Рекуператор воздуха: от принципа действия до создания устройства и его монтажа

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:

1. низкая цена;
2. элементарность конструкции;
3. компактность;
4. простота в обслуживании;
5. простота в чистке (в случае, если кассета разбирается)
6. доступность материалов для изготовления;
7. отсутствие механизмов.

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

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.

Как установить?

Типовая схема монтажа рекуператора подразумевает расстояние как минимум 0,15 м от потолка. Поднимать устройство выше не рекомендуется, а вот поставить его главный внутренний блок у самого пола вполне допустимо. Процесс работы состоит из таких этапов:

• сверление отверстия;

• крепление необходимого блока;

• герметизация свободного пространства;

• прикрепление решеток;

• подключение электропроводки;

• тестирование работоспособности устройства и коммуникаций вокруг него.

Монтируя рекуперационную установку в стену, надо делать отверстие со скосом 3 градуса кнаружи. Патрубок извне ставят, делая выступ от внешней плоскости на 1,5 см. Для заполнения промежутка используют пену или специальный уплотняющий состав

Важно: ставить рекуператор можно только при отключенном электропитании. Воздушные фильтры рекомендуется ставить с обеих сторон воздушной магистрали

Лучше определять его «с запасом» 15-20%, отталкиваясь от метеорологических данных. При установке сразу следует думать об удобстве отладки и сервисных работ. Легко доступны должны быть как сами блоки рекуператора, так и вентили, другие управляющие элементы и воздуховоды. Если это не учтено, иногда приходится проводить обслуживание с помощью промышленных альпинистов.

Не следует чрезмерно сближать входной и выходной каналы. Максимально упростить обслуживание помогает монтаж устройства около окон или хотя бы там, где удобно поставить лестницу. Чтобы компенсировать частично ветровое давление, необходимо отказаться от монтажа вентиляционной техники на внутренних углах построек. Нельзя выставлять рекуператор около наружного блока кондиционера. Диаметр отверстия подбирают с учетом материала стены.

Для алмазного бурения придется использовать аппараты с гидросъемным кольцом и высококлассным строительным пылесосом. Непременно стоит уточнять перед работой все внутренние коммуникации. Полезно также учитывать несущую способность стены. Вентиляционный канал прикрывают козырьком, который задержит пыль, осадки, насекомых и мелких пернатых. Подключение рекуператора к скрытой проводке или к стандартной розетке на 220 В зависит только от личного удобства.

Придется использовать пружинные клапаны с электрическими приводами на отводных воздуховодах. Получать уличный воздух удобно через канал, проделанный во фронтоне. Длина линии может составлять 6 м, делать более длинную магистраль непрактично.

Фильтры советуют монтировать как можно ближе к самой установке. Целесообразно делать проход в северном фронтоне, чтобы в жару меньше поступало знойного воздуха. Но полезно учитывать и розу ветров — со стороны господствующего ветра будет больше задувать пыли. Воздуховод делают под уклоном, если планируется периодически останавливать аппарат, для непрерывно работающих рекуператоров правильнее использовать прямой канал.

Вентиляторы ставят на выход из приточной трубы и на выход из вытяжки. Если аппарат рассчитан на эксплуатацию при плюсовой температуре, поставить его на холодном чердаке все равно можно. Придется только создать вентилирующую камеру с полноценным удержанием тепла. Рассчитывать на один только греющий кабель по корпусу не стоит. Обязательно утепляют воздуховоды по всей длине.

О плюсах и минусах рекупертора смотрите далее.

Преимущества и недостатки рекуператоров разных типов

Преимущество рекуператоров очевидно – они позволяют существенно сэкономить на нагреве приточного воздуха зимой и охлаждении приточного воздуха летом.Среди недостатков рекуператоров выделяют следующие:

• Они создают дополнительное аэродинамическое сопротивление в сети. Действительно, как любой другой элемент в сети вентиляции, рекуператоры имеют некоторое сопротивление, которое следует учитывать при выборе вентилятора. Впрочем, это сопротивление не велико (обычно не более 100 Па), и к существенному увеличению мощности вентилятора не приводит.
• Рекуператоры повышают как стоимость вентиляционной установки, так и стоимость её обслуживания. Как и любое другое решение, направленное на повышение энергоэффективности системы, рекуператоры стоят определенных денег и требуют регулярного технического обслуживания. Однако опыт многократно доказал, что затраты на рекуперацию тепла гораздо ниже получаемой выгоды.
• Роторные, камерные и в гораздо меньшей степени пластинчатые рекуператоры имеют один недостаток, который может быть критичным на некоторых объектах – в них возможны перетечки потоков воздуха. В этом случае опасность представляет перетекание вытяжного воздуха в приточный. Такие перетечки нежелательны в системах вентиляции чистых помещений и не допустимы, например, в инфекционных отделениях больниц и операционных. Причиной служит опасность перетекания вирусов, которые попали в вытяжку из какого-либо помещения, в приточный поток воздуха с последующим распространением по всем помещениям объекта. Как результат, на таких объектах применяют рекуператоры с промежуточным теплоносителем или фреоновые рекуператоры.
• Рекуператоры увеличивают габариты вентиляционной установки. В первую очередь это касается пластинчатых рекуператоров, так как они представляют собой воздухо-воздушные теплообменники и имеют достаточно крупные размеры. Кроме того, это касается рекуператоров с промежуточным теплоносителем ввиду наличия двух отдельных теплообменников, двух линий трубопроводов и узлов обвязки возле каждого из теплообменников.

Что такое рекуператоры?

«Recuperatio» — слово, означающее «получение обратно» чего-либо. В нашем случае это воздух. Задача рекуператоров — возвращение в помещение части тепла благодаря передаче его от исходящего нагретого потока холодному входящему. Это оборудование входит в состав приточно-вытяжной системы, оно помогает минимизировать потери на «обогрев улицы».

Существует два больших класса рекуператоров — роторные и пластинчатые. Они имеют свои достоинства, но и некоторые недостатки им все же свойственны. Целесообразность применения того или иного агрегата в большей степени определяют характеристики помещения, однако более популярны именно пластинчатые модели. На них лучше остановиться поподробнее.

Пластинчатое устройство — кассета (блок, теплообменник), в которой находится множество тонких перегородок — гладких или гофрированных листов, их изготавливают из различных материалов. Теплый воздух, двигаясь по пластинчатому обменнику, отдает ему тепло. За его счет нагреваются холодные массы, поступающие с улицы. Результат — частичный нагрев воздуха, а значит, экономия энергии обогревателей.

Делают кассеты приборов из алюминиевой фольги, оцинкованной стали, пластика либо бумаги, прошедшей специальную обработку. Зазоры между пластинами составляют 2-4 мм. Рекуператоры различаются не только материалами перегородок теплообменника. Модели имеют разное направление потоков воздуха:

• в более распространенном типе оборудования — перекрестноточном — исходящие и приточные потоки идут перпендикулярно относительно друг друга, КПД достигает 65%;
• в противоточных рекуператорах — в направлениях противоположных, так как несоприкасающиеся потоки должны обеспечивать идеальный теплообмен.

Благодаря такому принципу работы, пластинчатые агрегаты дают возможность гарантировать постоянный подогрев холодного воздуха, проникающего в помещение. Потери тепла, стремящегося «обогреть улицу», наоборот, сводятся к минимуму.

Еще одно отличие рекуператоров от обычных (естественных) вентиляционных систем — способность устранять неприятные запахи. Некоторые модели — мембранные — имеют и другое дополнительное преимущество: они успешно борются с повышенной влажностью в помещении.

Алгоритм выполнения работ

Компании, занимающиеся профессиональным монтажом вентиляционных систем, действуют по следующему плану:

1. Разработка проекта (учитываются как нормы СНиП, так и пожелания заказчика).
2. Сборка каналов воздухоотвода.
3. Установка оборудования, входящего в конкретную систему: кондиционеров, увлажнителей, калориферов и т.д.
4. Запуск и наладка.
5. Сдача в эксплуатацию.

Рассмотрим, как эти шаги можно повторить самостоятельно.

Проект и расчёт

Понадобится план жилья. Нужно знать расположение комнат и объём каждого помещения.

На плане выбирается и отмечается расположение будущих элементов вентиляции. При этом нужно руководствоваться рядом принципов:

1. Вход свежего воздуха монтируется в нижней части дома.
2. Если входов будет несколько, они равномерно распределяются по всем сторонам жилья, если же вход планируется один, лучше предпочесть северную стену дома.
3. По системе труб, которую лучше всего установить в потолочном пространстве, чистый воздух должен разводиться по всем жилым комнатам.
4. Приток воздуха должен располагаться от жилых комнат в сторону санузла и кухни.
5. Выход воздуха монтируется в противоположной части дома, дальше от входа.
6. Выход нужно устраивать в верхней части стены и дома.
7. Наилучшим решением будет установить принудительную вытяжную вентиляцию над плитой и в санузле.
8. Нельзя располагать вытяжные решётки возле батарей – будет улетучиваться самый прогретый воздух.
9. В квартирах естественная вытяжная вентиляция устанавливается при строительстве.

Чтобы рассчитать производительность вентиляционной установки нужно знать общий объём дома/квартиры. Минимально система должна обновлять весь этот объём примерно за 2 часа. А в идеале за 30 минут.

Площадь дома умножаем на высоту потолков,- получаем объём (например, 85 м2 х 2,3 м = 195,5 м3.)

Если считать по всем правилам, 195,5 х 2 = 391 м3/ч (округляем до 400 м3/ч).

В экономном варианте делим объём на два (пример: 195,5:2 = 97,75). Получается, что для данного дома подойдёт вентиляция от 100 до 400 м3 в час.

В офисах, где плотность населения выше, чем в квартире, мощность системы берётся исходя из количества людей в комнате: 60 м3/ч на человека.

Чтобы определить производительность самодельной вентиляционной системы, нужно учесть производительность вентилятора, сечение и длину воздуховода. Также погрешность будет тем выше, чем больше в системе поворотов и дополнительных элементов, таких, как увлажнители, калориферы и т. д.

Чем больше протяжённость воздуховода и чем больше в нём разветвлений, тем мощнее нужно устанавливать вентилятор. Его работа должна с лихвой перекрывать все потери давления.

Сборка каналов

Монтаж воздуховодов начинают после окончания штукатурных работ, но до того, как в доме будет выполнена чистовая отделка.

Материалом для самодельных каналов могут стать ПВХ, гофра или металлические трубы.

Рукава крепятся под потолком, согласно разработанной схеме.

Хорошо, если каждая комната будет иметь свой отдельный рукав.

После того, как закреплены все трубы внутри дома, перфоратором делается отверстие притока и заборник воздуха. Для защиты от насекомых на него устанавливается сетка и небольшой навес от непогоды. Хотя отверстие и должно быть ниже вытяжного, но не стоит его монтировать на уровне ближе 2 метров от земли.

Нельзя недооценивать давление, которому будут подвержены трубы – все стыки и крепления должны быть сделаны надёжно. Именно разгерметизация каналов – самая частая проблема в самодельных вентиляционных системах.

Оборудование

На этом этапе устанавливаются элементы и механизмы, которые призваны сделать жизнь комфортнее. Их набор может быть разным, но их устанавливают в следующем порядке (если смотреть от входного отверстия):

• очистительный фильтр;
• калорифер, который подогреет воздух зимой (он может быть с блоком, управляющимся дистанционно);
• вентилятор;
• рекуператор;
• кондиционер, который охладит воздух летом (устанавливается перед самым выходом воздуха в комнату).

В самом конце делается выходное отверстие (если требуется). Если оно проходит сквозь кровлю, по неотапливаемому чердаку, трубы должны быть утеплены. Монтируется и подключается вытяжной вентилятор.

Заключительные работы

Прокладываются силовые кабеля, подключаются к сети электроприборы, делается заземление. Проводится пробный пуск системы и проверяется правильность функционирования всех элементов.

После того, как будут выполнены декоративные отделочные работы, и вентиляция скроется потолком, выводятся диффузоры (декоративные решётки).

Советы, как выполнить монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией

Теперь поговорим о том, как выполнить монтаж приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией. Начнём с того, как выбрать наиболее подходящее место для установки.

Если у вас имеется частный дом, то лучше всего подобрать для монтажа нежилые помещения. Это подвал, чердак, подсобка. А котельная — вообще самый идеальный вариант для приточно-вытяжной вентиляции

Обратите внимание на то, чтобы установка вентиляции с рекуперацией не противоречила требованиям, указанным в технической документации. Лучше всего, чтобы разводки системы вентиляции с рекуперацией воздуха приходились на помещения, где есть отопление

Вентиляция с рекуперацией воздуха, вполне вероятно, будет проходить по тем помещениям, где отопления нет. Эти отрезки необходимо основательно утеплять. Необходимо утеплять уличные воздуховоды вентиляции с рекуперацией воздуха, как и те, что находятся в наружных стенах. Желательно расположить оборудование вентиляции с рекуперацией воздуха таким образом, чтобы оно оказалось максимально удалено от жилых помещений, чтобы не мешал шум работы, который никогда не исключён.

Собственно, эти советы по монтажу вентиляции с рекуперацией воздуха не могут быть применены во всех без исключения случаях. Вполне возможно, что у вас имеются другие условия и места, где можно оборудовать подобную систему. Многое зависит от планировки здания и габаритов оборудования.

Забор воздуха для вентиляции с рекуперацией лучше оборудовать с той стороны, где ветер бывает реже. Это позволит избежать пыли и мусора, либо, как минимум, снизить их количество

При этом важно убедиться, что поблизости нет дымоходов, труб и любых других мест, откуда может выходить нежелательный воздух

Установка. Крайне не рекомендуется производить монтаж вентиляции с рекуперацией воздуха самостоятельно. Это рискованное предприятие, которое может привести к неприятным последствиям. Если вы читаете данную статью, то вряд ли являетесь специалистом в области установки вентиляции с рекуперацией, так что мы рекомендуем обратиться за помощью к профессионалам.

Роторные рекуператоры

Тепло передается вращающимся между удаляемым и приточным каналами ротором. Это открытая система, а потому здесь велик риск того, что грязь и запахи могут перемещаться из удаляемого воздуха в приточный, чего в некоторой степени можно избежать, если правильно разместить вентиляторы. Уровень рекуперации тепла может регулироваться скоростью вращения ротора. В роторном рекуператоре риск обмерзания невысок. Роторные рекуператоры имеют подвижные части. Они также характеризуются высокой эффективностью (75-85%).

Роторный рекуператор

Данное решение удачно реализовано у производителя т.м. Naveka в установках серии Node3. Установки имеют систему защиты от обмерзания, встроенную автоматику и пульт ДУ. В исполнении Vertical — установки имеют теплошумоизоляцию из минеральной не горючей ваты толщиной 50 мм, и возможность наружного (уличного) монтажа и эксплуатации.

Роторный рекуператор Naveka Node3

Преимущества устройства

Подобный тип устройств становится все популярнее из-за отсутствия необходимости проветривания помещения летом и зимой, как следствие выпускания наружу драгоценных градусов. В жару аппарат создаёт приток очищенного специальным фильтром воздуха.

Все процессы полностью автоматизированы. Зимой поступающие потоки свежего воздуха будут подогреты, летом – охлаждены.

Вентиляция с рекуператором имеет ряд сильных сторон:

• существенно экономятся финансы на отопление;
• система значительно экономнее отдельных вытяжных вентиляторов;
• качественно удаляются неприятные тяжёлые запахи и частицы пыли;
• простота при монтаже и эксплуатации;
• практически отсутствие затрат на использование устройства;
• все процессы автоматизированы;
• срок эксплуатации системы достаточно продолжительный и не требует постоянного вмешательства.

Устройство используют беспрерывно или периодически. Независимо от этого жилище всегда качественно насыщается чистым атмосферным воздухом без потери тепла или свежести.

Пример приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла и влагиИсточник turkov.ru

Тонкости установки

Сборка и монтаж рекуперационного блока могут быть проведены самостоятельно. Самым простым видом самодельного прибора является коаксиальный рекуператор. Для его изготовления берут двухметровую пластиковую трубу для канализации сечением 16 см и воздушную гофру из алюминия длиной 4 м, диаметр которой должен составлять 100 мм. На торцы большой трубы надевают переходники-разветвители, при помощи которых устройство будет соединяться с воздуховодом, а внутрь вкладывают гофру, закручивая её при этом по спирали. Рекуператор подключают к вентиляционной системе таким образом, чтобы тёплый воздух гнался сквозь гофру, а холодный шёл через пластиковую трубу.

В результате такой конструкции смешивания потоков не происходит, а уличный воздух успевает согреться, двигаясь внутри трубы. Для повышения рабочих качеств прибора можно совместить его с грунтовым теплообменником. В процессе испытаний такой рекуператор даёт неплохие результаты. Так, при наружной температуре в -7 градусов и внутренней в 24 градуса, производительность прибора составила около 270 кубометров в час, а температура входящего воздуха соответствовала 19 градусам. Средняя стоимость самодельной модели – 5 тысяч рублей.

При самостоятельном изготовлении и монтаже рекуператора следует помнить, что чем больше будет длина теплообменника, тем более высоким КПД будет обладать установка. Поэтому опытные мастера рекомендуют собирать рекуператор из четырёх отрезков по 2 м каждый, проведя предварительную теплоизоляцию всех труб. Проблему отвода конденсата можно решить установкой штуцера для слива воды, а сам прибор разместить чуть под наклоном.

Установка своими руками

Установить приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла достаточно просто. Для этого нужно соблюдать ряд простых правил и рекомендаций. Самый простой и доступный вариант для самостоятельного изготовления – это рекуперативный элемент пластинчатого типа, проектирование и изготовление которого необходимо осуществлять в правильном порядке.

1. Из тонкого листового металла вырезаются пластины теплообменника, размером примерно 20 на 30 см. Делать это лучше всего при помощи электрического лобзика, чтобы на краях пластин не оставалось заусениц.
2. Из дерева, текстолита или технической пробки делается рамка, которая устанавливается между пластинами. Толщина рамки должна составлять не более 3 мм.
3. Конструкция склеивается при помощи герметика, который не вызовет коррозию материалов.
4. Из металла, пластика или жести делается корпус для системы, изнутри он утепляется при помощи минеральной ваты или другого материала с похожими свойствами.
5. В корпусе проделываются два отверстия с противоположных сторон, к ним прикрепляются пластиковые фланцы, диаметр которых должен быть равен диаметру труб для отвода и притока воздуха.
6. Приделывается трубка для отвода конденсата из корпуса.

Как видно из описанного выше, простая реверсивная рекуперативная система вентиляции своими руками для обеспечения качественного воздухообмена изготавливается довольно просто. При проектировании следует учитывать габариты и назначение помещения, количество постоянно находящихся в нем человек и другие важные параметры.

Своими руками достаточно просто можно изготовить трубчатый рекуператор, при использовании которого образуется меньше конденсата.

Вентиляция с рекуперацией воздуха – очень эффективная и довольно простая система, при помощи которой можно одновременно обеспечить вентиляцию в помещении, а также обогрев или охлаждение входящего воздуха.

Что это такое?

При использовании приточно-вытяжной вентиляции в осенне-зимний период нередко встаёт вопрос сохранения тепла в помещении. Поток холодного воздуха, идущий из вентиляции, устремляется к полу и способствует созданию неблагоприятного микроклимата. Наиболее распространённым способом решения этой проблемы является установка калорифера, нагревающего потоки холодного уличного воздуха перед подачей их в помещение. Однако данный способ является достаточно энергозатратным и не предотвращает тепловых потерь помещения.

Оптимальным вариантом решения проблемы является оборудование вентиляционной системы рекуператором. Рекуператор представляет собой устройство, в котором каналы оттока и подачи воздуха находятся в непосредственной близости друг от друга. Рекуперационная установка позволяет частично передавать тепло от выходящего из помещения воздуха входящему. Благодаря технологии теплового обмена между разнонаправленными воздушными потоками удаётся сэкономить до 90% электроэнергии, кроме того, в летний период прибор может использоваться для охлаждения входящих воздушных масс.

Пластинчатые рекуператоры

Удаляемый и приточный воздух проходят с обеих сторон ряда пластин. При этом в пластинчатых рекуператорах на пластинах может образовываться некоторое количество конденсата. Поэтому они должны быть оборудованы отводами для конденсата. Конденсатосборники должны иметь водяной затвор, не позволяющий вентилятору захватывать и подавать воду в канал.

Принцип действия приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла

Из-за выпадения конденсата существует серьезный риск образования льда, а потому необходима система размораживания. Рекуперация тепла может регулироваться посредством перепускного клапана, контролирующего расход проходящего через рекуператор воздуха. В пластинчатом рекуператоре отсутствуют подвижные части. Он характеризуется высокой эффективностью (50-90%).

Пластинчатый рекуператор

Хорошо зарекомендовали себя установки такого типа от производителя т.м. Naveka — Node1. Они имеют алюминиевый рекуператор, дренажную систему для слива конденсата и систему защиты от обмерзания рекуператора. А так-же самые тихие в своём классе вентиляторы, электрический или водяной нагреватель, встроенную автоматику и пульт дистанционного управления с настройкой режимов и расписания работы.

Пластинчатый рекуператор Naveka Node1