Опис різновидів та виготовлення рекуператорів повітря для будинку своїми руками. Принцип дії рекуператорів. Розрахунок необхідної потужності.
Для того щоб виготовити рекуператор повітря для будинку своїми руками, треба добре знати його пристрій і вміти ним користуватися. Присутність у приміщенні такого приладу не тільки дає хороший обігрів, але і усуває втрати тепла. Апарат, виготовлений самостійно, обходиться значно дешевше покупного вироби. При цьому він створюється під конкретні параметри квартири або приватного будинку.
Теорія рекуперації і принцип дії приладу
Принцип рекуперації заснований на нагріві повітря, що поступає, за рахунок відведення витяжного. В приміщення повертається частина тепла. Тому і прилад отримав назву «рекуператор», що в перекладі з латинського означає «повернення». Який би не був сучасний апарат, він дає показник прогріву не більше, ніж 60-80%. Це пов’язано з тим, що в процесі роботи змішування повітря не відбувається.
Робота приладу заснована на різниці температур всередині приміщення і зовні. У зимовий час тепле повітря впливає на потік холодного повітря з вулиці. Влітку йде зворотний процес.
Рекуператор – прилад, який регулює і скеровує ці процеси.
Принцип його роботи наступний:
В процесі роботи апарату, тепле повітря вентиляторами, заганяється в систему. Проходячи по трубах, він виганяється за межі приміщення. Паралельно йде подача холодного повітря. Рухаючись через прилад, він нагрівається.
Типи рекуператорів
При виготовленні пристрою своїми руками, слід визначитися з його типом. Існують кілька різновидів рекуператорів:
- роторний;
- пластинчастий;
- рециркуляційний водяний;
- камерний;
- фреонный.
Роторний
Роторний рекуператор складається з гофрованих пластин сталі. Зовні конструкція являє собою циліндричну ємність. Обертовий барабан пропускає по черзі теплі і холодні потоки. У процесі роботи відбувається нагрівання ротора, який віддає тепло холодному повітрю. Роторний апарат володіє високою економічністю. Можна встановлювати необхідну кількість обертів ротора і регулювати потужність. До переваг належить можливість використання такого типу протягом усього року, оскільки на ньому не утворюється крижана кірка.
До недоліків відноситься габаритність конструкції. Вона вимагає наявності великої вентиляційної камери.
Пластинчастий
Пластинчастий рекуператор складається з алюмінієвих, пластикових і виготовлених зі спеціального паперу пластин. У деяких моделях потоки повітря рухаються перпендикулярно один до одного, в інших переміщуються в протилежних напрямках.
Якщо в конструкції використовуються алюмінієві пластини, то система характеризується невисоким коефіцієнтом корисної дії. Пов’язано це з тим, що прилад часто замерзає і потребує регулярного відтаванні. До переваг відноситься його невисока вартість. Крім алюмінієвих пластин, допускається використовувати оцинковану сталь.
Теплообмінники з пластику володіють більшою віддачею, але і дорожче коштують.
Якщо матеріалом є спеціальна папір, то віддача у такого обладнання висока. Однак є істотний недолік: прилад не можна використовувати у вологому приміщенні. Конденсат, що утворюється просочує паперові шари.
Рециркуляційний водяний
Відмінною особливістю такого типу є розведення припливного і витяжного теплообмінників. За допомогою антифризу або води теплова енергія переноситься з витяжної частини в припливну.
Система має свої переваги:
- відсутність ймовірності змішування потоків;
- розлучені теплообмінники полегшують роботу на стадії проектування;
- можливість об’єднання декількох припливних або витяжних потоків у єдиний.
Недоліки:
- необхідність наявності водяного насоса;
- рекуператори здатні тільки на теплообмін, а вологообмін неможливий.
Камерний
Обидва потоки спрямовуються в єдину камеру. Вона розділена перегородкою. Після нагріву однієї частини йде розворот перегородки. Нагріта частина, яка обігріває приміщення, починає приймати припливне повітря. До недоліків відноситься висока ймовірність змішування повітряних потоків, що призводить до їх забруднення.
Фреонный
Заснований на фізичних характеристиках фреону, який розташовується в герметично запаяних трубках. На початку труби йде нагрівання повітря разом з фреоном, який закипає і випаровується. Тепло переміщується далі. Пари фреону, стикаючись з холодними потоками, конденсуються. Потім цикл повторюється.
Достоїнства і недоліки пластинчастого приладу
Механізм має ряд позитивних і негативних моментів. До позитивних характеристик відноситься:
- конструкція не відрізняється складністю;
- відсутність витрат електроенергії на функціонування;
- прилад можна ставити на природне провітрювання;
- обладнання захищене від забруднення, тому що повітря попередньо проходить через фільтри;
- завдяки постійній роботі вентиляції, в приміщенні відсутня вогкість і сторонні запахи;
Негативні сторони:
- передача тепла йде тільки через повітря, взаємодія з водою;
- у зимовий час на поверхні приладу можливе утворення скоринки льоду;
- у деяких випадках при роботі чути шум;
- через певний період часу клапана вимагають чищення;
- не завжди система може запуститися автоматично;
- висока вартість обладнання.
Виготовлення пластинчастого апарату своїми руками
Для виготовлення конструкції своїми руками, необхідно підготувати матеріали:
- оцинковане залізо, листовий алюміній, текстоліт, мідь, спеціальний папір або гетинакс в кількості 4 кв. м.;
- в якості прокладки між платинами рекуператора потрібна технічна пробка, товщиною 0,2 см або рейка;
- силіконовий герметик;
- для виготовлення корпусу потрібно коробка з металу або фанери;
- датчики, що фіксують перепад тиску;
- куточок для стійок;
- мінеральна вата в якості ізоляційного матеріалу;
- металовироби;
- електролобзик.
Процес виготовлення:
Правила розрахунку потужності
Виготовляючи прилад своїми руками, потрібно правильно розрахувати його потужність. Визначити кількість тепла, що проходить через пластини. Для цього використовується формула:
P=0,36 xQxdT; де:
Р – потужність теплообмінника у ватах:
Q – енергія, яка необхідна для нагрівання або охолодження повітряного потоку.
Визначається вона за формулою:
Q=0,335 хLx(t к.-t н); тут:
L – витрата повітря. Розраховується в м3/годину. На 1 особу це величина відповідає 60.
t н. – початкова величина температури;
t к. – кінцева температура, яка виросла в результаті теплообміну;
dT – температура.
Після виготовлення та встановлення рекуператора, потрібно забезпечити ефективність і тривалість його роботи. У систему краще вбудовувати спеціальні фільтри, до складу яких входить алюміній. Вчасно їх замінювати при забрудненні. У зимовий час не допускати утворення крижаної кірки. Для цього іноді необхідно відключати вентилятор, що забезпечує приплив холодного повітря.
