Выбираем рекуператор для частного дома

Понятие рекуперации: принцип работы теплообменника

В переводе с латинского, рекуперация означает возмещение или обратное получение. В отношении теплообменных реакций, рекуперация характеризуется как, частичный возврат энергии, затраченной на проведение технологического действия с целью применения в этом же процессе.

В вентиляционной системе принцип рекуперации используется для экономии тепловой энергии.

По аналогии происходит рекуперация охлаждения в жаркую погоду – теплые приточные массы нагревают выводимую «отработку» и их температура понижается.

Процесс регенерации энергии осуществляется в рекуперационном теплообменнике. Устройство предусматривает наличие теплообменного элемента и вентиляторов для прокачивания разнонаправленных воздухопотоков. Для управления процессом и контроля качества подачи воздуха используется система автоматики.

Конструкция разработана так, чтобы приточные и вытягиваемые потоки находились в отдельных отсеках и не смешивались – теплоутилизация осуществляется через стенки теплообменника.

Разобраться и понять, что такое вентиляция с рекуперацией поможет наглядная схема циркуляции воздуха.

Через вытяжки во влажных помещениях (туалет, ванная, кухня) происходит отток отработанного воздуха. До того, как удалиться наружу, он проходит сквозь рекуператор и оставляет часть тепла. Подаваемый воздух движется во встречном направлении, нагревается и поступает в жилые комнаты (+)

Как действует рекуператор

Простыми словами работу устройства можно объяснить так: происходит накопление теплоты от исходящих потоков воздуха и сообщение их с приточными массами. Высокие показатели КПД этого процесса позволяют снизить траты на отопление, вместе с тем подавая свежие потоки тёплого воздуха в помещения.

Система рекуперации воздуха обусловлена двумя принципами:

1. Вывод отработанных потоков из дома происходит по керамической восстановительной камере, нагревающейся при этом. Отдача тепловой энергии при этом достигает до 97%. Это нагревание порождает автоматический запуск режима притока свежести.
2. Входящие струи свежести проходят по смежным камерам керамической восстановительной системы, нагреваются от сохранённого тепла и попадают в помещение уже подогретыми. При остывании регенератора происходит включение режима вытяжки у вентилятора.

Такой принцип воздухообмена существенно экономит использование любых видов топлива (жидких, твёрдых, газообразных), при этом обеспечивает достаточный комфорт для проживания.

Принцип действия рекуператораИсточник ventus.kiev.ua

Основные технические параметры

Зная требуемую производительность системы вентиляции и КПД теплообмена рекуператора легко рассчитать экономию на обогреве воздуха для помещения при конкретных климатических условиях. Сравнив потенциальную выгоду с затратами на покупку и обслуживание системы можно обоснованно сделать выбор в пользу рекуператора или стандартного калорифера.

Часто производители оборудования предлагают модельную линейку, в которой вентиляционные блоки с похожим функционалом отличаются объемом воздухообмена. Для жилых помещений этот параметр необходимо рассчитывать согласно таблице 9.1. СП 54.13330.2016

Коэффициент полезного действия

Под коэффициентом полезного действия рекуператора понимают эффективность теплопередачи, которую рассчитывают по следующей формуле:

K = (Т_п – Т_н) / (Т_в – Т_н)

В которой:

• Т_п – температура поступающего воздуха внутрь помещения;
• Т_н – температура наружного воздуха;
• Т_в – температура воздуха в помещении.

Максимальное значение КПД при штатной скорости потока воздуха и определенном температурном режиме указывают в технической документации устройства. Его реальный показатель будет немного меньше.

В случае самостоятельного изготовления пластинчатого или трубчатого рекуператора для достижения максимальной эффективности теплопередачи необходимо придерживаться следующих правил:

• Наилучший теплообмен обеспечивают противоточные устройства, затем перекрестноточные, а наименьшую – с однонаправленным движением обоих потоков.
• Интенсивность теплообмена зависит от материала и толщины стенок, разделяющих потоки, а также от длительности нахождения воздуха внутри устройства.

Зная КПД рекуператора можно рассчитать его энергоэффективность при различных температурах наружного и внутреннего воздуха:

Е (Вт) = 0,36 х Р х К х (Т_в – Т_н)

где Р (м3/час) – расход воздуха.

Расчет эффективности рекуператора в денежном эквиваленте и сравнение с затратами на его приобретение и монтаж для двухэтажного коттеджа общей площадью 270 м2 показывает целесообразность установки такой системы

Стоимость рекуператоров с высоким КПД достаточно велика, они имеют сложную конструкцию и значительные размеры. Иногда можно обойти эти проблемы установкой нескольких более простых устройств таким образом, чтобы поступающий воздух последовательно проходил через них.

Производительность вентиляционной системы

Объем пропускаемого воздуха определяется статическим давлением, которое зависит от мощности вентилятора и основных узлов, создающих аэродинамическое сопротивление. Как правило, точный его расчет невозможен ввиду сложности математической модели, поэтому для типовых моноблочных конструкций проводят экспериментальные исследования, а для индивидуальных устройств осуществляют подбор компонентов.

Мощность вентилятора необходимо выбирать с учетом пропускной способности устанавливаемых рекуператоров любых типов, которая в технической документации указана как рекомендуемая скорость потока или объем пропускаемого устройством воздуха за единицу времени. Как правило, допустимая скорость воздуха внутри устройства не превышает значения 2 м/с.

В противном случае на высоких скоростях в узких элементах рекуператора происходит резкий рост аэродинамического сопротивления. Это приводит к лишним затратам электроэнергии, неэффективном прогреве наружного воздуха и сокращения срока службы вентиляторов.

График зависимости потери давления от скорости потока воздуха для нескольких моделей рекуператоров высокой производительности показывает нелинейный рост сопротивления, поэтому необходимо придерживаться требований по рекомендуемому объему воздухообмена указываемых в технической документации устройства

Изменение направления потока воздуха создает дополнительное аэродинамическое сопротивление. Поэтому при моделировании геометрии воздуховода внутри помещения желательно минимизировать количество поворотов труб на величину 90 градусов. Диффузоры для рассеивания воздуха также увеличивают сопротивление, поэтому желательно не использовать элементы со сложным рисунком.

Загрязненные фильтры и решетки создают значительные помехи движению потока, поэтому их необходимо периодически прочищать или менять. Одним из эффективных способов оценки засоренности является установка датчиков, отслеживающих перепад давления на участках до фильтра и после него.

Рекуператор – что это?

Любое здание, а бытовое в особенности, должно иметь беспрепятственный доступ чистого уличного воздуха. И его объем должен соответствовать объему удаляемого из комнаты «отработанного» воздуха. Таким образом, должна осуществляться циркуляция. Однако вместе с воздушным оттоком уходит кое-что очень ценное. Зимой это тепло, а летом – прохлада, старательно нарабатываемая мощными энергозатратными кондиционерами. Именно для того, чтобы предотвратить подобное и был разработан рекуператор (или рекупер).

Само слово «рекуператор» имеет латинские корни и происходит от слова «recuperation», что можно перевести как «получение», «возвращение». В данном случае, мы можем говорить об этом устройстве как о теплообменнике, который в холодное время года препятствует тепловым потерям, а в жаркий сезон не дает жаре проникнуть в дом вместе с новым воздушным потоком. Благодаря этому в системе с кондиционером рекупер обеспечивает благоприятный микроклимат без больших затрат на электричество.

Принцип действия

Метод рекуперации – это технология энергосбережения, позволяющая сократить тепловые потери, приходящиеся на вентиляцию. Рекупер дает возможность сохранить до 70% «уходящего» на улицу тепла и использовать его повторно.

Схема работы рекупера достаточно проста. По сути, устройство является двухстенным теплообменником, где встречаются два воздушных потока, не перемешиваясь между собой – приточный и вытяжной. Из-за того, что потоки обладают разными температурными показателями, при встрече между ними происходит обмен тепловой энергией. Проще говоря, холодный поток нагревается, а теплый – охлаждается. Также во время охлаждения теплого потока из воздуха удаляется влага. В виде конденсата она оседает на стенках теплообменника или возвращается обратно в помещение.

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.

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 90о. 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.

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.

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.

1.Бризер Tion 3S

Как оценивают Тион 3S обычные пользователи

Покупатели отмечают у бризеров линейки 3S следующие достоинства:

• Бесшумную работу;
• Способность изолировать помещение от уличного шума;
• Расширенный функционал, включающий 3 режима действия: приток, рециркуляция, комбинированный режим. При положительной температуре наружного воздуха возможен 4-й режим — прибор может работать как пассивный приточный клапан;
• Клиенты,проживающие в загазованном смогом районе, могут опционально установить дополнительный фильтр AK-XXL;
• У бризера надежный и недорогой базовый фильтр;
• При укомплектованности станцией Magic Air, возможно удаленно управлять бризером, используя смартфон;
• Использование для управления смартфоном функционала Bluetooth;
• Возможность установки префильтров позволяет значительно продлить ресурс дорогостоящего фильтра HEPA;
• В режиме рециркуляции, прибор работает как обычный очиститель комнатного воздуха;
• Зимой способен экономить электричество, подмешивая в приток теплый комнатный воздух. Опция доступна при температуре уличного воздуха до -10℃.

О недостатках, отмечаемых покупателями

Среди минусов и слабых сторон линейки бризеров Tion 3S, чаще других упоминаются:

• Достаточно громоздкие размеры;
• Отсутствие панели управления на самом приборе;
• Необходимость вынимать пульт из не очень удобного держателя;

Виды системы

Конструкция рекуператоров разных видов имеет существенные отличия, но все подобные устройства обеспечивают нагрев поступающего в помещение воздуха за счет тепла выдуваемых загрязненных воздушных масс. При этом, рекуператор должен предотвращать смешивание воздушных потоков.

Пластинчатый рекуператор

Конструкция такого устройства является максимально простой. Две камеры теплообменника отделяются одна от другой небольшой пластиной, которая обеспечивает эффективный теплообмен между воздушными потоками.

Пластинчатая модель

Одним из основных параметров такого прибора является КПД, который зависит от таких факторов, как:

• время и площадь теплообмена между воздушными потоками;
• теплопроводности материала.

Увеличить эффективность теплообмена можно при помощи установки дополнительных нагревательных элементов:

1. КПД современного рекуператора должен составлять приблизительно 70-80 %.
2. Однако добиться таких показателей в частном доме совсем несложно.
3. Очень эффективным будет дополнительное использование грунтового теплообменника.

Роль грунтового теплообменника

Грунтовой теплообменник представляет собой пластиковую трубу, которая прокладывается на 50 метров от дома на глубине приблизительно 2 метра, и имеет некоторые нюансы:

• забор воздуха с использованием системы грунтового теплообменника позволяет существенно увеличить эффективность вентиляции с рекуперацией тепла;
• такая конструкция помогает избежать образования льда и конденсата на теплообменнике вентиляционной системы;

Обратите внимание! Грунтовой теплообменник позволяет снизить перепад температур между приточным и выходящим потоком воздуха. если не предусмотреть в вентиляционной системе частного дома наличие грунтового теплообменника, то избежать образования конденсата из-за перепада температур, а также повышения затрат на обогрев входящего потока, будет трудно;

если не предусмотреть в вентиляционной системе частного дома наличие грунтового теплообменника, то избежать образования конденсата из-за перепада температур, а также повышения затрат на обогрев входящего потока, будет трудно;

Совет! Если в вентиляционной системе такой конструкции нет, то можно использовать калориферы для нагрева воздуха, а также датчики температуры и систему автоматики.

в такой ситуации воздух чрезмерно низкой температуры будет нагреваться за счет специализированных устройств.Обеспечивает поддержание оптимальной температуры воздуха в течение года

Статья по теме:

Обратный клапан на вентиляцию служит для предотвращения попадания различных запахов в дом. В статье мы попробуем понять, что он собой представляет, как устроен, виды устройств, и насколько сложно его установить у себя в жилище.

Децентрализованные рекуператоры

В многоквартирных домах для воздухообмена в помещениях рационально использовать более компактные устройства. В таких ситуациях отлично подходят децентрализованные рекуператоры.

Конструкции очень компактные, а установить их можно совершенно незаметно под подоконником, на боковой части окна или на откосе оконного проема. Рекомендуется обязательно использовать при установке в помещении пластиковых окон. Рекуператор совершенно не влияет на температуру воздуха в помещении.

«Воздушная форточка»

Роторные рекуператоры

Рекуператоры роторного типа являются самыми эффективными. Их конструкция проектируются таким образом, что входящий и исходящий потоки воздуха, не смешиваясь между собой, обеспечивает вращение специализированного механизма.

Роторный рекуператор тепла в системах вентиляции
Статья по теме:

Приточный клапан в стену. В статье мы подробно рассмотрим виды конструкций, принцип действия, как выбрать место для установки, как правильно осуществить монтаж устройства своими руками, полезные советы и рекомендации специалистов.

Из-за силы вращение происходит нагревание теплообменника со стороны входящего воздушного потока, что обеспечивает дополнительный нагрев. КПД таких устройств составляет 80-90 %.

Классификация устройств

Рекуператоры отличаются схемами движения теплоносителей и по конструкции, а также по своему назначению. Есть несколько типов рекуператоров?

1. Пластинчатые
2. Роторные
3. Водные
4. Устройства, которые можно размещать на крыше.

Пластинчатые рекуператоры

Они считаются самыми распространенными, поскольку цена их невысокая, но они достаточно эффективные. Теплообменник, расположенный внутри устройства состоит из одной или нескольких пластин из меди или алюминия, пластика, очень прочной целлюлозы, они находятся в неподвижном состоянии. Воздух, попадая в устройство, проходит через ряд кассет и не смешивается, в процессе работы происходит одновременный процесс охлаждения и подогрева.

Устройство очень компактное и надежное, оно практически не выходит из строя. Рекуператоры пластинчатого типа функционируют без потребления электроэнергии, что является немаловажным преимуществом. Среди недостатков устройства — в морозное погоды пластинчатая модель работать не может, влагообмен невозможен из-за обмерзания вытяжного устройства. Его вытяжные каналы собирают конденсат, который замерзает при минусовой температуре.

Роторные рекуператоры

должны вращаться во время работы

Следует отметить , что роторные устройства имеют больше размеры, но КПД у них гораздо выше, чем у пластинчатых. Они отлично подходят для больших помещений — залов, торговых центров, больниц, ресторанов, поэтому для дома их покупать нецелесообразно. Среди минусов стоит отметить дорогое содержание таких устройств, поскольку они потребляют много электроэнергии, их непросто установить из-за громоздкости, стоят они дорого. Для монтажа необходима вентиляционная камера из-за больших размеров роторного рекуператора.

Рекуператор водяной и размещаемый на крыше

Рециркуляционные устройства переносят тепловую энергию в приточный теплообменник с помощью нескольких теплоносителей — воды, антифриза и др. Данное устройство очень похоже по производительности на пластинчатые рекуператоры, но отличается тем, что очень напоминает водяную систему отопления. Недостатком является невысокий КПД и частое техобслуживание.

Рекуператор, который можно разместить на крыше экономит пространство в комнате. Его КПД составляет максимум 68%, он не нуждается в эксплуатационных затратах, все эти качества можно отнести к преимуществам такого типа. Минусом является то, что такой рекуператор сложно монтировать, для него необходима специальная система крепления. Чаще всего такой тип используют для объектов промышленного назначения.

Рейтинг моделей

Благодаря отзывам довольных пользователей удалось составить рейтинг лучших рекуператоров, известных на сегодняшний день. К каждой модели прилагается краткий обзор, рассказывающий о характеристиках и особенностях устройств.

Vakio base

Представляемая модель рекуператора оснащена 3 режимами работы: вытяжка, проветриватель, рекуперация. В зимний период времени нет необходимости оплачивать подогрев жилой площади. Устройство работает автоматически.

Описываемый рекуператор вытягивает отработанный воздух в течение 40 секунд, после чего происходит изменение направления движения лопастей, возвращая в помещение нагретый свежий воздух. За смену режимов отвечает поворотная платформа, обеспечивающая высокий напор воздушных масс.

На сегодняшний день данная модель представлена в нескольких комплектациях. Одни имеют встроенный шумоглушитель, у других данный элемент конструкции идет в виде отдельного блока. Также в комплектации присутствуют фильтры.

Важным преимуществом изделия является невысокая стоимость, отсутствие затрат на электричество и компактные размеры. Монтаж устройства не требует особых знаний и усилий. Кроме всего прочего, представляемая модель легко удаляет пыль, витающую в воздухе.

Marley

Принцип действия этой модели заключается в реверсивной подаче воздуха. Направление воздушных масс меняется через каждые 70 секунд. Полная смена воздуха в квартире происходит за 2 часа.

Данная модель отличается высоким уровнем эффективности, достигаемой благодаря режимам работы нескольких рекуператоров, соединение которых происходит посредством радиосвязи. В помещении устанавливается специальная крышка, которая сообщает миганием красной лампочки, что необходимо произвести замену воздуха.

В конструкции представляемой модели присутствуют керамические элементы, располагаемые внутри теплоизолированной трубки. Она отвечает за нагрев поступающего в помещение воздуха. С наружной стороны располагается внешний кожух, не пропускающий насекомых и крупные частицы пыли. Под кожухом спрятан вентилятор, имеющий 3 ступени мощности.

Важное преимущество данной модели заключается в удобстве управления. Технический осмотр можно проводить самостоятельно, достаточно снять крышку, изъять керамический элемент и снять фильтр

Mitsubishi electric lossnay

Тепловой обмен воздушных масс, обрабатываемых данной моделью рекуператора, происходит внутри камеры. Недалеко от фильтров располагается специальная сетка, являющаяся защитой вытяжного вентилятора. Ниже присутствует центробежный вентилятор, создающий высокое давление. При монтаже данной модели необходимо сделать в стене 2 отверстия под небольшим наклоном, в которых будут проходить воздуховоды.

На низкой скорости обработка воздуха значительно снижается, но при этом отсутствуют посторонние звуки.

Благодаря тонким стенкам фильтра происходит свободный обмен воздуха и влажности, что создает оптимальный микроклимат в помещении. В корпусе устройства располагаются клеммы, необходимые для подключения выключателя. Конечно, можно сделать выключатель с розеткой либо вмонтировать устройство в скрытую проводку.