Изготовление рекуператора своими руками

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

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

Виды рекуператоров

В зависимости от конструктивного решения различают такие виды рекуператоров:

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

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

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

Коаксиальный рекуператор

Изготовление пластинчатого рекуператора

Потребуются следующие материалы и инструменты:

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

Далее руководствуются следующей последовательностью шагов:

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

Рекуператор из поликарбоната

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

Использование пластин из поликарбоната в таком случае позволяет:

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

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

Изготовление трубчатого рекуператора

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

Для самостоятельного изготовления понадобятся следующие материалы и инструменты:

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

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

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

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

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

Борьба с замерзанием конденсата

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

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

Конденсат на рекуператоре

Блиц-советы

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