Вентиляция с рекуперацией тепла своими руками в доме 100 кв метров
О том, что такое рекуператор воздуха и как его собрать при минимальном бюджете, рассказывают пользователи FORUMHOUSE!
Любой, кто постоянно читает FORUMHOUSE, знает, что качественная вентиляция – залог здорового микроклимата в доме. Правильно рассчитанная и смонтированная система вентиляции обеспечивает постоянный приток свежего воздуха в дом и отток отработанного наружу. Однако зимой, вместе с отработанным воздухом, наружу выбрасывается драгоценное тепло, а с улицы в дом поступает холодный воздух, на нагрев которого тратится дополнительная энергия.
Чтобы не отапливать улицу, всё большее количество современных и энергоэффективных домов оснащают рекуператорами. А т.к. цены на промышленные образцы, мягко говоря, кусаются, то лучший выход – это засучить рукава и сделать рекуператор воздуха для дома самостоятельно!
Принцип действия рекуператора
Прежде чем приступить к конструированию самодельного устройства, необходимо разобраться в принципе его работы.
Слово «рекуператор» (от латинского «recuperatio») означает получение или возвращение чего-либо обратно. Воздушный рекуператор – это устройство, в котором посредством теплообмена происходит передача тепла от потока исходящего, уже нагретого воздуха, входящему холодному воздуху.
Таким образом снижаются теплопотери дома, что позволяет уменьшить затраты на отопление.
Не следует путать понятия воздушное отопление и рекуперация. Одно относится к системе отопления, а второе является частью современной вентиляционной системы загородного дома и даже дачного домика.
Система рекуперации воздуха для частного дома.
Эффективность и экономическая выгода от установки рекуперационной системы в доме зависит от следующих факторов:
- стоимости энергоносителей;
- предполагаемых сроков эксплуатации системы;
- сумм, затраченных на монтаж системы;
- суммы, затрачиваемой на ежегодное обслуживание системы.
– Рекуператор – это всего лишь часть (и не самая дорогая) системы принудительной вентиляции. Поэтому его и вентиляцию следует рассматривать как общую систему.
Вентиляция с рекуперацией своими руками
Виды рекуператоров
Рекуператоры классифицируются в зависимости от конструктивного исполнения и предназначения, а именно:
1. По типу движения теплоносителя (воздуха) – прямоток или противоток.
Чертеж рекуператора.
2. По конструктивному исполнению и принципу действия теплообменника (см. схему):
Рекуператор воздуха, устройство.
1. Роторный рекуператор
Этот тип теплообменника представляет собой закрытый корпус с установленным внутри него ротором (барабаном), приводимым в действие электромотором.
Ротор вращается с определённой скоростью и попеременно оказывается в зоне действия тёплого или холодного воздушного потока.
Таким образом, пластины ротора циклически то нагреваются, то остывают.
В результате накопленное тепло передаётся поступающему холодному уличному воздуху.
Устройства роторного типа имеют высокий КПД (до 85%), не обмерзают при низких температурах и частично регулируют уровень влажности.
Рекуператор воздуха своими руками: чертежи.
К главным недостаткам устройства роторного типа относятся:
- сложная конструкция, состоящая из электромотора, ротора, приводного ремня и системы воздуховодов;
- повышенный уровень шума;
- наличие подвижных частей снижает надёжность системы и приводит к необходимости более частого технического обслуживания.
2. Пластинчатый рекуператор
Пластинчатый рекуператор представляет собой теплообменник (кассету), состоящий из множества тонких пластин, соединённых друг с другом с небольшим зазором.
Тёплый воздух, проходя через кассету, нагревает пластины, которые в свою очередь – за счёт быстрого теплообмена, передают энергию холодному потоку.
Т.к. воздушные потоки не смешиваются друг с другом, теплообмен осуществляется благодаря одновременному охлаждению и нагреванию пластин со всех сторон.
Пластинчатый теплообменник для вентиляции дома имеет следующие плюсы:
- невысокую стоимость;
- компактные размеры;
- простоту устройства;
- отсутствие подвижных частей.
Пластины для воздушного рекуператора.
У теплообменника этого типа при низкой температуре, из-за образования конденсата, происходит частичное или полное обмерзание пластин теплообменника.
Несмотря на существенный недостаток, этот тип является наиболее распространённым при самостоятельном конструировании.
Рекуператор с роторным теплообменником
Теплообменник пластинчатого рекуператора чаще всего изготавливают из квадратных пластин. В качестве материла для пластин используются:
- тонкие медные или алюминиевые листы;
- фольга;
- паропроницаемые мембраны.
Роторный рекуператор своими руками.
Вентиляция с рекуператором в частном доме
При изготовлении пластинчатого теплообменника мы должны выдержать определённые расстояния между пластинами.
– Оптимальное расстояние между пластинами – не более 3 мм.
Чем меньше зазор между пластинами, и чем они тоньше, тем больше теплообмен между воздушными потоками. Соответственно ,увеличивается КПД установки.
Однако уменьшение толщины зазоров приводит к увеличению скорости образования конденсата. Это, в свою очередь, вызывает закупорку каналов у теплообменника и вызывает падение КПД устройства.
Чтобы бороться с этим явлением, дополнительно подогревают холодный входящий воздух электрическими калориферами или отключают входящий приток и продувают теплообменник только тёплым воздухом.
Это увеличивает трудоёмкость изготовления устройства в домашних условиях.
Но пользователь нашего сайта с ником Megavolt собрал эффективный пластинчатый рекуператор своими руками с блоком управления. Пластины форумчанин сначала решил делать из листовой меди, но, из-за её высокой цены, решил перейти на пищевой алюминий.
Рекуператор для частного дома своими руками.
– Я боялся, что теплообменник из фольги начнёт вибрировать и «запоёт», но я ошибся, установка работает не громче компьютера. Корпус склеил из пластика. Производительность – 200 м3 в час. Также я изготовил процессорный блок управления системой. Теперь можно наблюдать за работой устройства, так сказать, в режиме «онлайн».
В рабочем режиме на дисплей выводится температура выходящего и входящего воздуха, время, мощность вентиляторов. На случай отключения электричества предусмотрено питание блока управления от АКБ.
Рекуператор воздуха для дома своими руками.
Кроме металла, для изготовления теплообменника можно использовать сотовый поликарбонат. Именно так поступил Hecs73:
– Я купил 11 листов сотового полипропилена 3м/2м/3мм. Распилил их на параллелограммы 1х0.5 м и склеил силиконом. Зазор между листами контролировал 3мм шнуром. Шнурок при сборке сдавило, и зазор вышел в 1,5-2 мм, что благотворно сказалось на КПД и негативно – на падении давления. Теплообменник установил в пенопластовую коробку, подвёл утеплённые воздуховоды диаметром в 160 мм и поставил рекуператор на чердак. Производительность установки – 150 м3. Личные замеры показали, что при температуре 5 °C на улице и 24 °C– в доме на притоке получается 22 °C.
Также среди самоделок распространён коаксиальный тип рекуператоров.
– По моему мнению, в домашних условиях проще всего сделать коаксиальный (труба в трубе) самодельный самодельный рекуператор.
Такое устройство изготавливают из канализационной пластиковой трубы диаметром 160 мм, длиной 2 м и алюминиевой воздушной гофры диаметром 100 мм и длиной 4 м.
На концы пластиковой трубы одеваются разветвители-переходники, а внутрь трубы, в виде спирали, укладывается полностью растянутая гофра. Благодаря разветвителям, тёплый поток гонится через гофру, а холодный поток идёт внутри пластиковой трубы. В результате потоки разделяются и не смешиваются друг с другом, а холодный воздух, проходя через теплообменник, нагревается.
– В качестве эксперимента я совместил коаксиальный рекуператор с грунтовым теплообменником. Длина пластиковой трубы – 2.3 м, диаметр – 160 мм. Алюминиевая гофра: длина 3.5 м, диаметр 100 мм. Устройство я собрал за 3 часа, и обошлось оно мне в 5 т. руб. Разместил горизонтально.
По результатам испытаний форумчанин получил следующие данные:
- Температура в помещении +24°C.
- Температура воздуха на входе -7°C.
- Температура воздуха на выходе +19°C.
- Производительность до 270 м3.
– Чем длиннее путь, который проходит холодный воздух в теплообменнике, тем выше КПД установки. Советую собрать данное устройство из 4-х труб по 2-2.5 метра каждая. Трубы лучше дополнительно теплоизолировать. Конденсат хоть и появится, но его будет значительно меньше, чем в пластинчатом типе устройства, который не будет работать без дополнительного нагрева входящего потока при низкой температуре. Для сбора конденсата можно установить трубы под углом или вертикально, и вставить штуцер для слива.
Также пользователи сайта FORUMHOUSE предлагают модернизировать конструкцию коаксиального рекуператора.
Хозяин Мастер:
– Нужно поменять местами приточный поток и обратный и пустить холодный воздух по гофре.
Тогда конденсат будет вытекать по пластику, а гофра останется сухой.
– Т.к. внешнюю трубу всё равно нужно теплоизолировать, то можно совсем от неё отказаться.
Я планирую собрать длинный короб из ЭППС и положить в него алюминиевую гофру. Думаю, эффективность устройства повысится.
На FORUMHOUSE собраны ответы на все вопросы по рекуперации и вентиляции. Почитайте о самодельном теплообменнике с автоматикой. Также на нашем портале наглядно показывается, как собрать рекуператор из такого распространенного материала, как сотовый поликарбонат. Узнайте, что получится, если совместить коаксиальный рекуператор и грунтовой теплообменник.
А ознакомившись с нашим видеосюжетом, вы узнаете, как теплообменник помогает экономить тепловую энергию.
Мой дом в котором я живу уже 9 год был с естественной вентиляцией, и 80% времени у него были приоткрыты окна. Почему скажите вы? дом достаточно герметичный и потребляет совсем немного на отопление, вентиляция была сделана просто вытяжки были в виде вентиляторов в санузле и техническом помещении, но еще нужен приток воздуха, на 1 этаже в гостинной был установлен клапан КИВ, а на втором этажа два оконных клапана, но притока через клапана не хватало, поэтому приходилось приоткрывать окна.
В сильные холода их клапанов дуло достаточно сильно, поэтому т.к. там есть регулировка их прикрывали, соответсвенно ухудшалась вентиляция.
Для оценки качества вентиляции я пользуюсь измерителем концентрации углекислого газа, который выдыхает человек, соответсвенно если концентрация СО2 в норме, то и остальные показатели будут в норме.
На тему концентрации СО2 очень неплохие статьи:
И так стало понятно что надо делать приточно-вытяжную вентиляцию.
Кол-во воздуха методом проб и ошибок решено делать согласно нормам АВОК, т.к. наиболее «научно инженерные» и в целом по датчику СО2 они очень реальны и правдивы.
Кратность воздухообмена 0,35 1/ч, но не менее 30 м 3 /ч на чел. 3 м 3 /м 2 , если общая площадь квартиры без учета площади летних помещений меньше 20 м 2 /чел.
Для расчета расхода воздуха, м 3 /ч, по кратности объем помещений следует определять по общей площади квартиры без учета площади летних помещений. Квартиры с плотными для воздуха ограждающими конструкциями требуют дополнительного притока воздуха для каминов и механических вытяжек.
Вообщем решил я разделить дом на две части, и сначала заняться вентиляцией второго этажа, т.к. там спальни и рабочее место и детская, то есть я там провожу достаточно много времени, и основные загрязнения там.
На 3-х человек нужен приток от 90 до 150 кубов воздуха в зависимости от концентрации СО2 на улицы.
Если я буду подавать просто 90-150 кубов подогревая до комфортных 22 градусов я буду тратить 0,34Вт х 90 м3 х (22гр — (-3 гр)) х 24ч х 213дней = 3910кВтч в год (при средней температуре отопительного периода -3 гр) при моем тарифе на электроэнергию это составит 4,54 х 3910 = 17 751 руб в год, что в целом достаточно много с учетом того что за всю электроэнергию с отопление, освещением, быт. техникой, ГВС и т.п. в год я плачу порядка 65 т.р.
Поэтому конечно делать просто приточную вентиляцию не разумно, соответственно решено ставить рекуператор.
Рекуператоров бывает много разных видов, я не буду описывать конструкции каждого и сравнивать их. Для себя решил что приточно вытяжная вентиляция должна удовлетворять следующим условиям.
- как можно меньше и проще обслуживание
- не влиять существенно на нагрузку сети, то бишь без догрева
- ее не должно быть слышно, т.к. приток идет в спальни, то шума вообще не хочу (вентилятор от ноутбука для меня это громко и неприятно)
- дешево и просто
В доме есть небольшой чердак, туда и решено засунуть всю систему. Но т.к. он холодный корпус установки и воздуховоды должны быть хорошо утеплены.
В комнаты в потолок врезаны анемостаты диаметром 150мм. Чем больше диаметр тем меньше скорость воздуха, тем меньше шума и меньше чувствуется движение воздуха.
Внутри приклеит датчик от термометра, он не обязателен, просто для статистики.
По чердаку проложил трассы гибкими утепленными воздуховодами. Это не лучшее решение, т.к. у них очень большое сопротивление, но я это учел при подборе вентиляторов.
Вообще воздуховоды бывают:
пластик — дешево, очень маленькое сопротивление, неизвестна статика пластика(возможно пылиться будут быстрее всего)
оцинковка — дороже, небольшое сопротивление, сложный монтаж
гибкие — простой монтаж, недорого, очень большое сопротивление (рекомендуется только на отводах или на небольших участках), хорошо гасят шум
Вытяжка осуществляется на кровлю, приток идет сбоку из стены.
Вторая труба это проветривание чердака.
Все трассы на чердаке воздуховодами диаметром 100мм, что бы дыло максимальная скорость в воздуховодах, т.к. чем больше скорость, тем меньше будут теплопотери (чердак холодный), но при этом скорость не должна быть более 8 м/c, т.к. появятся лишние шумы.
Вообще судя по правилам развода вентиляции, диаметр воздуховодов достаточно легко рассчитать
площадь воздуховода х 3600 = кол-во м3 в час при скорости потока 1 м/c
для центральных трасс скорость рекомендуется 4-5 м/с
для отводов от нее чтобы убирать шумы 2-3 м/c
при выходы из решеток и т.п. 1-2 м/c
Я остановился на пластинчатом теплообменнике т.к. это самый простой вариант.
Что выбрать? Алюминий просто, надежен, но сложно клеить, резать и т.п. Очень тонкую фольгу сложно зафиксировать, толстая редкость и недешево. Вообщем алюминевый теплообменник проще купить заводской готовый. Мембрана — еще сложнее, но наверное самое хорошее решение, цена готовых начинается от 250 евро, сделать самому небольшого размера сложно из-за выдержки расстояний между пластинами, я так и не придумал как.
А вот пластика сейчас полно, пластик использует такие производители как вентс или например sistemair. Самое хороше и доступное решение это сотовый полипропилен (не путать с пвх и поликарбонат), толщина стенки самая маленькая из пластиков, сечение каналов любое на выбор, стоимость минимальна.
Листы сотового полипропилена нарезаны на куски размером 300х300, толщина 3 мм
3 мм зазор между листами выполнен вставкой из куска того же пластика. Клеится все отлично любым герметиком без запаха на основе мс-полимера.
Сотовые ячейки расположены в сторону приточного воздуха, а сплошная полость распологается в сторону вытяжного воздуха, чтобы конденсат мог свободно стекать.
Теплообменник получился размером 300х300х300 мм с шагом 3 мм.
Площадь теплообмена 7,6 м2
Скорость воздуха в теплообменнике при 150 м3/ч — 1 м/c
Сразу скажу сделать корпус для рекуператора из нескольких теплообменников или их большего размера, лучше сразу из фанеры с обклейкой утеплителем. Но у меня не очень большой теплооменник и не тяжелый, и самое важно что требуется хорошая теплоизоляция, т.к. находиться на холодном чердаке.
Вообщем корпу был сделан из двух листов XPS (экструдированный пенополистирол), склеен и стянут саморезами на время прихватки клея.
Крышка прижата с помощью саморезов закрученных вот в такие дюпели
Корпус из xps с толщиной стенки 5 см, получился достаточно прочный и легкий.
В корпусе сделаны 4 отверстия для воздуховодов диаметром 100мм, установлены два фильтра на вытяжку и приток, филтек класса G4 на сетке
Все стыки загерметизированы герметиком на основе мс-полимера (в леруа-мерлен полно)
Также установлены датчики температуры и влажности (но об этом отдельно чуть позже)
Сбоку(на фото), в реальности он будет снизу, вклеен патрубок для дренажа конденсата.
Мой выбор пал на последний четвёртый вариант.
Для измерения параметров использую вот такие инструменты
Теплообменник перенес несколько заморозок и разморозок, и в целом проявил себя хорошо.
p.s. теплообменник делал не сам, а заказал у знакомого, у меня не хватало времени (поэтому в целом справиться кто угодно, но нужно время и немного терпения)
Далее к рекуператору осталось подобрать два вентилятора. Я остановился на двухскоростных канальных вентиляторах таких как cata, вентс, s&p и много кто еще их делает.
Проанализоровав длину трасс, потери в рекуператоре, мне подошли по производительности вентиляторы вентс про тт-100
с ними как и планировалось
приток составил на 1 скорости 90 м3/ч , на второй скорости 130 м3/ч
вытяжка на 1 скорости 110 м3/ч, на второй скорости 150 м3/ч
разница притока и вытяжки составила 20 м3/ч из=за разной длины подающих линий, но в целом это не много и чуть разряженное давление в доме это не плохо.
Параметры теплообменника сравнивая с серийными продуктами чуть хуже, но не более 7%, что очень порадовало, сравнивал с алюминевыми теплообмениками heatex H1 того же размера.
на 1 скорости — кпд рекуперации 66-74% (не учитывая небольшой дисбаланс), потери давления на вытяжке 9 Па, на притоке 7 Па, начало заморозки
на 2 скорости — кпд рекуперации 62-70% (не учитывая небольшой дисбаланс), потери давления на вытяжке 12 Па, на притоке 9 Па, начало заморозки
По полученным данным и сравнению с данными других производителей, теперь достаточно точно могу посчитать теплообменник из пластика на разный расход воздуха. Если кому надо спрашивайте. Так же могу помочь с подбором вентиляторов.
Первый вариант автоматики был простейщий.
Это реле диф. давления, реле меряет разность давления и если теплообменник начинает замерзать, давление увеличивается, и приточный вентилятор отключается, чтобы он сразу не включился как давление нормальзуется, желательно использовать простейший таймер задержки, чтобы минут 20 он еще не работал.
Дифференциальное реле давления DPS-500 N
Если у кого то есть грунтовый теплообменник, то вся эта автоматика и не нужна, он не будет обмерзать.
теплообменник (материал + работа ) — 5 000 руб
воздуховоды, анемостаты и т.п. — 3000 руб
хомуты, скотч и мелочевка, клей, герметик — 1000 руб
вентиляторы вентс тт про 100 2 шт — 6000 т.р.
Если делать теплообменник самому то примерно минус 2 т.р.
С приточно-вытяжной вентиляцией с рекуперацией тепла концентрация углекислого газа СО2 держится в номе на 1 скорости в пределах 800-880 ppm, при трех проживающих.
Шума у вентиляции нет, приток не слышен совсем, а вытяжку слышно только в санузле. Результат отличный.
О системе управления которая сейчас расскажу отдельно (в следующей статье).
12 Мар 2019 admin 31