Рекуператор для частного дома: определение, виды, особенности, монтаж

Преимущества и недостатки систем рекуперации воздуха для частного дома и квартиры

Системы рекуперации воздуха постепенно начинают «завоёвывать» своего потребителя и причиной тому являются их достоинства, к которым относятся такие показатели, как:

обеспечение необходимого уровня вентиляции внутри помещения без нарушения герметичности строительных конструкций и их элементов (окна, двери и т.д.);
защита внутреннего пространства от внешних загрязнений, присутствующих в воздухе (пыль, взвешенные примеси и т.д.);
снижение потерь тепловой энергии через систему вентиляции;
снижается вероятность появления плесени и грибка на элементах строительных конструкций;
продолжительные сроки эксплуатации;
простое и недорогое обслуживание;
для установки не требуются различные разрешения и согласования.

Схема системы вентиляции с рекуперацией загородного дома К недостаткам использования подобных систем относятся:

сложность выполнения монтажных работ, особенно в системах вентиляции крупных объектов;
значительные габаритные размеры, требуют наличия свободных площадей для размещения самого устройства и воздуховодов, обеспечивающих циркуляцию воздуха и отвод конденсата;
высокая стоимость.

Разновидности и особенности рекуператоров для частного дома

Теплообменник в пластинчатом рекуператоре имеет вид металлических пластин

Стандартный рекуператор для частного дома состоит из основы с патрубками, вмонтированными вентиляторами, теплообменными кассетами и фильтрами. Если в нем находится единственный тепловой обменник, приточный и вытяжной воздух внутри будет обмениваться теплом сквозь тонкие стенки. При наличии двойного теплового обменника в первом вытяжной поток отдает энергию промежуточному носителю, во втором — промежуточный передает его приточному. Чтобы выбрать подходящий вариант, нужно знать, по какому принципу работает каждый из четырех видов приборов.

Пластинчатый

Пластинчатые приборы используют в приточно-вытяжных системах моноблочного типа. Это устройства, в основе которых лежит пластинчатый тепловой обменник без движущихся частей, воздух перемещается по его каналам во время работы, потоки чередуются между собой. Выходной и входной потоки ограждены пластинами их алюминия, через которые осуществляется нагрев. Такие приборы сконструированы с целью максимизировать площадь контакта с потоками. Именно за счет этого эффективность теплообмена и рекуперации тепла в них находится на высоком уровне.

Роторный

Роторный рекуператор

Роторные приборы считаются наиболее эффективными по сравнению с аналогами. Их конструкция представляет собой колесо либо ротор, вращательная ось которого соответствует движениям воздуха по линиям. Половина такого колеса расположена на участке вытяжного потока, а вторая половина находится в области приточного потока. Сам ротор состоит из пластинок, скрепленных друг с другом, через них воздух свободно проходит во время работы. Воздушный роторный рекуператор вначале вступает в контакт с вытяжным потоком, нагревающим колесо. После его часть поступает в область приточного потока, там она нагревается и передает полученное тепло. Затем часть колеса снова оказывается в зоне вытяжного воздуха, цикл закрывается.

Водяной

Обычный водяной рекуператор воздуха подходящий для частного дома, работает на воде, используемой с целью передачи тепла. Принцип его функционирования можно сравнить с работой котла, замененного на тепловой обменник и встроенного в вытяжку. В роли радиатора в этом приборе выступает специальный элемент, предназначенный для входящего потока снаружи. Вода нагревается в тепловом обменнике и отдает тепло в дополнительном элементе. Такие рекуператоры считаются недостаточно энергоэффективными, но при этом стоят дешевле мощных аналогов и работают по простой схеме.

Для крыши

Рекуператор для крыши в схеме общей вентиляции дома

Приборы вентиляции для крыш используют с целью фильтрации, прогрева и подачи воздуха внутрь объекта. Температура воздушных потоков в них регулируется за счет охладительного элемента либо канального нагревателя. Поток воздуха проходит частично или полностью сквозь пластины прибора. Подобные системы ставят на перекрытиях кровли при помощи проделанных в крышах отверстий. Рекуператоры этого типа помогают забирать переработанный воздух, собранный под потолком, и выталкивают его в атмосферу, передавая тепло входящему потоку. Воздух подается под потолок или направляется в основную зону.

Прибор для крыши также может быть частью общей вентиляционной схемы, в таких ситуациях его указывают в чертежах. Это устройство отличается простотой в обслуживании и представлено в нескольких вариантах. Они различаются по мощности и измеряются объемом проходящего сквозь них воздуха. В основе прибора лежит конструкция каркасно-панельного типа, сделанная из профилей алюминия с толщиной листов до 0,2 мм. Стенки его основы дополняют минеральной ватой для изоляции, также такие рекуператоры укомплектовываются водяными, газовыми и электрическими секциями.

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:

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.
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.
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.
При укладке каждая последующая панель поворачивается на 90о. Полученная стопка панелей аккуратно прижимается грузом. Для этого сверху укладывается прокладка из дерева, на которую можно положить груз весом 5–7 кг.
Стальной уголок подгоняется по высоте стопки с панелями. Всего потребуется 4 заготовки, которые прикручиваются по углам стопки. Для крепления используются оцинкованные саморезы.
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.
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.
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.

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.

Расчёт рекуператора

Произвести расчет эффективности рекуператора можно самостоятельно. Коэффициент полезного действия определяется по формуле:

n=0.335*L*(t₁-t₂)

Переменными выступают:

L — расход воздуха;
t — температура приточного воздуха;
t — температура вытяжного воздуха;
0.335 — региональный коэффициент.

Лучшие модели обладают показателем КПД до 80%. Это значит, что при температуре в доме =22ºС, на улице — 16ºС ниже ноля, то приточный воздух будет прогрет до +12ºС.

Принцип работы рекуператора в квартире

Для того чтобы определить эффективность устройства, используют формулу:

E=Q*n

Переменными выступают:

Q — затраты электроэнергии в процессе рекуперации;
n — коэффициент полезного действия, вычисленный ранее.

Потребляемая мощность оборудования обязательно должна быть указана в инструкции. Однако для точно определения показателя можно провести замеры самостоятельно.

Целесообразность рекуператора в вентиляции

Говорить о целесообразности обустройства рекуперативной вентиляции можно, оценив эффективность системы и сопоставив ее достоинства с недостатками.

От отработанного вытягиваемого наружу воздуха забирается часть тепла и передается нагнетаемым свежим струям, направленным вовнутрь помещения. Это позволяет снизить теплопотери до 70% (+)

Необходимость использования рекуперации тепла наиболее актуальна в зданиях с принудительным выводом воздуха. Как правило, это малоинерционные строения, возведенные с использованием инновационных теплоизоляционных технологий (дома из сэндвич-панелей, газосиликатных плит, пеноблоков).

В таких постройках стены плохо аккумулируют тепло, а естественный воздухообмен малоэффективен.

Однако проблемы с циркуляцией воздуха характерны и для «традиционных» построек из кирпича и бетона. Наличие герметичных тепло-звукоизолирующих ПВХ-окон блокирует циркуляцию с естественным побуждением – приток свежего воздуха останавливается, а тяга в вентканале опрокидывается или стремится к нулю.

Решение проблемы «евроокон» – организация принудительной вентиляции. Система восстанавливает воздухообмен, но при этом теплопотери увеличиваются до 60%. И здесь уже не обойтись без тепловой рекуперации.

Эффективность обменного процесса выражается в процентах и показывает количество затраченного тепла от вытяжного воздуха на обогрев свежей «приточки»

Показатель КПД вентиляционной рекуперации тепла:

0% – открытое окно – теплый воздух удаляется в атмосферу, а холодный попадает вовнутрь, понижая температуру в помещение;
100% – приточный воздух разогревается до температуры «отработки» – технически реализовать невозможно;
30-90% – допустимый параметр, хорошей считается рекуперация с эффективностью 60% и более, КПД свыше 80% – отличный теплообмен.

Эффективность системы зависит от типа рекуператора, габаритов помещения и расхода воздуха. В любом случае, использование рекуперационной вентиляции даже с КПД в 30% выгоднее, чем ее отсутствие. Кроме существенной экономии на энергоресурсы, «регенерация» тепла улучшает общий микроклимат в помещении.

Недостатки использования теплообменника:

Энергозависимость. Покупка климатического оборудования оправдана, если потребление электроэнергии будет значительно меньше, чем ее экономия после установки рекуператора.
Выпадение конденсата. Из-за разности температур на стенках теплообменника может конденсироваться влага. Зимой есть вероятность обледенения, что чревато стремительным снижением КПД или выходом рекуператора из строя.
Шумная работа. Некоторые модели в процессе эксплуатации издают гул. Если днем этот недостаток не особо ощутим, то ночью шум доставляет дискомфорт. Рекуператоры с улучшенной изоляцией работают тихо.

Высокие первоначальные инвестиции часто становятся главным аргументом против энергоэффективной вентиляции.

Целесообразно вкладывать деньги в ту систему, которая окупиться в течение 5-8 лет. Надо учесть, что для обслуживания комплекса придется нести дополнительные расходы, например, периодическая замена вентиляторов

1 Устройство агрегата

Роторный теплообменник состоит из ротора, корпуса и привода. Ротор, или аккумулирующая тепловая емкость, представляет собой два вида металлической фольги, гофрированной и гладкой, намотанных друг на друга. Внутри ротора расположены треугольные или коаксиальные каналы. Толщина фольги колеблется от 60 до 120 мкм. По своему назначению роторы разделяются на следующие виды:

конденсационный;
энтальпийный;
сорбционный.

Конденсационный ротор изготавливается из алюминия высокого качества. Энтальпийный прибор отличается покрытием, изготовленным из специального вещества, способного накапливать тепловую энергию.

Сорбционный ротор покрывают обычно силикагелем для передачи влаги, что позволяет проводить газообразную передачу без конденсата. Роторы небольшого диаметра крепятся на двойных спицах, которые привариваются или прикручиваются к нему.

Агрегаты большого диаметра изготавливают из сегментов, что позволяет продлить срок их службы. Роторный теплообменник вращается внутри корпуса, изготовленного из алюминиевого листа. Сам ротор крепится на ступице. Она расположена на двух подшипниках, закрепленных в корпусе, а ось соединяется с поперечными траверсами корпуса. Такой крепеж дает следующие преимущества:

1. Подшипники защищены от грязи и занимают немного места.
2. Упорные кольца позволяют быстро проводить демонтаж оборудования.
3. Подшипники расположены в одной детали, что гарантирует их длительную работу.

Рекуператор для частного дома: виды и характеристики

Приточно-вытяжные рекуператоры могут иметь различные конструктивные особенности. Подобрать подходящий вариант поможет продавец-консультант в любом специализированном магазине теплотехнических устройств.

Рекуператор для дома

Существуют такие типы оборудования:

пластинчатый;
роторный;
крышный;
рециркуляционный водяной.

Все они предназначены для создания благоприятного климата в помещении, будь то квартира, большой особняк или загородный дом.

Пластинчатый

Является самым распространенным типом ввиду хорошей производительности, простоты эксплуатации и невысокой цены. Рекуператор данного вида представляет собой зафиксированные металлические пластины, обладающие большой удельной теплоемкостью и относительно малым весом. Пластины собраны в своеобразные кассеты, чем слегка напоминают пчелиный улей. Атмосферный воздух проходит через короб аппарата с кассетами и затем нагревается или охлаждается, в зависимости от зимнего или летнего времени года. Образующийся во время работы конденсат отводится через специально имеющийся дренажный отвод или канал.

Устройство приточно-вытяжной установки пластинчатого рекуператора

Наряду с перечисленными достоинствами, система обладает определенным недостатком: образованием в коробе наледи, что особенно проявляется в осенне-зимний период.

Роторный

Рекуператор подобного типа осуществляет приток и отток воздушной струи за счет лопастей. Теплоэнергетическая система насчитывает от одного до двух приводных роторов, в зависимости от модели. Внешне установка похожа на цилиндрическую бочку с барабаном. По мере откачки воздуха из помещения и нагревания цилиндрического короба, происходит забор атмосферной массы.

Преимущества данного аппарата:

улучшенная эффективность;
повышенный КПД;
отсутствие конденсата, а, следовательно, и отводящих желобов;
отсутствие наледи;

Роторный рекуператор

не осушает воздух, что не требует дополнительного увлажнения;
регулировка количества подачи и забора воздуха за счет скорости вращения лопастей.

Вместе с тем существуют и минусы:

увеличенное потребление электроэнергии;
вращающиеся элементы изнашиваются быстрее, чем неподвижные;
необходимость дополнительной вытяжки для предотвращения возможного смешивания входящих и отходящих воздушных масс.

Рекуператоро размещается в блоке приточно-вытяжной вентиляции

Крышный

Данный рекуператор перерабатывает большие массы воздуха. Целесообразность его использования можно объяснить большим особняком, другим жилым или нежилым помещением. Принцип работы во многом схож с пластинчатым агрегатом, однако последний отличается от крышного меньшими размерами. Простота монтажа аппарата, невысокая стоимость обслуживания и эксплуатации сделали его незаменимым в вентиляционных устройствах магазинов, ремонтных мастерских, производственных площадей. Установка же подобного рекуператора на крыше, вообще исключает проникновение каких-либо звуков и шума в помещение.

Гликолевый рекуператор

Гликолевый (или рециркуляционный) регенеративный аппарат сочетает в себе качества пластинчатого и роторного теплотехнических устройств. Его основное отличие от предыдущих заключается в использовании промежуточного теплоносителя. Последним является водно-гликолевый раствор, состоящий из пропиленгликоля или этилена, разбавленного дистиллированной водой. Смесь обладает высокой теплоемкостью, позволяющей утилизировать большое количество тепла, сохраняет свои рабочие качества при минусовых температурах. В суровых низкотемпературных условиях возможна замена указанного теплоносителя на антифриз. Оборудование позволяет работать одновременно с несколькими вентиляционными каналами, рукавами или вытяжками.

Пластиковый рекуператор

Как увеличить КПД

Аккуратная сборка и внимание к деталям при создании самодельного утилизатора тепла позволят достичь неплохих показателей эффективности. Однако собранный рекуператор воздуха своими руками можно существенно улучшить и повысить его КПД

Для этого при расчетах конструкции и воплощении ее необходимо предусмотреть следующие нюансы:

Максимальная герметизация устройства;
Использование качественных теплоизолирующих материалов;
Увеличить размеры рекуператора, площадь теплообменной поверхности. Так уменьшится скорость проходимого воздуха через устройство, а соответственно позволит ему лучше прогреться или остыть;
Использование гофрированных пластин или пластин с выштамповками, что существенно увеличит площадь теплообменной поверхности при сохранении общего объема устройства;
Увеличение объема вытяжки по сравнению с притоком. Так, больший объем выходящего воздуха лучше передаст тепло меньшему объему входящего.

Рекуператор воздуха своими руками – это простой, доступный, дешевый и действенный способ экономить дорогостоящую тепловую энергию и эффективно расходовать невосполнимые природные ресурсы.

Что такое рекуператор воздуха

Рекупера́ция (от лат. recuperatio «обратное получение; возвращение») — возвращение части материалов или энергии для повторного использования в том же технологическом процессе.

Рекуператор воздуха в вентиляции – это установка приточно-вытяжной вентиляции с теплообменником. В теплообменнике тепло отводимого потока сообщается непрерывно приточному потоку через стенки теплообменника.

Эффективность энергосбережения рекуператора может достигать 90%.

В холодную погоду рекуператоры воздуха работают на сохранение тепла в помещении.

В жару рекуператоры воздуха работают на охлаждение воздуха с улицы.

Некоторые виды рекуператоров могут работать на возвращение влаги.