Как сделать рекуператор для квартиры и частного дома

Применение энергосберегающих технологий в жилых домах сулит не только улучшением микроклимата, но и чревато негативными последствиями. Прослойка искусственного утеплителя на стенах, дверях, металлопластиковые окна – объекты и поверхности, препятствующие естественному воздухообмену. Вследствие чего возникают грибковые споры, появляется плесень и «запах сырости». Рекуператор для частного дома – компактный бытовой прибор, нивелирующий перечисленные недостатки.

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.

Читайте также:  Вентиляционные решетки: виды и назначение

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.

Рекуператор воздуха с ротором

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.
Рекуператор для загородного дома: основные виды и тонкости выбора

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.

Рекуператор для загородного дома: основные виды и тонкости выбора

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

Читайте также:  Как правильно установить вытяжку для газовой колонки

«Плюсы» пластинчатых аппаратов:

  • работа без энергозатрат;
  • эксплуатационная надёжность;
  • высокий КПД.
Рекуператор для загородного дома: основные виды и тонкости выбора

«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

Рекуператор для загородного дома: основные виды и тонкости выбора

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

Рекуператор для загородного дома: основные виды и тонкости выбора

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.
Рекуператор для загородного дома: основные виды и тонкости выбора

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.
Типы рекуператоров

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

Типы рекуператоров

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

Типы рекуператоров

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: ­

Типы рекуператоров
  • 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

Типы рекуператоров

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:

Как узнать КПД системы рекуперации
  • 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.

Выбор рекуператора по типу конструкции

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.

Выбор рекуператора по типу конструкции

Представляем схему работы роторного рекуператора.

Выбор рекуператора по типу конструкции

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).

Выбор рекуператора по типу конструкции

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.

Выбор рекуператора по типу конструкции

PiterPro пользователь FORUMHOUSE

Выбор рекуператора по типу конструкции

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.

Выбор рекуператора по типу конструкции

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

Выбор рекуператора по типу конструкции

Выбор рекуператора по типу конструкции