Пластинчатый рекуператор своими руками

О том, что такое рекуператор воздуха и как его собрать при минимальном бюджете, рассказывают пользователи FORUMHOUSE!

Любой, кто постоянно читает FORUMHOUSE, знает, что качественная вентиляция – залог здорового микроклимата в доме. Правильно рассчитанная и смонтированная система вентиляции обеспечивает постоянный приток свежего воздуха в дом и отток отработанного наружу. Однако зимой, вместе с отработанным воздухом, наружу выбрасывается драгоценное тепло, а с улицы в дом поступает холодный воздух, на нагрев которого тратится дополнительная энергия.

Чтобы не отапливать улицу, всё большее количество современных и энергоэффективных домов оснащают рекуператорами. А т.к. цены на промышленные образцы, мягко говоря, кусаются, то лучший выход – это засучить рукава и сделать рекуператор воздуха для дома самостоятельно!

Принцип действия рекуператора

Прежде чем приступить к конструированию самодельного устройства, необходимо разобраться в принципе его работы.

Слово «рекуператор» (от латинского «recuperatio») означает получение или возвращение чего-либо обратно. Воздушный рекуператор – это устройство, в котором посредством теплообмена происходит передача тепла от потока исходящего, уже нагретого воздуха, входящему холодному воздуху.

Таким образом снижаются теплопотери дома, что позволяет уменьшить затраты на отопление.

Не следует путать понятия воздушное отопление и рекуперация. Одно относится к системе отопления, а второе является частью современной вентиляционной системы загородного дома и даже дачного домика.

Система рекуперации воздуха для частного дома.
Эффективность и экономическая выгода от установки рекуперационной системы в доме зависит от следующих факторов:

• стоимости энергоносителей;
• предполагаемых сроков эксплуатации системы;
• сумм, затраченных на монтаж системы;
• суммы, затрачиваемой на ежегодное обслуживание системы.

Dan!la:

– Рекуператор – это всего лишь часть (и не самая дорогая) системы принудительной вентиляции. Поэтому его и вентиляцию следует рассматривать как общую систему.

Вентиляция с рекуперацией своими руками
Виды рекуператоров

Рекуператоры классифицируются в зависимости от конструктивного исполнения и предназначения, а именно:

1. По типу движения теплоносителя (воздуха) – прямоток или противоток.

Чертеж рекуператора.
2. По конструктивному исполнению и принципу действия теплообменника (см. схему):

Рекуператор воздуха, устройство.

• ​роторный; рекуператор;
• пластинчатый.

1. Роторный рекуператор

Этот тип теплообменника представляет собой закрытый корпус с установленным внутри него ротором (барабаном), приводимым в действие электромотором.

Ротор вращается с определённой скоростью и попеременно оказывается в зоне действия тёплого или холодного воздушного потока.

Таким образом, пластины ротора циклически то нагреваются, то остывают.

В результате накопленное тепло передаётся поступающему холодному уличному воздуху.

Устройства роторного типа имеют высокий КПД (до 85%), не обмерзают при низких температурах и частично регулируют уровень влажности.

Рекуператор воздуха своими руками: чертежи.
К главным недостаткам устройства роторного типа относятся:

• сложная конструкция, состоящая из электромотора, ротора, приводного ремня и системы воздуховодов;
• повышенный уровень шума;
• наличие подвижных частей снижает надёжность системы и приводит к необходимости более частого технического обслуживания.

2. Пластинчатый рекуператор

Пластинчатый рекуператор представляет собой теплообменник (кассету), состоящий из множества тонких пластин, соединённых друг с другом с небольшим зазором.

Тёплый воздух, проходя через кассету, нагревает пластины, которые в свою очередь – за счёт быстрого теплообмена, передают энергию холодному потоку.

Т.к. воздушные потоки не смешиваются друг с другом, теплообмен осуществляется благодаря одновременному охлаждению и нагреванию пластин со всех сторон.

Пластинчатый теплообменник для вентиляции дома имеет следующие плюсы:

• невысокую стоимость;
• компактные размеры;
• простоту устройства;
• отсутствие подвижных частей.

Пластины для воздушного рекуператора.
У теплообменника этого типа при низкой температуре, из-за образования конденсата, происходит частичное или полное обмерзание пластин теплообменника.

Несмотря на существенный недостаток, этот тип является наиболее распространённым при самостоятельном конструировании.

Рекуператор с роторным теплообменником

Теплообменник пластинчатого рекуператора чаще всего изготавливают из квадратных пластин. В качестве материла для пластин используются:

• тонкие медные или алюминиевые листы;
• фольга;
• паропроницаемые мембраны.

Роторный рекуператор своими руками.

Вентиляция с рекуператором в частном доме
При изготовлении пластинчатого теплообменника мы должны выдержать определённые расстояния между пластинами.

– Оптимальное расстояние между пластинами – не более 3 мм.

Чем меньше зазор между пластинами, и чем они тоньше, тем больше теплообмен между воздушными потоками. Соответственно ,увеличивается КПД установки.

Однако уменьшение толщины зазоров приводит к увеличению скорости образования конденсата. Это, в свою очередь, вызывает закупорку каналов у теплообменника и вызывает падение КПД устройства.

Чтобы бороться с этим явлением, дополнительно подогревают холодный входящий воздух электрическими калориферами или отключают входящий приток и продувают теплообменник только тёплым воздухом.

Это увеличивает трудоёмкость изготовления устройства в домашних условиях.

Но пользователь нашего сайта с ником Megavolt собрал эффективный пластинчатый рекуператор своими руками с блоком управления. Пластины форумчанин сначала решил делать из листовой меди, но, из-за её высокой цены, решил перейти на пищевой алюминий.

Рекуператор для частного дома своими руками.
Megavolt:

– Я боялся, что теплообменник из фольги начнёт вибрировать и «запоёт», но я ошибся, установка работает не громче компьютера. Корпус склеил из пластика. Производительность – 200 м3 в час. Также я изготовил процессорный блок управления системой. Теперь можно наблюдать за работой устройства, так сказать, в режиме «онлайн».

В рабочем режиме на дисплей выводится температура выходящего и входящего воздуха, время, мощность вентиляторов. На случай отключения электричества предусмотрено питание блока управления от АКБ.

Рекуператор воздуха для дома своими руками.
Кроме металла, для изготовления теплообменника можно использовать сотовый поликарбонат. Именно так поступил Hecs73:

– Я купил 11 листов сотового полипропилена 3м/2м/3мм. Распилил их на параллелограммы 1х0.5 м и склеил силиконом. Зазор между листами контролировал 3мм шнуром. Шнурок при сборке сдавило, и зазор вышел в 1,5-2 мм, что благотворно сказалось на КПД и негативно – на падении давления. Теплообменник установил в пенопластовую коробку, подвёл утеплённые воздуховоды диаметром в 160 мм и поставил рекуператор на чердак. Производительность установки – 150 м3. Личные замеры показали, что при температуре 5 °C на улице и 24 °C– в доме на притоке получается 22 °C.

Также среди самоделок распространён коаксиальный тип рекуператоров.

Vitman:

– По моему мнению, в домашних условиях проще всего сделать коаксиальный (труба в трубе) самодельный самодельный рекуператор.

Такое устройство изготавливают из канализационной пластиковой трубы диаметром 160 мм, длиной 2 м и алюминиевой воздушной гофры диаметром 100 мм и длиной 4 м.

На концы пластиковой трубы одеваются разветвители-переходники, а внутрь трубы, в виде спирали, укладывается полностью растянутая гофра. Благодаря разветвителям, тёплый поток гонится через гофру, а холодный поток идёт внутри пластиковой трубы. В результате потоки разделяются и не смешиваются друг с другом, а холодный воздух, проходя через теплообменник, нагревается.

– В качестве эксперимента я совместил коаксиальный рекуператор с грунтовым теплообменником. Длина пластиковой трубы – 2.3 м, диаметр – 160 мм. Алюминиевая гофра: длина 3.5 м, диаметр 100 мм. Устройство я собрал за 3 часа, и обошлось оно мне в 5 т. руб. Разместил горизонтально.

По результатам испытаний форумчанин получил следующие данные:

• Температура в помещении +24°C.

• Температура воздуха на входе -7°C.

• Температура воздуха на выходе +19°C.

• Производительность до 270 м3.

– Чем длиннее путь, который проходит холодный воздух в теплообменнике, тем выше КПД установки. Советую собрать данное устройство из 4-х труб по 2-2.5 метра каждая. Трубы лучше дополнительно теплоизолировать. Конденсат хоть и появится, но его будет значительно меньше, чем в пластинчатом типе устройства, который не будет работать без дополнительного нагрева входящего потока при низкой температуре. Для сбора конденсата можно установить трубы под углом или вертикально, и вставить штуцер для слива.

Также пользователи сайта FORUMHOUSEпредлагают модернизировать конструкцию коаксиального рекуператора.

Хозяин Мастер:

– Нужно поменять местами приточный поток и обратный и пустить холодный воздух по гофре.

Чертеж рекуператора.
Тогда конденсат будет вытекать по пластику, а гофра останется сухой.

– Т.к. внешнюю трубу всё равно нужно теплоизолировать, то можно совсем от неё отказаться.

Я планирую собрать длинный короб из ЭППС и положить в него алюминиевую гофру. Думаю, эффективность устройства повысится.

На FORUMHOUSE собраны ответы на все вопросы по рекуперации и вентиляции. Почитайте о самодельном теплообменнике с автоматикой. Также на нашем портале наглядно показывается, как собрать рекуператор из такого распространенного материала, как сотовый поликарбонат. Узнайте, что получится, если совместить коаксиальный рекуператор и грунтовой теплообменник.

А ознакомившись с нашим видеосюжетом, вы узнаете, как теплообменник помогает экономить тепловую энергию.

Рекуператор воздуха своими руками

Главным современным трендом в строительстве выступает энергоэффективность. Стремление сохранить невосполнимые природные ресурсы и рационально использовать энергоносители привело к тому, что в развитых странах активно строят дома с очень низким уровнем потребления энергии, нулевым потреблением и даже такие. Которые пассивно производят энергии больше, чем используют. Такие показатели достигаются разными методами и технологиями от солнечных батарей и утепления стен до повторного использования воды и сохранения температуры отработанных воды и воздуха.

Счет за коммуналку, как правило, возглавляет стоимость отопления. Именно на него тратится огромное количество ресурсов, ввиду неэффективного использования полученной энергии, больших ее потерь. Одной из существенных причин потери тепла в доме выступает вентиляция. Зимой с теплым воздухом мы теряем дорогостоящее тепло, летом – драгоценную прохладу.

Принцип работы рекуператора воздуха

Отказаться от вентиляции невозможно, поскольку циркуляция воздуха – необходимое условия здорового микроклимата. Значит нужно средство, способное свободно впускать и выпускать воздух, но препятствующее потерям тепловой энергии. Устройство, способное решить данную задачу носит название рекуператор.

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:

1. 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.
2. 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.
3. После высыхания герметика полученный блок из пластин разместить в корпусе.



4. 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.

Согласно подсчетов специалистов при суммарной площади теплоотдающей поверхности в 3–4 м2 и производительности 150 м3/ч эффективность такого рекуператора должна составить от 50 до 60%.

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.

Для удобства определения обморожения системы можно предусмотреть датчик изменения давления. Однако, поможет и периодическая профилактика перекрыванием холодного воздуха и прогревом системы пластин.

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

Как увеличить КПД

Аккуратная сборка и внимание к деталям при создании самодельного утилизатора тепла позволят достичь неплохих показателей эффективности. Однако собранный рекуператор воздуха своими руками можно существенно улучшить и повысить его КПД. Для этого при расчетах конструкции и воплощении ее необходимо предусмотреть следующие нюансы:

1. Максимальная герметизация устройства;
2. Использование качественных теплоизолирующих материалов;
3. Увеличить размеры рекуператора, площадь теплообменной поверхности. Так уменьшится скорость проходимого воздуха через устройство, а соответственно позволит ему лучше прогреться или остыть;
4. Использование гофрированных пластин или пластин с выштамповками, что существенно увеличит площадь теплообменной поверхности при сохранении общего объема устройства;
5. Увеличение объема вытяжки по сравнению с притоком. Так, больший объем выходящего воздуха лучше передаст тепло меньшему объему входящего.

Рекуператор воздуха своими руками – это простой, доступный, дешевый и действенный способ экономить дорогостоящую тепловую энергию и эффективно расходовать невосполнимые природные ресурсы.

Принципы работы рекуператора

Принцип работы рекуператора зависит от его типа. Очевидно, что все перечисленные виды конструкции имеют свои особенности в работе. Отметим здесь наиболее распространенные.

Этот вид представляет монолитную кассету из металл листов. Воздух проходит через такую кассету посредством специальных выштампованых на листах каналах или проложенных специальным промежуточным уплотнителем. Потоки в таком рекуператоре не перемешиваются. Процесс теплообмена осуществляется благодаря одновременному нагреванию пластин одним потоком и остужению – другим. Пластинчатые рекуператоры имеют ряд преимуществ, делающих их самым распространенным типом теплового барьера для дома.

Основными особенностями пластинчатого рекуператора выступают:

1. низкая цена;
2. элементарность конструкции;
3. компактность;
4. простота в обслуживании;
5. простота в чистке (в случае, если кассета разбирается)
6. доступность материалов для изготовления;
7. отсутствие механизмов.

Разборные рекуператоры способны обеспечить высочайший уровень гигиенической чистоты входящего воздуха во время эксплуатации устройства без потерь эффективности.

При использовании данных устройств стоит помнить всегда о точках росы и о том, что образуется конденсат при эксплуатациях таких теплообменников. При отрицательных температурах воздушного потока пластинчатый блок рекуператора может подвергнутся такому процессу, как обморожение и перекрыть доступ воздуху.

Наиболее распространенным видом рекуператора ввиду простоты конструкции выступает перекестно-течный. Его эффективность можно определить как «Средний тип», некоторые источники указывают, что их КПД составляет до 60%.

Роторный рекуператор

Этот вид теплоутилизатора имеет форму трубы малой длины, наполнен гофрированными стальными пластинами вдоль корпуса. Вращающийся механизм устанавливается по приливно-вытяжной оси. Ротор пропускает сперва нагретый внутренний, а после холодный входящий воздух. Пластины по очереди нагреваются и охлаждаются, сохраняя внутреннюю температуру воздуха. Такой тип рекуператора признается наиболее эффективным. Однако, особенность конструкции не позволяет сделать его компактным, специалисты признают недостатком громоздкость такого устройства.

Тепловой утилизатор с промежуточным теплоносителем

В таких рекуператорах используются жидкостные теплообменники, где циркулирует раствор этиленгликоля (эффективный теплоноситель). В таких утилизаторах приливная и вытяжная секции разделены и разведены на определенное расстояние. Эта особенность позволяет применять такие устройства для среды, входящие и выходящие потоки которых нельзя смешивать. Теплоноситель циркулирует либо естественным образом, либо посредством насоса. Для повышения эффективности такого утилизатора тепла необходима тонкая регулировка потока теплоносителя в соответствии с проектом.

Рекуперация — это процесс возврата максимального количества энергии. В вентиляции рекуперацией называется процесс передачи тепловой энергии из вытяжного воздуха в приточный. Существует множество различных видов рекуператоров и в данной статье мы о каждом из них расскажем. Каждый из видов рекуператоров хорош по своему и обладает уникальными преимуществами, но любой из них позволит Вам экономить на обогреве приточного воздуха зимой не менее 50%, а чаще до 95%.

Процесс передачи тепла от вытяжного воздуха в приточный весьма интересен. Далее начнем разбирать каждый вид рекуператоров воздуха чтобы вы более легко поняли что же это такое и какой рекуператор нужен именно Вам.

1. Пластинчатый рекуператор:

Самый популярный вид рекуператоров, а точнее приточно-вытяжных установок с пластинчатым рекуператором. Свою популярность он завоевал благодаря простоте и надежности конструкции самого теплообменника рекуператора.

Принцип работы прост — два потока воздуха (вытяжной и приточный) пересекаются в теплообменнике рекуператора, но так, что их разделяют стенки. В итоге эти потоки не смешиваются. Теплый воздух нагревает стенки теплообменника, а стенки нагревают приточный воздух. Эффективность пластинчатых рекуператоров (КПД пластинчатого рекуператора) измеряется в процентах и соответствует:

45-78% для металлических и пластиковых теплообменников рекуператоров.

60-92% для пластинчатых рекуператоров с целлюлозными гигроскопичными теплообменниками.

Такой скачок КПД в сторону целлюлозных рекуператоров обусловлен во-первых возвратом влаги через стенки рекуператора из вытяжного воздуха в приточный, а во-вторых передачей в этой же влаге скрытого тепла. Ведь в рекуператорах роль играет не тепло самого воздуха, а тепло влаги, содержащейся в нем. Воздух без влаги обладает очень низкой теплоемкостью, а влага — это вода… с известной большой теплоемкостью.

Для всех рекуператоров, кроме целлюлозных, обязателен вывод дренажа. Т.е. при планировании установки рекуператора Вам необходимо помнить о том что требуется еще и подвод канализации.

Итак, плюсы:

1. Простота конструкции и надежность.

2. Высокий КПД.

3. Отсутствие дополнительных потребителей электроэнергии.

Ну и, конечно-же, минусы:

1. Для функционирования такого рекуператора — к нему должны подводиться и приток и вытяжка. Если система проектируется с нуля — то это не минус вовсе. А вот если система уже имеется и приток с вытяжкой находятся на расстоянии — лучше применить рекуператор с промежуточным теплоносителем.

2. При минусовых температурах теплообменник рекуператора может обмерзать. Для его разморозки требуется либо прекращение или снижение подачи воздуха с улицы, либо применение байпасного клапана, который пускает приточный воздух в обход теплообменника, пока тот размораживается вытяжным воздухом. При таком режиме разморозки весь холодный воздух попадает в систему минуя рекуператор и требуется много электричества чтобы его нагреть. Исключение — целлюлозные пластинчатые рекуператоры.

3. В основном данные рекуператоры не возвращают влагу и подающийся воздух в помещения пересушен. Исключение — целлюлозные пластинчатые рекуператоры. Читать далее…

Роторный рекуператор:

Второй по популярности вид рекуператоров. Еще бы… Высокий КПД, не замерзает, более компактный чем пластинчатый, да еще и влагу возвращает. Одни плюсы.

Роторный рекуператор сделан из алюминия, намотанного слоями на ротор, причем один лист плоский, а второй зигзагообразный. Чтобы воздух проходил. Приводится в движение электроприводом через ремень. Этот «барабан» вращается и каждая часть его при прохождении зоны вытяжки нагревается, а затем перемещаясь в зону притока охлаждается, тем самым передавая тепло приточному воздуху.

Для защиты от перетоков воздуха используется продувочный сектор. Читать далее…

Крышный рекуператор воздуха:

Новый и не очень известный вид рекуператоров воздуха. В крышных рекуператорах на самом деле используются пластинчатые рекуператоры и иногда роторные, но мы решили вынести их отдельным видом рекуператоров, т.к. крышный рекуператор — это специфический отдельный вид приточно-вытяжных установок с рекуператором.

Крышные рекуператоры подходят для больших однообъемных помещений и являются вершиной удобства проектирования, монтажа и эксплуатации. Для его установки достаточно сделать нужное окно в кровле здания, поставить специальный «стакан», который распределяет нагрузку, и поставить в него крышный рекуператор. Всё просто. Забор воздуха производится из-под потолка в помещении, а подача по пожеланиям заказчика, либо из-под потолка, либо в зону дыхания рабочих или посетителей торговых центров. Читать далее…

Рекуператор с промежуточным теплоносителем:

А этот вид рекуператоров подойдет для уже существующих систем вентиляции «приток отдельно — вытяжка отдельно».

Ну или при невозможности построения новой системы вентиляции с каким либо видом рекуператора, который предполагает собой подвод притока и вытяжки в одно помещение. Но стоит помнить что и пластинчатые и роторные теплообменники обладают белее высоким КПД, чем гликолевые. Читать далее…

Принцип работы рекуператора

У нас есть приточно-вытяжная вентиляция. Приточный воздух зимой очищается воздушными фильтрами и нагревается калориферами. Он попадает в помещение, согревает его и разбавляет вредные газы, пыль и прочие выделения. Затем он попадает в вытяжную вентиляцию и выбрасывается на улицу… Отсюда мысль… Почему бы нам не нагревать холодный приточный воздух воздухом выбрасываемым. Ведь мы по сути выбрасываем деньги на ветер. Итак, у нас есть выбрасываемый воздух с температурой 21 С и приточный, который до калорифера имеет температуру -10 С. Мы устанавливаем, к примеру, рекуператор с пластинчатым теплообменником. Чтобы понять принцип действия рекуператора с пластинчатым теплообменником представьте себе квадрат, в котором вытяжной воздух проходит снизу-вверх, а приточный слева-направо. Причем эти потоки не смешиваются друг с другом за счет использования специальных теплопроводящих пластин, разделяющих эти два потока.

В итоге выбрасываемый воздух отдает приточному до 70% тепла и на выходе из рекуператора имеет температуру 2-6 С, а приточный воздух, в свою очередь, имеет температуру на выходе из рекуператора 12-16 С. Следовательно калорифер будет нагревать воздух не -10 С, а +12 С и это позволит нам значительно сэкономить на электро- или тепловой энергии, затрачиваемой на обогрев приточного воздуха.

Хотя рекуператор с пластинчатым теплообменником больше всего распространен на территории РФ, существуют и другие виды рекуператоров, которые в некоторых случаях являются более эффективными или вообще только они могут справиться с поставленными задачами. Мы предлагаем вам рассмотреть четыре самых популярных вида рекуператоров:

1. Рекуператор с пластинчатым теплообменником (Пластинчатый рекуператор)

2. Рекуператор с роторным теплообменником (Роторный рекуператор)

3. Водяной рециркуляционный рекуператор

4. Крышный рекуператор

Пластинчатый рекуператор

Наиболее распространенным типом является пластинчатый или перекрестно-точный рекуператор воздуха для квартир.

Он представляет собой небольшую кассету. В ней созданы два канала, которые разделены между собой листами стали. По ним идут раздельно приточный и вытяжной потоки воздуха. Сталь выполняет роль «фильтра» тепла. То есть происходит температурный обмен, но не допускается смешения воздуха. Распространенность этого типа устройств обусловлена его простотой, компактностью и дешевизной. Пластинчатый рекуператор воздуха для квартир обладает некоторыми недостатками, но они не столь существенны при установке в небольших жилых помещениях.

Преимущества: — устройство легко встраивается в любой участок воздуховода; — отсутствуют подвижные части (проще обслуживание, отсутствует риск смещения воздушных потоков и пр.); — относительно высокий коэффициент полезного действия – 50…90%; — можно работать с высокотемпературными газовыми и воздушными смесями (до +200°C); — аэродинамическое сопротивление проходящим воздушным потокам увеличивается незначительно; — простая регулировка производительности посредством перепускного клапана.

Пластинчатые рекуператоры устроены таким образом, что воздушные потоки в них не смешиваются, а контактируют между собой через стенки теплообменной кассеты. Эта кассета состоит из множества пластин, отделяющих холодные воздушные потоки от теплых. Чаще всего пластины делают из алюминиевой фольги, которая обладает отличными теплопроводными свойствами. Пластины могут быть также и из специального пластика. Эти дороже алюминиевых, но повышают КПД оборудования.

Пластинчатые теплообменники имеют существенный недостаток: в результате разницы температур на холодных поверхностях выпадает конденсат, который превращается в наледь. Обледеневший рекуператор перестает эффективно работать. Для его размораживания входящий поток автоматически переводится в обход теплообменника и подогревается калорифером. Выходящий теплый воздух тем временем растапливает наледь на пластинах. В таком режиме, конечно же, не происходит экономия энергии, а период размораживания может занимать от 5 до 25 минут в час. Для подогрева входящего воздуха в фазу размораживания используются калориферы мощностью 1-5 кВт.

В некоторых пластинчатых рекуператорах используется предварительный подогрев входящего воздуха до температуры, исключающей образование наледи. Это снижает КПД рекуператора примерно на 20%.

Еще одно решение проблемы обледенения – кассеты из гигроскопической целлюлозы. Этот материал поглощает влагу из вытяжного воздушного потока и передает ее входящему, тем самым, возвращая назад еще и влагу. Такие рекуператоры оправданы только в зданиях, где нет проблемы переувлажнения воздуха. Безусловное преимущество гигроцеллюлозных рекуператоров в том, что они не нуждаются в электроподогреве воздуха, а значит, они и более экономичные. У рекуператоров с двойным пластинчатым теплообменником КПД достигает 90%. Наледь в них не образуется, благодаря передаче тепла через промежуточную зону.

Известные производители пластинчатых рекуператоров: SCHRAG (Германия), MITSUBISHI (Япония), ELECTROLUX, SYSTEМAIR (Швеция), SHUFT (Дания), REMAK, 2W (Чехия), MIDEA (Китай).

Реализация идеи создания эффективного рекуператора коаксиального типа

Проблема снабжения жилья свежим воздухом возникла тогда, когда установка пластиковых окон стала массовым явлением. В современных мегаполисах к этому добавилась общая загрязненность воздуха «коктейлем» из автомобильных выхлопов, пыли и промышленных выбросов. Эту проблему можно решить при помощи бризеров, проветривателей и приточных клапанов, оснащенных фильтрами. Также существует такой класс устройств, как рекуператоры, которые не только обеспечивают жилище свежим, очищенным воздухом, но и позволяют снизить затраты на отопление.

Рекуператор («возвращающий», лат.) представляет собой приточно-вытяжную установку, выполняющую одновременно две задачи — подачу свежего воздуха и удаление старого, отработанного. В составе устройства предусмотрен теплообменник, который обеспечивает аккумуляцию тепла из теплого воздуха, который вытягивается из помещения на улицу. Это тепло используется для подогрева воздуха, когда прибор начинает работать на приток свежего прохладного воздуха с улицы, что дает возможность экономить на отоплении.

Воздух, поступающий с улицы нагревается без использования электричества благодаря рекуперации.

В многоквартирных домах –вытяжка предусмотрена проектом, без нее дом не сдадут. На самом деле все просто: вытяжка начинает работать только тогда, когда есть приток воздуха с улицы. Если в доме стоят пластиковые окна, и они закрыты, то вытяжке попросту нечего будет вытягивать. Результат — в квартире будет быстро создаваться духота.

Все современные приточные системы вентиляции, в том числе и рекуператоры, используют один и тот же принцип – они обеспечивают доступ «уличного» воздуха в квартиру, при этом очищая его от различного рода загрязнителей. В отличие от других современных систем «активной» вентиляции, устройство рекуператора не подразумевает наличия встроенного нагревателя воздуха. Этот прибор использует принцип обратного получения тепла, забирая его у удаляемого из помещения воздуха. Для этой цели в конструкцию рекуператора входит теплообменник.

Проще всего объяснить процесс рекуперации можно на аналогии с шарфом, который мы используем зимой, дыша через него. На выдохе шарф удерживает тепло, а на вдохе – передает его морозному воздуху: в легкие к нам он попадает уже согретым.

Рекуператор для частного дома, квартиры или коттеджа работает по тому же принципу: вентилятор «выдувает» теплый отработанный воздух из помещения на улицу, при этом его тепло удерживается в теплообменнике. Через минуту у вентилятора включается реверс и происходит «вдох» — в прибор втягивается новая порция свежего воздуха. При прохождении через теплообменник она нагревается и попадает в помещение уже теплым.

Рекуперация воздуха является самым естественным, простым и экономным решением задачи сохранения тепла при работе системы вентиляции.

Коаксиальный теплообменник — это самый простой в изготовлении и, как оказалось, очень эффективный теплообменник.

Рисунок 1. Принцип работы коаксиального теплообменника

Такое устройство выполнено из канализационной пластиковой труб диаметром 160 мм, длиной 8 м и гибкого фольгированного пластикового воздуховода диаметром 100 мм и длиной 10 м.

На концы пластиковой трубы одеваются тройники-переходники, а внутрь трубы, в виде спирали, укладывается гибкий воздуховод. Благодаря разветвителям, приточный воздух гонится через внутренний воздуховод, а теплый отработанный поток идёт между пластиковыми трубами. В результате потоки разделяются и не смешиваются друг с другом, а холодный воздух, проходя через теплообменник, нагревается.

Чем длиннее путь, который проходит холодный воздух в теплообменнике, тем выше КПД установки. В нашем случае устройство собрано из 4-х труб по 2 метра каждая. Трубы дополнительно не теплоизолированные. Конденсат хоть и появляется, но его значительно меньше, чем в пластинчатом типе устройства, который не будет работать без дополнительного нагрева входящего потока при низкой температуре. Для сбора конденсата установлен штуцер для слива в канализацию. На входе приточного воздуха установлен тройник для установки фильтра и клапан для регулировки подачи воздуха. На выходе приточки стоит канальный вентилятор Вентс 100 ТТ. Отработанный теплый воздух входит через тройник, отдает тепло через тонкую, гибкую гофрированную трубу и удаляется при помощи второго такого же вентилятора в общую систему вентиляции. Наличие гибкой гофрированной трубы обеспечивает турбулентный, а не ламинарный воздушный поток, благодаря которому теплообмен происходит эффективней. Для определения коэффициента полезного действия рекуператора руководствуйтесь формулой:

КПД = (Тпост. — Твнеш.) / (Твнутр. — Твнеш.),

где: Тпост. — температура поступающего в помещение воздуха после прохождения через теплообменник рекуператора; Твнеш. — температура уличного воздуха на входе в устройство; Твнутр. — температура удаляемого из помещения потока до рекуперации.

Перемножив полученное значение на 100, получим выраженный в процентах КПД теплообменника.

В нашем случае, при внешней температура -24 °C, внутренняя +22°C, а рекуперированный воздух нагрелся до 16°C. КПД=(16–(-24))/(22–(-24))=0,87. Коэффициент полезного действия устройства составил 0,87х100%=87%.

Рисунок 2. Реализованный коаксиальный рекуператор

Список литературы: 1. Гурина И. В. Безопасный уровень углекислого газа требует ревизии // Экологический вестник России. 2008. № 10. 2. Шилькрот Е. О., Губернский Ю. Д. Сколько воздуха нужно человеку для комфорта? // АВОК. 2008. № 4. 3. ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». 4. Уэст Дж. Физиология дыхания. Основы. М., 1988. 5. EN 13779:2007. Ventilation for non-residental buildings – Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems. 6. Богословский В. Н., Новожилов В. И., Симаков Б. Д., Титов В. П. Отопление и вентиляция. Учебник для вузов. В 2-х ч. Ч. 2. Вентиляция. Под ред. В. Н. Богословского. М. : Стройиздат, 1976. 7. Горбунов В. А. Моделирование теплообмена в конечно-элементном пакете Femlab. Иваново, 2008. 8. Системы адаптивной вентиляции: перспективные направления развития// АВОК. 2011. № 7.