Экономия средств без лишних затрат: рекуператор для частного дома

Что такое рекуператор воздуха?

Рекуператор воздуха представляет собой теплообменник поверхностного типа. Он используется для повторного применения теплоты выводящих газов. Это непрерывно происходит через стенку, выполняющую роль разделителя. В отличие от такого устройства, как регенератор, в рекуператоре потоки не меняют своего расположения.

Рекуператор воздуха — это приспособление, обеспечивающее минимизацию потерь через вентиляционную систему. Вследствие этого данное устройство можно назвать энергосберегающим прибором. Он подразумевает повторное использование тепла в осуществлении одного технологического процесса.

Как работает устройство

Устройство рекуператора воздуха довольно простое. Это отражается на работе данного приспособления. Его функционирование происходит следующим образом:

1. Приток воздуха в помещение и его вытяжка из комнаты происходят одновременно — параллельно друг с другом.
2. Теплый отработанный воздух всасывается посредством вентилятора в устройство, попадя таким образом в теплообменник.
3. Проходя сквозь теплообменник, теплый отработанный воздух выходит наружу самого сооружения.
4. Холодный свежий воздух при помощи обратной тяги всасывается в помещение, проходя через другие части теплообменника.
5. Тепло воздуха из комнаты таким образом используется для подогрева холодного потока, который попадает в комнату через устройство.

Постоянные непересекающиеся друг с другом потоки воздуха разных температур могут обеспечить эффективность рекуперации более чем на 90%.

Для чего нужен рекуператор

Популярность рекуператоров воздуха обусловлена несколькими факторами. Используются они в следующих целях:

• улучшение функционирования приточно-вытяжных вентиляций в помещениях;
• обеспечение квартир, частных домов, предприятий и офисов чистым воздухом;
• нормализация температуры потока воздуха, попадающего извне;
• создание оптимального для жизнедеятельности человека микроклимата в комнате.

Рекуператор — это эффективное и надежное устройство, которое намного лучше стандартных приточно-вытяжных вентиляций. Оно позволяет удалять отработанных воздух из помещений, используя его тепло для нагрева поступающих снаружи здания потоков. В свою очередь в летний период времени прибор работает обратным образом. В таких ситуациях более прохладный воздух в помещении охлаждает теплый поток, который поступает в комнату снаружи.

Виды рекуператоров для принудительной вентиляции

Рекуператоры различаются по конструкции, техническим характеристикам и материалам, используемым при изготовлении, что в конечном счёте определяет сферу использования той или иной модели и способ её монтажа. Монтаж подобных систем может быть выполнен внутри стены, снаружи или внутри квартиры (загородного дома).

Пластинчатые рекуператоры

Данный вид устройств отличается высокой эффективностью и доступной стоимостью. Основой рекуператоров данного вида является пластинчатый теплообменник, изготовленный из меди, алюминия или оцинкованной стали. Пластины закреплены жёстко, тёплый и холодный воздух не смешивается, процесс передачи тепла идёт одновременно в обоих направлениях.

Внешний вид и направление воздушных потоков в пластинчатом рекуператоре Из недостатков данного вида устройств следует отметить образование конденсата на пластинах теплообменника при использовании в зимний период, что требует устройства его отвода или наличия системы размораживания.

Роторные модели

Основой конструкции подобных моделей является вращающийся вокруг своей оси теплообменник, изготовленный в виде ротора (роторов), оснащённого лепестками. Это открытая система, недостатком которой является возможность проникновения запахов из внешней среды во внутреннее пространство помещений. Достоинствами роторных рекуператоров являются такие показатели, как:

• низкая вероятность образования конденсата на поверхности теплообменника;
• высокая эффективность работы;
• простота обслуживания и использования.

К СВЕДЕНИЮ!

Производительность роторных моделей осуществляется посредством изменения скорости вращения теплообменника.

Схема и внешний вид роторного рекуператора

Модели с промежуточным теплоносителем

Конструкции данного вида рекуператоров предусматривают наличие двух теплообменников, по которым циркулирует вода или гликолевый раствор. Один из теплообменников располагается в вытяжном канале системы вентиляции, а второй – в приточном. Соответственно, тёплый воздух передает своё тепло теплоносителю в теплообменнике вытяжного канала, а на теплообменнике в приточном канале теплоноситель отдаёт его воздуху, поступающему извне.

К СВЕДЕНИЮ!

Температурный режим регулируется путём изменения скорости циркуляции теплоносителя.

Достоинством данного вида устройств является отсутствие контакта между воздушными потоками, исключающими возможность передачи загрязнений от одного к другому. Недостатками являются: низкая эффективность и необходимость в достаточно частом техническом обслуживании.

Схема устройства рекуператора с промежуточным теплоносителем

Прочие виды рекуператоров

Кроме выше рассмотренных видов устройств данного типа, являющихся наиболее распространёнными, существует ещё несколько:

• крышные – предназначены для внешней установки, используются в системах вентиляции на объектах промышленного назначения;
• камерные – основой конструкции является рабочая камера, разделённая заслонкой, посредством которой изменяется направление движения воздушных потоков;
• тепловые трубки – представляют собой закрытую систему трубок, заполненных фреоном и служащих теплообменником.

Схема работы камерного рекуператора Данные виды устройств обладают такими отличительными особенностями:

• для крышных моделей – высокая эффективность и стоимость;
• для камерных моделей – высокая эффективность и возможность попадания запахов и взвешенных частиц из одного вида воздушных потоков в другой;
• для тепловых трубок – низкая эффективность и невозможность проникновения загрязнений из одного воздушного потока в другой.

Схема работы моделей, работающих по принципу тепловых трубок

Как сделать своими руками рекуператор воздуха для дома

Для собственноручного изготовления воздушного теплообменника потребуются:

• Оцинкованное железо, 2 листа.
• Фанерный кроб для корпуса рекуператора.
• Пробковый материал толщиной 20 мм для прокладки между листами.
• Силиконовый герметик.
• Датчик давления.
• Пластиковые фланцы.
• Электролобзик и метизы.
• Металлический уголок.
• Теплоизолятор (минвата).

Схема воздухообменника

• Оцинковку режут на квадратные куски с краями в 30 и 20 сантиметров. Для изготовления рекуператора для частного дома придётся вырезать 70 пластин. Металл режут электролобзиком, стараясь, чтобы края были совершенно ровными.
• К одной стороне каждой пластины, за исключением последней, приклеивается пробковое покрытие. Можно использовать пробку с готовым клейким слоем.
• Все пластины собираются в единую систему, при этом каждая из них укладывается под прямым углом с предыдущей. Завершает укладку пластина без пробкового покрытия.
• Полученную конструкцию закрепляют при помощи металлического уголка.

• Для закрепления фланцев на стенках кассет потребуется установить крепежи. В нижней части оставляется дренажное отверстие для удаления конденсата через трубку.
• На поверхности стенок устанавливаются направляющие их металлического уголка. При необходимости кассету можно будет вынуть из корпуса и почистить.
• Внутри корпуса крепится минвата толщиной в 4 сантиметра. На места прохождения тёплого воздуха закрепляется датчик давления. Он поможет своевременно бороться с обледенением.

Основной принцип организации вентиляции

Остаётся только установить готовое устройство в вентиляционный рукав. По такому же принципу можно изготовить рекуператор для квартиры.

По каким параметрам следует выбирать рекуператор

Первое, на что требуется обратить внимание, выбирая модель приточно-вытяжного рекуператора, это на формулировки, которые использует производитель или продавец оборудования. Часто мы слышим следующее: «КПД до 99%», «эффективность до 100%» «эксплуатация до -50ºС» – все эти фразы – не более чем проявление маркетинговой стратегии с одновременной попыткой ввести покупателя в заблуждение. Как показал опыт эксплуатации рекуператоров в российском климате, металлические рекуператоры стабильно работают при понижении температуры до -10ºС

Дальше начинается процесс снижения КПД из-за обмерзания рекуператора. Чтобы этого не происходило, многие производители используют дополнительные источники нагрева (электрический преднагрев)

Как показал опыт эксплуатации рекуператоров в российском климате, металлические рекуператоры стабильно работают при понижении температуры до -10ºС. Дальше начинается процесс снижения КПД из-за обмерзания рекуператора. Чтобы этого не происходило, многие производители используют дополнительные источники нагрева (электрический преднагрев).

Второе, на что нужно обратить внимание, это на толщину корпуса оборудования, на материал, из которого изготовлен каркас корпуса и на наличие мостиков холода в корпусе. Опять возвращаемся к опыту использования: рассмотрим особенности корпуса толщиной 30мм. Данный корпус не выдерживает понижения уличной температуры до -5ºС и его необходимо изолировать дополнительно

Если корпус выполнен из алюминиевого каркаса, то дополнительная изоляция также станет его неотъемлемой частью. Ведь алюминий – это один большой мостик холода, «раскинувшийся» по всему периметру корпуса

Данный корпус не выдерживает понижения уличной температуры до -5ºС и его необходимо изолировать дополнительно. Если корпус выполнен из алюминиевого каркаса, то дополнительная изоляция также станет его неотъемлемой частью. Ведь алюминий – это один большой мостик холода, «раскинувшийся» по всему периметру корпуса.

Третье: одна из частых ошибок при выборе рекуператора состоит в том, что покупатель не учитывает свободный напор вентиляторов. Он видит только волшебную цифру – 500 м³ и цену – 50 тыс. руб., а о том, что вентилятор имеет напор – 0 Па при 500 м³ покупатель узнает только после окончания ремонта дома, то есть во время эксплуатации уже установленного оборудования.

Четвертый критерий выбора заключается в наличии автоматики и в возможности подключения к ней опциональных компонентов. Автоматика позволяет значительно снизить эксплуатационные издержки и добиться максимального комфорта при работе оборудования.

Что касается производительности: основным расчетным параметром является объем воздуха, который должен поступать в помещение в течение одного часа. В соответствии с санитарными нормативами этот объем должен быть равен 60 м³ на одного взрослого человека или один крат в час от общей кубатуры обслуживаемых помещений (гостиная, кухня, спальни). При выборе рекуператора нужно смотреть не только на производительность установки, но и на напор вентиляторов, которые прокачивают вашу вентиляционную сеть по дому.

Расчет требуемой производительности лучше доверить специалистам. Ведь в случае ошибки замена рекуператора потребует ощутимых финансовых затрат.

Шувалов Дмитрий инженер

Рассчитывая и выбирая установку, для получения более точной информации, придется читать профильную литературу и форумы, обзванивать производителей и поставщиков оборудования (тема очень обширная). Всегда лучше обратится к специалистам. А тем людям, которых этот совет не останавливает, все равно рекомендуется подтвердить правильность выбора у производителя или дистрибьютора оборудования.

Тем не менее, есть несколько рекомендаций, которые помогут застройщику выбрать модель рекуператора, опираясь на свои собственные представления о комфорте и практичности.

Преимущества и недостатки

Рекуператоры способны полностью заменить естественную систему вентиляции дома

Перед установкой системы рекуперации полезно заранее ознакомиться с плюсами и минусами таких приборов. В перечень их преимуществ входит:

• способность полностью заменять процесс естественного проветривания;
• очистка прибора происходит при помощи фильтров в закрытом виде, такой способ защищает рекуператор от загрязнения;
• возможность сократить расходы на электричество, отопление и дополнительные системы на 30-50%;
• быстрое удаление избыточной влажности, посторонних запахов и вредных веществ благодаря постоянной работающей системе вентиляции.

Из минусов устройств такого типа отмечают наличие шумов во время работы, необходимость проводит очистку каналов после длительной эксплуатации, периодические сбои в питании, после которых система не будет запускаться автоматически, а также расходы на первоначальном этапе эксплуатации.

Наиболее экономным способом отопления остаётся газовый котёл

Современные настенные модели также можно разместить в кухонном шкафу, полностью скрыв его из вида.

Большая теплотворность и невысокая цена делают магистральный газ оптимальным топливом.

Преимущество установки газовых котлов только увеличится, если будет исполнено Поручение Президента о бесплатном подведении газопровода к индивидуальным участкам.

Таблица. Достоинства и недостатки газовых котлов.

Достоинства	Недостатки
Невысокая цена	Строгие требования к топочному помещению
Возможность подключения разных схем отопления: гравитационных и принудительных, вертикальных и горизонтальных, одно- и двухтрубных	Обязательное платное техническое обслуживание в специализированной организации
Наличие электронезависимых моделей	Трудности с обеспечением отвода продуктов сгорания и подводом воздуха для горения
Взаимозаменяемость, доступность запасных частей
Широкий модельный ряд: напольное или настенное исполнение, одно- или двухконтурные с нагревом санитарной воды, различная мощность, с закрытой или открытой камерой сгорания, конвекционные и конденсаторные
Наличие эксплуатирующих организаций Газпрома в каждом населённом пункте

Газовые котлы мощностью 24 кВт стоят от 35 тыс. рублей. Такое оборудование обогревает и снабжает горячей водой дома площадью до 150-180 м2, востребованные семьями из 3-4 человек.

В местности без централизованного газопровода устанавливают индивидуальный или групповой газгольдер. Оборудование и монтаж обойдутся около 70 тыс. рублей за 1 м3 хранилища. Отопление утеплённого дома 150 м2 потребует расхода около 4,5 тонн топлива в год. Заправку осуществляют обычного 2 раза в год, поэтому выбирают ёмкость 2,5-3 м3.

Цена полного комплекта оборудования составит около 150 тыс. рублей, а монтаж стоит от 100 тыс. руб.

Для природного или сжиженного газа используются одни и те же модели котлов, заменяются лишь типы жиклёров.

Эффективные газовые котлы

В местности с частыми перебоями в подаче электроэнергии отдают предпочтение энергонезависимым котлам. Блок автоматики построен на основе термопары. Пока горит фитиль, открыт клапан подачи газа на горелки. Если газ отключат, погаснет фитиль, клапан перекроет подачу, котёл отключится. Повторное включение возможно только в ручном режиме.

Основная часть передней панели электронезависимого газового котла.

Котлы с электронной схемой управления отключаются при пропадании в сети газа или электричества и автоматически включаются при возобновлении энергоснабжения, они безопасны, а схема отопления может быть построена любыми способами.

КПД большинства газовых котлов находится в пределах 80-94%. Учитывая одинаковые схемы построения автоматических котлов, следует говорить не об эффективности, а соотношении цена/качество — как долго оборудование прослужит и насколько дорого обойдётся ремонт.

Наиболее известные производители качественных газовых котлов:

• Vaillant;
• Bosch;
• Protherm;
• BAXI;
• Viessmann;
• Buderus;
• Siberia;
• Лемакс.

Оборудование построено по единой функциональной схеме и часто используют одинаковые комплектующие – теплообменники, циркуляционные насосы, газовые клапаны

При выборе обращают внимание на возможность гарантийного обслуживания и ремонта недалеко от места проживания

В последние годы маркетологи и производители делают упор на рекламе конденсационных котлов, которые дороже обычных конвекционных в 2,5-3 раза.

Отличия и критерии выбора конденсационных газовых котловПодробно об условиях эксплуатации, требованиях к СО и дымоходу

Утверждение, что КПД конденсационного котла более 100%, не более, чем рекламная уловка. Принцип работы основан на том, что продукты сгорания посредством вентилятора возвращают в теплообменник, где происходит конденсация.

Результаты проведённых замеров указывают, что КПД котла за счёт конденсации можно повысить не более, чем на 3-5%. Учитывая полуторную разность в цене, окупаемости котлов мощностью ниже 30 кВт следует ждать через 7-10 лет. К этому моменту подойдёт срок замены котла. Агрегаты мощностью выше 40 кВт окупаются за 4-5 лет, в этом случае такая покупка выгодна.

2 Основные типы конструкций

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

• пластинчатыми;
• с отдельными теплоносителями;
• роторные;
• трубчатые.

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 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 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)

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

Рекомендации по установке рекуператора

Рекомендации по установке в основном касаются помещений, в которых следует устанавливать рекуператор. В первую очередь для установки используют котельные (если речь идет о частных домовладениях). Также рекуператоры монтируют в подвалах, на чердаках и в других технических помещениях.

Если это не расходится с требованиями технической документации, то установка может быть смонтирована в любом неотапливаемом помещении, при этом разводку вентиляционных каналов, по возможности, следует монтировать в комнатах, имеющих отопление.

Вентиляционные каналы, проходящие через неотапливаемые помещения (а также вне помещений), следует делать максимально утепленными. Воздуховоды, идущие от оборудования до улицы (приточные и вытяжные), также обязательно утепляются. Еще необходимо теплоизолировать узлы прохода воздуховодов сквозь наружные стены.

Учитывая шум, который оборудование может производить во время работы, лучше всего размещать его подальше от спален и от других жилых комнат.

Что касается размещения рекуператора в квартире: лучшим местом для него будет балкон или какое-либо техническое помещение.

При отсутствии такой возможности под установку рекуператора можно отвести свободное пространство гардеробной.

Как бы там ни было, расположение установки во многом зависит от особенностей планировки квартиры или дома, от компоновки и расположения вентиляционной сети и от габаритов устройства.

Особое внимание рекомендуется уделять такому элементу, как ригель. Уже существующие ригеля могут стать большой проблемой при прокладке вентиляционной сети. Обойти данный элемент можно только через техническое помещение или встроенный шкаф, что получается далеко не всегда

Поэтому о проекте вентиляции следует задуматься еще при проектировании дома, заранее предусмотрев в ригеле наличие проходных окон. Эта же рекомендация касается узлов прохода через кровлю

Обойти данный элемент можно только через техническое помещение или встроенный шкаф, что получается далеко не всегда. Поэтому о проекте вентиляции следует задуматься еще при проектировании дома, заранее предусмотрев в ригеле наличие проходных окон. Эта же рекомендация касается узлов прохода через кровлю.

Какие бывают?

Агрегаты делятся на следующие виды:

• По типу конструкции – кожухотрубные, спиральные, роторные, пластинчатые, пластинчатые оребрённые.
• По назначению – воздушные, газовые, жидкостные. Под воздушным понимается вентиляционный агрегат, задачей которого является вентиляция с рекуперацией тепла. В приборах газового типа в роли теплоносителя используется дым. Жидкостные рекуператоры – спиральные и батарейные — часто устанавливаются в плавательных бассейнах.
• По температуре теплоносителя – высокотемпературные, среднетемпературные, низкотемпературные. Высокотемпературными называются рекуперы, теплоносители которых достигают 600C и выше. Среднетемпературные – это приборы с характеристиками теплоносителя в районе 300-600С. Температура теплоносителя низкотемпературного агрегата – ниже 300С.
• По способу движения сред – прямоточные, противоточные, перекрестноточные. Различаются в зависимости от схемы направления воздушных потоков. В перекрестноточных агрегатах потоки следуют перпендикулярно друг другу, в противоточных – приток и вытяжка находятся противоположно по отношению друг к другу, а в прямоточных – потоки однонаправленны и параллельны.

Спиральные

В спиральных моделях теплообменники выглядят как два спиралеобразных канала, по которым движутся среды. Изготовленные из рулонного материала, они навиты вокруг разделительной перегородки, расположенной по центру.

Роторные рекуператоры

Устанавливаются в приточно-вытяжных вентиляционных системах. Способ их действия основывается на прохождении приточного и вытяжного потоков сквозь специальные роторный теплообменник вращающегося типа.

Пластинчатый теплообменник

Представляет собой рекупер, где передача тепла от горячей среды к холодной происходит посредством прохождения через стальные, графитовые, титановые и медные пластины.

Оребрённый пластинчатый рекуператор

Его конструкция основывается на тонкостенных панелях с ребристой поверхностью, произведенных с использованием высокочастотной сварки и соединенных друг с другом по очереди с поворотом на 90. Подобная конструкция, а также разнообразие используемых материалов позволяет достигать высокой температуры греющей среды, минимального сопротивления, длительного срока эксплуатации, высоких показателей передающей тепло площади по отношению к общей массе теплообменника. Кроме того, такие приборы недорогие и чаще всего используются для переработки тепла отходящих газовых сред.

Популярность оребренных моделей основывается на следующих преимуществах (в сравнении с аналогами роторного и традиционно пластичного типа):

• большие рабочие температуры (до 1250С);
• небольшие масса и размеры;
• более бюджетные;
• быстрая окупаемость;
• невысокое сопротивление по газово-воздушным трактам;
• устойчивость к зашлаковыванию;
• простота очистки каналов от загрязнений;
• длительный эксплуатационный срок;
• упрощенный монтаж и транспортировка;
• высокие показатели термопластичности.

Промышленные и бытовые рекуперы – в чем различия?

Промышленные агрегаты используются на производствах, где присутствуют тепловые технологические процессы. Чаще всего под промышленными подразумевают именно традиционные пластинчатые теплообменники.

К бытовым установкам относят приборы, характеризующиеся небольшими габаритами и невысокой производительностью. Это могут быть приточно-вытяжные модели, основная задача которых сводится к вентиляции с рекуперацией тепла. Подобные системы могут быть реализованы по-разному – как в виде роторного, так и в виде пластинчатого теплообменника. Причем каждый из них имеет свои достоинства и недостатки.

Далее рассмотрим основные критерии выбора, чтобы понять, какой рекупер лучше купить.

Выводы

1. Использование рекуператора для частного дома является достаточно эффективным средством борьбы с потерей тепла. Такие устройства позволяют избежать образования конденсата и потери тепла.
2. Рекуператоры позволяют компенсировать две третье части уходящего через вентиляцию тепла из помещения, обеспечив его повторное использование.
3. Простая конструкция обеспечивает эффективный воздухообмен, сохраняя тепло внутри помещения, что позволяет существенно снизить затраты на отопление.
4. Рекуператор является эффективным устройством для предотвращения утечки тепла из помещения, который позволяет сохранить 70 – 90 % тепловой энергии.
5. Всего существует несколько основных видов рекуператоров, каждый из которых предназначен для использования в разных помещениях.
6. В частном доме лучше всего использовать пластинный или роторный рекуператор, а в квартире больше подойдет конструкция децентрализованного типа.

Конструкция пластинчатого рекуператора является очень простой, что позволяет изготовить такое устройство в домашних условиях. В завершении предлагаем вам посмотреть видео, как выполнить установку вентиляции с рекуператором: