Как экономить на кондиционировании воздуха при помощи теплообменника

Узнаем как сократить свои расходы на отопление, при помощи приточно-вытяжной вентиляции.

Идея утилизации тепла популярна уже долгое время. Глобальное потепление и дороговизна энергии заставляет задуматься об экономии даже тех, чьи энергозатраты ничтожны на фоне промышленных. Итак, «ударим» первым законом термодинамики по затратам на отопление.

Рекуператоры для систем вентиляции

• Коллекторный
• Канальный
• Радиаторный или пластинчатый
• Роторный
• Рекуператор на элементах Пельтье
• Жидкостный
• Рекуператор своими руками
  • Вариант первый. Пластинчатый
  • Вариант второй. Трубчатый

Идея, лежащая в основе действия всех рекуператоров проста, как и всё гениальное — передача тепловой энергии через более плотную среду (металл или воду). Этот процесс происходит естественным путём, за счёт работы законов физики, поэтому теплообмен осуществляется без дополнительных затрат. Все рекуператоры разделяются по двум признакам: принцип действия (конструкция) и способ установки. Рассмотрим варианты рекуператоров по способу установки.

Коллекторный

Приток и вытяжка собираются в общие каналы, и в определённом месте устанавливается коллектор с теплообменником. Крупные коллекторы, обслуживающие множество помещений, устанавливаются на крыше (крышные рекуператоры). Представляет собой один из основных узлов приточно-вытяжной системы вентиляции. Является частью системы каналов.

Достоинства:

1. Позволяет выбрать удобное расположение узла — на чердаке, под потолком или в подвале.
2. Производительность (а значит и цена) рассчитывается вместе с системой вентиляции, что позволяет подобрать оптимальный вариант и не переплачивать.
3. Не требует дополнительных отверстий или проёмов для монтажа самого прибора.
4. Узлы рекуператора могут заменяться по отдельности.

Недостатки:

1. При установке в холодных помещениях требует дополнительной термоизоляции (утеплённый бокс).
2. Требует специальных навыков и знаний, в частности при расчёте и монтаже.
3. Имеет ощутимые линейные размеры (от 600х600х200 мм).

Канальный

Рекуператор представляет собой трубную конструкцию, которая устанавливается в канал, проложенный в стене. Некоторые модели имеют функцию «догрев».

Достоинства:

1. Полностью автономное устройство, требующее только подключения электричества.
2. Простота монтажа.
3. Простота расчётов (подбор мощности по объёму комнаты).
4. Компактность — не требует дополнительного места (расположен внутри стены).

Недостатки:

1. Обслуживается только в мастерских.
2. Прокладка канала в стене (диаметр от 150 мм).
3. Обслуживает только одно помещение.
4. Относительно высокий уровень шума.

Общим фактором для обоих видов является то, что в них могут быть применены различные типы теплообменников. Также они предусматривают опционную установку различных фильтров.

Более важным признаком рекуператора считается разновидность теплообменника, который в нём установлен. Этот параметр часто становится решающим при выборе агрегата. Данному вопросу следует уделить время, поскольку производительность и функции могут ощутимо различаться. Рассмотрим варианты устройства теплообменника. Оценивая достоинства и недостатки, мы учтём, что для каждой из систем требуются вентиляторы подачи воздуха. Также общим признаком будет образование конденсата (в разной степени).

Радиаторный или пластинчатый

Самый простой, но при этом эффективный вид. Воздух разной температуры проходит по каналу, разделённому проводящей средой — металлической (пластиковой, бумажной) пластиной или поверхностью трубки. Температура передаётся через более плотную среду материала пластины.

Достоинства:

1. Не имеет движущихся деталей. Конструкция без механического износа.
2. Не потребляет энергии.
3. Возможность кустарной сборки эффективного устройства из подручных материалов (с рыночных «развалов»).

Недостатки:

1. Относительно низкий КПД: 40–65% *.
2. Конденсация влаги на рёбрах, и, как следствие, обледенение (требует устройства байпаса для периодической «разморозки»).

* — по сравнению с роторным. КПД 50–60% считается нормой для рекуперации воздуха.

Цена сильно колеблется в зависимости от производительности. Так, для обеспечения потребностей загородного дома площадью 60 кв. м цена устройства будет стартовать от 15000 рублей и дороже (в зависимости от объёма помещений). Рекуператоры с промышленной производительностью обойдутся в сумму от 25000 рублей.

Роторный

Представляет собой постоянно вращающийся барабан, заполненный сотами (сквозными канальцами) диаметром 2–4 мм. Вентканалы подводятся на равные части барабана, но не пересекаются. Поток воздуха постоянно обдувает рёбра сот (канальцев) и передаёт им температуру, которая переносится вращением в другой отсек.

Достоинства:

1. Самый высокий КПД — до 85%.
2. Контроль электроники за расходом энергии в зависимости от перепада температур.
3. Позволяет регулировать теплообмен (скоростью вращения барабана).
4. Переносит часть влаги (не сушит воздух).
5. Минимальный конденсат. Нет зимнего обледенения (за счёт контроля электроники).

Недостатки:

1. Простая конструкция требует сложной автоматики контроля.
2. Требует постоянного наличия электропитания.
3. Требует отдельного места.
4. Для самостоятельного монтажа и обслуживания нужны профессиональные навыки.

Сложная и высокопроизводительная система обойдётся в сумму от 60000 рублей.

Рекуператор на элементах Пельтье

В качестве теплообменника выступает термоэлектрический модуль.

Достоинства:

1. Элементарная (любительская) конструкция.
2. Малая потребляемая мощность.
3. Доступность элементов рекуператора.
4. Не требует особых навыков.

Недостатки:

1. Низкий КПД — 20%.
2. Малая производительность.
3. Без электричества не работает.
4. Крайне узкая область применения.

Таких устройств заводского производства нет, да и вряд ли они выдержат конкуренцию с традиционными проверенными устройствами. Цена такого агрегата сложится из затрат на покупку его частей — около 1000 рублей.

Жидкостный

Имеет радиатор с жидким агентом (вода, антифриз). Поскольку КПД такого рекуператора практически равен пластинчатому, а конструкция несравнимо сложнее (а значит и дороже), мы не будем подробно его описывать (в рейтинге не участвует).

Рекуператор своими руками

В этой части статьи мы разберём прототипы самодельных радиаторных теплообменников. Эта конструкция принята нами как самая простая и эффективная.

Как экономить на кондиционировании воздуха при помощи теплообменника

Вариант первый. Пластинчатый

Способ 1. Изготовить такой радиатор можно из любого профилированного материала — теплопроводность не имеет решающего значения, главное, чтобы он был тонким. Это могут быть пластины оцинкованного профлиста или любого подобного материала. Чем чаще будут изгибы на профиле (продухи), тем эффективнее будет работа радиатора. Вырезаем под один размер (300х300 мм) и наклеиваем нейтральным герметиком, чередуя направление каналов, до момента, пока конструкция не дойдёт до формы куба.

Способ 2. Металлические пластины. Если в наличии есть ровный листовой металл 1–2 мм толщины (лучше алюминий), то радиатор можно изготовить из него. Вырезаем ровные прямоугольники заданного размера (в нашем случае 300х300 мм). Нарезаем полосы шириной 20 мм и длиной по пластине (300 мм). Наклеиваем герметиком полосы на пластины две по краям и одну по центру. Чередуем направление пластин, чтобы получилось так: один «этаж» просматривается вдоль, соседние поперёк.

Радиатор готов. Далее понадобится только 4 переходника-раструба под диаметр трубы (как правило, 150 мм), которые также можно изготовить самостоятельно из оцинковки. Затем вся конструкция устанавливается в термобокс — утеплённый ящик с каналом для конденсата. По сторонам ящика должны быть отверстия, через которые мы включим рекуператор в систему вентиляции.

Внимание! Основной нюанс установки — куб радиатора должен находится под наклоном относительно всех каналов. Это нужно для того, чтобы конденсат удалялся самотёком.

Вариант второй. Трубчатый

Нам понадобятся ровные металлические трубки диаметром 10 мм — около 30 пог. м, пластина нержавейки (алюминия, дюралюминия) 300х150х1–2 мм, канализационная труба диаметром 150 мм и длиной 1,5 м, два тройника, клей-герметик по металлу (нейтральный).

Внимание! Использование герметика на основе кислоты может привести к коррозии во всех случаях.

Основная сложность этого варианта — ровно вырезать две пластины и высверлить в них зеркально отверстия. Принцип расположения отверстий: площадь отверстий равна 40% от площади всей пластины. Короче говоря, при наружном диаметре трубок 12–13 мм получится 20 отверстий. Они должны быть расположены зеркально на обеих пластинах.

Совет. Эту часть работы (пластины) лучше доверить профессионалу.

Собираем корпус рекуператора — на 1,5 м трубу надеваем по тройнику с обеих сторон. Тщательно вымеряем размер трубок так, чтобы после установки не занять посадочное место последующих элементов. Аккуратно нарезаем трубки. Укрепляем трубки в пластины (они должны встать по концам трубок) на клей-герметик. После высыхания монтируем конструкцию в корпус (трубу). Рекуператор готов.

Устанавливаем в систему, выдерживая наклон для стока конденсата.

Стоимость приведённых выше самодельных агрегатов вычислить сложно, учитывая местные возможности мастера (все детали могут найтись в гараже). Поэтому мы примем условную стоимость, равную 1000 рублей.

Вот так, практически бесплатно, можно организовать подогрев воздуха для воздушного отопления и других целей. Призывая на помощь силы природы, законы физики и собственную смекалку, мы двигаемся к гармонии с окружающим миром.   опубликовано econet.ru  

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet