Самодельный рекуператор с автоматикой

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Я не совсем про вашу систему говорю, а в целом.
Я исхожу из того, что рекуператор в лучшем случае даст нам процентов 60 эффекта. Т. е. при дельте 30 градусов, забрать из отработки мы сможем ну пусть 18 градусов.
Получается, что при минус 10 на улице, в дом будет заходить воздух с температурой активного конденсирования.
Если мы подогреем воздух, то эффективность упадет, понятно дело. Но те же забранные 12-15 градусов - уже неплохая экономия. При этом, если нагревать уличный до +5 в неком коробе, мы в этом коробе и будем бороться с влагой.
Смотрите, в одном случае без подогрева при минус 10 на улице и +20 в доме, мы получим на впуске в дом с рекуператора допустим +5. Эти + 5 нам все равно нужно будет догревать.
При этом у нас конденсирование и обмерзание есть большой проблемой.
А с предподогревом, мы не только выходим выше температуры обмерзания, но еще и имеем отдельную приспособу, в которой можно будет и бороться с влагой.

Я не про конкретную конструкцию говорю.
Себе на данный момент планирую от котла поднять трубу на чердак, на чердаке сгородить утепленный ящик, в ящик подсоединить сердцевину радиатора (от машины\трактора), через который будет проходить воздух и подогреваться от котла до тех же +5. А дальше он будет догреваться при помощи рекуператора и подогретый идти в хату.
Регулировку радиатора можно автоматизировать и автоматика уже будет следить. Ну или самому крутить вентиль, увеличивая или уменьшая проток теплоносителя от котла через этот доп отвод.

 

с одной стороны, чем ниже температура конденсата, тем выше КПД, но, с другой стороны, и выше вероятность обмерзания. Настроить, чтобы не было обмерзания, очень легко, вот только тогда КПД рухнет.

Потом, процесс - то у нас переменный. И в его ходе должно быть решена проблема равенство подачи тепла и холода. Количество снимаемого с рекуператора тепла определяется температурой воздуха в доме и конструкцией рекуператора. Можно сказать, что это величина постоянная. А вот снаружи поступление холода переменное. Утром -15, вечером +3. Как потоки уровнять? Подогрев электричеством на мой взгляд - тоже самое, что и отвод части потока холода с помощью переменной заслонки по байпасу. Если топим электричеством - почему нет? Но если дрова или газ дешевле, тогда подогревать рекуператор смысла нет совсем.
А еще задача регулирования решается эффективно с помощью ПИД - регулятора.
https://yandex.ru/video/preview/?text=пид регулятор наука и жизнь&path=wizard&parent-reqid=1639693658193200-5397739739886933713-sas3-0877-80f-sas-l7-balancer-8080-BAL-2469&wiz_type=vital&filmId=7641687516122808716

 

а кто-то может закодить ПИД, который бы смешивал два потока воздуха: холодный уличный, догретый рекуператором и заранее подогретый чем-то иным на регулируемую температуру?
При этом, вроде как, нужно регулировать не просто вкл\выкл, а больше\меньше, ведь у нас какая-то заслонка будет и регулировать нужно величину открытия\закрытия.
У меня есть китайский REX. С датчиком до 400 градусов он прекрасно держит температуру ТЭНа на заданном уровне с дельтой в один градус (плюс\минус) на автонастройке. Если взять другой тип датчика, плюс настроив вручную, можно дельту еще меньше сделать. Цена заводского изделия в районе 20 долларов с доставкой. Ничего там космического нет, но нужно чуток вложить ума. А вот это нынче гораздо дехвицитнее, чем контроллеры и прочее железо)

 

Ну, "моя система" это слишком громко сказано.
Это просто черновая идея пока

Но понял.

Ну, в общем-то, да.
Но при дельте 50 уже 30.
Это существенные цифры на мой взгляд. особенно в вопросе комфорта вентиляции.

Совершенно верно. Вообще не имеет значения чем именно компенсировать эту критическую дельту (вызывающую обмерзание) по температуре.

Пропускать часть входящего по байпасу, смешивая потом с подогретым, подогревать частично выходной и любые другие способы энергетически одинаковы. У нас есть дельта (недостаток энергии рекуперации), которую нужно ликвидировать.

Именно так. Если в качестве экономии электричества отопление производится другим энергоносителем, то и рекуператор логично греть именно им, а не электричеством.
Почему я подумал про прогрев последней секции рекуператора именно протяжкой через него воздуха..
У нас есть по сути неиспользуемое тепло. Это припотолочный слой. Который имеет температуру более высокую, чем нам нужно. И толку от него нет.
Почему не взять его и не догреть выход им?

Возможно, решение спорное и в нём есть какие-то затыки, которые я не учёл.

. Поэтому большое спасибо за все критические высказывания по поводу данной идеи.

Да, на время борьбы с обмерзанием, КПД безусловно снизится. В любом случае.

 

Тоже интересная идея.
Если есть возможность осуществить такой подогрев. У меня, увы, нет. Это в моих условиях будет очень сложно.

Смотрите, из чего я исходил, когда пришёл к своей идее:
Каковы стандартные способы борьбы с обмерзанием в щелевиках?
а) прекращение на время оттаивания всасывания с сохранением оттока
б) увеличение исходящего потока (превышение его над входящим) на время оттаивания

Это всё по сути то же самое, что у меня - подогрев исходящего канала.
Но есть большой минус на мой взгляд. У нас образуется разряжение и обратная тяга.
Я убеждён, что нельзя отток воздуха из помещения иметь бОльший, чем приток. А на самом деле, я считаю, что входящий должен быть больше исходящего в ПВУ

Но мы можем сделать всё то же самое (увеличить поток, проходящий через выпускной канал) просто не выбрасывая часть воздуха на улицу.
По сути, мой вариант это вариант б, но только воздух, разогревающий выпускной канал на улицу не уходит.
Тем самым сохраняется баланс входящего-выходящего.

 

Очень нравится вариант, но у меня возникает вопрос с реализацией переменной заслонки. Мне это кажется несколько сложноватым по сравнению с просто включением - выключением доп. вентилятора.

 

Во первых у вас помещение не герметичное.
Во вторых отток воздуха из вытяжек кухни, и санузлов не рекомендуется делать через рекуператор убивается мембрана и фильтра очень быстро. А та же кухонная вытяжка легок тянет 1600 м3 в час. Не хилый такой перекос получается без всяких рекуператоров.
В Третьих. Нарисуйте теплообменник обеспечивающий прохождение 3 потоков. Сложность конструкции возрастает в разы.
В четвертых мембрана обеспечивает возврат влаги в дом. Реализовав вашу конструкцию вы эффективность этого процесса сильно снизите. Как итог получите сухой воздух. Придется добавлять увлажнители и бороться с повышением уровня влажности в помещениях.

 

Полно сервоприводов на али экспресс от 3 у. е. или готовый блок климат контроля с любой авторазборки.

 

Несомненно. В том числе и поэтому необходимо превалирования втягивания над выхлопом (избыточное, а не отрицательное давление). Для нормальной работы систем естественной вентиляции и т. п.

Их можно делать через упрощённый рекуператор (не общий) или отдельно. Они в любом случае будут. И поэтому в том числе суммарный приток через ПВУ должен быть больше.
На выход у нас работают
а) естественная
б) вытяжки
в) выход рекуператора

А на вход только вход рекуператора. Поэтому я и думаю о том, что вход рекуператора должен быть мощнее выхлопа.

Вытяжки разные бывают. Но если она тянет 1600 на выход, эти 1600 нужно откуда-то взять. Иначе они возьмутся из сквозняков и естественной вентиляции. И ухудшат работу выходных каналов рекуператора.

Никакой сложности. от слова вообще. Я рисовал выше в https://www.forumhouse.ru/posts/29383019/. Не квадратная, а шестигранная кассета. Каналы - горизонтальный (или вертикальный) и 2 косых (встречных).
Изготовление нисколько не сложнее, чем квадратной кассеты.

Это если у Вас щелевой кассетник. Ну, и 6-гранную кассету можно сделать мембранной. А можно оставить мембранными 2 предыдущих, а последнюю сделать без мембраны. Ну, чуть снизится возврат влаги.
Но по отзывам камрадов выше, сделавших и эксплуатирующих щелевики, нет у них проблемы с сухостью. Всё зависит от условий.
Если в доме недостаточная влажность, нужна мембранная кассета. Если избыточная - немембранная. Это по сути ничего не меняет.

Наоборот. Если кассета мембранная то боковой поток будет дополнительно возвращать часть влаги.

Поймите, единственнное изменение конструкции это 6 граней кассеты вместо двух и дополнительный вентилятор (причём его мощность может быть намного ниже, чем основных), который гонит через этот третий канал воздух вхолостую (из помещения в него же). Подогревая этим выпускной или впускной канал. Или оба сразу. Вообще без разницы что греть.
Но я пока думаю, что лучше греть выходной канал, так как обмерзать может именно он)
Можно и вообще вперемешку чередовать (особенно если система мембранная. приток-выхлоп-нагрев-приток-выхлоп-нагрев.
Какой вариант лучше и отличаются ли они вообще по результативности можно определить в результате испытаний. Проблемы с изготовлением кассет с разным чередованием слоёв не вижу.

 

Думаю, да.
Я же не спорю какой из вариантов лучше. Лучше тот, который каждому конкретному человеку проще реализовать.
Вам проще сделать отдельный байпас-канал с заслонкой и сервоприводом.
Мне - встроенный в кассету (по сути тот же байпас, только не холодного, а тёплого воздуха) встроеный в кассету и доп. вентилятор.
Это дело вкуса. А о них не спорят.

Мне интересно, какие минусы есть у придуманной мною схемы.
Пока вижу снижение КПД при разморозке. Это да. Но КПД в этом случае (при необходимости разморозки) снизится по-любому. Не имеет значения каким образом мы будем добавлять энергию для незамораживания.

Несколько снизится и КПД кассеты в обычном режиме, к сожалению. Потому что как правильно подсказали, количество площадей, участвующих в теплообмене уменьшится примерно на треть.
Поэтому имеет смысл на мой взгляд, делать это только в 2-3 - кассетном щелевике. Имея только одну из трёх кассету с ухудшенными параметрами.
Тогда общий КПД снизится незначительно.

 

А вот что будет с точки зрения физики с вашим 6-ти гранником. В боковые полости воздух течь практически не будет так ка там тупик. Чтобы холод не проходил по материалу мембраны внутрь теплопроводность самой мембраны низка. Так что фактически из всего 6-ти гранника будет работать выделенный желтым ромб. То есть у нас не только мембрана с одной стороны не работает -50% площади так еще и 50% оставшейся не работает. То есть нам понадобиться теплообменник площадью в 4 раза больше чем в классической схеме. реально будет дешевле поставить 2 или даже 3 рекуператора в параллель и пока один оттаивает гнать воздушный поток через 2 рекуператор.

 

И еще немаловажный фактор из-за застоя воздуха в углах + влага которую мембрана таки передает хорошо в углах будут усиленно размножатся микробы, бактерии, грибы и прочая гадость.

 

Да, спасибо. Отличное замечание. У меня мелькала такая мысль, но она ускользнула до того, как я её зафиксировал
Да. Поэтому, видимо, придётся ограничивать каналы так, как Вы нарисовали. Гран мерси.

Хотя с другой стороны, воздух вряд ли будет двигаться именно так. Он не движется по прямой. Он ведь всё-таки, под давлением. Скорость в боковых пазухах будет ниже, да. Насколько, нужно проверять.

Вот этот момент не понял. А как тогда теплопередача осуществляется, если теплопроводность низка?
Она же и должна передавать холод/тепло. Разве нет? Или я не понял про какую мембрану Вы говорите.

Никак нет. Больше. При соприкосновении подогрева с выходным каналом будет работать пересечение подогревного и выходного (оно больше ромба), при соприкосновении с обоими будут работать и пересечение с выходным и пересечение с входным.
Но да, Вы правы. площадь будет меньше.
Но с другой стороны, сама площадь шестигранника больше, чем площадь квадрата.
При стороне квадрата 20 см диагональ 28 см, площадь 400 кв. см.
При диаметре описанной окружности шестиугольника его площадь 500 кв. см.
Поэтому снижение доли эффективной площади будет компенсировано увеличенной при тех же размерах площадью.

Нужно считать. Не в 4 раза, конечно, но производительность конечно упадёт.
Поэтому я и говорю, что данная схема имеет смысл только при нескольких (2-3) кассетах.
1 из них (последняя) вот такая, а 2 обычные.
Тогда падение эффективности на одной кассет будет в общем давать незначительное обще снижение эффективности.

При потере теплообменной способности в 3 раза на одной кассет мы получим 10%-е снижение общего.
Ну, значит, нам нужен на 10% большей площади

"реально будет дешевле поставить 2 или даже 3 рекуператора в параллель и пока один"
Нет. Точно не вариант. Чрезмерно избыточная неиспользуемая мощность, которая будет простаивать 60-90% времени.

По поводу микробов и прочего (извините, я уже в пути, цитировать неудобно):
При влажной мембране они в любом случае будут размножаться и вовсе не в зоне околонулевых температур.

Поэтому имхо, кассеты должны быть съёмными и обслуживаемыми.
Что кстати, решает вопрос с КПД в некритичных период. Ставим подогреваемую (менее эффективную) кассету только в критичный период.

Большое спасибо за высказанные критические замечания и обсуждение. Очень полезно для выявления узких мест.

 

должна но делает она это медленно. Спорость передачи тепла мембрана воздух и наоборот в разы медленнее чем передача тепла внутри
мембраны
Ну и вот что нам говорит гидравлика о движение воздуха в подобных каналах. наш вариант "Г" только еще печальнее.
В обычной системе с размножением плесени борются просушкой мембраны перед выключением. Для этого при выключение отключают приток воздуха с улицы. просушивают мембрану и только потом выключают вытяжку. У вашей схеме просушить ее не реально так как есть зоны застоя воздуха и обслужить ее нереально там идут очень тонкие каналы.

 

Спасибо. Хороший рисунок.

Ничуть. Углы в шестиграннике больше, а не меньше, а соотношение общей ширины и входа-выходов как раз, наоборот, больше. Тупой угол начинается прямо от входа. Закоулков (какие имеются при углах 90 градусов) нет.
Тупой угол 120 град. скорее всего будет создавать только замедление потока в нём, а не возврат.
Посмотрите на рисунках: Все углы 120 градусов включены в поток. Обратное движение возникает в углах с меньшими углами (сори за тавтологию)
Завихрение с противотоком в углу 120 град. маловероятно.
Но нужно проверять, конечно. В крайнем случае, этот угол можно ещё спрямить.

Это придётся проверять на практике. Придётся запускать при тестировании цветной дым и смотреть распространение и движение. Спасибо.