El principi de funcionament i instal·lació d'unitats de tractament d'aire amb recuperació de calor

Els sistemes d’aire forçat i de ventilació amb recuperació de calor van aparèixer fa poc temps, però, ràpidament van guanyar popularitat i es van fer molt populars al sistema. Els dispositius poden ventilar completament l'habitació durant el període fred, tot mantenint la temperatura òptima de l'aire entrant.

Quan s'utilitza la ventilació en el període tardor-hivern, sovint es tracta de mantenir la calor a l'habitació. El flux d’aire fred que ve de la ventilació s’arriba a terra i contribueix a la creació d’un microclima desfavorable. La manera més habitual de resoldre aquest problema és instal·lar un escalfador que escalfa el flux d’aire fred del carrer abans d’introduir-los a l’habitació. Tanmateix, aquest mètode és bastant intensiu d’energia i no impedeix la pèrdua de calor de l’habitació.

La millor solució al problema és equipar el sistema de ventilació amb un intercanviador de calor. El recuperador és un dispositiu en el qual els canals de sortida i de subministrament d'aire es troben molt a prop els uns dels altres. La unitat de recuperació permet transferir parcialment la calor de l'aire deixant la sala a l'aire entrant. Gràcies a la tecnologia d’intercanvi de calor entre el flux d’aire multidireccional, és possible estalviar fins a un 90% d’electricitat, a més a l’estiu el dispositiu es pot utilitzar per refredar les masses d’aire.

El recuperador de calor consisteix en un cos cobert de materials aïllants de calor i soroll i està fabricat en xapa d'acer. El cos del dispositiu és prou fort i és capaç de suportar el pes i les càrregues de vibració. Hi ha obertures d’entrada i de sortida de la carcassa i el moviment de l’aire a través de l’instrument és proporcionat per dos ventiladors, normalment de tipus axial o centrífug. La necessitat de la seva instal·lació es deu a un alentiment significatiu de la circulació natural de l'aire, causat per l'alta resistència aerodinàmica de l'intercanviador de calor. Per tal d’evitar la succió de fulles caigudes, petits ocells o restes mecàniques, s’instal·la una graella d’admissió d’aire a l’entrada situada al costat del carrer. El mateix forat, però del costat de la sala, també està equipat amb una graella o un difusor, que distribueix uniformement el flux d’aire. A la instal·lació dels sistemes ramificats, els conductes d'aire es munten a les obertures.

A més, les entrades dels dos corrents estan equipades amb filtres fins que protegeixen el sistema de les gotes de pols i greixos. Això protegeix els canals de l'intercanviador de calor de l'obstrucció i prolonga significativament la vida útil dels equips. No obstant això, la instal·lació de filtres es complica per la necessitat de controlar constantment la seva condició, la seva neteja i, si cal, la seva substitució. En cas contrari, el filtre obstruït actuarà com una barrera natural per al flux d'aire, de manera que la resistència a ells augmentarà i el ventilador es trencarà.

A més dels ventiladors i filtres, els recuperadors inclouen elements de calefacció que poden ser aigua i electricitat. Cada escalfador està equipat amb un relé de temperatura i pot activar-se automàticament si la calor que surt de la casa no es correspon amb la calefacció de l'aire entrant. La potència dels escalfadors es selecciona en estricta conformitat amb el volum de la sala i la capacitat de treball del sistema de ventilació. No obstant això, en alguns dispositius, els elements de calefacció només protegeixen l’intercanviador de calor de la congelació i no tenen cap efecte sobre la temperatura de l’aire entrant.

Els elements de l'escalfador d'aigua són més econòmics. Això es deu al fet que el transportador de calor que es mou sobre una bobina de coure, arriba del sistema de calefacció de la casa. Des de la bobina hi ha plaques escalfades, que, al seu torn, donen calor al flux d’aire. El sistema de regulació de l'escalfador d'aigua està representat per una vàlvula de tres vies que obre i tanca el subministrament d'aigua, una vàlvula reguladora que redueix o augmenta la seva velocitat i una unitat de barreja que regula la temperatura. Els escalfadors d’aigua s’instal·len al sistema de conductes amb una secció rectangular o quadrada.

Els escalfadors elèctrics sovint s’instal·len en conductes d’aire amb una secció transversal circular i una hèlix actua com a calefacció. Per al funcionament correcte i eficaç de l'escalfador en espiral, el cabal d'aire ha de ser igual o superior a 2 m / s, la temperatura de l'aire hauria de ser de 0 a 30 graus i la humitat de les masses que passen no ha de superar el 80%. Tots els escalfadors elèctrics estan equipats amb un temporitzador i un interruptor tèrmic que apaga el dispositiu en cas de sobreescalfament.

A més del conjunt estàndard d'elements, a petició del consumidor, els ionitzadors d'aire i els humidificadors estan instal·lats en recuperadors, i els models més moderns estan equipats amb una unitat de control electrònica i una funció de programació de funcions, en funció de les condicions externes i internes. Els panells d'instruments tenen un aspecte estètic, que permet que els recuperadors s'ajustin orgànicament al sistema de ventilació i no pertorben l'harmonia de l'habitació.

Per entendre millor com funciona el sistema regenerador, cal fer referència a la traducció de la paraula "recuperador". Literalment, significa "retorn utilitzat", en aquest context - transferència de calor. En els sistemes de ventilació, l'intercanviador de calor treu el foc de l'aire que surt de l'habitació i el dóna als corrents entrants. La diferència de temperatura entre els dolls d'aire multidireccionals pot arribar a assolir els 50 graus. A l’estiu, el dispositiu funciona al revés i refreda l’aire que surt del carrer a la temperatura de sortida. De mitjana, l’eficiència dels dispositius és del 65%, cosa que permet un ús racional dels recursos energètics i estalvia significativament l'electricitat.

A la pràctica, l’intercanvi de calor a l’intercanviador de calor és el següent: la ventilació forçada condueix un excés d’aire a l’habitació, per la qual cosa les masses contaminades es veuen obligades a sortir de l’habitació per un conducte d’escapament. L’aire calent sortint passa per l’intercanviador de calor, escalfant les parets de l’estructura. Al mateix temps, es dirigeix ​​cap a ella un corrent d'aire fred que pren el calor obtingut per l'intercanviador de calor sense barrejar-se amb els corrents esgotats.

No obstant això, el refredament de l'aire que surt de l'habitació condueix a la formació de condensats. Amb un bon rendiment dels ventiladors, que donen molta velocitat a les masses d’aire, el condensat no té temps per caure a les parets del dispositiu i surt amb el corrent d’aire. Però si la velocitat de l’aire no fos prou alta, l’aigua comença a acumular-se dins del dispositiu. A aquests efectes, s'inclou un palet en el disseny de l'intercanviador de calor, que es troba a una lleugera inclinació en la direcció del forat de drenatge.

A través del forat de drenatge, l’aigua entra al tanc tancat, que s’instal·la des del costat de la sala. Això es deu al fet que l’aigua acumulada pot congelar els canals de sortida i el condensat no tindrà cap lloc on es pugui drenar. No es recomana utilitzar aigua recollida per als humidificadors: el líquid pot contenir un gran nombre de microorganismes patògens i, per tant, ha de ser abocada al sistema de clavegueram.

No obstant això, si encara es formen gelades de condensació, es recomana instal·lar equips addicionals: un bypass. Aquest dispositiu es fa en forma d’un canal de derivació a través del qual l’aire entrant entrarà a l’habitació. Com a resultat, l’intercanviador de calor no escalfa els corrents entrants, sinó que consumeix la seva calor exclusivament per fondre el gel. L’aire entrant, al seu torn, s’escalfa per mitjà d’un escalfador, que s’encén sincrònicament amb el bypass. Després de desfer-se de totes les gelades i de posar l'aigua al dipòsit d'emmagatzematge, el bypass està apagat i el recuperador comença a funcionar en mode normal.

A més de la instal·lació del by-pass, s'utilitza anti-gel la polpa higroscòpica. El material està en cassets especials i absorbeix la humitat abans de caure en el condensat. El vapor d'humitat passa per la capa cel·lulòsica i torna a l'habitació amb el corrent entrant. Els avantatges d’aquests dispositius són la senzilla instal·lació, la instal·lació opcional d’una col·lecció per a condensats i tancs d’emmagatzematge. A més, l'eficàcia dels intercanviadors de calor de la cel·lulosa de casset no depèn de les condicions externes, i l'eficiència és superior al 80%. Els desavantatges inclouen la impossibilitat d’utilitzar-se en habitacions amb una humitat excessiva i l’alt cost d’alguns models.

El modern mercat d’equips de ventilació representa una àmplia selecció d'intercanviadors de calor de diferents tipus, que es diferencien entre ells tant en la construcció com en el mètode d'intercanvi de calor entre els corrents.

• Models de plaques són el tipus de recuperadors més simple i comú, es distingeixen per la seva llarga durada i el seu baix cost. L'intercanviador de calor de models consta de làmines fines d'alumini, que tenen una alta conductivitat tèrmica i augmenten significativament l'eficiència dels dispositius, que en els models de placa pot arribar al 90%. Els indicadors d'alta eficiència es deuen a la peculiaritat de l'estructura de l'intercanviador de calor, les plaques en què es disposen de manera que els dos corrents s'alternen entre ells en un angle de 90 graus l'un amb l'altre. La seqüència de pas de jets calents i freds va ser possible gràcies a la flexió de les vores de les plaques i al segellat de les juntes amb resines de polièster. A més de l'alumini, per a la producció de plaques utilitzant aliatges de coure i llautó, així com plàstics hidròfils polimèrics. No obstant això, a més dels avantatges, els intercanviadors de calor de plaques tenen les seves pròpies debilitats. El desavantatge dels models és un alt risc de condensació i formació de gel, que es deu a una disposició massa estreta de les plaques entre si.

• Models rotatius Consisteixen en un cos dins del qual gira un rotor cilíndric format per plaques perfilades. Durant la rotació del rotor, la calor es transfereix dels fluxos de sortida a l'entrada, de manera que hi ha una lleugera barreja de masses. I encara que la taxa de barreja no és crítica i no sol superar el 7%, a les institucions mèdiques i infantils aquests models no s’utilitzen. El nivell de recuperació de la massa d'aire depèn totalment de la velocitat de rotació del rotor, que es defineix en mode manual. L’eficiència dels models del rotor és del 75-90%, el risc de formació de gel és mínim. Aquest últim es deu al fet que la major part de la humitat es conserva al tambor, després del qual s'evapora. Els desavantatges inclouen la complexitat del manteniment, la càrrega elevada de soroll, que es deu a la presència de mecanismes de moviment, així com a la mida del dispositiu, la impossibilitat d’instal·lar a la paret i la probabilitat d’olors i pols durant el funcionament.

• Models de cambra Consisteixen en dues càmeres, entre les quals hi ha un amortidor comú. Després d’escalfar, comença a girar-se i córrer aire fred a la càmera càlida. A més, l'aire calent entra a l'habitació, el regulador es tanca i el procés es torna a repetir. Tanmateix, l’intercanviador de calor no va rebre gran popularitat. Això es deu al fet que la solapa no és capaç de proporcionar una hermeticitat completa de les càmeres, de manera que el flux d’aire és mixt.

• Models tubulars consisteixen en un gran nombre de tubs que contenen freó. En el procés de calefacció des dels fluxos de sortida, el gas puja a les seccions superiors dels tubs i escalfa els fluxos entrants. Un cop alliberat el calor, el freó adopta una forma líquida i flueix a les parts inferiors dels tubs. Els avantatges dels intercanviadors de calor tubulars inclouen una eficiència suficientment alta, que assoleix el 70%, l’absència de parts mòbils, l’absència de zumbis durant el funcionament, la petita grandària i la llarga vida útil. Els desavantatges són el gran pes dels models, a causa de la presència de tubs metàl·lics en el disseny.

• Models amb refrigerant intermedi Consisteixen en dos conductes separats que passen per un intercanviador de calor ple de solució d’aigua-glicol. Com a conseqüència de passar per un node de calor, l’aire de fuet produeix calor cap al refrigerant i, al seu torn, escalfa el flux entrant. Els avantatges del model inclouen la seva durabilitat, a causa de l’absència de peces mòbils, i entre les baixes es nota la baixa eficiència, arribant a només el 60% i una predisposició a la condensació.

A causa de la gran varietat de recuperadors que es presenten als consumidors, no és difícil triar el model desitjat. A més, cada tipus de dispositiu té la seva pròpia ubicació estreta i especialitzada. Així, doncs, en comprar un dispositiu per a un apartament o una casa privada, és millor triar un model lamel·lar clàssic amb plaques d'alumini. Aquests dispositius no necessiten manteniment, no requereixen manteniment regular i es caracteritzen per una llarga vida útil.

Aquest model és perfecte per utilitzar-lo en un edifici d'apartaments. Això es deu al baix nivell de soroll durant el seu funcionament i les seves dimensions compactes. Els models de tipus tubular també van resultar ser una bona idea per a ús privat: són petits i no fan rumors. Tanmateix, el cost d’aquests intercanviadors de calor és lleugerament superior al cost dels productes de la placa, de manera que l’elecció del dispositiu depèn de les possibilitats financeres i de les preferències personals dels propietaris.

En triar un model per al taller de producció, el magatzem no alimentari o l'aparcament subterrani hauria de centrar-se en dispositius rotatius. Aquests dispositius tenen una alta potència i un alt rendiment, que és un dels criteris principals per treballar en grans àrees. Els recuperadors amb refrigerant intermedi també s'han demostrat, però a causa de la seva baixa eficiència, no són tan populars com els conjunts de tambors.

Per no equivocar-se amb l’opció d’un intercanviador de calor, cal calcular l’eficiència i l’eficiència del dispositiu. Per calcular l'eficàcia, utilitzeu la següent fórmula: K = (Tn - Tn) / (Tv - Tn), on Tp indica la temperatura del corrent entrant, Tn és la temperatura exterior i Tv és la temperatura ambient. A continuació, haureu de comparar el vostre valor amb l’indicador d’eficiència més alt possible del dispositiu comprat. Normalment, aquest valor s'indica al certificat tècnic del model o en la documentació que l'acompanya.No obstant això, en comparar l’eficiència desitjada i la que s’indica al passaport, cal recordar que aquest coeficient serà lleugerament inferior al que està escrit al document.

Coneixent l’eficiència d’un model concret, podem calcular la seva efectivitat. Això es pot fer segons la fórmula següent: E (W) = 0.36xPxKx (TV - Tn), on P serà el cabal d’aire i mesurat en m3 / h. Després de realitzar tots els càlculs, els costos de compra de l'intercanviador de calor han de ser comparats amb la seva eficiència, convertits en efectiu equivalent. Si la compra es justifica, el dispositiu es podrà comprar amb seguretat. En cas contrari, hauríeu de considerar mètodes alternatius per escalfar l'aire entrant o instal·lar diversos dispositius més senzills.

Quan es dissenya el dispositiu, cal tenir en compte que els dispositius de contracorrent tenen la major eficiència d’intercanvi de calor. Segueixen una precisió creuada i els conductes d’aire unidireccionals es troben a l’últim lloc. A més, la intensitat de l'intercanvi de calor depèn directament de la qualitat del material, del gruix de les parets divisòries i de la durada de les masses d'aire dins del dispositiu.

El muntatge i la instal·lació de la unitat de recuperació es poden realitzar de forma independent. El tipus més senzill de dispositiu casolà és un intercanviador de calor coaxial. Per a la seva fabricació, cal dur un tub de plàstic de dos metres per a la secció transversal de depuradora de 16 cm i corrugació d'aire d'alumini amb una longitud de 4 m, el diàmetre del qual ha de ser de 100 mm. Als extrems d'una gran canonada es porten adaptadors, separadors, amb els quals es connectarà el dispositiu al conducte, i l'interior de la corrugació, girant-lo alhora en espiral. L'intercanviador de calor està connectat al sistema de ventilació de manera que l'aire calent travessa la corrugació i l'aire fred passa per la canonada de plàstic.

Com a resultat d’aquest disseny, no es produeix la barreja de fluxos i l’aire exterior té temps per escalfar-se, movent-se dins de la canonada. Per millorar el rendiment del dispositiu, podeu combinar-lo amb un intercanviador de calor. En el procés de prova d’aquest intercanviador de calor es donen bons resultats. Així, amb una temperatura exterior de -7 graus i una temperatura interna de 24 graus, el rendiment de l'instrument va ser d'uns 270 metres cúbics per hora i la temperatura de l'aire entrant va correspondre a 19 graus. El cost mitjà d'un model casolà és de 5 mil rubles.

En el cas de la producció i la instal·lació independents de l'intercanviador de calor, cal recordar que com més gran sigui la longitud de l'intercanviador de calor, major serà l'eficiència que tindrà la instal·lació. Per tant, els artesans experimentats recomanen muntar un recuperador de quatre segments de 2 m cadascun, després de realitzar un aïllament tèrmic preliminar de totes les canonades. El problema del drenatge de condensats es pot resoldre instal·lant un racó per drenar l’aigua i el dispositiu en si mateix ha de situar-se lleugerament inclinat.

En general, els consumidors parlen molt bé dels recuperadors. Hi ha una calefacció eficaç de l’aire entrant i la capacitat d’estalviar significativament les factures d’electricitat. Dels menys noten l’elevat cost dels dispositius, la formació de gel a partir del condensat i el soroll en operar alguns models.

Per obtenir informació sobre com instal·lar la ventilació a l'aire forçat amb les vostres pròpies mans, vegeu el vídeo següent.