Рекуператор своїми руками - пластинчастий, коаксіальний, із труб та полікарбонату

Рекуператор – невід'ємна частина сучасної системи вентиляції. Його використовують для здійснення теплообміну між припливним та вихідним повітряними потоками, що дозволяє суттєво підняти ККД опалювальної системи.

Сучасний будинок являє собою герметичну конструкцію, захищену від зовнішнього середовища ефективними теплоізолюючими матеріалами та конструкціями. В результаті цього, всередину будинку необхідно забезпечити надходження свіжого повітря та видалення вуглекислого газу. Але якщо не використовувати рекуперацію енергії – всі зусилля утеплення будинку будуть безглуздими.

Види рекуператорів

Залежно від конструктивного рішення розрізняють такі види рекуператорів:

Роторний. Є конструкцією з двох повітроводів, у поперечному перерізі яких розміщений повітропроникний диск-теплообмінник. Обертається двигуном, він служить для нагрівання припливного та охолодження вихідного потоків;
Пластинчастий. Як теплообмінник використовується набір пластин, між якими циркулює повітря. Самі пластини збираються таким чином, щоб теплообмін здійснювався по всій площі;
Коаксіальний. Являє собою систему з трубопроводів змонтованих, таким чином, щоб забезпечити теплообмін між повітряними потоками, що проходять по них. Використовується так звана система труба в трубі, коли магістралі коаксіально з'єднуються між собою;
Кожухотрубний. Є варіацією коаксіальної конструкції. Відмінність полягає в тому, що припливний повітряний потік рухається трубопроводами у двох різних напрямках у верхній та нижній частині кожуха;

Відповідно до взаємноїорієнтацією повітряних потоків виділяють такі види рекуператорів:

У них повітряні потоки рухаються назустріч один одному і перетинаються під кутом в 90°. Така геометрія потоків властива пластинчастим рекуператорам;
Протиповітряні. Повітряні потоки рухаються в протилежних напрямках паралельно один одному. Так працюють роторні рекуператори;
Прямоточні. Припливний і витяжний потоки рухаються паралельно в одному напрямку. Така схема циркуляції характерна коаксіальним (трубчастим) рекуператорам.

Коаксіальний рекуператор

Виготовлення пластинчастого рекуператора

Потрібні такі матеріали та інструменти:

Матеріал для пластин: алюмінієвий, мідний або жерстяний лист;
Утеплювач: пінопласт або мінеральна вата;
Герметик, клей;
Ножиці по металу;
Вентилятори: 2 шт.;
Листяний матеріал для корпусу: фанера, ДСП, ДВП, пластик;
Фланцеві патрубки;
Ножування по дереву;
Матеріал для формування каналів: планка квадратного перерізу 1х1см, виготовлена з дерева, захищеного антисептиком, або пластику.

Далі керуються наступною послідовністю кроків:

З листового матеріалу для теплообмінника вирізуються квадрати, розміром 60х60 см. Величина пластин може змінюватись в залежності від того, якою за габаритами буде майбутній рекуператор. Кількість заготовок вибирається в діапазоні від 20 до 50 та більше шт. Кути кожної пластини підрізають: по кожній із сторін відкладається 2 см, ставляться позначки; по лінії між ними проводиться різ;
На кожній із пластин можна додатково закріпити ребра для доданнятурбулентності повітряним потокам. Так можна значно збільшити ефективність теплообміну;
З планки вирізаються бруски, за величиною зрізаних кутів. Їх встановлюють на клей, попередньо нанесений на пластину. Далі, на дві сторони по діагоналі також приклеюються бруски, але вже завбільшки у бік квадратної заготовки, до примикання до кутових обмежувачів;
Зверху на конструкцію, що вийшла, приклеюють наступну металеву пластину. Так виходить один елемент каналу. Наступний ряд, робиться так само, тільки пластину повертають на 90° відносно попередньої. Таким чином, формується два перехресні канали. Далі теплообмінник збирається пошарово;
Наступний етап - виготовлення корпусу рекуператора. Для цього беруть приготований листовий матеріал. З нього вирізаються сторони майбутнього корпусу, в який має поміститися теплообмінник, встановлений діагонально;
Напроти повітряних каналів вирізаються отвори округлої форми, навпроти яких встановлюються фланці для підключення повітроводів. З внутрішньої сторони корпусу з примиканням до патрубків монтуються припливний та витяжний вентилятори;
Далі вирізуються бічні стінки, які кріпляться до корпусу пристрою за допомогою шурупів або меблевих стяжок;
У корпусі слід передбачити отвори для зливу конденсату. У процесі роботи, коли тепле повітря проходить через холодні канали, на них конденсується волога. Щоб пристрій працював нормально, необхідно встановити в нижній частині корпусу спеціальний зливальний патрубок, який згодом приєднується до системи каналізації;
Корпус рекуператора бажано покрити шаром теплоізоляції, особливо, якщо пристрій буде функціонувати внеопалюваному приміщенні. Для цього зовні на корпус наклеюється листовий утеплювач: мінеральна вата або пінопласт. Якщо цього не зробити, конденсат усередині корпусу може стати, що призведе до закупорки повітряних каналів: пристрої вийде з ладу.

Рекуператор із полікарбонату

Полікарбонат - матеріал, що обідає низькою теплопровідністю і, здавалося б, зовсім не підходить для виготовлення теплообмінника. Але це не так. Якщо для рекуператора використовувати металеві пластини, є ризик того, що конденсат, що з'являється в процесі роботи, замерзатиме, в силу швидкого охолодження повітряних мас витяжного каналу.

Знизити різницю температур, що виникають після проходження через одну секцію теплообмінника, що зменшує кількість конденсату, що утворився;
Уникнути охолодження пластин теплообмінника нижче температури замерзання води;
Полікарбонат має стійкість до корозії, що дозволяє продовжити службу пристрою.

У разі недостатньої ефективності, можна послідовно з'єднати кілька секцій, щоб отримати високий ККД установки. Для цього кілька теплообмінників встановлюють у корпус один за одним, повернувши їх на 90° відносно один одного. Таким чином, повітряні потоки будуть рухатися від секції до секції діагональної траєкторії.

Виготовлення трубчастого рекуператора

Трубчастий рекуператор відносно простий у виготовленні, а сама система виходить компактнішою, ніж пластинчастий аналог. Готовий пристрій відрізняється компактністю і легко може бути змонтований всередині стіни.

Для самостійного виготовлення знадобляться такі матеріали та інструменти:

Трубиводопровідні, пластикові, діаметром 110мм: 2м;
Трійники для підключення повітроводів: 2шт;
Дриль;
Розмічальний інструмент, керн, молоток, циркуль;
Вентилятори: 2шт;
Трубка із алюмінію або міді, діаметром 1см: 20 метрів;
Фланці металеві 100мм: 2шт;
Заглушки для водопровідних труб: 2шт.

Головним елементом трубчастого рекуператора є теплообмінник, його збирають наступним чином:

У фланцях, що являють собою металеві диски, висвердлюються отвори, діаметром в 1 см. Відстань між отворами має бути 5мм. Розмітку зручно робити у вигляді ряду концентричних кіл, на яких відзначаються центри майбутніх отворів;
Далі, металева труба малого діаметра нарізається на шматки, довжиною в одну секцію водопровідної труби, або менше, залежно від розмірів майбутнього рекуператора. Чим більша довжина теплообмінника, тим вищий його ККД;
Кожен шматок труби приєднаються до фланців. Таким чином, виходить припливний повітропровід. Місця з'єднань герметизуються зварюванням або клеєм.

Далі приступають до остаточного складання пристрою, корпусом якого виступає водопровідна труба, діаметром 110мм:

На секцію корпусної труби з двох сторін встановлюються трійники. Всередину вставляється трубчастий теплообмінник, він повинен виступати за обріз трійників з двох сторін;
Кожен трійник подовжується відрізками, так, щоб фланець примикав до кожного продовження. Стик між фланцем та трубою герметизується. З одного боку навпроти фланця встановлюється припливний вентилятор;
До пари відводів трійників, приєднується контур витяжки. Навпакиодного з відводів, усередині труби, вмонтовується другий вентилятор;
У процесі роботи холодне повітря проходить по трубах теплообмінника, які обдуваються теплим вихідним потоком. На трубках усередині корпусу утворюється конденсат; Для його видалення слід передбачити у корпусі пристрою спеціальний патрубок, що приєднується до системи каналізації.

Боротьба із замерзанням конденсату

У зимовий період різниця в температурі на вулиці та в приміщенні може призводити до зледеніння теплообмінника. Одним із вирішення цієї проблеми є використання земляного контуру для попереднього підігріву припливного повітря.

До земляного контуру підключається радіатор, який встановлюється всередині припливного каналу. При проходженні через нього повітря попередньо підігрівається, після чого направляється на рекуператор. Це виключає утворення льоду на пластинах теплообмінника.

Конденсат на рекуператорі