Пластинчатый рекуператор своими руками: Роторный рекуператор своими руками — Всё об отоплении

Содержание

Рекуператор своими руками — теплообменник, рекуперация

Рекуператор – функциональное, практичное устройство, предназначенное для энергосбережения и экономии средств на отопление помещений. В результате рекуперации происходит передача тепла вытяжного воздуха, более теплого, холодным приточным массам. В теплообменнике наружному воздуху передается существенная часть накопленного в процессе эксплуатации помещений тепла, при этом тепловая энергия не теряется, выходя наружу, а работает на экономию энергии. Потоки входящего, чистого, и выходящего, использованного, воздуха, в устройстве не перемешиваются, благодаря наличию теплопроводящих пластин, разделяющих два потока.

Принцип рекуперации

Смонтировать рекуператор своими руками можно в виде самой простой и доступной конструкции пластинчатого типа. Такая модель самая распространенная и востребованная среди потребителей нашей страны. Более сложные устройства используются в промышленных целях или на крупных объектах.

Пластинчатый рекуператор можно сделать самому, даже не обладая обширными знаниями и познаниями в механике и инженерии. Любой автолюбитель, который умеет держать в руках отвертку, может собрать устройство самостоятельно.

Достоинства рекуператоров:

  • Рекуператор
    Даже самые простые и доступные пластинчатые рекуператоры работают с КПД до 65%.

  • Устройство редко ломается, так как теплообменник в этом типе агрегата устроен просто и надежно, не обладает трущимися и подвижными деталями.
  • Рекуператор легок и в уходе и техническом обслуживании.
  • В пластинчатом типе рекуператоров нет каких-либо расходующих электроэнергию частей, что значительно снижает затраты на содержание этого оборудования.

Следует отметить, чтов зимнее время года теплообменник пластинчатого рекуператора может обмерзать при низких температурах.

Технология изготовления

Внутреннее устройство рекуператора

Сначала необходимо приобрести 4 кв. м оцинковки для кровли. Примечание: пластики могут быть не только из оцинкованного металла. Допускается использование любого не толстого листового материала. Например, можно использовать текстолит. На эффективность работы рекуператора теплопроводность материала для пластин практически не влияет. Листы режутся на отдельные пластины размером 200х300 мм.

Внимание! Пластины необходимо резать идеально ровно. Если для их изготовления используется оцинкованный металл, то ножницы по металлу лучше не применять, так как потом будет сложно выпрямить каждую заготовку. Резать оцинковку рекомендуется электрическим лобзиком.

Для дистанционной рамки, устанавливаемой между пластинками, можно применить полоски из технической пробки. Толщина материала 2-3 мм. Между пластинками оставляются промежутки не менее 4 мм, иначе может в процессе эксплуатации возникнуть значительное сопротивление воздушным потокам.

Работа рекуператора

Для сбора конструкции следует использовать герметик нейтрального типа, так как обычный состав может со временем вызвать коррозию устройства. После полного высыхания герметика его укладывают в корпус, сделать который можно из прочной жестяной коробки, подходящей по размеру. Для рекуператора короб можно изготовить из шлифованного МДФ толщиной в 18 мм и деревянного бруса. Все стенки изнутри рекомендуется проложить утеплителем, минеральной ватой или стекловолокном толщиной в 50 мм.

В коробке необходимо сделать отверстия и вставить в них предварительно приобретенные пластиковые фланцы, параметры которых совпадают с сечением труб воздуховода. Наполненные щели нужно залить силиконом.

Готовая площадь пластин в рекуператоре должна приблизительно составлять 3 кв.м, тогда эффективность работы агрегата будет составлять около 60%. Другими словами, на выходе из устройства температура приточного воздуха будет выше, чем исходящего.

Дополнительные рекомендации

Устройство рекуператора
В связи с тем, что пластинчатые рекуператоры в зимнее время имеют обыкновение обмерзать, необходимо провести дополнительные работы. Обычно теплообменник пластинчатых рекуператоров обмерзает при температуре воздуха менее 10 градусов. Для проведения периодического размораживания устройства в теплой части рекуператора нужно поставить датчик, фиксирующий перепад давления. Когда агрегат будет обмерзать, показатель перепада давления увеличится, и приточный воздух будет прогоняться сквозь байпас, а калорифер согреется вытяжным воздухом. У установленного датчика гистерезис должен составлять 30Па.

В месте, где находится выход гибкого воздуховода, нужно сделать из двух слоев влагостойкого гипсокартона короб и проложить в нем минеральную вату или стекловолокно. С помощью этого приема решается проблема шумоизоляции работающей системы. Необходимо отметить, что при качественно выполненном рекуператоре, правильной герметизации и изоляции короба в помещении можно сэкономить до 30% энергии.

Как можно сделать рекуператор воздуха своими руками

Поддержание комфортной температуры в помещениях требует высоких затрат энергии, особенно зимой. Использование рекуператора воздуха в системе вентиляции – один из методов экономии энергетических ресурсов.

Если мы захотим выяснить, как себя зарекомендовал рекуператор воздуха, отзывы будут, в основном, положительные. Даже недорогой рекуператор, а то и самодельный, способствует существенному снижению расходов на отопление помещений за счет рационального использования тепловой энергии.

Что же это такое и в чем суть?

Вентустановка с рекуператором позволяет передать тепло из вытяжного воздушного потока (который уже нагрет в помещении) тому воздуху, который забирается снаружи (холодному). Таким образом, наружный воздух поступает в помещение теплым, что снижает расходы на отопление.

Иногда, рекуперация означает очистку и повторное использование какого-либо ресурса (технической воды, например, или хладагента). В сущности, принцип рекуператора воды и фреона мало отличается от рекуперации воздуха: от выходного потока забирается максимум полезного, и передается входному.

Какими бывают?

Допустим, я хочу поставить себе рекуператор – какой лучше? Существуют следующие типы рекуператоров:

  • Пластинчатый.

    Данная конструкция предполагает прохождение вытяжного (нагретого) воздуха через группу пластин, которой и передается тепло. Через них же пропускается и приточных (холодный) воздух, который это тепло забирает. Расчет пластинчатого рекуператора «воздух – воздух» основывается на общей площади пластин. Чем она выше, тем эффективнее будет теплообмен.

    Этот тип отличается простотой конструкции. Если вы планируете сделать рекуператор воздуха своими руками, самодельные конструкции, в большинстве случаев, как раз пластинчатые. Достаточно поместить пластины в замкнутый объем и обеспечить прохождение потоков воздуха через него.

  • Трубчатый рекуператор воздуха.

    Здесь теплообмен обеспечивается за счет прохождения воздуха через пучок сварных тонкостенных трубок. Технология изготовления чуть сложнее, но в обслуживании данный тип рекуператора довольно прост. Задумав сделать рекуператор воздуха своими руками для частного дома, обратите внимание на данную схему.

  • Роторный.

    Теплообмен осуществляется за счет ротора, который вращается между вытяжным и приточным потоками воздуха. Расчет роторного рекуператора основывается на площади поверхности ротора и скорости его вращения. Эффективность теплообмена может достигать 75-90%. Однако, это открытая схема, то есть потоки воздуха контактируют, что может привести к передаче запахов из вытяжного потока приточному.

  • Рекуператор с промежуточным теплоносителем.

    В данной конструкции обеспечивается циркуляция теплоносителя между двух теплообменников: в вытяжном и приточном канале. В качестве теплоносителя могут использоваться: вода, водно-гликолевый раствор. Расчет гликолевого рекуператора основывается на скорости циркуляции теплоносителя между потоками.

  • Камерный.

    Подразумевает использование двухкамерного блока с активной заслонкой. Сначала в одну из камер запускается выходной поток, который нагревает стенки камеры. Затем, заслонка меняет направление потоков, и в нагретую камеру запускается приточный воздух, а вытяжной направляется во вторую камеру. Цикл повторяется.

Как же выбрать оптимальную конструкцию?

Если вы ищите готовый рекуператор, технические характеристики модели – это основной момент, на который стоит ориентироваться.

Как подобрать рекуператор, если вы планируете делать его сами? В этом случае, большое значение обретает простота схемы. Для самостоятельной сборки мы бы рекомендовали пластинчатый или трубчатый типы.

Подключение рекуператора любого типа подразумевает соединение с вытяжным и приточным потоками воздуха в системе вентиляции. Отсюда важность габаритов собранной конструкции – она может просто не войти в вентиляционный канал и придется разрабатывать схему отвода потоков в удобное место. Устанавливая рекуператор, монтаж следует выполнять при отключенной вентиляции во избежание недоразумений.

Рекуператор своими руками. Как самому изготовить рекуператор

Хорошо, когда в помещение поступает чистый морозный воздух, жаль только, что такая же порция теплого воздуха улетучивается через вентиляцию. Способен исправить положение рекуператор воздуха.  Рекуператор можно купить, но если есть желание, лучше изготовить его своими руками. Об этом и пойдет речь ниже.

По какому принципу работает рекуператор

Принцип работы рекуператора любого типа заключается в обмене потоков воздуха теплом, т.е. зимой более высокая температура от вытяжного воздуха передается поступающему извне, а летом, наоборот. Все это происходит внутри агрегата.

Таким образом, рекуператор:

  1. Вентилирует воздух, но температура в помещении не понижается и поддерживается на одном уровне.
  2.  Экономит тепло в холодное время, а в жаркое является надежным заслоном от поступления в помещение раскаленного воздуха с улицы.
  3. Экономит энергоресурсы.

Упрощенно принцип работы рекуператора можно описать так:

  • воздух из помещения перемещается вдоль трубы квадратного сечения;
  • воздух входящий движется в поперечном направлении;
  • холодный и теплый потоки не смешиваются, т. к. их разделяют специальные пластины.

Объясняет принцип работы рекуператора видео:

Типы рекуператоров

Популярностью пользуются следующие типы этих агрегатов:

  • Пластинчатый. Конструкция состоит из пластин, объединенных в куб. Воздушные потоки как удаляемый, так и приточный, проходят по каналам навстречу друг другу, пересекаются, обмениваются температурой, но не смешиваются. Устройство это отличается простотой и компактностью.
  • Роторный. Для его работы требуется источник электроэнергии. Внутри цилиндра находится роторный элемент, непрерывно вращающийся между каналами, по которым поступает и удаляется воздух.  При этом одна его сторона контактирует с воздухом, поступающим снаружи, а другая с тем, что поступает в помещение. Таким образом, воздушные потоки взаимозаменяются. Этот агрегат достаточно большой, поэтому используется в основном в производственных помещениях. КПД у него высокий — может достигать 87%.
  • Водяной рециркуляционный. По эффективности он такой же, как и рекуператор пластинчатый, но конструкция его в разы сложнее. Основное отличие в том, что отдельные его части возможно располагать в разных местах. Элементом, передающим тепло, здесь является или вода, или антифриз. Циркуляция теплоносителя осуществляется принудительно и не возможна без источника электропитания.
  • Крышный. Этот тип рекуператора является промышленным. КПД — от 55 до 68%. Его установка и обслуживание не требуют больших расходов.

Самым простым и недорогим, среди вышеперечисленных, является пластинчатый рекуператор. Поэтому и изготовить такой рекуператор своими руками проще всего.

Рекуператор своими руками

Плюсы и минусы пластинчатого рекуператора

Не бывает оборудования идеального на 100%. Относится это и к рекуператору воздуха пластинчатому. Итак, положительные стороны:

  • высокий КПД – от 40 до 65%;
  • простота конструкции – нет трущихся и подвижных деталей, что исключает частые выходы со строя;
  • низкие эксплуатационные расходы – электроэнергия не потребляет.

Из отрицательного следует отметить:

  1. Отсутствие функции обмена влагой. Возможен только теплообмен.
  2. Обмерзание в зимнее время. Чтобы исключить это явление, рекуператор периодически отключают или снабжают его специальным клапаном – байпасным.
  3. Наличие в конструкции рекуператора пересеченных труб, что невозможно обойти, но и не так уж просто реализовать.

Материалы для изготовления самодельного рекуператора пластинчатого

Для воплощения идеи в жизнь потребуется следующее:

  • оцинкованное кровельное железо – 4 м кв. или листовой алюминий, медь, текстолит, гетинакс;
  • техническая пробка толщиной 0,2 см для прокладки между пластинами или рейка деревянная проолифленная;
  • нейтральный силиконовый герметик;
  • коробка для корпуса. Берут готовую жестяную или изготавливают из МДФ, фанеры или металла;
  • фланцы пластиковые по размеру соответствующие диаметру труб воздуховодов — 4 шт.;
  • датчик перепада давления;
  • минеральная вата;
  • уголок для стоек;
  • метизы;
  • электролобзик.

Изготавливаем рекуператор для дома

Закупив необходимые материалы, приступаем к изготовлению рекуператора:

  1. Раскладываем материал и нарезаем квадратные пластины. Размер стороны от 20 до 30 см. Это будут заготовки для кассет. Потребуется их штук 70. Лучше всего сложить материал в несколько слоев и резать заготовки электролобзиком пачками, тогда они получатся ровными. Идеальная ровность заготовок – обязательное условие.
  2. Нарезаем рейки или пробку по размеру стороны квадрата, и наклеиваем это плашмя по противоположным краям всех заготовок кроме последней. Ждем, пока высохнет клей.
  3. Намазываем клеем верх реек или пробки и собираем квадраты в кассету. Укладывая каждый последующий лист, поворачиваем его на 90 градусов по отношению к предыдущему. Получится, что каналы занимают относительно друг друга перпендикулярное положение. Последней будет пластина, на которую мы ничего не наклеивали.
  4. Стягиваем будущий теплообменник каркасом, используя для этого уголок.
  5. Заполняем щели, заготовленным ранее герметиком. Кислотные герметики не подойдут, т.к. они вызовут коррозию металлических пластин.
  6. Выполняем крепления для соединений фланцев на стенках кассеты. Проделываем в нижней части кассеты дренажное отверстие, куда вставляем трубку для отвода конденсата.
  7. На стенках корпуса делаем направляющие из уголка. Кассету можно будет вынимать для профилактики.
  8. Вставляем кассету в корпус, высота и длина которого равны диагонали квадрата. По ширине он такой же, как и набор из пластин.
  9. Закрепляем 40 мм слой ваты минеральной внутри корпуса на стенках.
  10. Для решения вопроса удаления наледи, необходимо вставить в ту часть, где проходит теплый воздух датчик давления. Как только температура снаружи достигнет 10 градусов, начнется обмерзание корпуса рекуператора. Перепады давления возрастут и воздух с улицы пойдет через бейпас.
  11. Внедряем готовый рекуператор в систему вентиляции.

Обычно такой самодельный рекуператор имеет 65% КПД, следовательно способен хорошо поддерживать комфортный микроклимат в помещении.

Заметьте: одна кассета в корпусе — это не норма, их может быть 2 или больше для повышения КПД, но размеры их обязательно одинаковые.

Расчет рекуператора

Величину тепловой энергии, передаваемой между пластинами, находят по формуле:

20 Вт ∙ x S ∙ dT. где S — площадь пластины в кв. м.

Чтобы выполнить расчет мощности рекуператора, достаточной для нагрева воздуха, воспользуемся формулой:

p(Вт)= 0,36∙ Q(м3/ сек.) ∙ dT.

Здесь:

  1.  Q обозначает энергию, затраченную на нагрев/охлаждение воздуха и равняется: 0,335 х L х (t кон — t нач). Остальные символы:
  • расход воздуха куб. м за час —  L. Нормы предусматривают, что на 1 человека требуется поступление воздуха извне 60 м3/ч;
  • температура начальная —  t нач;
  • температура, полученная в результате обмена теплос —  t кон.

2.  dT — температура.

В заключение посмотрите видео на тему изготовления рекуператора: