Приточная вентиляция с подогревом — виды, расчет и монтаж

Современные технологии, пришедшие в нашу страну, подталкивают население также использовать новейшие разработки. Солнечные батареи, регуляторы комнатной температуры и другие умные приборы позволяют не только снизить оплату коммунальных услуг, но и поддержать комфортную температуру в помещении. Конечно, рекуператор для частного дома инновацией назвать нельзя, однако, экономия денежных средств и теплоэнергии налицо.

Основной принцип работы теплообменников

Рекуператор воздуха для дома – является незаменимым оборудованием в достижении чистоты воздуха в домашних условиях. Ведь поддержание здорового микроклимата с помощью встроенных каналов вентиляции, к примеру, на кухне или в ванной комнате, задача практически невыполнимая. В связи с этим установка различных типов систем вентиляции, как приточной, так и вытяжной, поможет сохранить в доме при оптимальном уровне влажности необходимый баланс чистого воздуха.

Учитывая также тот, факт, что используемые при ремонтных работах отделочные материалы зачастую не способные пропускать нужное количество воздуха, а современные технологии энергосбережения, применяемые при обустройстве пластиковых оконных рам, делают комнаты практически герметичными, то единственно правильным решением данных проблемных ситуаций становится установка рекуператора. Помимо покупного устройства, пластинчатый или роторный рекуператор можно сделать своими руками.

Основной принцип работы теплообменников

Помимо этого, его довольно часто рекомендуют применять в системах вентиляции гаражей, где излишняя влажность может вызвать появление на автомобиле коррозийных налетов, а избыточное количество выхлопов газа и паров топлива отрицательным образом будут влиять на здоровье человека, а также дальнейшую сохранность транспортного средства.

Принцип работы системы на основе рекуператоров достаточно несложен. Данное вентиляционное оборудование состоит из теплообменника, оснащенного 2 камерами, предназначенных для прохождения вытяжных и приточных воздушных потоков. Воздух, попадая в камеры, не перемешивается, а благодаря существенной разности в температуре осуществляется процесс теплообмена – холодные воздушные массы прогреваются, а теплые – охлаждаются. Кроме выравнивания температурных параметров воздуха из теплообменника успешно удаляется образованный в результате физических процессов конденсат.

Основной принцип работы теплообменников

Исходя из этого, рекуператор считается довольно эффективным устройством для сокращения потерей тепловой энергии, и сохранения материальных вещей в процессе эксплуатации вентиляции. Это оборудование способно сократить до 2/3 удаляемого тепла, то есть создать вторичное его использование в процессе одного технологического цикла.

Для чего нужен рекуператор

Что такое рекуперация? Это либо подогрев холодного наружного воздуха, подаваемого в тёплое помещение, либо охлаждение горячего наружного воздуха, подаваемого в прохладное помещение. Причём работа по выравниванию температур происходит за счёт теплоотдачи самого воздуха в результате сокращается расход электроэнергии. Устройство, которое позволяет это делать, называется рекуператор, что в переводе с латинского означает возвращение или обратное получение. В этом случае возвращается тепловая энергия воздушных потоков в процессе вентиляции помещения.

В корпусе рекуператора установлен теплообменник из двух камер, через которые проходят потоки вытяжного и приточного воздуха. За счёт теплового обмена температура потоков выравнивается, и на подогрев (охлаждение) воздуха не требуется значительных затрат энергии. Рекуператор позволяет удержать до 2/3 проходящего через него тепла.

В любом жилом доме действует естественная вентиляция, но не всегда она работает эффективно: имеет значение перепад температур внутри здания и снаружи. Зимой эта схема работает хорошо, а летом сильно зависит от погоды, и выручает в этом случае работа системы кондиционирования воздуха. А зимой происходят большие потери тепла при проветривании помещений, а кондиционеры потребляют много электроэнергии на нагревание наружного воздуха. Поэтому рекуператоры особенно необходимы и приносят максимальную отдачу именно в зимнее время, позволяя преобразовывать тепло исходящего из помещения воздуха, в подогрев подаваемого внутрь холодного.

Чтобы запустить принудительную систему вентиляции помещения, надо сделать расчёт параметров вентиляционной системы, определить, где будут монтироваться трубопроводы, какие вентиляторы понадобятся, и только потом смотреть, определить тип рекуператора.

Читайте также:  Вентиляция в курятнике своими руками: видео и подробная инструкция

Редакторы сайта рекомендуют ознакомиться с тем, как пользоваться 3Д планировщиком квартир онлайн.

Другие положительные моменты

Помимо своей прямой функции – рекуперации тепла (холода), эти устройства обеспечивают и другие положительные моменты:

  • — специальные фильтры на входящих воздухопроводах предотвращают попадание в помещение пыли, мелких насекомых, пыльцы и бактерий с наружным воздухом;
  • — в квартиру попадает только чистый воздух;
  • — из квартиры удаляется загрязнённый воздух с пониженным содержанием кислорода;
  • — свежий очищенный воздух с улицы способствует приятным сновидениям.

Особенности конструкции

Основные элементы

  • Решетка воздухозаборная. Несет как декоративное назначение, так и служит барьером для пыли и других частиц, которые содержит в себе ветровые массы.
  • Клапан. При отключении вентиляции, клапан блокирует проход для свежего воздуха, создавая непреодолимый барьер. Зимой он может препятствовать прохождению большого потока воздуха. Можно автоматизировать его работу с помощью электропривода.
  • Фильтры, очищают ветровые массы. Раз в полгода их необходимо менять.
  • Водяной, электрический калорифер, который и выполняет функцию нагревания воздуха.
  • Для небольших построек целесообразно использовать электрический калорифер. В больших помещениях лучше использовать водяной калорифер.

Дополнительные элементы

  • Диффузоры – помогают распределять воздух.
  • Вентиляторы.
  • Шумоглушитель.
  • Рекуператор.

Типы конструкций рекуператоров

Принцип действия рекуператора отличается в зависимости от технических особенностей устройства теплообменника.

Пластинчатая конструкция

Типы конструкций рекуператоров

Состоит из пакета пластин, изготовленных из хорошо проводящего тепло алюминия или стали. Воздух с повышенной температурой отдаёт тепловую энергию пластинам теплообменника и нагревает их поверхность. Холодные воздушные массы поглощают тепло и нагреваются. В конструкции устройства отсутствуют подвижные элементы, что значительно повышает надёжность работы. Популярен благодаря низкой стоимости и высокой эффективности. Коэффициент полезного действия рекуператора достигает 65%. Пластинчатый рекуператор положительно зарекомендовал себя в вентиляционных системах частных домов и современных коттеджей.

Пакет с пластинами расположен в герметичном корпусе

Устройство роторного типа

Типы конструкций рекуператоров

Конструктивной особенностью этого рекуператора является цилиндрический барабан теплообменника, изготовленный из гофрированных стальных элементов. Соосно барабану расположен приточно-вытяжной вентилятор, обеспечивающий циклическое движение нагретого и охлаждённого воздуха. При вращении теплообменника происходит эффективный обмен тепловой энергией воздушных потоков и частичный возврат влаги в помещение. Рекуператор роторного типа оборудован электронной системой, автоматически изменяющей частоту вращения ротора. Это позволяет регулировать интенсивность тепловой отдачи и обеспечивать КПД устройства до 87%. Роторные рекуператоры отличаются повышенной ценой и используются на промышленных предприятиях.

Схема работы роторного рекуператора

Трубчатое исполнение

Типы конструкций рекуператоров

Популярность устройств этого типа обусловлена простотой конструкции и низкими затратами, связанными с самостоятельным изготовлением. Принцип обмена тепловой энергии воздушных потоков аналогичен рекуперации в пластинчатых теплообменниках. В трубчатой конструкции устройства воздух циркулирует по коаксиальным трубам. Внешний воздух поглощает тепло от стенок труб, нагретых выходящими из помещения воздушными массами. Трубчатые рекуператоры устанавливают в квартирах и частных домах.

Рекуператор трубчатого типа с коаксиальными трубами

Рециркуляционный теплообменник

Типы конструкций рекуператоров

В конструкции этого типа в качестве посредника, осуществляющего передачу тепловой энергии, используется жидкость. Это значительно усложняет конструкцию. Устройство включает два теплообменника. Один, наполненный антифризом или обычной водой, устанавливается на вытяжной магистрали вентиляции, а другой — на всасывающем канале, по которому поступает внешний воздух. Нагретая жидкость отдаёт тепло массам воздуха. Сложная конструкция устройства с принудительной циркуляцией теплоносителя ограничивает сферу её применения. Коэффициент полезного действия соразмерен КПД рекуператора пластинчатой конструкции.

Рециркуляционный рекуператор состоит из отдельных блоков, соединённых магистралями

Крышный рекуператор

Типы конструкций рекуператоров

Этот вид оборудования имеет КПД до 68% и представляет собой промышленную установку, применяемую в системах подачи воздуха торговых центров и производственных помещений. Такая система рекуперации отличается низкими затратами по обслуживанию, а специфика установки позволяет сэкономить пространство в области потолка, что актуально для производственных цехов и торговых центров. Особенности конструкции крышного рекуператора не позволяют использовать его в системах подачи воздуха квартир и частных домов.

Читайте также:  Как увлажнить сухой воздух в квартире без увлажнителя

Крышный рекуператор. Вид с улицы

Рекуператор своими руками

Принудительная вентиляция гаража является на сегодня хотя и довольно дорогой, но в тоже время и самой эффективной системой воздухообмена, предназначенной для создания комфортных условий в гаражном помещении. В том случае, если у вас установлена вентиляция подобного типа – вы сможете воспользоваться определёнными ресурсами, скрытыми в самом принципе работы такой системы.

Под скрытыми ресурсами в данном случае следует понимать возможность рекуперации воздушных потоков, формируемых в оборудовании описанного выше типа.

Понятие рекуперации, рассматриваемое в приложении к воздухообменным процессам, предполагает частичный возврат тепла от удаляемых вытяжных потоков воздуха более холодным, приточным воздушным массам с целью его повторного использования.

Важно

Для реализации такого обмена необходимо встроить в систему вентиляции специальное теплообменное устройство (рекуператор), в котором бы эти разнонаправленные потоки воздуха смогли пересекаться между собой.

В этой статье мы рассмотрим вопрос о том, как обустроить в личном гаражном хозяйстве рекуператор своими руками, то есть попытаться максимально использовать всю накапливаемую в помещении тепловую энергию.

К настоящему времени специалистами разработан целый ряд конструкций рекуператоров, среди которых наибольшее распространение получили устройства следующих типов:

  • устройство рекуперации с теплообменником пластинчатого типа;
  • рекуператор с теплообменником роторного типа;
  • водяное рециркуляционное устройство.

Установлено, что наиболее подходящим для самостоятельного изготовления вариантом является рекуператор пластинчатого типа, являющийся к тому же самым дешевым и простым в обслуживании. Вот почему все последующие главы мы посвятим именно этому типу теплообменника.

Пластинчатый тип

Изготовление устройства рекуперации воздуха следует начинать с подбора подходящего для него материала, в качестве которого можно использовать как листы оцинкованного железа, так и обычный текстолит (теплопроводность выбранного материала практически не влияет на эффективность работы рекуператора).

Рекуператор своими руками

Сборка внутренней начинки рекуператора производится, как правило, в следующей последовательности:

  1. Подготовьте комплект пластин размером примерно 20х30 см, которые затем будут собираться в рабочие секции. В качестве прокладок, задающих промежутки между пластинами ячеек, вы можете использовать заготовки из технической пробки.
  2. Для образования рабочей секции вам необходимо будет сложить несколько пластин в одну пачку, проложив их с помощью прокладок, закреплённых на полиуретановый клей. Расстояние между соседними пластинками не должны быть менее 4 мм; при меньших значениях они будут препятствовать свободному движению воздушного потока, скорость которого в устройстве должна быть чуть больше 1 м/сек.

По окончании сборки секции все имеющиеся в ней монтажные щели необходимо будет залить силиконовым герметиком, приготовленном на основе нейтральных составляющих.

Порядок окончательной сборки устройства

Внешний вид самодельного рекуператора пластинчатого (перекрёстно-точного) типа изображён на рисунке, приведённом выше.

Для окончательной сборки устройства вам необходимо будет произвести следующие операции:

  1. В качестве корпуса для рекуператора вы можете использовать любой подходящий по размеру жестяной короб.
  2. В одной из торцевых рёбер этого короба проделываются два отверстия под фирменные пластиковые фланцы, которые свободно можно приобрести в любом специализированном магазине. Естественно, что размеры этих отверстий должны соответствовать сечению приточной и вытяжной труб гаражного воздуховода.
  3. После высыхания силикона готовый пакет пластин можно будет уложить в жестяной короб и тщательно зафиксировать его там любым удобным для вас способом. Все имеющиеся монтажные щели можно заделать с помощью того же герметика. 

Таким образом, вы получите устройство, на входе которого (в пространстве между пластинами) образуются перекрёстные потоки тёплого и холодного воздуха. Нагретый за счёт вытяжных (тёплых) потоков приточный (холодный) воздух поступает затем в гаражное помещение через выходные отверстия в пластинах, а отдавший часть тепла отработанный поток выводится наружу через специальный люк.

Для получения требуемой эффективности работы устройства суммарная площадь всех пластин рекуператора не должна быть менее 3,3 м2.

Читайте также:  Аэродинамический расчет центробежного вентилятора

Короб самодельного устройства можно изготовить также и из шлифованных МДФ — панелей, имеющих толщину порядка 2 см или из простого бруса. Для повышения герметичности устройства, а также в целях снижения шумов работающей системы внутреннюю поверхность его стенок следует проложить пластинами из минеральной ваты.

Принцип работы рекуператора

Как уже было сказано выше, это оборудование функционирует благодаря обмену потоков теплом. Говоря более простым языком, в холодное время года высокая температура внутри помещения непосредственным образом влияет на воздух, идущий снаружи, в то время как летом этот процесс является обратным. Для претворения в жизнь подобных процедур и был создан особый прибор, именуемый рекуператором.

Принцип его работы заключается в следующих моментах:

Принцип работы рекуператора
  • воздух из комнаты двигается вдоль имеющей квадратное сечение трубы;
  • приточные потоки передвигаются в поперечном ему направлении;
  • смешивания горячего и холодного воздуха не происходит, поскольку между ними имеются специально предназначенные для этого перегородки в виде пластин.

Изготовление устройства

Как самостоятельно сделать пластинчатый рекуператор? Пластинчатые рекуператоры своими руками сделать несложно. Важно только хорошо понимать, как работают пластинчатые рекуператоры. Для этого должен быть хорошо усвоен принцип работы и изучена схема прибора. Первым делом необходимо решить вопрос материала теплообменных пластинок, тем более что единого варианта для пластин, наполняющих теплообменную кассету, нет. Поэтому материал можно использовать любой:

  • алюминиевый лист;
  • кровельная оцинковка;
  • листовой текстолит;
  • гетинакс и другие виды пластика.

Процесс обмена энергией никак не зависит от материала пластин. Гораздо большее влияние на работу теплообменника оказывает плотность набора пластин в кассете и количество используемых кассет. Чем большего КПД вам хочется достичь, тем больше кассет вам придется использовать в своем теплообменнике. Теоретически можно обойтись одним блоком пластинок, но большого размера.

Принцип работы рекуператора

Учитывая неизбежность образования на пластинах конденсата, рекуператор следует обеспечить системой удаления его из устройства. Для изготовления кассеты понадобится уголок для каркаса и материал для прокладывания пространства между пластинами. Для корпуса подойдет лист металла или толстая фанера.

Изготовление устройства

Еще понадобится:

  • минеральная вата;
  • герметик;
  • крепления.

Пластинки следует собирать в пачки, стараясь сохранять края неповрежденными. В блоке их следует собрать не менее 70 штук. Края каждой пластины следует оклеить рейками или пробкой. Элементы склеиваются особым образом, крест-накрест. Такая конструкция обеспечит получение кассеты с чередующимися под прямым углом воздушными каналами. Кассета скрепляется силиконовым герметиком. Входящий воздух следует отфильтровать. Внутреннюю поверхность корпуса нужно оклеить минеральной ватой, слоем не меньше 4 см.

Кассету, являющуюся теплообменником, вставляют в специальные направляющие в корпусе, что делает ее легкодоступной для обслуживания. Для образования потока воздуха используют вентиляторы с регулируемой скоростью вращения. Самодельный рекуператор готов. Эффективность его работы будет зависеть исключительно от качества сборки аппарата.

Почему клапан обмерзает

Явление встречается в районах с низкими зимними температурами. Источник инея – конденсат, выпадающий на сильно охлажденных поверхностях проветривателя. Чтобы устранить проблему, нужно выявить причину обмерзания:

  1. Естественная вытяжка работает неэффективно либо не функционирует вовсе. Результат: водяные пары остаются внутри комнаты и частично выходят наружу через приточный клапан.
  2. Мощность системы отопления не рассчитана на инфильтрацию (естественную подачу) воздуха приточным устройством. Оголовок переохлаждается, на нем конденсируется влага.
  3. Нарушение правил установки, например, слишком близкое расположение проветривателя к окну, большой отступ от батареи или недостаточное утепление трубы.
  4. Оголовок задернут слишком плотными шторами, отчего вдоль стены образуется холодная зона. На крышке появляется наледь.

Среди отзывов пользователей встречаются жалобы на снижение температуры после установки проветривателей, дословно – из клапанов сильно дует. Хотим напомнить простое правило: расход воздуха через элемент целиком зависит от работы вытяжки. Постарайтесь отрегулировать поток на стеновом клапане либо частично перекрыть вытяжное отверстие.