Теплообменник для вентиляции своими руками

Принцип работы грунтового воздушного теплообменника

Схема рекуперации тепла в устройстве

Схема рекуперации тепла в устройстве

Итак, что такое рекуперация тепла? –  Рекуперация это процесс теплообмена, при котором холодный воздух с улицы нагревается за счёт выходящего потока с квартиры. Благодаря такой схеме организации установка с рекуперацией тепла экономит тепло в доме. В квартире за короткий промежуток времени и с минимальными затратами электричества формируется комфортный микроклимат.

На видео ниже представлена система рекуперации воздуха.

Что такое рекуператор. Общее понятие для обывателя.

Экономическая целесообразность рекуперативного теплообменника зависит и от других факторов:

  • цен на энергоносители;
  • стоимости установки агрегата;
  • затрат, связанных с обслуживанием устройства;
  • продолжительности эксплуатации такой системы.
Рекуператор воздуха для дома

Рекуператор для дома

С понижением температуры окружающей среды эффективность агрегата падает. Как бы то ни было, а рекуператор для дома в этот период жизненно необходимо, поскольку существенная температурная разница «нагружает» систему отопления. Если за окном 0°C, то в жилое пространство подается воздушный поток, прогретый до 16°C. Бытовой рекуператор для квартиры с этой задачей справляется без каких-либо проблем.

Формула для подсчёта эффективности рекуператора

Формула для подсчёта эффективности

Современные рекуператоры воздуха отличаются не только КПД, нюансами использования, но и конструкционно. Рассмотрим самые популярные решения и их особенности.

Температура грунта на глубине около двух метров всегда одинакова – примерно 10 градусов; и это значение верно для любого региона СНГ (плюс – минус два градуса). Грунтовый теплообменник позволит «забирать» эту энергию и летом охлаждать ей воздух, экономя на кондиционировании, а зимой – подогревать и беречь тепло, вырабатываемое отопительными приборами.

Воздушный теплообменник может подогревать/охлаждать воздух на 5 градусов, а может и на 20 – это зависит от разницы температур грунта и воздуха.   

Чем больше разница температур грунта и воздуха, тем эффективнее работает устройство.

Поэтому круглый год использовать это устройство нельзя. Летом, в самую жару, теплообменник может снизить температуру с 30 до 20 градусов, зимой прогреть от -20 до 0 градусов. Но осенью и весной, когда грунт и воздух примерно одной температуры, устройство скорее вредит, чем помогает: например, в помещении, где было 12, благодаря работе теплообменника станет 8. Поэтому, делая грунтовый теплообменник своими руками, нужно продумать, как отключать его на время межсезонья.

Теплообменник для вентиляции своими руками

Обычно грунтовый теплообменник используют вместе с рекуператором.

Основные типы грунтовых воздушных теплообменников

Специалисты акцентируют внимание на том, что системы вентиляции с рекуперацией тепла бывают нескольких типов:

  • пластинчатыми;
  • с отдельными теплоносителями;
  • роторные;
  • трубчатые.
Разновидности рекуператоров воздуха

Разновидности рекуператоров воздуха

Пластинчатый тип – включает в себя конструкцию на основе алюминиевых листов. Такая установка рекуператора считается самой сбалансированной с точки зрения стоимости материалов и значения теплопроводности (КПД варьируется от 40 до 70%). Агрегат отличается простотой исполнения, ценовой доступностью, отсутствием подвижных элементов. Для установки не требуется специализированной подготовки. Монтаж без каких-либо сложностей выполняется дома, своими руками.

Пластинчатый рекуператор

Пластинчатый тип

Роторные – достаточно популярные среди потребителей решения. В их конструкции предусмотрен вал вращения, питающийся от электросети, а также 2 канала под воздухообмен с противотоками. Как работает такой механизм? – Один из участков ротора прогревается воздухом, после чего он поворачивается и тепло перенаправляется к холодным массам, сосредоточенным в соседнем канале.

Роторный рекуператор

Роторный тип

Несмотря на высокий КПД, установки имеют и ряд весомых недостатков:

  • внушительные массогабаритные показатели;
  • требовательность к регулярному техническому обслуживанию, ремонту;
  • проблематично воспроизвести рекуператор своими руками, восстановить его работоспособность;
  • смешивание воздушных масс;
  • зависимость от электрической энергии.

О видах рекуператоров можете посмотреть видео ниже (начиная с 8-30 минуты)

Рекуператор: зачем он, их виды и мой выбор

Обратите внимание! Вентиляционная установка с трубчатыми устройствами, а также отдельными теплоносителями практически не воспроизводится в домашних условиях, даже если под рукой есть все необходимые чертежи и схемы.

Грунтовые теплообменники для вентиляции делятся на три основных группы: гравийные (бесканальные),  трубные (канальные) и безмембранные.В бесканальных устройствах воздух проходит через подземный слой грунта. В трубных – через подземные трубы. Безмембранные теплообменники – это комбинация трубных и гравийных: в них на ровный слой гравия укладывается ровный слой полимерных плит.

Предлагаем ознакомиться  Выбираем садовый уличный светильник на солнечных батареях для дачи

При любой схеме основной канал подводящего типа соединяется с вентиляцией, и предусматривается механизм, позволяющий переключаться с режима использования теплообменника на режим использования прямого притока воздуха с улицы.

В частных домах обычно используют трубные теплообменники – они более эффективны. При этом способе в траншею укладывают трубопровод диаметром 200-2500 мм и длиной 15-50 метров: чем длиннее трубопровод, тем эффективнее будет его работа, но тем выше и аэродинамическое сопротивление. Изгибы и повороты в трубопроводе допускаются, они на эффективность работы не влияют.

Отлично, если участок большой, и есть возможность уложить одну трубу, но допускается и параллельная укладка труб, и веерная.

Обычно для того, чтобы устроить грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками, берут полипропиленовые трубы. Трубы с большой поверхностью и меньшей толщиной стенок обладают лучшей теплопроводностью, поэтому выбор часто падает на гофрированный материал. Для стока конденсата, который появится летом, во время охлаждения горячего воздуха, трубы укладывают с уклоном в 2 градуса. Начало трубопровода на участке должно быть установлено выше обычного уровня снега и оснащено воздухозаборником с фильтром.

Рассмотрим такой теплообменник на примере устройства, сделанный пользователем нашего портала с ником Prayfor, который живет в Ровно, в одноэтажном доме площадью 160 квадратных метров. Конечно, это вспомогательная система отопления «для комфорта и экономии», основное отопление дома – электричество и газ.

Грунтовый теплооменник смонтирован из канализационных труб диаметром 160 метров. Общая длина 60 метров, плюс еще 12 метров под домом.

Трубы тепообменника уложены в отдельные траншеи на глубине от 1 до 2 метров, они веером сходятся в одну точку. В этой точке сделан дренаж, а от нее под домом идет одна двенадцатиметровая труба, которая ведет к рекуператору.

Для каждой трубы сделан свой воздухозаборник, они спрятаны в деревянные короба.

Теплообменник для вентиляции своими руками

Рекуператор висит на стене котельной, а разводка воздуховодов – на неотапливаемом чердаке трубами 160 с переходом в 125 на выходе. Все они утеплены, укрыты слоем минваты (40 см), и накрыты доской толщиной 40 мм.

Грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками

Сделано 6 точек подачи (4 в комнатах и 2 в гостиной) и 3 точки забора (2 в санузлах и 1 в простирочной).

Недостаткигрунтового воздушного теплообменника

Наш пользователь говорит, что воздух, который попадет в дом из теплообменника, не отличается от воздуха из форточки – он такой же чистый, единственное – в нем нет уличной прохлады. Ни у кого в семье нет ощущения, что в помещение попадает воздух из грунта. Субъективно он пока что видит в этой конструкции одни плюсы.

Но воздушный грунтовый теплообменник – не самая одобряемая конструкция на.

Минусы конструкции:

  1. Она может быть опасна для здоровья.
  2. В трубах образуется конденсат, который необходимо удалять.
  3. Для прокачки воздуха по десяткам метров труб нужна довольно мощная вентиляционная установка.
Грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками
GaserКонсультант раздела «Вентиляция»

Если дренаж негерметичный, то вы, очевидно, дышите «воздухом из грунта».  У меня это как-то не очень состыкуется со здоровьем. Ладно, если район не радоноопасный, а если да?

Внутри стенок грунтового воздушного контура создана идеальная среда для размножения различных микроорганизмов, многие из которых могут представлять опасность для здоровья людей.
Грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками

Лично я опасаюсь гонять воздух по длинным магистралям, тем более под землей. Воздух придется обязательно фильтровать от пыли и возможных бактерий.

Настоятельно не рекомендуется делать грунтовые воздушные теплообменники в радонопасных районах.  Радон – это газ, выделяемый из толщи земли.  При высоких концентрациях он с большой вероятностью приводит к  раку легких.  

Радоноопасные районы России:

  • Алтайский край;
  • Кавказские минеральные воды;
  • Карелия;
  • Кольский полуостров;
  • Ленинградская область;
  • Урал.

Дом Prayfor стоит на плите – так геологи называют горизонтальное залегающие в грунте горные породы, поэтому наш пользователь считает, что радона ему бояться нечего. А бактерии он уничтожает, проводя ежегодную дезинфекцию труб специальной воздушной пушкой.

Теплообменник для вентиляции своими руками

Трубы заполнили паром с дезинфицирующим средством,  закрыли все выходы и оставили так на несколько часов. В доме все точки подачи и забора воздуха закрыли, чтобы воздух пошел через всю систему прямо на улицу. Через несколько часов по системе прогнали чистый воздух, который вытеснил из нее остатки дезинфицирующего пара.

Предлагаем ознакомиться  Расчет мощности тепловой пушки

Как сделать пластинчатый рекуператор своими руками?

самодельный рекуператор воздуха для дома

самодельный рекуператор воздуха для дома

Самой простой с точки зрения реализации и последующего оборудования считается система рекуперации тепла пластинчатого типа. Эта модель может похвастаться как очевидными «плюсами», так и досадными «минусами». Если говорить о достоинствах решения, то даже самодельный рекуператор воздуха для дома может обеспечить:

  • приличный КПД;
  • отсутствие «привязки» к электросети;
  • конструкционная надёжность и простота;
  • доступность функциональных элементов и материалов;
  • продолжительность эксплуатации.

Но перед тем как начать создавать рекуператор своими руками, следует уточнить и минусы данной модели. Главный из недостатков – образование оледенений при сильных морозах. На улице уровень влаги меньше, нежели в воздухе, который присутствует в комнате.  Если не воздействовать на нее каким-либо образом она превращается в конденсат. При морозах высокий уровень влажности способствует формирования наледи.

Принцип воздухообмена в рекуператоре

На фото изображено как происходит воздухообмен

Существует несколько способов защиты устройства рекуператора от обмерзания. Это небольшие по размерам решения, отличающиеся эффективностью и способом реализации:

  • термическое воздействие на конструкцию за счёт чего наледь не задерживается внутри системы (КПД падает в среднем на 20%);
  • механический отвод воздушных масс от пластин, благодаря чему осуществляется принудительный отогрев льда;
  • дополнение системы вентиляции с рекуператором целлюлозными кассетами, поглощающими избыточную влагу. Они перенаправляются в жильё, при этом не только устраняется конденсат, но и достигается эффект увлажнителя.

Предлагаем посмотреть видео – Рекуператор воздуха для дома своими руками.

Рекуператор – своими руками

Рекуператор – своими руками 2

Специалисты сходятся во мнении – целлюлозные кассеты на сегодняшний день являются оптимальным решением. Они функционируют вне зависимости от погоды за окном, при этом установки не потребляют электричества, им не требуется канализационного отвода, сборника под конденсат.

Теплообменник для вентиляции своими руками

Металлические листы используются для нарезки квадратов, размеры каждой стороны могут варьироваться от 200 до 300 мм. В этом случае необходимо подбирать оптимальное значение, учитывая то, какая система вентиляции установлена в вашем доме. Листов должно быть не менее 70. Чтобы они получались ровнее, рекомендуем одновременно работать с 2-3 шт.

Схема устройства пластинчатого рекуператора

Схема пластичного устройства

Чтобы рекуперация энергии в системе осуществлялась полноценно, необходимо подготовить и деревянные рейки в соответствии с выбранными размерами стороны квадрата (от 200 до 300 мм). Затем их необходимо аккуратно обработать олифой. Каждый деревянный элемент приклеивается на 2-е стороны металлического квадрата. Один из квадратов необходимо оставить не оклеенным.

Пластины и деревянные бруски

Пластины и деревянные бруски

Чтобы рекуперация, а вместе с ней и вентиляция воздуха, проходили эффективнее, каждую верхнюю грань реек тщательно промазывают клеевым составом. Отдельные элементы собираются в квадратный «сэндвич». Очень важно! 2-й, 3-й и все последующие квадратные изделия следует поворачивать на 90° по отношению к предыдущему. В такой способ реализовывается чередование каналов, их перпендикулярное положение.

Чередование пластин в агрегате

Чередование пластин в агрегате

На клей фиксируется верхний квадрат, на котором рейки отсутствуют. Используя уголки, конструкцию аккуратно стягивают и крепят. Чтобы рекуперация тепла в системах вентиляции осуществлялась без потерь воздуха, щели заполняют герметиком. Формируются фланцевые крепления.

Вентиляционные решения (изготовленный агрегат) помещаются в корпус. Предварительно на стенах устройства необходимо подготовить несколько уголковых направляющих. Теплообменник располагают таким образом, чтобы его углы упирали в боковые стенки, при этом вся конструкция визуально напоминает ромб.

Самодельный рекуператор воздуха

На фото самодельный вариант устройства

Остаточные продукты в виде конденсата остаются в нижней его части. Главная задача заключается в получении 2-х вытяжных каналов, изолированных друг от друга. Внутри конструкции из пластинчатых элементом осуществляется смешивание воздушных масс, и только там. Внизу проделывают небольшое отверстие для отвода конденсата через шланг. В конструкции проделывают 4 отверстия под фланцы.

Схема монтажа вентиляции с рекуперацией

Схема монтажа вентиляции с рекуперацией

Оптимально на входе установки предусмотреть место под фильтры. Конструкция покрывается минватой. На этом этапе устанавливается вентилятор, а сам агрегат совмещается с вентиляционной системой.

Самодельный рекуператор воздуха на видео ниже.

рекуператор теплообменник вентиляция своими руками

Предлагаем ознакомиться  Если хочется попариться даже на природе то без не не обойтись Как сделать печь для походной бани

Материалы для пластин

При выборе материала для изготовления кассеты самого пластинчатого теплообменника, принципиальной разницы, из чего набирать пластины, нет. Подойдёт:

  • тонкий лист алюминия или меди;
  • тонкая кровельная оцинковка;
  • листовой текстолит или гетинакс;
  • другой вид пластика.

На теплообмен теплопроводность материала пластин почти не влияет. Сколько нужно? Зависит от количества собираемых кассет. Для одной хватит около 4 квадратных метров. Если, руководствуясь изложенной выше теорией, захочется повысить КПД, нужно в два раза больше для кассеты того же размера. Можно сделать и одну, но большую. Однако требования по удалению возможного конденсата из корпуса не позволят «уложить» кассету на бок и придётся искать место для установки.

Понадобится уголок для стоек обоймы кассеты и фланцев. Перекладывать пластины можно проолифленной рейкой, полосовой технической пробкой. Если есть возможность, подготовленные для пластин заготовки можно штамповать в п-образные заготовки с высотой бортика от 4 до 5 миллиметров. Той же толщины должны быть рейки и пробковая полоса, ширина их до 10 миллиметров.

Материал для изготовления корпуса

  • металлический лист или фанера;
  • МДФ толщиной до 20 миллиметров;
  • брусок для каркаса;
  • метизы для крепежа;
  • минеральная вата;
  • силиконовый герметик.

Пошаговые действия

  1. Сначала аккуратно нарезаются пластины квадратной формы. Сторона до 300 миллиметров. Важно выполнить все пластины одинакового размера, стараясь не деформировать их края. Лучше всего пользоваться электроинструментом, разрезая несколько листов, сложенных пачкой. Всего нужно около 70 таких заготовок на кассету. На противоположные края квадратов наклеиваются рейки или пробка, нарезанные по размеру стороны пластины. На последний лист ничего не клеится. Клею даётся время высохнуть. Подготовленные заготовки склеиваются в кассету. Для чего клеем намазываются верхние стороны реек или полос пробки, а каждый последующий лист укладывается с поворотом на 90 градусов. Завершает набор пластина без прокладок. Получится кассета с чередующимися каналами, направленными перпендикулярно друг другу — будущий теплообменник.
  2. Кассета стягивается каркасом из уголка. В щели заполняют силиконовый герметик. На сторонах кассеты выполняются крепления для фланцевых соединений. Нужно учесть, что кассета должна располагаться вертикально на одном из углов квадрата, образуя равносторонний ромб. В нижней её части будет скапливаться образующийся конденсат. Тут предусматривается дренажное отверстие с трубкой отвода скопившейся влаги. Как говорилось выше, в одном корпусе может быть установлено более одной кассеты теплообменника для большего КПД. В этом случае, вторая должна иметь такие же габариты, как и первая. Их смежные углы должны плотно соприкасаться, не допуская щелей и просветов. Снизу и сверху на стык поместить силиконовый герметик.
  3. Подготовленная кассета вставляется в корпус. Его внутренняя высота и длина равны диагонали квадрата (если используется одна кассета), а ширина — толщине набора пластин. В стенках корпуса, напротив соответствующих сторон кассеты, выполняются отверстия для крепления пластиковых фланцев под воздуховоды. Устанавливать теплообменник нужно в специальные направляющие из уголка, укреплённые на стенках корпуса. Кассета получается съёмной, что важно для её обслуживания.
  4. Для входящих потоков нужно предусмотреть возможность установки простейших съёмных кассетных фильтров. На внутреннюю поверхность стенок корпуса крепится минеральная вата толщиной около 4 сантиметров. Для обеспечения принудительной вентиляции устанавливаются вентиляторы, позволяющие регулировать скорость вращения.

Насколько эффективен воздушный грунтовый теплообменник

И с точки зрения комфортности эксплуатации, и с точки зрения энергоэффективности отзывы на работу системы отопления и вентиляции с грунтовым теплообменником у нашего пользователя самые лучшие.

Рекуператор всю зиму работал каждый день не менее 14 часов, обязательно – ночью, когда было холоднее всего.

Наш пользователь каждое утро измерял температуру:

  • уличного воздуха;
  • воздуха, который поступает из теплообменника;
  • воздуха после рекуператора;
  • вытяжного воздуха.

Все время наблюдений температура воздуха на улице была -18 – -21 градус,  после теплообменника в дом она поступала не ниже 12,8, а к концу февраля стабилизировалась до 14 градусов.

Prayfor даже не ожидал, что все будет работать настолько хорошо.

Грунтовый теплообменник для вентиляции своими руками

Эффективность системы превзошла все наши ожидания.

Однако эксперты нашего портала рекомендуют делать более безопасный, хотя, возможно, менее эффективный вид грунтовых теплообменников – жидкостный. Прочитайте статью о том,  как сделал жидкостный теплообменник  для своего энергоэффективного дома участник нашего портала.

Грунтовый теплообменник – один из ключевых элементов геотермального теплового насоса, он поставляет в тепловой насос низкопотенциальное тепло.  Почитайте о том, какие виды грунтовых теплообменников геотермальных тепловых насосов  применяют участники. Познакомьтесь с рекомендациями для оптимального устройства геотермального “рассольного” контура для теплового насоса.

Узнайте, как участник нашего портала сделал грунтовый тепловой насос своими руками.

Также на вы сможете прочитать статьи о том, как приблизить дом к стандартам энергопассивного, как сделать рекуператор своими руками при минимальном бюджете. Узнайте, как самому сделать рекуператор с автоматикой, найдите ответы на любые вопросы по рекуперации и вентиляции. Посмотрите видео, которое доказывает экономическую эффективность теплообменников.

Супер отопление
Adblock detector