Ventilazione di mandata e di scarico con recupero di calore: principio di funzionamento, panoramica di vantaggi e svantaggi

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Come può funzionare un sistema di ventilazione a recupero di calore? Elenchiamo gli schemi principali con la loro breve descrizione.

lamellare

I canali di scarico e alimentazione passano attraverso un alloggiamento comune, separato da un tramezzo. La partizione è forata con piastre dello scambiatore di calore, il più delle volte in alluminio, meno spesso in rame.

Funzionamento di uno scambiatore di calore a piastre.

Il calore viene trasferito tra i canali a causa della conduttività termica delle piastre. Ovviamente, in questo caso, il problema della condensa aumenterà a pieno titolo. Come si risolve?

Lo scambiatore di calore è dotato di un semplice sensore di ghiaccio (solitamente termico), sul segnale dal quale il relè apre la valvola di bypass. L'aria fredda dalla strada inizia a fluire bypassando lo scambiatore di calore; il flusso caldo nel canale di scarico scioglie rapidamente il ghiaccio sulla superficie delle piastre.

Questa classe di dispositivi appartiene alla categoria di prezzo più bassa; il prezzo al pubblico dipende quasi linearmente dalle dimensioni del condotto. Ecco i prezzi del negozio online ucraino Rozetka nel momento in cui scrivo:

Modello	Dimensioni del condotto di ventilazione	Prezzo
Prese d'aria PR 160	Diametro 160 mm	20880 r.
PR 400x200	400x200 mm	25060 r.
PR 600x300	600x300 mm	47600 r.
PR 1000x500	1000x500 mm	98300 r.

Con tubi di calore

Il dispositivo recuperatore è del tutto identico a quello sopra descritto. L'unica differenza è che le piastre dello scambiatore di calore non penetrano nella partizione tra i canali; vengono pressati sui tubi di calore che passano attraverso il deflettore.

Conduttura di riscaldamento.

Grazie ai tubi di calore, le parti dello scambiatore di calore possono essere separate di una certa distanza.

Rotante

Al confine tra i canali di alimentazione e di scarico, ruota lentamente un rotore con alette lamellari. Le piastre riscaldate in uno dei canali emettono calore nel secondo canale.

Recuperatore rotativo.

Cosa offre in pratica il recupero del calore rotativo nei sistemi di ventilazione?

1. Aumento dell'efficienza dal 40-50% tipico dei dispositivi lamellari al 70-75%.
2. Risolvere il problema della condensa. L'umidità che si è depositata sulle piastre del rotore nell'aria calda viene completamente evaporata quando il calore viene trasferito al flusso di aria fredda. Allo stesso tempo, viene risolto il problema della bassa umidità in inverno.

Purtroppo, lo schema presenta anche diversi inconvenienti.

1. Una maggiore complessità di progettazione significa una ridotta tolleranza ai guasti.
2. Per ambienti umidi, il circuito rotante non è adatto.
3. Le camere dello scambiatore di calore sono separate da una partizione non ermetica. In tal caso, gli odori dal condotto di scarico possono entrare nel condotto di alimentazione.

Refrigerante intermedio

Per il trasferimento del calore viene utilizzato un classico sistema di riscaldamento dell'acqua con pompa di circolazione e convettori. La complessità e l'efficienza piuttosto bassa (solitamente non superiore al 50%) si giustificano solo nei casi in cui i canali di alimentazione e scarico siano separati da una notevole distanza per le caratteristiche architettoniche della struttura.

Schema con un liquido di raffreddamento.

Cos'è la ventilazione recuperativa

La ventilazione nei locali può essere naturale, il cui principio si basa su fenomeni naturali (di tipo spontaneo) o sul ricambio d'aria fornito da aperture appositamente realizzate nell'edificio (ventilazione organizzata). Tuttavia, in questo caso, nonostante i costi minimi dei materiali, la dipendenza dalla stagione, dal clima e dalla scarsa capacità di purificare l'aria non soddisfano pienamente i bisogni delle persone.

Ventilazione di mandata e di scarico, ricambio d'aria

La ventilazione artificiale consente di fornire condizioni più confortevoli per chi si trova nei locali, ma la sua installazione richiede determinati investimenti finanziari. È anche abbastanza energivoro. Per compensare i pro ei contro di entrambi i tipi di sistemi di ventilazione, viene spesso utilizzata la loro combinazione.

Organizzazione del ricambio d'aria

Qualsiasi sistema di ventilazione artificiale in base al suo scopo è suddiviso in alimentazione o scarico. Nel primo caso, l'apparecchiatura deve fornire aria forzata alla stanza. Allo stesso tempo, le masse d'aria di scarico vengono espulse in modo naturale.

condotti dell'aria attraverso i quali si muove l'aria;

fan responsabili del suo afflusso;

fonoassorbenti;

filtri;

riscaldatori d'aria che forniscono aria a una certa temperatura, che è particolarmente importante nella stagione fredda.

Ventilazione di mandata e di scarico

Oltre a quanto sopra, il sistema può essere dotato di moduli aggiuntivi per garantire un microclima confortevole.

Il sistema di scarico, che funziona contemporaneamente alla ventilazione naturale, è progettato per rimuovere le masse d'aria di scarico. Il componente principale di tali apparecchiature sono i ventilatori di scarico.

L'opzione migliore per un dispositivo di ventilazione è l'attrezzatura di alimentazione e scarico, la cui installazione aiuta a creare le condizioni necessarie per le persone nei locali. Un tale schema è particolarmente utile negli edifici i cui materiali di finitura non hanno permeabilità al vapore, il che non è raro oggi.

Attrezzatura di alimentazione e scarico

Ventilazione con dispositivi di alimentazione e scarico

Sistema di ventilazione

C'è uno svantaggio significativo nel funzionamento della ventilazione di alimentazione e scarico: l'aria riscaldata viene rimossa all'esterno e entrano masse d'aria che hanno la temperatura dell'ambiente esterno. Per il riscaldamento viene consumata una grande quantità di elettricità (questo è particolarmente evidente durante il periodo freddo). Per ridurre i costi ingiustificati, vengono utilizzati recuperatori.

Recupero (in relazione alla ventilazione) - il ritorno di parte dell'energia termica dell'aria di scarico nella stanza per l'utilizzo nel processo tecnologico. Può essere utilizzato in sistemi centralizzati e locali.

Schema di ventilazione

Il processo di recupero avviene in appositi scambiatori di calore (recuperatori), ai quali sono collegati i canali di mandata e di scarico.Le masse d'aria prelevate dall'ambiente, passando attraverso lo scambiatore di calore, cedono parte del calore all'aria proveniente dalla strada, ma non si mescolano con essa. Un tale schema può ridurre significativamente il costo del riscaldamento del flusso d'aria di alimentazione.

I recuperatori possono essere installati su varie parti dell'edificio: soffitti, pareti, pavimenti o tetti. Possono essere montati anche all'esterno dell'edificio. L'apparecchiatura è un monoblocco o moduli separati.

Daikin HRV plus (VKM)

Quando si progetta un sistema di ventilazione, vengono presi in considerazione molti fattori:

• dimensioni e numero delle stanze;
• lo scopo dell'edificio;
• flusso d'aria.

L'efficienza del sistema installato dipende da questo e dal tipo di recuperatore scelto. L'efficienza quando si utilizza il recupero di energia termica può variare tra il 30 e il 90%. Ma anche l'installazione di apparecchiature caratterizzate da un'efficienza minima porta vantaggi tangibili.

Com'è la circolazione delle masse d'aria durante l'installazione della ventilazione di alimentazione e scarico con uno scambiatore di calore:

• con l'ausilio di prese d'aria, l'aria viene prelevata dalla stanza e smaltita attraverso i condotti dell'aria all'esterno;
• prima di lasciare l'edificio, il flusso d'aria passa attraverso lo scambiatore di calore (scambiatore di calore), lasciandovi parte dell'energia termica;
• attraverso lo stesso scambiatore di calore viene inviata aria fredda dall'esterno, che viene riscaldata dal calore e immessa nell'ambiente.

Recuperatore

Gli elementi principali dei sistemi di ventilazione

Recuperatore nel sistema di ventilazione

La ventilazione con recupero di calore in una casa privata non consiste solo in un'unità di scambiatore di calore.

Il sistema comprende:

• griglie di protezione;
• condotto d'aria;
• valvole;
• ventilatori;
• filtri.
• organi di automazione e controllo.

Le griglie proteggono dall'ingresso accidentale nel sistema di oggetti di grandi dimensioni, uccelli e roditori, che possono causare incidenti. Questa opzione è possibile quando un corpo estraneo cade sulla girante del ventilatore. La conseguenza può essere:

• lame deformate e aumento delle vibrazioni (rumore);
• inceppamento del rotore del ventilatore e combustione degli avvolgimenti del motore;
• un odore sgradevole di animali morti e in decomposizione.

I condotti dell'aria e i raccordi (girevoli, tee, adattatori) vengono acquistati contemporaneamente, cercano di acquistare prodotti dello stesso produttore. La differenza di dimensioni porta a lacune nelle articolazioni, interruzione del flusso e turbolenza.

In caso di forte gelo, è possibile chiudere temporaneamente la valvola di alimentazione

Non utilizzare condotti dell'aria corrugati per la ventilazione con uno scambiatore di calore, che creano resistenza ai flussi d'aria e aumento del rumore durante il funzionamento.

Le valvole dell'aria sono necessarie per modificare temporaneamente i parametri del movimento dell'aria, ad esempio possono essere utilizzate per chiudere il canale di ingresso in un periodo di tempo particolarmente gelido quando lo scambiatore di calore non può far fronte al riscaldamento dell'aria alla temperatura richiesta.

I filtri sono installati in tutti i modelli di ventilazione con recupero. Proteggono l'apparecchiatura dalla polvere stradale e dalla lanugine degli alberi, che intasano rapidamente gli scambiatori di calore.

I ventilatori possono essere integrati nello scambiatore di calore o installati nei condotti. Durante il calcolo, è necessario determinare la potenza richiesta del dispositivo.

Specifiche

Il recuperatore di calore è costituito da un involucro rivestito di materiale termoisolante e acustico e realizzato in lamiera d'acciaio.Il case del dispositivo è abbastanza robusto e in grado di sopportare carichi di peso e vibrazioni. Sulla custodia sono presenti aperture di ingresso e uscita e il movimento dell'aria attraverso il dispositivo è fornito da due ventole, solitamente di tipo assiale o centrifugo. La necessità della loro installazione è dovuta ad un notevole rallentamento della circolazione naturale dell'aria, causato dall'elevata resistenza aerodinamica dello scambiatore di calore. Per evitare l'aspirazione di foglie cadute, uccellini o detriti meccanici, sulla presa d'aria situata sul lato strada è installata una griglia di aspirazione dell'aria. Lo stesso foro, ma dal lato della stanza, è dotato anche di griglia o diffusore che distribuisce uniformemente i flussi d'aria. Quando si installano sistemi ramificati, i condotti dell'aria sono montati sui fori.

Inoltre, gli ingressi di entrambi i flussi sono dotati di filtri fini che proteggono il sistema da polvere e gocce di grasso. Ciò impedisce l'intasamento dei canali dello scambiatore di calore e prolunga notevolmente la vita dell'apparecchiatura. Tuttavia, l'installazione dei filtri è complicata dalla necessità di un monitoraggio costante del loro stato, della loro pulizia e, se necessario, della loro sostituzione. In caso contrario, un filtro intasato fungerà da barriera naturale al flusso d'aria, per cui la loro resistenza aumenterà e la ventola si romperà.

Oltre a ventilatori e filtri, i recuperatori includono elementi riscaldanti, che possono essere ad acqua o elettrici. Ogni riscaldatore è dotato di un interruttore di temperatura ed è in grado di accendersi automaticamente se il calore in uscita dalla casa non riesce a far fronte al riscaldamento dell'aria in ingresso.La potenza dei riscaldatori è selezionata in stretta conformità con il volume della stanza e le prestazioni operative del sistema di ventilazione. Tuttavia, in alcuni dispositivi, gli elementi riscaldanti proteggono solo lo scambiatore di calore dal gelo e non influiscono sulla temperatura dell'aria in ingresso.

Gli elementi dello scaldabagno sono più economici. Ciò è dovuto al fatto che il liquido di raffreddamento, che si muove lungo la serpentina di rame, vi entra dall'impianto di riscaldamento della casa. Dalla serpentina vengono riscaldate le piastre che, a loro volta, emettono calore al flusso d'aria. Il sistema di regolazione dello scaldabagno è rappresentato da una valvola a tre vie che apre e chiude l'alimentazione idrica, una valvola a farfalla che ne riduce o aumenta la velocità, e un gruppo miscelatore che ne regola la temperatura. Gli scaldacqua sono installati in un sistema di condotti dell'aria a sezione rettangolare o quadrata.

I riscaldatori elettrici sono spesso installati su condotti dell'aria a sezione circolare e una spirale funge da elemento riscaldante. Per un corretto ed efficiente funzionamento del riscaldatore a spirale, la velocità del flusso d'aria deve essere maggiore o uguale a 2 m/s, la temperatura dell'aria deve essere 0-30 gradi e l'umidità delle masse passanti non deve superare l'80%. Tutti i riscaldatori elettrici sono dotati di un timer di funzionamento e di un relè termico che spegne il dispositivo in caso di surriscaldamento.

Oltre al set di elementi standard, su richiesta del consumatore, nei recuperatori sono installati ionizzatori e umidificatori d'aria e i campioni più moderni sono dotati di una centralina elettronica e di una funzione per la programmazione della modalità di funzionamento, a seconda dell'esterno e condizioni interne.I cruscotti hanno un aspetto estetico, consentendo agli scambiatori di calore di inserirsi organicamente nel sistema di ventilazione e di non disturbare l'armonia della stanza.

Cosa ci sono?

Le unità sono suddivise nelle seguenti tipologie:

• Per tipo di costruzione: a guscio e tubo, a spirale, rotante, lamellare, alettato lamellare.
• Su appuntamento - aria, gas, liquido. L'unità d'aria è intesa come unità di ventilazione, il cui compito è la ventilazione con recupero di calore. Negli apparecchi a gas, il fumo viene utilizzato come vettore di calore. I recuperatori di liquidi - a spirale ea batteria - sono spesso installati nelle piscine.
• In base alla temperatura del liquido di raffreddamento: alta temperatura, media temperatura, bassa temperatura. I recuperatori ad alta temperatura sono chiamati recuperatori, i cui vettori di calore raggiungono i 600°C e oltre. Media temperatura: si tratta di dispositivi con caratteristiche del liquido di raffreddamento nella regione di 300-600 ° C. La temperatura del liquido di raffreddamento dell'unità a bassa temperatura è inferiore a 300°C.
• Secondo il metodo di movimento dei media: flusso diretto, controflusso, flusso incrociato. Differiscono a seconda della direzione del flusso d'aria. Nelle unità a flusso incrociato, i flussi sono perpendicolari tra loro, nelle unità a controflusso, l'afflusso e lo scarico sono opposti l'uno all'altro e nelle unità a flusso diretto i flussi sono unidirezionali e paralleli.

Spirale

Nei modelli a spirale, gli scambiatori di calore hanno l'aspetto di due canali a spirale attraverso i quali si muovono i media. Realizzati in materiale laminato, sono avvolti attorno a un muro divisorio posizionato centralmente.

Scambiatori di calore rotativi

Sono stabiliti nei sistemi di ventilazione ad aria forzata e di scarico.Il loro funzionamento si basa sul passaggio dei flussi di mandata e di scarico attraverso uno speciale scambiatore di calore rotativo di tipo rotante.

Scambiatore di calore a piastre

È uno scambiatore di calore, in cui il calore viene trasferito da un mezzo caldo a uno freddo passando attraverso piastre di acciaio, grafite, titanio e rame.

Scambiatore di calore a piastre alettate

Il suo design si basa su pannelli a parete sottile con superficie nervata, prodotti mediante saldatura ad alta frequenza e collegati tra loro a turno con un giro di 90. Tale design, così come una varietà di materiali utilizzati, consente di ottenere un elevato temperatura del mezzo riscaldante, resistenza minima, lunga durata, indicatori elevati dell'area di scambio termico in relazione alla massa totale dello scambiatore di calore. Inoltre, tali dispositivi sono economici e vengono spesso utilizzati per elaborare il calore dai gas di scarico.

La popolarità dei modelli a coste si basa sui seguenti vantaggi (rispetto agli analoghi del tipo rotativo e tradizionale in plastica):

• alte temperature di esercizio (fino a 1250°C);
• peso e dimensioni ridotte;
• più budget;
• rapido rimborso;
• bassa resistenza lungo i percorsi gas-aria;
• resistenza allo slagging;
• facilità di pulizia dei canali dall'inquinamento;
• lunga durata;
• installazione e trasporto semplificati;
• elevati tassi di termoplasticità.

Recuperatori industriali e domestici: quali sono le differenze?

Le unità industriali sono utilizzate nelle industrie in cui sono presenti processi tecnologici termici.Molto spesso, industriale significa proprio scambiatori di calore a piastre tradizionali.

I dispositivi domestici comprendono dispositivi caratterizzati da dimensioni ridotte e bassa produttività. Questi possono essere modelli di alimentazione e scarico, il cui compito principale è la ventilazione con recupero di calore. Tali sistemi possono essere implementati in diversi modi, sia sotto forma di scambiatore di calore rotativo che sotto forma di scambiatore di calore a piastre. E ognuno di loro ha i suoi vantaggi e svantaggi.

Quindi, considera i principali criteri di selezione per capire quale recuperatore è meglio acquistare.

Il concetto di recupero: il principio di funzionamento dello scambiatore di calore

Tradotto dal latino, recupero significa rimborso o ricevuta di ritorno. Per quanto riguarda le reazioni di scambio termico, il recupero si caratterizza come un parziale ritorno dell'energia spesa per un'azione tecnologica al fine di utilizzarla nello stesso processo. Nel sistema di ventilazione, il principio del recupero viene utilizzato per risparmiare energia termica.

Per analogia, il raffreddamento viene recuperato nella stagione calda: le masse di alimentazione calde riscaldano l'uscita "che si sta allenando" e la loro temperatura diminuisce.

Parte del calore viene prelevato dall'aria di scarico aspirata all'esterno e ceduta ai getti di fresco forzato diretti all'interno dell'ambiente. Ciò riduce la perdita di calore fino al 70%.

Il processo di recupero energetico avviene in uno scambiatore di calore recuperativo. Il dispositivo prevede la presenza di un elemento di scambio termico e ventilatori per il pompaggio di flussi d'aria multidirezionali. Un sistema di automazione viene utilizzato per controllare il processo e controllare la qualità dell'aria di alimentazione.

Il design è progettato in modo tale che i flussi di alimentazione e scarico siano in compartimenti separati e non si mescolino: il recupero del calore viene effettuato attraverso le pareti dello scambiatore di calore.

Un diagramma visivo della circolazione dell'aria aiuterà a capire e capire cos'è la ventilazione con recupero.

L'aria di scarico viene espulsa attraverso cappe negli ambienti umidi (WC, bagno, cucina). Prima di uscire, passa attraverso lo scambiatore di calore e lascia parte del calore. L'aria immessa si muove nella direzione opposta, si riscalda ed entra nei soggiorni

Procedura di installazione dell'apparecchiatura

L'installazione di elementi di equipaggiamento per il sistema di alimentazione e ventilazione di scarico dei locali viene eseguita dopo il completamento delle pareti, prima dell'installazione dei pannelli del controsoffitto. L'attrezzatura del sistema di ventilazione è installata in un certo ordine:

1. La valvola di aspirazione è installata per prima.
2. Dopo di esso - il filtro per la pulizia dell'aria in entrata.
3. Poi una stufa elettrica.
4. Scambiatore di calore - recuperatore.
5. Sistema di raffreddamento del condotto dell'aria.
6. Se necessario, il sistema è dotato di un umidificatore e di un ventilatore nel condotto di mandata.
7. Se la ventilazione è di alta potenza, viene installato un dispositivo di isolamento acustico.

Schema di controllo

Tutti i componenti dell'unità di trattamento aria devono essere adeguatamente integrati nel sistema di funzionamento dell'unità e svolgere le proprie funzioni nella quantità adeguata. Il compito di controllare il funzionamento di tutti i componenti è risolto da un sistema di controllo del processo automatizzato. Il kit di installazione include sensori, analizzando i loro dati, il sistema di controllo corregge il funzionamento degli elementi necessari.Il sistema di controllo consente di soddisfare in modo fluido e competente gli obiettivi e i compiti dell'unità di trattamento dell'aria, risolvendo complessi problemi di interazione tra tutti gli elementi dell'unità.

Pannello di controllo della ventilazioneNonostante la complessità del sistema di controllo del processo, lo sviluppo della tecnologia consente di fornire a una persona comune un pannello di controllo dall'unità in modo tale che dal primo tocco sia chiaro e piacevole utilizzare l'unità per tutta la sua vita di servizio.

Esempio. Calcolo dell'efficienza del recupero di calore: calcola l'efficienza dell'utilizzo di uno scambiatore di calore a recupero di calore rispetto all'utilizzo del solo scaldabagno elettrico o solo.

Si consideri un sistema di ventilazione con una portata di 500 m3/h. I calcoli verranno effettuati per la stagione di riscaldamento a Mosca. Da SNiPa 23-01-99 "Climatologia e geofisica delle costruzioni" è noto che la durata del periodo con una temperatura media giornaliera dell'aria inferiore a +8°C è di 214 giorni, la temperatura media del periodo con una temperatura media giornaliera inferiore a + 8°C è -3,1°C.

Calcolare la potenza termica media richiesta: Per riscaldare l'aria dalla strada ad una temperatura confortevole di 20°C, avrete bisogno di:

N=G*C_p *p_(in-ha) *(t_est-t_mer )= 500/3600 * 1.005 * 1.247 * = 4.021 kW

Questa quantità di calore per unità di tempo può essere trasferita all'aria di mandata in diversi modi:

1. Fornire il riscaldamento dell'aria da un riscaldatore elettrico;
2. Riscaldamento del vettore termico di mandata rimosso attraverso lo scambiatore di calore, con riscaldamento aggiuntivo da parte di una resistenza elettrica;
3. Riscaldamento dell'aria esterna in uno scambiatore di calore ad acqua, ecc.

Calcolo 1: Il calore viene trasferito all'aria di mandata per mezzo di un riscaldatore elettrico.Il costo dell'elettricità a Mosca S=5,2 rubli/(kW*h). La ventilazione funziona 24 ore su 24, per 214 giorni del periodo di riscaldamento, l'importo, in questo caso, sarà pari a:₁\u003d S * 24 * N * n \u003d 5,2 * 24 * 4,021 * 214 \u003d 107.389,6 rubli / (periodo di riscaldamento)

Calcolo 2: I moderni recuperatori trasferiscono il calore con un'elevata efficienza. Lasciare che il recuperatore riscaldi l'aria del 60% del calore richiesto per unità di tempo. Quindi il riscaldatore elettrico deve consumare la seguente quantità di energia: N_{(carico elettrico)} = Q - Q_fiumi \u003d 4,021 - 0,6 * 4,021 \u003d 1,61 kW

A condizione che la ventilazione funzioni per l'intero periodo del periodo di riscaldamento, otteniamo l'importo per l'elettricità:₂ = S * 24 * N_{(carico elettrico)} * n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42.998,6 rubli / (periodo di riscaldamento) Calcolo 3: uno scaldabagno viene utilizzato per riscaldare l'aria esterna. Costo stimato del calore dell'acqua calda tecnica per 1 Gcal a Mosca: S_gw\u003d 1500 rubli / gcal. Kcal \u003d 4,184 kJ Per il riscaldamento, abbiamo bisogno della seguente quantità di calore: Q_(GV) = N * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 4,021 * 214 * 24 * 3600 / (4,184 * 106) = 17,75 Gcal :C₃ = S_(GV) *Q_(GV) \u003d 1500 * 17,75 \u003d 26.625 rubli / (periodo di riscaldamento)

I risultati del calcolo dei costi di riscaldamento dell'aria di mandata per il periodo di riscaldamento dell'anno:

Stufa elettrica	Resistenza elettrica + recuperatore	Scaldabagno
RUB 107.389,6	RUB 42.998,6	26 625 rubli

Dai calcoli di cui sopra, si può vedere che l'opzione più economica è utilizzare il circuito dell'acqua calda sanitaria.Inoltre, la quantità di denaro necessaria per riscaldare l'aria di mandata è significativamente ridotta quando si utilizza uno scambiatore di calore recuperativo nel sistema di ventilazione di mandata e scarico rispetto all'utilizzo di un riscaldatore elettrico aria, che consente di ridurre i costi energetici per il riscaldamento della mandata aria, quindi, si riducono i costi di cassa per il funzionamento dell'impianto di ventilazione. L'utilizzo del calore dell'aria aspirata è una moderna tecnologia di risparmio energetico e permette di avvicinarsi al modello della “casa intelligente”, in cui ogni tipo di energia disponibile viene utilizzata al meglio e più utile.

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Realizzare un recuperatore d'aria per la casa con le tue mani

Un semplice scambiatore di calore a piastre può essere realizzato a mano.

Per il lavoro è necessario preparare:

• quattro metri quadrati di materiale in lamiera: ferro, rame, alluminio o textolite;
• flange di plastica;
• una scatola di latta o compensato, MDF;
• sigillante e lana minerale;
• angoli e ferramenta;
• fogli di sughero su base adesiva.

Dispositivo scambiatore di calore

Sequenza:

• Dal materiale in fogli, è necessario realizzare lastre quadrate che misurano 200 per 300 millimetri. In totale, saranno necessarie sette dozzine di spazi vuoti. La cosa principale in questa fase è l'accuratezza e l'esatta osservanza dei parametri.
• Un rivestimento di sughero è incollato agli spazi vuoti su un lato. Un grezzo rimane non rivestito.
• Gli spazi vuoti sono assemblati in una cassetta, ruotando ciascuno di novanta gradi successivi. I piatti sono tenuti insieme con la colla. Il piatto non rivestito è l'ultimo.
• La cassetta deve essere fissata con un telaio, per questo viene utilizzato un angolo.
• Tutti i giunti sono accuratamente trattati con silicone.
• Le flange sono fissate ai lati della cassetta, nella parte inferiore viene praticato un foro di drenaggio e viene inserito un tubo per rimuovere l'umidità.
• Affinché il dispositivo possa essere periodicamente rimosso, le guide per gli angoli sono realizzate sulle pareti della custodia.
• Il dispositivo risultante viene inserito nell'alloggiamento, le cui pareti sono isolate con materiale in lana minerale.
• Resta solo da inserire lo scambiatore d'aria nel sistema di ventilazione.

Principali parametri tecnici

Conoscendo le prestazioni richieste del sistema di ventilazione e l'efficienza di scambio termico dello scambiatore di calore, è facile calcolare il risparmio sul riscaldamento dell'aria per un ambiente in determinate condizioni climatiche. Confrontando i potenziali benefici con i costi di acquisto e manutenzione dell'impianto, si può ragionevolmente fare una scelta a favore di uno scambiatore di calore o di un riscaldatore standard.

Spesso i produttori di apparecchiature offrono una linea di modelli in cui le unità di ventilazione con funzionalità simili differiscono per il volume di ricambio d'aria. Per i locali residenziali, questo parametro deve essere calcolato secondo la Tabella 9.1. SP 54.13330.2016

Efficienza

Sotto l'efficienza dello scambiatore di calore si intende l'efficienza del trasferimento di calore, che viene calcolata dalla seguente formula:

K = (T_P - T_n) / (T_in - T_n)

in cui:

• T_P - la temperatura dell'aria in ingresso all'interno del locale;
• T_n – temperatura dell'aria esterna;
• T_in - la temperatura dell'aria nella stanza.

Il valore di efficienza massima ad una portata d'aria nominale e ad un determinato regime di temperatura è indicato nella documentazione tecnica del dispositivo. La sua cifra reale sarà leggermente inferiore. Nel caso di autoproduzione di uno scambiatore di calore a piastre o tubi, al fine di ottenere la massima efficienza di scambio termico, è necessario attenersi alle seguenti regole:

• Il miglior trasferimento di calore è fornito da dispositivi in ​​controcorrente, quindi da dispositivi a flusso incrociato e il più piccolo, con movimento unidirezionale di entrambi i flussi.
• L'intensità del trasferimento di calore dipende dal materiale e dallo spessore delle pareti che separano i flussi, nonché dalla durata della presenza di aria all'interno del dispositivo.

Conoscendo l'efficienza dello scambiatore di calore, è possibile calcolarne l'efficienza energetica in vari modi temperature dell'aria esterna e interna:

E (W) \u003d 0,36 x P x K x (T_in - T_n)

dove Р (m3/h) – consumo d'aria.

Il calcolo dell'efficienza dello scambiatore di calore in termini monetari e il confronto con i costi del suo acquisto e installazione per un cottage a due piani con una superficie totale di 270 m2 mostra la fattibilità dell'installazione di un tale sistema

Il costo dei recuperatori ad alta efficienza è piuttosto elevato, hanno un design complesso e grandi dimensioni. A volte è possibile aggirare questi problemi installando diversi dispositivi più semplici in modo tale che l'aria in entrata li attraversi in serie.

Prestazioni del sistema di ventilazione

Il volume d'aria attraversato è determinato dalla pressione statica, che dipende dalla potenza della ventola e dai componenti principali che creano resistenza aerodinamica.Di norma, il suo calcolo esatto è impossibile a causa della complessità del modello matematico, pertanto vengono condotti studi sperimentali per tipiche strutture monoblocco e vengono selezionati i componenti per i singoli dispositivi.

La potenza del ventilatore deve essere scelta tenendo conto della portata di qualsiasi tipo di scambiatore di calore installato, indicata nella documentazione tecnica come portata consigliata o quantità d'aria passata dall'apparecchio per unità di tempo. Di norma, la velocità dell'aria consentita all'interno del dispositivo non supera i 2 m/s.

Altrimenti, alle alte velocità, si verifica un forte aumento della resistenza aerodinamica negli elementi stretti del recuperatore. Ciò comporta costi energetici non necessari, riscaldamento inefficiente dell'aria esterna e una durata ridotta dei ventilatori.

Il grafico di dipendenza della perdita di carico dalla portata d'aria per diversi modelli di scambiatori di calore ad alto rendimento mostra un aumento non lineare della resistenza, pertanto è necessario attenersi ai requisiti per il volume di ricambio d'aria consigliato indicati nella documentazione tecnica del dispositivo

La modifica della direzione del flusso d'aria crea ulteriore resistenza aerodinamica. Pertanto, quando si modella la geometria di un condotto dell'aria interna, è desiderabile ridurre al minimo il numero di giri del tubo di 90 gradi. Anche i diffusori per la dispersione dell'aria aumentano la resistenza, quindi è consigliabile non utilizzare elementi con uno schema complesso.

Filtri e griglie sporchi creano notevoli problemi di flusso e devono essere puliti o sostituiti periodicamente.Uno dei modi efficaci per valutare l'intasamento è installare sensori che monitorano la caduta di pressione nelle aree prima e dopo il filtro.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Confronto tra il funzionamento della ventilazione naturale e un sistema forzato con recupero:

Il principio di funzionamento di uno scambiatore di calore centralizzato, calcolo del rendimento:

Il dispositivo e il funzionamento di uno scambiatore di calore decentralizzato utilizzando come esempio la valvola a parete Prana:

Circa il 25-35% del calore esce dalla stanza attraverso il sistema di ventilazione. Per ridurre le perdite e un efficiente recupero del calore, vengono utilizzati recuperatori. Le apparecchiature climatiche consentono di utilizzare l'energia delle masse di rifiuti per riscaldare l'aria in ingresso.

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