Рекуператор воздуха своими руками: трубчатый, коаксиальный, пластинчатый

Инструкция о том, как сделать рекуператор своими руками

Создать рекуператор воздуха своими руками для человека, умеющего ими правильно пользоваться, вполне посильная задача. Наиболее подходящим для этой цели специалисты называют пластинчатый рекуператор. Этот тип утилизатора наиболее распространен, особенно его самодельные модели. Недостатки конструкции, среди которых называют обмерзание теплообменника при низкой температуры воздуха на улице и пересечение труб воздуховодов, компенсируются дешевизной и простотой конструкции.


Чтобы смастерить рекуператор воздуха своими руками важны такие материалы, как:

  1. металлический лист (оцинкованная жесть, кровельный лист, оцинкованное железо или любой другой листовой металл) площадью 3–4 м2;
  2. пробка, деревянная рейка или текстолит;
  3. металлический лист или аналогичный материал для создания корпуса;
  4. пластиковые фланцы с наконечниками, соответствующие диаметру труб вентиляции;
  5. герметик;
  6. утеплитель;
  7. силикон.

Создание рекуператора воздуха своими руками проходит в несколько шагов:

Листы металла нарезаются на пластины размером 20 х 30 см. Рекомендуется использовать не менее 3–4 м2 металла

Особое внимание уделяется нарезке. Пластины должны быть нарезаны практически идеально ровно, чего не добиться ножницами по металлу

Инженеры рекомендуют использовать ножовку по металлу или болгарку. Пластины укладывать одну на другую, обеспечивая зазор не менее 4 мм. Для этого проклеивать рамками из термоизоляционного материала (пробка, деревянная рейка, текстолит) по контуру пластин, обеспечивая отверстия для потока воздуха в соответствующем направлении, чередуя перекрестные потоки. По окончанию укладки пластин, все щели пройти герметиком нейтрального состава. Корпус изготавливается из жести или другого листового металла. Он представляет собой короб подходящего размера, чтобы плотно вместился полученный блок из пластин. В стенках короба прорезать отверстия, в которые вставить заранее приготовленные пластиковые фланцы, соответствующие диаметру воздуховодных труб. Щели необходимо тщательно герметизировать, чтоб не допускать потерь эффективности устройства. После высыхания герметика полученный блок из пластин разместить в корпусе.

Поверх полученного корпуса с уложенным блоком пластин рекомендуется уложить теплоизоляцию (пенопласт, стекловата). Всю полученную конструкцию можно дополнительно упаковать в деревянный ящик.

Рекомендуемая скорость потока воздуха составляет 1 м/с.

Зимой при отрицательных температурах на улице существует вероятность обморожения пластинного блока утилизатора. Чтобы избежать блокировки работы рекуператора на длительный период рекомендуется предусмотреть байпас. Тогда, переключив на него входящий поток воздуха, система быстро оттает благодаря температуре выдуваемого теплого воздуха.

Ввиду того, что в рекуператоре оседает конденсат, конструкцию рекомендуется оснастить шлангом для слива воды.

Виды рекуператоров воздуха

Так происходит теплообмен в пластинчатом рекуператоре.

Прежде чем переходить к рассмотрению видов рекуператоров, нужно определиться с терминами. Итак, рекуператор воздуха для квартиры  – это часть вентиляционной системы, в которой забираемый газ (воздух, которым мы дышим) отдает часть своей тепловой энергии приточному потоку. Тем самым он повышает температуру последнего. Получается, что с улицы воздух попадает в помещение уже не таким холодным или горячим, так как система работает в двух направлениях:

  • повышение температуры;
  • понижение температуры.

Рекуператор воздуха для квартиры в зависимости от времени года выравнивает температуру подаваемого потока воздуха приблизительно до уровня температуры воздуха в помещении. При этом метод теплообмена может быть разным. Он напрямую зависит от конструкции прибора. Также есть разница в габаритах и методах монтажа. Любой вид оборудования может работать как в малых, так и больших помещениях. Рекуператоры воздуха для дома выполняют функцию теплообмена приточного и удаляемого газа благодаря теплообменнику. В этом качестве могут выступать:

  • пластины;
  • ротор;
  • трубки;
  • теплоноситель (фреон, вода с гликолем).

Самые простые рекуператоры воздуха для дома – это пластинчатые. Они состоят из пластин, которые изготавливаются из металла или целлюлозы. В таких теплообменниках циркуляция потоков происходит перекрестным либо противоточным методом, при этом смешивание потоков исключается. Теплообмен осуществляется через материал пластинчатых кассет. Пластинчатые рекуператоры воздуха имеют один серьезный недостаток – это образования конденсата.

Для него есть специальный конденсатосборник – обычный поддон, из которого нужно сделать отдельный отвод для воды. Отвод можно врезать прямо в канализацию, такой подход хоть и не самый простой, зато решает проблему отвода конденсата раз и навсегда.

В зимнее время конденсат может замерзнуть, теплообменник в этом случае нуждается в размораживании. Для этого во многих моделях предусмотрены специальные байпасы, которые автоматически перекрывают подачу холодного воздуха с улицы в теплообменник, чтобы тот оттаял. Некоторые пластинчатые рекуператоры воздуха не оснащены системой оттаивания, при этом лед не образовывается. Это свидетельствует о том, что в теплообменнике слишком высокая скорость циркуляции. Чем выше скорость потоков воздуха, тем ниже КПД, который варьируется в пределах 50–55%, но только с учетом правильного подбора и монтажа.

Теплообмен воздушных потоков в роторном рекуператоре.

Роторные рекуператоры воздуха выполняют свою функцию благодаря маховику (ротору), который постоянно вращается. Такие установки имеют более высокий КПД, который составляет порядка 75–90%. Ротор, вращаясь, отделяет тепло от удаляемого воздуха и отдаёт его приточному, при этом часть потоков перемешивается. Подмес хоть и несущественный, но все же он есть и составляет до 5% от всей массы пропускаемых потоков. Есть движимые элементы, помимо вентиляторов, поэтому такие агрегаты дают больше шума.

Трубчатые рекуператоры чаще всего используются в квартирах. Они монтируются в сквозные отверстия в стене. Потоки воздуха двигаются по трубкам. Эффективность таких приборов не очень высока, чего нельзя сказать про агрегаты с водяным контуром и дополнительным подогревом. В последнем случае за теплообменником устанавливаются нагревательные элементы, которые греют теплоноситель, а тот, в свою очередь, отдает тепло воздуху.

Монтаж рекуператора воздуха

Монтаж пластинчатого рекуператора в систему приточной вентиляции.

В зависимости от вида рекуператоров воздуха отличается и его монтаж. Есть агрегаты, которые могут обеспечивать свежим воздухом сразу несколько помещений, посредством разводки системы вентиляции. Также есть теплообменники, которые обслуживают только одну комнату, они чаще всего используются в квартирах. Более громоздкие и мощные рекуператоры (пластинчатые, роторные) устанавливаются в тандеме с системой вентиляции, которая может быть:

  • общеобменной – когда подача воздуха осуществляется в каждое помещение, а вывод общий в одном из помещений;
  • приточно-вытяжной – когда подача и вывод осуществляются в каждом помещении отдельно.

Более компактные модели для одного помещения устанавливаются прямо в стене. Для них нужно сделать сквозное отверстие. Учитывая тот факт, что диаметр рекуператора достаточно большой, нужно знать, как сделать такое широкое отверстие:

  • отмечаете место, где должно быть отверстие – прикладываете рекуператор и обводите по кругу;
  • по периметру в пределах отмеченного круга просверливаете сквозные мелкие отверстия с минимальными отступами;
  • затем при помощи перфоратора удаляете перемычки между отверстиями.

После установки рекуператора все щели нужно запенить.

Инструменты и материалы

Примерный набор материалов и инструментов:

  • металл 0.5-1 мм, текстолит или сотовый поликарбонат 1-5 мм в количестве 5, 10 или 15 м2 в зависимости от типа рекуператора;
  • рейки 2-3 мм из дерева, технической пробки или оргстекла, шириной 1-1.5 см;
  • нержавейка, ДСП, фанера для корпуса согласно чертежам;
  • минеральная вата, пенополистирол для теплоизоляции;
  • 4 фланца из пластика для воздуховодов на основе канализационных труб;
  • лобзики по дереву и металлу, желательно электрические;
  • силиконовый герметик;
  • алюминиевая трубка 2-5 мм, длина по проекту;
  • универсальный клей;
  • саморезы;
  • стальной уголок 20х20 мм, длина по проекту;
  • шуруповёрт, ножовка по металлу;
  • фильтры бумажные, автомобильные – сколько потребуется;
  • строительный нож;
  • молоток;
  • дрель, набор свёрл;
  • вентиляторы компьютерные или канальные в зависимости от проекта.

Фильтры заменяются или очищаются раз в 1-4 месяца.

Материалы заготавливаем соответственно выбранному типу рекуператора.

Расчёт мощности системы

Проветриватель для больших помещений повышенной мощности

Габариты и мощность рекуператора влияют на производительность устройства. Чем больше площадь вентилируемого помещения, тем более мощный рекуператор потребуется. Поэтому прежде чем приобретать устройство следует провести расчёт мощности рекуператора.

Для этого используется формула: Q = 0,335 x L x (T1 – T2), где:

  • Q (Вт) – мощность устройства;
  • L (м3/ч) – объём воздуха, необходимый для нормальной жизнедеятельности человека. Согласно норме для одного человека требуется 60 м3/ч;
  • Т1 (оС) – температура воздуха после рекуперации;
  • Т2 (оС)– температура воздуха до рекуперации.

Например, рассчитаем мощность рекуператора для квартиры, где проживает 3 человека. Температура воздуха, транспортируемого в помещения, должна равняется не менее 20 оС, а с улицы поступает воздух температурой -10 оС. Q = 0,335 x 180 x 32 = 1929,6 Вт.

При проведении расчёта следует брать минимально возможную температуру (в среднем за 5 лет), которая наблюдалась в регионе, где планируется установка рекуператора. Если устройство не планируется использовать как основной источник обогрева помещения, то показатели температуры подбираются индивидуально.

Как увеличить КПД

Для увеличения эффективности самодельного устройства следует тщательно исполнять технологические операции на всех этапах его проектирования и изготовления.

КПД – это доля энергии, которую при теплообмене тёплый воздух отдаёт холодному. Поэтому следует максимизировать эту долю:

  • увеличить габариты прибора – увеличивается время взаимодействия воздушных потоков, а значит, и теплообмен;
  • увеличить площадь рабочей поверхности рекуператора, используя гофрированные пластины с меньшими размерами профиля;
  • проектировать большие объёмы выходящего воздуха, чем входящего;
  • использовать теплоизолирующие материалы хорошего качества;
  • тщательно герметизировать все объёмы с движущимся воздухом, не допуская смешения потоков;
  • вовремя очищать или заменять входные/выходные фильтры, уменьшая этим сопротивление потоку воздуха и улучшая его качество;
  • если у вас неуправляемый рекуператор, в зимнюю пору время от времени отключайте входной вентилятор, чтобы удалить наледь внутри устройства.

После установки рекуператора в рабочее положение разумно и интересно узнать его КПД. Эта величина даёт отношение доли переданной холодному воздуху энергии от тёплого домашнего.

Порядок такой:

  1. включаем прибор, выжидаем некоторое время;
  2. градусником измеряем три температуры – с улицы на входе устройства, в доме, на выходе;
  3. вычисляем по формуле КПД = (Тр-Ту) / (Тд-Ту) *100, где
    • Тр – температура на выходе рекуператора;
    • Ту – температура на входе, с улицы;
    • Тд – температура дома.

Пример: Тр=17, Ту=5, Тд=24 градусов. КПД = (17-5) / (24-5) *100=63%.

Как увеличить КПД

Для увеличения эффективности самодельного устройства следует тщательно исполнять технологические операции на всех этапах его проектирования и изготовления.

КПД – это доля энергии, которую при теплообмене тёплый воздух отдаёт холодному. Поэтому следует максимизировать эту долю:

  • увеличить габариты прибора – увеличивается время взаимодействия воздушных потоков, а значит, и теплообмен;
  • увеличить площадь рабочей поверхности рекуператора, используя гофрированные пластины с меньшими размерами профиля;
  • проектировать большие объёмы выходящего воздуха, чем входящего;
  • использовать теплоизолирующие материалы хорошего качества;
  • тщательно герметизировать все объёмы с движущимся воздухом, не допуская смешения потоков;
  • вовремя очищать или заменять входные/выходные фильтры, уменьшая этим сопротивление потоку воздуха и улучшая его качество;
  • если у вас неуправляемый рекуператор, в зимнюю пору время от времени отключайте входной вентилятор, чтобы удалить наледь внутри устройства.

После установки рекуператора в рабочее положение разумно и интересно узнать его КПД. Эта величина даёт отношение доли переданной холодному воздуху энергии от тёплого домашнего.


Порядок такой:

  1. включаем прибор, выжидаем некоторое время;
  2. градусником измеряем три температуры – с улицы на входе устройства, в доме, на выходе;
  3. вычисляем по формуле КПД = (Тр-Ту) / (Тд-Ту) *100, где
    • Тр – температура на выходе рекуператора;
    • Ту – температура на входе, с улицы;
    • Тд – температура дома.

Пример: Тр=17, Ту=5, Тд=24 градусов. КПД = (17-5) / (24-5) *100=63%.

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.

Рейтинг моделей

Благодаря отзывам довольных пользователей удалось составить рейтинг лучших рекуператоров, известных на сегодняшний день. К каждой модели прилагается краткий обзор, рассказывающий о характеристиках и особенностях устройств.

Vakio base

Представляемая модель рекуператора оснащена 3 режимами работы: вытяжка, проветриватель, рекуперация. В зимний период времени нет необходимости оплачивать подогрев жилой площади. Устройство работает автоматически.

Описываемый рекуператор вытягивает отработанный воздух в течение 40 секунд, после чего происходит изменение направления движения лопастей, возвращая в помещение нагретый свежий воздух. За смену режимов отвечает поворотная платформа, обеспечивающая высокий напор воздушных масс.

На сегодняшний день данная модель представлена в нескольких комплектациях. Одни имеют встроенный шумоглушитель, у других данный элемент конструкции идет в виде отдельного блока. Также в комплектации присутствуют фильтры.

Важным преимуществом изделия является невысокая стоимость, отсутствие затрат на электричество и компактные размеры. Монтаж устройства не требует особых знаний и усилий. Кроме всего прочего, представляемая модель легко удаляет пыль, витающую в воздухе.

Marley

Принцип действия этой модели заключается в реверсивной подаче воздуха. Направление воздушных масс меняется через каждые 70 секунд. Полная смена воздуха в квартире происходит за 2 часа.

Данная модель отличается высоким уровнем эффективности, достигаемой благодаря режимам работы нескольких рекуператоров, соединение которых происходит посредством радиосвязи. В помещении устанавливается специальная крышка, которая сообщает миганием красной лампочки, что необходимо произвести замену воздуха.

В конструкции представляемой модели присутствуют керамические элементы, располагаемые внутри теплоизолированной трубки. Она отвечает за нагрев поступающего в помещение воздуха. С наружной стороны располагается внешний кожух, не пропускающий насекомых и крупные частицы пыли. Под кожухом спрятан вентилятор, имеющий 3 ступени мощности.

Важное преимущество данной модели заключается в удобстве управления. Технический осмотр можно проводить самостоятельно, достаточно снять крышку, изъять керамический элемент и снять фильтр

Mitsubishi electric lossnay

Тепловой обмен воздушных масс, обрабатываемых данной моделью рекуператора, происходит внутри камеры. Недалеко от фильтров располагается специальная сетка, являющаяся защитой вытяжного вентилятора. Ниже присутствует центробежный вентилятор, создающий высокое давление. При монтаже данной модели необходимо сделать в стене 2 отверстия под небольшим наклоном, в которых будут проходить воздуховоды.

На низкой скорости обработка воздуха значительно снижается, но при этом отсутствуют посторонние звуки.

Благодаря тонким стенкам фильтра происходит свободный обмен воздуха и влажности, что создает оптимальный микроклимат в помещении. В корпусе устройства располагаются клеммы, необходимые для подключения выключателя. Конечно, можно сделать выключатель с розеткой либо вмонтировать устройство в скрытую проводку.

Рекуператор: нужен или нет

Мы уже обсудили, как подобрать рекуператор воздуха и установить его, а вот о главном так и не поговорили. Зачем нужен такой прибор? Главный ответ – это чтобы не открывать окна и в доме был свежий воздух. Для больших городов это удобно, так как вместе с воздухом из форточки в помещение попадает пыль, выхлопные газы автомобилей и шум. В этом плане рекуператор очень даже полезная вещь, а как же экономия?

Скажем прямо, она немного преувеличена. Давайте смотреть на все реально, заявленный КПД, к примеру, 55% снижает на половину теплопотери через воздухообмен. Потери через стены и перекрытия не в счёт, так как рекуператор на них никак не влияет. Допустим, воздухообмен 200 м. куб в час – это по СНИПу для дома в 70 м. кв. Чтобы нагреть такой объём воздуха потребуется около 10 кВт тепловой енергии, а это 1,05 м.куб газа. Экономия в 50% сохранит 0,5 м. куб газа в час. Кубометр газа в Москве стоит 6 рублей, значит, рекуператор экономит 3 рубля в час, что в сутки составит 72 рубля (1 доллар).

Стоимость достойного рекуператора, который реально будет работать, стартует от 1 тыс. долларов – это самый простой и дешевый, а так до 3 тыс. долларов. При экономии 1 доллар в день аппарат окупится через 3 года, а если более дорогой прибор, то через 8 лет. При этом мы не посчитали затраты электроэнергии для вентиляторов, хоть мелочь, но тоже деньги тянет. В итоге, стоит ли вкладывать от 1 до 3 тыс. долларов, чтобы отбить свои деньги через 3–8 лет? Наверное, проще за газ платить.

Разновидности

Современные модели рекуператоров классифицируются по нескольким особенностям:

  • по типу конструкции;
  • по принципу действия;
  • по способу монтажа.

На сегодняшний день широкой популярностью пользуются пластичные, роторные рекуператоры и модели с этиленгликолем.

Пластинчатые


Наиболее простая в эксплуатации модель рекуператора, по внешнему виду напоминающая короб, поверхность которого покрыта пластинками из тонкого металла. Наиболее приемлемое расстояние между этими пластинами, или как их по научному называют «ламелями», составляет 3 мм.

В конструкции пластинчатых рекуператоров применяются металлы с высокой теплоотдачей и теплоемкостью, например, медь или алюминий. Представляемая разновидность устройств является наиболее подходящей для эксплуатации в частном доме. Во-первых, у них невысокая стоимость. Во-вторых, такие конструкции идеально соответствуют соотношению цена/качество.

В настоящее время многие производители занимаются разработкой и продажей пластинчатых рекуператоров. Соответственно, каждая модель отличается по типу конструкции и другим факторам. По утверждению экспертов, необходимо останавливать свой выбор на рекуператорах с несколькими кассетами ламелей, а также с наличием дренажного отвода для удаления конденсата.

Единственный недостаток данной разновидности рекуператоров заключается в возникновении наледи при температуре ниже -20 градусов.

Роторные

Система роторных рекуператоров выглядит гораздо сложнее. Принцип действия таких устройств базируется на вращающемся теплообменнике. Монтаж агрегата происходит на исходящем потоке воздуха. А уже через роторный теплообменник в помещение проникают уличные воздушные массы.

Наиболее распространенная конструкция представляемой разновидности рекуператора имеет 2 трубопровода. Через первый происходит приток воздушных масс, а через второй выводится отработанный воздух. Основным преимуществом теплообменника роторной системы является высокий коэффициент полезного действия, а именно 85%.

Несмотря на все достоинства, роторные рекуператоры имеют ряд некоторых недостатков:

  • сложная конструкция;
  • много подвижных элементов;
  • высокий расход электроэнергии.

В отличие от пластинчатых рекуператоров роторные модели работают без остановки. Именно поэтому данный вид проветривателей устанавливается в промышленных цехах.

С этиленгликолем

Представляемая разновидность рекуператоров оснащена дополнительным теплоносителем, благодаря которому увеличивается производительность устройства. Говоря простыми словами, в конструкции присутствуют 2 теплообменника, по которым происходит циркуляция этиленгликолевого раствора. Это вещество отличается высоким показателем теплоемкости, что позволяет сохранить гораздо больше тепла воздушных масс, нежели металлические кассеты.

Процесс установки рекуператоров с этиленгликолем довольно сложный. Монтаж производят исключительно опытные специалисты. Применяются такие устройства в основном на больших производствах, где площадь обогреваемого помещения составляет более 400 кв. м.

Крышные

Довольно редкая разновидность рекуператоров, приобрести которую можно на заказ. Невысокий спрос обуславливается тем, что крышная разновидность монтируется на крыше здания. Чаще всего это гипермаркеты, ТРК, промышленные объекты крупных масштабов.

Но при этом основной принцип действия может иметь прямое отношение к пластичным, роторным или комбинированным моделям.

Монтировать крышный рекуператор в доме можно лишь в том случае, если есть необходимость экономии площади жилого помещения.


С этим читают