Рекуператор воздуха - что такое, зачем и как его сделать своими руками?

Всем известно, что для создания в помещении здорового микроклимата необходима вентиляция. В помещение должен поступать чистый воздух с улицы, но одновременно с этим удаляется такой же объем воздуха из помещения. Зимой вместе с оттоком «отработанного» воздуха безвозвратно уходит из помещения ценное и такое дорогое по нынешним временам тепло, а летом, когда в помещении работают кондиционеры, приточный жаркий воздух лишь усложняет их работу. Так вот, для того, чтобы в буквальном смысле этого выражения не пускать деньги на ветер, и придуман был рекуператор воздуха.

Содержание

Что это такое — рекуператор?
Классификация данных устройств

Роторный тип рекуператора
Рекуператор пластинчатого типа

Приточно-вытяжная установка с рекуператором

Функции, работа, задачи

Рекуператор своими руками
Видео: как вычислить КПД

Что это такое — рекуператор?

Слово «рекуператор» происходит от латинского «recuperatio», что означает обратное получение или возвращение. В нашем случае это теплообменник, зимой возвращающий тепловую энергию, утекающую из помещения с удаляемым воздухом, а летом препятствующий проникновению жары с приточным воздухом.

Принцип работы роторного рекуператора

Так как же устроен рекуператор тепла, и каков принцип его работы? Принципиальная схема рекуператора довольно проста и представляет собой двухстенный теплообменник, в котором, не перемешиваясь, встречаются два потока воздуха — вытяжной и приточный. Из-за разности температур воздушных потоков они обмениваются между собой тепловой энергией, то есть холодный воздух нагревается, а теплый охлаждается. Кроме того, при охлаждении теплого воздуха из него удаляется влага вследствие конденсации ее на стенках теплообменника.

Рекуперация является, по сути, методом сокращения потерь через вентиляционную систему, то есть технологией энергосбережения. При помощи рекуперации можно сохранить более 70% уходящего тепла. Энергия используется повторно в одном технологическом процессе! Существуют рекуператоры различных мощностей и конструкций.

Классификация данных устройств

По схеме движения теплоносителей (прямоточные, противоточные)

По конструкции (трубчатые, ребристые, пластинчатые и т.д.)

По назначению (для подогрева воздуха, жидкостей, газов)

Роторный тип рекуператора

Роторный рекуператор характеризует отличный КПД, главный минус — крупные габариты

Представлен коротким цилиндром, начиненным плотно упакованными продольно расположенными слоями гофрированной стали. Располагается такой ротор в направлении оси проточно-вытяжного устройства. Барабан рекуператора вращается, сначала пропуская через себя вытяжной теплый воздух, затем приточный холодный воздух. Происходит поочередное нагревание и охлаждение пластин, тепло отдается поступающему холодному воздуху. Роторные рекуператоры отличаются высокой эффективностью, но они достаточно громоздки. Для правильной организации приточно-вытяжной системы понадобится просторная вентиляционная камера.

Рекуператор пластинчатого типа

Главный минус пластинчатого рекуператора — частое обмерзание приточной стороны расположенных вне помещений пластин в зимний период

Представлен кассетой, в которой каналы прохождения приточного и вытяжного воздуха разделены пластинами из листов оцинкованной стали. Потоки не смешиваются, но теплообмен неизбежен из-за того, что пластины одновременного охлаждаются и нагреваются с разных сторон.

Пластинчатый воздушный рекуператор (его еще называют перекрестно-точным) довольно распространен из-за невысокой стоимости и компактной конструкции. Но есть одна особенность — высока вероятность обмерзания устройства со стороны вытяжки, если наружная температура будет достаточно низкой, из-за образования конденсата в вытяжных каналах.

Устройство и принцип работы пластинчатого рекуператора

Если оценивать эффективность пластинчатых рекуператоров, то КПД таких устройств — около 60%. Еще одна важная особенность — очень простое устройство теплообменника (без трущихся и подвижных деталей), в таком устройстве не применяются какие-либо потребляющие электричество элементы.

Пластинчатый рекуператор, несмотря на некоторые недостатки, а именно: частое обмерзание теплообменника в холодную пору, конструктивную особенность обязательного пересечения труб обеих воздуховодов в рекуператоре, что может быть труднореализуемо, наиболее распространен для устройства приточно-вытяжной установки в домах, квартирах и гаражах. Обмерзание теплообменника решается путем периодичного включения приточного вентилятора или применением байпасного клапана.

Наряду с заводскими рекуператорами широко распространено применение самодельных агрегатов, ведь сделать рекуператор воздуха своими руками не так уж и сложно. Рассмотрим бытовой рекуператор в работе.

Как видите, самодельный рекуператор может быть достаточно эффективным.

Приточно-вытяжная установка с рекуператором

Рассмотрим способы обустройства системы вентиляции в гараже. Вентиляция в гараже может быть естественная, комбинированная и механическая.

Естественная вентиляция — это когда в гаражной стене пробивается отверстие для прохождения воздуха, а в потолок вставляется воздуховод для отведения «отработанного» воздуха.

При комбинированной вентиляции приток оставляют естественным, а вытяжную трубу дополняют вентилятором, работающим от электросети для принудительного воздухообмена.

Механическая вентиляция — самый дорогой, но в то же время и наиболее эффективный метод устройства воздухообмена. Отток воздуха и приток осуществляется принудительно, возможна конструкция с разными модулями для притока и оттока воздуха.

Работа агрегатов механической системы согласована, самым дорогим модулем является устройство обеспечивающее поступление свежего воздуха. В конструкции такого устройства обязателен вентилятор, фильтры, калорифер. Рекуператор привносит в конструкцию дополнительные возможности, рассмотренные нами выше.

Функции, работа, задачи

Эффективный теплообмен.

Удаление конденсата.

Высокая производительность.

Бесшумность

Оптимальная температура для содержания автомобиля в холодное время года +5 градусов, а использование подобной приточно-вытяжной установки с рекуператором часто заменяет использование отопительной системы.

Рекуператор своими руками

Если вы задумали сделать пластинчатый рекуператор самостоятельно, то вам потребуется 4м2 оцинкованной жести, ее следует разрезать на пластины 20?30см и сложить их в штабель. Пластины должны быть идеально ровными, поэтому если применяется оцинковка, удобнее будет резать стопку из трех листов болгаркой, нежели применять ножницы по металлу. Для создания дистанционного зазора между пластинами можно приклеить к ним рамки из полосок технической пробки (толщина 2мм). Промежутки между пластинами должны быть не менее 4мм, чтобы не было слишком большого сопротивления воздушному потоку. Важно правильно подобрать сечение рекуператора — скорость потока воздуха должна быть равна или чуть больше 1м/с. После укладки всего штабеля щели следует залить герметиком нейтрального состава.

После высыхания герметика пластины следует положить в корпус (любая жестяная коробка подходящего размера). Корпус изготавливается из жести, в нем делаются отверстия, в которые вставляются пластиковые фланцы, диаметр которых должен соответствовать диаметру воздуховодов. Все щели герметизируются силиконовым герметиком. Короб изготавливают из ДВП или фанеры толщиной 18мм, все стенки утепляют минеральной ватой. Суммарная площадь пластин составит 3,3м2 при производительности 150м3 /ч, собранный таким образом рекуператор должен иметь эффективность 50—60%. В зимний период, при наружной температуре воздуха ниже —10°C пластинчатые рекуператоры могут обмерзать, поэтому для периодического размораживания в теплой их части необходимо установить датчик изменения давления. При обмерзании приточный воздух будет проходить через байпас, а теплообменник начнет оттаивать согреваемый вытяжным воздухом.

Современному дому система приточно-вытяжной вентиляции просто необходима. Ведь лишь традиционным вентиляционным каналам на кухне и в ванной комнате поддерживать здоровый микроклимат в помещении не под силу. Современные отделочные материалы чаще всего «не дышащие», технологии направленные на энергосбережение (производство пластиковых окон, например) позволяют получить практически герметичное помещение. Дополнительная приточно вытяжная установка с рекуператором поможет обеспечить нормальный воздухообмен и решит проблему развития грибков и плесени, что особенно актуально для влажных помещений с плохой вентиляцией. Таким образом, рекуператор для квартиры, частного дома, и тем более, для гаража (избыточная влажность в гараже неизбежно приводит к коррозии, а выхлопные газы и пары топлива в совокупности со «спертым» воздухом губительны для здоровья человека) — это крайне необходимое устройство.

Видео: как вычислить КПД