Вентиляция воздуха в помещении с помощью рекуператора

Чистый и свежий воздух в помещении является залогом хорошего самочувствия, здоровья и крепкого сна. Чтобы обеспечить поступление свежего воздуха необязательно проветривать частный дом или квартиру привычным способом. Для этого есть специальные устройства, которые работают 24 часа в сутки, и обеспечивают непрерывное вентилирование помещения — рекуператоры

Определение эффективности системы

Для того чтобы определиться с тем, нужно ли устанавливать систему перенаправления тепла, проводят исследования эффективности. Пример подобного расчета приведем на относительно небольшом частом доме. К особенностям подсчета можно отнести:

  • Согласно проведенным подсчетам, через систему вентиляции уходит примерно 35% тепла. За среднее значение возьмем 30%, так современные вентиляционные системы имеют большую эффективности в плане экономии энергии.
  • Средний показать потребляемой мощности составляет 500 ватт. Отметим, что этот показатель выбран с учетом расположения дома в Севастополе. Средняя температура в январе около 3,5 градуса Цельсия. Расход энергии в более холодном климате будет значительно выше.
  • Если установлена пластинчатая конструкция рекуператора, то потребительская мощность будет ограничена на отметке 30 ватт.
  • Показатель КПД системы находится на отметке 40%.
Определение эффективности системы

Согласно проводимым расчетом на основании введенных данных период окупаемости составляет примерно 114 года. Поэтому приобретать пластинчатый теплообменник не имеет смысла для частного дома.

Технологические решения

Рекуператоры тепла имеют множество технических реализаций, среди которых есть как локальные приточно-вытяжные установки, так и оборудование для монтажа в централизованные системы. В любой отдельно взятой модели разработчики стремятся продумать каждую мелочь, ведь для таких устройств прирост по одному из показателей неизбежно вызывает ухудшение других параметров.

Например, чтобы успеть отдать максимум тепла вытяжной воздух должен проходить по как можно большему пути, что неизбежно увеличивает общее аэродинамическое сопротивление системы вентиляции. Получается, что для корректной работы высокоэффективного рекуператора необходим либо разгонный участок очень большой протяжённости, либо принудительное перемещение воздуха с вытекающей из этого зависимостью от электроснабжения.

В соответствии с устройством и принципом действия различают пластинчатые, трубчатые и роторные рекуператоры — это три наиболее популярных типа, которые пригодны к использованию в гражданской сфере благодаря простоте конструкции.

Пластинчатые рекуператоры — это ёмкости со сложным лабиринтом перегородок, по которым во встречных направлениях перемещаются два потока воздуха. Это наиболее простой тип конструкции, получивший наибольшее распространение в бытовых рекуператорах. Главный недостаток — увеличение аэродинамического сопротивления в точке установки.

   Пластинчатый рекуператор

Трубчатые рекуператоры устроены сложнее, по сути, они представляют собой один крупный канал, в котором проложены несколько трубок меньшего диаметра. Для достижения площади теплового контакта, сопоставимой с пластинчатой конструкцией, требуется увеличение длины каналов, что приводит к повышению материалоёмкости, негативно сказывается на габаритах и стоимости прибора. Но есть и позитивный аспект: завихрения воздуха при движении через систему трубок способствуют более эффективной теплопередаче, не замедляя вытяжной поток.

Технологические решения

   Трубчатые рекуператоры

Роторные рекуператоры используют для теплообмена рабочее тело — набор тонких вращающихся дисков, которые нагреваются при прохождении через тёплый канал и остывают в холодном. Недостаток таких рекуператоров — технологические зазоры между дисками, которые хоть и незначительны, но всё же приводят к частичному смешиванию потоков.

   Приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором

В целом все конструкции имеют примитивное устройство, что сказывается на эффективности, поэтому многие производители дополняют классическую схему прибора некоторыми интересными решениями. Усиленная работа ведётся над поиском материалов, хорошо поддающихся обработке и как можно лучше передающих тепло. В пластинчатых рекуператорах стенки изготавливают гофрированными или устанавливают на них оребрение, трубчатые теплообменники выполняют тонкостенными из цветных металлов.

Одним из самых интересных решений служит установка элементов Пельтье, причём за счёт положительного COP их количество буквально ничем не ограничено. Тот же принцип используется и в рекуператорах, совмещённых с системой воздушного отопления: тепловые насосы в таких установках обладают гораздо более широким диапазоном рабочих температур и увеличенным коэффициентом прироста мощности.

В наиболее продвинутых рекуператорах работает система двойного обращения потока. Тёплый вытяжной воздух подаётся изначально на более холодную часть теплообменника, где за счёт большой разницы температур наблюдается существенное увеличение эффективности теплопередачи. Также в процессе образуется конденсат, который подогревается и передаётся на испаритель внутри приточной камеры. Это помогает нивелировать осушение воздуха при нагреве, кроме того, вода как носитель скрытой теплоты способствует ещё более интенсивному переносу энергии. Некоторые моменты продуманы до мелочей: например, двигатели специально размещают в начале вытяжного и конце приточного тракта, а также снабжают качественным оребрением для полного возврата паразитного тепла.

Рекуператор своими руками

Принудительная вентиляция гаража является на сегодня хотя и довольно дорогой, но в тоже время и самой эффективной системой воздухообмена, предназначенной для создания комфортных условий в гаражном помещении. В том случае, если у вас установлена вентиляция подобного типа – вы сможете воспользоваться определёнными ресурсами, скрытыми в самом принципе работы такой системы.

Под скрытыми ресурсами в данном случае следует понимать возможность рекуперации воздушных потоков, формируемых в оборудовании описанного выше типа.

Понятие рекуперации, рассматриваемое в приложении к воздухообменным процессам, предполагает частичный возврат тепла от удаляемых вытяжных потоков воздуха более холодным, приточным воздушным массам с целью его повторного использования.

Важно

Для реализации такого обмена необходимо встроить в систему вентиляции специальное теплообменное устройство (рекуператор), в котором бы эти разнонаправленные потоки воздуха смогли пересекаться между собой.

В этой статье мы рассмотрим вопрос о том, как обустроить в личном гаражном хозяйстве рекуператор своими руками, то есть попытаться максимально использовать всю накапливаемую в помещении тепловую энергию.

К настоящему времени специалистами разработан целый ряд конструкций рекуператоров, среди которых наибольшее распространение получили устройства следующих типов:

  • устройство рекуперации с теплообменником пластинчатого типа;
  • рекуператор с теплообменником роторного типа;
  • водяное рециркуляционное устройство.

Установлено, что наиболее подходящим для самостоятельного изготовления вариантом является рекуператор пластинчатого типа, являющийся к тому же самым дешевым и простым в обслуживании. Вот почему все последующие главы мы посвятим именно этому типу теплообменника.

Пластинчатый тип

Изготовление устройства рекуперации воздуха следует начинать с подбора подходящего для него материала, в качестве которого можно использовать как листы оцинкованного железа, так и обычный текстолит (теплопроводность выбранного материала практически не влияет на эффективность работы рекуператора).

Рекуператор своими руками

Сборка внутренней начинки рекуператора производится, как правило, в следующей последовательности:

  1. Подготовьте комплект пластин размером примерно 20х30 см, которые затем будут собираться в рабочие секции. В качестве прокладок, задающих промежутки между пластинами ячеек, вы можете использовать заготовки из технической пробки.
  2. Для образования рабочей секции вам необходимо будет сложить несколько пластин в одну пачку, проложив их с помощью прокладок, закреплённых на полиуретановый клей. Расстояние между соседними пластинками не должны быть менее 4 мм; при меньших значениях они будут препятствовать свободному движению воздушного потока, скорость которого в устройстве должна быть чуть больше 1 м/сек.

По окончании сборки секции все имеющиеся в ней монтажные щели необходимо будет залить силиконовым герметиком, приготовленном на основе нейтральных составляющих.

Порядок окончательной сборки устройства

Внешний вид самодельного рекуператора пластинчатого (перекрёстно-точного) типа изображён на рисунке, приведённом выше.

Для окончательной сборки устройства вам необходимо будет произвести следующие операции:

  1. В качестве корпуса для рекуператора вы можете использовать любой подходящий по размеру жестяной короб.
  2. В одной из торцевых рёбер этого короба проделываются два отверстия под фирменные пластиковые фланцы, которые свободно можно приобрести в любом специализированном магазине. Естественно, что размеры этих отверстий должны соответствовать сечению приточной и вытяжной труб гаражного воздуховода.
  3. После высыхания силикона готовый пакет пластин можно будет уложить в жестяной короб и тщательно зафиксировать его там любым удобным для вас способом. Все имеющиеся монтажные щели можно заделать с помощью того же герметика. 

Таким образом, вы получите устройство, на входе которого (в пространстве между пластинами) образуются перекрёстные потоки тёплого и холодного воздуха. Нагретый за счёт вытяжных (тёплых) потоков приточный (холодный) воздух поступает затем в гаражное помещение через выходные отверстия в пластинах, а отдавший часть тепла отработанный поток выводится наружу через специальный люк.

Для получения требуемой эффективности работы устройства суммарная площадь всех пластин рекуператора не должна быть менее 3,3 м2.

Короб самодельного устройства можно изготовить также и из шлифованных МДФ — панелей, имеющих толщину порядка 2 см или из простого бруса. Для повышения герметичности устройства, а также в целях снижения шумов работающей системы внутреннюю поверхность его стенок следует проложить пластинами из минеральной ваты.

Для чего нужны системы вентиляции

При прокладке воздуховодов через стены используйте специальные рукава или адаптеры.

Наружный воздух поступал в квартиры через неплотности в оконных переплетах, форточки, фрамуги или открываемые окна и удалялся через вентиляционные каналы санитарных узлов и кухонь.

Удалять воздух из помещений кабинетов, служебных помещений площадью 35 м2 и менее можно за счет перетекания воздуха в коридор; из помещений большей площади — непосредственно из помещений. В расписании предусмотрена необходимая последовательность мер, начиная с подачи необходимых материалов и заканчивая установкой вентиляции. В качестве запорной арматуры применяют как стальные или латунные шаровые краны желательно полнопроходного сечения либо фланцевая арматура.

Рисунок 7. При размещении приточного устройства над отопительным прибором следует обеспечить его незамерзание.

Смотрите также: Проводку чинят

1 Область применения

Количество дефлекторов уточняется в каждом конкретном случае совместно с разделом АС. Если системы для жилых и общественных зданий в первую очередь призваны подать необходимое количество кислорода вместе с наружным воздухом и удалить продукты дыхания людей, то производственная вентиляция часто рассчитывается для удаление вредных веществ в первую очередь, с компенсацией удаляемого воздуха наружным.

Максимальное количество внутренних блоков, подключенных к одной системе — 64 при трех модулях и 20 при одном модуле. Эта система, как правило, исключительно оборудована воздухонагревателями, которые прикреплены к источнику воздуха. Варианты применения современных дефлекторов см. Предел огнестойкости транзитных воздуховодов и коллекторов — EI

5.3. Автоматизация вытяжных вентиляционных систем

Манометры монтируются на насосной группе для контроля работы насоса и визуального определения создаваемого перепада. В комнатах он согревается и опять течет наружу. Пропилен-гликолевые смеси используются на безопасных производствах, где в случае разгерметизации системы токсичный теплоноситель может нести потенциальную угрозу жизни или нарушения технологического цикла. Последствия от непрофессионального проекта могут проявиться не сразу, а через несколько лет Пример принципиальной схемы Перед заключением договора на расчёт проекта вентиляции следует оценить уровень компетенции подрядчика.

Читайте также:  Как правильно рассчитать и смонтировать канализацию для частного дома

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Квартирное теплоэнергетическое устройство будет лучшим приобретением, особенно если жилище находится в большом городе или центре мегаполиса. Автомобильные и промышленные газы, уличный шум, жара или холод навсегда останутся снаружи помещения. Аппарат не только добавит в квартиру массу чистого воздуха, но и позволит сэкономить на отоплении, вентиляции и очистке входящего атмосферного потока. Это достигается путем простого обмена тепла между приточными и вытяжными потоками, прошедшими через теплоизоляционный короб с очистительным фильтром.

Схема обмена воздуха через рекуператор

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Расчет рекуператора

Произвести расчет требуемого теплоэнергетического устройства можно самому, не прибегая к услугам специализированных компаний. Вычисление КПД и эффективности аппарата обуславливается знанием затрат электроэнергии на приточные или вытяжные массы. Формула расчета такова:

Q = 0,335 x L x (t1 – t2),

где L – расход воздушных масс, t1 – температура притока, t2 – температура исходящих масс, 0,335 – региональный коэффициент.

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Вычисление эффективности производится по такой формуле:

E = Q x n,

где: Q – энергетические или электрические затраты на подогрев или охлаждение струи, n – КПД устройства.

Схема подачи теплого воздуха через рекуператор

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Полезный совет! Прежде чем купить рекуператор для частного дома или городской квартиры, необходимо ознакомиться с их видами, техническими характеристиками и принципом эксплуатации. Возможно, будет необходимо провести подготовительные монтажные работы и составить проект.

Рекуператор ПРАНА

Данный производитель теплоэнергетического и вентиляционного оборудования находится на рынке более 15 лет. Его оборудование имеет большой срок службы, высокую эффективность и приемлемые цены.

Монтажный комплект рекуператора ПРАНА

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Эксплуатационные характеристики аппарата:

  • тип – пластинчатый;
  • потребление электроэнергии – 5-90 B/час, в зависимости от модели;
  • уровень шума – 25-140 дБ;
  • длина агрегата – 500 мм;
  • площадь обслуживания – от 60 м²;
  • входящая струя – 115-650 м³/ч;
  • исходящая струя – 105-610 м³/ч;
  • КПД – 79-80%, в зависимости от модели.

Рекуператор ПРАНА имеет относительно небольшие габариты

Весь модельный ряд комплектуется дистанционным пультом управления, работает при температуре атмосферной среды от -15 до 45°C. Относительно невысокая цена рекуператора воздуха, существенное удержание заданной температуры при подогреве или отоплении и небольшие габариты делают данное устройство одним из самых популярных, что подтверждают многочисленные положительные отзывы. Рекуператор  Прана можно встроить в стену комнаты или установить на улице. Монтаж аппарата довольно легкий и осуществляется в течение 2-3 часов.

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Система подогрева воздуха через теплообменник рекуператора

Рекуператоры MARLEY

Компактный немецкий утилизатор тепла оснащен керамическим теплообменным элементом, позволяющим проводить эксплуатацию устройства даже при температуре -30ºC. Его промывка и очистка воздушных фильтров представляет собой простую операцию, которую может осуществить обычный пользователь. Продолжительность беспрерывной работы составляет около 6 месяцев, по истечении данного периода засветится контрольная лампочка. Эксплуатация устройства недалеко от автомобильных дорог или в центральной части города заставит прибегать к более частой очистке. Данная операция не занимает много времени и составляет 15-20 минут.

Купить рекуператор воздуха для дома, цена которого составляет 24000 рублей, можно в специализированном магазине. При довольно умеренной стоимости аппарат имеет следующие эксплуатационные характеристики:

Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей
  1. три фазы мощности – 15, 25 и 40 м³/ч;
  2. потребляемая электрическая мощность – от 3,5 до 8 Вт;
  3. ротор электродвигателя – бесщеточный;
  4. уровень шума – 22, 29 и 35 дБ;
  5. утилизация теплоты – 80-85%;
  6. площадь обслуживания – от 60 м²;
  7. внешние размеры – 285-500 мм. Небольшие габариты агрегата позволяют установить его в стене.

Рекуператор MARLEY

Новая линейка производителя Marley – рекуператор menv 180, который отличается от предыдущих аналогов низким потреблением электроэнергии – всего 3 Вт. Приятными функциональными дополнениями являются:

  • контроллеры температуры, углекислого газа и влажности;
  • улучшенная аэродинамика;
  • низкий уровень шума;
  • гидроизолирующее покрытие для работы во влажных жилых или нежилых помещениях;
  • высокая категория очистки приточной струи.
Рекуператор для квартиры: расчет и обзор производителей

Рекуператор MARLEY очень экономичный в использовании электроенергии

Как сделать пластинчатый рекуператор своими руками?

Материалы для пластин

При выборе материала для изготовления кассеты самого пластинчатого теплообменника, принципиальной разницы, из чего набирать пластины, нет. Подойдёт:

  • тонкий лист алюминия или меди;
  • тонкая кровельная оцинковка;
  • листовой текстолит или гетинакс;
  • другой вид пластика.

На теплообмен теплопроводность материала пластин почти не влияет. Сколько нужно? Зависит от количества собираемых кассет. Для одной хватит около 4 квадратных метров. Если, руководствуясь изложенной выше теорией, захочется повысить КПД, нужно в два раза больше для кассеты того же размера. Можно сделать и одну, но большую. Однако требования по удалению возможного конденсата из корпуса не позволят «уложить» кассету на бок и придётся искать место для установки.

Понадобится уголок для стоек обоймы кассеты и фланцев. Перекладывать пластины можно проолифленной рейкой, полосовой технической пробкой. Если есть возможность, подготовленные для пластин заготовки можно штамповать в п-образные заготовки с высотой бортика от 4 до 5 миллиметров. Той же толщины должны быть рейки и пробковая полоса, ширина их до 10 миллиметров.

Материал для изготовления корпуса

  • металлический лист или фанера;
  • МДФ толщиной до 20 миллиметров;
  • брусок для каркаса;
  • метизы для крепежа;
  • минеральная вата;
  • силиконовый герметик.

Пошаговые действия

Как сделать пластинчатый рекуператор своими руками?
  1. Сначала аккуратно нарезаются пластины квадратной формы. Сторона до 300 миллиметров. Важно выполнить все пластины одинакового размера, стараясь не деформировать их края. Лучше всего пользоваться электроинструментом, разрезая несколько листов, сложенных пачкой. Всего нужно около 70 таких заготовок на кассету. На противоположные края квадратов наклеиваются рейки или пробка, нарезанные по размеру стороны пластины. На последний лист ничего не клеится. Клею даётся время высохнуть. Подготовленные заготовки склеиваются в кассету. Для чего клеем намазываются верхние стороны реек или полос пробки, а каждый последующий лист укладывается с поворотом на 90 градусов. Завершает набор пластина без прокладок. Получится кассета с чередующимися каналами, направленными перпендикулярно друг другу — будущий теплообменник.
  2. Кассета стягивается каркасом из уголка. В щели заполняют силиконовый герметик. На сторонах кассеты выполняются крепления для фланцевых соединений. Нужно учесть, что кассета должна располагаться вертикально на одном из углов квадрата, образуя равносторонний ромб. В нижней её части будет скапливаться образующийся конденсат. Тут предусматривается дренажное отверстие с трубкой отвода скопившейся влаги. Как говорилось выше, в одном корпусе может быть установлено более одной кассеты теплообменника для большего КПД. В этом случае, вторая должна иметь такие же габариты, как и первая. Их смежные углы должны плотно соприкасаться, не допуская щелей и просветов. Снизу и сверху на стык поместить силиконовый герметик.
  3. Подготовленная кассета вставляется в корпус. Его внутренняя высота и длина равны диагонали квадрата (если используется одна кассета), а ширина — толщине набора пластин. В стенках корпуса, напротив соответствующих сторон кассеты, выполняются отверстия для крепления пластиковых фланцев под воздуховоды. Устанавливать теплообменник нужно в специальные направляющие из уголка, укреплённые на стенках корпуса. Кассета получается съёмной, что важно для её обслуживания.
  4. Для входящих потоков нужно предусмотреть возможность установки простейших съёмных кассетных фильтров. На внутреннюю поверхность стенок корпуса крепится минеральная вата толщиной около 4 сантиметров. Для обеспечения принудительной вентиляции устанавливаются вентиляторы, позволяющие регулировать скорость вращения.

Видео: изготовление рекуператора в домашних условиях

Часть 1: сборка корпусаЧасть 2: пластиныЧасть 3: монтаж

Для создания благоприятного микроклимата в доме или квартире, помещения нужно регулярно проветривать. Чтобы обеспечить баланс свежего воздуха и влажности нужно обеспечить жилище хорошей вентиляцией. Установка рекуператора решит эту проблему и кроме того, сэкономит энергоресурсы.

Похожие записи: Теплообменник пластинчатый: виды, конструктивные особенности и принцип работы Теплообменники для отопления Рекуператор воздуха: что это?

Рекуператоры «тепловые трубки»

Рекуператор с принципом рекуперации «тепловая трубка»Рекуператор подобного типа представляет собой герметично запаянную трубку из металла с высоким коэффициентом теплопроводности (например, из меди). Внутри трубки запаивается жидкость с низкой температурой кипения (обычно фреон). Тепловая трубка устанавливается вертикально. Нижний ее конец находится в канале вытяжной вентиляции, а верхний — в приточной.

Удаляемый теплый воздух омывает нижний конец тепловой трубки, фреон вскипает и начинает выпариваться в верхнюю часть рекуператора, забирая с собой большую часть тепловой энергии. Потоки приточного воздуха, омывая верхний конец трубки, возвращают тепло обратно в помещение. Газообразный фреон, отдав энергию, конденсируется и под действием гравитации возвращается на дно рекуператора. Далее процесс повторяется. Эффективность такой рекуперации достигает 50…70%. В качестве преимуществ тепловых трубок можно выделить отсутствие движущихся частей в системе вентиляции и простоту конструкции.

Определение производительности

Для рекуператора как части вентиляции наиболее важными являются три параметра: приведённое аэродинамическое сопротивление, допустимый проток и эффективность, выраженная в отношении возвращённого тепла к общему количеству энергии, содержащейся в воздухе при действующей дельте температур. Это отношение непостоянно: чем холоднее приточной воздух, тем в целом эффективнее работает рекуператор, причём зависимость этих изменений не линейная. Поэтому так важно обращать внимание на диаграммы изменения основных характеристик в зависимости от прочих условий.

Q = S · v · 3600

где:

  • Q — пропускная способность вентканала, м3/ч;
  • S — площадь сечения канала, в м2;
  • v — скорость потока, м/с.

Kt = (T3 – T1) / (T2 – T1)

где:

Определение производительности
  • Kt — коэффициент эффективности рекуператора по температуре;
  • T1 — температура наружного воздуха, °C;
  • T2 — температура воздуха в помещении, °С;
  • T3 — температура приточного воздуха, °С.

Первоначальный критерий — допустимая величина протока — определяется параметрами системы вентиляции. Разумеется, воздухообмен не может быть ниже норм, установленных СНиП: 3 м3/ч·м2 или 30 м3/ч на каждого человека при норме обеспеченности пространством менее 20 м3/чел. При этом общая кратность воздухообмена за час должна составлять не менее 0,35. Если параметры системы вентиляции на данный момент не соответствуют норме, рекуператор выбирается по нормативным требованиям, а система вентиляции впоследствии дорабатывается.

Если производительность рекуператора с принудительным движением воздуха превышает пропускную способность системы вентиляции более чем на 50%, избыточный шум устраняется установкой глушителя. Также нужно помнить, что производительность вентилятора на приточном канале выше, чем на вытяжном, разницу нужно выбирать в соответствии с количеством дополнительных точек естественного удаления воздуха.

Воздушный рекуператор тепла и влаги

Не существует определённых требований к энергоэффективности установки, в целом этот параметр важен для определения выгодности покупки. Оценить условный КПД прибора можно по онлайн-калькуляторам и данным от производителя, за точку отсчёта принимается разница температур приточного воздуха. Дополнительно нужно обратить внимание на ограничения по влажности воздуха и разнице температур, из-за несоответствия этих показателей возможно обмерзание рекуператора зимой.