Hướng dẫn tự lắp ráp 3 loại bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt.

Để tự lắp ráp bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt, bạn cần: Chế tạo bộ trao đổi nhiệt, đặt nó vào trong vỏ máy và kết nối với các ống dẫn khí thông gió.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận chi tiết hơn về các loại thiết bị thu hồi nhiệt và nguyên lý hoạt động của chúng. Chúng ta cũng sẽ tìm hiểu quy trình từng bước để chế tạo một thiết bị có bộ trao đổi nhiệt sử dụng các tấm, ống cống và ống nhôm.

Các loại máy hồi phục

tăng hiệu quả và giảm mất nhiệt thông gió cấp và hút Nó được trang bị bộ thu hồi nhiệt. Nói một cách đơn giản, thiết bị này là một cấu trúc bao gồm một hoặc hai bộ trao đổi nhiệt.

Luồng khí cấp vào từ đường phố hấp thụ năng lượng nhiệt từ luồng khí thải ra từ phòng. Một bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt được thiết kế và cấu hình đúng cách sẽ giúp tiết kiệm năng lượng này. lên đến 82% công suất hệ thống thông gió và giảm thất thoát nhiệt lên đến 70%.

Ảnh chụp kế hoạch phục hồi

Năng lượng nhiệt bao gồm cả nhiệt và lạnh. Vào mùa đông, không khí đi vào được làm nóng bởi không khí ấm thoát ra từ phòng. Vào mùa hè, quá trình ngược lại xảy ra khi máy điều hòa không khí hoạt động.

Không khí cấp vào được làm mát bằng không khí lạnh thải ra từ phòng. Trong trường hợp đầu tiên, chi phí sưởi ấm được giảm bớt, còn trong trường hợp thứ hai, chi phí điều hòa không khí được tiết kiệm.

Cách thức thu hồi nhiệt diễn ra và loại thiết bị thu hồi nhiệt được sử dụng phụ thuộc vào loại bộ trao đổi nhiệt được dùng.

bộ thu hồi nhiệt kiểu quay

Mặc dù có thể tự chế tạo bộ trao đổi nhiệt không khí quay, nhưng đó không phải là lựa chọn tốt nhất cho nhà riêng hoặc căn hộ. Bộ trao đổi nhiệt là một rôto được làm từ các tấm xếp chồng lên nhau. Khoảng trống được chừa ra giữa mỗi đĩa để thu và dẫn không khí.

Rôto quay đi xuyên qua luồng khí thải với một nửa bánh xe cánh quạt, hấp thụ năng lượng nhiệt. Khi đến vùng dòng khí vào, các đĩa được nung nóng sẽ tỏa nhiệt vào không khí đi vào.

Nửa còn lại của bánh xe sẽ thay thế nửa đầu của đĩa sau một vòng quay. Rôto quay theo từng đoạn, lần lượt từng đoạn một, xuyên qua các vùng hút gió và xả khí.

Bộ phận quay có một ưu điểm: dễ lắp ráp. Nhược điểm bao gồm hoạt động ồn ào, hao mòn các bộ phận quay và không khí bị ô nhiễm rò rỉ từ khí thải vào khí cấp.

Tỷ lệ thu hồi thấp chỉ 5%, điều này cho thấy chi phí nhân công để tự lắp ráp thiết bị thông gió tại nhà là không hiệu quả.

Bộ thu hồi nhiệt dạng tấm

Bộ trao đổi nhiệt bao gồm một tập hợp các tấm tạo ra không gian cho luồng không khí cấp và khí thải. Các kênh được bố trí xen kẽ. Không khí đi vào hấp thụ năng lượng nhiệt từ không khí thải, năng lượng này được truyền đến thành của các tấm tiếp xúc.

Ảnh: Sơ đồ luồng không khí đi qua bộ trao đổi nhiệt dạng tấm.

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được lắp đặt cố định và không có bộ phận chuyển động. Quá trình thu hồi nhiệt diễn ra êm ái. Các mẫu kiểu giao điểm cung cấp hiệu suất thu hồi nhiệt lên đến 70%. Các thiết bị hình lục giác có thiết kế dòng chảy ngược kết hợp với bộ trao đổi nhiệt kiểu giao điểm.

Hiệu suất thu hồi đạt tới 77%.

Với những ưu điểm về vận hành và thiết kế đơn giản, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm dùng cho hệ thống thông gió rất tiết kiệm chi phí khi tự lắp ráp. Thiết bị này không có nhược điểm nghiêm trọng nào.

Bộ thu hồi nhiệt với chất làm mát trung gian

Thiết bị này bao gồm hai bộ trao đổi nhiệt. Một bộ được lắp đặt ở cửa hút gió, và bộ còn lại ở cửa thoát gió. Các bộ trao đổi nhiệt được nối với nhau bằng đường ống dẫn đến hệ thống làm mát tuần hoàn cưỡng bức (nước, chất chống đông hoặc chất lỏng khác). Hệ thống hoạt động tương tự như hệ thống sưởi bằng bộ tản nhiệt:

Luồng khí thải làm nóng chất làm mát, được lắp đặt ở cửa hút của bộ trao đổi nhiệt trên đường ống thoát khí thông gió.
Bơm tuần hoàn bơm chất làm mát đã được làm nóng qua đầu nối vào bộ trao đổi nhiệt cấp.
Luồng không khí từ đường phố hấp thụ năng lượng nhiệt từ các bức tường được làm nóng của bộ trao đổi nhiệt cấp khí và được dẫn vào trong phòng.
Bơm tuần hoàn luân chuyển chất làm mát đã được làm lạnh và làm nóng giữa các bộ trao đổi nhiệt, lặp lại chu trình.

Ưu điểm của thiết bị thu hồi nhiệt là khả năng tạo ra một hệ thống thu hồi nhiệt riêng biệt. Khoảng cách giữa các cửa thông gió cấp và thoát khí là không giới hạn. Một thiết bị có thể được đặt trong nhà và thiết bị còn lại trên gác mái. Nhược điểm bao gồm chi phí và độ phức tạp trong lắp đặt.

Chi phí tài chính tăng lên khi chiều dài đường ống tăng. Hơn nữa, tổn thất nhiệt tăng dọc theo đường ống chính. Bố trí đường ống phức tạp khiến các chủ căn hộ và chủ nhà ngại tự xây dựng hệ thống thông gió riêng.

Ảnh: Sơ đồ chuyển động của không khí qua hai bộ trao đổi nhiệt với chất làm mát tuần hoàn.
Sơ đồ luồng không khí qua hai bộ trao đổi nhiệt với chất làm mát tuần hoàn.

Đơn vị thu hồi buồng

Bộ trao đổi nhiệt của bộ thu hồi nhiệt là một buồng kim loại, có các bức tường truyền năng lượng nhiệt cho không khí. Không khí lưu thông theo một quỹ đạo được xác định bởi van điều tiết. Ở vị trí đầu tiên của van điều tiết, không khí thải ấm làm ấm một phần của buồng, trong khi phần còn lại được lấp đầy bằng không khí lạnh đi vào.

Khi van điều tiết được chuyển sang vị trí thứ hai, nó sẽ hướng luồng không khí lạnh đi vào phần đầu tiên của buồng có thành ấm để sưởi ấm. Phần còn lại của buồng, được làm mát, sẽ mở ra để được sưởi ấm bằng luồng khí thải mới. Chu trình này lặp lại liên tục.

Ảnh: Sơ đồ luồng không khí trong các buồng trao đổi nhiệt
Sơ đồ luồng không khí trong các buồng trao đổi nhiệt.

Sự đơn giản trong thiết kế được xem là một ưu điểm. Chủ nhà hoặc chủ căn hộ có thể tự xây dựng bộ thu hồi nhiệt. Tỷ lệ thu hồi đạt tới 80%. Nhược điểm bao gồm sự hiện diện của van điều tiết chuyển động, gây ra tiếng ồn.

Bộ trao đổi nhiệt freon dạng ống

Bộ trao đổi nhiệt hoạt động tương tự như tủ lạnh hoặc máy điều hòa không khí. Bộ trao đổi nhiệt dạng ống được chứa đầy chất làm lạnh (freon), đóng vai trò là chất làm mát. Luồng khí thải sẽ thổi vào đáy các ống, nơi chất làm lạnh ngưng tụ.

Hấp thụ năng lượng nhiệt, chất làm lạnh dạng lỏng sôi và bốc lên. Luồng khí này tác động vào đỉnh các ống. Không khí hấp thụ năng lượng nhiệt. Chất làm lạnh đã nguội ngưng tụ và chảy xuống đáy các ống. Chu trình này lặp đi lặp lại liên tục.

Ảnh: Sơ đồ luồng không khí qua hệ thống làm lạnh freon.
Sơ đồ luồng không khí qua hệ thống freon.

Việc tự lắp ráp bộ trao đổi nhiệt khí dạng ống và nạp chất làm lạnh vào hệ thống rất khó khăn nếu không có kinh nghiệm làm việc với thiết bị làm lạnh.

Thiết kế này tốn kém và đòi hỏi bảo trì định kỳ, đây là một trong những nhược điểm chính.

Ưu điểm là khả năng đạt được hệ số phục hồi cần thiết bằng cách điều chỉnh các chế độ vận hành.

Bộ thu hồi nhiệt tự chế từ ống PVC

Trong năm loại thiết bị thông gió, bộ trao đổi nhiệt khí đồng trục dạng buồng là loại dễ tự lắp ráp nhất. Thiết kế này được coi là đáng tin cậy và hiệu quả nhất. Để hiểu rõ bố cục và nguyên lý hoạt động của bộ trao đổi nhiệt, hãy xem bản vẽ hệ thống thông gió tổng thể với thiết bị đã được lắp đặt.

Ảnh: Hệ thống thông gió có bộ trao đổi nhiệt cho trang trại nuôi cá tại nhà.
Hệ thống thông gió có bộ trao đổi nhiệt cho trang trại nuôi cá tại nhà.

Giờ thì ý tưởng tổng quát đã rõ, hãy cùng xem từng bước cách tự lắp ráp bộ trao đổi nhiệt đồng trục từ ống cống:

  1. Chúng ta bắt đầu lắp ráp bằng việc chuẩn bị vật liệu. Đối với vỏ ngoài, bạn cần hai ống PVC đường kính 160mm, mỗi ống dài 2 mét. Đối với các phụ kiện, hãy chuẩn bị hai bộ chuyển đổi 160x110mm, ba cút chữ T 160x110x160mm, hai cút khuỷu 160mm và một khớp nối 160mm. Đối với ống dẫn bên trong, bạn cần ba ống nhôm dạng sóng đường kính 100mm và các khớp nối.
  1. Nối khớp nối chữ T với bộ chuyển đổi 160x110 mm. Tạo hai khớp nối như vậy từ các phụ kiện và gắn chúng vào một đầu của mỗi ống PVC. Để hai đầu còn lại, nơi sẽ luồn vỏ bọc, không bị nối. Kéo dài ống lượn sóng ra hết chiều dài của nó. Nối hai ống nhôm bằng bộ chuyển đổi. Để ống lượn sóng thứ ba không bị nối.
Ảnh chụp vỏ ống PVC có lắp các khớp nối chữ T và bộ chuyển đổi.
Ống bọc PVC có khớp nối chữ T và bộ chuyển đổi.
  1. Lấy đầu ống từ hai ống lượn sóng được nối với nhau. Luồn đầu ống vào vỏ PVC sao cho đầu ống nhô ra khỏi lỗ nối 160x110 mm.
  1. Lắp ráp một cụm ống bao hình chữ U từ hai cút nối và một khớp nối chữ T. Luồn đầu còn lại của ống lượn sóng vào cụm vừa tạo.
Ảnh: Luồn đầu còn lại của ống lượn sóng vào vòng xoắn của các khuỷu và một khớp nối chữ T.
Đưa đầu còn lại của ống lượn sóng vào vòng tròn được tạo bởi các khuỷu và chữ T.
  1. Lấy đoạn ống lượn sóng thứ ba đã được duỗi thẳng. Luồn ống PVC thứ hai vào bên trong, sao cho ống thoát ra ngoài qua bộ chuyển đổi 160x110 mm. Gắn khớp nối vào phía bên kia của vỏ bộ trao đổi nhiệt để kết nối nó với khuỷu của cụm vòng tuần hoàn.
Ảnh chụp quá trình lắp ống nhựa gợn sóng vào ống nhựa PVC thứ hai.
Luồn ống lượn sóng vào trong ống PVC thứ hai.
  1. Nối các đầu tự do của ống lượn sóng từ ống PVC thứ hai và cụm vòng lặp bằng một khớp nối chuyển tiếp. Tiếp tục lắp ráp vỏ. Nối các ống PVC vào các khuỷu của cụm vòng lặp.
  1. Để giảm thiểu thất thoát nhiệt, hãy cách nhiệt vỏ của bộ trao đổi nhiệt tự chế. Bọc các ống bằng màng xốp polyetylen phủ nhôm. Cố định lớp cách nhiệt bằng băng dính hoặc dây buộc nhựa.
  1. Chọn vị trí để lắp đặt bộ thu hồi nhiệt tự chế của bạn. Trong ví dụ này, chúng ta sẽ lắp đặt bộ phận này trên trần nhà. Bịt kín khớp nối hình chữ T trên vòng ống bằng nút bịt và đặt nó hướng xuống dưới. Bộ phận này được sử dụng để thoát nước ngưng tụ. Để thuận tiện, bạn có thể lắp đặt một van bi vào nút bịt.
Ảnh chụp một thiết bị thu hồi nhiệt gắn trần với một phích cắm trên khớp nối chữ T.
Bộ trao đổi nhiệt gắn trần có phích cắm trên ống nối chữ T
  1. Theo sơ đồ, hãy kết nối quạt hút và quạt cấp khí, bộ lọc, ống dẫn và các bộ phận khác.

Để kiểm tra hiệu quả của bộ trao đổi nhiệt buồng đồng trục tự chế, hãy đo nhiệt độ không khí bên ngoài và nhiệt độ không khí đi vào bằng nhiệt kế. Nếu mọi thứ được thực hiện đúng cách, luồng không khí đi vào sẽ ấm lên đến khoảng 14°C sau khi đi qua các đường ống.ÔC. Hiệu suất của hệ thống thông gió tự chế sẽ là 78%.

Bộ thu hồi nhiệt tự chế rẻ hơn 30 lần so với bộ thu hồi nhiệt sản xuất sẵn.

Lắp ráp bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt nhỏ gọn từ ống nhôm.

Bạn có thể tự lắp ráp một thiết bị thu hồi nhiệt nhỏ gọn, tương tự như bộ tản nhiệt, và gắn nó vào cửa ban công bằng nhựa của mình. Bạn sẽ cần 25 ống nhôm, mỗi ống có đường kính 10 mm và dài 1 mét.

Hãy làm vỏ hộp từ một hộp thông gió bằng nhựa hình chữ nhật. Bạn cũng cần các nút bịt, cút nối, ống nhôm lượn sóng đường kính 100mm, băng keo và chất trám kín.

Các bộ tản nhiệt máy tính được cấp nguồn bằng bộ nguồn di động sẽ đóng vai trò là quạt. Hiệu suất của hệ thống tự chế này đủ dùng cho một căn phòng có diện tích 12 m2.2.

Ảnh: Các vật liệu để lắp ráp bộ thu hồi nhiệt
Vật liệu để lắp ráp bộ thu hồi nhiệt

Hướng dẫn lắp ráp DIY từng bước

  1. Để lắp ráp bộ tản nhiệt, cắt hai nắp bịt đầu cho hộp nhựa hình chữ nhật. Đánh dấu 25 lỗ cho các ống nhôm theo hàng, cách đều nhau. Dùng dao rọc giấy để tạo các rãnh.
  1. Đánh dấu hai vị trí dọc theo các cạnh của hộp hình chữ nhật để lắp đặt bộ làm mát. Dùng dao cắt các lỗ tương ứng.
  1. Lắp ráp lõi tản nhiệt từ các ống nhôm và các nút bịt lỗ. Lắp từng bộ phận vào các lỗ đã được căn chỉnh để tạo thành một khối hình ống.
  1. Đặt khối hình ống vừa tạo vào bên trong một hộp nhựa hình chữ nhật.
Ảnh chụp bộ trao đổi nhiệt dạng ống bên trong một hộp.
Bộ trao đổi nhiệt dạng ống bên trong hộp
  1. Lắp các bộ tản nhiệt vào hộp tại những vị trí đã được khoét lỗ và cố định chúng bằng vít.
Ảnh: Lắp đặt bộ làm mát lên hộp.
Lắp đặt bộ làm mát lên hộp
  1. Lắp đặt các chi tiết định hình và 2 quạt bổ sung để tạo thành ống dẫn khí cấp và khí thải.
  1. Lắp đặt bộ thu hồi nhiệt tự chế lên cửa ban công. Nối các ống dẫn từ cửa thoát khí của quạt phía dưới với các van điều tiết được cắt vào cánh cửa bằng ống nhựa gợn sóng. Gắn ống thoát khí và vải lọc vào quạt cấp khí phía trên.

Nối quạt vào nguồn điện, mở các cửa hút và thổi khí trên cửa, và kiểm tra hiệu suất của thiết bị tự chế. Trong ví dụ này, không khí cấp vào qua bộ trao đổi nhiệt có nhiệt độ +11°C.ÔNhiệt độ tăng lên đến +15 độ C.ÔC, nếu nhiệt độ bên trong phòng là +22ÔVỚI.

Ảnh chụp nhiệt độ luồng không khí đi vào và đi ra.
Nhiệt độ của luồng không khí đi vào và đi ra
Bộ trao đổi nhiệt tự chế từ ống nước cho căn hộ

Lắp ráp bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Để tự lắp ráp bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, bạn cần giấy bạc nhôm. Tạo các miếng đệm giữa các tấm bằng cách sử dụng các dải keo cao su tự dính. Một hộp mạ kẽm có bốn lỗ cho ống dẫn khí sẽ đóng vai trò là vỏ của bộ trao đổi nhiệt.

Chúng ta hãy bắt đầu tự lắp ráp nó.

  1. Cắt một tấm bìa cứng làm khuôn mẫu theo kích thước của thân bộ trao đổi nhiệt tương lai để cắt các tấm trao đổi nhiệt. Đặt khuôn mẫu lên một tấm nhôm và cắt tỉa bằng dao. Cắt số lượng tấm cần thiết theo cách tương tự. Càng nhiều lớp vật liệu được sử dụng trong bộ trao đổi nhiệt, hiệu suất càng cao.
Ảnh: Cắt tấm nhôm
Cắt tấm nhôm
  1. Cắt bốn góc bằng nhôm có chiều cao bằng chiều cao của vỏ bộ phận thu hồi nhiệt. Cố định các mảnh này vào các góc của tấm bìa cứng làm khuôn bằng vít. Điều này sẽ tạo ra một khung tạm thời cho vỏ bộ trao đổi nhiệt.
Ảnh: Quy trình sản xuất các chi tiết cắt cho bộ trao đổi nhiệt từ các góc và ván ép.
Gia công các chi tiết trao đổi nhiệt từ các góc và ván dăm.
  1. Dán gioăng cửa tự dính vào mỗi tấm nhôm dọc theo hai cạnh đối diện và ở giữa. Đặt các tấm vào giữa các góc đã cắt để đảm bảo các thanh ngang đã dán keo ở các hàng liền kề không chồng lên nhau. Cần tạo các rãnh có khe hở giữa các tấm, mỗi rãnh nằm trên một cạnh riêng của bộ trao đổi nhiệt hình vuông. Ví dụ, đặt các hàng chẵn ở phía cấp khí và các hàng lẻ ở phía thải khí.
Ảnh chụp một cụm trao đổi nhiệt được làm từ các tấm và thanh ngang.
Lắp ráp các tấm và cầu trao đổi nhiệt
  1. Tháo bộ trao đổi nhiệt dạng tấm đã lắp ráp ra khỏi khung tạm thời. Bôi thêm một lớp keo vào các góc và giữa cấu trúc tấm nơi các thanh ngang được gắn kết để làm kín.
Ảnh: Bôi keo vào các khu vực nơi dây nhảy đi qua giữa các tấm.
Bôi keo vào các khu vực mà dây nối đi qua giữa các tấm.

Lắp bộ trao đổi nhiệt dạng tấm vào bên trong vỏ. Đảm bảo các kênh được định vị chính xác so với các cổng đầu vào và đầu ra.

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được lắp đặt bên trong vỏ bộ thu hồi nhiệt.
Các ống quạt hút và quạt cấp khí được nối với các cửa sập.
Một chiếc quạt hút không khí ra đường và cung cấp không khí đó cùng với một lớp vải lọc.
Tự chế hệ thống thu hồi nhiệt với chi phí 70 đô la. Thiết kế đơn giản #DENLife

Mẹo vận hành

Hãy cách nhiệt cho hệ thống thu hồi nhiệt tự chế và các đường ống dẫn khí để giảm thất thoát nhiệt. Thường xuyên kiểm tra quạt hoạt động đúng cách, làm sạch bụi bẩn trong các đường ống và lỗ thông hơi, và thay thế hoặc làm sạch bộ lọc không khí.

Để tăng công suất, hãy lắp đặt quạt hiệu suất cao hơn. Bộ điều khiển tốc độ cho phép bạn chọn chế độ hoạt động phù hợp.

Giải đáp các câu hỏi thường gặp

Đơn vị cứu hộ được đặt ở đâu?

Thiết bị nên được lắp đặt ở vị trí cách xa phòng ngủ và phòng trẻ em. Các vị trí thích hợp bao gồm gác mái, tầng hầm, ban công hoặc phòng riêng biệt.

Bộ phận thu hồi nhiệt được thiết kế cho thể tích phòng bao nhiêu?

Chỉ số này phụ thuộc vào từng mẫu máy. Máy điều hòa gia đình được thiết kế cho phòng có diện tích lên đến 40 m2, và ít phổ biến hơn là lên đến 100 m2.

Thiết bị thu hồi nhiệt có giá bao nhiêu?

Giá của một bộ nguồn phụ thuộc vào công suất và kiểu máy. Giá trung bình dao động từ 30.000 đến 100.000 rúp.

Chi phí lắp đặt thiết bị thu hồi nhiệt là bao nhiêu?

Chi phí lắp đặt tiêu chuẩn dao động từ 5.000 đến 7.000 rúp. Lắp đặt theo yêu cầu sẽ tính phí từ 200 đến 3.000 rúp cho mỗi bước bổ sung. Mỗi công ty sẽ có bảng giá riêng.

Bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt giúp tiết kiệm được bao nhiêu?

Trong hệ thống thông gió cơ học, bộ phận thu hồi nhiệt giúp tiết kiệm tới 82% điện năng của hệ thống và giảm tổn thất nhiệt tới 70%.

Video về nguyên lý hoạt động của bộ trao đổi nhiệt.