Эффективная вентиляция воздуха обеспечивает комфортный микроклимат, благоприятный для проживания в частном доме или квартире. Решить задачу поступления насыщенного кислородом воздуха и одновременно сохранить тепло в помещении можно с помощью энергосберегающей системы рекуперации. За счёт температуры удаляемых воздушных масс рекуператор нагревает входящий воздух, что снижает теплопотери и расходы на отопление. Изготовить и установить рекуператор не так сложно, как может показаться.

Принцип работы рекуператора

Конструкция теплообменника (рекуператора) представляет собой компактный теплообменник.

Схема рекуперации. Принцип действия
Рекуператор обеспечивает приток свежего воздуха без теплопотерь в помещении

Конструкция устройства обеспечивает в зимнее время нагрев входящих холодных масс воздуха за счёт повышенной температуры выходящих воздушных потоков, а летом не позволяет жаркому уличному воздуху проникнуть в помещение.

Монтаж теплообменника в частном доме или квартире позволяет снизить тепловые потери и уменьшить затраты на отопление и кондиционирование.

Воздушные массы перемещаются самостоятельно, не смешиваясь между собой. Повышенная теплопроводность рабочих элементов камеры обеспечивает эффективный обмен тепловой энергии циркулирующих потоков воздуха.

Рекуператор может функционировать самостоятельно за счёт естественного движения воздушных потоков, оснащаться вентилятором или встраиваться в вентиляционную систему.

Интенсивность охлаждения и нагрева воздуха зависит от перепада температур воздушных масс.

Типы конструкций рекуператоров

Принцип действия рекуператора отличается в зависимости от технических особенностей устройства теплообменника.

Пластинчатая конструкция

Состоит из пакета пластин, изготовленных из хорошо проводящего тепло алюминия или стали. Воздух с повышенной температурой отдаёт тепловую энергию пластинам теплообменника и нагревает их поверхность. Холодные воздушные массы поглощают тепло и нагреваются. В конструкции устройства отсутствуют подвижные элементы, что значительно повышает надёжность работы. Популярен благодаря низкой стоимости и высокой эффективности. Коэффициент полезного действия рекуператора достигает 65%. Пластинчатый рекуператор положительно зарекомендовал себя в вентиляционных системах частных домов и современных коттеджей.

Пластинчатый рекуператор
Пакет с пластинами расположен в герметичном корпусе

Устройство роторного типа

Конструктивной особенностью этого рекуператора является цилиндрический барабан теплообменника, изготовленный из гофрированных стальных элементов. Соосно барабану расположен приточно-вытяжной вентилятор, обеспечивающий циклическое движение нагретого и охлаждённого воздуха. При вращении теплообменника происходит эффективный обмен тепловой энергией воздушных потоков и частичный возврат влаги в помещение. Рекуператор роторного типа оборудован электронной системой, автоматически изменяющей частоту вращения ротора. Это позволяет регулировать интенсивность тепловой отдачи и обеспечивать КПД устройства до 87%. Роторные рекуператоры отличаются повышенной ценой и используются на промышленных предприятиях.

Роторный рекуператор
Схема работы роторного рекуператора

Трубчатое исполнение

Популярность устройств этого типа обусловлена простотой конструкции и низкими затратами, связанными с самостоятельным изготовлением. Принцип обмена тепловой энергии воздушных потоков аналогичен рекуперации в пластинчатых теплообменниках. В трубчатой конструкции устройства воздух циркулирует по коаксиальным трубам. Внешний воздух поглощает тепло от стенок труб, нагретых выходящими из помещения воздушными массами. Трубчатые рекуператоры устанавливают в квартирах и частных домах.

Схема работы рекуператора трубчатого типа
Рекуператор трубчатого типа с коаксиальными трубами

Рециркуляционный теплообменник

В конструкции этого типа в качестве посредника, осуществляющего передачу тепловой энергии, используется жидкость. Это значительно усложняет конструкцию. Устройство включает два теплообменника. Один, наполненный антифризом или обычной водой, устанавливается на вытяжной магистрали вентиляции, а другой — на всасывающем канале, по которому поступает внешний воздух. Нагретая жидкость отдаёт тепло массам воздуха. Сложная конструкция устройства с принудительной циркуляцией теплоносителя ограничивает сферу её применения. Коэффициент полезного действия соразмерен КПД рекуператора пластинчатой конструкции.

Рекуператор с рециркуляцией
Рециркуляционный рекуператор состоит из отдельных блоков, соединённых магистралями

Крышный рекуператор

Этот вид оборудования имеет КПД до 68% и представляет собой промышленную установку, применяемую в системах подачи воздуха торговых центров и производственных помещений. Такая система рекуперации отличается низкими затратами по обслуживанию, а специфика установки позволяет сэкономить пространство в области потолка, что актуально для производственных цехов и торговых центров. Особенности конструкции крышного рекуператора не позволяют использовать его в системах подачи воздуха квартир и частных домов.

Рекуператор крышный
Крышный рекуператор. Вид с улицы

Какой рекуператор выбрать

Можно продолжить описание особенностей конструкций и разновидностей агрегатов. Однако не все типы рекуператоров монтируются в условиях небольшой квартиры или частного дома.

Самыми целесообразными конструкциями для изготовления и установки своими силами в квартире или собственном коттедже являются пластинчатый рекуператор с перекрёстным движением воздушных потоков или трубчатое коаксиальное устройство противоточного типа.

Для частных помещений, оборудованных пластиковыми окнами, выбор таких типов конструкций — оптимальное решение. Застой воздуха, вызванный отсутствием сквозняков, затрудняет свободное дыхание, а кондиционер «гоняет по кругу» один и тот же воздух. Приток кислорода необходим, и не всегда для проветривания требуется открывать окна. Обновление воздушной среды в частном доме или квартире с помощью трубчатого или пластинчатого рекуператора будет осуществляться через каждые два часа. Летом помещение насытится охлаждённым воздухом, а зимой — подогретым.

Эти две разновидности рекуператоров отличаются простотой конструкции, малыми габаритами, низкими затратами по изготовлению и доступностью применяемых материалов. Кроме того, данные рекуператоры не создают шума, легко устанавливаются и не нуждаются в специальном обслуживании.

Расчёт мощности теплообменника

Планируя установку теплообменника в квартире или частном доме, важно правильно рассчитать мощность и учесть размеры конкретных помещений.

Рассчитывайте мощность рекуператора по формуле: P = 0, 335 х Q х (Твн. – Тулич.), где:

  • P — мощность устройства, Вт;
  • Q — объём воздуха в м3, который ежечасно должен поступать в помещение;
  • Твн. — температура внутреннего воздуха после рекуператора;
  • Тулич. — температура уличного воздуха до входа в рекуператор.

Выполняя расчёт мощности, учитывайте нормативный объём приточного воздуха. Его величина составляет 60 м3/ч для лиц, постоянно находящихся в помещении, и 20 м3/ч — для временных посетителей.

Рассмотрим пример: требуется нагреть на 15 °C воздушный поток объёмом 100 м3 в час, поступающий с улицы в помещение.

P=0,335х100х15=500 Вт.

Как сделать пластинчатый рекуператор своими руками

Учитывая уровень цен на готовые пластинчатые рекуператоры, стоит задуматься о самостоятельном изготовлении этого устройства.

Пластинчатая конструкция — плюсы и минусы

Рекуператор с пластинчатым теплообменником обладает следующими достоинствами:

  • отсутствием быстроизнашивающихся и подвижных элементов;
  • высокой тепловой эффективностью, составляющей 65%;
  • небольшими габаритами;
  • простой конструкцией теплообменника;
  • возможностью энергонезависимой работы;
  • лёгкостью самостоятельного изготовления;
  • отсутствием необходимости в специальном обслуживании и регулировке;
  • возможностью установки в любую зону воздушной магистрали.
Пластинчатый рекуператор — пример
Пластинчатый рекуператор можно изготовить самостоятельно

Одновременно с достоинствами имеются и слабые стороны:

  • обледенение пластин при отрицательной температуре уличного воздуха и высокой влажности внутри здания;
  • невозможность регулировки концентрации влаги в помещении.

Однако имеются проверенные решения, позволяющие при обмерзании теплообменника повысить эффективность работы устройства. Необходимо предпринять специальные меры по обогреву рекуператора или использовать целлюлозные кассеты, которые поглощают влагу, не позволяют образоваться конденсату и обладают эффектом увлажнителя.

Необходимые материалы

Для изготовления пластинчатой конструкции теплообменника подготовьте следующие материалы:

  • листовой металл 0,5–1,5 мм (предпочтительно алюминий) для изготовления пластин теплообменника. Допускается применение оцинковки, текстолита, сотового поликарбоната или гетинакса (учитывайте, что с уменьшением толщины пластин возрастает коэффициент теплоотдачи);
  • материал для обеспечения гарантированного зазора между пластинами в интервале 2–3 мм (можно использовать деревянные планки, органическое стекло, техническую пробку или обычный шнур шириной порядка 10 мм);
  • листовой материал для изготовления корпуса (подойдёт также тонкий металл, фанера, стружечные плиты или любая имеющаяся ёмкость требуемых размеров);
  • клей и герметик на основе силикона;
  • утеплитель, имеющий толщину 4 см (можно использовать минеральную вату или пенопласт);
  • соединительные фланцы, соответствующие диаметру труб;
  • вентилятор, мощность которого определяется расчётным путём;
  • стальные уголки для изготовления стоек;
  • крепёжные элементы (шурупы, саморезы).

Для выполнения работ понадобится электрический лобзик или обычная болгарка.

Изготовление

Для самостоятельного изготовления пластинчатого теплообменника не требуется специальная техническая подготовка. Осуществляйте изготовление деталей рекуператора и сборку устройства, руководствуясь предварительно разработанным чертежом.

Конструкторский чертёж устройства
На чертеже указаны все установочные и присоединительные размеры

Выполняйте работы по следующему алгоритму:

  1. Нарежьте заготовки квадратной формы, имеющие размер стороны 20–30 см. Подготовьте для пакета 70 пластин, имеющих идеальные размеры и плоскостность поверхности. Используйте электрический инструмент, позволяющий выполнять резку группы заготовок.
    Пластина рекуператора из листовой стали
    Все заготовки должны иметь точные размеры
  2. Подготовьте и приклейте к элементам пакета прокладки, соответствующие размерам пластин. Наклеивайте параллельные полосы прокладок с боковых сторон пластин (за исключением одной крайней пластины) и в центре.
    Второй этап изготовления рекуператора
    К каждой пластине приклеиваются прокладки толщиной 3 мм
  3. Соберите в блок комплект заготовок, смазав клеем сопрягаемые плоскости полос. Произведите укладку панелей, осуществляя поворот каждой последующей заготовки под прямым углом. Контролируйте совпадение краёв. Наклейте последнюю пластину, на которой отсутствуют прокладки.
    Блок пластин
    Укладка и склеивание панелей
  4. Обеспечьте плотное прилегание деталей блока. Для улучшения схватывания положите на кассету груз. Каналы в полученном блоке чередуются на каждом уровне и располагаются под углом 90 градусов.
  5. Соберите полученную конструкцию в силовой каркас. Тщательно заделайте все зазоры герметиком.
    Блок теплообменника
    Собранный пакет готов к установке в корпус
  6. Соберите корпус, обеспечив возможность диагонального расположения блока теплообменника. Размер по диагонали теплообменного блока должен соответствовать внутренним размерам корпуса рекуператора, а ширина корпуса — толщине пакета. Предусмотрите места для монтажа вентиляторов и фильтровальных элементов при необходимости.
    Схема расположения блока теплообменника
    Внутренние габариты корпуса соответствуют размерам теплообменника
  7. Подготовьте в боковых стенках корпуса отверстия для установки патрубков.
  8. Зафиксируйте на внутренних стенках корпуса направляющие элементы для установки теплообменника. Расположение пакета должно обеспечивать возможность сбора конденсата в нижней части и вывод его через дренажный канал.
  9. Герметизируйте стыки деталей корпуса, закрепите патрубки воздуховодов с фланцами.
  10. Плотно вставьте кассету теплообменника в корпус устройства, обеспечив угол 45 градусов между боковой поверхностью пластин и стенкой корпуса рекуператора.
    Установка кассеты в корпус
    Кассета теплообменника делит корпус на рабочие зоны
  11. Обеспечьте герметичность четырёх полученных каналов вокруг теплообменника. При необходимости устраните щели герметиком. Движение воздушных потоков должно осуществляться только через зазор между пластинами теплообменника.
  12. Установите на входе воздушных магистралей фильтровальные элементы и вентиляторы, если их монтаж предусмотрен конструкцией изделия.
    Рекуператор с вентиляторами
    Внутреннее пространство корпуса позволяет разместить вентиляторы
  13. Окрасьте корпус, обеспечив защиту от коррозии и гниения. Утеплите рекуператор, используя теплоизоляционные материалы.

Видео: изготовление пластинчатого рекуператора

Как сделать трубчатый коаксиальный рекуператор своими руками

Владельцы квартир часто выбирают для самостоятельного изготовления и монтажа трубчатый коаксиальный рекуператор, считая его конструкцию более простой. Технология самостоятельного изготовления теплообменника не слишком трудоёмка и требует элементарных навыков работы с инструментом.

Трубчатая коаксиальная конструкция — плюсы и минусы

Трубчатый рекуператор с коаксиально расположенными оболочками выгодно отличается:

  • повышенным до 65–70% коэффициентом полезного действия;
  • отсутствием подвижных частей;
  • компактной конструкцией;
  • доступностью материалов для самостоятельного изготовления;
  • простотой изготовления;
  • лёгкостью установки;
  • возможностью работы без дополнительного электрооборудования.
Трубчатый рекуператор — пример
Второй рекуператор, который достаточно просто изготовить своими руками, трубчатый

У коаксиального рекуператора имеются и недостатки:

  • невозможность изменения влажности в помещении;
  • зависимость эффективности работы устройства от длины коаксиальных труб.

Необходимые материалы

Для самостоятельного изготовления трубчатого рекуператора понадобятся материалы, приобрести которые можно в любом специализированном магазине:

  • пластиковая труба диаметром 16 см, применяемая для канализации;
  • переходники с диаметра 16 см на 10 см, используемые в качестве разветвителей;
  • гофрированная труба диаметром 10 см, изготовленная из алюминия;
    Гофрированная алюминиевая труба
    Размер гофрированной трубы должен обеспечивать её свободное расположение в корпусе
  • вентилятор с посадочным размером, соответствующим диаметру трубы.

Приобретая материалы для изготовления рекуператора, помните, что длина канала определяет КПД устройства. Для повышения интенсивности работы можно установить небольшой вентилятор, улучшающий циркуляцию воздуха.

Изготовление трубчатого рекуператора

Для самостоятельного изготовления устройства предварительно разработайте схему трубчатого рекуператора — это поможет избежать ошибок при сборке.

Схема работы трубчатого рекуператора. Конденсат
При изготовлении учитывайте движение потоков воздуха

Выполняйте работы, соблюдая последовательность операций:

  1. Отрежьте заготовку пластиковой трубы необходимого размера, являющуюся корпусом теплообменника.
    Резка пластиковой трубы
    Используйте ножовку для резки трубы
  2. Упакуйте алюминиевую гофру внутри пластиковой трубы, обеспечив её максимальное растяжение.
    Алюминиевая гофра внутри трубы
    Гофрированная труба располагается по всей длине корпуса
  3. Закрепите в торцах магистрали переходники, соединив с ними гофрированную трубу.
    Переходники, соединенные с гофрированной трубой
    Разветвители стыкуются с корпусом рекуператора
  4. Обеспечьте герметичность крепления гофрированной трубы к патрубкам переходников.
  5. Соедините приточную магистраль к свободным патрубкам переходного элемента.
    Собранный узел рекуператора
    Один из вариантов сборки коаксиального рекуператора
  6. Состыкуйте коаксиальный теплообменник с вентилятором. Это улучшает прохождение воздушного потока по гофре.
    Вариант исполнения рекуператора с вентилятором
    Оснащение трубчатого рекуператора вентилятором повышает производительность устройства

Предложенная схема сборки обеспечит эффективный теплообмен между стенками гофры и внешней трубой коаксиального рекуператора.

Видео: изготовление трубчатого теплообменника

Как узнать КПД оборудования

Для определения коэффициента полезного действия рекуператора руководствуйтесь формулой: КПД = (Тпост. — Твнеш.) / (Твнутр. — Твнеш.), где:

  • Тпост. — температура поступающего в помещение воздуха после прохождения через теплообменник рекуператора;
  • Твнеш. — температура уличного воздуха на входе в устройство;
  • Твнутр. — температура удаляемого из помещения потока до рекуперации.

Перемножив полученное значение на 100, получим выраженный в процентах КПД теплообменника.

Разница температур входящего и исходящего потоков воздуза
Зная температуру воздуха, можно определить КПД рекуператора

Например, внешняя температура 0 °C, внутренняя +20 °C, а рекуперированный воздух нагрелся до 14,8 °C.
КПД=(14,8–0)/(20–0)=0,74.
Коэффициент полезного действия устройства, представленного на рисунке, составляет 0,74х100%=74%.

Значение КПД изменяется в зависимости от условий работы.

Установка и монтаж в частном доме

Не так сложно выполнить установку рекуператора в частном доме.

Трубчатый тип устройства

На примере трубчатого типа, оснащённого вентиляторами, рассмотрим последовательность выполнения работ по самостоятельной установке устройства.

Трубчатый рекуператор — установка в стене дома
Схема предусматривает установку под наклоном, необходимом для стекания конденсата

Установка осуществляется на расстоянии 10–15 см от потолка помещения. Монтаж производится следующим образом:

  1. Просверлите сквозной канал диаметром 165–170 мм со стороны помещения на улицу с наклоном 3 градуса на внешнюю сторону.
    Сверление отверстия на улицу
    Использование специальной насадки ускоряет работу
  2. Установите в отверстии рабочий модуль теплообменника.
  3. Обеспечьте выступание с внешней стороны помещения выходного патрубка от уровня стены на 15 мм.
  4. Заполните свободное пространство монтажной пеной или уплотнителем, обеспечивающим герметичность и фиксированное положение корпуса.
    Герметизация отверстия в стене
    Монтажная пена надёжно герметизирует щели
  5. Установите защитные решётки с противоположных сторон корпуса.
    Выходной патрубок рекуператора
    Защитная решетка с уличной стороны предотвращает засорение трубчатого рекуператора
  6. Подключите согласно схеме устройство рекуперации к электрической сети напряжением 220 в.
    Схема подключения к электрической сети
    Варианты подключения трубчатого рекуператора предусматривают возможность регулировки реостатом частоты вращения
  7. Подайте напряжение и проверьте работоспособность рекуператора.

Установленное устройство может функционировать в одном из трёх вариантов:

  • в пассивном режиме. Минимальный воздухообмен 6–9 м3 в час осуществляется благодаря естественному перепаду давления внутри помещения и с уличной стороны;
  • в режиме проветривания. Осуществляется одновременная работа двух вентиляторов. Создаётся интенсивный обмен воздушных масс с максимальной производительностью 70–80 м3 в час;
  • в ночном положении. Циркуляция воздушных масс объёмом 20–25 м3 в час создаётся принудительным путём за счёт уменьшенной с помощью реостата частоты вращения вентиляторов.

Помните, что все мероприятия по подключению к электрической сети устройства рекуперации выполняются при отключённом питающем напряжении.

Пластинчатый тип устройства

Пластинчатый теплообменник может устанавливаться как самостоятельное устройство, так и в магистралях, оборудованных вытяжным и приточным вентилятором. Подключение пластинчатого устройства с прямоугольными каналами осуществляется в магистралях, имеющих соответствующее сечение воздуховодов.

Рекуператор в сборе
Данная модель используется в системах вентиляции с прямоугольными магистралями

Для установки используются переходные колена.

Соединительное колено
Переходник прямоугольного сечения облегчает установку

Крепление рекуператора можно осуществить в потолочной части помещения с помощью шпилек.

Схема монтажа при помощи шпилек
Монтаж пласинчатого рекупера у потолка экономит место в помещении

При пассивном режиме работы устройства осуществляется естественный подогрев воздушных масс, циркулирующих благодаря перепадам давления. Подключается с помощью выходных патрубков к магистралям, обеспечивающим отвод и подачу воздушных масс.

Подключённый рекуператор
После подключения к воздуховодам проверяется работоспособность системы рекуперации

Монтаж пластинчатого рекуператора, функционирующего совместно с вытяжным и приточным вентилятором, осуществляется путём соединения устройства с воздушными магистралями согласно схеме.

Подключение устройства с вентиляторами
Вариант установки пластинчатого теплообменника совместно с вентиляторами

В частном доме рекуператор пластинчатого типа можно подключить, руководствуясь различными схемами.

Схема установки рекупиратора и разводки труб в частном доме
Вариант подключения рекуператора в коттедже

Видео: установка пластинчатого рекуператора

Отзывы о работе устройства

Об эффективной работе тепло- и воздухообменника и целесообразности его установки свидетельствуют многочисленные отзывы.

Полтора года назад переехали в новую квартиру. В спальне по углам и на потолке была плесень. Сделали ремонт, в местах появления плесени обработали всем чем можно, но по прошествии полугода она начала появляться вновь. Пришлось делать ремонт заново, на этот раз более продуманно. Оказалось дело в недостаточной вентиляции, т. к. дом старый, вентиляционные шахты почти «не тянут», окна пластиковые. Решением оказался рекуператор. Прошло более полугода с момента ремонта, пока все отлично и дышится в комнате прекрасно!

Михаил Кузьмин

https://vk.com/topic-89827332_32155231

Я заказала установку рекуператора в загородный дом. Пока его работой все очень довольны. Главное изменение — дома всё время свежий и при этом не холодный воздух. Может, летом это не так актуально, а вот зимой — очень!

Елизавета Бару

https://vk.com/topic-76874762_31432944

У меня в квартире на кухне висит под потолком камера Mitsubishi- 150 м3/ч. Работает не выключаясь и зимой и летом уже 5 лет. Без вентиляции жена уже не согласилась бы жить.

jota

http://forum.abok.ru/index.php?showtopic=45276&st=0

При ремонте комнаты сразу запланировали монтаж рекуператора, проложили кабель к месту установки, установили под окном у радиатора, выглядит аккуратно и эстетично. В комнате дышится легче, планируем установить в остальные помещения.

Роман Пирайнен

https://vk.com/topic-89827332_32155231

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

Марта Кононова

https://vk.com/topic-76874762_31432944

Живём с прошлого года в доме. Проветривания помещений явно не хватало для хорошего микроклимата. После монтажа двух рекуператоров на весь дом, заметили — белье после стирки стало сохнуть гораздо быстрее, избыточная влажность ушла. Зимой рассчитываем сократить затраты на энергопотребление при помощи рекуператора!

Роман Омельченко

https://vk.com/topic-89827332_32155231

Делюсь здесь опытом использования рекуператора. Установили его в середине декабря прошлого года и с тех не представляем, как жили в духоте раньше без него. Воздух дома стал намного чище, свежее. В спальне это незаменимая вещь, да и в детской тоже. Не надо открывать окна каждый раз, когда становится душно. Ещё я первое время была просто в восторге оттого, что пыли на подоконниках в спальне стало немного меньше. Сейчас уже ко всем плюсам рекуператора привыкли и хотим установить ещё один в большую комнату.

Надя Миронова

https://vk.com/topic-76874762_31432944

Практика подтверждает эффективность использования рекуператоров в качестве самостоятельных устройств, а также в системах вентиляции помещений. Характеристики изготовленных своими руками рекуператоров соответствуют показателям образцов, выпускаемых современной промышленностью. При небольших финансовых затратах можно самостоятельно изготовить и установить агрегат, который обеспечит здоровый микроклимат в частном доме или квартире.