Трубчатый рекуператор своими руками: Трубчатый рекуператор воздуха своими руками

2021 ᐈ 🔥 (+15 фото) Как сделать рекуператор своими руками

На чтение 13 мин Просмотров 34 Опубликовано 09.11.2021

Отказаться от вентиляции 📃 невозможно, поскольку циркуляция воздуха 🪁 – необходимое условия здорового микроклимата. 💦 Значит нужно средство, способное свободно впускать и выпускать воздух, 🕳 но препятствующее потерям тепловой энергии. 🔥 Устройство, способное решить данную задачу носит название рекуператор.

Самодельный рекуператор для загородного дома с КПД 80%, инструкция от мастера

Наступила зима, и я решил усовершенствовать систему вентиляции в моем загородном доме. До этого момента ее практически не было, все вентилирование осуществлялось за счет открывания окон, выбрасывания теплого отработанного воздуха и впускания холодного свежего с улицы. Я что-то слышал о системах рекуперации (recuperatio — обратное получение, возвращение), позволяющих не просто выбрасывать тепло вместе с воздухом, а использовать его для нагревания входящего свежего воздуха с заметной экономией энергии на отоплении. Подумав — а почему бы и нет, я решил попробовать сделать такую систему самостоятельно.

Наступила зима, и я решил усовершенствовать систему вентиляции в моем загородном доме.

До этого момента ее практически не было, все вентилирование осуществлялось за счет открывания окон, выбрасывания теплого отработанного воздуха и впускания холодного свежего с улицы. Я что-то слышал о системах рекуперации (recuperatio — обратное получение, возвращение), позволяющих не просто выбрасывать тепло вместе с воздухом, а использовать его для нагревания входящего свежего воздуха с заметной экономией энергии на отоплении. Подумав — а почему бы и нет, я решил попробовать сделать такую систему самостоятельно.

Теоретическая часть очень проста.

• Рекуператор — это ящик со слоями фольги или чего то подобного, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. По четным промежуткам между слоями из дома выходит теплый отработанный воздух, по нечетным заходит с улицы свежий холодный. Потоки идут навстречу друг другу, при этом теплый отработанный воздух из дома, проходя по промежуткам между фольгой, соприкасаясь через фольгу с холодным воздухом с улицы, постепенно отдает ему свое тепло и выходя из рекуператора остывает почти до температуры входящего. Входящий с улицы воздух, в свою очередь, поглотив тепло выходящего из дома воздуха, нагревается почти до температуры воздуха в помещении.
• Расчетная экономия на отоплении входящего с улицы воздуха ожидалась в районе 1-2 квт, при объеме циркуляции через вентиляцию с рекуператором около 100-150м3/час, что делало проект теоретически рентабельным и окупаемым.
• Подумав и порисовав

• я приступил к закупкам материалов и изготовлению устройства.
• Для создания слоев я использовал фольгу для утепления парилки в бане толщиной 50 мкм, для проставок между слоями — трехмиллиметровый линолеум, разрезанный на полоски шириной 10-15мм. Для склеивания и герметизации — обычный хороший силиконовый герметик под пистолет, для звуко- и гидроизоляции внутри рекуператора — пластиковые сэндвич панели, для внешней стенки ящика — фанеру 12мм, а в качестве вентиляторов — обычные канальные вентиляторы диаметром 125мм производительностью до 188м3/ч.
• Процесс изготовления состоял из двух основных этапов — изготовления ящика с внутренним слоем из пластиковой сэндвич панели
• и приклеивания слоев фольги с проставками на силиконовый герметик. На одно только приклеивание слоев фольги с их вырезанием ушло дня четыре, не меньше.

• Слоев вышло 43 штуки, общая площадь фольги в рекуператоре около 17 м2.
• Дальше идет монтаж ящика на стену в топочной и подключение его к системе вентиляции.
• Запуск, измерение температур воздуха в помещении, на улице, на выходе из рекуператора в дом и на выходе рекуператора на улицу, а также дальнейший расчет КПД по формуле КПД=(t[рек]-t[внешн])/(t[внутр]-t[внешн]) показали очень неплохой КПД — около 80%, притом что для коммерческих рекуператоров нормальным является КПД в районе 65-80%.

В чем секрет? В огромной площади теплообмена и удачной конструкции. 17м2 фольги против 4-5м2 у магазинных рекуператоров. Призматическая форма теплообменника вместо 2-3 квадратных теплообменников позволяет более эффективно использовать площадь и объем внутри рекуператора. Расчеты тепловой “мощности” рекуператора показали около полутора киловатт экономии энергии на обогрев воздуха.

Как увеличить КПД

Аккуратная сборка и внимание к деталям при создании самодельного утилизатора тепла позволят достичь неплохих показателей эффективности. Однако собранный рекуператор воздуха своими руками можно существенно улучшить и повысить его КПД. Для этого при расчетах конструкции и воплощении ее необходимо предусмотреть следующие нюансы:

• Максимальная герметизация устройства;
• Использование качественных теплоизолирующих материалов;
• Увеличить размеры рекуператора, площадь теплообменной поверхности. Так уменьшится скорость проходимого воздуха через устройство, а соответственно позволит ему лучше прогреться или остыть;
• Использование гофрированных пластин или пластин с выштамповками, что существенно увеличит площадь теплообменной поверхности при сохранении общего объема устройства;
• Увеличение объема вытяжки по сравнению с притоком. Так, больший объем выходящего воздуха лучше передаст тепло меньшему объему входящего.

Рекуператор воздуха своими руками – это простой, доступный, дешевый и действенный способ экономить дорогостоящую тепловую энергию и эффективно расходовать невосполнимые природные ресурсы.

Что такое рекуператор

Рекуператором называется теплообменник поверхностного типа, который использует температуру выхлопных газов. Благодаря специальному устройству он способен сохранять ее и передавать входящим воздушным потокам, газу либо жидкости.

Виды рекуператоров

Рекуператоры бывают различными по своей конструкции и назначению. Но во всех основным является соблюдения принципа сохранение внутренней температуры за счет выхлопного потока.

Рекуператоры могут иметь различное назначение и использоваться для нагрева или охлаждения:

• воздуха или газа;
• жидкости.

По конструкции выделяются рекуператоры:

• пластинчатые устройства;
• трубчатые;
• с вращающимся ротором;
• с теплоносителем.

Принципы работы рекуператора

Принцип работы рекуператора зависит от его типа. Очевидно, что все перечисленные виды конструкции имеют свои особенности в работе. Отметим здесь наиболее распространенные.

Пластинчатый рекуператор

Этот вид представляет монолитную кассету из металл листов. Воздух проходит через такую кассету посредством специальных выштампованых на листах каналах или проложенных специальным промежуточным уплотнителем. Потоки в таком рекуператоре не перемешиваются. Процесс теплообмена осуществляется благодаря одновременному нагреванию пластин одним потоком и остужению – другим.

Пластинчатые рекуператоры имеют ряд преимуществ, делающих их самым распространенным типом теплового барьера для дома.

Основными особенностями пластинчатого рекуператора выступают:

• низкая цена;
• элементарность конструкции;
• компактность;
• простота в обслуживании;
• простота в чистке (в случае, если кассета разбирается)
• доступность материалов для изготовления;
• отсутствие механизмов.

Разборные рекуператоры способны обеспечить высочайший уровень гигиенической чистоты входящего воздуха во время эксплуатации устройства без потерь эффективности.

При использовании данных устройств стоит помнить всегда о точках росы и о том, что образуется конденсат при эксплуатациях таких теплообменников. При отрицательных температурах воздушного потока пластинчатый блок рекуператора может подвергнутся такому процессу, как обморожение и перекрыть доступ воздуху.

Наиболее распространенным видом рекуператора ввиду простоты конструкции выступает перекестно-течный. Его эффективность можно определить как «Средний тип», некоторые источники указывают, что их КПД составляет до 60%.

Роторный рекуператор

Этот вид теплоутилизатора имеет форму трубы малой длины, наполнен гофрированными стальными пластинами вдоль корпуса. Вращающийся механизм устанавливается по приливно-вытяжной оси. Ротор пропускает сперва нагретый внутренний, а после холодный входящий воздух. Пластины по очереди нагреваются и охлаждаются, сохраняя внутреннюю температуру воздуха.

Такой тип рекуператора признается наиболее эффективным. Однако, особенность конструкции не позволяет сделать его компактным, специалисты признают недостатком громоздкость такого устройства.

Тепловой утилизатор с промежуточным теплоносителем

В таких рекуператорах используются жидкостные теплообменники, где циркулирует раствор этиленгликоля (эффективный теплоноситель). В таких утилизаторах приливная и вытяжная секции разделены и разведены на определенное расстояние. Эта особенность позволяет применять такие устройства для среды, входящие и выходящие потоки которых нельзя смешивать. Теплоноситель циркулирует либо естественным образом, либо посредством насоса.

Для повышения эффективности такого утилизатора тепла необходима тонкая регулировка потока теплоносителя в соответствии с проектом.

Рекомендации

Выбирайте тип рекуператора, исходя прежде всего из имеющихся возможностей – материальных и финансовых.

1. Нарисуйте схемы устройства и чертежи отдельных элементов и узлов. Сделайте, если есть возможность, хотя бы простейший расчёт основного параметра рекуператора – его площади.
2. В случае пластинчатого теплообменника из металла эта площадь в расчёте на одного человека 4-6 м2 в зависимости от объёма помещения, а мощность вентилятора – 60-100 м3/час.
3. В общем случае КПД зависит от размеров агрегата, поэтому используйте свои возможности в полной мере.

Самостоятельное изготовление рекуператора в домашних условиях

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.

Расчет мощности

Производительность устройства в кубометрах в секунду можно рассчитать, если известен требуемый по нормативам объем притока воздушных масс на человека. Если обозначить первую величину латинской литерой Q, а вторую – L, расчетная формула примет вид: Q=L*0,355*(tком – tул), где:

• tком – требуемая температура в помещении;
• tул – значение показателя на улице.

Чтобы найти КПД устройства, нужно знать 3 температурных показателя: t1 – на улице, t2 – параметр воздуха, поступающего в жилище после прохождения через прибор, t3 – домашний воздух до рекуперации. Тогда КПД будет равен (t2 – t1)/(t3 – t1).

Использование рекуперационных устройств помогает минимизировать поступление теплого воздуха из помещения на улицу в холодное время года. Самостоятельное изготовление прибора обойдется дешевле, чем покупка готового, но современные промышленные рекуператоры снабжены большим числом добавочных опций.

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 м?. Учитывается наличие межкомнатных дверей.

Этапы монтажа

1. Определите место крепления. Располагается в верхней части комнаты, у потолка, примыкает к наружной стене здания.
2. Диаметр отверстия в стене больше сечения корпуса на 2-3 мм.
3. Между корпусом и стеной монтируется теплоизолирующая прокладка из стекловолокна, пенополистирола. Альтернатива – герметизация с помощью монтажной пены.
4. Установка корпуса. В помещении он крепится к потолку с помощью специальных хомутов.
5. 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.

Грунтовый теплообменник сделать самому своими руками

Существует несколько видов грунтовых теплообменников, которые могут использоваться в настоящее время. Возможность обустройства своими руками, хорошая эффективность, а также простота самой конструкции сделали этот тип вентиляции очень популярным для обустройства в частном доме.

Описание системы

На сегодняшний день точно известно, что на территории всех стран СНГ температура грунта на глубине около двух метров остается практически неизменной. Круглый год примерная температура грунта составляет +10 градусов по Цельсию. Небольшие изменения наблюдаются в зависимости от региона, но они обычно не превышают двух градусов. Установка грунтовых теплообменников подразумевает под собой использование данной бесплатной энергии. Таким образом, в теплое время года такая вентиляция будет охлаждать воздух внутри помещения, а в зимний период, наоборот, подогревать его. Кроме того, дополнительное тепло может помочь сберечь температуру, которая создается за счет других обогревательных элементов.

На сегодняшний день грунтовой теплообменник чаще всего используется вместе с рекуператором. Рекуператор — это теплообменное устройство, которое предназначено для нагрева холодного воздуха за счет вытяжного теплого. Кроме того, в его систему входят вентиляторы, фильтры, трубопровод и нагревающее устройство.

Использование системы

Такая схема грунтового теплообменника позволяет получать воздух из грунта уже несколько подогретым, что помогает экономить некоторое количество энергии, которое ушло бы на работу рекуператора. Наличие такой воздушной системы для обогрева поможет также сэкономить электроэнергию и конструкцию рекуператора. В данном случае имеется в виду, что внутри трубопровода не будет образовываться конденсат, так как температура воздуха, который будет проходить по трубам, будет все время примерно одинаковая. Проблема с конденсатом может возникнуть лишь в том случае, когда в работу включается рекуператор, но при этом в него будет поступать изначально морозный воздух.

Влияние климата на вентиляцию

Эффективность грунтового теплообменника для вентиляции достаточно сильно зависит от климата, который наблюдается в регионе. Если говорить о климате на территории стран СНГ, то установка теплообменника может помочь в подогреве или охлаждении воздуха в районе от 5 до 20 градусов по Цельсию. Эффективность самой же системы будет напрямую зависеть от того, насколько велика разница температур между грунтом и воздухом. Чем больше разница — тем эффективнее работает система. Из-за данного эффекта грунтовый теплообменник для вентиляции помещения является эффективным средством как зимой, так и летом. Во время жары система может обеспечить снижение температуры с 30 до 20 градусов. В морозную погоду температура может увеличиваться с -20 до 0 градусов.

При расчетах грунтового теплообменника для вентиляции нужно брать во внимание и то, что весной и осенью влияние такой вентиляции на температуру практически отсутствует. Это обосновано тем, что температуры окружающего воздуха и грунта слишком близки по значению, из-за чего обмен воздуха существенно замедляется. В некоторых же случаях такая система может и вовсе работать в отрицательном режиме. К примеру, температура в помещении составляет 12 градусов по Цельсию, а наличие теплообменника будет уменьшать ее до 8 градусов. Принимая во внимание данный факт, необходимо обустраивать грунтовый теплообменник своими руками таким образом, чтобы его можно было отключать или же перекрывать для прямого прохождения воздуха.

Основные типы системы

В настоящее время известно о двух основных видах такой системы — это трубный и бесканальный теплообменник. При обустройстве бесканального типа системы будет применяться подземный слой, через который будет проходить воздух. Трубный, или же канальный тип подразумевает наличие труб для монтажа грунтового теплообменника, по которым будет проходить воздух. Уложены они должны быть также под землей.

Объединяет эти два типа то, что основной канал подводящего типа обязательно должен быть соединен с вентиляцией. Основное требование, о котором нужно помнить, заключается в том, что в системе должен быть предусмотрен механизм, позволяющий переключаться между двумя режимами. При первом режиме будет использоваться прямой приток воздуха с улицы, при втором режиме работы будет использоваться теплообменник.

Канальный теплообменник

При выборе между воздушными грунтовыми теплообменниками для частного дома лучше выбрать именно этот вариант. Он, конечно, требует больше времени и средств, но и является более эффективным. Для того чтобы изготовить такой тип вентиляции, необходимо уложить систему труб в подготовленную траншею в земле. В среднем длина трубопровода составляет от 15 до 50 метров. Выбор зависит лишь от возможностей и площади.

Здесь важно помнить о том, что трубы для грунтового теплообменника могут поворачиваться, так как это практически не влияет на движение воздуха. Кроме того, чем длиннее будет система, тем эффективнее она будет работать, что также очень важно учитывать. Обустройство короткого обменника практически не имеет смысла.

Выбор труб для укладки

Как уже было сказано, для эффективного использования системы она должна иметь большую длину. Если площадь участка вокруг дома позволяет, то можно уложить всего одну трубу вокруг дома. Если пространство ограничено, то можно воспользоваться параллельной укладкой. Диаметр труб для нормального функционирования системы должен быть от 200 до 250 миллиметров.

Отличным выбором являются полипропиленовые трубы. При проведении расчетов грунтового теплообменника нужно знать еще и о том, что можно улучшить процесс обмена теплом, если уменьшить толщину стенок и увеличить их площадь. Исходя из этого, можно использовать гофрированный материал. В таком случае тепло вовсе не будет задерживаться в грунтовой системе. Еще очень важно обустроить уклон системы примерно на 2 % в любую сторону. Небольшой уклон в данном случае необходим, чтобы конденсат, который будет образовываться в очень жаркую погоду, мог без проблем стекать.

Сток и другие элементы системы

Для того чтобы эффективно удалять конденсат из системы, необходимо оборудовать трубопровод не только уклоном, но и создать небольшое отверстие на нижней отметке трубы. Для стока жидкости необходимо обустроить дренажный колодец или же сделать вывод прямо в землю. Если на участке наблюдается низкий уровень грунтовых вод, то необходимо изготовление песчаной подушки для системы. Конец трубы, который располагается на участке, должен быть снабжен фильтром. Кроме того, он должен быть установлен выше уровня снега, который выпадает в зимний период.

При обустройстве грунтового теплообменника своими руками нужно знать, что если в регионе снег является редким явлением, то высота трубы, которая выступает над землей, должна быть не менее 1,5 метра. Это необходимо сделать в качестве защиты от радона — радиоактивного почвенного газа.

На конец трубы должен быть установлен воздухозаборник. Этот элемент также должен быть оснащен фильтром и прочной металлической сеткой. Конец трубы должен быть установлен и защищен таким образом, чтобы в него не попадали осадки, листья, а также не могли проникнуть никакие животные, птицы и т. д. Если есть такая возможность, то этот элемент устанавливается как можно дальше от любых источников, которые могут повлиять на качество воздуха. Минимальное требуемое удаление — 10 метров.

Бесканальный тип

Для того чтобы своими руками обустроить такой тип теплообменника, необходимо выкопать углубление, длина которого должна составлять 3-4 метра, а глубина — 80 см. Кроме того, данный котлован должен быть наполнен гравием, а сверху закрыт пенобетонным покрытием. Такая конструкция необходима для того, чтобы температура внутри котлована не отличалась от температуры грунта на углублении до 5 метров. После того как этот этап будет пройден, необходимо обустроить вывод трубы, по которой будет проходить воздух.

Что касается изготовления данной трубы, то этот процесс ничем не отличается от изготовления его в прошлом варианте. Естественно, другая труба должна соединять специальный теплообменный слой котлована и вентиляцию частного дома. После этого циркуляция воздуха начнется по наиболее простой схеме. Кроме того, воздух будет не только увлажняться, но еще и очищаться. Исходя из этого, можно утверждать, что бесканальный тип лучше в плане фильтрации воздуха, а трубный, или же канальный тип более эффективен для подогрева или охлаждения.

Особенности системы

Бесканальный тип, или же гравийный теплообменник характеризуется тем, что он нуждается в восстановлении своих функций. Кроме того, монтировать его запрещается в тех местах, где наблюдается воздействие внешних нагрузок, к примеру в месте проезда автомобильного транспорта. Еще одна особенность заключается в том, что если гравий, который предназначается для укладки, не промыть, то после обустройства системы и начала циркуляции воздуха в помещении может возникнуть неприятных «подвальный» запах. Та же проблема может возникнуть и в том случае, если гравийный слой намокнет из-за атмосферных осадков или же из-за подъема грунтовых вод, к примеру.

Недостатки

Если повредить поверхностный слой такого обменника, то это приведет к снижению его эффективности, а также к возможному насыщению влагой. Все это потребует проведения ремонтных работ. При обустройстве обменника своими руками именно такого типа нужно также знать то, что слой гравия является как теплообменным пунктом, так и препятствием для прохождения воздуха. Из-за этого в системе потребуется установить дополнительный источник нагнетания воздуха — вентилятор с достаточно мощностью (несколько сотен Ватт). Естественно, что это дополнительные затраты как на установку и покупку, так и на последующую оплату электроэнергии. Из-за этого приходится достаточно тщательно проводить расчеты системы. Тут можно добавить, что расчеты жидкостного грунтового теплообменника несколько проще, чем гравийного, хотя его обустройство и конструкция более сложные.

Безмембранный тип

На сегодняшний день появились такие типы грунтовых теплообменников (ГТО), как безмембранные. Они представляют собой комбинацию из двух предыдущих типов систем. Основная суть установки такого устройства заключается в том, что необходимо смонтировать ровный слой полимерных плит поверх ровного слоя гравия.

Монтаж системы

Плиты необходимо смонтировать на «ножки», которые будут опираться на гравийный слой. Таким образом, получится, что воздух будет двигаться не сквозь слоя гравия, как при бесканальном типе, а между слоем плит и слоем гравия. Основное преимущество заключается в том, что использовать такой теплообменник можно достаточно длительный срок без регенерации гравийного слоя.

Обычный слой гравия может работать лишь 12 часов, после чего необходимо 12 часов «отдыха». Во время такого отдыха слой гравия будет забирать тепло у почвы, чтобы потом передать его в вентиляцию. При использовании плит эти рамки достаточно сильно упрощаются. Еще одно отличие безмембранного ГТО заключается в том, что будет отсутствовать сильное препятствие циркуляции воздуха. При бесканальном типе обменника гравий будет являться естественным препятствием воздушному потоку, из-за чего приходится оборудовать систему дополнительными вентиляторами чаще всего.

Основная проблема использования такого грунтового теплообменника для вентиляции своими руками заключается в том, что система не является сплошной, а потому применять ее полностью запрещается в тех регионах, где наблюдается повышенный уровень грунтовых вод или же имеется шанс того, что систему затопит атмосферными осадками.

Установка вытяжной и принудительной систем вентиляции своими руками

Вытяжная вентиляция

Задача вытяжной вентиляции – удалять из квартиры отработанный воздух, воздушные взвеси и неприятные запахи. Системы вытяжной вентиляции делятся на локальные и общеобменные. Они могут работать как автономно, так и в комплексе с естественной или принудительной приточной вентиляцией.

Особенность всех систем вытяжной вентиляции – наличие выводящих каналов, по которым отработанный воздух выводится за пределы помещения. При этом воздухозаборные решетки всегда устанавливаются в кухне и санузле. Благодаря такому расположению выводящих путей неприятные запахи и влага не распространяются по квартире и «запираются» в ограниченной зоне.

Типичный пример локальной вытяжной вентиляции, совмещенной с системой естественной вентиляции – кухонная вытяжка.

Достаточно часто небольшие вентиляторы устанавливаются в вентиляционных шахтах ванны и санузла – чтобы удалять из помещений лишнюю влагу и неприятные запахи.

Приточно-вытяжная вентиляция. Виды вентиляционных систем

В зависимости от требований, предъявляемых к различным помещениям, приточно-вытяжная вентиляция классифицируется по комплектации и функциональным особенностям.

Система вентиляции обеспечит очищение приточного воздуха путем фильтрации, его нагрев, охлаждение, а иногда и увлажнение

Система приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором

Основная функция приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла состоит в обеспечении свежим и в то же время теплым воздухом в холодный сезон, и охлажденным – в жаркий период.

Эта система устроена так, что в зимний период поток теплого отработанного воздуха не просто выводится наружу, а проходит через теплообменный блок и отдает свое тепло входящему холодному воздуху. В результате этого помещение насыщается свежим, но уже теплым воздухом. В летнее время происходит обратный процесс, при котором поступающий воздух уже охлаждается. Причем схема установки такова, что оба потока (входящий и удаляемый) не смешиваются между собой.

Принцип работы рекуператора с подогревом

Процесс рекуперации тепла обеспечивается специальным устройством – рекуператором. Различают два вида рекуператора: роторный и пластинчатый. Пластинчатый рекуператор тепла включают в проект вентиляции в регионах, где зимы не столь суровы. Такое устройство экономично по стоимости и вполне справляется с утилизацией тепла при минусовой температуре до 15 градусов. Для вентиляционных установок, применяемых в областях с более холодными зимами, используют роторные устройства. Они более затратные, но эффективные, и окупаются за счет экономии на отоплении помещений.

Системы приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией тепла широко используются на различных объектах: дома, загородные коттеджи, офисы, сети гостиниц и ресторанов, спортивные комплексы, производственные здания.

Рекуператор легко установить в стеновом отверствии дома

Система приточно-вытяжной вентиляции с кондиционированием

Приточно-вытяжная вентиляция с кондиционированием объединяет в себе систему вентиляции и кондиционер в одном теплоизолированном блоке со встроенной автоматикой. Такая система вентиляции обеспечивает прямоточную подачу нагретого или охлажденного воздуха. Имеет несколько режимов мощности вентилирования и кондиционирования, которые устанавливаются автоматически. Это происходит благодаря регуляторам, которые проверяют состояние микроклимата в помещении и, в зависимости от этого, назначается тот или иной режим.

Схема комбинированной приточно-вытяжной системы с вентиляцией и кондиционированием

Установки приточно-вытяжной вентиляции с кондиционированием отличаются высокой производительностью и имеют ряд существенных достоинств:

• нет необходимости во внешних сетях трубопровода и выносных блоках;
• незначительная степень шума;
• небольшие габариты и вес;
• простота в управлении.

Автоматика позволяет сделать настройку так, что пользователю не понадобится изменять регулировки на протяжении всей эксплуатации прибора независимо от сезона.

Очищенный воздух — залог здоровья и комфорта

Система вентиляции с принудительным охлаждением

Приточно-вытяжные установки могут быть использованы для эффективного охлаждения воздуха в летний жаркий период. Такие установки дополнительно оснащаются различными видами оборудованием для охлаждения:

• блок водяного охлаждения;
• компрессорно-конденсаторный блок;
• блок сочетания холодильной машины и теплового насоса (система чиллер фанкойл).

Одним из наиболее используемых в вентиляции способов охлаждения является подключение к холодному водоснабжению, за счет которого охлаждается до нужной температуры приточный поток воздуха. Такая системы наиболее рациональны для больших объектов или помещений, где предусмотрено хранение продуктов, и не используется в домах и офисах.

Автоматическое управление системой вентиляции позволяет легко создать комфортные условия обитания

От чего зависит выбор вида вентиляции

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и применяется при определенных условиях. Выбор подходящего метода построения системы вентилирования зависит от нескольких условий. Прежде чем спланировать и произвести расчет вентиляции, нужно ответить на главные вопросы: где расположено строение, и из какого материала простроен дом.

Отвечая на первый вопрос, важно оценить загрязненность территории. Если дом расположен вблизи промышленной зоны, недалеко от проезжей части или в центре города, то разумнее сделать выбор в пользу принудительной вентиляции

В таких случаях воздух, поступающий в комнаты, нужно дополнительно очищать от вредных примесей и газов.

Воспользоваться естественной системой воздухообмена лучше в тех случаях, когда дом построен в чистом месте, в лесном массиве, глубоко в деревне, далеко от скопления производственных предприятий и автомагистралей.

Что касается строительных материалов, применяемых для возведения жилых построек, то нужно знать их свойства. Это необходимо для правильной организации вентиляционной системы. Например, при грамотном планировании строения из дерева, газобетона, шлакоблока можно обеспечить хорошее поступление чистого воздуха естественной системой воздухообмена. А в случае, если материалом для строительства служили вакуумные панели, сип-панели и другие современные материалы, потребуется организация системы вентилирования принудительного типа.

Комплексный или смешанный тип вентиляции применяется в тех случаях, когда естественный приток свежего воздуха не обеспечивает качественного воздухообмена. Данная схема используется обычно в определенных помещениях, таких как котельная, ванная комната, кухня.

Вентиляция в доме из сип панелей

Дома из сип-панелей имеют облегченную конструкцию, поэтому для них допустимо применение любого вида вентилирования.

При выборе естественной вентиляции важно знать, что для прокладки вентиляционных каналов не допускается использование металлических труб, так как это может привести к снижению свойств теплоизолирующих элементов. Предпочтительнее в таких домах строить каналы для вентиляции из асбоцементных труб

Лучший вариант устройства циркуляции воздушных масс в таких домах — приточно-вытяжная вентиляция. В такой системе происходит равномерное поступление воздушных масс и отток загрязненного воздуха наружу. Система состоит из воздуховодов и приточно-вытяжной установки. Данный вид вентиляции не является дешевым, но жить в таком доме будет комфортно независимо от погодных условий и времени года.

Также предлагаем посмотреть обзорное видео, резюмирующее все сказанное о вентиляции в частном доме:

Помещение для котельной

Газовое оборудование подключают непосредственно в помещении котельной. Относительно дома топочные могут располагаться:

• внутри — встроенные;
• рядом на отдельном фундаменте — пристроенные;
• на некотором расстоянии — отдельностоящие.

В соответствии с местом расположения к помещениям предъявляют определенные требования, направленные на обеспечение безопасности при эксплуатации.

Встроенные

Внутри дома согласно СНиП разрешено устанавливать газовое оборудование мощностью до 350 кВт. Котлы до 60 кВт можно размещать в любой комнате. Как правило, это кухня или помещение бытового назначения. Более мощные теплогенераторы располагают на первых или цокольных этажах, в подвале.

Потолок в помещении не должен располагаться ниже 2,5 метров. Вентиляцию рассчитывают на трехкратную замену воздуха в течение часа, то есть сечение вентканалов должно обеспечивать скорость естественной циркуляции количества воздуха, равного тройному объему комнаты.

Размер оконного проема за вычетом переплетов должен соответствовать требованию по безопасности при взрыве. В соответствии с ним площадь легкосбрасываемых конструкций, в данном случае это остекление, рассчитывают из условия 0,03 м² на 1 кубометр помещения.

При мощности теплового агрегата свыше 150 кВт помещение оборудуют отдельным выходом. Независимо от характеристик котла оставляют проход по фронту не менее 1 м.

Пристроенные помещения

Пристроенную котельную с тепловыми агрегатами мощностью до 350 кВт размещают вдоль глухой стены дома. От ближайшей дверного или оконного проема отступают не менее 1 метра. Конструкции топочной не должна жестко примыкать к фундаменту, стенам и крыше жилого дома.

Материал для стен котельной выбирают с учетом минимального предела огнестойкости — 0,75 ч. Конструкции не должны гореть или поддерживать горение.

Высота котельной внутри — не менее 2,5 м. Оборудование размещают так, чтобы было удобно его обслуживать. Размер свободной площадки перед котлом — 1х1 метр.

Пристроенные помещения оборудуются отдельным выходом наружу. Дверь должна открываться на улицу.

Обязательно естественное освещение. Площадь остекления — не менее 0,03 м³ на 1 м³. Вытяжка должна поддерживать часовой трехкратный воздухообмен.

Дверь, ведущую в жилой дом, выполняют из несгораемых материалов. Она должна соответствовать третьему типу пожарной безопасности.

Установка газового котла в кухне

При установке на кухне газовой плиты, водонагревателя и котла мощностью до 60 кВт, к помещению предъявляются требования:

При установке газоиспользующего оборудования руководствуются паспортом предприятия-изготовителя. Стены должны быть из несгораемых материалов, а расстояние до агрегата — не менее 20 мм.

Допускается устанавливать котлы возле стен из сгораемых материалов при условии, что поверхность защищена асбестовым листом толщиной 3 мм и кровельной сталью или штукатуркой. В этом случает от ограждающих конструкций отступают не менее 30 мм. Изоляцию выводят за габариты оборудования по высоте и ширине на 10 и 70 см.

Полы под котлом также защищают от возгорания. На них укладывают листы асбеста и металла таким образом, чтобы их границы превышали габариты корпуса и выступали на 10 см со всех сторон.

Основные правила монтажа

Монтажные работы можно выполнить самостоятельно либо с привлечением подрядных организаций, но в любом случае начинать нужно с согласования проекта и составления списка необходимых манипуляций. На подготовительном этапе осуществляется выбор подрядчика, который должен согласовать и утвердить разработанное техническое задание. Далее совместно с заказчиком составляется график работ, где подробно описываются сроки, поставки комплектующих и расходных материалов, тип оборудования и его установка.

Перед началом работ следует проверить соблюдение следующих факторов:

• что техническое задание разработано;
• проект утвержден и согласован с подрядчиком, состоящим в государственном реестре СРОС;
• все основные и межкомнатные стены, межэтажные перекрытия установлены;
• готовность площадок для установки внутреннего и наружного вентиляционного оборудования обеспечена;
• установлена гидроизоляция, если схемой предусмотрены мокрые фильтры;
• выполнены все воздушные отверстия и каналы, заложенные в проекте;
• присутствует основная вентиляционная шахта для естественной циркуляции воздуха;
• в наличии опоры для крышных вентиляторов, предусмотренных в схеме;
• стены воздуховодов покрыты штукатуркой.

К основным правилам монтажа вентиляционных систем относятся следующие требования:

• продольные швы должны располагаться вверх;
• крепления на болтах необходимо затягивать до максимального предела;
• вентиляционные блоки устанавливаются на подготовленные крепления исключительно после монтажа;
• крепеж должен учитывать массу самого воздуховода, чтобы она не передавалась механизмам;
• крепежные элементы обязаны иметь виброизоляцию;
• жесткие опоры предусмотрены для радиальных вентиляторов, с креплением анкерными болтами;
• фильтры натягиваются ровно, исключая провисание;
• электромоторы следует максимально точно подгонять к вентиляторам;
• вращение крыльев должно быть свободным;
• вентиляционные отверстия закрываются специальными решетками, размеры ячеек которых не должен превышать 7 см;
• при устройстве вентиляционной системы количество изгибов необходимо минимизировать.

Основные этапы монтажа вентиляционных воздуховодов следующие:

• отметка мест, в которых будут устанавливаться крепежи;
• сборка крепежных элементов;
• поставка воздуховодов и комплектующих к ним;
• сборка отдельных вентиляционных секций;
• монтаж собранных блоков в одну систему, крепление их в установленных местах.

Как правило, в жилых помещениях и сооружениях общественного назначения вентиляцию прячут за отделкой, но в производственных цехах ее оставляют открытой, чтобы облегчить к ней доступ.

Рекуперационные установки для квартиры

Недостаток многих систем приточной вентиляции – высокие энергозатраты на обогрев или охлаждение воздуха, поступающего в квартиру. Снизить расход электроэнергии помогут рекуперационные установки – они используют тепловую энергию отводимых воздушных масс для обогрева свежего воздуха с улицы.

При высокой разнице температур на улице и в квартире рекуперационная установка не сможет достичь нужных параметров, и воздух придется догревать, однако расход энергии в этом случае будет не в пример ниже, чем для обычного нагрева приточного воздуха.

Чем выше КПД модели, тем меньше необходимость дополнительного нагрева воздуха. В среднем КПД современных приточно-вытяжных установок составляет 85-90%, что зачастую позволяет полностью отказаться от использования калорифера.

Моноблочные приточно-вытяжные установки с рекуператором занимают относительно немного места – их вполне можно установить на балконе или лоджии. Среди продукции ведущих производителей климатического оборудования широко распространены модели производительностью от 150 до 2000 м3/ч. Для сравнения – в однокомнатной квартире повышенной комфортности площадью 60 м2 с двумя жильцами требуется воздухообмен в среднем от 300 до 500 м3/ч.

Монтаж приточно-вытяжной вентиляции

Приточно-вытяжная вентиляция представляет собой эффективную систему, которая основывается на принципе замены отработанного воздуха на свежий. То есть обеспечивает приток свежего уличного воздуха и выводит застоявшийся из помещения. Она основывается на создании всего двух встречных потоков. Систему приточно-вытяжной вентиляции можно создать на основе вытяжки воздуха и полностью независимых подсистем притока. Также ее можно сконструировать на основе всего одной установки, которая будет работать на вытяжку и приток воздуха.

Удобство системы кондиционирования заключается в облегчении монтажа вентиляции и эксплуатации, а также в специфических дополнительных свойствах данных систем. Одно из них – рекуперация тепла, то есть процесс, при котором автоматически происходит повышение температуры свежего воздуха за счет тепла вытягиваемого из помещения воздуха. Таким образом, мы получаем экономию электроэнергии, которая не расходуется на нагрев втягиваемого воздуха, а затрачивается лишь на организацию и контроль воздушных потоков.

Также нагрев воздуха может осуществляться при помощи водяных или электрических нагревателей. Установка систем вентиляции обладает следующими преимуществами: обеспечивает автоматическую принудительную циркуляцию воздуха в помещении; производит нагрев и очищение воздуха. Некоторые современные системы также предусматривают увлажнение, что становится возможным за счет поступления влаги в поток свежего приточного воздуха. Этим же образом решается проблема образования конденсата в помещении.

К недостаткам относят шум, возникающий при работе. Но его можно минимизировать за счет использования специального шумозащитного короба. Кроме этого, большинство подобных систем не осуществляет принудительное охлаждение воздуха. Если система не обладает функцией увлажнения, придется побеспокоиться о регулярном отводе образующегося конденсата.

Если вентиляционная система плохая

Если есть нарушения в работе притока или оттока воздуха, то:

В комнате будет накапливаться углекислый газ

Последствия: ощущение духоты, повышенная утомляемость, вялость, потеря концентрации. А еще в душной комнате трудно как следует выспаться.

Баланс влажности может нарушаться

Если воздух застаивается, то влага в нем может накапливаться. Плохая вентиляция — частая причина сырости и образования плесени.

В воздухе накапливаются загрязнения

Пыль, шерсть животных, споры плесени, антропотоксины, вредные химические выделения из мебели (например, формальдегид) — все это «обогащает» воздух в условии плохой вентиляции и в конечном счете попадает в наш организм через легкие.

Почему воздух с кухни попадает к соседям — виновата ли вытяжка?

Несмотря на все преимущества, у подобной системы подключения вытяжки находится много критиков. Они считают, что подобным образом вы грубо вмешиваетесь в общую систему вентиляции всего дома.

К примеру, у вас то все будет хорошо, а вот про соседей вы подумали? Якобы из-за такого подключения вытяжки к вентиляции, все запахи с вашей кухни автоматически будут проникать в квартиры по стояку выше.

Они думают, что от низа до верха идет один общий канал 110*150мм с «дырками» на каждую квартиру.

На самом деле в 5-ти этажках, все каналы индивидуальные и задуть посторонние запахи соседям у вас навряд ли получится. В домах от 6-ти этажей и выше, уже идет система вентиляции с удалением воздуха через каналы спутники, сообщающиеся с общим сборным каналом через один этаж.

Этот общий канал имеет в сечении площадь в 6-8 раз большую, чем индивидуальные шахты в квартиры с размерами 110*150мм.

Схематично такую систему вентиляции многоэтажного дома можно представить вот так.

Да, в таких постройках, если ОДНОВРЕМЕННО включить на максимум несколько вытяжек, возможно появление обратной тяги. Но это крайне редкий случай.

Смотрите — естественная тяга с квартир в лучшем случае составляет от 100 до 150 м3/ч. У вас девятиэтажный дом. Первые семь этажей врезаны в общий канал размерами 510*270мм, а то и более. Итоговый естественный поток в нем около 1000 м3/ч.

И тут вы вместо привычной тяги в 150, включаете свою вытяжку на 300 м3/ч. Как вы думаете, она способна создать в этом случае обратную тягу и начать выгонять воздух к соседям?

Для этого необходимо, чтобы все 6 этажей проделали тоже самое, притом на максимальной скорости.

Вот тогда уже какой-то одной квартире не повезет и ее обитателям придется нюхать все ароматы готовки соседей. Но этот вариант маловероятен.

Несмотря на все это, иногда воздух реально с вашей кухни попадает в другие квартиры дома. Либо наоборот, вы прекрасно чувствуете что соседи сегодня жарят на обед. Из-за чего это происходит и где искать причину?

Происходит это по нескольким обстоятельствам. По каким, читайте более развернуто под спойлером.

Критерии выбора

Наиболее эффективный способ сделать правильную вентиляцию — это приобрести и установить электрический вентилятор принудительного типа. Обычно для таких целей приобретают настенные осевые вентиляторы различной мощности.

Настенный осевой вентилятор для принудительной подачи воздуха

Выбирая такое устройство необходимо обратить внимание на:

• Систему безопасности. Вентилятор является бытовым электроприбором, а ванная комната — закрытым помещением с высокой степенью влажности, поэтому устройство должно иметь максимальную степень защиты корпуса от попадания воды и пара.
• Шумоизоляцию. Уровень шума прибора должен быть минимальным, чтобы не раздражать людей, живущих в квартире. При необходимости можно установить специальный шумоглушитель и дополнить его шумоизоляционными материалами, которые укладываются внутрь вентилятора.
• Мощность вентиляционного устройства должна соответствовать габаритам ванной комнаты и количеству жильцов. При недостаточной мощности смысл данной системы просто потеряется, так как она не сможет в полной мере выполнять свои функции.

Требования, которые предъявляются к принудительным вентиляторам

• Уровень шума в небольшом помещении должен быть не более 35 – 40 дБ.
• Система вентиляции должна создавать регулярную смену воздуха не менее 5–8 раз в один час и соответствовать нормативам СНиП.
• Устройство вытяжки должно иметь обратный клапан, если вывод воздуха будет производиться только через один ветканал.
• Корпус должен быть влагозащитным классом не меньше IP34.
• Двигатель мощностью в 36 В позволит устройству работать достаточно бесшумно.

Что такое канал естественной вентиляции

Представим себе вариант, когда у вас в доме одна комната, которая требует проветривания. Вентиляция подразумевает совмещение 2 процессов: приток свежего воздуха и выброс загрязненного. Тогда в комнате нужно иметь приточное отверстие. Оно может быть устроено как

• щель под дверью,
• приточный клапан в наружной стене
• переточное отверстие в дверном полотне снизу с вентиляционными решетками.

Выброс воздуха будет осуществляться через канал естественной вентиляции. Он представляет собой трубу минимум 3 м округлого или лучше квадратного сечения минимум 0,0016м2  длиной. Если труба используется квадратная, то сторона должна быть минимум 100мм. При такой длине естественная вытяжка обеспечит выброс воздуха объемом 30м3/час при комнатной температуре. Если нужно увеличить вытяжной объем увеличивают продольное сечение или высоту трубы.

В самом простом случае необходимо установить в каждое помещение уже выстроенного дома такой канал и сделать приточное отверстие для организации постоянной вентиляции помещений.

Рекуператор для частного дома своими руками. Как сделать рекуператор своими руками?

Для создания здорового микроклимата в жилом помещении необходима вентиляция воздуха. Летом достаточно открыть форточку или окно. В холодное время года в таком случае придётся согревать поступающий воздух. С целью существенного снижения расходов на обогрев используются теплообменники рекуперативного типа. В статье разберем, как сделать рекуператор своими руками.

Инструменты и материалы

Примерный набор материалов и инструментов:

• металл 0.5-1 мм, текстолит или сотовый поликарбонат 1-5 мм в количестве 5, 10 или 15 м2 в зависимости от типа рекуператора;
• рейки 2-3 мм из дерева, технической пробки или оргстекла, шириной 1-1.5 см;
• нержавейка, ДСП, фанера для корпуса согласно чертежам;
• минеральная вата, пенополистирол для теплоизоляции;
• 4 фланца из пластика для воздуховодов на основе канализационных труб;
• лобзики по дереву и металлу, желательно электрические;
• силиконовый герметик;
• алюминиевая трубка 2-5 мм, длина по проекту;
• универсальный клей;
• саморезы;
• стальной уголок 20х20 мм, длина по проекту;
• шуруповёрт, ножовка по металлу;
• фильтры бумажные, автомобильные – сколько потребуется;
• строительный нож;
• молоток;
• дрель, набор свёрл;
• вентиляторы компьютерные или канальные в зависимости от проекта.

Фильтры заменяются или очищаются раз в 1-4 месяца.

Рекомендуются НЕРА-фильтры. Они недорогие, при этом выполняют очень глубокую очистку воздуха, в продаже есть разные типоразмеры.

Материалы заготавливаем соответственно выбранному типу рекуператора.

Схема изготовления

Прежде чем приступать к изготовлению, разберем, какие бывают рекуператоры. Приведём основные виды:

собранные из тонких пластин;

с применением вращения ротора;

коаксиальные;

изготовленные из трубок;

с отдельным теплоносителем.

Общие параметры теплообменников:

• пластинчатый – КПД 60-80%, компактный, легко подключается;
• противоточный – КПД 80-90%, установка сложнее, более дорогой;
• роторный – КПД 75-85%, подходит для одной квартиры.

Квадратный теплообменник является основным узлом пластинчатого рекуператора . Пластины изготавливают из листов меди, алюминия толщиной 0.5-1.5 мм в зависимости от размера устройства. Можно использовать алюминиевую фольгу, но это дорого и сложно в изготовлении. Дешевле и проще в обработке полипропилен и поликарбонат 3-10 мм, практически без уменьшения КПД.

Из алюминиевых трубок можно собрать трубчатый рекуператор . От квадратного он отличается только формой в виде трубы, имея практически такой же КПД. Крепится в стене, то есть не требует системы крепления к потолку.

Из нескольких автомобильных радиаторов (обычно 2-4) можно сконструировать рекуператор с отдельным теплоносителем. Переносчиком тепла служит вода либо антифриз.

Для частного или загородного дома проще всего сделать своими руками пластинчатый рекуператор воздуха. Принцип его работы: тёплый и холодный воздушные потоки проходят сквозь друг друга не перемешиваясь.

Имеет следующие преимущества:

• простые конструкция и технология монтажа;
• КПД до 80%;
• большой срок службы;
• минимальное потребление электроэнергии;
• легко модернизировать.

Недостаток – образование водного конденсата при отрицательной температуре. Требуется как-то его удалять.

Разберем пошагово инструкцию его изготовления:

Из листов металла нарезаются квадраты 40х40, 50х50 мм в зависимости от желаемой мощности прибора в количестве 70-80 штук и площадью не меньше 3-5 м2. Плюс к этому 2 квадрата тех же размеров из фанеры или ДВП для обкладки батареи теплообменника.

Заметим, что элементы теплообменника можно изготовить из сотового поликарбоната, который дешевле и проще в обработке, а также не требует применения прокладок . Рекомендуется брать листы типа 2Н толщиной 4 мм.

Пожалуй, самая выгодная схема: для подачи тёплого воздуха использовать пластину из поликарбоната, а для холодного – металлическую.

Из рейки или пробки готовятся прокладки для металлических пластин по их размерам и шириной 1-1.5 см с расчётом 3 штуки на 1 пластину.

Рассчитывается приблизительная толщина стопки пластин по формуле Т= (тл х тп) х К + Д, где:

тл – толщина листа;

Рекуператор своими руками: определение, виды, преимущества, изготовление

Автор Андрей Измаилов На чтение 13 мин. Опубликовано 26.05.2021

Разновидности рекуператора

Приборы отличаются конструкцией, механизмом работы, характером движения воздуха.

По типу движения теплоносителя

У разных устройств потоки воздуха направляются неодинаково. У прямоточных моделей приточный и вытяжной потоки идут в одну сторону параллельно друг другу. У противоточных приборов их векторы обратны друг другу. У аппаратов с перекрестным током – направлены под прямым углом.

По конструктивному исполнению и принципу действия теплообменника

Роторный рекуператор работает по принципу вентилятора

Один из распространенных типов приборов – роторный. Устройство такого рекуператора включает в себя запаянный корпус и размещенный внутри барабан, движущийся благодаря электрическому мотору. Когда ротор крутится, он попадает то в область теплых масс воздуха, то в холодную зону. В процессе барабан то нагревается, то охлаждается. Такая схема работы рекуператора обеспечивает передачу тепла воздуху, приходящему из внешней среды.

У пластинчатого прибора теплообменная кассета состоит из большого числа плоских элементов прямоугольной, квадратной или иной формы. Между соседними компонентами имеется расстояние в несколько миллиметров. Когда через пластинчатую конструкцию проходит нагретый воздух, тепло передается элементам, которые потом отдают его холодному потоку. Теплообмен реализуется вследствие параллельного подогревания и охлаждения пластинок.

Если есть желание собрать рекуператор своими руками, лучше отдать предпочтение пластинчатому варианту благодаря его простоте.

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.

Рекомендуем ознакомиться:  Вентиляция коровника

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.

Инструменты и материалы

Примерный набор материалов и инструментов:

• металл 0.5-1 мм, текстолит или сотовый поликарбонат 1-5 мм в количестве 5, 10 или 15 м2 в зависимости от типа рекуператора;
• рейки 2-3 мм из дерева, технической пробки или оргстекла, шириной 1-1.5 см;
• нержавейка, ДСП, фанера для корпуса согласно чертежам;
• минеральная вата, пенополистирол для теплоизоляции;
• 4 фланца из пластика для воздуховодов на основе канализационных труб;
• лобзики по дереву и металлу, желательно электрические;
• силиконовый герметик;
• алюминиевая трубка 2-5 мм, длина по проекту;
• универсальный клей;
• саморезы;
• стальной уголок 20х20 мм, длина по проекту;
• шуруповёрт, ножовка по металлу;
• фильтры бумажные, автомобильные – сколько потребуется;
• строительный нож;
• молоток;
• дрель, набор свёрл;
• вентиляторы компьютерные или канальные в зависимости от проекта.

Фильтры заменяются или очищаются раз в 1-4 месяца.

Рекомендуются НЕРА-фильтры. Они недорогие, при этом выполняют очень глубокую очистку воздуха, в продаже есть разные типоразмеры.

Материалы заготавливаем соответственно выбранному типу рекуператора.

Достоинства и недостатки

Разные модели приборов отличаются своими характерными особенностями. Например, аппараты с ротором обладают высокой эффективностью, не подвержены обледенению зимой, способны контролировать влажность воздуха (в некоторых пределах). К их минусам относится громоздкое строение с большим числом подвижных элементов, из-за чего увеличивается вероятность выхода из строя и учащается потребность в техобслуживании. Кроме того, они работают довольно шумно.

Пластинчатые модели часто привлекают внимание из-за низкой цены, компактности, простого строения без движущихся элементов. Но в холодную погоду под влиянием конденсата пластинки подвергаются промерзанию. Это вынуждает искать способы борьбы с таким явлением. Самый эффективный из них – установить целлюлозную кассету, впитывающую лишнюю жидкость. В этом случае вода из конденсата направляется в жилище и увлажняет воздух. Такое устройство работает при любых погодных условиях.

Схема изготовления

Прежде чем приступать к изготовлению, разберем, какие бывают рекуператоры. Приведём основные виды:

• собранные из тонких пластин;

• с применением вращения ротора;

• коаксиальные;

• изготовленные из трубок;

• с отдельным теплоносителем.

Общие параметры теплообменников:

• пластинчатый – КПД 60-80%, компактный, легко подключается;
• противоточный – КПД 80-90%, установка сложнее, более дорогой;
• роторный – КПД 75-85%, подходит для одной квартиры.

Квадратный теплообменник является основным узлом пластинчатого рекуператора. Пластины изготавливают из листов меди, алюминия толщиной 0.5-1.5 мм в зависимости от размера устройства. Можно использовать алюминиевую фольгу, но это дорого и сложно в изготовлении. Дешевле и проще в обработке полипропилен и поликарбонат 3-10 мм, практически без уменьшения КПД.

Из алюминиевых трубок можно собрать трубчатый рекуператор. От квадратного он отличается только формой в виде трубы, имея практически такой же КПД. Крепится в стене, то есть не требует системы крепления к потолку.

Из нескольких автомобильных радиаторов (обычно 2-4) можно сконструировать

рекуператор с отдельным теплоносителем. Переносчиком тепла служит вода либо антифриз.

Для частного или загородного дома проще всего сделать своими руками пластинчатый рекуператор воздуха. Принцип его работы: тёплый и холодный воздушные потоки проходят сквозь друг друга не перемешиваясь.

Имеет следующие преимущества:

• простые конструкция и технология монтажа;
• КПД до 80%;
• большой срок службы;
• минимальное потребление электроэнергии;
• легко модернизировать.

Недостаток – образование водного конденсата при отрицательной температуре. Требуется как-то его удалять.

Разберем пошагово инструкцию его изготовления:

Из листов металла нарезаются квадраты 40х40, 50х50 мм в зависимости от желаемой мощности прибора в количестве 70-80 штук и площадью не меньше 3-5 м2.

Плюс к этому 2 квадрата тех же размеров из фанеры или ДВП для обкладки батареи теплообменника.

Заметим, что элементы теплообменника можно изготовить из сотового поликарбоната, который дешевле и проще в обработке, а также не требует применения прокладок. Рекомендуется брать листы типа 2Н толщиной 4 мм.

Пожалуй, самая выгодная схема: для подачи тёплого воздуха использовать пластину из поликарбоната, а для холодного – металлическую.

Из рейки или пробки готовятся прокладки для металлических пластин по их размерам и шириной 1-1.5 см с расчётом 3 штуки на 1 пластину.

Рассчитывается приблизительная толщина стопки пластин по формуле Т= (тл х тп) х К + Д, где:

• тл – толщина листа;
• тп – толщина прокладки;
• К – количество листов;
• Д – допуск (сантиметров 10).

Отрезаем 4 уголка вычисленной длины, закрепляем на рабочем столе вертикально по углам 1 квадрата из дерева. Это шаблон для сборки.

Наклеиваем на каждый металлический лист по три прокладки: 1 по центру и 2 на краях параллельно друг к другу.

Формируем теплообменник, укладывая на шаблон лист за листом, поворачивая каждый раз на 90 градусов. Так организован обмен теплом в этом устройстве.

Завершается сборка вторым квадратом из дерева. Сверху кладём груз 5-6 кг до полного высыхания клея. Затем, отметив высоту пачки на уголках, снимаем их, удаляем лишнее. Саморезами прикрепляем к обкладкам.

Изготавливаем корпус по размерам теплообменника: основной масштаб – это его диагональ и толщина.

В случае одного пакета его края могут крепиться на всех сторонах корпуса. Отверстия в боковых стенках выпиливаются под имеющиеся материалы, такие как вентиляторы, входные/выходные вентиляционные короба или трубы.

Следует иметь в виду, что теплообменник монтируется вертикально так, чтобы вентиляторы оказались вверху. Это важно для оттока конденсата: сливная трубка должна находиться в правой нижней части рекуператора.

Из помещения воздух подаётся ко входу левого на рисунке вентилятора, а правый – всасывает наружный воздух.

В случае если устройство будет работать в неотапливаемом помещении, теплоизолируйте его как можно лучше, например, минеральной ватой, пенополистиролом.

Один из вариантов установки пластинчатого рекуператора приведён на рисунке.

Далее рассмотрим, как в домашних условиях собрать самому коаксиальный рекуператор.

Преимущества рассматриваемого устройства:

• не имеет движущихся частей;
• хороший КПД до 65%;
• простота конструкции;
• автономность – монтируется непосредственно в стене.

Все необходимые материалы легко приобрести в хозяйственном магазине:

• пластиковая канализационная труба диаметром 16 см;
• тройники – 2 шт.;
• соответствующие трубе и вентиляторам переходники – 3 шт.;
• алюминиевая гофротруба диаметром 10 см, длина равна 1.5 длины пластиковой трубы.

Диаметры переходников, гофротрубы и вентиляторов одинаковые:

1. Определяемся с длиной трубы, помня, что КПД напрямую зависит от этого параметра. Отрезаем по размеру обе трубы.
2. Размещаем кольцами предельно растянутый гофр внутри пластиковой трубы.
3. После растяжки присоединяем тройники с обеих сторон так, чтобы гофр проходил в ответвления. Приклеиваем алюминий по диаметру к краям пластика, отрезаем лишнее.
4. Присоединяем третий переходник со стороны домашней части трубы. С этой же стороны устанавливаем вентиляторы: через гофротрубу воздух выдувается наружу.
5. Не забываем оба уличных отверстия закрыть фильтрами, чтобы мухи не летели.

В том случае, если рекуператор проходит через стену, вставьте его в канал стены и продолжайте с пункта 2.

Для небольших помещений и при наличии материала можете собрать трубчатый теплообменник рекуперации воздуха. Комплектующие те же, что в предыдущем случае, только надо заменить гофротрубу на трубки алюминиевые или стальные с диаметром 3-5 мм, взять немного листового металла либо пластика 2-4 мм и два Т-образных тройника:

1. Из листа по диаметру трубы вырезаем 2 круга. Разметив произвольно, одновременно в обоих высверливаем отверстия под внешний размер трубок. Чем больше отверстий, тем выше КПД.
2. Все трубки собираем между кругами, проклеивая соединения. Теплообменник готов.
3. Помещаем его в трубу. На обе стороны надеваем тройники так, чтобы край каждого был выше пластин теплообменника.
4. С одной стороны конструкции в оба раструба тройника укрепляем вентиляторы.

Противоположные следует закрыть фильтрами.

Представим интересное практическое решение: парный трубчатый реверсивный рекуператор для монтирования в стене.

Необходимые материалы:

• 2 отрезка канализационной трубы;
• заглушки на них – 2 шт.;
• схема управления.

Общий вид приведён ниже:

1. Как обычно, рисуем чертеж с учётом места эксплуатации прибора. Отрезаем кусок трубы и необходимое количество трубок.
2. Забиваем рабочий объём трубками вплотную.
3. Монтируем вентиляторы в заглушку «спинами» друг к другу. С другой стороны трубы клеим фильтр.
4. Повторяем операции для второго устройства.
5. Ответственный момент – изготовление электронной схемы управления. Принцип работы системы двух блоков «тяни-толкай»: один выталкивает воздух в течение, например, минуты, другой – засасывает, и наоборот.

Вместо трубок предлагается использовать пластмассовые шарики с диаметрами около 5 мм. Поверхность обмена теплом значительно увеличится, и КПД – тоже.

Роторный рекуператор воздуха имеет высокий КПД, однако считается малопригодным для установки в жилых помещениях из-за высоких массогабаритных показателей, сложности изготовления и сборки.

Принцип функционирования понятен из рисунка: в кожухе вращается барабан, состоящий из множества канальцев, образованных гофрированным тонким металлом или трубочками, в которых и происходит теплообмен. В состав кожуха входят 2 воздушных короба подачи и отвода.

Ясно, что в такой конструкции происходит смешение потоков и частичный возврат воздуха, что уменьшает эффективность прибора. Но есть и плюс – влажность практически не изменяется.

Представляем вариант самодельного роторного рекуператора воздуха.

Материалы:

• длинный стальной стержень с резьбой, диаметр 5-10 мм;
• щипцы для блоков-заклёпок;
• G-образная струбцина.

Приведем примерный порядок действий:

• Создаём чертежи всего устройства под роторный теплообменник, включая короба отвода-подвода воздуха, крепления моторчика, привод и прочее.
• Нарезаем трубки в количестве, рассчитанном по формулам: К = (площадь барабана) / (площадь трубки) или [ (радиус барабана) / (радиус трубки) ]х2. Длина трубок меньше длины барабана сантиметра на 2, чтобы была возможность загнуть бортики сверху и снизу.
• Если удалось найти трубу из металла или пластика с нужными диаметром и длиной, переходите к следующему пункту. В противном случае из металла сделайте барабан по своему эскизу. Для этого вначале выпилите круг из фанеры, затем металлический прямоугольник. Сверните его вокруг фанерного кружка с нахлёстом, скрепите струбциной. Действуя дрелью и щипцами, склепайте края цилиндра.
• Из листа металла делаем 2 круга, и лобзиком вырезаем из них 2 торцевые крестовины.
• Концы резьбового стержня зашлифовываем – это ось теплообменника.
• Собираем каркас ротора: цилиндр + крестовины + ось. Туго набиваем цилиндр трубками.

Ротор рекуператора готов. Смонтируйте его в корпусе воздухообменника.

ARPA-E объявляет о выделении 36 миллионов долларов на проекты по работе с высокотемпературными материалами

Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США — Энергетика (ARPA-E) объявило о присуждении 36 миллионов долларов для 18 проектов в рамках программы высокоинтенсивного теплообмена через материалы и производственные процессы (HITEMMP), а также финальной группы OPEN +. Высокотемпературные устройства.

Эти проектные группы стремятся разработать новые подходы и технологии для проектирования и производства высокотемпературных, высоконапорных и очень компактных теплообменников и компонентов.

Прочные и доступные по цене теплообменники с более высокими температурами могут сделать преобразование энергии намного более эффективным, что, в свою очередь, может снизить расход топлива, занимаемую площадь в системе, капитальные и эксплуатационные расходы, а также выбросы.

Теплообменники имеют решающее значение для эффективного использования тепловой энергии в различных сферах, включая производство электроэнергии, ядерные реакторы, транспорт, нефтехимические заводы, утилизацию отходящего тепла и многие другие.

Проекты HITEMMP будут нацелены на теплообменники, способные работать в течение десятков тысяч часов при температурах и давлениях, превышающих 800 ° C и 80 бар (1160 фунтов на квадратный дюйм) соответственно.

Университет штата Мичиган. Интенсификация теплообменника за счет обработки порошка и усовершенствованной конструкции (HIPPED) — 2 300 000 долл. США
Технология HIPPED Университета штата Мичиган представляет собой высоко масштабируемый теплообменник, подходящий для высокоэффективных систем выработки электроэнергии, которые используют сверхкритический CO ₂ в качестве рабочей жидкости и работают при высокая температура и высокое давление. Он оснащен пластинчатым теплообменником, который обеспечивает более дешевое производство на порошковой основе.

Подход включает в себя прессование и спекание порошка (порошковая металлургия) в сочетании с аддитивным производством с лазерным нанесением энергии. Каждая пластина покрыта упакованными, точно спроектированными и сформированными трехмерными элементами, которые способствуют перемешиванию, интенсифицируют теплопередачу и обеспечивают стабильность, предотвращая большую деформацию пластины под высоким давлением. Состав пластин из сверхсплавов обеспечивает хорошую прочность при самых высоких рабочих температурах (1100 ° C) и высокую степень коррозионной стойкости.

Миссурийский университет науки и технологий. UHT-CAMANCHE: сверхвысокотемпературная керамика, полученная аддитивным способом, компактное нагревание Теплообменники — 1 457 000 долларов.
Missouri S&T объединит новую технологию аддитивного производства, называемую экструзией керамики по требованию, и методы сварки плавлением керамики для производства очень высокотемпературных теплообменников для энергетических циклов с интенсивными источниками тепла. Обеспечение работы турбины при значительно более высоких температурах на входе существенно увеличивает эффективность выработки электроэнергии и снижает выбросы и потребление воды.

В разработанных теплообменниках будут использоваться сверхвысокотемпературные керамические материалы и самые современные инструменты проектирования и технологии производства для работы при температурах 1100-1500 ° C (2012-2732 ° F) и давлениях от 80 до 250 бар. (1160-3626 фунтов на квадратный дюйм). Их характеристики при высоком давлении и высоких температурах открывают большие возможности для увеличения размера электростанции и снижения затрат, что позволяет создавать в будущем высокоэффективные модульные системы выработки электроэнергии.

Мичиганский технологический университет.Высокоплотные 3D-печатные решетки SSiC для компактных рекуператоров авиационных двигателей HTHP — 1846000 долларов теплообменники высокого давления (HTHP). Они смогут работать при температурах выше 1100 ° C (2012 ° F) и при давлении выше 80 бар (1160 фунтов на квадратный дюйм).

Современные технологии не могут производить монолитный спеченный карбид кремния с высокой плотностью (SSiC), необходимый для рекуператоров при высоких температурах и давлении.Команда изобрела технологию прямого нанесения чернил на керамику и методы 3D-печати деталей из SSiC высокой плотности в большом масштабе, чтобы снизить риск термомеханического отказа и обеспечить долговечность и качество теплообменника.

Университет Карнеги-Меллона. Модульные теплообменники с высокой плотностью энергии благодаря инновациям в дизайне, обработке материалов и производстве — 2 400 000 долларов США
Команда Карнеги-Меллона разработает модульный радиальный теплообменник, который будет обеспечивать поток через расходящиеся массивы штифтов и коллекторы противотока разветвленных каналов.Команда изготовит теплообменник с помощью аддитивного производства с применением лазерного порошкового наплавления, при этом будут выбраны суперсплавы на основе никеля, обеспечивающие максимальную устойчивость к высоким температурам. Две разные технологии будут использоваться для сглаживания внутренних проходов компонентов теплообменника, чтобы минимизировать падение давления. Долговечные высокотемпературные теплообменники для сверхкритического CO ₂ имеют потенциальное применение в солнечной энергетике, газовых турбинах, транспорте и производстве электроэнергии.

Государственный университет Огайо.Высокоэффективные и недорогие теплообменники с аддитивным производством sCO ₂ — 1 500 000 долларов США
Университет штата Огайо разработает, изготовит и испытает высокопроизводительные компактные теплообменники для сверхкритических энергетических циклов CO ₂ . Два инновационных процесса аддитивного производства обеспечат высокую производительность. Один из них обеспечивает до 100 раз более высокую скорость осаждения, чем обычное аддитивное производство лазерного порошка. Другой позволяет производить аддитивное производство без трещин из усовершенствованного суперсплава на никелевой основе и имеет потенциал для печати деталей размером до 20 микрометров.

Эти нововведения снизят вдвое стоимость изготовления и обеспечат работу теплообменника при температурах выше 800 ° C (1472 ° F) и 80 бар (1160 фунтов на кв. Дюйм). Эти системы могут применяться в высокоэффективной ископаемой энергии, концентрировании солнечной энергии и небольшой модульной ядерной энергии.

ООО «Тар Энерджи». Компактный теплообменник с высокими температурами, высоким давлением и высокими эксплуатационными характеристиками — 2 000 000 долларов
Thar Energy разработает металлический компактный рекуператор следующего поколения, способный стабильно и экономически эффективно работать при температуре 850 ° C (1562 ° F) и выше 90 бар (1305 фунтов на кв. Дюйм). ).Теплообменник будет включать усовершенствованный сплав, устойчивый к высоким температурам, коррозии и ползучести, разработанный командой разработчиков с использованием передовых методов производства. Этот рентабельный теплообменник позволит создать высокоэффективные, модульные и конкурентоспособные по стоимости рекуперированные сверхкритические диоксиды углерода (sCO ₂ ) в системах цикла Брайтона с энергетическим циклом.

Массачусетский технологический институт. Многоуровневый пористый высокотемпературный теплообменник с использованием совместной экструзии керамики — 1 715 000 долл. США
MIT разработает высокопроизводительный, компактный и прочный керамический теплообменник.Многоуровневый пористый высокотемпературный теплообменник будет способен работать при температурах выше 1200 ° C (2192 ° F) и давлениях выше 80 бар (1160 фунтов на квадратный дюйм). Пористость в сантиметровом масштабе будет служить каналами для протекания рабочих жидкостей. В эти каналы будет встроено пористое ядро ​​микрометрового размера. В процессе совместной экструзии керамики каналы и сердечник создаются из карбида кремния (SiC), керамики, за один этап. Сердечник значительно улучшит теплопередачу и прочность конструкции, а также сведет к минимуму перепад давления, обеспечивая очень высокую удельную мощность.

Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. SHOTEAM: Теплообменники из суперсплавов, оптимизированные для экстремальных температур и передовые технологические возможности — 2 200 000 долларов США
UCLA разработает технологию теплообменников для экстремальных условий, предназначенную для сверхвысокопроизводительных гибридных авиационных энергетических циклов. Теплообменник будет работать при 50 кВт (тепловой) при сверхкритическом давлении CO ₂ 80 и 300 бар (1160 и 4351 фунт / кв. Дюйм) в горячем и холодном потоках соответственно и при температуре на входе 800 ° C (1472 ° F). .Металлический суперсплав, способный противостоять высоким температурам и давлению, будет использован для изготовления кожухотрубной конструкции с дополнениями к трубкам, напечатанным на 3D-принтере. Такая конструкция улучшает общую теплопередачу, сохраняя при этом небольшой общий форм-фактор и небольшой вес. Теплообменник значительно повысит эффективность и удельную мощность новых гибридных авиационных энергетических циклов.

Вакуумный технологический процесс. Разработка компактного диффузионного теплообменника с печатной схемой с использованием никелевых суперсплавов для создания мощных и эффективных модульных систем производства энергии — 2 279 000 долларов F) и давления выше 80 бар (1160 фунтов на кв. Дюйм).Команда построит теплообменник с применением технологии диффузионной сварки в твердом состоянии, в которой используются уложенные друг на друга отдельные металлические листы с полукруглыми каналами, образованными в результате процесса химической обработки.

Целью является создание высокоэффективного, высокотемпературного компактного теплообменника с высокопрочной связью во время сварки, способного удерживать жидкость под очень высоким давлением при повышенных температурах. Этот проект позволит расширить развертывание чистых, эффективных, компактных и экономичных систем производства электроэнергии с высокой плотностью энергии, что снизит выбросы, связанные с энергопотреблением.

International Mezzo Technologies. Рекуператор сверхкритических микротрубок CO2 _{: производство, испытания и аттестация лазерной сварки — $ 1,640,000}
International Mezzo Technologies разработает, изготовит и испытает компактный рекуператор сверхкритического диоксида углерода (sCO ₂ ) из сверхкритического сплава на основе никеля. Рекуператор будет включать в себя сваренные лазерной сваркой микротрубки и работать при 800 ° C (1472 ° F) и 275 бар (3989 фунтов на квадратный дюйм). В настоящее время стоимость рекуператоров энергосистем, работающих в этих условиях, непомерно высока.Лазерная сварка микротрубок предлагает недорогой подход к изготовлению теплообменников, который повысит экономическую конкурентоспособность энергетических циклов sCO ₂ .

CompRex. Компактный теплообменник для применения в условиях высоких температур и высокого давления с использованием усовершенствованного кермета — 1 455 000 долларов США
Компания CompRex, LLC стремится реализовать революционный прорыв в технологии теплообмена для высоких температур (> 800 ° C или 1472 ° F) и высокого давления (80 бар. или 1160 фунтов на квадратный дюйм) за счет использования современных металлических и керамических композитных материалов, разработки нового упрощенного производственного подхода и оптимизации конструкции теплообменника.Предлагаемая работа может снизить производственные затраты на теплообменники и другие типы устройств, работающих под давлением, на 40%, а также повысить производительность и снизить затраты для энергетики, транспорта, авиакосмической промышленности и нефтегазовой / нефтехимической промышленности.

General Electric Company, GE Global Research. Ультраэффективный теплообменник на основе аддитивной технологии (UPHEAT) — 2 500 000 долларов США
Команда GE разработает сверхэффективный теплообменник на металлической основе, основанный на технологии аддитивного производства и способный работать при 900 ° C (1652 ° F) и 250 ° C. бар (3626 фунтов на кв. дюйм).Команда будет оптимизировать теплопередачу по сравнению с термомеханической нагрузкой, используя новые микротрехфуркационные структуры сердечника и конструкции коллектора. В нем используется новый жаропрочный, устойчивый к растрескиванию никелевый суперсплав, разработанный специально для аддитивного производства. После завершения теплообменник позволит повысить тепловую эффективность циклов питания с косвенным нагревом, таких как выработка сверхкритического диоксида углерода (sCO ₂ ) Brayton, что снизит потребление энергии и выбросы.

Компания Боинг. Сверхкомпактные металлические теплообменники для экстремальных условий окружающей среды — 2 397 756,52 долларов США
Компания Boeing разработает компактный теплообменник для экстремальных условий окружающей среды (EEHX) для применения в сверхкритических циклах с диоксидом углерода для гиперзвуковых самолетов и распределенной энергетики. Теплообменник на металлической основе может работать при температуре 1000 ° C (1832 ° F) и давлении выше 80 бар (1160 фунтов на квадратный дюйм).

Команда будет спроектировать топологически оптимизированные геометрические формы и разработать многофункциональные, сложные концентрированные сплавы, обладающие превосходной стойкостью к высоким температурам, стойкостью к окислению и теплопроводностью, а также меньшим тепловым расширением по сравнению с современными системами.Команда будет использовать передовые производственные подходы, включая комбинации аддитивного и субтрактивного производства, порошковой металлургии, сверхпластического формования и твердотельного связывания для создания EEHX.

Центр исследований объединенных технологий (UTRC). Сверхкомпактный теплообменник с оптимизированной топологией — 2 100 000 долл. США
UTRC разработает сверхкомпактный теплообменник с оптимизированной топологией на 800 ° C (1472 ° F), давление 250 бар (3626 фунтов на кв. Дюйм), значительно меньший и значительно более прочный, чем нынешний. коммерческие перекрестно-поточные теплообменники.Четырехкратный подход к оптимизации, направленный на ограничение производительности, долговечности, производства и стоимости, обеспечивает основу для теплообменника на основе суперсплава.

UTRC будет использовать обширные исследования в области аддитивного производства, а также опыт аэрокосмической и сверхкритической двуокиси углерода (sCO ₂ ) для разработки и коммерциализации технологии. Команда будет работать над переводом теплообменника в гибридную авиацию с потенциальной 25% -ной экономией топлива на авиатранспорте.Это существенно снизит расход авиационного топлива и выбросы углерода.

Центр исследований объединенных технологий (UTRC). Недорогой композитный теплообменник на основе стеклокерамики и матрицы — 1,400,000 долларов
UTRC разработает высокотемпературный, высокопрочный и недорогой композитный теплообменник на основе стеклокерамики, способный обеспечить длительный срок службы в самых суровых условиях с высокими температурами. превышение 1100 ° C (2012 ° F) и давление 250 бар (3626 фунтов на кв. дюйм).

UTRC разработала конфигурацию противоточного сотового теплообменника (CH-HX) специально для этого стойкого к окислению материала, первоначально разработанного для применения в газовых турбинах.Его ядро ​​представляет собой сплетенный без стыков трехмерный узел из перепончатых труб и цилиндрической формы для снижения напряжения и упрощения производства. CH-HX лишен почти всех второстепенных поверхностей, что увеличивает термодинамические характеристики. Его легкий вес, уменьшенный объем и устойчивость к высоким температурам позволят использовать его в приложениях, извлекающих выгоду из высокоэффективных сверхкритических циклов питания CO _2.

Весы для очистки теплообменника

Накипь — это нежелательный материал, который накапливается на внутренних поверхностях теплообменника — это отложение также известно как загрязнение.Если не обработать, обрастание затвердеет и помешает системе работать в предполагаемом энергосберегающем состоянии.

Накипь и обрастание увеличивают сопротивление системы теплопередаче, что нежелательно для водонагревательного и охлаждающего оборудования. Даже тонкие слои накипи создадут эффективную изоляцию, поскольку процент энергии, необходимой для нагрева или охлаждения воды, увеличивается по мере накопления накипи.

Периодическая очистка теплообменника имеет важное значение, поскольку образование накипи может быстро привести к перегреву, выходу из строя труб, повышенному потреблению энергии и увеличению эксплуатационных расходов.Накипь может даже вызвать коррозию оборудования, если его оставить без надлежащего ухода, требуя интенсивного ремонта или полной замены для исправления.

Узнайте, как мы можем помочь

Откуда в теплообменнике появляются накипи?

Накипь

бывает разных форм, но наиболее распространенной является карбонат кальция или CaCO3. Накипь кальция выпадает в осадок при превышении пороговой растворимости кальция и карбоната. Накипь возникает, когда растворенные минералы, обнаруженные в источнике воды, выпадают из суспензии и образуют сплошной слой отложений на поверхности теплообменника.

Кальций, магний и диоксид кремния — обычные минералы, которые встречаются в системах водоснабжения, поэтому они являются типичными компонентами накипи. Жесткая вода является основным источником накипи. Жесткость источника воды обычно выражается как наличие большего количества растворенных минералов — жесткость обычно измеряется в частях на миллион (PPM).

Кальций и щелочность присутствуют в различных концентрациях практически во всех источниках подпитки. По мере того, как испарение удаляет чистую воду из градирни, концентрация оставшихся растворенных твердых частиц увеличивается.Если концентрация становится слишком большой, они объединяются, образуя накипь карбоната кальция.

Образование накипи на стенах, трубах и других поверхностях нагревательного и охлаждающего оборудования более вероятно в жесткой воде. Проблемы с отложением накипи, как правило, накапливаются быстрее, когда в воде много минералов. Другие частицы, которые могут увеличивать общий состав накипи, включают отложения извести и ржавчины, хотя кальций и магний являются наиболее распространенными.

Как обычно контролируется накипь в теплообменнике?

Предотвращение образования накипи — это комбинация контроля циклов концентрации и изменения растворимости карбоната кальция с помощью ингибиторов химических пороговых значений или других средств.Зная пороговую растворимость или концентрацию, при которой начинает образовываться окалина, мы можем контролировать условия с безопасным пределом ниже этой точки.

Самый эффективный способ уменьшить накопление накипи — в первую очередь предотвратить его образование. Накипь в теплообменнике можно контролировать с помощью:

• Предварительная подготовка подпиточной воды котла: Деминерализаторы, смягчители воды и обратный осмос могут воздействовать на минералы, которые могут образовывать накипь, и удалять их.
• Создание постоянной программы очистки воды: Выполняйте регулярное профилактическое обслуживание теплообменника и планируйте периодическую химическую очистку любого водяного охлаждения или нагревательного оборудования.
• Снижение содержания минералов в источниках воды: Сделайте воду «мягче» и замедлит образование накипи с помощью различных растворов, включая химическое умягчение, умягчение мембранного разделения и умягчение катионообменного обмена.

Если накипь уже образовалась в теплообменнике, вы можете восстановить систему до энергоэффективного состояния, очистив от накипи и приняв меры для предотвращения в будущем.

Как узнать, нужна ли чистка теплообменника?

Теплообменник пропускает тепло через материал, например пластину из нержавеющей стали или медную трубку.Тепло переходит с горячей стороны на прохладную. Накипь и другие накапливающиеся материалы изолируют поверхность теплообмена и снижают его эффективность.

Большинство теплообменников предназначены для работы в определенном температурном диапазоне, называемом Δ T (Delta T) . Δ T описывает разницу между температурой на входе и выходе из теплообменника. Уменьшение Δ T указывает на снижение эффективности теплопередачи. Это снижение обычно происходит из-за образования накипи, микробиологического загрязнения или оседания грязи в трубках или на них.Более вероятно, что минералы выпадут из суспензии при более высоких температурах воды и осядут в отложениях накипи на внутренней поверхности теплообменника.

Для раннего обнаружения накопления накипи мы рекомендуем вести ежедневный рабочий журнал для каждой единицы оборудования.

Контролируйте производительность системы обогрева и охлаждения для определения показателей эффективности и выявляйте функциональные отклонения до того, как они станут серьезной опасностью.

Какой продукт использовать для очистки теплообменника?

Scalzo — самый эффективный продукт для удаления накипи с теплообменников.Хотя для некоторых обменников могут потребоваться уникальные продукты, Scalzo работает на многих системах. Scalzo содержит соляную кислоту для эффективной очистки, а ингибиторы коррозии и диспергаторы обеспечивают защиту металла и предотвращают образование отложений после очистки.

Соляная кислота не рекомендуется для некоторых материалов, особенно для нержавеющей стали. CA-100 следует использовать для теплообменников с деталями из нержавеющей стали. Лимонная кислота менее агрессивна и не разъедает нержавеющую сталь.

Убедитесь, что выбранный продукт полностью растворяет накипь, выполнив предварительный тест на образце отложений. Этот тест может проверить состав накипи, а также может помочь вам предотвратить образование отложений в будущем.

Получите химикаты для предотвращения образования накипи

Какова пошаговая процедура очистки теплообменника?

Выполните следующие действия для эффективной очистки резервуара.

1. Изолируйте чиллер, закрыв клапаны как можно ближе к агрегату.Оперативная очистка никогда не бывает такой эффективной, как автономная очистка, потому что кислоте требуется достаточно времени для контакта с водой, чтобы растворить накипь.
2. Оцените общее количество галлонов воды в теплообменнике и изолированном участке трубы. Пластинчатый теплообменник будет на 40% состоять из воды из башни, а кожухотрубные теплообменники — примерно на 30% из воды из башни. Убедитесь, что емкость для чистящего раствора как минимум вдвое превышает объем теплообменника.
3. Настройте насос подачи химикатов, чтобы убедиться, что устройство заполнено чистящим раствором.Возвратный трубопровод, ведущий к резервуару для чистящего раствора, должен выходить из верхней части теплообменника. Приведенная выше диаграмма может помочь вам добиться идеальной настройки.
4. Залейте воду в бак для чистящего раствора и включите циркуляционный насос. Включите насос и продолжайте доливать воду, пока она не выйдет из возвратной линии обратно в бак для чистящего раствора.
5. При работающем циркуляционном насосе добавьте 8 унций CTA-800 или альтернативного пеногасителя непосредственно в бак для чистящего раствора.
6. Теперь добавьте один галлон Scalzo, Ox-Sol, CA-100 или чистящего средства, рекомендованного вашим представителем Chardon в бак для чистящего раствора.
7. Измерьте pH раствора, окунув pH-бумагу в струю воды, возвращающуюся из теплообменника. PH должен быть 2-3. Если pH не снижается до этого диапазона, продолжайте добавлять кислоту, пока возвращаемый pH не достигнет диапазона 2-3.
8. Продолжайте циркулировать чистящий раствор. Проверяйте pH каждые пять минут.Добавьте дополнительную кислоту, если pH увеличивается до более чем 3.
9. Повторяйте шаг 8, пока pH не будет оставаться в пределах от 2 до 3 в течение 30 минут. Теплообменник теперь чистый. Нейтрализуйте чистящий раствор до pH 5 с помощью BD-6, добавив его в резервуар и прокачивая смесь.
10. Слить воду из бака и теплообменника в канализацию.
11. Добавьте свежую воду в резервуар и прокачивайте свежую воду до тех пор, пока pH не достигнет 6 или 7 и не будет поддерживать его.
12. Добавьте 1/2 галлона Tube Bright для окончательного ополаскивания для пассивирования необработанных металлических поверхностей.Обеспечьте циркуляцию в течение 15 минут и слейте или оставьте химикаты в системе, если ее нужно подключить к сети.
13. При необходимости снимите концевые раструбы и осмотрите трубные решетки, трубы и концевые раструбы, чтобы определить желаемую очистку. Если мусор остался, удалите его вручную и промойте участки обрабатывающей водой.

Если система по-прежнему недостаточно очищена, замените концевые раструбы и повторите процедуру 1-10 еще раз.

Предотвращение образования накипи в теплообменниках с помощью обработки от Chardon Laboratories

Chardon Labs — это промышленная и коммерческая компания по очистке воды, которая занимается качественным обслуживанием клиентов.Наши программы обработки предотвращают загрязнение теплообменника накипью и коррозией, экономя ваше время, деньги и нервы. Если вам нужно восстановить какое-либо оборудование для нагрева или охлаждения воды до энергосберегающего состояния, обратитесь в Chardon Laboratories для предотвращения накипи.

Мэтт Уэлш

Мэтт Уэлш — вице-президент и консультант по водным ресурсам в Chardon Labs.Он помогает консультировать широкий круг клиентов, использующих различные методы очистки воды, от химических до безхимических подходов, в больших и малых применениях и в широком диапазоне географических влияний. Обладая 20-летним опытом очистки воды, включая широкий спектр поиска и устранения неисправностей и обслуживания в системах питьевого и непитьевого отопления, вентиляции и кондиционирования, а также в промышленных приложениях, он является экспертом в области химии водоподготовки для градирен, котлов и систем с замкнутым контуром.

Поделиться:

Выбор материалов в конструкции теплообменника: алюминий vs.Медь — материалы и технические ресурсы

От рекуперации тепла до змеевиков и охлаждения до электростанций, выбор правильного материала для теплообменников — особенно с точки зрения тепловых качеств, устойчивости к провисанию во время пайки и коррозионной стойкости — является ключевым моментом.

Знаете ли вы, что лучший пример теплообмена в мире природы так же очевиден, как нос на вашем лице? Ну, технически это нос на вашем лице, который согревает вдыхаемый воздух и охлаждает выдыхаемый.Но конструкция теплообменника зависит от гораздо большего, чем интуитивное понимание биологии.

Это требует внимательного рассмотрения рабочей среды , приложения и, что особенно важно, свойств используемых материалов .

К счастью, выбор материалов становится проще после оценки окружающей среды и области применения. Если теплообменник будет работать на открытом воздухе или на перерабатывающем заводе с агрессивными средами, тогда потребуется высокая коррозионная стойкость .

Как работает кожухотрубный теплообменник?

Точно так же инженеры-проектировщики должны учитывать, какая жидкость будет проходить через теплообменник, и соответственно указать материалы.

Например, может быть критичным, чтобы вещество оставалось чистым при прохождении через стандартный кожухотрубный теплообменник в фармацевтической промышленности. В такой среде трубки должны быть изготовлены из инертного материала, возможно, даже из нетрадиционного неметаллического материала, например из стекла.

Обычно два наиболее часто выбираемых материала для теплообменников — это алюминий и медь . Оба металла обладают оптимальными термическими свойствами и коррозионной стойкостью, что делает их идеальным выбором, при этом большая часть различий зависит от области применения.

Медь для теплообменников

Типичная теплопроводность обычной чистой меди составляет 386,00 Вт / (м · К) при 20 ° C. Это делает медь наиболее теплопроводным обычным металлом, который, наряду с относительно низкой удельной теплоемкостью, составляет около 0.385 Дж / (г · ° C — подкрепляет его популярность в теплообменниках.

Эти характеристики влекут за собой немного завышенную цену. Большинство инженеров-конструкторов и разработчиков продукции считают это одним из важнейших решающих факторов между медью и алюминием для небольших проектов.

Однако есть несколько практических соображений, которые следует учитывать при использовании меди: Плотность материала , например, может означать, что он не подходит для определенных применений, где требуется легкий теплообменник.

Трубки медные для теплообменников.

Кроме того, медь имеет более низкую гибкость, чем алюминий , что затрудняет формование определенных форм. Из-за этого инженеры-конструкторы, работающие над пластинчато-ребристым теплообменником, который представляет собой тип теплообменника, в котором используются пластины и оребренные камеры для передачи тепла между жидкостями, могут обнаружить, что алюминий лучше подходит для ребер.

Кроме того, важно, чтобы медные трубы соединялись пайкой, а не пайкой, поскольку последняя, ​​как известно, создает наросты веществ в соединениях.Это означает, что инженеры-конструкторы должны также использовать медь с хорошим сопротивлением провисанию, чтобы уменьшить деформацию во время пайки.

Паяный пластинчатый теплообменник SWEP (ППТО) — один из наиболее эффективных способов передачи тепла от одной среды к другой.

Медь также требует длительного воздействия на коррозию. По мере старения материала на нем может образоваться ядовитый цвет — тонкий слой патины, образовавшийся со временем в результате окисления, который придает материалу зеленый оттенок.

Это та же химическая реакция, благодаря которой статуя свободы приобрела культовый зеленый цвет, которым она является сегодня. Этот процесс обычно занимает 15 или более лет, в зависимости от содержания материала и окружающей среды.

Конечно, нет никакой гарантии, что изменение внешнего цвета теплообменника будет так же хорошо принято, как зеленая статуя свободы, поэтому дизайнеры продуктов могут выбрать альтернативу меди, чтобы обеспечить другой эстетический вид. В любом случае патина является диэлектрической и может привести к снижению теплопроводности по мере ее накопления.

На самом деле, хотя коррозионная стойкость не является естественным свойством меди, Lebronze Alloys, ведущий французский производитель высококачественных материалов, работал над составами сплавов, которые обеспечивают медь хорошей стойкостью к окислению даже при воздействии к морской воде.

Несмотря на эти факторы, теплопроводность меди , вероятно, компенсирует необходимость технического обслуживания за счет эффективного отвода тепла.В некоторых случаях высокая относительная теплопроводность меди означает, что медная трубка может проводить тепло так же эффективно, как две алюминиевые трубы.

Алюминий для теплообменников

Для инженеров-конструкторов, которым требуется более легкий, термически эффективный материал или которые работают с более ограниченным бюджетом на проектирование, алюминий является главным кандидатом.

Обладая теплопроводностью 237 Вт / (м · К) для чистого алюминия или ~ 160 Вт / (м · К) для большинства сплавов, алюминий является третьим по теплопроводности материалом и, возможно, наиболее экономичным.Алюминий также имеет удельную теплоемкость 0,44 Дж / (г · ° C), что делает его почти таким же эффективным при рассеивании тепла, как и медь.

Алюминий также намного легче и гибче, чем медь, что позволяет решить многие практические проблемы, с которыми инженеры могут столкнуться с медью. Он гораздо более податлив, поэтому инженеры, проектирующие пластинчато-ребристый теплообменник для газовой печи, обнаружат, что он лучше подходит для тонкостей ребер.

Металлическая пластина в теплообменной машине и насосе на предприятии пищевой промышленности.

Однако алюминий обычно имеет более низкое сопротивление провисанию , чем медь, что делает его более склонным к деформации во время процесса пайки и после повторяющихся циклов нагрева.

К счастью, этому можно противодействовать, выбрав алюминиевый сплав, который был специально разработан для приближения свойств металла к свойствам меди без значительного увеличения цены.

Например, поставщик металла Gränges предлагает алюминиевый сплав FA6825 h24SR, который подходит для теплообменников в энергетике.Этот сплав обогащен такими элементами, как цинк и марганец, чтобы придать сплаву более высокий предел прочности на разрыв после пайки. Во время процесса металл образует крупные зерна, которые улучшают его характеристики провисания.

Характеристики алюминия и меди очень близки с точки зрения пригодности для теплообменников, при этом ключевым решающим фактором в конечном итоге являются практические требования.

Хотя решение может быть не таким очевидным, как нос на вашем лице, инженеры-конструкторы могут облегчить его, изучив свойства своих материалов.

Знаете ли вы? Вы можете изучить сотни различных материалов, подходящих для использования в теплообменниках на Matmatch. Вы также можете найти материалы, специально подходящие для теплообменников в энергетике.

Теплообменник для каменного камина | Домашняя страница форумов Hearth.com

Недавно у меня была дешевая каминная топка, сделанная своими руками, созданная с помощью местного магазина глушителей (общая стоимость = 47 долларов, включая вентилятор). Они согнули десятифутовую выхлопную трубу диаметром 2,5 дюйма, чтобы врезаться в заднюю часть моего камина, а затем обратно.Я купил 4-дюймовый канальный вентилятор с производительностью 100 кубических футов в минуту и ​​адаптер для их подключения. Я знаю, что вентилятор не производит 100 кубических футов в минуту, может быть, 50-60% из-за разницы в площади поперечного сечения. Несмотря на это, я невероятно разочарован, казалось бы, минимальным влиянием на обогрев помещения и температуру воздуха, выходящего из трубы.

Кто-нибудь еще создал теплообменник для камина своими руками, который заметно повысил температуру в помещении? Днем я закрываю дверь сзади спальни, поэтому я пытаюсь отапливать около 800-1000 квадратных футов.Моя текущая установка при температуре 20-30 градусов на улице может поддерживать температуру внутри после того, как газовая печь доведет дом до комфортной температуры, поэтому полезно держать печь выключенной весь день, но как только температура начинает опускаться ниже подростки, я снова начинаю возвращаться назад. Не похоже, что существует большая разница между теплопроизводительностью с теплообменником или без него.

Одна из главных вещей, которая меня сбивает с толку, это то, как огонь горит где-то между 1200-1500 градусами, а окружающая среда внутри камина, где изгибается труба, составляет около 1000 градусов, и все же воздух, выходящий из трубы, теплый, но не почти так жарко, как я ожидал.Что еще меня удивило, так это то, что если я увеличил поток воздуха через трубку (обратный шланг подсоединялся к шопваку и продувал), выходная температура была такой же, несмотря на кажущееся увеличение потока воздуха в 3-5 раз. Это говорит мне о том, что количество тепла, выводимого из трубы, ограничено воздушным потоком, по крайней мере, при текущих расходах. Труба на выходе, даже снаружи камина, настолько горячая, что при прикосновении к ней можно обжечься. Мой главный вопрос: почему воздух не выходит горячее? Как воздух, выходящий из трубы, которая проходит через среду 1000, не обжигает мою руку, когда я кладу туда, где воздух сразу выходит?

Одна мысль, которая у меня возникла, — это иметь несколько труб меньшего размера, может быть, два дюйма, пропущенных таким же образом и подключенных к вентилятору с производительностью 200 или более кубических футов в минуту.Это позволит большему количеству воздуха контактировать с металлом и увеличить поток.

Я получаю дрова бесплатно, так что да, я знаю, что это не самый эффективный способ обогрева моего дома, но даже 15% эффективность при нулевых затратах превосходит эффективность 85% при затратах. Кроме того, я собираюсь прожить здесь всего 3-4 года, так что вставлять вставку и вкладыш в дымоход не стоит, так как это никогда не окупится, в лучшем случае я могу окупиться (с таким же успехом можно просто провернуть газовый термостат).

Эффективность рекуперации тепла

Общие принципы рекуперации энергии

Установки рекуперации тепла, используемые в системах вентиляции и кондиционирования, основаны на некоторых общих принципах:

• Возвратный воздух
• Ротационные теплообменники
• Воздух-жидкость-воздух
• Теплообменники перекрестного потока
• Тепловые насосы

Теплообменники перекрестного потока и вращающиеся показаны ниже:

Блоки рекуперации возвратного воздуха

В блоке рекуперации возвратного воздуха — использованный воздух смешивается с подпиточным или приточным воздухом.Энергия выходящего воздуха подается непосредственно в подпиточный воздух. Передается как явное, так и скрытое (влага) тепло.

Вращающиеся теплообменники

Во вращающемся теплообменнике — выходящий воздух нагревает (или охлаждает) теплообменник, когда колесо проходит через выходной воздушный поток. Энергия передается подпиточному воздуху, когда колесо проходит через подпиточный воздух.

Может передаваться как явное, так и скрытое тепло. Скрытое тепло, когда влага из выходящего воздуха конденсируется на колесе.Больше влаги можно передать с помощью гигроскопического колеса. В теплообменниках без гигроскопических колес сливается большая часть конденсата.

Воздух-жидкость-воздух

В теплообменнике воздух-жидкость-воздух тепло передается в теплообменнике от выходящего воздуха к циркулирующей жидкости. Жидкость циркулирует в теплообменнике с подпиточным воздухом, где тепло передается приточному воздуху.

Может передаваться как явное, так и скрытое тепло. Скрытое тепло, когда влага из выходящего воздуха конденсируется в теплообменнике.Влага не передается.

Теплообменники с перекрестным потоком

В теплообменнике с перекрестным потоком тепло передается непосредственно от выходящего воздуха к воздуху подпитки через разделительные стенки в теплообменнике.

Может передаваться как явное, так и скрытое тепло. Скрытое тепло, когда влага из выходящего воздуха конденсируется на теплообменнике. Влага не передается.

Тепловые насосы

Тепловой насос позволяет — с некоторой дополнительной энергией — передавать в подпиточный воздух больше энергии выходящего воздуха, чем любая другая система.Потребление энергии составляет примерно от от 1/3 до 1/5 рекуперированной энергии.

Может передаваться как явное, так и скрытое тепло. Скрытое тепло, когда влага из выходящего воздуха конденсируется на теплообменнике. Влага не передается.

Процесс нагрева — рекуперация без переноса влаги

Процесс нагрева без переноса влаги с рекуператором — типичный, как и устройство с поперечным потоком на рисунке выше — можно визуализировать на психрометрической диаграмме Молье как

Процесс нагрева — рекуперация с переносом влаги

Процесс нагрева с переносом влаги и рекуперацией — типичный, как блок с вращающимся колесом на рисунке выше — можно визуализировать на психрометрической диаграмме Молье как

Процесс нагрева с рекуперацией тепла и влаги может быть альтернативно быть визуализировано на психрометрической диаграмме как

Эффективность теплопередачи

Эффективность теплопередачи для рекуператора тепла может быть рассчитана как

μ _t = (t ₂ — t ₁ ) / (т ₃ — т ₁ ) (1)

где

μ _t = эффективность передачи температуры

t ₁ = температура внешнего подпиточного воздуха до теплообменника ( ^o C, ^o F)

t ₂ = температура внешнего подпиточного воздуха после теплообменника ( ^o C , ^o F )

t ₃ = температура выходящего воздуха до теплообменника ( ^o C , ^o F )

Эффективность переноса влаги

Эффективность переноса влаги для рекуператора тепла может быть рассчитана как

мкм _м = (x ₂ — x ₁ ) / (x ₃ — x ₁ ) (2)

где

μ _м = эффективность влагопереноса

x ₁ = влажность внешнего подпиточного воздуха до теплообменник (кг / кг, гран / фунт)

x ₂ = влажность внешнего подпиточного воздуха после теплообменника (кг / кг, гран / фунт )

x ₃ = влажность выходящий воздух до теплообменник (кг / кг, гран / фунт )

Эффективность передачи энтальпии

Эффективность передачи энтальпии для блока рекуперации тепла можно рассчитать как

μ _e = (h ₂ — h ₁ ) / (h ₃ — h ₁ ) (3)

где

μ 900 17 e = эффективность передачи энтальпии

ч ₁ = энтальпия внешнего подпиточного воздуха до теплообменника (кДж / кг, БТЕ / фунт)

ч ₂ = энтальпия внешнего подпиточного воздуха после теплообменника (кДж / кг , БТЕ / фунт )

ч ₃ = энтальпия выходящего воздуха до теплообменника (кДж / кг , британских тепловых единиц / фунт )

Связанные мобильные приложения из Engineering ToolBox

— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

Калькулятор КПД теплообменника

Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета КПД по температуре, влажности или энтальпии для теплообменника — как в британских, так и в метрических единицах. Расчет теплообмена (кВт) действителен для метрических единиц.

Долговечный и качественный рекуператор бумаги Вдохновляющие коллекции

Если вы пытаетесь приобрести рекуператор для бумаги по наиболее конкурентоспособным ценам и бескомпромиссному качеству, Alibaba.com — идеальный выбор для вас.Различные разновидности бумажного рекуператора , предлагаемые на сайте, отличаются высоким качеством и изготовлены с использованием новейших технологий, обеспечивающих долговечное качество и долговечность. Эти продукты, представленные здесь, продаются ведущими поставщиками и оптовыми торговцами рекуператора бумаги , что обеспечивает превосходное качество и стабильную производительность. Эти продукты можно использовать как в коммерческих, так и в домашних проектах, они легко устанавливаются и ремонтируются.

Многочисленные типы бумажных рекуператоров , продаваемые здесь, на сайте, изготовлены из прочных и жестких материалов, таких как металлы, АБС-пластик и т. Д., Которые обладают высокой прочностью и устойчивы к любым видам использования и внешним воздействиям.Бумажный рекуператор усовершенствован и эффективен в управлении окружающей средой в вашей комнате. Эти бумажные рекуператоры работают с температурой, влажностью, качеством воздуха, движением воздуха и чистотой воздуха, чтобы сделать воздух вокруг вас более безопасным и комфортным.

Alibaba.com предлагает несколько рекуператоров бумаги разных цветов, размеров, форм, характеристик и т. Д. В зависимости от ваших требований и выбранной модели. Эти продукты оснащены самыми современными типами охлаждения и теплообменниками для повышения эффективности работы.Бумажные рекуператоры также оснащены мощными компрессорами различной производительности. Выберите из этого мощного бумажного рекуператора , чтобы удовлетворить все ваши индивидуальные требования по улучшению качества воздуха, обогрева и охлаждения.

Изучите различные варианты бумажного рекуператора , чтобы приобрести эти продукты в рамках своего бюджета и сэкономить деньги при покупках. Эти сертифицированные ISO продукты предлагаются с подробными инструкциями и простыми процессами установки.Они идеально подходят для всех зданий, нуждающихся в первоклассном управлении внутренней средой.

5 советов по повышению и поддержанию эффективности теплообменника

Энергия — это деньги, и если она не используется оптимально, каждую минуту вы теряете деньги. Итак, следуйте этим советам, чтобы повысить эффективность теплообменника и сэкономить топливо практически в любом приложении.

5 советов по повышению и поддержанию эффективности теплообменника

Джигар Патель | Восточные производители

Учитывая постоянно растущее внимание к повышению производительности теплообменников и максимальной энергоэффективности, энергоемкие отрасли ищут способы достижения этих целей при одновременном сокращении использования материалов и сокращении затрат там, где это возможно.

Вот 5 проверенных отраслевых практик для повышения производительности теплообменника и поддержания эффективности процесса:

Онлайн- и офлайн-очистка

Оперативная очистка помогает предотвратить засорение и образование накипи без отключения теплообменника или прерывания работы. Оперативная очистка может использоваться как автономный подход или в сочетании с химической обработкой, чтобы предотвратить любое снижение производительности теплообменника и продлить срок службы трубки.Методы онлайн-очистки включают в себя систему с рециркуляцией шариков и систему щеток и корзин.

Другой эффективный метод очистки, который эффективно повышает эффективность теплообменника и снижает эксплуатационные расходы, — это автономная очистка. Этот метод, также известный как скребок, использует пулевидное оборудование, которое помещается в каждую трубку и проталкивается вниз с помощью высокого давления воздуха. Другие широко используемые методы автономной очистки включают химическую очистку, гидроабразивную очистку и гидроразрыв.

При периодическом использовании оба этих метода восстанавливают оптимальную эффективность теплообменника до того, как накипь и засорение начнут медленно проникать внутрь и отрицательно влиять на эффективность теплообменника.

Техническое обслуживание теплообменника

Лучший способ повысить эффективность теплообменника и увеличить производительность — это применять надлежащие методы обслуживания, которые предотвращают засорение, засорение и утечки в пластинчатом теплообменнике. Отсутствие периодического обслуживания обязательно повлияет на эффективность теплообменника, что приведет к снижению теплопередачи, потенциально более высоким затратам на энергию, перекрестному загрязнению жидкостей и проблемам эрозии.Таким образом, можно с уверенностью заключить, что всех проблем с производительностью теплообменника можно легко избежать, применив соответствующую программу технического обслуживания.

Периодическая чистка

Периодическая очистка на месте — наиболее эффективный метод смывания всей грязи и мусора, которые со временем снижают эффективность теплообменника. Этот подход требует опорожнения обеих сторон ПТО с последующей его изоляцией от системной жидкости. Воду следует смывать с обеих сторон, пока она не станет полностью чистой.Для достижения наилучших результатов промывку следует выполнять в направлении, противоположном обычным операциям. Как только это будет сделано, пора пропустить чистящее средство с помощью резервуара для раствора и циркуляционного насоса, при этом убедившись, что средство совместимо с прокладками и пластинами ПТО. Наконец, систему следует снова промыть водой до тех пор, пока сбросная струя не станет чистой.

Очистка PHE вручную

Ручная очистка требует соблюдения инструкций производителя.Желательно производить очистку пластин, не отделяя их от рамы, поэтому при установке ПТО важно обеспечить достаточное пространство для облегчения маневрирования при ручной очистке.

Следующим шагом является нанесение чистящего средства для удаления скопившейся грязи и мусора с последующим ополаскиванием мягкой щетиной и водой под давлением. Использование металлических подушечек или щеток не рекомендуется, так как они могут повредить пластины или сместить их.

Минимизация фактора загрязнения

Эффективность теплообменника сильно зависит от скорости рабочей жидкости, поэтому рекомендуется время от времени увеличивать расход.Повышенная турбулентность замедляет тенденцию к засорению, которая в противном случае влияет на производительность теплообменника и препятствует потоку жидкостей. Однако продолжительность и частота профилактического обслуживания и периодической очистки будут варьироваться в зависимости от скорости обрабатываемых жидкостей и основных тенденций среды.

Анализ и решение проблем эффективности теплообменников

Проблемы с эффективностью теплообменника не всегда могут быть очевидны в виде утечек, засорения или засоров.Некоторые проблемы незначительны, но если их не устранить, они могут нанести непоправимый ущерб дорогостоящему оборудованию, вызвать неожиданные простои и аварийный ремонт. Документированные данные процесса технического обслуживания теплообменников дают неоценимую информацию о различных важных факторах, включая скорость потока, давление и температуру на входе и выходе канала. Эти данные служат сигналом о надвигающихся проблемах, которые могут стать неконтролируемыми, если не будут устранены вовремя.

Энергия равна деньгам, и если она не используется оптимальным образом, это деньги, которые вы теряете каждую минуту.Итак, следуйте этим советам, чтобы повысить эффективность теплообменника и сэкономить топливо практически в любом приложении.

О компании Jigar Patel
Джигар Патель — директор компании Oriental Manufacturers. Он верит в силу хорошего функционального дизайна и его способность повышать производительность и стимулировать рост. Подпитываемый своей страстью к инновационным проектам и всему, что связано с EPC, Джигар начал вести блог обо всей информации и технических ноу-хау, которые он накопил за эти годы.Он пишет на темы, связанные с производством технологического оборудования, решениями под ключ, передовыми отраслевыми практиками и его личным опытом! ‌

Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения ManufacturingTomorrow

---

Комментарии (0)

Эта запись не имеет комментариев.Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.

---

Опубликовать комментарий

Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.

Рекомендуемый продукт

Crean Smart Factory Optimization — АНАЛИЗ ОПТИМИЗАЦИИ МОЩНОСТИ

Мы моделируем и анализируем вашу текущую производственную деятельность, используя общесистемный подход.Это поможет вам раскрыть свои истинные возможности и даст вам полную видимость, понимание и контроль. Наша программа будет специально адаптирована к вашим потребностям. Мы анализируем ваши цели и важнейшие движущие силы, изучаем вашу организацию, определяем ваши болевые точки и выявляем новые финансовые возможности. Наша методология уходит своими корнями в LEAN, Six Sigma и Theory of Constraints, но дополнена методами собственной разработки, специально разработанными для производственных сред High Mix.