затем нагревается или охлаждается, в зависимости от зимнего или летнего времени года. Образующийся во время работы конденсат отводится через специально имеющийся дренажный отвод или канал.

Устройство приточно-вытяжной установки пластинчатого рекуператора

Наряду с перечисленными достоинствами, система обладает определенным недостатком: образованием в коробе наледи, что особенно проявляется в осенне-зимний период.

Роторный

Рекуператор подобного типа осуществляет приток и отток воздушной струи за счет лопастей. Теплоэнергетическая система насчитывает от одного до двух приводных роторов, в зависимости от модели. Внешне установка похожа на цилиндрическую бочку с  барабаном. По мере откачки воздуха из помещения и нагревания цилиндрического короба, происходит забор атмосферной массы.

Преимущества данного аппарата:

• улучшенная эффективность;
• повышенный КПД;
• отсутствие конденсата, а, следовательно, и отводящих желобов;
• отсутствие наледи;

Роторный рекуператор

• не осушает воздух, что не требует дополнительного увлажнения;
• регулировка количества подачи и забора воздуха за счет скорости вращения лопастей.

Вместе с тем существуют и минусы:

• увеличенное потребление электроэнергии;
• вращающиеся элементы изнашиваются быстрее, чем неподвижные;
• необходимость дополнительной вытяжки для предотвращения возможного смешивания входящих и отходящих воздушных масс.

Рекуператоро размещается в блоке приточно-вытяжной вентиляции

Крышный

Данный рекуператор перерабатывает большие массы воздуха. Целесообразность его использования можно объяснить большим особняком, другим жилым или нежилым помещением. Принцип работы во многом схож с пластинчатым агрегатом, однако последний отличается от крышного меньшими размерами. Простота монтажа аппарата, невысокая стоимость обслуживания и эксплуатации сделали его незаменимым в вентиляционных устройствах магазинов, ремонтных мастерских, производственных площадей. Установка же подобного рекуператора на крыше, вообще исключает проникновение каких-либо звуков и шума в помещение.

Гликолевый рекуператор

Гликолевый (или рециркуляционный) регенеративный аппарат сочетает в себе качества пластинчатого и роторного теплотехнических устройств. Его основное отличие от предыдущих заключается в использовании промежуточного теплоносителя. Последним является водно-гликолевый раствор, состоящий из пропиленгликоля или этилена, разбавленного дистиллированной водой. Смесь обладает высокой теплоемкостью, позволяющей утилизировать большое количество тепла, сохраняет свои рабочие качества при минусовых температурах. В суровых низкотемпературных условиях возможна замена указанного теплоносителя на антифриз. Оборудование позволяет работать одновременно с несколькими вентиляционными каналами, рукавами или вытяжками.

Пластиковый рекуператор

Рекуператор воздуха с ротором

Вращающийся рекуператор воздуха конструктивно довольно сильно отличается от пластинчатого. Главным действующим механизмом рекуператоре воздуха является барабан который вращается между приточной и вытяжной зоной. Передавая тепло за счёт быстрого движения. Такой рекуператор воздуха более пригоден для суровых зимних условий, поскольку за счёт постоянного вращения ротор не успевает обмёрзнуть и от него не требуется отводить конденсат, в отличие от пластинчатого.

Есть в таком рекуператоре воздуха и небольшой минус. Вращающийся между притоком и вытяжкой, он неизбежно приводит к подмесу воздуха, однако в грамотно смонтированной системе этот подмес минимален и составляет около одного процента.

Стоит отметить, что такой рекуператор воздуха используют реже чем пластинчатый, в силу более высокой цены и сложности монтажа. Основное и единственное применение рекуператора воздуха это – приточно-вытяжная установка с рекуперацией тепла.

Рекуператор для загородного дома: основные виды и тонкости выбора

С точки зрения конструкции и принципа работы рекуператоры воздуха бывают нескольких видов:

• агрегаты для крыш;
• роторные устройства;
• приборы пластинчатого типа.

У каждого типа аппарата имеются как выраженные недостатки, так и очевидные преимущества. Очевидно, что они предназначены для разных условий эксплуатации.

Пластинчатые агрегаты

Речь идёт о самых популярных и востребованных теплообменниках. Их отличает простая конструкция, благодаря чему обеспечивается высокая надёжность. Пластинчатые установки для загородных домов обеспечивают КПД на уровне 78%, если это пластиковые модели. А целлюлозные решения – до 92%. Последние обеспечивают возврат как тепла, так и влаги, ввиду большей теплоёмкости.

Совет! Для всех типов оборудования, за исключением целлюлозного требуется дренаж для отвода лишней влаги.

«Плюсы» пластинчатых аппаратов:

• работа без энергозатрат;
• эксплуатационная надёжность;
• высокий КПД.

«Недостатки» вытяжных механизмов:

• влажность не возвращается обратно;
• с наступлением морозов теплообменники обмерзают;
• монтаж возможен только при наличии вытяжек и притока свежего воздуха.

Воздухообменники для крыш

Рекуперация энергии в вентиляционных системах может организовываться в виде специализированных крышных установок. Установка массивных систем целесообразна только для больших по площади помещений, складских комплексов, торговых точек, ангаров и гаражей. Характеризуются высокой эффективностью.

Крышные системы не подходят для квартир, частных домов и коттеджей.

Роторные приборы

Воздушный роторный воздухообменник пользуется не меньшей популярностью у потребителей, чем пластинчатые решения. Корпус изготавливают из алюминия. Основным действующим звеном агрегата выступает небольшой электромоторчик. Зигзагообразные и плоские элементы приводятся в действие приводным ремнем. Каждый элемент рекуперационной вентиляции отдаёт часть тепла от вытяжки подводному потоку воздуха.

Преимущества роторной схемы:

• воздушные потоки сохраняют влажность;
• высокий КПД;
• рекуператор для частного дома имеет небольшие размеры, благодаря чему помещается даже в компактных системах вентиляции;
• роторы не страшны суровые зимы и сильные морозы.

Недостатки системы:

• аппараты работают от электроэнергии.

Типы рекуператоров

При изготовлении устройства своими руками, следует определиться с его типом. Существуют несколько разновидностей рекуператоров: ­

• роторный; ­
• пластинчатый; ­
• рециркуляционный водяной; ­
• камерный; ­
• фреонный.

Роторный

Роторный рекуператор состоит из гофрированных пластин стали. Внешне конструкция представляет собой цилиндрическую емкость. Вращающийся барабан пропускает поочередно теплые и холодные потоки. В процессе работы происходит нагревание ротора, который отдает тепло холодному воздуху. Роторный аппарат обладает высокой экономичностью. Можно устанавливать необходимое количество оборотов ротора и регулировать мощность. К преимуществу относится возможность использования такого типа в течение всего года, поскольку на нем не образуется ледяная корочка.

К недостаткам относится габаритность конструкции. Она требует наличия большой вентиляционной камеры.

Пластинчатый

Пластинчатый рекуператор состоит из алюминиевых, пластиковых и изготовленных из специальной бумаги пластин. В некоторых моделях потоки воздуха движутся перпендикулярно друг к другу, в других перемещаются в противоположных направлениях.

Если в конструкции используются алюминиевые пластины, то система характеризуется невысоким коэффициентом полезного действия. Связанно это с тем, что прибор часто замерзает и нуждается в регулярном оттаивании. К преимуществу относится его невысокая стоимость. Кроме алюминиевых пластин, допускается использовать оцинкованную сталь. Теплообменники из пластика обладают большей отдачей, но и дороже стоят.

Если материалом является специальная бумага, то отдача у такого оборудования высокая. Однако имеется существенный недостаток: прибор нельзя использовать во влажном помещении. Образующийся конденсат пропитывает бумажные слои.

Рециркуляционный водяной

Отличительной особенностью такого типа является разведение приточного и вытяжного теплообменников. При помощи антифриза или воды тепловая энергия переносится из вытяжной части в приточную.

Система имеет свои преимущества: ­

• отсутствие вероятности смешивания потоков; ­
• разведенные теплообменники облегчают работу на стадии проектирования; ­
• возможность объединения нескольких приточных или вытяжных потоков в единый.

Недостатки: ­

• необходимость наличия водяного насоса; ­
• рекуператоры способны только на теплообмен, а влагообмен невозможен.

Камерный

Оба потока направляются в единую камеру. Она разделена перегородкой. После нагрева одной части идет разворот перегородки. Нагретая часть, которая обогревает помещение, начинает принимать приточный воздух. К недостатку относится высокая вероятность смешивания воздушных потоков, что приводит к их загрязнению.

Фреонный

Основан на физических характеристиках фреона, который располагается в герметично запаянных трубках. В начале трубы идет нагревание воздуха вместе с фреоном, который закипает и испаряется. Тепло перемещается дальше. Пары фреона, соприкасаясь с холодными потоками, конденсируются. Затем цикл повторяется.

Как сделать рекуператор своими руками

В бытовых условиях можно создать самодельный рекуператор, который сможет обеспечить нормальные условия микроклимата в небольшом загородном доме. Речь идет об устройстве пластинчатого типа, пластины которого можно изготовить практически из любого материала (теплопроводность пластин практически не зависит от материала).

Теплообменник собирают из нескольких кассет с пластинами (на одну кассету понадобится от 4 кв. м листового материала). Для стяжки кассет используют каркас, созданный из уголка. Для заделки щелей применяют силиконовый герметик. Кассеты устанавливают в общий корпус теплообменника. Для входных потоков воздуха предусматривают установку фильтрующих элементов. Наглядно и подробно весь процесс сборки пластинчатого рекуператора представлен в видеоролике ниже.

Виды устройств

Видов рекуператоров несколько:

1. Пластинчатый или трубчатый. Наиболее распространенный, технически простой вид. Внутри прибора нет подвижных частей, ему для работы не требуется электроэнергия. КПД составляет 40–65%. Но есть недостатки:
   обмерзание в зимний период;
2. отсутствие возможности осуществлять влага обмен.
3. Роторный. Электрический мотор заставляет вращаться теплообменник с входящим потоком в исходящем воздухе. Так решаются несколько задач:
   исключается обмерзания частей;
4. регулируется теплообмен (частота вращения ротора может меняться, подстраиваясь под условия окружающей среды);
5. частично возвращается обратно влага;
6. КПД возрастает до 85–88%.
7. Рециркуляционный водяной. Другое название – рекуператор с промежуточным теплообменником, роль которого выполняет жидкость. Устройство и КПД сходно с пластинчатым типом, но конструкция гораздо сложнее. Единственное преимущество – возможность установки отдельных частей в разных местах.
8. Крышный (промышленный). Отличается низкими эксплуатационными расходами и возможность установить на крышу, экономя потолочное пространство. Эффективная работа подразумевает большой объем обслуживаемого внутреннего пространства (цеха, супермаркеты и так далее).

Роторный рекуператор воздуха

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%.

Выбор рекуператора по типу конструкции

Нельзя сказать, что какой-то рекуператор хуже или лучше, у каждого типа рекуператоров есть свои сильные стороны и сферы применения. КПД роторного и пластинчатого рекуператора абсолютно одинаков, так как КПД зависит от двух параметров: от площади теплообменной поверхности рекуператора и от направления воздушного потока в рекуператоре.

Конструкция роторного рекуператора допускает частичное смешивание приточного и вытяжного потоков, так как изолятором воздушных потоков в нем является щетка. Щетка с мелкой щетиной, сама по себе, является плохим изолятором между воздушными потоками, а небольшой дисбаланс в системе приводит к еще большему перетоку отработанного воздуха в приточный канал. Также слабым звеном в роторном рекуператоре является двигатель, и ремень который крутит ротор: дополнительные движущие детали снижают общую надежность оборудования, а также повышают энергозатраты на рекуперацию. Роторный рекуператор допускается устанавливать только в одном положении, что также снижает возможность его применения в домашних условиях. Основными объектами для применения роторных рекуператоров являются торговые центры, гипермаркеты и другие общественные здания с большой площадью, где переток воздуха – только на пользу собственникам здания.

Представляем схему работы роторного рекуператора.

Пластинчатые рекуператоры, в отличие от роторных устройств, не столь массивны, но при этом просты в установке и надежны в эксплуатации. Среди пластинчатых рекуператоров особого внимания заслуживает оборудование мембранного типа. Специальная полимерная мембрана, встроенная в рекуператор, возвращает влагу из вытяжного воздуха в приточный. Одновременно она препятствует образованию конденсата, а также формированию наледи внутри устройства (во время его эксплуатации при низких температурах).

На базе пластинчатых рекуператоров можно построить многоступенчатую рекуперацию, которая позволяет избежать прямого контакта самого холодного воздушного потока (поступающего с улицы) с самым теплым (поступающим из дома). А в связке с энтальпийным рекуператором такая технология позволяет уйти от обмерзания рекуператора. Плавное понижение температуры вытяжного воздуха и плавное повышение температуры приточного воздуха внутри рекуператора делают устройство стойким даже к температурам крайнего севера. Как показывает практика, подобное оборудование успешно работает в самых суровых климатических условиях, например, Якутске.

PiterPro пользователь FORUMHOUSE

В пластинчатых теплообменниках используется разный материал. Пластиковые и металлические теплообменники – обмерзают. В мембранных теплообменниках используется тонкая пленка, которая пропускает только влагу. Теплообменников в такой установке сразу два либо три – в зависимости от модели.

КПД является одной из основных характеристик рекуператора, и на его величину, перед покупкой установки, следует обращать особое внимание.