Теплообменник для рекуператора своими руками: конструкция, принцип действия, сборка прибора. Как сделать рекуператор своими руками?

Рекуператор своими руками — пластинчатый, коаксиальный, из труб и поликарбоната

Валерий КарпинОбновлено: 18.06.2019

В закладки ↑

Рекуператор – неотъемлемая часть современной системы вентиляции. Его используют для осуществления теплообмена между приточным и исходящим воздушными потоками, что позволяет существенно поднять КПД отопительной системы.

Современный дом представляет собой герметичную конструкцию, огражденную от внешней среды эффективными теплоизолирующими материалами и конструкциями. В результате этого, внутрь дома необходимо обеспечить поступление свежего воздуха и удаление углекислого газа. Но если не использовать рекуперацию энергии – все усилия по утеплению дома будут бессмысленными.

• Виды рекуператоров ↓
• Изготовление пластинчатого рекуператора ↓
• Рекуператор из поликарбоната ↓
• Изготовление трубчатого рекуператора ↓
• Борьба с замерзанием конденсата ↓
• Блиц-советы ↓

Виды рекуператоров

В зависимости от конструктивного решения различают такие виды рекуператоров:

• Роторный. Представляет собой конструкцию из двух воздуховодов, в поперечном сечении которых размещён воздухопроницаемый диск-теплообменник. Вращаемый двигателем, он служит для нагрева приточного и охлаждения исходящего потоков;
• Пластинчатый. В качестве теплообменника используется набор пластин, между которыми циркулирует воздух. Сами пластины собираются таким образом, чтобы теплообмен осуществлялся по всей их площади;
• Коаксиальный. Представляет собой систему из трубопроводов смонтированных, таким образом, чтобы обеспечить теплообмен между проходящими по ним воздушными потоками. Используется так называемая система «труба в трубе», когда магистрали коаксиально соединяются между собой;
• Кожухотрубный. Является вариацией коаксиальной конструкции. Отличие заключается в том, что приточный воздушный поток движется по трубопроводам в двух различных направлениях в верхней и нижней части кожуха;

В соответствии со взаимной ориентацией воздушных потоков выделяют следующие виды рекуператоров:

• Перекрёстноточные. В них воздушные потоки движутся навстречу друг другу и пересекаются под углом в 90°. Такая геометрия потоков свойственна пластинчатым рекуператорам;
• Противоточные. Воздушные потоки движутся в противоположных направлениях параллельно друг другу. Так работают роторные рекуператоры;
• Прямоточные. Приточный и вытяжной потоки движутся параллельно в одном направлении. Такая схема циркуляции характерна коаксиальным (трубчатым) рекуператорам.

Коаксиальный рекуператор

Изготовление пластинчатого рекуператора

Потребуются следующие материалы и инструменты:

• Материал для пластин: алюминиевый, медный или жестяной лист;
• Утеплитель: пенопласт или минеральная вата;
• Герметик, клей;
• Ножницы по металлу;
• Вентиляторы: 2 шт;
• Листвой материал для корпуса: фанера, ДСП, ДВП, пластик;
• Фланцевые патрубки;
• Ножовка по дереву;
• Материал для формирования каналов: планка квадратного сечения 1х1см, выполненная из дерева, защищенного антисептиком, или пластика.

Далее руководствуются следующей последовательностью шагов:

1. Из листового материала для теплообменника вырезаются квадраты, размером 60х60 см. Величина пластин может варьироваться в зависимости от того, какой по габаритам будет будущий рекуператор. Количество заготовок выбирается в диапазоне от 20 до 50 и более шт. Углы каждой пластины подрезают: по каждой из сторон откладывается 2 см, ставятся отметки; по линии между ними производится рез;
2. На каждой из пластин можно дополнительно закрепить ребра для придания турбулентности воздушным потокам. Так можно значительно увеличить эффективность теплообмена;
3. Из планки вырезаются бруски, по величине усеченных углов. Их устанавливают на клей, предварительно нанесенный на пластину. Далее, на две стороны по диагонали также приклеиваются бруски, но уже величиной в сторону квадратной заготовки, до примыкания к угловым ограничителям;
4. Сверху на получившуюся конструкцию приклеивают следующую металлическую пластину. Так получается один элемент канала. Последующий ряд, делается точно так же, только пластину поворачивают на 90° относительно предыдущей. Таким образом, формируется два перекрёстных канала. Далее теплообменник собирается послойно;
5. Следующий этап — изготовление корпуса рекуператора. Для этого берут приготовленный листовой материал. Из него вырезаются стороны будущего корпуса, в который должен поместиться теплообменник, установленный диагонально;
6. Напротив воздушных каналов вырезаются отверстия округлой формы, напротив которых устанавливаются фланцы для подключения воздуховодов. С внутренней стороны корпуса с примыканием к патрубкам монтируются приточный и вытяжной вентиляторы;
7. Далее вырезаются боковые стенки, которые крепятся к корпусу устройства с помощью шурупов или мебельных стяжек;
8. В корпусе следует предусмотреть отверстия для слива конденсата. В процессе работы, когда теплый воздух проходит через холодные каналы, на них конденсируется влага. Чтобы устройство работало нормально необходимо установить в нижней части корпуса специальный сливной патрубок, который впоследствии присоединяется к системе канализации;
9. Корпус рекуператора желательно покрыть слоем теплоизоляции, особенно, если устройство будет функционировать в неотапливаемом помещении. Для этого снаружи на корпус наклеивается листовой утеплитель: минеральная вата или пенопласт. Если этого не сделать, конденсат внутри корпуса может замерзнуть, что приведет к закупорке воздушных каналов: устройства выйдет из строя.

Рекуператор из поликарбоната

Поликарбонат – материал, обедающий низкой теплопроводностью и, казалось бы, совсем не подходит для изготовления теплообменника. Но это не так. Если для рекуператора использовать металлические пластины, есть риск того, что появляющийся в процессе работы конденсат будет замерзать, в силу быстрого охлаждения воздушных масс вытяжного канала.

Использование пластин из поликарбоната в таком случае позволяет:

• Снизить разность температур, возникающих после прохождения через одну секцию теплообменника, что уменьшает количество образовавшегося конденсата;
• Избежать охлаждения пластин теплообменника ниже температуры замерзания воды;
• Поликарбонат обладает устойчивостью к коррозии, что позволяет продлить службу устройства.

В случае недостаточной эффективности, можно последовательно соединить несколько секций, чтобы получить высокий КПД установки. Для этого несколько теплообменников устанавливают в корпус один за другим, повернув их на 90° относительно друг друга. Таким образом, воздушные потоки будут двигаться от секции к секции по диагональной траектории.

Изготовление трубчатого рекуператора

Трубчатый рекуператор относительно прост в изготовлении, а сама система получается более компактной, нежели пластинчатый аналог. Готовое устройство отличается компактностью и легко может быть смонтировано внутри стены.

Для самостоятельного изготовления понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Трубы водопроводные, пластиковые, диаметром 110мм: 2м;
• Тройники для подключения воздуховодов: 2шт;
• Дрель;
• Разметочный инструмент, керн, молоток, циркуль;
• Вентиляторы: 2шт;
• Трубка из алюминия или меди, диаметром 1см: 20 метров;
• Фланцы металлические 100мм: 2шт;
• Заглушки для водопроводных труб: 2шт.

Главным элементом трубчатого рекуператора является теплообменник, его собирают следующим образом:

1. Во фланцах, представляющих собой металлические диски, высверливаются отверстия, диаметром в 1 см. Расстояние между отверстиями должно быть 5мм. Разметку удобно делать в виде ряда концентрических окружностей, на которых отмечаются центры будущих отверстий;
2. Далее, металлическая труба малого диаметра нарезается на куски, длиной в одну секцию водопроводной трубы, или меньше, в зависимости от размеров будущего рекуператора. Чем больше протяженность теплообменника, тем выше его КПД;
3. Каждый кусок трубы подсоединятся к фланцам. Таким образом, получается приточный воздуховод. Места соединений герметизируются сваркой или клеем.

Далее приступают к окончательной сборке устройства, корпусом которого выступает водопроводная труба, диаметром 110мм:

• На секцию корпусной трубы с двух сторон устанавливаются тройники. Внутрь вставляется трубчатый теплообменник, он должен выступать за обрез тройников с двух сторон;
• Каждый тройник удлиняется отрезками, так, чтобы фланец примыкал к каждому продолжению. Стык между фланцем и трубой герметизируется. С одной стороны напротив фланца устанавливается приточный вентилятор;
• К паре отводов тройников, присоединяется контур вытяжки. Напротив одного из отводов, внутри трубы, монтируется второй вентилятор;
• В процессе работы, холодный воздух проходит по трубам теплообменника, которые обдуваются теплым исходящим потоком. На трубках внутри корпуса образуется конденсат; Для его удаления следует предусмотреть в корпусе устройства специальный патрубок, который подсоединяется к системе канализации.

Борьба с замерзанием конденсата

В зимний период разница в температуре на улице и в помещении может приводить к обледенению теплообменника. Одним из решения данной проблемы является использование земляного контура для предварительного подогрева приточного воздуха.

Для этого на глубине 2 м размещается труба, выполненная из меди, нержавейки или композитных материалов. Она заполняется водой и выступает в роли генератора тепла. Температура на глубине постоянна и составляет 10-12°С и не зависит от времени года.

К земляному контуру подключается радиатор, который устанавливается внутри приточного канала. При прохождении через него, воздух предварительно подогревается, после чего направляется на рекуператор. Это исключает образование наледи на пластинах теплообменника.

Конденсат на рекуператоре

Блиц-советы

• Установка байпаса. Если нет возможности организовать земляной контур, в целях борьбы с замерзанием конденсата в корпус рекуператора устанавливают специальный клапан, который отсекает поступление холодного воздуха в систему. Клапан срабатывает, если температура теплообменника понижается ниже допустимого предела. В таком случае через систему проходит только теплый исходящий воздушный поток, который подогревает теплообменник;
• Регулирование скорости вращения вентиляторов. Чтобы дополнительно контролировать систему вентиляции, ее нередко дополняют микропроцессорным блоком, который позволяет регулировать скорость вращения приточного и вытяжного вентиляторов. Это позволяет не только эффективно бороться с обледенением теплообменника, но и регулировать объем прокачиваемого через систему воздуха;
• Земляной контур предварительного подогрева можно использовать в летнее время для охлаждения приточного воздуха. Для этого необходимо лишь организовать движение потоков в обход рекуператора.

Статья была полезна?

0,00 (оценок: 0)

Загрузка…

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Автор: Валерий Карпин

С 2007 года интернет-журналист в сфере ремонта, дизайна интерьера и частного строительства. Постоянный участник выставок и конференций по новым технологиям в материаловедении и строительстве. Имею опыт собственной дизайн-студии и строительной фирмы. Люблю живо писать о собственном опыте.

Adblock
detector

Рекуператор трубчатый своими руками. Основные типы конструкций

Содержание

1. Рекуператор трубчатый своими руками. Основные типы конструкций
2. Рекуператор трубчатый. Роторный рекуператор: устройство, принцип работы, плюсы и минусы
   • Вентиляция в компании с рекуперацией
3. Рекуператор трубчатый расчет. Теплообменник «труба в трубе»
   • Расчет в Excel теплообменника «труба в трубе» выполняется по нижеприведенному алгоритму.
4. Рекуператор трубчатый для частного дома. Рекуператор своими руками из поликарбоната
   • Для изготовления рекуператора мне понадобилось:
   • Работа над ошибками или Вывод
5. Рекуператор трубчатый или пластинчатый. Технологические решения
6. Видео рекуператор своими руками.Теплообменники

Рекуператор трубчатый своими руками. 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.

Рекуператор трубчатый. Роторный рекуператор: устройство, принцип работы, плюсы и минусы

17 мин.

Нет человека, который бы не знал о важности кислорода, поэтому обустройство качественной вентиляции — вполне понятное желание. Однако у данных систем, удаляющих отработанный воздух и обеспечивающих непрерывный приток свежего, есть один недостаток. В холодное время года они выбрасывают на улицу теплый воздух, замещая его холодным. Из-за такого транжирства на его нагрев тратится дополнительная энергия, а ее нельзя назвать дешевой. Жарким летом все наоборот: комфортный прохладный воздух удаляется из помещений, а на его смену приходит духота, превращающая дом в настоящую «душегубку». Чтобы не отапливать улицу и обеспечить благоприятный микроклимат в жилье в любой сезон, можно использовать роторный рекуператор.

Вентиляция в компании с рекуперацией

Самый простой вид — естественная вентиляция, принцип ее действия основан на природных явлениях. Воздухообмен обеспечивает организация специальных отверстий-продухов в здании: нижние являются приточными, а верхние — вытяжными. Однако такие системы очень далеки от совершенства. Плюс у них один — минимальные материальные затраты. Минусов много: это невозможность очистки воздуха, полная зависимость от климата, от сезонов года. Альтернатива — принудительная вентиляция. Она обходится гораздо дороже, зато такая система гарантирует оптимальный микроклимат в помещениях.

Искусственная вентиляция разделяется на приточную и вытяжную. Первая обеспечивает постоянную подачу свежего воздуха, а отработанные массы эвакуируются естественным образом. В такую систему входят:

• воздуховоды, по которым проходит воздух;
• вентиляторы, «заставляющие» его попадать в помещение;
• фильтры, останавливающие до 90% пыли, более крупного мусора;
• воздухонагреватели, без которых трудно и очень некомфортно зимой.

В эту систему могут входить различные дополнительные модули.

Вытяжная вентиляционная система, которая призвана помогать естественной вентиляции, наоборот, отвечает за удаления отработанных масс, практически лишенных кислорода. Главный элемент этого оборудования — вытяжные вентиляторы.

Приточная или вытяжная искусственная вентиляция недостаточно хорошо действует «в одиночку», поэтому оптимально приточно-вытяжное оборудование в комплексе. Однако в работе системы есть одно слабое место — удаление нагретого воздуха, замещение его холодным.

Чтобы сделать его комфортным, хозяева расходуют довольно большое количество электроэнергии, особенно чувствительны расходы в холодный сезон. Недостаток способна исправить рекуперация, которую используют как в централизованных, так и в локальных системах.

К оборудованию — рекуператорам — подводят вытяжные и приточные каналы. Устанавливать приборы можно в любом месте: снаружи здания (например, на крыше), на потолке, стене, полу. Они могут быть моноблоками либо отдельными модулями.

Рекуператор — лишь часть принудительной вентиляции, поэтому такое «возвращающее» оборудование рассматривают только как элемент общей системы.

Рекуператор трубчатый расчет. Теплообменник «труба в трубе»

Для нагрева холодной воды (разумеется, без смешивания) от системы отопления используются теплообменные аппараты — рекуператоры, в которых две среды движутся в своих полостях, разделенные металлической стенкой. …

…Горячая вода системы отопления, остывая, через стенку нагревает холодную воду в системе горячего водоснабжения.

Из рекуператоров наибольшее распространение получили пластинчатые и кожухотрубчатые теплообменники, которые широко используются не только в коммунальном хозяйстве, но и в первую очередь в различных отраслях промышленности и энергетики. При этом в качестве греющих и нагреваемых сред могут быть самые разнообразные жидкости и газы.

Пластинчатые теплообменники компактнее и эффективнее «древних советских» кожухотрубчатых рекуператоров, однако, последние более просты в изготовлении и в несколько раз дешевле. А некоторые современные образцы отечественных кожухотрубных теплообменников обыгрывают в разы по всем статьям западные пластинчатые аналоги (rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=341).

Теплообменник «труба в трубе» – это простейший вариант кожухотрубного аппарата.

В этой статье представлен алгоритм и теплотехнический расчет в Excel водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе». Если греющая и нагреваемая среды — не вода, то некоторые исходные данные и формулы, использованные в программе, требуется существенно изменить!

На рисунке, представленном ниже, внутренняя труба является теплообменной, а наружная – кожуховой. Греющая вода движется слева направо и остывает, отдавая тепло через стенку внутренней трубы нагреваемой воде. Нагреваемая вода движется справа налево и нагревается.

Снаружи аппарат теплоизолирован. В расчете далее условно принято, что теплоизоляция обеспечивает абсолютное отсутствие теплообмена между наружной трубой и окружающей средой.

Если наружная труба не изолируется, то в расчете необходимо учесть потери тепла окружающему пространству. Как это сделать, можно посмотреть здесь .

Изображенная на рисунке схема движения жидкостей называется противотоком – нагреваемая вода движется навстречу греющей. Прямотоком, соответственно, будет движение потоков в одном направлении.

Из скриншота программы очевидно, что пользователю нужно заполнить светло-бирюзовые и бледно-зеленые ячейки исходными данными и в светло-желтых ячейках считать результаты вычислений.

Расчет в Excel теплообменника «труба в трубе» выполняется по нижеприведенному алгоритму.

i =1 – для греющей воды и внутренней стенки теплообменной трубы

i =2 – для нагреваемой воды и внешней стенки теплообменной трубы

x =1 – при прямотоке

x =2 – при противотоке

9.   Средняя температура воды

10.  Средняя температура поверхностей стенки внутренней теплообменной трубы в первом приближении

11.  Передаваемая тепловая мощность

8.  Температура греющей воды на выходе

12.  Средняя плотность воды

13.  Среднее значение коэффициента кинематической вязкости воды

14.  Среднее значение коэффициента теплопроводности воды

15.  Среднее значение критерия Прандтля для воды

16.  Скорость движения воды во внутренней трубе и в кольцевом пространстве наружной трубы

Желательно чтобы скорость движения воды находилась в диапазоне 0,25…2,5 м/с. Большие значения из диапазона предпочтительнее с точки зрения увеличения турбулентности потока и, следовательно, коэффициента теплоотдачи, но не предпочтительны с точки зрения увеличения гидравлического сопротивления системы, требующего насосы повышенных мощностей.

17.  Число Рейнольдса для греющего и нагреваемого потоков

Режим течения воды по трубам должен быть турбулентным, т. е. Re >2300 (еще лучше, если ).

Рекуператор трубчатый для частного дома. Рекуператор своими руками из поликарбоната

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.

Работа над ошибками или Вывод

Для того чтобы прокачать такие воздуховоды нужны более производительные вентиляторы, мне пришлось добавить еще по одному вентилятору на входа в воздуховод, в месте входа в стене, но лучше поставить вентиляторы на 150 мм, с производительностью 300 литров в минуту, только они существуют только в диаметре 150 мм, можно купить центробежный бесшумный на 125 мм, с хорошей производительностью, типа такого.

Я заказал на алиэкспрессе вот этот , пока не пришел, сказать ни чего не могу. Рекуператор планирую переносить в дом (уже построен), поэтому канальные вентиляторы не справятся, нужно два центробежных.

Так же на включение самодельного рекуператора удобно поставить какое нибудь реле времени, что бы он включался раз в час на 15 минут, так называемое проветривание. Таймер использую вот такой, покупал в Китае. Вот ссылка на него

У меня пока все. С удовольствием отвечу на вопросы.

Рекуператор трубчатый или пластинчатый. Технологические решения

Рекуператоры тепла имеют множество технических реализаций, среди которых есть как локальные приточно-вытяжные установки, так и оборудование для монтажа в централизованные системы. В любой отдельно взятой модели разработчики стремятся продумать каждую мелочь, ведь для таких устройств прирост по одному из показателей неизбежно вызывает ухудшение других параметров.

Например, чтобы успеть отдать максимум тепла вытяжной воздух должен проходить по как можно большему пути, что неизбежно увеличивает общее аэродинамическое сопротивление системы вентиляции. Получается, что для корректной работы высокоэффективного рекуператора необходим либо разгонный участок очень большой протяжённости, либо принудительное перемещение воздуха с вытекающей из этого зависимостью от электроснабжения.

В соответствии с устройством и принципом действия различают пластинчатые, трубчатые и роторные рекуператоры — это три наиболее популярных типа, которые пригодны к использованию в гражданской сфере благодаря простоте конструкции.

Пластинчатые рекуператоры — это ёмкости со сложным лабиринтом перегородок, по которым во встречных направлениях перемещаются два потока воздуха. Это наиболее простой тип конструкции, получивший наибольшее распространение в бытовых рекуператорах. Главный недостаток — увеличение аэродинамического сопротивления в точке установки.

   Пластинчатый рекуператор

Трубчатые рекуператоры устроены сложнее, по сути, они представляют собой один крупный канал, в котором проложены несколько трубок меньшего диаметра. Для достижения площади теплового контакта, сопоставимой с пластинчатой конструкцией, требуется увеличение длины каналов, что приводит к повышению материалоёмкости, негативно сказывается на габаритах и стоимости прибора. Но есть и позитивный аспект: завихрения воздуха при движении через систему трубок способствуют более эффективной теплопередаче, не замедляя вытяжной поток.

   Трубчатые рекуператоры

Роторные рекуператоры используют для теплообмена рабочее тело — набор тонких вращающихся дисков, которые нагреваются при прохождении через тёплый канал и остывают в холодном. Недостаток таких рекуператоров — технологические зазоры между дисками, которые хоть и незначительны, но всё же приводят к частичному смешиванию потоков.

   Приточно-вытяжная установка с роторным рекуператором

В целом все конструкции имеют примитивное устройство, что сказывается на эффективности, поэтому многие производители дополняют классическую схему прибора некоторыми интересными решениями. Усиленная работа ведётся над поиском материалов, хорошо поддающихся обработке и как можно лучше передающих тепло. В пластинчатых рекуператорах стенки изготавливают гофрированными или устанавливают на них оребрение, трубчатые теплообменники выполняют тонкостенными из цветных металлов.

Одним из самых интересных решений служит установка элементов Пельтье, причём за счёт положительного COP их количество буквально ничем не ограничено. Тот же принцип используется и в рекуператорах, совмещённых с системой воздушного отопления: тепловые насосы в таких установках обладают гораздо более широким диапазоном рабочих температур и увеличенным коэффициентом прироста мощности.

В наиболее продвинутых рекуператорах работает система двойного обращения потока. Тёплый вытяжной воздух подаётся изначально на более холодную часть теплообменника, где за счёт большой разницы температур наблюдается существенное увеличение эффективности теплопередачи. Также в процессе образуется конденсат, который подогревается и передаётся на испаритель внутри приточной камеры. Это помогает нивелировать осушение воздуха при нагреве, кроме того, вода как носитель скрытой теплоты способствует ещё более интенсивному переносу энергии. Некоторые моменты продуманы до мелочей: например, двигатели специально размещают в начале вытяжного и конце приточного тракта, а также снабжают качественным оребрением для полного возврата паразитного тепла.

Видео рекуператор своими руками.Теплообменники

Вентиляция с рекуперацией тепла: 8 шагов

Введение: Вентиляция с рекуперацией тепла

Вентилятор с рекуперацией тепла используется для подачи свежего воздуха в дом контролируемым образом без потери слишком большого количества тепла в процессе. Агрегат состоит из теплоизолированной коробки с 2 воздуходувками и пластинчатым теплообменником, а также комплектом воздуховодов. Один из вентиляторов вытягивает влажный теплый воздух из дома. Другой вентилятор подает воздух снаружи в дом. Входящий воздух нагревается, когда он проходит рядом с выходящим воздухом внутри теплообменника. Воздуходувки оснащены высокоэффективными двигателями постоянного тока 48 вольт, а источник питания представляет собой шаговый источник питания. Скорость каждого вентилятора регулируется с помощью импульсно-волновой модуляции (ШИМ), обеспечиваемой микросхемой Arduino или Attiny в цепи. И вытяжной, и приточный воздуховоды фильтруются с помощью автомобильных салонных фильтров.

В связи с этим проектом следует помнить, что создание вентилятора — это только полдела. Монтаж воздуховода занимает столько же времени и сил, как и изготовление блока. Кроме того, в бунгало гораздо проще добавить воздуховоды, чем в многоэтажные дома.

Если агрегат установлен на холодном чердаке, все воздуховоды и сам агрегат должны быть изолированы.

Шаг 1: Шаг 1 Создание теплообменника

Теплообменник — вещь дорогая, если только вы не можете получить материалы из вторых рук. Я использовал более 10 тюбиков одной только мастики, чтобы склеить ее. Если вы можете получить теплообменник или весь блок из 2-х рук, сделайте это.

Я сделал теплообменник из двух текстурированных алюминиевых листов размером 8 футов x 4 фута. Я купил их в магазине металлоконструкций, и они гильотинировали два больших листа на 32 листа размером 2 фута на 1 фут. Я использовал 30 таких листов, чтобы сделать свой теплообменник размером примерно 12 x 24 x 8 дюймов. Размер теплообменника будет определять размер коробки. Не делайте его слишком большим для люка доступа на чердак.

Алюминиевые листы укладываются друг на друга с помощью клея-мастики, чередующегося на каждом втором слое Перед началом внимательно посмотрите на рисунки, и вы должны увидеть, что между каждым вторым слоем есть чередующиеся промежутки листа, по углам Например, слои 2 и 3 являются зазорами в этом углу. На схеме выше показан рисунок мастики (показан синим цветом) для каждой пластины, нечетные слои показаны на одном изображении, а четные слои показаны на Обратите внимание на направление воздушного потока: на каждом слое поток воздуха идет в противоположном направлении.0005

Листы довольно тяжелые, поэтому я использовал маленькие шарики (показаны красными точками на схеме), встроенные в мастику, чтобы предотвратить раздавливание бутерброда во время застывания мастики.

Я также сделал приспособление, состоящее из плоского куска МДФ с 4 блоками размером 4 x 2 дюйма, торчащими из него вертикально, чтобы пластины оставались выровненными. Как только вы начнете использовать мастику, вам понадобится любая помощь, которую вы можете получить, и вы хотите, чтобы готовый теплообменник напоминал прямоугольный блок, а не винтовую лестницу.

Шаг 2: Шаг 2 Создание коробки

Я использовал 3/4-дюймовый морской фанеру для корпуса корпуса, но, вероятно, подойдет и обычная фанера. Не используйте ДСП или МДФ, так как внутри будет влажно.

Размер коробки примерно 4 фута x 2 фута 6 дюймов x 12 дюймов в глубину. Размер зависит от вашего теплообменника и размера вентилятора, а также от размера вашего чердачного люка! Я выровнял коробку внутри экструдированным полиуретаном высокой плотности (у меня была кипа этого подвесного Я использовал лобзик и пилу для гипсокартона, чтобы придать ей форму, и склеил части вместе с помощью клея-мастики, не содержащего растворителя. Когда коробка была готова, я использовал 5-дюймовую кольцевую пилу, чтобы сделать 4 отверстия в задней части коробки. С таким же успехом подойдет и лобзик.

Я вырезал 4 куска подземного электрического канала длиной 12 дюймов и диаметром 5 дюймов (обычно красного цвета) и вклеил их в коробку через отверстия, загерметизировав края мастикой, не содержащей растворителей.

Я добавил две фанерные перегородки и пенопласт , как показано на рисунке, чтобы убедиться, что все отсеки 1, 2, 3 и 4 разделены. Воздух может проходить из отсека 1 во 2 через теплообменник. Воздух может проходить из отсека 3 в отсек 4 через теплообменник.

Шаг 3: Шаг 3 Добавление воздуходувок в ящик

Вентиляторы на 48 В, аналогичные модели AVC BNTA1769Y8U, которую я купил на ebay. Дельта также делает соответствующий. Это центробежные вентиляторы, а не вентиляторы, но я буду использовать оба термина по своему усмотрению :-). Этот тип воздуходувки может подавать много воздуха под давлением, является энергоэффективным и, что важно, не требует внешнего кожуха. Форма отсека, в котором находится вентилятор, не имеет большого значения, но впускное отверстие вентилятора (внутренний диаметр около 125 мм) должно точно соответствовать диаметру впускного патрубка (обеспечивается красным 5-дюймовым воздуховодом). Максимальный зазор около 2 мм вокруг для лучшей производительности / низкого уровня шума,

У этих вентиляторов по 4 провода. Черный для заземления: красный для 48 вольт: желтый для входа ШИМ: синий для выхода датчика Холла. Для управления скоростью вы подаете полное питание 48 В и землю, а также подаете низкое напряжение ШИМ 0–5 В от вашего контроллера к желтому в зависимости от скорости, которую вы хотите. Ваш контроллер должен иметь общую землю. Вы также можете подключить датчик для более точного управления вентилятором или просто для контроля его скорости. Поскольку сам двигатель имеет электронику для обработки ШИМ-сигнала, ваш контроллер может быть маломощным миллиамперным устройством, таким как atmel attiny. т.е. не требуются силовые транзисторы, радиаторы и т. д.

Я закрепил воздуходувку 5-миллиметровыми болтами на небольшом участке фанеры. Убедитесь, что болты имеют правильную длину. Затем я установил слой / воздуходувку на алюминиевые угловые кронштейны, используя 6-миллиметровые болты с нейлоками, и прикрутил к разделителю и коробке (через изоляцию) 70-миллиметровыми шурупами для дерева. Я вырезал прорези 6 мм x 10 мм в алюминиевом кронштейне, чтобы обеспечить регулировку, которая помогла центрировать воздуходувки над втулками. Заземлите воздуходувки и просверлите отверстия в отсеках 1 и 3 для проводки. Протолкните проводку через отверстия и заклейте мастикой.

Шаг 4: Шаг 4 Закрывание ящика

Вам нужно решить, что извлекать, а что поставлять. Итак, давайте выберем Отсек 1 — это подача свежего воздуха снаружи. Вентилятор в отсеке 1 вверху слева всасывает воздух и нагнетает его через теплообменник в отсек 2 справа внизу на рисунке. 5-дюймовая труба из задней части отсека 2 идет к приточному воздуховоду в доме и подает подогретый свежий воздух в спальни и жилые комнаты.

Отсек 3 всасывает воздух из дома (ванные комнаты, душевые и кухня) и нагнетает его через теплообменник в отсек 4, который является выпускным и выходит из здания через крышу или, например, через фронтон.0005

В нижней части отсека 4 необходимо установить слив, поскольку в этом отсеке будет образовываться конденсат. Я просверлил отверстие диаметром 16 мм и добавил к нему медную трубку для герметизации. Я добавил к этой меди лебединую шею и добавил садовый шланг, позволив ему спускаться вниз и выходить из здания (через фронтон чердака). становится холоднее.

Добавьте утепленную спинку и прикрепите к коробке. Я добавил несколько слоев защиты от сквозняков по периметру, а также по границам, разделяющим отсеки 1-4. В этот момент дела пошли плохо, поэтому я просто прикрутил заднюю часть 70-миллиметровыми винтами. Без петель и застежек. Позже возможно.

Шаг 5: Шаг 5 Добавление фильтров

Вход в отсек 3, который представляет собой вытяжку из здания, насыщен влагой и должен быть отфильтрован.

Я получил несколько новых салонных салонных фильтров от BMW 5 серии. Они были прямоугольными размером примерно 150 мм x 300 мм, что казалось достаточно большим. Я создал корпусную коробку из еще немного синего утеплителя и добавил крышку, на которой был еще один кусок 5-дюймового воздуховода. Крышка уплотняется вокруг коробки с помощью дополнительной защиты от сквозняков и удерживается на месте оцинкованной лентой и винтами. (становится все грубее как мы идем, но это работает.) Единственная проблема в том, что вам нужна отвертка, чтобы заменить фильтры. Я добавил фильтр в отсек на входе подачи 1 также

Я подвесил коробку к стропилам с помощью старой веревки и скоб, прикрепленных к коробке с обеих сторон. Они рекомендуют не класть эти вещи на балки, чтобы предотвратить передачу шума.

Шаг 6: Шаг 6 Питание и управление двигателями

Я купил новый блок питания на 48 В через ebay. что-то вроде MeanWell, RS-100-48. Это подает 48 вольт и заземление на оба вентилятора.

Отдельно у меня есть зарядное устройство для мобильного телефона на 5 В для питания схемы с чипом attiny85. Обратите внимание, что земля для этой цепи должна быть подключена непосредственно к земле выход питания 48В. Преимущество аттини в том, что он стоит около 2 евро.

см. другие инструкции по программированию одного из них с использованием Arduino Uno https://www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny-…

Несколько дополнительных замечаний по программированию attiny здесь ::

— Вы должны добавить аппаратную поддержку для чипов Attiny, загрузив и сохранив файлы поддержки в правильном расположении файлов

. Затем вы программируете arduino как программатор, загружая скетч ArduinoISP в arduino. Целевая плата, выбранная на этом этапе, — это ваша Arduino Uno 9.0005

-Следующий шаг — подключить Arduino к Attiny через макетную плату, добавить конденсатор и выбрать целевую плату в качестве модели Attiny. В зависимости от того, какую версию IDE вы используете, вам может потребоваться выбрать отдельные параметры, такие как процессор платы и часы.

Шаг 7: Шаг 7 Эскиз контроллера Attiny85

Этот скетч будет выводить два разных выхода ШИМ на контакт 0 и контакт 1 attiny. Также, если кнопка нажата, она будет выводить два разных ШИМ (более высокая скорость) и запускать таймер, а когда таймер истечет, он вернется к низкой скорости.

См. прикрепленный скетч Arduino. Воздуходувки, которые я использовал, были очень высокоскоростными, но в итоге я остановился на двух разных моделях. Оба требовали небольшой доли полной скорости 75/254 и 35/254, как показано на эскизе.

Я пришел к этим цифрам, основываясь на спецификациях вентиляторов, а также приложив руку к вентиляционным отверстиям в потолке. Обычно я думаю, что они будут выдавать 400 кубических футов в минуту на полной скорости, и я подсчитал, что дом может работать со 100 кубическими футами в минуту. Если вентиляторы работают на полной скорости, они слишком навязчивы с точки зрения шума и высасывают тепло из дома. Я просто позволяю ему все время работать на этой низкой скорости, и, исходя из расчетов, он должен потреблять примерно столько же электричества, сколько лампочка на 60 Вт, а также терять небольшой процент тепла. Кнопку увеличения скорости я тоже не подключал.

Результаты работы в течение 1 года. Система полностью устраняет любой конденсат на окнах спален в ночное время и на окнах кухни. В доме теплее, потому что окна не открыты, а ручное отверстие в вентиляционных отверстиях забито. Из дома также исчезают запахи

Дополнительно я измерил температуру инфракрасным термометром и сравнил ее с показаниями в доме друзей. У них есть коммерческая система HRV, которая является лучшей из лучших. Это дало идентичные результаты по эффективности, но не выиграло на этапах красоты 🙁

http://www. engineeringtoolbox.com/heat-recovery-ef…

Этап 8: Шаг 8 Последние слова

— все воздуховоды были изолированы на холодном чердаке. Жесткая 6-дюймовая труба использовалась как для приточной, так и для вытяжной магистрали с 4-дюймовым воздуховодом, отводом которого было близко к выпускному отверстию. Помните, что работа с воздуховодом составляет более половины работы и, вероятно, половину общей стоимости.

— Если вы используете жесткие воздуховоды, вам следует использовать гибкие воздуховоды небольшой длины для соединения блока с воздуховодом, чтобы предотвратить передачу вибрации и шума.

-Вытяжной воздух из отсека 4 должен выпускаться наружу. Я просверлил алмазным керном фронтон дома и воткнул трубу. Если вы выпустите вытяжку на чердак, ваш чердак станет туманным и сырым. Вам нужно будет поставить решетку на все воздуховоды, которые выходят из здания, иначе вторгнутся всевозможные существа. Я использовал нержавеющую сетку из нержавеющей стали и большую стяжку.

Сетку я получил от защиты от брызг на сковороде.

— Не ставил отсечку на случай пожара в доме или блоке. Возможно, датчик температуры может быть хорошей идеей, Arduino может использовать входной датчик.

Будьте первым, кто поделится

Вы сделали этот проект? Поделись с нами!

Рекомендации

Рекуператор воздуха – теплообменник – своими руками

Что такое рекуператор воздуха и как его собрать с минимальным бюджетом!
Всем известно, что хорошая вентиляция – залог здорового микроклимата в помещении. Правильно спроектированная и установленная система вентиляции обеспечивает постоянный приток свежего воздуха в дом и отток использованного воздуха наружу. Однако зимой, в том числе и отработанным воздухом, ценное тепло излучается наружу, а холодный воздух поступает в дом с улицы, а лишняя энергия тратится на его обогрев.

Принцип работы рекуператора

Прежде чем приступить к конструированию бытового прибора, необходимо понять принцип его работы.

Слово «рекуператор» (от латинского «recuperatio») означает взятие или возврат чего-либо. Рекуператор воздуха представляет собой устройство, в котором посредством теплообмена тепло передается от выходящего потока, уже нагретого воздуха, к входящему холодному воздуху. Таким образом, уменьшаются потери тепла в доме, что позволяет снизить затраты на отопление.

Не путайте понятия подогрев воздуха и рекуперация. Один – для системы отопления, а второй – часть системы вентиляции современного загородного дома и даже загородного дома.

Эффективность и экономическая выгода от установки домашней системы рекуперации зависят от следующих факторов:

– затраты на электроэнергию;
– расчетный срок службы системы;
– сумма, потраченная на установку системы;
– сумма, потраченная на годовое обслуживание системы.

Рекуператор — это только часть (и не самая дорогая) системы принудительной вентиляции. Поэтому и вентиляцию следует рассматривать как общую систему.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

Наиболее часто используется рекуператор с пластинчато-поперечным теплообменником. У них не самые лучшие рабочие параметры, зато они самые дешевые. Свежий воздух снаружи и воздух, удаляемый из помещений, проходят попеременно между разделяющими их пластинами. Потоки приточного и вытяжного воздуха полностью разделены. Через пластины проходит тепло, а для любых загрязнений и нежелательных запахов они являются весьма эффективным барьером. Недостатком перекрестноточных теплообменников является склонность к обледенению уже при температуре чуть ниже -5°С. Процесс замерзания теплообменника может привести к его полному засорению и отсутствию потока через теплообменник. Для защиты от этого явления применяют т. н. байпас для уменьшения количества свежего воздуха, проходящего через теплообменник. Вместо байпаса можно использовать предпусковой подогреватель свежего воздуха, который нагревает его до температуры не ниже -5С. Это решение снижает рекуперацию тепла из отработанного воздуха.

Эффективность рекуперации тепла в рекуператорах с поперечным теплообменником достигает 60 %. Вы можете повысить эффективность такой системы до 80%, соединив два теплообменника последовательно друг с другом.

Преимущества: простая конструкция, теплообменник не требует дополнительной энергии извне системы, надежность работы, связанная, в том числе, с отсутствием движущихся частей, с помощью теплообменника можно регулировать степень рекуперации тепла теплообменника. байпас

Недостатки: возможны заморозки даже при температуре около -5°С, данный теплообменник требует внешней энергии при работе, есть возможность вдувания отработанного воздуха в приточный или наоборот, в зависимости от фактической разницы давлений. Это влечет за собой возникновение в этом теплообменнике, в том числе, явления диффузии запахов, наличие подвижных частей увеличивает вероятность выхода из строя.
он может рекуперировать тепло только при положительных температурах.

РОТАЦИОННЫЕ ТЕПЛООБМЕННИКИ

Более дорогим решением является использование роторного теплообменника для рекуперации тепла. Они выполнены в виде барабана (ротора) из ажурной аккумулирующей тепло массы, состоящей из многопористых пластин и алюминиевой фольги, образующих сеть каналов для прохождения воздуха. Теплообменник разделен на две половины, через одну из которых проходит теплый воздух, удаляемый из помещений, а через другую – свежий воздух, подлежащий нагреву. Ротор от теплообменника вращается со скоростью 10 – 20 оборотов в минуту. Постоянное направление вращения позволяет сначала нагревать каждый канал вытяжным воздухом, а затем охлаждать впускным воздухом.

Большим преимуществом ротационных теплообменников является их эффективность до 80% и более. Конструкция позволяет рекуперировать не только тепло, но и влагу. Зимой, когда воздух после обогрева чрезмерно сухой, путем покрытия теплообменника гигроскопичным веществом можно заметно улучшить качество воздуха без применения дополнительных увлажнителей. В ротационном теплообменнике воздушные потоки не смешиваются друг с другом, как в перекрестноточном теплообменнике, а поскольку одна и та же часть барабана попеременно циркулирует обоими воздушными потоками, некоторые загрязняющие вещества и запахи могут проникать из удаляемого воздуха в свежий воздух, поступающий в комнаты.

Регулируя скорость вращения теплообменника, вы можете изменить эффективность и избежать образования инея на поверхности теплообменника. Во время работы эти теплообменники требуют внешней энергии для циркуляции. С другой стороны, использование движущихся частей может привести к поломке и увеличению уровня шума.

Преимущества: простота конструкции, возможность получения плавного или ступенчатого регулирования степени рекуперации тепла в зависимости от его конструктивного решения, рекуперация тепла до 80%.

Недостатки: возможны заморозки даже при температуре около -5°С,
данный теплообменник требует внешней энергии при работе, есть возможность вдувания отработанного воздуха в приточный или наоборот, в зависимости от фактической разницы давлений. Это влечет за собой возникновение в этом теплообменнике, в том числе, явления диффузии запахов, наличие подвижных частей увеличивает вероятность выхода из строя.

он может рекуперировать тепло только при положительных температурах.

ОБМЕННИКИ КУРСОВ

Эти теплообменники все чаще используются в частных домах. По конструкции они аналогичны теплообменникам с поперечным потоком. Разница в способе подачи воздуха. В противоточных теплообменниках потоки воздуха текут параллельно в противоположных направлениях. Благодаря этому эффективность рекуперации тепла достигает 90%. Преимущество этого теплообменника по сравнению с теплообменником с поперечным потоком заключается в устранении явления обледенения.

Противоточные теплообменники последней конструкции представляют собой спирально-противоточные теплообменники. Это значительно улучшенная конструкция противоточных теплообменников. Это усовершенствование является дополнительным, спиральное скручивание алюминиевых листов создает зазоры, через которые проходит воздух, что значительно удлиняет путь потока, тем самым повышая эффективность теплообменника.

Приточно-вытяжные установки производства BARTOSZ основаны на спирально-противоточном теплообменнике воздух-воздух, выполненном в виде цилиндра.