Теплообменник для рекуператора

Вопрос энергоэффективный волнует наверное каждого владельца недвижимости. Проветривание как способ обновления воздуха в помещении не всегда подходит, зимой это достаточно большие потери тепла, и большая вероятность простыть, поэтому и был придуман теплообменник для проветривания.

Простыми словами — смысл рекуператора для вентиляции в том, что входящий с улицы холодный воздух, подогревается выходящим воздухом из помещения, т.е. происходит теплообмен «грязного» воздуха со свежим, без перемешивания воздушных потоков.

Ну вроде бы вступление получилось внятным, поэтому я перейду непосредственно к постройке рекуператора своими руками. В сети много примеров изготовления таких устройств, собственно которыми я и воспользовался, немного дополнив и переделав под себя. И так, мне понадобился такой теплообменник для комнаты отдыха в бане, это помещение около 24 кв.м., поделенное перегородкой, до определенного времени использовалось как единственное жилое помещение на даче.

Для изготовления рекуператора мне понадобилось:

1. Поликарбонат сотовый — 1 лист 4мм  (210*600 см.)
2. Экструдированный пенополистирол — 5 листов 30 мм  (120*60 см)
3. Канальные вентиляторы 100 мм (производительность 100 литр/в час) — 2 шт
4. Пена монтажная
5. Клей для пластика (не момент)
6. Провода для подключения вентиляторов

Для начала я нарезал пластин из поликарбоната с помощью дискового ножа (вот такого)  и металлической линейки.

Один воздушный поток пойдет непосредственно по сотам поликарбоната, а другой, пересекающий его нужно пустить между этими пластинами, для этого нарезал из таких же пластин полосок (соломки), что бы потом приклеить их.

После склейки пластин получилось вот так

Фото после склейки блока, стрелками показал движение воздушных потоков. Потоки идут по всей высоте блока. Таких блоков будет два.

Блоки готовы, они должны быть одинаковой высоты.

После изготовления основных блоков для рекуператора, сделал короб из экструдированного пенополистирола, для склеивания использовал монтажную пену, просто нанес ее на торцы и прижал, поставил теплообменные блоки для примерки, вот что получилось:

Установил вентиляторы, второй на фото не видно,желтыми стрелками показаны щели, которые тоже нужно запенить.

Собственно на этом самодельный рекуператор практически закончен, на очереди его установка. Как я писал в начале статьи, он был сделан для бани, для комнаты отдыха, но установил я его в моечной, откуда уже по воздуховодам, через рекуператор подается свежий воздух, и откачивается «грязный/влажный/с запахами» На фот еще раз показал стрелками как двигаются воздушные потоки.

Желтыми стрелками обозначен поток выкачиваемого воздуха, а синими стрелками — поток закачиваемого (свежего). В результате встречи этих потоков в теплообменниках из поликарбоната, происходит теплообмен, который повышает входящий холодный воздух практически до комнатной температуры, это при температуре на улице -5 -10 градусов, если температура ниже, то конечно поток входящего воздуха холоднее.

Рекупиратор в готовом собранном виде выглядет так.

Крышка закреплена на длинные саморезы по дереву, можно впенить в нее стекло что бы наблюдать за конденсатом и прочими процессами в рекуператоре, в моем случае, холодный воздух начинает прогреваться уже в воздуховоде, поэтому конденсата в рекуператоре нет.

Источник: samoblog.com

Приветствую всех участников сообщества.

Предлагаю к обсуждению мою конструкцию теплообменника для рекуператора.

Теплообменник для рекуператора изготовлен из алюминиевых трубок (дистанционные рамки) предназначенных для изготовления стеклопакетов. Толщина стенок трубок 0,2 мм, длина до 6 метров.

На фото трубки рамок собраны в кассету диаметром 123 мм и длиной 800 мм. и вставлены в переборки из композитного материала (с двух сторон алюминиевые листы, между ними полимер) толщиной 2,9 мм.

Преимущества данной конструкции.

Теплообмен происходит во встречных потоках воздуха, а не в перекрестных, как в большинстве пластинчатых теплообменников

Простой монтаж и интеграция в уже существующие системы вентиляции без необходимости радикальных доработок.

Максимальная длина теплообменника может достигать 5 метров.

Толщина стенки алюминиевых трубок теплообменника всего 0.2 мм.

В каналах трубок теплообменника присутствует сварной шов и перфорация (перфорация заглушена), что вызывает турбулентность проходящего воздуха и увеличивает эффективность теплообмена.

Теплообмен происходит не только между горизонтальными стенками (как в классическом пластинчатом теплообменнике), но и между вертикальными перегородками, так как горячий воздух обтекает холодные каналы со всех сторон, что дает увеличение качества теплообмена и кпд рекуперации.

Неограниченный срок службы основного (как по сути, так и по стоимости) элемента рекуператора — теплообменника.

Простое обслуживание — достаточно извлечь ТО и промыть водой, в случае его загрязнения.

Конструктивно обеспеченное герметичное разделение потоков поступающего и удаляемого воздуха (перфорация заглушена), гарантированно исключающее их взаимопроникновение.

Многовариантность конструктивного исполнения корпуса рекуператора, что обеспечивает легкость адаптации к конкретному месту и методу установки (в толще стены, в оконном откосе, в подоконной нише, за подвесным потолком и пр.)

Используя такую конструкцию теплообменника можно получать степень рекуперации в любых, заранее заданных пределах, меняя длину теплообменника. Это позволяет оптимально подобрать теплообменник под каждую конкретную задачу.

Источник: www.forumhouse.ru

Эффективность и принцип действия систем рекуперации

Рекуператор (recuperator) в переводе с латинского – «возвращающий» или «получающий обратно». В нашем случае он играет роль теплообменника, задача которого – задержать тепловую энергию, стремящуюся покинуть помещение вместе с выходящим воздухом в холодное время года, и заблокировать поступление этой же тепловой энергии (в виде горячего воздуха) в помещение в летний период.

Рекуператор воздуха состоит из нескольких каналов, через которые, не смешиваясь друг с другом, проходят воздушные потоки, входящие и выходящие из проветриваемого помещения. Если температура потоков воздуха различается, они начинают обмениваться тепловой энергией, и, соответственно, горячий воздух остывает, а холодный – нагревается. Кроме того, в процессе происходит осушение воздуха, связано это с конденсацией жидкости на каналах теплообменника. Применение систем рекуперации помогает сократить потери тепла до 70 %.

Использование рекуператора в системе вентиляции позволяет:

• иметь постоянный качественный теплообмен;
• компенсировать неэффективность работы естественной вентиляции вследствие установки герметичных окон и дверей;
• отказаться от использования энергозатратных калориферов и кондиционеров;
• экономить на отоплении;
• поддерживать чистоту воздуха в квартире – в нем будет отсутствовать уличная пыль и пыльца растений.

Вентиляционная система с рекуператором позволяет обеспечить постоянное обновление воздуха в помещении и создает комфортные температурные условия внутри комнаты.

Виды рекуператоров

Системы рекуперации можно разделить на несколько типов.

• Прямоточный, противоточный, перекрестный рекуператоры отличаются способом перемещения потоков воздуха.
• В зависимости от конструктивных особенностей рекуператоры могут быть ребристыми, трубчатыми, пластинчатыми и пластинчато-ребристыми.
• По материалу изготовления теплообменники бывают металлическими, пластиковыми, мембранными.
• По принципу действия выделяют:
  • пластинчатый (перекрестно-точный) рекуператор – наиболее популярный тип простой конструкции, используемый в домах и квартирах;
  • роторный рекуператорр – для работы требуется источник электроэнергии, вращающий роторный элемент, имеют большие размеры и высокий КПД (до 87 %);
  • крышный рекуператор – установка промышленного уровня;
  • коаксиальный рекуператор — легок в исполнении даже без опыта;
  • рециркуляционный (жидкостный) рекуператор – передает воздуху тепло с помощью воды или антифриза, имеют сложную конструкцию и КПД, сопоставимый с эффективностью пластинчатого теплообменника.
  
  

Пластинчатый рекуператор

Пластинчатые рекуператоры чаще всего выполняются в виде резервуара, разделенного внутри полосами оцинкованной стали, которые создают каналы для движения потоков воздуха. Перемещаясь по каналам, воздушные струи не смешиваются, но зато могут обмениваться тепловой энергией, что приводит к выравниванию температур входящих и исходящих потоков воздуха.

Вентиляционные системы, в основе которых используются пластинчатые рекуператоры, обладают рядом достоинств:

• высокой эффективностью – до 65 % КПД;
• несложной конструкцией и компактными размерами;
• простотой изготовления и обслуживания;
• легкостью регулировки;
• возможностью установки на любом участке воздуховода;
• отсутствием необходимости использования электрической энергии;
• отсутствием подвижных и трущихся деталей.

Есть у таких теплообменников и свои недостатки:

• Риск обмерзания при отрицательных температурах вследствие конденсации влаги в каналах рекуператора, снижающего эффективность работы устройства.
• Невозможность регулирования влажности воздуха.

На сегодняшний день использование рекуператоров пластинчатого типа в системах приточно-вытяжной вентиляции считается наиболее эффективным решением для квартиры.

Источник: mr-build.ru

Особенности и принцип работы

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

 

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

Основные типы конструкций

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

Основные типы рекуператоров:

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

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

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

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

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

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

Самостоятельное изготовление рекуператора

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

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

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

К преимуществам самодельных пластинчатых рекуператоров принято относить следующее:

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

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

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

Необходимые компоненты и материалы

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

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

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

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

Сборка нагревателя

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник: TopVentilyaciya.ru