Установка рекуператора для частного дома

Немного о принципе рекуперации тепла

Последовательность работы теплообменника-рекуператора

Для горения топлива необходим чистый воздух: его недостаток, и – особенно в холодную пору года – низкие исходные температуры существенно увеличивают значения расхода топлива, которые требуются для устойчивого его горения. Если устроить так, чтобы потоки входящего воздуха и отводимых дымовых газов разделяла стенка из материала с хорошей теплопроводностью, то значительная часть уходящего тепла отдаст свою тепловую энергию подводимому воздуху. Описанный процесс – это рекуперация воздуха, соответственно устройство, реализующее его, называют рекуператором.

Рекуперация тепла осуществляется в следующей последовательности. Холодный чистый воздух (с понижением наружной температуры рекуперация происходит более интенсивно) засасывается через вентиляционные отверстия в системе обогрева частного дома и поступает в теплообменный аппарат, корпус которого может быть изготовлен из любого материала, имеющего хорошую теплопроводность. В противоположном направлении (встречном или перекрёстном), по смежному воздуховоду движутся отводимые дымососом котла или печи дымовые газы. В процессе перемещения, в соответствии с правилами теплообмена, происходит отъём до 80% тепловой энергии холодным воздухом от тёплого, после чего тот направляется к отопительному оборудованию частного дома. Отдавшие своё тепло дымовые газы выбрасываются наружу.

Способы организации рекуперативной вентиляции

Рекуперация обустраивается одним из способов: централизованно и децентрализовано. В первом случае через теплообменник проходят вентиляционные потоки со всего помещения, во втором – с одной комнаты.

Централизованный комплекс – приточно-вытяжная установка

Централизованная система обустраивается на этапе строительства или капитальной модернизации вентсистемы.

Подбирается принудительная приточно-вытяжная установка (ПВУ) с вмонтированным рекуператором. Основной критерий выбора – общая производительность комплекса из расчета на весь объем воздуха в сооружении (+)

ПВУ с рекуператором обеспечивает достаточный воздухообмен даже в домах с герметичными окнами. При этом воздухопотоки распределяются равномерно, не создавая сквозняков.

Комплексные приточно-вытяжные установки моноблочного типа укомплектованы:

• вентиляторами – круглосуточная подача чистого воздуха и выброс струй, насыщенных углекислым газом;
• нагревателями – предварительный подогрев притока;
• фильтрами – задерживают пыль и микрочастицы;
• рекуператором – могут использоваться разные типы установок.

Функционал некоторых ПВУ расширен таймером отсрочки работы, регулятором мощности, датчиками уровня влажности и тд.

Корпус моноблочных моделей покрыт шумопоглощающим материалом, благодаря чему работа ПВУ становится очень тихой. Возможны вертикальные, горизонтальные и подвесные варианты исполнения вентустановок

Хорошо зарекомендовали себя рекуперационные моноблочные ПВУ производства: «Вентс» (Украина), Dantherm (Дания), «Daikin» (Япония), «Dantex» (Англия).

Локальные агрегаты – дополнение к действующей вентсистеме

Для восстановления циркуляции воздушных масс в эксплуатируемом помещении подойдут децентрализованные приточники с рекуперацией тепла.

Они врезаются в фасад здания или монтируются через окно. Их основная задача – улучшение приточной вентиляции в доме.

В локальных рекуператорах предусмотрен вентилятор и пластинчатый теплообменник. «Рукав» приточника изолирован шумопоглощающим материалом. Блок управления компактных вентустановок размещается на внутренней стене

Особенности децентрализованных вентсистем с рекуперацией:

• КПД – 60-96%;
• невысокая производительность – устройства рассчитаны на обеспечения воздухообмена в помещениях до 20-35 кв.м;
• доступная стоимость и широкий выбор агрегатов, начиная от обычных стеновых клапанов до автоматизированных моделей с многоступенчатой системой фильтрации и возможностью регулировки влажности;
• простота монтажа – для ввода в эксплуатацию не требуется прокладка воздуховодов, установить стеновой клапан можно самостоятельно.

Популярные производители локальных рекуператоров: Prana (Украина), O.Erre (Италия), Blizzard (Германия), Вентс (Украина), Aerovital (Германия).

Важные критерии выбора стенового приточника: допустимая толщина стены, производительность, КПД рекуператора, диаметр воздушного канала и температура перекачиваемой среды

Принцип действия и особенности агрегата

Понятие процесса

За счет такой схемы организации установка будет экономить тепло в доме. За короткий промежуток времени и с небольшими затратами электрической энергии будет сформирован идеальный микроклимат в доме.

Экономическая целесообразность теплообменника рекуперативного типа зависит и от остальных факторов:

• Цены на энергоносители.
• Цена установки устройства.
• Затраты, которые связаны с обслуживанием устройства.
• Продолжительность использования системы.

Обратите внимание, рекуператор воздуха для дома является важным, но далеко не единственным элементом, который требуется для эффективной вентиляции в жилом помещении. Вентиляция вместе с рекуперацией является комплексной системой, которая функционирует лишь при условии работы в профессиональной «связке»

Эффективность устройства

При понижении температуры окружающей среды эффективность агрегата уменьшается, но все же сделать рекуператор воздуха для частного дома своими руками важно, так как при существенной разнице система отопления будет перегружена. Если за окном лишь 0 градусов, то в жом будет попадать воздух с температурой в +16 градусов

Бытовые агрегаты с легкостью справляются со своей задачей. Эффективность устройства рассчитать несложно, если использовать следующую формулу:

Ƞ=(t_пост –  t_улицы)/(t_комн –  t_улицы)

• t_пост – это температура поступившего воздуха (после рекуперации).
• t_улицы – температура на улице.
• t_комн – температура в доме по рекуперации.

Основные разновидности конструкции

Специалисты уделяют особое внимание тому, что системы рекуперации с вентиляцией для тепла есть нескольких разновидностей:

• Пластинчатые.
• Роторные.
• С отдельными теплоносителями.
• Трубчатые.

Конструкция	КПД	Особенности
Теплообменник пластинчатого вида с перекрестным током	От 60 до 80%	Средний КПД, небольшие потери давления, конструкция компактная, удобно подключать.
Комбинированное устройство из двух пластинчатых теплообменников с перекрестным током	От 70 до 80%	Высокий КПД, но из-за этого потери давления выше, удобно подключать.
Теплообменник противоточный на пластиках	От 80 до (!) 90%	Высокий КПД при умеренных потерях давления, требуется место для установки, конструкция дороже вышеописанных.
Теплообменник противоточный канального типа	От 85 до 95%	Самый высокий КПД, относительно большие потери давления, потребуется дополнительно пространство для установки.
Роторный теплообменник	От 75 до 85%	Из-за риска переноса запахов подойдет только для вентиляции, которая рассчитана на одну квартиру, имеет небольшое сопротивление потоку.

Итак, давайте рассмотрим их подробнее.

Пластинчатый вид отличается от остальных видов тем, что в его конструкции есть алюминиевые листы. Такая установка считается наиболее сбалансированной даже с точки зрения стоимости и значения теплопроводности (КПД от 45% до 72%). Устройство отличается также простотой выполнения, доступной ценой и отсутствием каких-либо подвижных элементов. Для установки не потребуется специальная подготовка. Вы сможете провести ее без сложностей дома, собственноручно.

Роторные устройства являются самыми популярными. В их конструкции обязательно присутствует вал вращения, который питается от электричества, а еще 2 канала для воздухообмена с противотоками. Как именно работает подобный механизм? Один из участков ротора начинает прогреваться от воздуха, а после он поворачивается и тепло переходит к холодным массам, которые сосредоточены в соседнем канале. Но, несмотря на высокий уровень КПД у такой установки есть ряд весьма ощутимых недостатков:

• Большой вес.
• Требуется регулярный ремонт и техническое обслуживание.
• Сложно починить устройство своими руками, сделать его вновь работоспособным.
• Воздушные массы смешиваются.
• Зависимость от электроэнергии.

Как сделать пластинчатый рекуператор своими руками?

Поскольку расценки на подобное оборудование начинаются от 300-400 $, а само устройство — сравнительно простое, его можно сделать самостоятельно.

Сначала надо рассчитать и найти материал. Список нужных элементов:

1. Лист оцинкованной стали, толщиной 0.5-1.5 мм, общей площадью около 4 м² — для создания пластин. Для удобства работы можно брать отдельные листы прямоугольной или квадратной формы, площадью около 1 «квадрата».
2. Рулон технической пробки, толщина слоя 2 мм — в качестве прокладки, для создания зазоров. Вместо пробки можно взять пластик, оргстекло или деревянные рейки.
3. Любой утеплитель — фольгированная минеральная вата или пенопласт, толщиной около 5 см. Удобнее и безопаснее работать будет с пенопластом.
4. Металлические уголки.
5. Любой листовой металл / лист МДФ / листовой пластик — для корпуса.
6. Силиконовый герметик, клей.
7. Пластиковые фланцы, 4 штуки — для крепления подведенных воздуховодов. Диаметр их должен быть таким же, как диаметр вентиляционных каналов, которые будут подводиться.
8. 1 трубка небольшого диаметра — для отвода конденсата.
9. Болгарка.
10. Крепежи.

Пошагово этапы работы рассмотрим ниже.

Сначала создается самодельный теплообменник:

1. Нарезается около 70 квадратных листов, сторона — 20-30 см. Обязательный нюанс: все пластины должны быть одинакового размера, ровными, без заусенцев и погнутостей. Для этого удобнее всего разрезать листы заготовок на несколько штук, сложить их стопкой и резать так.
2. Нарезаются прокладки — тонкие полоски длиной в сторону пластины. Их понадобится более 200 штук.
3. Берется пластина, и на одну ее сторону приклеивается 3 полоски: 2 по двум противоположным краям и 1 по центру (параллельно остальным).
4. Берется вторая пластина, на любую ее сторону точно так же приклеиваются 3 полоски.
5. Вторая пластина поворачивается относительно первой так, чтобы прокладки на них располагались перпендикулярно друг другу.
6. Прокладки второй пластины промазываются клеем и прижимаются к свободной стороне первой пластины.
7. Берется третья пластина, на любую ее сторону приклеиваются 3 полоски.
8. Третья пластина поворачивается, как первая (по расположению полосок), и клеится сверху второй.

У нас получились 3 пластины, склеенные друг с другом с одинаковым зазором друг между другом. Поскольку зазор создается за счет тонких полосок — между этими полосками остается свободное пространство — именно через него и будет проходить воздух.

Поскольку отверстия между 1 и 2 пластиной «смотрят» в одну сторону, а зазоры между 2 и 3 — в другую (перпендикулярную первой), воздушные потоки будут проходить по разным воздуховодам, не перемешиваясь.

Дальше по такому же принципу (каждая следующая пластина «поворачивается» на 90° относительно предыдущей) пластины собираются друг на друга в полный блок.

Собранный пластинчатый теплообменник

Чтобы пластины надежнее скрепились между собой, на время высыхания сверху получившегося блока можно уложить какой-нибудь груз. После этого готовая кассета дополнительно скрепляется уголками.

Затем собирается корпус:

1. Из материала, который вы выбрали для корпуса, д елается квадратный ящик. Высота и длина корпуса должна равняться диагонали блока, ширина корпуса — равняться высоте блока.
2. Я щик изнутри утепляется.
3. Все стыки и зазоры промазываются герметиком — чтобы создать полную герметичность конструкции.
4. На 2 стенках друг напротив друга вырезаются по 2 отверстия (для подвода воздуховодов).
5. К репятся пластиковые фланцы — для подводящих воздуховодов.

Почти собранный самодельный рекуператор

Далее — кассету помещают внутрь коробки:

1. В нижней части коробки, по центру, вырезают отверстие небольшого диаметра — для отвода конденсата.
2. Внутрь корпуса укладывается блок пластин. Ставить его надо вертикально — чтобы конденсат собирался внизу, и мог удаляться через отвод.
3. Отмечается место расположения блока, после чего блок достается.
4. По отметкам крепятся уголки — они будут играть роль направляющих, чтобы плотно фиксировать кассету внутри корпуса и по необходимости — доставать ее.
5. Проверяется герметичность между кассетой и стенками корпуса. Если где-то есть зазор — в этих местах нужно добавить утеплителя.

Самодельный рекуператор готов — теперь устройство можно подключать к системе вентиляции.

Загородное современное жилье обустраивается всеми благами цивилизации, и большую роль в этом играет вентиляционная система. Именно она несет ответственность за оптимальный и полезный для здоровья микроклимат в помещении. Сэкономить на энергоносителях и обеспечить благоприятную атмосферу поможет созданный своими руками рекуператор.

Проветриватель Aeropac SN

В рейтинговом списке занял место проветриватель Aeropac SN торговой марки Siegenia Aubi. Пользователей всегда привлекала простота конструкции, расширенный функционал и высокое качество немецких приборов. Эта долгосрочная тенденция не меняется со временем, чем и объясняется стабильный спрос на рассматриваемую модель проветривателя.

Достоинства прибора Aeropac SN

• Комфортная бесшумность работы;
• Сравнительно низкая цена;
• Экономное энергопотребление;
• Возможность соединения с воздуховодом 100 мм;
• Конструкцией предусмотрено использование фильтров других производителей;
• Доступные варианты класса фильтрации в диапазоне G3 — F7;
• Немецкое качество и надежность;
• Возможность скрытого монтажа проводки;
• Длинный шнур электроподводки.
• Возможность монтажа рядом с батареей обеспечит подачу воздуха на неё зимой.

Недостатки и минусы Aeropac SN

• У проветривателя нет пульта ДУ;
• Отсутствует функции подогрева/подмешивания воздуха;
• Пользователи указывают на отсутствие промежуточной скорости воздухоподачи между 60, 180 куб/м в час;

Сферы применения рекуператора

С помощью рекуператора можно организовать вентиляцию гаража с подогревом

Установка рекуператора в любом доме необходима, если его владельцы планируют создать оптимальную теплую систему с вентилятором, подогревом и кондиционером. Выбор конкретного типа прибора зависит от потребностей, наиболее часто применяют пластинчатые либо роторные агрегаты.

Пластинчатые устройства отличаются простотой в установке и обслуживании, невысокой стоимостью и мощностью, также они имеют низкий КПД. Они неэффективны в системах для теплового обмена для больших площадей и не подходят для комнат с повышенным уровнем влажности. Их целесообразно использовать для создания систем вентиляции в загородных домах, на объектах ИЖС, в помещениях офисного или административного типа, промышленных площадях и складах.

Роторные приборы обладают хорошей мощностью, имеют высокий уровень КПД, не зависят от условий эксплуатации. При этом им необходимо качественное обслуживание и регулярный технический осмотр. Такие устройства идеально подходят для больших цехов, крупных жилых или административных сооружений и зданий, помещений с высокой влажностью и слишком сухим воздухом.

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.

K_t = (T₃ – T₁) / (T₂ – T₁)

где:

• K_t — 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

Изготовление рекуператора воздуха для дома своими руками

Простой пластинчатый рекуператор  можно изготовить собственноручно.

Для работы нужно подготовить:

• четыре квадратных метра листового материала: железа, меди, алюминия или текстолита;
• пластиковые фланцы;
• ящик из жести или фанеры, МДФ;
• герметик и минвату;
• уголки и метизы;
• пробковые листы на клеевой основе.

Устройство теплообменника

Последовательность действий:

• Из листового материала нужно изготовить квадратные пластины размером 200 на 300 миллиметров. Всего потребуется семь десятков заготовок. Главное в этом этапе – аккуратность и точное соблюдение параметров.
• На заготовки наклеивается пробковое покрытие с одно стороны. Одна заготовка остаётся без покрытия.
• Заготовки собираются в кассету, поворачивая каждую последующую на девяносто градусов. Пластины между собой скрепляются клеем. Пластина без покрытия – последняя.
• Кассету нужно скрепить каркасом, для этого используется уголок.
• Все стыки тщательно обрабатываются силиконом.
• На боках кассеты крепятся фланцы, внизу просверливается дренажное отверстие и вставляется трубка для отвода влаги.
• Чтобы устройство можно было периодически вынимать, на стенках корпуса делаются направляющие для уголков.
• Полученное устройство вставляется в корпус, стенки которого утеплены минеральноватным материалом.
• Остаётся только вставить воздухообменник в систему вентиляции.

Расчёты

Во время проведения вычислений систем приточно-вытяжной вентиляции, необходимо учитывать количество сменяемого воздуха в помещении за определённое время. Единицей измерения является кубический метр в час (м³/ч).

Чтобы применить этот показатель к расчётам, нужно вычислить прохождение воздушных потоков и прибавить 20% (сопротивление фильтрующих слоёв и решёток).

Расчёт объёма воздуха

В качестве примера произведён расчёт объёма воздуха для частного дома с высотой потолков 2,5 м. Система будет также обслуживать 3 спальных комнаты (по 11 м²), прихожую (15 м²), туалет (7 м²) и кухню (9 м²). Подставим значения (3∙11+15+7+9) ∙2,5=160 м³.

Производя расчёты необходимо округлять полученные данные в сторону увеличения.

Установленный рекуператор, должен соответствовать мощности всех вентиляторов в приточно-вытяжной системе. Для этого необходимо от суммы производительности вентиляторов отнять 25% (сопротивление воздушных потоков в системе). Вход и выход рекуператора должен оснащаться вентиляторами.

Следует учесть, что в каждом помещении дома, где размещена система, должно быть установлено по 1 приточному и 1 вытяжному вентилятору. Требуемая производительность каждого из них рассчитывается следующим образом:

1. Спальная комната: 11∙2,5=27,5+20%=33 м³/ч. Так как в доме три спальных комнаты с одинаковой площадью, необходимо это значение умножить на три: 33∙3=99 м³/ч.
2. Прихожая: 15∙2,5=37,5+20%=45 м³/ч.
3. Туалет: 7∙2,5=17,5+20%=21 м³/ч.
4. Кухня: 9∙2,5=22,5+20%=27 м³/ч.

Теперь нужно сложить эти значения, чтобы получить общую производительность вентиляторов: 99+45+21+27=192 м³/ч.

Нагрузка на рекуператор составит:192–25%=144 м³/ч.

Расчёт диаметра вентиляционного канала

Чтобы рассчитать диаметр вентиляционного канала, необходимо использовать формулу вычисления площади сечения, которая выглядит следующим образом: F=L/(S∙3600), где L — это общее количество воздушных масс проходящих за один час, S — средняя скорость движения воздуха, равная 1 м/с. Подставим значения: 192/(1 м/с∙3600)=0,0533 м².

Чтобы рассчитать радиус трубы с круглым сечением нужно использовать следующую формулу: R=√(F:π), где R — радиус круглой трубы; F — сечение воздуховода; π – математическая величина, равная 3,14. На примере это выглядит так: √(0,0533∙3,14)=0,167 м².

Расчёт электроэнергии

Правильно рассчитанное потребление электроэнергии позволит рационально использовать систему вентилирования

Это особенно важно, если конструкция воздуховодов оборудована нагревательными элементами

Чтобы рассчитать количество потребляемой энергии, следует использовать формулу: M=(T1∙L∙C∙D∙16+T2∙L∙C∙N∙8)∙AD:1000, где М — общая цена за использованную электроэнергию; Т1 и Т2 — температурная разница в дневной и ночной период (значения имеют различия в зависимости от месяца года); D, N — стоимость электроэнергии в соответствии со временем суток; A, D — общее число календарных дней в месяце.

Показатели температуры воздуха легко узнать из местных прогнозов погоды, поэтому нет необходимости приобретать какие-либо справочники. Размеры тарифов определяются в соответствии регионом проживания. Используя эти источники можно получить точные показания по расходу электроэнергии при работе системы вентиляции.

Принцип рекуперации воздуха

Чтобы понять достоинства и плюсы от использования рекуперационных теплообменников, сначала необходимо разобраться в самой сути их работы. В дословном переводе с латинского рекуперацией называют «возврат использованного, потраченного».

Именно эффект возврата энергии используется в климатических устройствах данной конструкции. Проходящие сквозь блок воздушные потоки обмениваются между собой тепловой энергией, позволяя впоследствии кондиционеру поддерживать комфортную температуру, затрачивая меньше энергии. В особо холодные дни это позволяет заметно сэкономить на обогреве помещения.

Пример: температура воздуха на улице достигла отметки в минус 20 Со. Для комфортного самочувствия жителей кондиционер должен создать в помещении температуру хотя бы на уровне + 25 Со. Разницу температур подсчитать несложно – 45 градусов по Цельсию. Конечно, какая-то часть воздуха нагреется благодаря теплоемкости стен, мебели, теплообмену между приходящим и выводимым потоками. Но все равно кондиционеру потребуется значительное количество энергии для поддержания комфорта.

Пластинчатый и любой другой рекуператор выбранной конструкции позволяет вывести точку соприкосновения холодного и теплого воздуха за пределы помещения. Устройство проводит активный теплообмен между ними, позволяя привходящему потоку свежего воздуха достичь более комфортного значения температуры, нежели изначальное.