Рекуператор воздуха для частного дома: принцип работы, преимущества, недостатки и технология изготовления своими руками

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

Принцип работы

Принцип работы устройства для рекуперации воздуха

Рекуператор — это техническое устройство, в котором происходит теплообмен между потоками воздуха, выходящими и входящими в помещение по системе приточной, принудительно или вытяжной вентиляции. При этом потоки воздуха не смешиваются.

В зимнее время тёплый поток воздуха, выходящий из помещения, при прохождении через конструкцию рекуператора нагревает рабочие элементы. Холодный поток воздуха, входящий в систему вентиляции, проходя через рекуператор, нагревается за счёт теплообмена с рабочими элементами.

Когда температура снаружи помещения выше, чем в помещении, то происходит обратный процесс. Тёплый воздушный поток охлаждается в рекуператоре благодаря рабочим элементам, через которые прошёл прохладный отработанный воздух.

При сравнении с обычной системой вентилирования наличие рекуператора позволяет сохранить до 2/3 тепловой энергии. Это уменьшает потребление энергии на 30–40%, что позволяет снизить расходы на оплату центрального отопления, обогревательного оборудования и системы кондиционирования.

Типы конструкций

Роторный рекуператор и схема его работы

Конструктивно рекуператор представляет собой прямоугольный, квадратный или круглый блок, с обеих сторон которого располагаются отверстия для ввода приточного и вытяжного вентиляционного канала.

В зависимости от конструкции блока и его составных элементов рекуператор подразделяется на следующие типы:

• Роторный — устройство с вращающимся ротором в корпусе из нержавеющей или оцинкованной стали. Вращение ротора вокруг горизонтальной оси происходит за счёт подачи электропитания. Рабочими элементами являются алюминиевые гофрированные ленты, намотанные на специальный вал. В процессе вращения пластины соприкасаются с тёплым и холодным потоком воздушной массы. КПД роторного рекуператора — до 85%. Одни из главных недостатков устройства — это большой размер и наличие движущихся элементов, которые изнашиваются и требуют периодической замены.
  

  Устройство дял рекуперации воздуха с рабочими элементами в виде пластин

• Пластинчатый — наиболее популярный тип рекуператоров. Состоит из тонких панелей, соединённых и аккуратно уложенных друг на друга с небольшим вентиляционным зазором. Металлические панели нагреваются за счёт тёплого воздуха, который проходит сквозь устройство. Панели путём теплообмена передают накопленную энергию холодному потоку. КПД устройства — 40–65%. Отличаются высокой надёжностью и возможностью работы без затрат электроэнергии.
  

  Рекуператор с конструкцией из стальных трубок

• Трубчатый — устройство, состоящее из металлических трубок диаметром до 10 мм, скомпонованное в цилиндрический воздуховод. По принципу работы аналогично пластинчатому рекуператору. Нагретый отработанный воздух проходит по трубкам, отдавая часть тепловой энергии, а холодный воздух, перемещаясь в пространстве между трубками, забирает часть тепла. За счёт простой конструкции рекуператор имеет высокую надёжность и занимает мало места.
  

  Рециркуляционный водяной рекуператор для вентиляции в общественных местах

• Рециркуляционный водяной — устройство с промежуточным теплообменником в виде жидкости. Обычно, используется дистиллированная вода или антифриз. В отличие от остальных типов циркуляционный рекуператор имеет более сложную конструкцию. Жидкость циркулирует по каналам между вытяжным и приточным каналом за счёт нагнетающего насоса. КПД рекуператора — до 65%.

В общественных помещениях большой площади применяются крышные рекуператоры воздушного потока, которые устанавливаются в существующую систему вентиляции. КПД крышного рекуператора не превышает 65–68%, но из-за малых габаритов и высокой надёжности устройство идеально для использования в загромождённых помещениях. Для работы в условиях жилого дома и квартиры не подходит.

Видео: что такое рекуперация воздуха

Как выбрать для частного жилья

Пластинчатый рекуператор идеально подходит для использования в частных и загородных домах

КПД устройства напрямую влияет на объем сохраняемой тепловой энергии, срок службы и надёжность рекуператора. Конструкции с ротором наиболее эффективны, но в их работе участвует множество движущихся элементов и требуется электроэнергия. Пластинчатые и трубчатые рекуператоры имеют меньший КПД, но они бесшумны и для их функционирования не требуется электропитание.

Выбор рекуператора для частного жилья в первую очередь должен основываться на требованиях владельца и учитывать, какая система вентиляции присутствует в доме. Для жилого дома оптимально устройство приточно-вытяжной вентиляции с роторным рекуператором.

Эта система будет обладать достаточной мощностью, способной не только осуществлять теплообмен между воздушными потоками, но и регулировать уровень влажность подаваемого воздуха, за счёт регуляции оборотов устройства.

Проветриватель с рекуперацией для квартиры

Если площадь дома небольшая, то вместо роторного рекуператора можно установить устройство с металлическими пластинами. Это сделает систему не только более надёжной, но и позволит сохранить автономность приточной вентиляции.

Для типовых квартир одно из важнейших требований при выборе рекуператора — это его габариты. В большинстве квартир система вентиляции представлена только общедомовой вытяжкой, а поступление свежего воздуха происходит за счёт обычного проветривания.

Для квартир оптимальным выбором будет установка приточно-вытяжных клапанов или установок с рекуперацией воздуха. Это компактные устройства, которые монтируются в стену. Управляющий блок снабжается дистанционным управлением, что позволяет выставить оптимальные параметры вентилирования и нагрева воздуха.

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.

Изготовление пластинчатого рекуператора воздуха для дома своими руками

Изготовление пластинчатого рекуператора своими руками

Рекуператор воздуха — это дорогое оборудование, рассчитанное на длительный срок использования. Срок окупаемости может варьироваться от 3–8 лет, в зависимости от начальной стоимости агрегата. При возможности устройство для рекуперации воздуха можно изготовить самостоятельно. Для этого лучше всего подойдёт конструкция на основе металлических пластин.

Плюсы и минусы

К преимуществам пластинчатого рекуператора можно отнести:

• простая и надёжная конструкция, не требующая замены рабочих элементов в ходе эксплуатации;
• простая технология монтажа без применения специализированного инструмента;
• КПД до 80% в зависимости от параметров воздуха;
• минимальные затраты энергопотребления для работы приточного и вытяжного вентилятора;
• высокий срок службы за счёт отсутствия движущихся частей и износа деталей;
• возможность модернизации путём добавления большего количества пластин.
• при отсутствии электроэнергии воздух транспортируется по системе вентиляции за счёт естественной тяги.

Главным недостатком пластинчатого рекуператора является образование конденсата на рабочих элементах. При низкой температуре воздуха влага замерзает, что приводит к падению пропускной способности вентиляции. Для решения проблемы применяются специальные устройства, которые прогревают конструкцию рекуператора.

Необходимые материалы

Материал для сборки пластинчатого теплообменника

Для изготовления пластинчатого рекуператора потребуется следующий материал:

• оцинкованный металл толщиной 0,7–1,5 мм, текстолит, полипропилен или поликарбонат общей площадью 7–8 м²;
• тонкие деревянные рейки, пробковая подложка или оргстекло толщиной 2–3 мм;
• нержавеющий металл, пластик, фанера или древесно-стружечная плита;
• пластиковый или металлический фланец для воздуховода в количестве 4 шт.;
• стальной уголок 20×20 мм;
• силиконовый герметик;
• оцинкованные саморезы.

Для равномерной циркуляции воздуха потребуется приобрести 2 вентилятора нужной мощности. В качестве фильтров можно использовать специальные бумажные изделия для вентиляции, которые требуют замены раз в 3–4 месяца.

Технология изготовления

Проклейка изоляционной прокладки на металлическую пластинку

Перед изготовлением рекуператора потребуется подготовить электролобзик, ножовку по металлу, шуруповёрт, молоток, строительный нож, перчатки и защитные очки. Технология изготовления пластинчатого рекуператора состоит из следующего:

1. Листовой металл нарезается с помощью ножовки по металлу на пластины размером 20×30, 30×30 или 30×40 см. Размер пластин зависит от габаритов и расчётной мощности рекуператора. Желательно, чтобы общая площадь подготовленных пластин была не менее 3–4 м².
2. Из тонкой деревянной рейки или пробковой подложки нарезаются прокладки шириной 1–1,5 см. Длина равна длине пластины. Далее, из фанеры или ДСП выпиливается 2 полотна такого же размера, как и пластины.
   

   Сборка пластин в единый теплообменник

3. На каждую металлическую пластину приклеивается три прокладки — одна по центру и две по противоположным сторонам. После приклейки все пластины собираются в стопку. Для этого каждая полоса промазывается универсальным клеем, после чего панели укладываются друг на друга.
4. При укладке каждая последующая панель поворачивается на 90^о. Полученная стопка панелей аккуратно прижимается грузом. Для этого сверху укладывается прокладка из дерева, на которую можно положить груз весом 5–7 кг.
5. Стальной уголок подгоняется по высоте стопки с панелями. Всего потребуется 4 заготовки, которые прикручиваются по углам стопки. Для крепления используются оцинкованные саморезы.
   

   Установка теплообменника в корпус из дерева или металла

6. Приступают к сборке корпуса из фанеры, ДСП, пластика или металла. Высота и длина корпуса будет равна диагонали пластинчатого элемента, а ширина — высоте стопки с пластинами. После раскройки выполняется сборка корпуса с помощью шуруповёрта и саморезом.
7. После сборки корпуса на его боковые стенки наносится разметка под монтаж фланцев. Диаметр отверстия должен быть равен сечению воздуховода. Для пропила используется электролобзик. В завершение в отверстия устанавливаются фланцы.
   

   Корпуса для пластинчатого теплообменника

8. Внутри корпуса монтируются направляющие под теплообменный короб. Направляющие можно изготовить из уголка. Для фиксации направляющей к коробу используются саморезы и силиконовый герметик. После производится сборка рекуператора. Теплообменный блок помещается в корпус.

Если в корпусе предусмотрено место, то на входе воздушных потоков закрепляются бумажные или тряпичные фильтры и вентиляторы. После сборки рекуператора можно переходить к монтажу в существующую систему вентиляции.

Как самостоятельно сделать трубчатый коаксиальный рекуператор

Трубчатый рекуператор из пластиковой трубы и алюминиевый трубок

По принципу работы трубчатый рекуператор аналогичен пластинчатому типу. Как и в предыдущем случае, при умении работать с электроинструментом системы можно собрать своими руками.

Преимущества и недостатки конструкции

К достоинствам устройства для рекуперации воздуха на основе трубок можно отнести:

• простая конструкция без использования движущихся деталей;
• простой монтаж и быстрое обслуживание в ходе эксплуатации;
• КПД рекуператора до 65–70% в зависимости от условий;
• небольшие размеры и низкий уровень шума.

К существенным недостаткам, как и у пластинчатого рекуператора, следует отнести риск обмерзания в зимний период. Вследствие чего нарушается естественный уровень тяги, и свежий воздух плохо поступает в помещение. Для предотвращения этого в системе должен быть установлен электрический или водяной калорифер.

Материалы для изготовления устройства

Материал для изготовления трубчатого рекуператора

Для сборки трубчатого рекуператора потребуется:

• алюминиевые или стальные полые трубки диаметром 3–5 мм;
• пластиковый канал для вентиляции;
• пластиковый соединитель для воздуховода;
• оцинкованный металл или пластик размером 50×50 см;
• силиконовый герметик.

Сечение воздуховода и соединителей выбирается индивидуально. Оптимально, если сечение будет равно диаметру воздуховода в системе вентиляции. При необходимости возможна установка вентиляторов на приток и отвод воздуха.

Процесс изготовления

Алюминиевые трубки и заготовки для изготолвения теплообменника

Для изготовления рекуператора потребуется электрическая дрель, ножовка по металлу, штангенциркуль, рулетка и карандаш. Последовательность действий при изготовлении трубчатого рекуператора следующая:

1. Производится подгонка пластикового канала по длине. При этом учитывается, что длина рабочих элементов будет на 15–20 см короче, чем длина самого корпуса. На конец трубы надевается пластиковый соединитель.
2. Измеряется внутреннее сечение пластикового канала при помощи штангенциркуля. Далее, из пластика или металла выпиливаются две заготовки с учётом измеренного сечения. В заготовке просверливаются отверстия сечением равным внешнему диаметру металлической трубки.
3. Согласно длине корпуса выполняется подрезка стальных трубок. Количество трубок равно количеству отверстий в заготовке. Для сборки потребуется надставить трубу между двух заготовок. Зазор между отверстием и трубкой заполняется герметиком или эпоксидным клеем.
4. После сборки трубчатого теплообменника конструкция помещается в пластиковый корпус. Стык между заготовкой и корпусом заделывается эпоксидным клеем. После высыхания конструкция готова к установке.

В качестве вентилятора лучше использовать изделия канального типа, которые одеваются на один из монтажных концов рекуператора. Для установки описанной выше конструкции достаточно использовать соединитель соответствующего сечения, герметик и обжимной хомут.

Видео: трубчатый рекуператор своими руками

Как узнать КПД системы рекуперации

Формула расчёта КПД рекуператора

При самостоятельном изготовлении рекуператора не всегда удаётся собрать устройство с максимальным показателем КПД. Тем более КПД рекуператора зависит от температуры и влажности воздуха снаружи помещения.

Для расчёта КПД рекуператора используется формула: H = (tр — tу) / (tд — tу), где:

• t_р – температура воздуха после рекуперации;
• t_у – температура воздуха до рекуперации;
• t_д – температура отработанного воздуха, выходящего из помещения.

Итоговое значение следует умножить на 100%. Например, рассчитаем КПД устройства для конкретных условия. Температура воздуха снаружи — 5 ^оС, после рекуперации — 17 ^оС, в помещении — 24 ^оС. КПД = (17 – 5) / (24 – 5) = 0,63 * 100% = 63%.

Установка и подключение системы рекуперации

Для подсоединения рекуператора используется обжимной хомут, герметик и алюминиевая клейкая лента

Процесс установки рекуператора зависит от типа устройства. В большинстве случаев устройство монтируется по аналогии с другими составными элементами в системе. К примеру, чтобы установить пластинчатый рекуператор, технология изготовления которого была описана выше, потребуется:

1. С помощью напарника конструкция поднимается под потолок. Выполняется разметка под отверстия для крепления стальных шпилек. Далее, просверливаются отверстия, забиваются пластиковые пробки и вкручиваются стальные шпильки нужной длины.
2. Рекуператор снова поднимается под потолок и фиксируется на нужной высоте. Для этого между шпильками монтируется стальная пластина, которая будет удерживать рекуператор на весу.
3. Для подсоединения устройства к системе воздуховодов потребуется обработать часть соединяемого фланца и обжимного хомута растворителем. После этого внутренняя часть хомута промазывается герметиком и фиксируется к фланцу. Аналогичным образом монтируют воздуховод к рекуператору. Места стыков проклеиваются алюминиевой клейкой лентой.

Видео: монтаж проветривателя с системой рекуперации

Отзывы

Современные производители предлагают богатый выбор устройств различной мощности для рекуперации воздуха в жилых помещениях. Если вы планируете приобретение такого оборудования, то рекомендуем ознакомиться с отзывами покупателей.

Отличная вещь! Со своей задачей полностью справляется. Воздух у нас в спальне всегда свежий, сон улучшился в разы. И засыпаем быстрее, и встаем легче. Я немного опасалась в спальню устанавливать, потому что все равно звук работы любого прибора слышен, но на деле оказалось, что он очень-очень тихий и вообще не мешает.

Отличный проветриватель, окна закрыты, нет сквозняков.Отсутствие неприятных запахов с улицы. Понятное управление и невысокая цена. Из недостатков — небольшой шум. Сначала изучал ассортимент проветривателей. И на фоне моделей стоимостью от 100 тыс. этот показался просто находкой. Он отлично справляется с проветриванием комнаты в 20 кв.метров, фильтры недорогие, да и в обслуживании неприхотлив. Конечно, пришлось повозиться с установкой, так как стены у нас толстые, вмонтировали на застекленный балкон. Когда нужно проветривание, октрываем дверь на балкон и включаем прибор. Покупкой очень довольны.

У меня была проблема с проветриванием квартиры в зимнее время: закроешь окно — душно, откроешь окно — холодно.Долго искал в интернете решение и нашел MARLEY MENV-180 PRO.Поставил сначала в детской комнате. Понравилось, поставил в спальне и в зале.Очень доволен. Теперь у меня всегда свежий воздух и тепло.У меня был сделан ремонт два года назад, и я переживал, что при монтаже много будет грязи. Но в компании «Лаборатория свежего воздуха» из Санкт-Петербурга предложили чистый монтаж. Я согласился, и действительно было немного пыли, которую я убрал после монтажа за 30 минут.

Видео: отзыв о рекуператоре «Экоклим»

https://

Рекуператор воздуха — это современное и практичное оборудование, которые должно устанавливаться в каждую систему приточно-вытяжной вентиляции. Помимо экономии электроэнергии, рекуператор выравнивает уровень влажности и фильтрует воздух, поступающий в помещение, что особенно важно в условиях современных городов.