Рекуператор воздуха своими руками: трубчатый, коаксиальный, пластинчатый

Многим жильцам городских квартир на собственном опыте пришлось убедиться, что создать в квартире благоприятный микроклимат без качественной вентиляции невозможно. Прекрасно, когда вентиляция обеспечивает приток в квартиру с улицы чистого зимнего воздуха, плохо, что при этом мы теряем такой же объём нагретой воздушной среды. Для того чтобы в достатке получать свежий кислород и при этом предотвратить потерю тепла, необходимо использовать рекуператор. На рынке представлен огромный выбор систем рекуперации, однако при желании можно без труда сделать и установить рекуператор своими руками.

Эффективность и принцип действия систем рекуперации

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

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

Использование рекуператора в системе вентиляции позволяет:

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

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

Виды рекуператоров

Системы рекуперации можно разделить на несколько типов.

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

Пластинчатый рекуператор

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

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

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

Есть у таких теплообменников и свои недостатки:

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

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

Самостоятельное изготовление рекуператора пластинчатого типа

Поскольку средняя стоимость пластинчатого теплообменника составляет 300 у. е., имеет смысл сделать этот несложный в изготовлении рекуператор воздуха своими руками.

Для того чтобы изготовить рекуператор самостоятельно, понадобятся:

листы оцинкованного металла (4 кв. м.);
техническая пробка толщиной 2 мм;
силиконовый герметик с нейтральной реакцией;
жестяная коробка для корпуса или листы МДФ, метала или фанеры для его изготовления;
клей;
утеплитель толщиной 4 см (минеральная вата или пенопласт);
уголки для стоек;
пластиковые фланцы;
электролобзик или болгарка.

Этапы работ:

Разрезаем материал на небольшие квадраты с размером стороны от 200 до 300 мм. Пластины должны быть одинаковыми и идеально ровными, лучше будет разрезать сложенные пачкой листы болгаркой, нежели использовать ножницы по металлу. Таких пластин, служащих заготовками для кассет рекуператора, должно получиться около 70 шт.
С целью создания зазора между листами используем техническую пробку. Суть в том, чтобы сделать такое сечение, при котором скорость потоков воздуха будет составлять 1 м/с. Наклеиваем нарезанную пробку по двум противоположным краям квадратных заготовок, не трогая последнюю.
Дождавшись высыхания клея, создаем кассету теплообменника, склеивая листы таким образом, чтобы каждый последующий располагался под углом в 90 градусов к предыдущему. В кассете получаются чередующиеся каналы, перпендикулярные друг другу. Последним будет лист, на который мы не клеили пробку.
После соединения всех пластин с помощью уголка стягиваем конструкцию каркасом.
Все щели тщательно заделываем герметиком.
На стенках кассеты располагаем крепления для фланцев, имеющих диаметр, соответствующий трубам воздуховодов. Желательно расположить кассету вертикально, тогда в самом низу будет собираться конденсат. В этом же месте готовится дренажный канал: отверстие с трубкой для отвода жидкости.
Для того чтобы кассету можно было извлекать из корпуса, внутри него нужно установить направляющие из уголка.
Корпус с кассетой располагают в коробе, изготовленном из толстой фанеры или жести. Важным моментом будет использование теплоизоляционных материалов (минеральная вата или пенопласт), которыми оклеиваются все стороны короба изнутри.

Обратите внимание! Ширина корпуса рекуператора должна соответствовать ширине кассеты, высота и длина – диагонали квадратных пластин.

Для более надежной работы системы рекуперации в условиях отрицательных температур приточного воздуха, когда пластины теплообменника могут обледенеть, к системе добавляют байпас, через который в случае необходимости направляют поток приточного воздуха. В это время через теплообменник будет проходить только теплый вытяжной воздух, и под его воздействием заледеневшие пластины теплообменника будут оттаивать.

КПД самодельного рекуператора составит около 60–65 %, что позволит обеспечить поддерживать оптимальный микроклимат в помещении.