Воздушные рекуператоры своими руками

Содержание

Изготовление бытового рекуператора воздуха своими руками
Особенности и принцип работы
Основные типы конструкций
Самостоятельное изготовление рекуператора
Необходимые компоненты и материалы
Сборка нагревателя
Как сделать рекуператор своими руками?
Инструменты и материалы
Схема изготовления
Как увеличить КПД
Рекомендации

Изготовление бытового рекуператора воздуха своими руками

Обязательным условием комфортного проживания в частном доме является наличие правильно подобранной системы вентиляции, которая качественно обновляет воздух в помещении. Такое оборудование поддерживает оптимальный микроклимат, регулирует влажность и не охлаждает помещение зимой. Используя специальный рекуператор воздуха, можно расширить функциональность системы вентиляции, сократить расходы домовладельца на обогрев и коммунальные платежи.

Особенности и принцип работы

Под рекуперацией принято понимать процесс теплообмена, когда идущий с улицы холодный воздух нагревается тёплым потоком, который удаляется из квартиры. Используемые установки отличаются простотой конструкции, они надежны, позволяя предупредить быстрое охлаждение помещения в зимнее время года. Работают рекуператоры на электричестве, при этом современное оборудование отличается экономичностью, а расход энергии будет в разы меньше, чем возможная экономия на обогреве помещения.

Принцип работы таких устройств чрезвычайно прост. Внутри рекуператора холодный и теплый поток встречаются, но не смешиваются. При этом происходит активная передача тепла холодному воздуху с улицы, который может нагреваться на 3−5 градусов. В каждом конкретном случае эффективность таких устройств и их функциональные возможности будут различаться, в зависимости от выбранной конструкции, типа техники, наличия или отсутствия дополнительных вентиляторов с теплонагревающими элементами.

Основные типы конструкций

Изначально устройства для рекуперации тепла в системах вентиляции представляли собой простейшую технику, выполненную в виде небольшого ящика с тонкой перегородкой. Сегодня появились многочисленные разновидности, которые отличаются своим принципом работы, наличием или отсутствием дополнительных нагревающих элементов, способом формирования воздушных потоков и рядом других характеристик.

Основные типы рекуператоров:

Роторные.
Пластинчатые.
Канальные.
Трубчатые.
С отдельным теплоносителем.

Устройства с пластинчатым теплообменником используют перекрестный ток потоков, которые, не смешиваясь, эффективно передают тепло, нагревая тем самым помещение. КПД у таких установок в зависимости от их размера может составлять 60−80%. Они отличаются минимальными потерями давления, удобны в подключении и использовании, имеют компактную конструкцию, что позволяет располагать его внутри стен дома.

Комбинированные рекуператоры могут иметь два пластинчатых теплообменника, где формируется перекрестный поток воздуха. К преимуществам оборудования этого типа относится высокий коэффициент полезного действия, удобство подключения и простота обслуживания. Единственный недостаток таких установок — это существенная потеря давления, что вынуждает использовать дополнительные вентиляторы и нагнетатели для воздушного потока.

Пластинчатые промышленные теплообменники рекуператоров противоточного типа отличаются простотой конструкции, они обеспечивают КПД на уровне 90%, позволяя предупредить охлаждение помещения и эффективно нагревая поступающий в дом воздух с улицы. К недостаткам оборудования противоточного пластинчатого типа относят сложную конструкцию, высокую стоимость, а также увеличенные габариты.

Противоточные трубчатые бытовые теплообменники обеспечивают максимально возможную эффективность, имеют КПД на уровне 95%. Используя такой рекуператор в системе вентиляции, необходимо дополнительно подключать нагнетатели воздуха, так как потери давления могут составить 40−50%. Также недостатком установок этого типа являются их увеличенные габариты и высокая стоимость оборудования.

Рекуперативные теплообменники роторного типа обладают показателем КПД на уровне 75−85%, они рассчитаны на одну квартиру и имеют небольшое сопротивление потоку. Предлагаются такие установки по доступным ценам, отличаются компактными габаритами, их монтаж и последующее обслуживание не представляет какой-либо особой сложности.

Самостоятельное изготовление рекуператора

Сегодня в продаже можно найти различные модели изготовленных в заводских условиях системы рекуперации воздуха для частного дома, которые отличаются качеством сборки, имеют высокие показатели КПД, а их монтаж не представляет сложности. Однако высокая цена такого оборудования отрицательно сказывается на его популярности на российском рынке.

Поэтому многие отечественные домовладельцы самостоятельно изготавливают нагреватели, выполнить которые можно из подручных материалов с использованием простейших инструментов. Нужно лишь продумать тип конструкции, а также рассчитать мощность установки, которая должна подходить под показатели производительности всей системы вентиляции в доме.

Проще всего сделать своими руками рекуператор для частного дома пластинчатого типа, который отличается простотой конструкции и эффективностью. Можно найти многочисленные схемы выполнения такого оборудования, что существенно упрощает работу, одновременно имеется возможность точного расчёта мощности конкретной установки.

К преимуществам самодельных пластинчатых рекуператоров принято относить следующее:

Длительный срок эксплуатации.
Простота используемых материалов и функциональных элементов.
Надежность конструкции.
Полная автономность и отсутствие привязки к электроснабжению.
Высокий КПД.

К минусам таких нагревателей для системы вентиляции принято относить лишь вероятность образования наледи при сильных морозах, что отрицательно сказывается на эффективности установки, вплоть до полного прекращения нагрева поступающего с улицы воздуха. Чтобы решить такие проблемы с обледенением, необходимо дополнительно утеплять рекуператор или устанавливать его в теплом обогреваемом помещении.

Большой популярностью пользуются самодельные рекуператоры кассетного типа, которые эффективны и при этом полностью решают проблемы с появлением конденсата и обледенением при низких температурах. Выполнить такие нагреватели и их кассеты можно из целлюлозы, а корпус устройства изготавливается из жести или любого другого металла, хорошо защищенного от коррозии.

Необходимые компоненты и материалы

Перед тем как непосредственно приступать к изготовлению рекуператора, необходимо подготовить используемые инструменты и материалы. Для такой работы потребуется следующее:

Компьютерный вентилятор.
Четыре фланца.
Уголок.
Метизы.
Герметик.
Клей.
Фанера или металл для корпуса аппарата.
Минеральная вата для утепления.
Деревянные рейки для основания.
Алюминиевые листы для изготовления кассет.

Можно использовать уже готовые целлюлозные кассеты, которые выпускаются для фильтров автомобилей и кондиционеров. Их использование позволяет существенно упростить изготовление рекуператора, повышая его мощность и в последующем упрощая обслуживание самодельного оборудования.

Подыскать в интернете простые в реализации схемы изготовления самодельных рекуператоров не составит труда. Также простейшие чертежи можно выполнить самостоятельно с учетом мощности оборудования и необходимой производительности. Выполнять такое устройство без схемы изготовления не следует, так как в последующем сложно правильно собрать всю систему, что отрицательно сказывается на надежности оборудования и его эффективности.

Сборка нагревателя

Сборка рекуператора не представляет особой сложности. Необходимо нарезать не менее 70 листов металла с размерами сторон от 200 до 300 мм. Подготавливаются деревянные рейки, размеры которых должны полностью соответствовать сторонам нарезанных листов металла. Древесину следует обработать олифой, что предупредит гниение и потерю прочности у внутренних элементов теплообменника. Подготовленные рейки приклеивают клеем с двух сторон металлических квадратов. Собрав все заготовки, можно приступать к следующему этапу работы.

Чередовать собранные квадраты следует с поворотом в 90 градусов, что позволит обеспечить перпендикулярное расположение кассет внутри рекуператора, гарантируя тем самым максимальную эффективность нагрева воздушных потоков без их смешивания. Верхний квадрат, к которому не крепят рейки, приклеивается к нижнему с помощью специального металлического клея. Дополнительно для повышения прочности конструкции ее стягивают уголками и фиксируют саморезами или аналогичным крепежом. Щели следует обработать герметиком, после чего формируют фланцевые крепления.

Теплообменник приточного рекуператора готов. Осталось выполнить из металла или пиломатериалов корпус устройства, смонтировать внутри каркаса сотовую кассету. Устанавливать теплообменник необходимо таким образом, чтобы он упирался в рёбра, формируя визуально ромб, через который в последующем будет проходить холодный воздух с улицы и удаляемый нагретый поток из дома.

Если корпус самодельного рекуператора изготавливается из древесины, следует обработать пиломатериалы специальными пропитками, что предупредит их гниение и быстрый выход из строя оборудования. В процессе работы на теплообменнике будет образовываться конденсат, который стекает с металлических кассет, скапливаясь на дне корпуса. Следует предусмотреть небольшие отверстия для удаления влаги, которые располагаются на одном уровне с дном корпуса устройства.

На последнем этапе работы крепят к деревянному или металлическому корпусу четыре фланца, которые выполняют из полипропиленовых труб или аналогичных материалов. Их фиксируют с использованием соответствующих хомутов и фитингов, дополнительно промазывая герметиком, чтобы обеспечить максимально возможную герметичность изготовленного корпуса устройства.

Для повышения эффективности самодельного вентиляционного рекуператора его следует дополнительно обшить минеральной ватой, которая предупреждает теплопотери и образование конденсата. Последний часто появляется, если такое оборудование установлено на открытом воздухе или же в неотапливаемом помещении.

На входе установки можно смонтировать воздушные фильтры, которые обеспечивают первичную очистку воздуха от имеющихся загрязнений, тополиного пуха и различных аллергенов.

Использование рекуператора в системе вентиляции частного дома позволяет расширить функциональные возможности такого оборудования, предупреждая быстрое охлаждение комнат в зимнее время года, что экономит расходы домовладельца на оплату коммунальных услуг. Хозяева могут приобрести уже готовые обогреватели, которые отличаются компактными размерами, простотой монтажа и эффективностью. Также можно изготовить рекуператор своими руками, что позволит сократить расходы на обустройство инженерных коммуникаций в частном доме.

Источник

Как сделать рекуператор своими руками?

Для создания здорового микроклимата в жилом помещении необходима вентиляция воздуха. Летом достаточно открыть форточку или окно. В холодное время года в таком случае придётся согревать поступающий воздух. С целью существенного снижения расходов на обогрев используются теплообменники рекуперативного типа. В статье разберем, как сделать рекуператор своими руками.

Инструменты и материалы

Примерный набор материалов и инструментов:

металл 0.5-1 мм, текстолит или сотовый поликарбонат 1-5 мм в количестве 5, 10 или 15 м2 в зависимости от типа рекуператора;
рейки 2-3 мм из дерева, технической пробки или оргстекла, шириной 1-1.5 см;
нержавейка, ДСП, фанера для корпуса согласно чертежам;
минеральная вата, пенополистирол для теплоизоляции;
4 фланца из пластика для воздуховодов на основе канализационных труб;
лобзики по дереву и металлу, желательно электрические;
силиконовый герметик;
алюминиевая трубка 2-5 мм, длина по проекту;
универсальный клей;
саморезы;
стальной уголок 20х20 мм, длина по проекту;
шуруповёрт, ножовка по металлу;
фильтры бумажные, автомобильные – сколько потребуется;
строительный нож;
молоток;
дрель, набор свёрл;
вентиляторы компьютерные или канальные в зависимости от проекта.

Фильтры заменяются или очищаются раз в 1-4 месяца.

Рекомендуются НЕРА-фильтры. Они недорогие, при этом выполняют очень глубокую очистку воздуха, в продаже есть разные типоразмеры.

Материалы заготавливаем соответственно выбранному типу рекуператора.

Схема изготовления

Прежде чем приступать к изготовлению, разберем, какие бывают рекуператоры. Приведём основные виды:

собранные из тонких пластин;

Общие параметры теплообменников:

пластинчатый – КПД 60-80%, компактный, легко подключается;
противоточный – КПД 80-90%, установка сложнее, более дорогой;
роторный – КПД 75-85%, подходит для одной квартиры.

Квадратный теплообменник является основным узлом пластинчатого рекуператора. Пластины изготавливают из листов меди, алюминия толщиной 0.5-1.5 мм в зависимости от размера устройства. Можно использовать алюминиевую фольгу, но это дорого и сложно в изготовлении. Дешевле и проще в обработке полипропилен и поликарбонат 3-10 мм, практически без уменьшения КПД.

Из алюминиевых трубок можно собрать трубчатый рекуператор. От квадратного он отличается только формой в виде трубы, имея практически такой же КПД. Крепится в стене, то есть не требует системы крепления к потолку.

Из нескольких автомобильных радиаторов (обычно 2-4) можно сконструировать рекуператор с отдельным теплоносителем. Переносчиком тепла служит вода либо антифриз.

Для частного или загородного дома проще всего сделать своими руками пластинчатый рекуператор воздуха. Принцип его работы: тёплый и холодный воздушные потоки проходят сквозь друг друга не перемешиваясь.

Имеет следующие преимущества:

простые конструкция и технология монтажа;
КПД до 80%;
большой срок службы;
минимальное потребление электроэнергии;
легко модернизировать.

Недостаток – образование водного конденсата при отрицательной температуре. Требуется как-то его удалять.

Разберем пошагово инструкцию его изготовления:

Из листов металла нарезаются квадраты 40х40, 50х50 мм в зависимости от желаемой мощности прибора в количестве 70-80 штук и площадью не меньше 3-5 м2. Плюс к этому 2 квадрата тех же размеров из фанеры или ДВП для обкладки батареи теплообменника.

Заметим, что элементы теплообменника можно изготовить из сотового поликарбоната, который дешевле и проще в обработке, а также не требует применения прокладок. Рекомендуется брать листы типа 2Н толщиной 4 мм.

Пожалуй, самая выгодная схема: для подачи тёплого воздуха использовать пластину из поликарбоната, а для холодного – металлическую.

Из рейки или пробки готовятся прокладки для металлических пластин по их размерам и шириной 1-1.5 см с расчётом 3 штуки на 1 пластину.

Рассчитывается приблизительная толщина стопки пластин по формуле Т= (тл х тп) х К + Д, где:

тл – толщина листа;
тп – толщина прокладки;
К – количество листов;
Д – допуск (сантиметров 10).

Отрезаем 4 уголка вычисленной длины, закрепляем на рабочем столе вертикально по углам 1 квадрата из дерева. Это шаблон для сборки.

Наклеиваем на каждый металлический лист по три прокладки: 1 по центру и 2 на краях параллельно друг к другу.

Формируем теплообменник, укладывая на шаблон лист за листом, поворачивая каждый раз на 90 градусов. Так организован обмен теплом в этом устройстве.

Завершается сборка вторым квадратом из дерева. Сверху кладём груз 5-6 кг до полного высыхания клея. Затем, отметив высоту пачки на уголках, снимаем их, удаляем лишнее. Саморезами прикрепляем к обкладкам.

Изготавливаем корпус по размерам теплообменника: основной масштаб – это его диагональ и толщина.

В случае одного пакета его края могут крепиться на всех сторонах корпуса. Отверстия в боковых стенках выпиливаются под имеющиеся материалы, такие как вентиляторы, входные/выходные вентиляционные короба или трубы.

Следует иметь в виду, что теплообменник монтируется вертикально так, чтобы вентиляторы оказались вверху. Это важно для оттока конденсата: сливная трубка должна находиться в правой нижней части рекуператора.

Из помещения воздух подаётся ко входу левого на рисунке вентилятора, а правый – всасывает наружный воздух.

В случае если устройство будет работать в неотапливаемом помещении, теплоизолируйте его как можно лучше, например, минеральной ватой, пенополистиролом.

Один из вариантов установки пластинчатого рекуператора приведён на рисунке.

Далее рассмотрим, как в домашних условиях собрать самому коаксиальный рекуператор.

Преимущества рассматриваемого устройства:

не имеет движущихся частей;
хороший КПД до 65%;
простота конструкции;
автономность – монтируется непосредственно в стене.

Все необходимые материалы легко приобрести в хозяйственном магазине:

пластиковая канализационная труба диаметром 16 см;
тройники – 2 шт.;
соответствующие трубе и вентиляторам переходники – 3 шт.;
алюминиевая гофротруба диаметром 10 см, длина равна 1.5 длины пластиковой трубы.

Диаметры переходников, гофротрубы и вентиляторов одинаковые:

Определяемся с длиной трубы, помня, что КПД напрямую зависит от этого параметра. Отрезаем по размеру обе трубы.
Размещаем кольцами предельно растянутый гофр внутри пластиковой трубы.
После растяжки присоединяем тройники с обеих сторон так, чтобы гофр проходил в ответвления. Приклеиваем алюминий по диаметру к краям пластика, отрезаем лишнее.
Присоединяем третий переходник со стороны домашней части трубы. С этой же стороны устанавливаем вентиляторы: через гофротрубу воздух выдувается наружу.
Не забываем оба уличных отверстия закрыть фильтрами, чтобы мухи не летели.

В том случае, если рекуператор проходит через стену, вставьте его в канал стены и продолжайте с пункта 2.

Для небольших помещений и при наличии материала можете собрать трубчатый теплообменник рекуперации воздуха. Комплектующие те же, что в предыдущем случае, только надо заменить гофротрубу на трубки алюминиевые или стальные с диаметром 3-5 мм, взять немного листового металла либо пластика 2-4 мм и два Т-образных тройника:

Из листа по диаметру трубы вырезаем 2 круга. Разметив произвольно, одновременно в обоих высверливаем отверстия под внешний размер трубок. Чем больше отверстий, тем выше КПД.
Все трубки собираем между кругами, проклеивая соединения. Теплообменник готов.
Помещаем его в трубу. На обе стороны надеваем тройники так, чтобы край каждого был выше пластин теплообменника.
С одной стороны конструкции в оба раструба тройника укрепляем вентиляторы.

Противоположные следует закрыть фильтрами.

Представим интересное практическое решение: парный трубчатый реверсивный рекуператор для монтирования в стене.

Необходимые материалы:

2 отрезка канализационной трубы;
заглушки на них – 2 шт.;
схема управления.

Общий вид приведён ниже:

Как обычно, рисуем чертеж с учётом места эксплуатации прибора. Отрезаем кусок трубы и необходимое количество трубок.
Забиваем рабочий объём трубками вплотную.
Монтируем вентиляторы в заглушку «спинами» друг к другу. С другой стороны трубы клеим фильтр.
Повторяем операции для второго устройства.
Ответственный момент – изготовление электронной схемы управления. Принцип работы системы двух блоков «тяни-толкай»: один выталкивает воздух в течение, например, минуты, другой – засасывает, и наоборот.

Вместо трубок предлагается использовать пластмассовые шарики с диаметрами около 5 мм. Поверхность обмена теплом значительно увеличится, и КПД – тоже.

Роторный рекуператор воздуха имеет высокий КПД, однако считается малопригодным для установки в жилых помещениях из-за высоких массогабаритных показателей, сложности изготовления и сборки.

Принцип функционирования понятен из рисунка: в кожухе вращается барабан, состоящий из множества канальцев, образованных гофрированным тонким металлом или трубочками, в которых и происходит теплообмен. В состав кожуха входят 2 воздушных короба подачи и отвода.

Ясно, что в такой конструкции происходит смешение потоков и частичный возврат воздуха, что уменьшает эффективность прибора. Но есть и плюс – влажность практически не изменяется.

Представляем вариант самодельного роторного рекуператора воздуха.

Материалы:

длинный стальной стержень с резьбой, диаметр 5-10 мм;
щипцы для блоков-заклёпок;
G-образная струбцина.

Приведем примерный порядок действий:

Создаём чертежи всего устройства под роторный теплообменник, включая короба отвода-подвода воздуха, крепления моторчика, привод и прочее.
Нарезаем трубки в количестве, рассчитанном по формулам: К = (площадь барабана) / (площадь трубки) или [ (радиус барабана) / (радиус трубки) ]х2. Длина трубок меньше длины барабана сантиметра на 2, чтобы была возможность загнуть бортики сверху и снизу.
Если удалось найти трубу из металла или пластика с нужными диаметром и длиной, переходите к следующему пункту. В противном случае из металла сделайте барабан по своему эскизу. Для этого вначале выпилите круг из фанеры, затем металлический прямоугольник. Сверните его вокруг фанерного кружка с нахлёстом, скрепите струбциной. Действуя дрелью и щипцами, склепайте края цилиндра.
Из листа металла делаем 2 круга, и лобзиком вырезаем из них 2 торцевые крестовины.
Концы резьбового стержня зашлифовываем – это ось теплообменника.
Собираем каркас ротора: цилиндр + крестовины + ось. Туго набиваем цилиндр трубками.

Ротор рекуператора готов. Смонтируйте его в корпусе воздухообменника.

Как увеличить КПД

Для увеличения эффективности самодельного устройства следует тщательно исполнять технологические операции на всех этапах его проектирования и изготовления.

КПД – это доля энергии, которую при теплообмене тёплый воздух отдаёт холодному. Поэтому следует максимизировать эту долю:

увеличить габариты прибора – увеличивается время взаимодействия воздушных потоков, а значит, и теплообмен;
увеличить площадь рабочей поверхности рекуператора, используя гофрированные пластины с меньшими размерами профиля;
проектировать большие объёмы выходящего воздуха, чем входящего;
использовать теплоизолирующие материалы хорошего качества;
тщательно герметизировать все объёмы с движущимся воздухом, не допуская смешения потоков;
вовремя очищать или заменять входные/выходные фильтры, уменьшая этим сопротивление потоку воздуха и улучшая его качество;
если у вас неуправляемый рекуператор, в зимнюю пору время от времени отключайте входной вентилятор, чтобы удалить наледь внутри устройства.

После установки рекуператора в рабочее положение разумно и интересно узнать его КПД. Эта величина даёт отношение доли переданной холодному воздуху энергии от тёплого домашнего.

Порядок такой:

включаем прибор, выжидаем некоторое время;
градусником измеряем три температуры – с улицы на входе устройства, в доме, на выходе;
вычисляем по формуле КПД = (Тр-Ту) / (Тд-Ту) *100, где
- Тр – температура на выходе рекуператора;
- Ту – температура на входе, с улицы;
- Тд – температура дома.

Пример: Тр=17, Ту=5, Тд=24 градусов. КПД = (17-5) / (24-5) *100=63%.