Рекуператор — устройство, которое сохранит в вашем доме до 70% тепла

Теплообменник не даст нагретому воздуху из дома вылетать в трубу.

Рекуператор воздуха — одно из самых полезных и эффективных устройств, придуманных для благоустройства дома. Это простое и остроумное приспособление сбережет тепло в жилище и деньги в вашем кармане. Я говорю об этом ответственно, так как и сам его использую.

Без вентиляции в жилых помещениях невозможно создать нормальный микроклимат. В комнаты должен проникать чистый уличный воздух, а загрязненный — удаляться. Но зимой с отработанным воздухом из жилища уходит и ценное тепло. Летом разогретый уличный воздух усложняет работу системы кондиционирования.

Чтобы избавить вас от этих проблем и был изобретен рекуператор (от латинского слова recuperator— «возвращающий обратно», «получающий снова»).

Что это такое?

Технология рекуперации позволяет возвращать нагретый воздух обратно в помещения.

Рекуператор — это поверхностный теплообменник. Он использует теплоту отводимых жидкостей и газов. В этом устройстве обмен между носителями тепла производится в непрерывном режиме сквозь стенку, которая их разделяет.

Если использовать рекуператор в вентиляционной системе, то он:

• зимой возвращает в помещение тепло, уходящее вместе с удаляемым вытяжным воздухом;
• летом мешает проникновению в дом жары вместе с горячим приточным воздухом.

Принципиальная схема работы

Принцип работы устройства очень прост:

1. По сути, это двустенный теплообменник;
2. В нем, не смешиваясь, пересекаются два воздушных потока — приточный и вытяжной;
3. Вследствие температурной разности этих потоков, они друг с другом обмениваются энергией тепла. Нагретый воздух охлаждается, а прохладный разогревается;
4. Дополнительно, при остывании нагретого воздуха из него уходит влага. Она конденсируется на стенках устройства.

Рекуперация воздуха — это способ сократить энергетические потери в системе вентиляции. С помощью такой технологии энергосбережения вы можете пресечь утечку до 70% тепла. Оно затем используется повторно.

Типы и разновидности теплообменников

Прямоточный теплообменник самый простой конструкции.

Производители выпускают теплообменники, обладающие разными конструкциями, мощностью и предназначением.

По схеме перемещения теплоносителей устройства бывают:

• прямоточные;

КПД противоточного устройства— около 80%.

• противоточные;
• прямоточно-противоточные;
• перекрестные.

По особенностям конструкции рекуператор может быть:

• пластинчатым;
• трубчатым;
• роторным;
• ребристым (пластинчатым оребренным).

На фото пластиковое устройство — недорогое, но не очень прочное.

По материалу производства:

• пластиковым;
• металлическим;
• мембранным.

По предназначениюрекуператор может быть:

• подогревателем жидкостей, различных газов, воздуха;
• испарителем;
• конденсатором.

Бытовые приспособления

В бытовых системах вентиляции применяются пластинчатые и роторные устройства.

Роторный тип устройства

У роторного теплообменника высокий КПД.

1. Роторный рекуператор — это короткий цилиндр (барабан), в котором продольно размещены плотно упакованные слои из гофрированного металла. Чаще всего — это медь или оцинкованная сталь.
2. Размещается ротор по оси приточно-вытяжного вентиляционного канала.
3. При вращении барабана, устройство пропускает сквозь себя сначала нагретый вытяжной воздух. Потом — холодный приточный воздух.
4. При этом пластины поочередно нагреваются и охлаждаются. Тепловая энергия ими передается поступающему в помещение воздуху.

Достоинства роторного приспособления:

1. Неплохая эффективность.
2. У устройства высокий уровень КПД — 70-85%. Но он ниже, чем у пластинчатого аналога со спаренной кассетой.
3. Рекуператор потребляет мало электроэнергии, около 10 ватт за час.

Роторное устройство достаточно сложное, поэтому стоит сравнительно дорого.

Недостатки такого теплообменника:

1. Вытяжной газ. Встречающиеся потоки воздуха у роторного устройства разделяются не полностью. В результате в приточный воздух подмешивается небольшой объем вытяжного газа.
2. Стоимость. Из-за применяемой сложной механики цена у приспособления достаточно высокая.
3. Габариты. Устройство громоздкое и требует объемной вентиляционной камеры.
4. Техобслуживание.Рекуператор роторного типа должен проходить техобслуживание чаще, чем другие разновидности теплообменника.
5. Боязнь влаги. Устанавливать во влажных помещениях такое устройство нежелательно.

Пластинчатое приспособление

У перекрестного теплообменника самая простая конструкция — стопка пластин в жестяном коробе.

Пластинчатый рекуператор (его называют также перекрестным) представляет собой кассету. В ней каналы для проникновения вытяжного и приточного воздуха отделяются пластинками из листовой стали-нержавейки.

Потоки газов не перемешиваются. Однако тепловой обмен неизбежен. Происходит это потому, что пластинки нагреваются и охлаждаются с разных сторон одновременно.

Достоинства пластинчатых приспособлений.

1. Цена.Рекуператор пластинчатого типа наиболее распространен из-за своей дешевизны.
2. Габариты. У приспособления компактная конструкция.
3. Устройство. Теплообменник очень просто устроен. У него нет подвижных и трущихся элементов. В нем не используются потребляющие электроэнергию детали.

Байпасный клапан снимет проблему обмерзания теплообменника.

Недостатки устройства:

1. Конденсат. В вытяжном канале вентиляции оседает конденсат. Из-за этого, при отрицательных температурах на улице, рекуператор обмерзает со стороны вытяжки.

Чтобы решить проблему обмерзания рекуператора, я рекомендую регулярно включать приточный вентилятор. Еще можно использовать байпасный клапан.

Схема работы пластинчатого теплообменника.

2. Коэффициент полезного действия у подобных устройств не очень высок, всего 55-60%.
3. Вытяжной вентиляционный канал, согласно конструкции пластинчатого теплообменника, обязательно должен в нем пересекаться с приточным. Это бывает трудно реализовать.

Пластинчатый теплообменник с оребрением

Ребристый теплообменник экономит 45% электроэнергии, уходящей на отопление.

Эта разновидность пластинчатого теплообменника состоит из панелей, тонкие стенки которых оснащены ребрами. Они крепятся способом высокочастотного сваривания. Ребра поочередно соединены с поворотом на 90°.

Оребренный рекуператор дает широкие возможности:

1. Экономия. С его помощью можно экономить до 45% потребляемой электроэнергии, благодаря возврату тепла в технологический цикл.
2. Улучшенное прогорание в печи топлива. Происходит это благодаря использованию теплого, а не прохладного воздуха. Так вы уменьшите химический и механический недожог при рекуперации в ходе печного нагревания.

Рекуператор с оребрением — очень выгодное приобретение. С его использованием, при таких же затратах топлива, вы получите больший объем тепловой энергии, получаемой при его горении. Выгода составит 12-15%.

3. Охлаждение газа.Рекуператор позволит охлаждать отводимый дымовой газ, чтобы соблюсти экологические и санитарные нормы.
4. Подогрев уличного воздуха для отопления помещений теплом отходящих газов.
5. Охлаждение воздуха для его применения в тех технологических процессах, которые требуют низких температур.

Благодаря ребрам пластинчатое устройство становится более эффективным.

Преимущества оребренных пластинчатых теплообменников перед роторными и обычными пластинчатыми аналогами.

1. Такой рекуператор обладает большим отношением передающей тепло площади к его массе.
2. Он выдерживает более высокую рабочую температуру — до +1250 градусов.
3. У устройства меньшие масса и размеры.
4. Приспособление стоит недорого и быстро окупается.
5. При его использовании возникают сравнительно низкие сопротивления по вентиляционным каналам.
6. Устройство меньше зашлаковывается.
7. Ребристый рекуператор обладает более продолжительным сроком эксплуатации.
8. Такое приспособление реже обслуживается и ремонтируется.
9. Благодаря меньшим габаритам и весу, удешевляется и упрощается транспортировка и установка устройства.

Трубчатое устройство

Теплообменник из трубок очень компактен и потребляет мало электроэнергии.

Трубчатый рекуператор, по схеме перемещения воздушных потоков, является прямоточно-противоточным устройством. Тепловой обмен в нем интенсифицирован. Происходит это благодаря особой конфигурации тонкостенных трубок из сварной стали. Их пучок — это основа теплообменника.

Пристенные вихри, образующиеся в каждой из трубок, обеспечивают усиленный тепловой обмен. Проблем вихри не создают, потому как рассеиваются еще до того, как повышается сопротивление вентиляционного канала.

При бытовом использовании трубчатый рекуператор наиболее эффективен в жилищах с герметичными окнами из пластика. Оптимален он и для экодомов.

Схема работы трубчатого приспособления.

Прямоточно-противоточные устройства устанавливаются в едином вентиляционном канале. Это дает возможность добиться:

• очень низкого потребления электроэнергии (от 8 ватт в час и более);
• уникальной для вентиляционных устройств компактности, которая позволяет производить скрытый монтаж в жилых помещениях;
• высокой производительности устройства;
• продолжительной (от 10 лет) безостановочной эксплуатации приспособления;
• невысокой стоимости и сложности техобслуживания;
• отсутствия застойных участков в вентиляционном канале.

Приточно-вытяжная вентиляция с теплообменником

При естественном вентилировании дома рекуперация не будет эффективной.

Воздух из помещения можно отводить разными способами. Есть три основных разновидности вентиляционных систем: естественная, комбинированная (естественно-принудительная), механическая.

1. Естественная. Состоит из двух труб. По одной в помещение поступает приточный воздух. По второй удаляется вытяжной. Система работает благодаря разнице давлений между уличным и комнатным воздухом.
2. Комбинированная. Приток воздуха естественный. На вытяжной же канал устанавливается электрический вентилятор. Благодаря ему воздухообмен становится принудительным.

Механическая система вентиляции, оснащенная рекуператором, будет очень эффективной и экономичной.

3. Механическая. Наиболее дорогостоящая, зато и самая эффективная. В нее приток и отведение воздуха производятся принудительно.

Обязательные ее элементы — это приточный и вытяжной вентиляторы. Система может комплектоваться дополнительными модулями для вентиляционных каналов.

Это могут быть калорифер, фильтры и рекуператор. Работа всех этих устройств должна быть согласована. Рекуператор тепла делает механическую систему еще более эффективной и экономичной.

Как изготовить теплообменник самостоятельно?

Вы можете использовать не только заводской, но и самодельный теплообменник. Смастерить теплообменник пластинчатого типа своими руками достаточно просто. Для этого даже не нужны чертежи.

Итак, как сделать воздушный теплообменник самостоятельно?

Изображение	Последовательность действий
	Шаг 1 Для работы вам понадобитсячетыре квадратных метра стальной жести-оцинковки. Это два листа 1×2 м.
	Шаг 2 Разрежьте листы на пластинки размером 20×30 см. Уложите их стопкой.
	Шаг 3 Пластинки должны быть абсолютно ровными. Поэтому нарезайте их не ножницами по металлу (они загибают и рвут края пластин), а болгаркой с соответствующим диском.
	Шаг 4 Чтобы создать дистанционные промежутки, приклейте к пластинам рамки из полос резины или технической пробки. Толщина полосок должна быть 2 мм. Зазоры между пластинками должны составлять не меньше 4 мм. Так не будет возникать сильного сопротивления потокам воздуха. Правильно подберите сечение теплообменника. Скорость воздушного потока должна равняться либо быть немного больше 1 метра в секунду.
	Шаг 5 Когда уложите всю стопку пластин, щели в ней залейте нейтральным силиконовым герметиком.
	Шаг 6 Когда герметик полностью отвердеет, уложите пластины в корпус. Им может быть любой жестяной короб подходящих габаритов.
	Шаг 7 Прорежьте в корпусе отверстия. Вставьте в них фланцы из пластика. Их диаметр должен равняться сечению вентиляционных каналов.
	Шаг 8 Замажьте все щели в коробе силиконовым герметиком.
	Шаг 9 Сделайте вентиляционную камеру из фанеры толщиной 18-20 мм либо из ДСП. Стенки камеры теплоизолируйте минеральной ватой. Теплообменник в вентиляционной камере надо разместить по оси воздуховодных каналов.

Установите на теплообменник датчик давления воздуха.

Зимой при температуре на улице меньше -10 °C пластинчатый рекуператор может обмерзать. Для контроля и регулярного размораживания на его теплом участке смонтируйте датчик перепадов давления.

При промерзании уличный воздух будет проходить сквозь байпас. Самодельный теплообменник будет оттаивать, согреваясь теплым отводимым воздухом.

Вывод

Большинство современных строительных материалов дают возможность получать практически герметичные (тепло-, звуко- и влагоизолированные) помещения. Это достоинство одновременно является и недостатком, так как жилище не «дышит».

Поэтому квартира или частный дом не могут обойтись без эффективной приточно-вытяжной вентиляции. Я очень советую вам вмонтировать в такую систему рекуператор. Так вы нормализуете воздухообмен и сохраните в доме тепло, уходящее вместе с вытяжным воздухом. Видео поможет вам еще лучше разобраться в теме.Но если вам что-то останется непонятно, задавайте вопросы в комментариях.