Трубчатый рекуператор своими руками: принцип работы, преимущества, недостатки и технология изготовления своими руками. Способы улучшения вентиляции

Содержание

Самодельный рекуператор для загородного дома с КПД 80% / Хабр

Наступила зима, и я решил усовершенствовать систему вентиляции в моем загородном доме. До этого момента ее практически не было, все вентилирование осуществлялось за счет открывания окон, выбрасывания теплого отработанного воздуха и впускания холодного свежего с улицы. Я что-то слышал о системах рекуперации (recuperatio — обратное получение, возвращение), позволяющих не просто выбрасывать тепло вместе с воздухом, а использовать его для нагревания входящего свежего воздуха с заметной экономией энергии на отоплении. Подумав — а почему бы и нет, я решил попробовать сделать такую систему самостоятельно.

Теоретическая часть очень проста.

Рекуператор — это ящик со слоями фольги или чего то подобного, находящимися на небольшом расстоянии друг от друга. По четным промежуткам между слоями из дома выходит теплый отработанный воздух, по нечетным заходит с улицы свежий холодный. Потоки идут навстречу друг другу, при этом теплый отработанный воздух из дома, проходя по промежуткам между фольгой, соприкасаясь через фольгу с холодным воздухом с улицы, постепенно отдает ему свое тепло и выходя из рекуператора остывает почти до температуры входящего. Входящий с улицы воздух, в свою очередь, поглотив тепло выходящего из дома воздуха, нагревается почти до температуры воздуха в помещении.

Расчетная экономия на отоплении входящего с улицы воздуха ожидалась в районе 1-2 квт, при объеме циркуляции через вентиляцию с рекуператором около 100-150м3/час, что делало проект теоретически рентабельным и окупаемым.

Подумав и порисовав

я приступил к закупкам материалов и изготовлению устройства.

Для создания слоев я использовал фольгу для утепления парилки в бане толщиной 50 мкм, для проставок между слоями — трехмиллиметровый линолеум, разрезанный на полоски шириной 10-15мм. Для склеивания и герметизации — обычный хороший силиконовый герметик под пистолет, для звуко- и гидроизоляции внутри рекуператора — пластиковые сэндвич панели, для внешней стенки ящика — фанеру 12мм, а в качестве вентиляторов — обычные канальные вентиляторы диаметром 125мм производительностью до 188м3/ч.

Процесс изготовления состоял из двух основных этапов — изготовления ящика с внутренним слоем из пластиковой сэндвич панели

и приклеивания слоев фольги с проставками на силиконовый герметик. На одно только приклеивание слоев фольги с их вырезанием ушло дня четыре, не меньше.

Слоев вышло 43 штуки, общая площадь фольги в рекуператоре около 17 м2.

Дальше идет монтаж ящика на стену в топочной и подключение его к системе вентиляции.

Запуск, измерение температур воздуха в помещении, на улице, на выходе из рекуператора в дом и на выходе рекуператора на улицу, а также дальнейший расчет КПД по формуле КПД=(t[рек]-t[внешн])/(t[внутр]-t[внешн]) показали очень неплохой КПД — около 80%, притом что для коммерческих рекуператоров нормальным является КПД в районе 65-80%.

В чем секрет? В огромной площади теплообмена и удачной конструкции. 17м2 фольги против 4-5м2 у магазинных рекуператоров. Призматическая форма теплообменника вместо 2-3 квадратных теплообменников позволяет более эффективно использовать площадь и объем внутри рекуператора. Расчеты тепловой «мощности» рекуператора показали около полутора киловатт экономии энергии на обогрев воздуха.

Видео процесса создания рекуператора:

YANVENT » Как сделать рекуператор для частного дома своими руками

Рекуператор для частного дома — теплообменная вентиляционная установка, позволяющая обеспечить подогрев подаваемого в помещение свежего воздуха за счет повышенной температуры удаляемых из здания отработанных воздушных масс. Приточный вытяжной потоки обмениваются тепловой энергией не смешиваясь. Благодаря этому обеспечивается требуемый воздухообмен в помещении и дополнительно сокращается расход энергоносителей на отопление. Снижение разницы температур между наружным и внутренним воздухом даже на несколько градусов позволяет сэкономить до 25–30% тепловой энергии.

Отметим, что отдельные заводские модели устройств обладают коэффициентом полезного действия 85–90%. Конечно, самодельные устройства таким показателем не порадуют, но получить некоторую экономию можно и при их помощи. Поэтому давайте разбираться — как сделать рекуператор для частного дома своими руками.

Принцип работы простейших рекуператоров

Основная деталь рекуператора — теплообменник, состоящий из параллельных или пересекающихся каналов, по которым проходят вытяжной и приточный поток воздуха. Сами каналы изготовлены из материалов с хорошей теплопроводностью. Благодаря минимальной толщине стенок происходит их быстрый нагрев под воздействием теплого воздуха, выводимого из помещения. Холодный же воздушный поток нагревается при прохождении через такой простейший теплообменник.

Чтобы обеспечить высокий КПД установки и не допустить при этом смешивания потоков воздуха, необходимо решить несколько технических задач, а именно:

Максимально увеличить площадь соприкосновения теплой и холодной воздушной струи. С увеличением площади поверхности каналов возрастает количество переданной тепловой энергии. То есть в результате обмена с вытяжным потоком на улицу будет выброшено меньшее количество тепла, которое расходовалось на отопление помещения.
Чтобы предотвратить возможность смешивания теплого и холодного воздуха необходимо добиться максимально возможной герметизации каналов теплообменника. Если упустить из вида этот момент, то ни о каком притоке свежего, насыщенного кислородом, воздуха говорить нельзя.

Еще один момент, о котором следует помнить. Вытяжка удаляет из здания воздушный поток, который насыщен водяными парами. В результате быстрого охлаждения происходит их конденсация на стенках каналов, что приводит к появлению наледи на внутренних поверхностях рекуператора и снижает интенсивность теплообмена. Чтобы предотвратить такую возможность, следует предусмотреть установку клапана для переключения исходящей струи на обдув теплообменника, что будет способствовать удалению льда.

Изготовление пластинчатого рекуператора

Наиболее простая модель самодельного рекуператора, которая собирается из листового металла. Лучше использовать алюминий, у него выше теплопроводность, но в целях экономии в домашних условиях теплообменники делают в основном из оцинкованной стали. Схема сборки следующая:

Нарезают 40–70 квадратов со стороной 20–30 см.
Готовят прокладки из листовой технической пробки толщиной 3–5 мм — ширина полосы составляет 10-15 мм.
По кромке двух противоположных сторон приклеивают по полоске пробки. Теплообменник собирают, чередуя направление получившихся каналов — для этого укладывают квадраты так, что направление полос пробки было перпендикулярным в соседних слоях.
Теплообменник размещают по диагонали в подходящий по размеру корпус. Обычно его изготавливают из того же листового железа, фанеры или OSB.
В корпус врезают 4 фланца (ниппеля) для подключения вытяжной и приточной вентиляции (вход и выход для каждого).

Еще более простой вариант связан с применением гофрокартона для изготовления теплообменника. Квадраты из этого материала также располагают крест-накрест, причем воздух движется именно по ячеистой структуре каждого слоя. Конечно, у этого материала теплопроводность ниже, поэтому и КПД установки будет меньшим.

Но следует отметить, что в этом случае удается существенно снизить себестоимость конструкции. Многие производители уже организовали выпуск бытовых рекуперационных установок именно на основе целлюлозных теплообменников.

Изготовление трубчатого рекуператора

Еще один вариант, который вполне можно собрать в домашних условиях. Для корпуса используют обычную ПВХ канализационную трубу диаметром 160 мм. Теплообменник формируют из алюминиевых или медных трубок диаметром 10–15 мм. Поступающий с улицы воздух подключают к канализационной трубе, а вытяжной поток пускают по теплообменнику. Коэффициент полезного действия установки зависит от количества использованных трубок из цветного металла.

Еще одна разновидность устройства — коаксиальный рекуператор. Также потребуется одна канализационная труба, а вот в качестве теплообменника применяют гофрированный воздуховод из алюминиевой фольги. Он максимально растягивается и просто вставляется внутрь трубы. По своему КПД такая версия не уступает трубчатому рекуператору.

Дополнительно в самодельные конструкции монтируют фильтры из простейших подручных материалов, вытяжные и приточные вентиляторы. Это позволяет обеспечить более высокую эффективность работы установки и предварительную очистку поступающего в квартиру воздуха от пыли. Но в этом случае существенно усложняется техническое обслуживание и чистка (дезинфекция) устройства.

Стоит отметить, если требуется гарантированный результат — стоит обратить внимание на заводские модели, тем более что для бытовых установок цена на текущий момент не так уж и высока, а эффективность существенно выше.

4 схемы теплообменников своими руками, которые вы можете сделать сегодня (с иллюстрациями)

Теплообменники используются как для нагрева, так и для охлаждения. Они часто используются для вентиляции в доме, хотя у них есть и другие применения. Обычно эти теплообменники используются в аварийных ситуациях, но их можно использовать и в практических ситуациях. Например, некоторые люди используют обычные теплообменники для обогрева своего гаража.

С учетом сказанного, планов по изготовлению теплообменников своими руками очень мало. это не обычных DIY-проектов, в конце концов.

Однако в эту статью мы включили несколько чертежей теплообменников своими руками, которые должны помочь вам сделать теплообменник своими руками.

4 чертежа теплообменника «сделай сам»

1. Практичный теплообменник для выживания своими руками

Галлонная бочка, стальные трубы, гибкие алюминиевые трубы, вытяжной вентилятор Сложность: Средний

Этот план «Сделай сам» изготовлен из основных материалов, которые можно найти в большинстве хозяйственных магазинов. Единственный материал, который вам придется искать, это вытяжной вентилятор. Для этой цели вам нужно будет использовать вентилятор из какого-либо источника или купить его на eBay.

Этот план включает много сварочных работ и оставит вас с теплообменником для обогрева гаража. Конечно, вы могли бы использовать его и для других целей.

Хотя это самодельный проект, это не обязательно означает, что он ужасно дешевый. Если вам придется купить все трубы и барабаны, то, вероятно, вы потратите немало денег. По этой причине мы не предлагаем вам переходить на этот план, полагая, что он практически бесплатен.

Вы также можете добавить систему капельной подачи отработанного масла к наружной части теплообменника. Это увеличит количество произведенного тепла, как поясняется в плане.

2. Теплообменник для дровяной печи своими руками

Изображение предоставлено Instructables Сварочный аппарат MIG, ленточная пила, разделочная пила, настольная шлифовальная машина, угловая шлифовальная машина, вращающийся инструмент, ножницы по металлу, сверла Сложность: Средний

Этот теплообменник предназначен для работы на дровяной печи и помогает более эффективно передавать тепло в дом. В этом плане «сделай сам» много шагов, и все они должны быть довольно точными. Поэтому мы обычно рекомендуем его только тем, у кого есть некоторый опыт. Кроме того, вам также понадобится довольно много инструментов, которых у обычного человека просто нет.

Идет сварка. Если вы раньше не занимались сваркой, у вас могут возникнуть проблемы с этим проектом.

В общем, это один из самых сложных планов, которые мы видели, в основном из-за всех шагов. Однако сами шаги не очень сложны — их так много!

3. Самодельные теплообменники на солнечном нагревателе

См. инструкции здесь

Материалы:	Гаечный ключ, расширительный инструмент PEX
Сложность:	Средний

Этот план «Сделай сам» включает установку теплообменников на солнечный нагреватель, который часто используется для обогрева гаража или другого здания без надлежащей системы отопления. Этот план разработан специально для этой цели, поэтому он не очень универсален.

Однако, если вы заинтересованы в обогреве своего гаража, вы можете использовать этот метод для создания солнечного нагревателя, а затем добавить к нему теплообменники. Он неплохо справляется с обогревом вашего дома в более теплых районах, что может сделать его хорошим вариантом для гаражей и подобных хозяйственных построек.

Имейте в виду: этот план также включает в себя немало сварочных работ. Он также представлен в видеоформате, поэтому его выполнение может быть немного сложнее (или проще, в зависимости от ваших предпочтений).

4. Теплообменник для серой воды своими руками

Изображение предоставлено: Build It Solar

Инструкции см. здесь Ведро объемом 5 галлонов для серой воды Сложность: Жесткий

Хотя это может показаться не таким уж роскошным, этот план «Сделай сам» поможет вам извлечь и использовать тепло серой воды. Например, этот блок будет использовать тепло, выделяемое водой из душа и аналогичной горячей водой. Таким образом, вместо того, чтобы просто уходить в канализацию, вы можете использовать эту воду для обогрева помещения, потенциально позволяя рекуперировать большой процент тепла.

Однако этот план довольно сложен. Вам нужно будет перенаправить свои трубы, чтобы убедиться, что вы можете собрать эту нагретую воду в ведро, а затем построить теплообменник внутри этой бочки. В конце концов, это довольно много работы.

С учетом сказанного, если вы производите много горячей воды, возможно, оно того стоит. Однако этот план не будет практичным для всех.

Можно ли охлаждать с помощью теплообменника?

Не обычно. Часто теплообменники работают, забирая тепло от чего-то действительно горячего (например, огня или горячей воды) и передавая это тепло в другое место. Таким образом, вы можете использовать огонь, например, для обогрева дома. Или вы можете повторно использовать горячую воду, потраченную впустую после душа.

Однако, хотя технически вы могли бы охлаждаться таким образом, это было бы сложно. У вас должно быть что-то прохладное, которое переносит холодный воздух в пространство, которое вы хотите охладить. Например, вы можете использовать лед, чтобы немного охладить комнату, но это нецелесообразно (поскольку вам придется постоянно заполнять ее льдом).

Вы можете создавать охладители воды, которые встречаются немного чаще. Однако у них другая функция и использование, чем у теплообменника.

См. также: Почему мой кондиционер не охлаждает дом: 8 возможных причин

Посмотреть этот пост в Instagram
Пост, которым поделился IrondogAllen (@irondogallen_)

Какая конструкция теплообменника наиболее эффективна?

Существует множество идей теплообменников, именно поэтому мы не можем выделить одну из них как наиболее эффективную. Это во многом зависит от того, чего вы пытаетесь достичь, поскольку разные теплообменники работают по-разному. Некоторые из них предназначены, например, для подогрева воды в бассейне, а другие — для обогрева гаражей.

Теплообменники настолько разнообразны по назначению, что их нельзя точно сравнивать друг с другом таким образом.

При этом пластинчатый теплообменник является наиболее эффективной конструкцией. Он обеспечивает наиболее эффективный поток с обеих сторон и имеет большую площадь поверхности. Однако такая конструкция применима не во всех областях. Поэтому вам часто придется использовать другой дизайн для практических целей.

Сколько стоит изготовление теплообменника?

Замена теплообменника на коммерческий вариант обычно стоит около 2000 долларов. Однако его изготовление часто обходится дешевле, около 300 долларов. Конечно, это зависит от точных метрик и того, какие материалы у вас уже есть под рукой.

Если вы можете перерабатывать материалы, которые у вас есть, вы часто тратите меньше денег. Однако покупка всего в хозяйственном магазине может быстро окупиться.

Заключение

Теплообменники необходимы для производства тепла. Без них отопление наших домов было бы затруднено. При этом вы можете использовать теплообменники для использования множества различных источников тепла, от солнца до горячей воды и огня.

Выше мы перечислили множество различных планов, которые, надеемся, вдохновят вас. Поскольку ситуации у всех разные, трудно идеально следовать плану и заставить его работать. Как правило, вам придется адаптировать план к вашей ситуации, так как многие планы нелегко перенести в новые места.

См. также: Теплый пол – плюсы, минусы и принципы работы
См. также: Сколько стоит теплообменник?

Авторы и права: shinobi, Shutterstock

Содержание

1 4 чертежа теплообменника «сделай сам»
- 1.1 1. Практичный теплообменник для выживания своими руками
- 1. 2 2. Теплообменник для дровяной печи «Сделай сам» 1901 61 901 Теплообменник для дровяной печи 3. Теплообменники своими руками на солнечном нагревателе
- 1.4 4. Теплообменник серой воды своими руками
2 Можно ли охлаждать с помощью теплообменника?

3 Какая конструкция теплообменника наиболее эффективна?
4 Сколько стоит изготовление теплообменника?
5 Заключение

5 Схемы теплообменников своими руками – Изготовление своими руками К

Теплообменники используются для отопления и охлаждения зданий. Они также могут передавать тепло между жидкостями или газами в промышленных процессах, таких как разделение смесей. Теплообменники возможны во многих различных конструкциях, хотя наиболее распространенными являются теплообменники с поперечными и противоточными трубками. В этой статье описываются пять планов теплообменников «сделай сам», которые можно построить из обычных материалов, которые можно найти в магазинах товаров для дома. Следование этим чертежам поможет вам построить простую систему водяного охлаждения, простой обогреватель двигателя с автоматическим контроллером, простой блок кондиционера для вашего автомобиля и простой нагреватель для аквариума со встроенным таймером. Во всех четырех проектах используются стандартные фитинги для садовых шлангов, обеспечивающие быструю установку и герметичность.

Хотя существует множество различных теплообменников, все они используют одну и ту же основную процедуру повышения температуры жидкости путем передачи тепловой энергии от одной жидкости к другой через третью среду. Теплообменники могут использоваться во многих областях, от промышленных процессов, систем кондиционирования и охлаждения до отопления или охлаждения вашего дома. Теплообменники позволяют повысить эффективность ваших приборов, сократить расходы на электроэнергию и помочь планете. Независимо от того, нужен ли вам радиатор или солнечная система отопления, эти планы помогут быстро настроить и запустить ваш теплообменник.

Узнайте, как собрать 5 моделей теплообменников своими руками, которые легко и дешево собрать или использовать в качестве вдохновения для ваших собственных проектов!

Преимущества самодельных чертежей теплообменника

Самодельные чертежи теплообменника — отличный способ сэкономить деньги на счетах за электроэнергию. Вы также можете использовать их, чтобы узнать больше о вашем водонагревателе и о том, как он работает. Ниже приведены некоторые преимущества чертежей теплообменника «сделай сам»:

Эстетика

У вас есть свобода выбора дизайна и цветовой гаммы вашего теплообменника «сделай сам». Это означает, что вы можете создать что-то, что будет эстетически приятным для вас и будет соответствовать вашему интерьеру.

Экономия средств

Самодельные теплообменники дешевле, чем покупать их в магазине, поэтому вы сэкономите деньги, сделав их самостоятельно. Кроме того, вы можете сделать несколько разных теплообменников и не беспокоиться о том, что будет, если вы их сломаете или захотите потом продать. Если вы сломаете один, его замена не будет стоить больших денег, потому что, во-первых, они такие недорогие!

Образовательный опыт

План самостоятельного изготовления теплообменника научит вас, как работает водонагреватель. Это позволит вам лучше понять, как работает система горячего водоснабжения вашего дома, и поможет предотвратить будущие утечки или другие проблемы, связанные с неправильным техническим обслуживанием, когда придет время выполнять работы по техническому обслуживанию самого устройства!

Вы можете увидеть больше: 6 Чертежи банной печи своими руками

Самодельный теплообменник для уличной печи:

Теплообменник — это устройство, которое передает тепло от одной системы к другой посредством прямого контакта с движущейся жидкостью. В этом уроке показано, как сделать уличную печь, которую может использовать каждый, кому нужно готовить на открытом воздухе. Это самодельный теплообменник для уличных печей. Это значительно снизит шум и температуру дыма, особенно при сжигании дров твердых пород. Он очень прост и легок в сборке, недорог и более эффективен, чем другие типы известных теплообменников, представленных на рынке.

Материалы: Галлонная бочка, стальные трубы, гибкие алюминиевые трубы, вытяжной вентилятор

Сложность: Средняя

Нажмите здесь Самодельный теплообменник для дровяной печи своими руками :

Вы хотите, чтобы ваша дровяная печь производила достаточно тепла, чтобы быть вашим основным источником тепла и при этом ощущалась как эффективная дровяная печь? Это очень простой и дешевый самодельный проект, который вы можете сделать примерно за час, используя детали из местного хозяйственного магазина. Это отличный способ повысить эффективность и уменьшить расход воздуха. Вы сэкономите деньги на счетах за отопление дома, повысив эффективность своей дровяной печи. Попробуйте этот проект!

Материалы: сварщика MIG, полосатая писателя, чопс, скамейка, угловая шлифовальная шлифовка, вращающийся инструмента Нагреватель, сделанный своими руками, состоит из медных трубок, которые поглощают солнечные лучи для нагрева воды. Его можно использовать в гараже или прачечной, а затем перенести в дом для обеспечения дополнительного тепла. Как только вы закончите этот простой медный теплообменник своими руками и переместите его в свой дом, вы сэкономите деньги на счетах за электроэнергию. Кроме того, это отличный способ дополнить ваши солнечные батареи зимой и продлить срок их службы. Укрепите расположение соседей, помогая им тоже экономить деньги!

Материалы: Гаечный ключ, расширительный инструмент PEX