Приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией тепла своими руками

Как установить и подключить рекуператор

Монтаж механизма определяется его типом. Рассмотрим установку пластинчатой конструкции:

Оборудование с помощником поднимают под потолок. Производят разметку отверстий для крепежа, после чего сверлят их и забивают чопики с последующим вкручиванием крепежных элементов.
Поднимают рекуператор и крепят его на требуемой высоте, для чего между крепежом фиксируют металлическую пластину для удержания устройства в подвешенном состоянии.
Для подключения механизма к системе воздухообмена, обжимной хомут и фланец обезжиривают. Затем изнутри на хомут наносят герметик и крепят его к фланцу. В такой же последовательности фиксируется воздуховод к рекуператору. Места стыковки проклеивают специальной клейкой лентой из алюминия.

Чтобы добиться комфортного микроклимата с чистым воздухом и нормальной влажностью, устанавливают вентиляционную систему. Однако оснащение жилья рекуператором позволит избавиться от многих проблем, в частности, экономить тепловые ресурсы.

При выборе конструкции рекуператора для частного дома и изготовлении устройства своими руками, нужно ознакомиться с чертежами, разобраться, какой вариант лучше для ваших условий. При этом учитывают площадь жилых комнат, влажность и для каких целей предназначается рекуператор

Также обращают внимание на стоимость оборудования, способы монтажа, КПД, от чего напрямую будут зависеть качественные показатели вентиляции дома

Делаем заготовки для рекуператора

Как уже говорилось выше, главная и основная его часть – теплообменник. Приборы промышленного изготовления бывают с роторными или пластинчатыми теплообменниками. Пластинчатый – более простой для кустарного воплощения.

Теплообменник представляет собой систему каналов, соприкасающихся между собой. Для эффективной рекуперации площадь теплообменника должна быть не менее 3,3 м². Это можно рассчитать при помощи формулы, описывающей процесс теплопередачи. Листы оцинковки режем на прямоугольники, чтобы сделать только необходимые резы и иметь минимум обрезков, после расчётов получается, что оптимальный размер пластин 284х199 мм. Чтобы получить требуемую площадь, нужно вырезать шестьдесят пластин. Резать лучше не ножницами по металлу, потому что они загибают край, а отрезной машинкой с помощью тонкого диска по металлу.

На пластинах нужно по разметке просверлить отверстия по четырём углам, диаметром 6 мм. А затем, с помощью самоклеющегосяуплотнителя для окон создаём перемычки каналов теплообменника. На одну пластину наклеиваем уплотнитель по двум противоположным сторонам, а на второй – по двум другим сторонам (не забываем, что заготовленные пластины имеют форму прямоугольника). Одновременно проводим сборку пластин. Резьбовую штангу режем на четыре куска, накручиваем гайки и укладываем первую пластину.

Поверх уплотнителя из поролона наносим силикон, надеваем на шпильки в качестве шайб гайки М6. Произведя расчёты, получаем, что расстояние между пластинами должно быть 4 мм, тогда общая площадь сечения каналов будет равна сечению труб воздуховода и диаметру вентиляторов. Так что гайки М6 очень подходят: их высота – 4 мм.

Сборка пластин теплообменника

Укладываем следующую пластину, таким образом, чтобы полосы уплотнителя были перпендикулярно. Так продолжаем до конца, чередуя пластины, таким образом получаются воздушные каналы, перпендикулярные друг другу: в одну сторону для притока, в другую сторону – для вытяжки. В результате получаем такую пачку пластин с каналами между ними.

Из той же оцинкованной стали делаем корпус устройства. Теплообменник размещаем таким образом, как показано на схеме.

Расположение патрубков не принципиально – в зависимости от того, как подходят трубы. Единственное, что нужно учесть: зимой на входе уличного холодного воздуха будет образовываться конденсат. Поэтому нужно сделать поддон и сток жидкости.

В готовом виде рекуператор выглядит так:

Осталось смонтировать его в систему приточно-вытяжной вентиляции, подключив через клемники вентиляторы и регулятор скорости вентиляторов.

Затратив всего около шести тысяч рублей и пару дней работы, мы получаем экономию почти сорок тысяч рублей, что, согласитесь, очень значительно.

Советы по изготовлению пластинчатого рекуператора для вентиляции

Чтобы уменьшить шум от вентиляции с рекуператором тепла из влагостойкого материала (гипсокартона) сооружается короб, стенки которого прокладываются изоляционным материалом;
Конструируя своими руками вентиляцию с рекуперацией тепла, необходимо учитывать скорость движения воздуха, которая может быть увеличена не более, чем на 1 м\с;
Общая площадь пластин теплообменника должна составлять 3,5 – 4 кв. метра, чтобы получить КПД рекуператора 60%;
Необходимо иметь в виду, что в морозы от -10 градусов и ниже пластинчатый теплообменник может покрываться наледью. Его время от времени размораживают, а в теплой половине устанавливается датчик перепада давления. При обмерзании вентиляционной системы с рекуперацией датчик зафиксирует увеличение перепада давления, подача воздуха будет осуществляться через байпас, а обогреватель оттает за счет тепла отработанного воздуха.

Расчет рекуператора

Какой мощности нужен рекуператор для конкретного помещения. Формула расчётов такая:

Q = 0,335 х L х (t_кон. – t_нач.).

Qпроизводительность (метры куб. в секунду).
L – это количество приточного воздуха, которое должно поступать по нормам на человека (60 м3 в час на того, кто постоянно находится в помещении, и 20 м3 на временного посетителя.).

В скобках – разница между температурой, которую нужно достичь и той, что поступает с улицы.

Например, нужно подогреть воздух на 20 °С в помещении, для которого требуется 120 м3 воздуха в час.

Q = 0,335 х 120 х 20 = 800 Вт.

Как узнать КПД готового рекуператора

Для этого нужно снять замеры температуры воздуха в трёх точках входа:

Поступающего с улицы до рекуперации (t_улич.)
Поступающего потока в дом, после рекуперации (t_рекуп.)
Выходящий из дома поток до рекуперации (t_дом.)

КПД = (t_рекуп.— t_улич.) : (t_дом. — t_улич.)

Полученный результат умножается на 100%

Пример:

На улице +3°С, дома +22°С, рекуперированный поток +14°С.

КПД = (14 – 3) : (22 – 3)

КПД = 11 : 19 = 0,57

0,57 х 100% = 57 %

Итак, КПД этого устройства, в данных условиях – 57%

У одного и того же агрегата, при разных условиях, будут разные показатели КПД.

Типы и характеристики вентиляций

В зависимости от устройства теплообменника рекуператоры разделяются на пластинчатые и роторные модели.

Роторный рекуператор. Роторный (или, как его еще называют, барабанный) тип устройства. В нем реализован принцип вращения теплообменника. В роторном рекуператоре он представляет собой конструкцию с большим количеством гофрированного металла. При контакте с нагретым воздушным потоком слои металла внутри барабана аккумулируют тепло, которое затем передается входящему потоку уличного воздуха.

К достоинствам рекуператоров такого типа можно отнести:

Возвращение основного объёма влаги из помещения. Такой рекуператор не снижает уровень влажности в комнате: влага в виде конденсата оседает на слоях металла в барабане, а затем возвращается в помещение при соприкосновении с входящим потоком воздуха;
Более высокий уровень КПД (в сравнении с рекуператорами других типов).

Что нужно учесть при эксплуатации роторных рекуператоров? Они отличаются более сложной конструкцией (это требует периодической проверки состояния и техобслуживания). Среди других особенностей можно назвать уровень шума выше среднего и необходимость в постоянном контроле фильтров, так как теплообменник (из-за своей конструкции) подвержен засорению пылью.

Из-за конструктивных особенностей и технических характеристик рекуператор роторного типа чаще всего используется в зданиях промышленного назначения, в торговых центрах и котельных. В квартирах, частных домах и коттеджах барабанные рекуператоры применяются значительно реже.

Пластинчатый рекуператор. Основной конструктивный элемент пластинчатых систем – это тонкостенные панели, которые поочередно расположены в теплообменнике. Края пластин загнуты, а соединения между ними герметизируются при помощи полиэфирной смолы.

Поочередно расположенные пластины могут быть изготовлены из следующих материалов:

Целлюлоза. Благодаря гигроскопичности этого материала влага может оставаться на пластине и затем возвращаться обратно в помещение;
Металл. Это могут быть сплавы алюминия, латунь или медь, то есть металлы, которые устойчивы к коррозии и имеют высокий коэффициент теплопроводности;
Пластмасса. Этот материал имеет малый вес и не подвержен воздействию влаги.

В теплообменниках пластинчатых рекуператоров поочередность пропуска холодного и нагретого воздушного потока обеспечивается определенным углом загиба краёв пластин. В отдельных моделях воздушные каналы имеют покрытие из серебра, что позволяет увеличить коэффициент теплообмена.

Пластинчатые рекуператоры обладают следующими преимуществами:

низкий вес, небольшие габариты;
высокий уровень надежности конструкции;
длительный срок эксплуатации;
высокая ремонтопригодность, простота технического обслуживания;
небольшая цена.

Рекуператоры пластинчатого типа наиболее востребованы в жилых помещениях и офисах. Среди особенностей их эксплуатации нужно отметить повышенный риск образования обледенения при отрицательных температурах.

Парокомпрессионный рекуператор. Интегрированный в вентиляционную установку тепловой насос воздух-воздух, осуществляет перенос теплоты за счет низкокипящего хладагента. В приточный и вытяжной каналы устанавливаются оребренные теплообменники, которые соединены с компрессором фреоновой магистралью. Сам по себе он не справится с полноценной рекуперацией, либо стоимость подобного агрегата будет неприличной. Но его достоинством является то, что он способен извлекать из воздуха скрытое тепло.

Парокомпрессионные рекуператоры используют совместно с роторными, либо пластинчатыми. Разные физические принципы работы компенсируют недостатки каждого вида рекуперации по отдельности.

Наивысший КПД традиционных рекуператоров достигается при максимальной разнице температуры снаружи и в помещении, тогда как парокомпрессионный рекуператор достигает максимального КПД при минимальной дельте.

Кроме очевидного улучшения КПД рекуперации, такие комбинированные вентиляционные установки, в летний период способны кондиционировать проветриваемые помещения. Кондиционирование производится круглосуточно с меньшими затратами электроэнергии и не требует дополнительного оборудования.

Нагревательные элементы

Конечно, ситуация, когда приточный воздух нагревается за счет удаляемого тепла, была бы идеальной. Но в ряде случаев достичь этого нельзя. К примеру, если за окном -25°С, то температуры удаляемого воздуха, какой бы ни была эффективность теплообменника, будет недостаточно, чтобы согреть приточный воздух до комфортной температуры. В этой связи рекуператоры оборудуются электрической системой дополнительного подогрева подаваемого в помещения воздуха. Как показывает практика, подогрев приточного воздуха нужен уже в том случае, если снаружи температура менее -10’С.

Нагревательный элемент также управляется автоматически и включается в зависимости от программы, если отобранного тепла недостаточно для подогрева приточного воздуха в соответствии с заданными параметрами. Он монтируется обычно вместе с теплообменником. Мощность и размеры нагревательных элементов зависят от мощности всей установки.

Случается, что при большой влажности воздуха и сильном морозе на теплообменнике образуется конденсат, который может замерзать. Чтобы избежать данного явления, существует несколько технических решений.

Например, приточный вентилятор может работать с перерывами (включаться каждые полчаса на пять минут), и работает тогда вытяжной вентилятор, а теплый воздух, проходя через теплообменник, защищает его от образования наледи.

Второе, довольно распространенное решение, заключается в направление части потока холодного воздуха мимо теплообменника. Существует ряд других способов, вплоть до использования электрического нагревателя, который частично подогревает поступающий снаружи воздух перед теплообменником. Образующийся конденсат должен не собираться внутри агрегата, а удаляться через систему трубопроводов либо непосредственно в канализацию, либо в иное предусмотренное проектом место.

При строительстве индивидуальных домов возможно применение конструктивной схемы устройства системы принудительной вентиляции с забором воздуха на определенном расстоянии от дома и доставкой его к приточно-вытяжной установке посредством воздуховодов, находящихся в земле, ниже уровня промерзания грунта. За время прохождения по такому каналу температура воздуха будет увеличиваться, что снижает риск образования конденсата и наледи на теплообменнике и в целом повышает эффективность работы рекуператора.

Особенности рекуперативной системы вентиляции

Пластиковые окна, которыми оборудуются сейчас практически все квартиры, способны значительно уменьшить потери тепла. Но, вместе с тем, они также являются причиной застоя воздуха внутри помещений. Являясь полностью герметичными, такие окна нарушают природный воздухообмен, который необходим для поддержания нормального самочувствия человека.

Вдыхая влажный и разреженный воздух, насыщенный, к тому же, вредными испарениями, человек никак не улучшает свое здоровье. Повышенная утомляемость, бессонница, нервозность #8212; лишь некоторые из возможных последствий такого состояния. Выходом может явиться регулярное проветривание помещений. Однако при этом теряется много тепла. Получается, что происходит обогрев улицы. А вот обеспечить одновременно и вентиляцию, и сохранение тепла поможет вентиляция с рекуперацией тепла.

Таким же действием обладает и кондиционер. Но, по сравнению с ним рекуператор является более экономичным, ведь для его питания необходимо всего 10-15 Вт энергии в час. При этом он подает в помещение свежий воздух, удаляет из воздуха излишнюю влагу, но сохраняет в помещении тепло. Это зимой. А летом происходит обратный процесс, препятствующий прохождению в дом жары с улицы.

Что дает вентиляция квартиры с рекуперацией

Перечислим основные преимущества, которые получают пользователи приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором:

Рекуператор обладает небольшими размерами, что позволяет размещать его в любом подходящем месте на наружной стене. Он не испортит дизайна комнаты.
Монтаж прибора осуществляется очень быстро, с небольшим образованием пыли.
Рекуперативная система вентиляции не требует установки воздуховодов.
Обеспечивается полноценная вентиляция помещения с удалением излишков влаги.
Затраты на отопление понижаются где-то на 25-30 %.
Встроенные в систему фильтры обеспечивают чистоту входящего воздуха.
Расход электроэнергии минимален. Необходимо лишь обеспечить работу приточно-вытяжных вентиляторов.
Практически бесшумная работа рекуператора не создает никаких неудобств жильцам.
Систему вентиляции можно включать по мере необходимости. Ей не обязательно постоянно находиться в работе.
Ремонт системы практически не требуется, так как поломаться могут лишь вентиляторы.

Как устроен рекуператор

Конструктивно рекуператор является прибором, имеющим внутри двухстенный теплообменник. При прохождении через него двух потоков воздуха происходит обмен тепловой энергией между потоками. В результате этого процесса холодный уличный воздух согревается, а выводимый из помещения воздух свое тепло передает холодному воздуху. Получается, что тепло большей частью остается в помещении.

Помимо этого происходит удаление влаги из выходящего воздуха. Влага конденсируется на стенках теплообменной камеры.

Подсчитано, что приточно вытяжная вентиляция с рекуперацией способна предотвратить потерю 70 % тепла из помещения. КПД рекуператора составляет около 60 %.

Рекуператоры могут иметь различную конструкцию, обладая различной мощностью.

Как работает вентиляция с рекуперацией

Прибор, обеспечивающий работу системы, устанавливается на наружной стене здания. Он имеет 2 вентилятора #8212; приточный и вытяжной. При включении прибора в работу работают одновременно 2 вентилятора.

Рекуперативная вентиляция происходит следующим образом. Вытяжной вентилятор забирает из комнаты загрязненный теплый воздух. Проходя через регенератор, воздух нагревает стенку теплообменника. Второй вентилятор обеспечивает приток воздуха с улицы. Холодный воздух, проходя через нагретый теплообменник, также нагревается и поступает в помещение.

Поскольку расход и поступление воздуха одинаковы, то в помещении поддерживается постоянное давление. Это не сказывается на самочувствии людей. Желательно, чтобы система вентиляции с рекуперацией была установлена во всех комнатах, так как наилучший результат прибор обеспечивает лишь в отдельно взятом помещении.

В некоторых приборах может находиться всего один вентилятор. В этом случае работа системы несколько отличается. Первоначально воздух вытягивается из помещения, нагревая теплообменник. Затем, ориентировочно через минуту, реле переключает направление вращения вентилятора на противоположное. Происходит забор холодного уличного воздуха, который нагревается от стенок теплообменника. В помещение попадает уже прогретый воздух. Затем вентилятор снова меняет направление вращения. Такой чередующийся цикл повторяется постоянно.

Уход за устройством несложен. Блок вынимается без усилий, после чего рекуператор промывается водой, просушивается, а затем устанавливается на прежнее место.

Правила монтажа

Правильный монтаж рекуператора начинается с выбора места. Пластинчатые интегрируются в вентиляционную систему на стадии ее разработки или уже готовую. В последнем случае вырезается часть магистрали по длине готового изделия. Затем монтируется с помощью переходников. Для крепления используют кронштейны с прорезиненным основанием. Так можно минимизировать вероятность появления шума.

Установка трубчатых моделей сложнее, так как они не привязаны к системе вентиляции. Их применяют в квартирах и частных домах, где она отсутствует

Поэтому важно выбрать правильное место установки и количество устройств. Одна модель может обслуживать помещение площадью до 60 м²

Учитывается наличие межкомнатных дверей.

Этапы монтажа

Определите место крепления. Располагается в верхней части комнаты, у потолка, примыкает к наружной стене здания.
Диаметр отверстия в стене больше сечения корпуса на 2-3 мм.
Между корпусом и стеной монтируется теплоизолирующая прокладка из стекловолокна, пенополистирола. Альтернатива – герметизация с помощью монтажной пены.
Установка корпуса. В помещении он крепится к потолку с помощью специальных хомутов.
Подключите вентилятора. Электропитание от ближайшей розетки или по установленному ранее электропроводу. Некоторые модели имеют дистанционный пульт управления.

После завершения работ и запуска ждут 2-3 часа. Затем проверяется разность температур во входном, выходном патрубке, в помещении и на улице. Так можно определить фактическую эффективность работы. Обслуживание простое. Необходимо периодически проверять отсутствие мусора и пыли внутри, герметичность соединений.

Правила монтажа

Учитывается наличие межкомнатных дверей.

Этапы монтажа

Определите место крепления. Располагается в верхней части комнаты, у потолка, примыкает к наружной стене здания.
Диаметр отверстия в стене больше сечения корпуса на 2-3 мм.
Между корпусом и стеной монтируется теплоизолирующая прокладка из стекловолокна, пенополистирола. Альтернатива – герметизация с помощью монтажной пены.
Установка корпуса. В помещении он крепится к потолку с помощью специальных хомутов.
Подключите вентилятора. Электропитание от ближайшей розетки или по установленному ранее электропроводу. Некоторые модели имеют дистанционный пульт управления.

Что такое рекуператор?

Рекуператор представляет собой устройство, в котором происходит передача тепла через теплообменник (пластинчатый, трубчатый, роторного типа и др.) от потока исходящего воздуха входящему. Воздух в устройство при этом нагнетается при помощи электрических вентиляторов.

Рекуператоры воздуха всегда легко можно приобрести в фирмах, занимающихся поставками вентиляционного оборудования. Кроме того можно попробовать соорудить данный прибор самому.

При этом если вы хотите попробовать свои силы в данной стезе, вам следует понимать, что придется в первую очередь изучить все принципы работы рекуператора, а также практику его создания, и только потом можно будет браться за дело.

Помимо этого для достижения наилучших результатов рекуператор нужно будет оборудовать электронной автоматикой своей работы, поскольку, увы, такие комплекты автоматики отдельно от устройства вам вряд ли удастся приобрести. Так что изготовить их придется самостоятельно либо поручить это специалистам данного дела.

Установка теплообменника

Мой выбор пал на последний четвёртый вариант.

Для измерения параметров использую вот такие инструменты

Теплообменник перенес несколько заморозок и разморозок, и в целом проявил себя хорошо.

p.s. теплообменник делал не сам, а заказал у знакомого, у меня не хватало времени (поэтому в целом справиться кто угодно, но нужно время и немного терпения)

Далее к рекуператору осталось подобрать два вентилятора. Я остановился на двухскоростных канальных вентиляторах таких как cata, вентс, s&p и много кто еще их делает.

Проанализоровав длину трасс, потери в рекуператоре, мне подошли по производительности вентиляторы вентс про тт-100

https://vents.ru/item/6544/TT_PRO_100-/

с ними как и планировалось

приток составил на 1 скорости 90 м3/ч , на второй скорости 130 м3/ч

вытяжка на 1 скорости 110 м3/ч, на второй скорости 150 м3/ч

разница притока и вытяжки составила 20 м3/ч из=за разной длины подающих линий, но в целом это не много и чуть разряженное давление в доме это не плохо.

Параметры теплообменника сравнивая с серийными продуктами чуть хуже, но не более 7%, что очень порадовало, сравнивал с алюминевыми теплообмениками heatex H1 того же размера.

Как узнать КПД системы рекуперации

Формула расчёта КПД рекуператора

При самостоятельном изготовлении рекуператора не всегда удаётся собрать устройство с максимальным показателем КПД. Тем более КПД рекуператора зависит от температуры и влажности воздуха снаружи помещения.

Для расчёта КПД рекуператора используется формула: H = (tр — tу) / (tд — tу), где:

t_р– температура воздуха после рекуперации;
t_у– температура воздуха до рекуперации;
t_д – температура отработанного воздуха, выходящего из помещения.

Итоговое значение следует умножить на 100%. Например, рассчитаем КПД устройства для конкретных условия. Температура воздуха снаружи — 5 оС, после рекуперации — 17 оС, в помещении — 24 оС. КПД = (17 – 5) / (24 – 5) = 0,63 * 100% = 63%.

Системы вентиляции с рекуперацией тепла: делаем самодельный рекуператор

Как установить и подключить рекуператор

Делаем заготовки для рекуператора

Советы по изготовлению пластинчатого рекуператора для вентиляции