суббота, 5 апреля 2014 г.

Рекуператор за один вечер на коленке

Ну вообще-то я собираюсь однажды собрать себе хороший добротный рекуператор для системы вентиляции дома. А пока у меня нет дома, решил собрать модель в масштабе из говна и палок картона и поликарбоната.

Для чего из последнего была нарезана стопка квадратных листов со стороной 20см, которые впоследствии были склеены между собой Моментом так, что четные листы проводят поток под углом 90 градусов к нечетным.
Потом этот пирог был обернут картонным коробом, в местах соприкосновения углов пирога со стенками короба проложен оконный уплотнитель для устранения щелей и препятствия перетеканию воздуха.


Далее в 4 зонах я вырезал отверстия для движения воздуха и в 2 из них установил простые комповые кулеры от БП (80мм).
Получилось так. Модель рекуператора как таковая мне не особо интересна, я хотел в цифрах знать эффективность теплообмена этой простенькой поделки. Для этого быстро наваял платку с дисплеем, куда подключается 4 цифровых датчика температуры типа DS1820 (по одному на каждую из 4 зон), написал прошивку для вывода показаний с них. Пришло время проверки в поле.
В качестве поля выступила одна особенная комната моей хаты. Ее особенность - она тепло-, гидро- и звукоизолирована. Коробка дверного проема - полная, с порогом, а не как это обычно бывает: буквой П и щель по дверью. Короче помещение практически герметично. Там даже при закрытых окнах дверью хлопнуть нельзя - эффект воздушной подушки тормозит дверь у самого пункта назначения.
Я полагал, что особенность комнаты избавит меня от такой неприятной проблемы, как воздушная тяга с холодной улицы в теплое помещение. Что ж, я ошибался. Но ясно это стало только при практических испытаниях.

Установка рекуператора производилась в окно, предварительно заглушенное картоном. Когда я вырезал отверствия под воздуховоды, через них в комнату стал яростно заливаться холодный воздух. Причем в таких количествах, что никакими неплотностями двери или чем-либо еще это объяснить было нельзя. Судорожно вспоминая школьную программу, я пытался найти ответ на вопрос "WTF?!?!".
Пришел к выводу, что причина в плотности воздуха.
Ну явно не в давлении, или что, оно не успевает выровняться, пока 10сек открыта балконная дверь?
В общем вентилятор пришлось взять побольше, хороший такой, от серверного корпуса, с мощной крыльчаткой. Поставил его в противодействие потоку с улицы. А то получилось, что из обоих каналов воздух поступает, а надо чтоб через один поступал, через другой уходил.

Ну короче смонтировал, залепил все что надо скотчем, воткнул датчики, запускаю..
Через какое то время режим установился, снимаем показания, считаем КПД
КПД считается по формуле:
где:
ti - температура свежего воздуха после рекуперации, т.е. подогретый уличный
tf - температура б/у-шного воздуха до рекуперации, т.е. комнатный
tu - температура наружного воздуха

Только фигня какая то выходит, вот пара фоток. Расчеты по первой дают 67%, по второй - 100% :)


кто то где то врет.. ну и воздушные потоки там конечно нифига не одинаковые

UPD: исправил ошибку в описании параметра Tf (было: охлажденный комнатный). После исправления пересчитал: по первой картинке - 30%, по второй - 71%.
Больше похоже на правду. Во втором случае КПД задран видать от непропорциональности воздушных потоков.

7 комментариев:

  1. а на сколько может влиять на работу положение устройства. скажем, если разместить его под потолком. что-то там было про холодный воздух опускается, тёплый поднимается. а так крутая штука.

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. думаю разница будет в пределах погрешности измерений

      Удалить
  2. Для автора.
    Не хотите пойти дальше и написать, собрать контроллер для рекуператора?
    Есть производство и разработка, нет контроллера, а есть потребность. Если интересует- office@chandelle.com.ua

    ОтветитьУдалить
  3. Вы не учли влажность воздуха. При охлаждении комнатного воздуха конденсируется влага, которая также отдает тепло.

    ОтветитьУдалить
  4. Давно думалось сварганить подобное для дачи, но руки пока не дошли, есть пока теоретическое осмысление того, как это должно быть выполнено. За технологичность Вашей конструкции - "5", а вот физическая сущность вызывает мысли критические. Видится так, что во-первых - это должен быть по сути теплообменник, а посему материал стенок, разделяющих встречные потоки, должен иметь теплопроводность чем выше тем лучше, поликарбонат же в этом плане славен своими именно обратными качествами. Во-вторых - теплообменник должен быть на встречных потоках, а в этой конструкции потоки идут перпендикулярно один другому, посему по двум углам пакета (верхнему и нижнему в рабочем положении) каналы соседствуют своими "теплоконтрастными" концами, что резко снижает эффективность. В-третьих - думается, что при таком близком друг к другу расположении входов и выходов каналов очень вероятны обратные захваты потоков, и даже если этот циркулирующий воздух и будет также как-то продолжать участвовать в теплообмене, то в любом случае это не способствует задаче эффективного отвода "б/у" воздуха и заведения в помещение чистого. Т.е. "порты" входные и выходные просятся их разнести между собой, как уличные, так и комнатные, либо громоздить между ними некие разделяющие экраны чтобы хотя бы затруднить перетекания потоков с выходов на входы теплообменника. Ну и с подсчетом КПД - реально надо считать количества теплоты, т.е. чтобы переводить это в измерение просто температур действительно надо быть уверенным, что величины потоков равны. Да и сама формула выглядит подозрительно, по крайней мере в ней не видно учета потерь, связанных с недоохлаждением выводимого на улицу воздуха, аналогично как она учитывает недогрев вводимого в комнату.

    Владимир, lv007x собака mail.ru

    ОтветитьУдалить
  5. Здравствуйте! Сам сейчас болею идеей создать самодельный рекуператор. Много всего перечитал и пересмотрел на эту тему. Кроме указанных есть пара факторов, которые снижают эффективность. 1. Автор приклеил одни пластины к другим. По сути тепло передается по следующей цепочке: воздух-поликарбонат-смесь клея и воздуха (зазор между пластинами)-снова поликарбонат - воздух. Лучше было бы пустить один из потоков не в отдельные пластины, а между пластинами, по которым идет другой поток. Тогда схема передачи тепла стала бы воздух-поликарбонат-воздух. Даже если не брать в расчет зазор и клей, то тепло гораздо лучше пройдет через один слой поликарбоната, чем через два слоя. 2. Площадь теплообмена на мой непрофессиональный взгляд маловата. В несколько раз бы ее увеличить. Тут конечно, от потока воздуха зависит.
    И правильно сказали тут, если бы теплый и холодный потоки шли не перпендикулярно, а противотоком, эффективность теплообмена бы возросла.

    ОтветитьУдалить