ДАЧНЫЕ САМОДЕЛКИ

Как сделать рекуператор воздуха. Свежий воздух в доме при высокой энергоэффективности

Здравствуйте, уважаемые читатели и самоделкины!

Наверняка почти каждому из Вас знакомы признаки недостатка свежего воздуха в помещении. Как известно, для функционирования человеческого организма необходим кислород (O₂), а «отработанным продуктом» является углекислый газ (CO₂). Интересен тот факт, что даже при сохранении высокой концентрации кислорода в воздухе, повышение концентрации углекислого газа сильно влияет на самочувствие.

Чаще всего эта проблема решается обычным проветриванием, реже — при помощи приточно-вытяжной вентиляции. И тот и другой способ удобен в периоды, когда температура на улице и в доме относительно одинакова. Жарким летом, и в холодное время года, после проветривания приходится восстанавливать температуру в помещении, затрачивая на это энергию.

В данной статье автор YouTube канала «DIY YARI» расскажет Вам, как сделать простой и энергоэффективный рекуператор воздуха.
Это устройство является своеобразной системой приточно-вытяжной вентиляции. Принцип работы рекуператора воздуха заключается в обмене теплом между выходящим и входящим потоками воздуха через теплообменник. Таким образом выходящий (например, зимой) из помещения воздух подогревает входящий поток.

Замечу, что бывает и другая разновидность рекуперационных систем. В ней используется теплоемкий материал (стеклянные шарики, крупный гравий), которым заполняется длинный воздуховод. Пара таких воздуховодов устанавливается в одном помещении, и в один момент времени через первый воздух выдувается, нагревая наполнитель, а через второй — забирается воздух с улицы, который нагревается от наполнителя. Через некоторое время (5-10 минут) направление потоков меняется на противоположное.

Такая схема имеет массу недостатков. На поверхности наполнителя неизбежно будет образовываться конденсат, а вместе с ним поселится плесень и прочая гадость. Также проблемно устанавливать воздушные фильтры. Вентиляторов потребуется по два на каждую трубу, плюс электроника для управления.

Предлагаемый мастером проект лишен этих недостатков, компактен, прост в изготовлении, и его легко можно сделать в домашних условиях. Пару деталей автор изготовил на 3D принтере, но их можно сделать и без него.

Материалы, необходимые для самоделки.
— Пластиковая нить PETG для 3D печати
— Алюминиевая трубка 8 мм диаметр
— Пластиковый вентиляционный канал 110×55 мм
— Вентиляционные колена, тройники, колпаки-решетки наружные d100 мм, решетки внутренние
— ШИМ регулятор оборотов двигателя DC 6В-28В 3А
— Центробежный вентилятор «улитка», 12В 2.4A
— Канальные вентиляторы
— Блок питания 12В
— Мини цифровой термометр, гигрометр.

Инструменты, использованные автором.
— 3D принтер
— Ступенчатые сверла, зенковка
— Ножовка по металлу, рулетка
— Цифровой анемометр ANENG GN301
— Анализатор качества воздуха (CO₂ TVOC HCHO).

Процесс изготовления.
Итак, в строительном магазине мастер приобрел практически все компоненты для этого проекта.
Главными элементами теплообменника послужат алюминиевые трубки с наружным диаметром 8 мм и толщиной стенок 1 мм.
Толщина стенок очень важна, и чем она будет меньше — тем лучше будет передаваться тепло между внутренним и внешним воздушными потоками. При меньшей толщине стенок увеличится внутренний диаметр трубки, что позволит проходить большему количеству воздуха с меньшим сопротивлением.


Там же куплены компоненты вентиляционной системы — короб 110×55мм, колена, тройники и решетки.




Две пластиковые детали, которые послужат одновременно держателями для трубок, и разделителями камер, мастер распечатал на 3D принтере. Модель этих деталей можно скачать по предоставленной автором ссылке.
Если у Вас нет 3D-принтера, то можно заказать эти детали в Вашем городе. Быстро найти людей, предоставляющих такие услуги можно на следующем сайте.



Эти детали весьма просты, и их можно сделать из толстой листовой пластмассы, акрила, оргстекла. Просто большое количество времени уйдет на сверление целой сетки 5×11 одинаковых 8-мм отверстий. Всего 55 штук.


Алюминиевые трубки чаще всего продаются длиной 1 или 2 м. Мастер распиливает метровые трубки на две половинки по 50 см.

Чтобы на входе трубок не создавались дополнительные завихрения, нужно зачистить торцы, и снять внутренние фаски ступенчатым сверлом, или зенковкой.



Теперь можно собирать теплообменник. Концы трубок должны оказаться вровень с внешними плоскостями кассет.



Также желательно загерметизировать соединения трубок с пластиковыми деталями двухкомпонентным эпоксидным клеем, или силиконовым герметиком.

Общий вес теплообменника составил 1500 грамм.

С двух сторон надеваются тройники. При этом пластиковые кассеты послужат перегородками, отделяющими наружный воздух от внутреннего.
В итоге, в зимнее время, выходящий из помещения воздух проходит через круглые отверстия в тройниках, и вокруг наружной поверхности трубок, нагревая их. Поток же с улицы проходит внутри трубок, и нагревается, забирая тепло от них.








Конечно же, между тройниками теплообменник помещается в вентиляционный короб.
К главному модулю присоединяются две секции короба с коленами. Тут нужно сразу учесть расположение будущих отверстий в стене, и подобрать нужную длину коробов.



Поверхности труб можно оклеить фольгированным пеноизолом для улучшения теплоизоляции. Также можно применить автомобильную шумоизоляцию, это несколько снизит шум с улицы. Автор оклеил корпус вибропластом. Все зависит от того, как будет смонтирована система.


Итак, конструкция собрана, и имеет следующий вид.


У автора стены дома утеплены, и обшиты вагонкой. Ему пришлось снять несколько досок, вытащить часть утеплителя, и проделать в стене пару 100-мм отверстий.

В отверстия изнутри помещения вставляются решетки.
Кстати, обязательно нужно защитить систему сетками, и продумать возможность установки воздушного фильтра на вход (если уличный воздух загрязнен).





Автор учел в конструкции немаловажный момент образования конденсата. Он будет образовываться внутри трубок из выходящего воздуха. Этот поток будет проходить через трубки вниз, а конденсат — вытекать наружу через нижнее колено.




Гонять воздух можно при помощи обычных канальных вентиляторов. Автор решил использовать в этой модели 12-Вольтовые центробежные вентиляторы «улитки». Они имеют достаточно большую мощность (28 Вт), дешевле, безопаснее чем 220-В вариант, да еще и ими намного проще управлять.

Для измерения объема прогоняемого воздуха мастер присоединил к вентилятору полиэтиленовый мешок, и измерил время. Замеры проводились при разных напряжениях. Результаты — на фото.


Улитки устанавливаются в наружные решетки следующим образом.





Управление оборотами вентиляторов можно при помощи простых ШИМ регуляторов. Вращая потенциометр, можно уменьшать или увеличивать напряжение.

Каждый вентилятор управляется отдельным регулятором, а все они питаются от 12-В блока на 6А.

Теперь проводятся тесты на объем прогоняемого воздуха через теплообменник. Конечно, из-за сопротивления теплообменника, объем упал.



Конечно, во время работы устройства имеется шум. Его уровень достигает приемлемых значений при напряжении на вентиляторах около 5-7В.



Для измерения эффективности системы автор установил в решетки внутри помещения датчики цифрового термометра-гигрометра, и измерил разницу температур.
Температура на улице -1, в комнате +19.
Здесь приведены данные от первой версии рекуператора с канальными вентиляторами и 6 мм трубками. Как видно, КПД системы снижается при увеличении объема проходящего воздуха. Это решается путем увеличения длины трубок теплообменника.




Скорость воздушного потока он измерил при помощи цифрового анемометра, и выяснил, что объем выходящего воздуха на 1/5 больше.


Те же тесты проводятся и с новой версией устройства (трубки 8 мм, центробежные вентиляторы).
Скорости воздуха почти одинаковы, но общий КПД несколько ниже.




На следующем графике представлено влияние CO₂ на человеческий организм, в зависимости от концентрации этого газа в воздухе.

Для проверки качества воздуха (содержания в нем CO₂, формальдегидов, летучих веществ и пыли) автор использует специальный анализатор. Эта модель весьма дорогая, но есть и более доступный по цене анализатор качества воздуха.

Эти устройства могут вовремя предупредить Вас о превышении параметров, и необходимости проветривания.
Перед началом теста в помещении площадью 30м2 в течение двух часов были два человека. Уровень CO₂ поднялся с 430 ppm (частей на миллион) до почти 1400. При таком уровне заметно падает работоспособность, но чаще всего Вы списываете это на другие причины — усталости, недосыпания.

При напряжении на вентиляторах 5В (минимальной мощности) на снижение уровня до 480 единиц ушло 5 часов.


В комнате площадью 20м2 на ту же задачу ушло 4 часа.



А вот график, когда рекуператор постоянно работал на минимуме, и в помещении находилось 2 человека. Как видно, уровень CO₂ все время находился в пределах нормы.

Благодарю автора за простую конструкцию рекуператора воздуха!

Всем хорошего настроения, крепкого здоровья, и интересных идей!
Подписывайтесь на телеграм-канал сайта, чтобы не пропустить новые статьи.

Авторское видео можно найти здесь.

Источник

Добавить комментарий

Кнопка «Наверх»