Recuperador con refrigeración. Suministro y extracción de ventilación (Recuperadores). Intercambiador de calor de placas cruzadas

Un recuperador (del lat. recibir, devolver) es un dispositivo especial de suministro y escape que elimina el aire de escape de la habitación y suministra aire fresco de la calle. Uno de los elementos estructurales clave es el intercambiador de calor. Su propósito funcional es tomar calor, y en algunos sistemas, humedad, del aire de escape y transferirlo al aire fresco entrante. Todos los recuperadores se caracterizan por un bajo consumo de energía.

¿De qué material están hechos los intercambiadores de calor en los recuperadores?

El material del intercambiador de calor es uno de los factores importantes a tener en cuenta a la hora de elegir un sistema de ventilación. Aquí, las características individuales del lugar de operación del sistema se tienen en cuenta para que el nodo dure el mayor tiempo posible. Actualmente, en la fabricación del intercambiador de calor se utiliza: aluminio, cobre, cerámica, plástico, acero inoxidable y papel.

¿Cuáles son las ventajas de un recuperador doméstico?

Son muchas las ventajas de la ventilación con recuperación, entre las más significativas cabe destacar la capacidad de proporcionar suministro y escape con un solo dispositivo, así como ahorrar hasta un 50% en costos de calefacción/refrigeración, normalizar la humedad y reducir el nivel de sustancias nocivas en el aire de la habitación. El dispositivo puede proporcionar un microclima favorable, independientemente de la estación y el clima exterior.

¿Cuánto calor se ahorra con la recuperación de calor?

Cualquier dispositivo proporciona un nivel de recuperación al nivel de 70-90%. El indicador depende de las condiciones externas y el modo de operación. Al organizar toda la ventilación de la habitación en recuperadores, es posible lograr ahorros en el costo de calefacción/refrigeración de la habitación hasta en un 60%

Por ejemplo, para la zona climática de Siberia, el uso de un intercambiador de calor le permite ahorrar electricidad (al usar un calentador) hasta un 50-55%.

¿Existe riesgo de corrientes de aire durante el funcionamiento del intercambiador de calor?

El rendimiento de los recuperadores no permite una corriente de aire en el sentido literal de la palabra, sin embargo, al elegir un lugar de instalación, es mejor minimizar posibles molestias en el futuro en días helados y no colocar dispositivos directamente sobre lugares de trabajo y dormitorios.

¿Es posible instalar un intercambiador de calor en un apartamento de la ciudad?

Sí, pero con algunas salvedades. No se recomienda instalar recuperadores en habitaciones con una campana doméstica común que funcione bien. Pero si las aberturas de las ventanas están cerradas con ventanas selladas de doble acristalamiento y el sistema de escape común de la casa no funciona bien. El sistema de suministro y escape con recuperación es una herramienta eficaz para combatir la congestión, la alta humedad, el moho y los olores desagradables.

¿Qué tan ruidosos son los recuperadores domésticos?

Cada instalación específica tiene su propio indicador, depende de la potencia y el modo de operación. Pero en general, el nivel de ruido a las primeras velocidades es tan insignificante que la mayoría de la gente no lo nota. Y en las últimas velocidades, cualquier dispositivo es ruidoso.

¿Es cierto que los recuperadores solucionan eficazmente el problema de la humedad interior?

Si aparece una humedad excesiva en las habitaciones debido a la ventilación de baja eficiencia o su ausencia total, la instalación de cualquier intercambiador de calor cambiará radicalmente la situación para mejor. El equipo garantizará el intercambio de aire normal en la habitación, lo que significa la eliminación de la humedad de forma natural.

¿Cuál es el nivel de consumo energético de los recuperadores domésticos?

Cualquier sistema de ventilación con recuperación se refiere a un equipo de clima económico. Requiere de 2 a 45 W/h de energía eléctrica para funcionar. Que es en términos monetarios de alrededor de 100 a 1500 rublos al año.

¿Cuál debe ser el grosor de la pared para la instalación de un intercambiador de calor montado en la pared?

Si el grosor de la estructura de la pared es de 250 mm o más, entonces no habrá problemas con la instalación de un sistema de ventilación doméstico con recuperación; todo se hace de acuerdo con el algoritmo estándar. Si este parámetro está por debajo del indicador dado, los especialistas aplican soluciones individuales. Por ejemplo, Wakio tiene un modelo Wakio Lumi para paredes delgadas y una campana de extensión de pared especial para Marley MEnV 180. También hay sistemas que no exigen espesor de pared, como Mitsubishi Lossnay Vl-100.

¿Cuántas unidades de ventilación serán óptimas para un apartamento?

Se considera que el intercambio de aire es normal cuando el aire de la habitación se renueva por completo en una hora. Con un área de habitación promedio de 18 metros y una altura de techo de 2,5 m, resulta que se deben suministrar y retirar alrededor de 45 metros cúbicos por hora. Casi cualquier recuperador doméstico hará frente a esta tarea. Sin embargo, hay otra forma de calcular el volumen de aire requerido: por la cantidad de personas en la habitación. En este caso, según la ley de Moscú, se requiere suministrar y retirar 60 metros cúbicos por hora por persona. En este caso, los recuperadores domésticos se instalan en pares y este método se considera el más óptimo.

¿Hay algún tipo de edificio en el que sea imposible utilizar un intercambiador de calor doméstico?

No hay prohibiciones directas sobre la instalación de recuperadores domésticos, sin embargo, en los monumentos arquitectónicos protegidos por el estado, no se pueden hacer agujeros en la pared; en todos los demás edificios, no está prohibido organizar un agujero con un diámetro de hasta 200 mm. por ley. Los pisos altos con vientos fuertes y las habitaciones con un escape general de la casa muy fuerte también pueden servir como una limitación, aquí no se recomienda la instalación de recuperadores.

¿Está permitido instalar sistemas de ventilación en edificios ya operados donde viven personas?

¿A dónde va el condensado?

Un alto nivel de recuperación de calor crea condiciones para la aparición de condensado; este es un proceso natural. En las instalaciones con recuperación de calor, debido a parte de esta humedad, el flujo de aire entrante se humedece, es decir, se crean unas condiciones climáticas confortables en la estancia. Y el exceso a través de una cubierta superior especial se saca a la luz de tal manera que no se deposite en la fachada. Independientemente del tiempo que haga en el exterior, el ciclo de cambios del sistema evita los puntos de rocío. Así el equipo no se congela. También vale la pena señalar que la cantidad de condensado producido no es del todo grande.

¿Cuál es la peculiaridad del funcionamiento de la unidad de ventilación en el verano?

No hay diferencias en el funcionamiento de los equipos en invierno y verano. Siempre se observa el principio principal: el calor permanece en el entorno donde se encontraba originalmente. Por lo tanto, el régimen de temperatura en cualquier época del año no cambia cuando se enciende la recuperación de calor. Y si es necesario enfriar el aire, la función está desactivada: el modo de "ventilación" se configura mediante los controladores de la instalación.

¿Existen prestaciones de ventilación de baños basadas en recuperadores domésticos?

Es imposible sobrestimar la relevancia de la instalación en el baño: el exceso de humedad se elimina de la habitación y el régimen de temperatura permanece cómodo. En los baños se recomienda instalar recuperadores con sensor de humedad, así la ventilación funcionará automáticamente y solo cuando sea necesario.

¿Pueden reproducirse los microbios en los recuperadores domésticos?

En primer lugar, notamos que el problema de los microbios es relevante para lugares donde la humedad se acumula durante mucho tiempo. Y dado que el intercambiador de calor del dispositivo está completamente seco bajo cualquier condición, ningún microorganismo puede multiplicarse en él. Para estar completamente seguro, recomendamos realizar una limpieza preventiva del intercambiador de calor 2 veces al año, simplemente lávelo con agua corriente o en un lavavajillas. El elemento también se puede limpiar con vapor.

¿Cuál es la frecuencia de limpieza de los dispositivos de ventilación?

No hay una respuesta clara aquí. Se tienen en cuenta una serie de factores: la intensidad de funcionamiento de las instalaciones, su propósito y la zona climática. Recomendamos verificar visualmente el grado de contaminación de los filtros e intercambiadores de calor y limpiarlos según sea necesario.

¿Se convertirá el agujero en la pared debajo del intercambiador de calor en una fuente de penetración de frío en la habitación?

Mientras el sistema esté en modo de recuperación, no hay riesgo de puentes térmicos. Cuando el sistema está apagado, el calor en el intercambiador de calor obstruye el orificio y no se escapa. Es cierto que la ubicación correcta del intercambiador de calor es importante: debe empujarse lo suficiente hacia afuera y debe ubicarse una válvula de aire de cierre en el costado de la habitación.

¿A quién contactar con respecto a la elección de la ubicación de las unidades de ventilación?

Elegir la ubicación óptima de las unidades de ventilación con recuperación es un servicio gratuito para los clientes de nuestra empresa. Estamos listos para proporcionarlo en un momento conveniente para usted con una visita al sitio.

¿Es posible instalar un intercambiador de calor doméstico por mi cuenta?

Teóricamente, en casas hechas de paneles SIP, casas de madera y marco, el intercambiador de calor se puede instalar de forma independiente, sin embargo, en este caso, el dispositivo pierde la garantía de instalación y, a menudo, la garantía del dispositivo mismo. No es posible instalar un intercambiador de calor en casas de piedra por su cuenta, ya que esto requiere un equipo profesional costoso que no se usa en la vida cotidiana, así como un especialista en perforación diamantina.

Es bien sabido que existen varios tipos de sistemas de ventilación. La más extendida es la ventilación natural, cuando la entrada y salida de aire se realiza a través de pozos de ventilación, rejillas abiertas y ventanas, así como a través de grietas y filtraciones en estructuras.

Por supuesto, se necesita ventilación natural, pero su funcionamiento está asociado con muchos inconvenientes y es casi imposible lograr un ahorro de costos con su dispositivo. Sí, y puede llamar ventilación al movimiento del aire a través de ventanas y puertas entreabiertas con un gran estiramiento; lo más probable es que sea ventilación ordinaria. Para lograr la intensidad requerida de circulación de masa de aire, las ventanas deben estar abiertas las 24 horas, lo que es inalcanzable en la estación fría.

Es por eso que un dispositivo para ventilación forzada o mecánica se considera un enfoque más correcto y racional. A veces es simplemente imposible prescindir de la ventilación forzada, la mayoría de las veces recurren a su dispositivo en locales industriales con condiciones de trabajo degradadas. Dejemos a un lado a los industriales y trabajadores de la producción y centremos nuestra atención en los edificios residenciales y de apartamentos.

A menudo, en busca de ahorros, los propietarios de casas de campo, casas de campo o apartamentos invierten mucho dinero en calentar y sellar sus hogares y solo entonces se dan cuenta de que es difícil estar en el interior debido a la falta de oxígeno.

La solución al problema es obvia: debe organizar la ventilación. La mente subconsciente sugiere que la mejor opción sería un dispositivo de ventilación que ahorre energía. La falta de ventilación correctamente diseñada puede hacer que la vivienda se convierta en una verdadera cámara de gas. Puede evitar esto eligiendo la solución más racional: un dispositivo de ventilación de escape forzado con recuperación de calor y humedad.

¿Qué es la recuperación de calor?

Recuperación significa su preservación. El flujo de aire saliente cambia la temperatura (calienta, enfría) del aire suministrado por la unidad de suministro y escape.

Esquema de funcionamiento de la ventilación con recuperación de calor.

El diseño asume la separación de los flujos de aire para evitar su mezcla. Sin embargo, cuando se usa un intercambiador de calor rotatorio, no se excluye la posibilidad de que la corriente de aire descargada ingrese a la entrante.

Por sí mismo, el "Recuperador de Aire" es un dispositivo que asegura el aprovechamiento del calor de los gases de escape. A través de la pared de separación entre los portadores de calor, se lleva a cabo el intercambio de calor, mientras que la dirección del movimiento de las masas de aire permanece sin cambios.

La característica más importante de un intercambiador de calor está determinada por la eficiencia o eficiencia de recuperación. Su cálculo se determina a partir de la relación entre la máxima recuperación de calor posible y el calor real recibido detrás del intercambiador de calor.

La eficiencia de los recuperadores puede variar en un amplio rango, del 36 al 95%. Este indicador está determinado por el tipo de recuperador utilizado, la velocidad del flujo de aire a través del intercambiador de calor y la diferencia de temperatura entre el aire de salida y el de entrada.

Tipos de recuperadores y sus ventajas y desventajas

Hay 5 tipos principales de recuperadores de aire:

• lamelar;
• Giratorio;
• Con refrigerante intermedio;
• Cámara;
• Tubos de calor.

lamelar

El intercambiador de calor de placas se caracteriza por la presencia de placas de plástico o de metal. Los flujos descargados y entrantes pasan por lados opuestos de las placas conductoras de calor sin contacto entre sí.

En promedio, la eficiencia de tales dispositivos es del 55-75%. Una característica positiva puede considerarse la ausencia de partes móviles. Las desventajas incluyen la formación de condensado, que a menudo conduce a la congelación del dispositivo de recuperación.

Existen intercambiadores de calor de placas con placas permeables a la humedad que aseguran la ausencia de condensados. La eficiencia y el principio de funcionamiento permanecen sin cambios, se elimina la posibilidad de congelación del intercambiador de calor, pero al mismo tiempo también se excluye la posibilidad de utilizar el dispositivo para reducir el nivel de humedad en la habitación.

En un intercambiador de calor rotatorio, la transferencia de calor se lleva a cabo mediante un rotor que gira entre los conductos de suministro y escape. Este dispositivo se caracteriza por un alto nivel de eficiencia (70-85%) y un consumo de energía reducido.

Las desventajas incluyen una ligera mezcla de flujos y, como resultado, la propagación de olores, una gran cantidad de mecánica compleja, lo que complica el proceso de mantenimiento. Los intercambiadores de calor rotativos se utilizan eficazmente para la deshumidificación de locales, por lo que son ideales para su instalación en piscinas.

Recuperadores con portador de calor intermedio

En los recuperadores con un portador de calor intermedio, el agua o una solución de agua y glicol es responsable de la transferencia de calor.

El aire de escape calienta el refrigerante que, a su vez, transfiere calor al flujo de aire entrante. Los flujos de aire no se mezclan, el dispositivo se caracteriza por una eficiencia relativamente baja (40-55%), generalmente utilizado en locales industriales con un área grande.

Recuperadores de cámara

Una característica distintiva de los recuperadores de cámara es la presencia de un amortiguador que divide la cámara en dos partes. Se logra una alta eficiencia (70-80%) debido a la posibilidad de cambiar la dirección del flujo de aire moviendo la compuerta.

Las desventajas incluyen poca mezcla, transferencia de olores y partes móviles.

Los tubos de calor son un sistema completo de tubos llenos de freón, que se evapora cuando sube la temperatura. En otra parte de los tubos, el freón se enfría con la formación de condensado.

Las ventajas incluyen la exclusión de flujos de mezcla y la ausencia de partes móviles. La eficiencia alcanza el 65-70%.

Cabe señalar que antes las unidades recuperativas, debido a sus dimensiones significativas, se usaban exclusivamente en la producción, ahora se presentan en el mercado de la construcción recuperadores de tamaño pequeño, que pueden usarse con éxito incluso en casas y apartamentos pequeños.

La principal ventaja de los recuperadores es la ausencia de la necesidad de conductos de aire. Sin embargo, este factor también puede considerarse una desventaja, ya que se requiere una separación suficiente entre el aire de escape y el de suministro para un funcionamiento eficiente; de ​​lo contrario, el aire fresco se extrae inmediatamente de la habitación. La distancia mínima permitida entre flujos de aire opuestos debe ser de al menos 1,5-1,7 m.

¿Por qué es necesaria la recuperación de humedad?

La recuperación de la humedad es necesaria para lograr una relación confortable de humedad y temperatura ambiente. Una persona se siente mejor con un nivel de humedad del 50-65%.

Durante el período de calefacción, el aire invernal ya seco pierde aún más humedad debido al contacto con el refrigerante caliente, a menudo el nivel de humedad cae al 25-30%. Con este indicador, una persona no solo siente incomodidad, sino que también causa un daño significativo a su salud.

Además de que el aire resecado tiene un impacto negativo en el bienestar y la salud de una persona, también provoca daños irreparables en muebles y carpinterías de madera natural, así como en cuadros e instrumentos musicales. Alguien puede decir que el aire seco ayuda a eliminar la humedad y el moho, pero esto está lejos de ser el caso. Tales deficiencias se pueden solucionar aislando las paredes y organizando un suministro de alta calidad y una ventilación por extracción mientras se mantiene un nivel agradable de humedad.

Ventilación con recuperación de calor y humedad: esquema, tipos, ventajas y desventajas.

¿Qué es la ventilación con recuperación de calor? Cómo funciona este sistema, qué tipos hay y sus pros y sus contras.

Ventilación con recuperación de calor

Durante el periodo de crisis energética y de subida del precio de los recursos energéticos, cobra especial relevancia el uso de tecnologías de ahorro energético en todos los ámbitos de la gestión. El papel de los recuperadores de calor en este asunto no puede subestimarse. Las instalaciones de ingeniería no solo ahorran significativamente gas para la calefacción de espacios, sino que también, prácticamente de forma gratuita, devuelven el calor para uso útil, destinado a liberarse a la atmósfera.

Operación de intercambio de aire con calentamiento de aire

La ventilación de suministro y extracción con recuperación de calor resuelve tres tareas principales:

• proporcionar aire fresco a las instalaciones;
• retorno de energía térmica saliendo con aire a través del sistema de ventilación;
• evitando que los chorros fríos entren en la casa.

Esquemáticamente, el proceso se puede considerar con un ejemplo. La organización del intercambio de aire es necesaria incluso en un día helado de invierno con una temperatura fuera de la ventana de -22 ° C. Para ello, el sistema de impulsión y extracción incluido, con el ventilador en marcha, bombea aire desde la calle. Se filtra a través de los elementos filtrantes y, ya limpios, ingresa al intercambiador de calor.

A medida que el aire lo atraviesa, tiene tiempo de calentarse a + 14- + 15 ° С. Tal temperatura puede considerarse suficiente, pero no cumple con los estándares sanitarios para vivir. Para alcanzar los parámetros de temperatura ambiente, es necesario llevar el aire a los valores requeridos utilizando la función de recalentamiento hasta +20°C en el propio intercambiador de calor utilizando un calentador (agua, eléctrico) de baja potencia - 1 o 2 kilovatios Con tales indicadores de temperatura, el aire ingresa a las habitaciones.

El calefactor funciona en modo automático: cuando baja la temperatura del aire exterior, se enciende y funciona hasta que alcanza los valores requeridos. Al mismo tiempo, la corriente de desechos ya se calienta a 18 o 20 grados "cómodos". Se retira utilizando la unidad de ventilación incorporada, habiendo pasado previamente a través del casete de intercambio de calor. En él, emite calor al aire frío que se aproxima desde la calle, y solo luego pasa a la atmósfera desde el intercambiador de calor con una temperatura de no más de 14-15 ° C.

¡Atención! La instalación de estructuras de metal y plástico interrumpe el suministro natural de flujos de aire fresco a un apartamento o casa. El sistema forzado soluciona el problema, suministrando aire sin calentar desde la calle, pero también anulando la eficiencia de ahorro energético de las ventanas de plástico. La ventilación de suministro y extracción con un intercambiador de calor es una solución integral al problema de la calefacción con intercambio de aire que funciona simultáneamente, un método activo para ahorrar energía.

Ventajas del sistema de suministro y escape con función de calefacción

• Proporciona aire fresco, mejora la calidad del aire interior.
• Previene la pérdida de humedad en la superficie, la formación de condensación, moho y hongos.
• Elimina las condiciones para la aparición de virus, bacterias en la habitación.
• Ahorra el costo de la electricidad y la energía térmica al recuperar las pérdidas de los flujos salientes de aproximadamente el 90% del calor.
• Promueve el intercambio regular de aire.
• La versatilidad de la ejecución de los sistemas de intercambio de calor amplía el alcance de su aplicación en objetos de varios tipos.
• Uso y mantenimiento económico. El mantenimiento, incluida la limpieza, el reemplazo de filtros, la verificación de todos los componentes y componentes del sistema, se realiza anualmente solo 1 vez.

¡Atención! El funcionamiento de los recuperadores en edificios residenciales antiguos será ineficaz, donde el intercambio de aire natural es proporcionado por estructuras de ventanas de madera, grietas en pisos de madera y filtraciones en puertas. El mayor efecto de recuperación de calor se observa en edificios modernos con aislamiento de habitaciones de alta calidad y buena estanqueidad.

Tipos de intercambiadores de calor

Se distinguen las cuatro categorías más comunes de unidades:

• tipo rotativo. Funciona desde la red. Económico, pero técnicamente complejo. El elemento de trabajo es un rotor giratorio con una lámina de metal aplicada sobre toda la superficie. El intercambiador de calor con aire exterior que pasa al interior reacciona a la diferencia de temperaturas entre el exterior y el interior de las habitaciones. Esto ajusta la velocidad de su rotación. La intensidad del suministro de calor cambia, se evita la formación de hielo en el intercambiador de calor en invierno, lo que permite no secar demasiado el aire. La eficiencia de los dispositivos es bastante alta y puede llegar al 87%. En este caso, es posible la mezcla de flujos entrantes (hasta un 3% de la cantidad total) y el flujo de olores y contaminación.
• modelos de placa Se consideran los más "funcionales" debido al precio democrático y la eficiencia. Alcanza el 40-65% gracias al intercambiador de calor de aluminio. Debido a la ausencia de componentes y piezas giratorios y de fricción, se consideran de ejecución simple y operación confiable. Las corrientes de aire separadas por papel de aluminio no se difunden, pasan a ambos lados de los elementos conductores de calor. Variedad: modelo de placa con intercambiador de calor de plástico. Su eficiencia es mayor, pero por lo demás tiene las mismas características.

¡Atención! Los dispositivos de placa pierden ante los rotativos en que congelan y secan el aire. Asegúrate de hidratarlo constantemente. El ámbito de aplicación óptimo es el ambiente húmedo de las piscinas.

• Vista de reciclaje. Su “chip” está en su diseño complejo y el uso de un portador líquido (agua, solución de agua y glicol o anticongelante) como intermediario en la transferencia de calor. Se instala un intercambiador de calor en el brazo de escape, que toma el calor del flujo de aire saliente y calienta el líquido con él. Otro intercambiador de calor, pero ya en la toma de aire de la calle, cede calor al aire entrante sin mezclarse con él. La eficiencia de tales instalaciones alcanza el 65%, no participan en el intercambio de humedad. Necesita electricidad para funcionar.
• El tipo de techo de los dispositivos es efectivo (58-68%), pero no es adecuado para uso doméstico. Se utiliza como eslabón integral en la ventilación de tiendas, talleres y otros locales similares.

Cálculo de la eficiencia del intercambiador de calor.

Es posible calcular aproximadamente la eficiencia de la ventilación de impulsión con recuperación de calor instalada, tanto en invierno como en verano, cuando la unidad está funcionando para refrigeración. La fórmula para calcular la temperatura del caudal de aire de impulsión de la instalación, en función de la característica numérica de la eficiencia energética (COP), la temperatura del aire exterior y de la estancia queda así:

Tpr \u003d (estaño - tul) * Eficiencia + tul,

donde los valores de temperatura:

Tp - esperado a la salida del recuperador;

tvn - adentro;

Para los cálculos, se toma el valor de pasaporte de la eficiencia del dispositivo.

A modo de ejemplo: ante heladas de -25°C y temperatura ambiente +19°C, así como un rendimiento de la instalación del 80% (0,8), el cálculo muestra que los parámetros del aire deseados tras el paso por el intercambiador serán:

Tpp \u003d (19 - (-25)) * 0.8 - 25 \u003d 10.2 ° С

Se obtuvo el indicador de temperatura calculado del aire después del intercambiador de calor. De hecho, dadas las pérdidas inevitables, este valor estará dentro de los +8°C.

En el calor a +30°C en el patio y 22°C en el apartamento, el aire en el intercambiador de calor de la misma eficiencia, antes de ingresar a la habitación, se enfría a la temperatura de diseño:

Tpr \u003d tul + (tin - tul) * Eficiencia

Sustituyendo los datos, obtenemos:

Tpr \u003d 30 + (22-30) * 0.8 \u003d 23.6 ° С

¡Atención! La eficiencia de la instalación declarada por el fabricante y la real serán diferentes. La corrección del valor se ve afectada por la humedad del aire, el tipo de casete del intercambiador de calor, el valor de la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior. Si el intercambiador de calor no se instala y opera correctamente, la eficiencia del trabajo también se reduce.

Los modernos sistemas de ventilación que ahorran energía con la inclusión de recuperadores en ellos son otro paso hacia el uso económico de los portadores de calor. Además, las instalaciones de intercambio de temperatura son relevantes en invierno, pero no menos demandadas en verano.

Suministro y ventilación de escape con recuperación de calor

¿Cómo funciona la ventilación de suministro y escape con recuperación de calor? ¿Cuáles son los beneficios de la ventilación de suministro y extracción con un intercambiador de calor?

Sistemas de ventilación de suministro y extracción con recuperación de calor y recirculación

La recirculación de aire en los sistemas de ventilación es una mezcla de una cierta cantidad de aire de escape (escape) con el aire de suministro. Gracias a esto, se logra una reducción en los costos de energía para calentar el aire fresco en el período invernal del año.

Esquema de suministro y ventilación de escape con recuperación y recirculación,

donde L es el flujo de aire, T es la temperatura.

Recuperación de calor en ventilación.- este es un método de transferencia de energía térmica de la corriente de aire de escape a la corriente de aire de suministro. La recuperación se usa cuando hay una diferencia de temperatura entre el aire de escape y el de suministro, para aumentar la temperatura del aire fresco. Este proceso no implica mezclar flujos de aire, el proceso de transferencia de calor ocurre a través de cualquier material.

Temperatura y movimiento del aire en el intercambiador de calor.

Los dispositivos de recuperación de calor se denominan recuperadores de calor. Son de dos tipos:

Intercambiadores-recuperadores de calor– transfieren el flujo de calor a través de la pared. Se encuentran con mayor frecuencia en instalaciones de sistemas de ventilación de suministro y escape.

Recuperadores regenerativos- en el primer ciclo, que se calientan con el aire de salida, en el segundo se enfrían cediendo calor al aire de impulsión.

El sistema de ventilación de suministro y escape con recuperación de calor es la forma más común de utilizar la recuperación de calor. El elemento principal de este sistema es la unidad de suministro y escape, que incluye un intercambiador de calor. El dispositivo de la unidad de suministro con un intercambiador de calor permite transferir hasta un 80-90% de calor al aire calentado, lo que reduce significativamente la potencia del calentador de aire, en el que se calienta el aire de suministro, en caso de falta de calor. flujo del intercambiador de calor.

Características del uso de recirculación y recuperación.

La principal diferencia entre recuperación y recirculación es la ausencia de mezcla de aire de la habitación hacia el exterior. La recuperación de calor es aplicable para la mayoría de los casos, mientras que la recirculación tiene una serie de limitaciones, que se especifican en los documentos reglamentarios.

SNiP 41-01-2003 no permite el reabastecimiento de aire (recirculación) en las siguientes situaciones:

• En habitaciones, el flujo de aire en el que se determina sobre la base de las sustancias nocivas emitidas;
• En habitaciones en las que existan bacterias y hongos patógenos en altas concentraciones;
• En habitaciones con presencia de sustancias nocivas, sublimadas al contacto con superficies calentadas;
• En habitaciones de categoría B y A;
• En salas donde se trabaje con gases nocivos o combustibles, vapores;
• En salas de categoría B1-B2, en las que se puedan liberar polvos combustibles y aerosoles;
• De sistemas con presencia en ellos de succión local de sustancias nocivas y mezclas explosivas con aire;
• De vestíbulos-esclusas.

La recirculación en unidades de tratamiento de aire se usa activamente con mayor frecuencia con un alto rendimiento del sistema, cuando el intercambio de aire puede ser de 1000-1500 m 3 / h a 10000-15000 m 3 / h. El aire extraído transporta una gran cantidad de energía térmica, mezclarlo con el flujo de aire exterior le permite aumentar la temperatura del aire de suministro, lo que reduce la potencia requerida del elemento calefactor. Pero en esos casos, antes de ser reintroducido en la habitación, el aire debe pasar por el sistema de filtración.

La ventilación de recirculación mejora la eficiencia energética, resuelve el problema del ahorro de energía en el caso de que el 70-80% del aire de escape ingrese nuevamente al sistema de ventilación.

Las unidades de tratamiento de aire con recuperación se pueden instalar con casi cualquier caudal de aire (desde 200 m 3 /h hasta varios miles de m 3 /h), tanto a baja como a gran escala. La recuperación también permite que el calor se transfiera del aire de extracción al aire de suministro, lo que reduce la necesidad de energía en el elemento calefactor.

Se utilizan instalaciones relativamente pequeñas en los sistemas de ventilación de apartamentos y casas de campo. En la práctica, las unidades de tratamiento de aire se montan bajo el techo (por ejemplo, entre el techo y el falso techo). Esta solución requiere algunos requisitos específicos de la instalación, a saber: pequeñas dimensiones totales, bajo nivel de ruido, fácil mantenimiento.

La unidad de tratamiento de aire con recuperación requiere mantenimiento, lo que obliga a hacer una trampilla en el techo para el servicio del intercambiador de calor, filtros, sopladores (ventiladores).

Los elementos principales de las unidades de tratamiento de aire.

Una unidad de suministro y escape con recuperación o recirculación, que tiene tanto el primer como el segundo proceso en su arsenal, es siempre un organismo complejo que requiere una gestión muy organizada. La unidad de tratamiento de aire esconde detrás de su caja protectora componentes principales tales como:

• dos ventiladores de varios tipos, que condicionan el rendimiento de la instalación por caudal.
• Recuperador de intercambiador de calor– calienta el aire de suministro transfiriendo el calor del aire de escape.
• Calentador eléctrico- calienta el aire de suministro a los parámetros requeridos, en caso de falta de flujo de calor del aire de escape.
• Filtro de aire- gracias a él, se lleva a cabo el control y la purificación del aire exterior, así como el procesamiento del aire de escape frente al intercambiador de calor, para proteger el intercambiador de calor.
• Válvulas de aire con actuadores eléctricos: se puede instalar frente a los conductos de aire de salida para controlar el flujo de aire adicional y bloquear los canales cuando el equipo está apagado.
• derivación- gracias al cual el flujo de aire puede pasar por el intercambiador de calor durante la estación cálida, por lo que no calienta el aire de suministro, sino que lo envía directamente a la habitación.
• cámara de recirculación- proporcionar la mezcla del aire de escape en el aire de suministro, asegurando así la recirculación del flujo de aire.

Además de los componentes principales de la unidad de tratamiento de aire, también incluye una gran cantidad de componentes pequeños, como sensores, un sistema de automatización para control y protección, etc.

Ventilación con recuperación, recirculación

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Características del sistema de ventilación con recuperación de calor, su principio de funcionamiento.

El recuperador de calor a menudo se convierte en parte del sistema de ventilación. Sin embargo, no mucha gente sabe qué tipo de dispositivo es y qué características tiene. Además, una pregunta importante es si la compra de un recuperador valdrá la pena, cómo cambiará el funcionamiento del sistema de ventilación, si es posible crear dicho elemento con sus propias manos. Estas y muchas otras preguntas serán respondidas en la siguiente información.

Cómo funciona el sistema

Se le dio un nombre inusual a un intercambiador de calor convencional. La tarea del dispositivo es tomar parte del calor del aire de escape ya agotado de la habitación. El calor extraído se transfiere al flujo, que proviene del sistema de suministro de aire limpio. La información anterior determina que el propósito de usar dicho sistema es ahorrar en calentar la casa. Al hacerlo, se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

1. En el verano, el sistema le permite reducir el costo del trabajo de aire acondicionado.
2. El dispositivo en cuestión puede funcionar en ambas direcciones, es decir, toma calor en los sistemas de suministro y escape.

Cómo funciona un sistema de recuperación de calor

La información anterior determina que el intercambiador de calor está instalado en muchos sistemas de ventilación. No está activo, muchas versiones no consumen energía, no emiten ruido y tienen un indicador de eficiencia promedio. Hace muchos años que se instalan intercambiadores de calor, pero últimamente muchos se preguntan si hay algún motivo para complicar el sistema de ventilación con este aparato, que tiene bastantes problemas por trabajar en un ambiente con temperaturas diferentes.

Problemas al instalar el sistema

Prácticamente no hay problemas potenciales asociados con el uso de dicho equipo. Algunas las decide el fabricante, otras se convierten en un quebradero de cabeza para el comprador. Los principales problemas incluyen:

• Formación de condensación. Las leyes de la física determinan que cuando el aire a alta temperatura pasa por un ambiente frío y cerrado, se produce condensación. Si la temperatura ambiente está por debajo de cero, las aletas comenzarán a congelarse. Toda la información dada en este párrafo determina una reducción significativa en la eficiencia del dispositivo.
• Eficiencia energética. Todos los sistemas de ventilación que funcionan junto con el intercambiador de calor dependen de la energía. El cálculo económico en curso determina que sólo serán útiles aquellos modelos de recuperadores que ahorren más energía de la que gastan.
• Periodo de recuperación. Como se señaló anteriormente, el dispositivo está diseñado para ahorrar energía. Un factor determinante importante es cuántos años se tarda en amortizar la compra e instalación de recuperadores. Si el indicador en consideración excede la marca de 10 años, entonces no tiene sentido instalarlo, ya que durante este tiempo será necesario reemplazar otros elementos del sistema. Si los cálculos muestran que el período de recuperación es de 20 años, entonces no se debe considerar la instalación del dispositivo.

La aparición de condensación en el respiradero. sistema

Los problemas anteriores deben tenerse en cuenta al elegir un intercambiador de calor, que hay varias docenas de tipos.

Opciones del dispositivo

Barra lateral: Importante: Hay varias variantes del intercambiador de calor. Teniendo en cuenta el principio de funcionamiento del dispositivo, debe tenerse en cuenta que depende del tipo de dispositivo en sí. El tipo de placa del dispositivo es un dispositivo en el que los canales de suministro y escape pasan a través de una carcasa común. Los dos canales están separados por tabiques. La partición consta de numerosas placas, que a menudo están hechas de cobre o aluminio. Es importante señalar que la composición de cobre tiene una conductividad térmica más alta que el aluminio. Sin embargo, el aluminio es más barato.

Las características de este dispositivo incluyen lo siguiente:

1. El calor se transfiere de un canal a otro por medio de placas conductoras de calor.
2. El principio de transferencia de calor determina que el problema de la aparición de condensado surja inmediatamente después de la inclusión de un intercambiador de calor en el sistema.
3. Para eliminar la posibilidad de condensación, se instala un sensor de formación de hielo de tipo térmico. Cuando aparece una señal del sensor, el relé abre una válvula especial: el bypass.
4. Cuando se abre la válvula, el aire frío entra en dos canales.

Esta clase de dispositivo se puede atribuir a la categoría de bajo precio. Esto se debe al hecho de que al crear la estructura, se utiliza un método primitivo de transferencia de calor. La eficiencia de tal método es menor. Se puede llamar un punto importante al hecho de que el costo del dispositivo depende de su tamaño y del tamaño del sistema de suministro en sí. Un ejemplo es el tamaño del canal 400 por 200 milímetros y 600 por 300 milímetros. La diferencia de precio será de más de 10.000 rublos.

Esquema de ventilación con recuperación.

El diseño consta de los siguientes elementos:

• Dos conductos de aire de entrada: uno para aire fresco, el segundo para aire de escape.
• Del filtro grueso del aire suministrado desde la calle.
• Directamente al propio intercambiador de calor, que se encuentra en la parte central.
• Amortiguador, que es necesario para suministrar aire en caso de formación de hielo.
• Válvula de drenaje de condensados.
• Un ventilador que es responsable de forzar el aire en el sistema.
• Dos canales en el reverso de la estructura.

Las dimensiones del intercambiador de calor dependen de la potencia del sistema de ventilación y de las dimensiones de los conductos de aire.

El siguiente tipo de diseño se puede llamar dispositivo con tubos de calor. Su dispositivo es casi idéntico al anterior. La única diferencia es que el diseño no tiene una gran cantidad de placas que penetran en la partición entre los canales. Para esto, se usa un tubo de calor, un dispositivo especial que transfiere calor. La ventaja del sistema es que el freón se evapora en el extremo más cálido del tubo de cobre sellado. La condensación se acumula en el extremo más frío. Las características del diseño considerado incluyen:

El funcionamiento del sistema tiene las siguientes características:

• El sistema tiene un fluido de trabajo que absorbe energía térmica.
• El vapor se propaga desde un punto más cálido a un punto más frío.
• Las leyes de la física dictan que el vapor se condensa de nuevo en un líquido y libera la temperatura almacenada.
• A través de la mecha, el agua fluye nuevamente hacia un punto cálido, donde nuevamente se forma vapor.

El diseño está sellado y funciona con alta eficiencia. La ventaja es que el diseño es más pequeño y más fácil de operar.

El tipo rotativo se puede llamar una versión moderna. En el borde entre los conductos de suministro y escape hay un dispositivo que tiene cuchillas: giran lentamente. El dispositivo está diseñado de tal manera que las placas se calientan por un lado y se transfieren desde el segundo lado por rotación. Esto se debe a que las aspas están inclinadas para redirigir el calor. Las características del sistema rotativo incluyen lo siguiente:

• Eficiencia bastante alta. Como regla general, los sistemas de placas y tubulares tienen una eficiencia de no más del 50%. Esto se debe al hecho de que no tienen elementos activos. Al redirigir el flujo de aire, es posible aumentar la eficiencia del sistema hasta un 70-75%.
• La rotación de las palas también determina la solución al problema de la condensación en la superficie. El problema también se resuelve con baja humedad en la estación fría.

Sin embargo, también hay varias desventajas:

• Por regla general, cuanto más complejo es el sistema, menos fiable es. El sistema de rotor tiene un elemento giratorio que puede fallar.
• Si hay mucha humedad en la habitación, no se recomienda usar la estructura.

También es importante entender que las cámaras del recuperador no tienen una separación hermética. Este momento determina la transferencia de olor de una cámara a otra. En general, el sistema de rotor se parece a una especie de ventilador de dimensiones generales bastante grandes con palas voluminosas. Para mejorar la eficiencia del sistema, el dispositivo debe estar conectado a una fuente de alimentación.

El portador de calor de tipo intermedio es un diseño clásico, que consiste en calentar agua con convectores y bombas. El sistema se usa muy raramente, debido a la baja eficiencia y la complejidad del diseño. Sin embargo, es prácticamente insustituible en el caso de que los canales de suministro y escape estén muy separados entre sí. El calor se transfiere a través del agua, que se ha utilizado durante muchos años para crear este tipo de sistemas. Para garantizar la circulación del agua, independientemente de la ubicación de los dispositivos en el sistema, se instala una bomba. Es importante comprender que las características de diseño en este caso determinan la baja confiabilidad del sistema y la necesidad de inspecciones periódicas.

Características del sistema de ventilación con recuperación de calor, su principio de funcionamiento.

La ventilación con recuperación de calor proporciona un microclima confortable y saludable en la casa y la conservación del calor. Definición de efectividad y opciones de implementación.

Ventilación de suministro y extracción con recuperación de calor: principio de funcionamiento, resumen de ventajas y desventajas

La entrada de aire fresco durante el periodo de tiempo frío conlleva la necesidad de calentarlo para asegurar el correcto microclima del local. Para minimizar los costos de energía, se puede utilizar ventilación de suministro y extracción con recuperación de calor.

Comprender los principios de su funcionamiento le permitirá reducir las pérdidas de calor de la manera más eficiente posible mientras mantiene un volumen suficiente de aire reemplazado.

Ahorro de energía en los sistemas de ventilación

En el período otoño-primavera, al ventilar las habitaciones, un problema grave es la gran diferencia de temperatura entre el aire entrante y el interior. La corriente fría se precipita hacia abajo y crea un microclima desfavorable en edificios residenciales, oficinas y fábricas o un gradiente de temperatura vertical inaceptable en un almacén.

Una solución común al problema es la integración de un calentador en la ventilación de suministro, con la ayuda de la cual se calienta el flujo. Tal sistema requiere electricidad, mientras que una cantidad significativa de aire caliente que sale conduce a pérdidas de calor significativas.

Si los canales de entrada y salida de aire están ubicados cerca, es posible transferir parcialmente el calor de la corriente saliente a la entrante. Esto reducirá el consumo de electricidad por parte del calentador o lo abandonará por completo. Un dispositivo para asegurar el intercambio de calor entre flujos de gas a diferentes temperaturas se denomina recuperador.

En la estación cálida, cuando la temperatura del aire exterior es mucho más alta que la temperatura ambiente, se puede usar un intercambiador de calor para enfriar el flujo entrante.

Dispositivo de bloque con recuperador

La estructura interna de los sistemas de ventilación de suministro y escape con un intercambiador de calor integrado es bastante simple, por lo que es posible su compra e instalación independiente elemento por elemento. En el caso de que el montaje o el automontaje resulte difícil, puede adquirir soluciones prefabricadas en forma de monobloque estándar o estructuras prefabricadas individuales bajo pedido.

Elementos básicos y sus parámetros.

El cuerpo con aislamiento térmico y acústico suele ser de chapa de acero. En el caso de montaje en pared, debe soportar la presión que se produce al espumar las ranuras alrededor de la unidad, y también evitar vibraciones por el funcionamiento de los ventiladores.

En el caso de una entrada y flujo de aire distribuidos en varias habitaciones, se adjunta un sistema de conductos de aire al edificio. Está equipado con válvulas y amortiguadores para la distribución del caudal.

En ausencia de conductos de aire, se instala una rejilla o difusor en la entrada desde el lateral de la habitación para distribuir el flujo de aire. Se monta una rejilla de entrada de aire de tipo externo en la entrada desde el lado de la calle para evitar que las aves, los insectos grandes y la basura entren en el sistema de ventilación.

El movimiento del aire es proporcionado por dos ventiladores de tipo de acción axial o centrífuga. En presencia de un intercambiador de calor, la circulación natural de aire en volumen suficiente es imposible debido a la resistencia aerodinámica creada por esta unidad.

La presencia de un recuperador implica la instalación de filtros finos en la entrada de ambas corrientes. Esto es necesario para reducir la intensidad de la obstrucción por polvo y grasa de los canales delgados del intercambiador de calor. De lo contrario, para el pleno funcionamiento del sistema, será necesario aumentar la frecuencia del mantenimiento preventivo.

Uno o varios recuperadores ocupan el volumen principal de la unidad de tratamiento de aire. Se montan en el centro de la estructura.

En caso de heladas severas típicas del territorio y eficiencia insuficiente del intercambiador de calor, se puede instalar un calentador de aire adicional para calentar el aire exterior. Además, si es necesario, instale un humidificador, ionizador y otros dispositivos para crear un microclima favorable en la habitación.

Los modelos modernos prevén la presencia de una unidad de control electrónico. Las modificaciones complejas tienen la función de programar modos de funcionamiento según los parámetros físicos del entorno aéreo. Los paneles externos tienen una apariencia atractiva, gracias a la cual pueden encajar bien en cualquier interior de la habitación.

Resolviendo el problema de la condensación

El enfriamiento del aire proveniente de la habitación crea las condiciones previas para la descarga de humedad y la formación de condensado. En el caso de un caudal elevado, la mayor parte no tiene tiempo de acumularse en el intercambiador de calor y sale al exterior. Con un movimiento de aire lento, una parte significativa del agua permanece dentro del dispositivo. Por lo tanto, es necesario asegurar la recolección de humedad y su eliminación fuera del cuerpo del sistema de suministro y escape.

La salida de humedad se realiza en un recipiente cerrado. Se coloca solo en interiores para evitar la congelación de los canales de salida a temperaturas bajo cero. No existe un algoritmo para el cálculo fiable del volumen de agua recibido cuando se utilizan sistemas con recuperador, por lo que se determina de forma experimental.

La reutilización del condensado para la humidificación del aire es indeseable, ya que el agua absorbe muchos contaminantes como el sudor humano, olores, etc.

Reduzca significativamente el volumen de condensado y evite los problemas asociados con su aparición al organizar un sistema de escape separado del baño y la cocina. Es en estas habitaciones donde el aire tiene la mayor humedad. Si hay varios sistemas de extracción, el intercambio de aire entre el área técnica y residencial debe limitarse mediante la instalación de válvulas de retención.

En el caso de enfriamiento del flujo de aire saliente a temperaturas negativas dentro del intercambiador de calor, el condensado se congela, lo que provoca una reducción en la sección efectiva del flujo y, como resultado, una disminución en el volumen o una completa cese de la ventilación.

Para la descongelación periódica o única del intercambiador de calor, se instala una derivación, un canal de derivación para el movimiento del aire de suministro. Cuando el flujo pasa por alto el dispositivo, la transferencia de calor se detiene, el intercambiador de calor se calienta y el hielo pasa a estado líquido. El agua fluye hacia el tanque de recolección de condensados ​​o se evapora hacia el exterior.

Cuando el flujo pasa a través del bypass, no hay calentamiento del aire de suministro a través del intercambiador de calor. Por lo tanto, cuando se activa este modo, es necesario encender automáticamente el calentador.

Características de varios tipos de recuperadores.

Hay varias opciones estructuralmente diferentes para implementar la transferencia de calor entre los flujos de aire frío y caliente. Cada uno de ellos tiene sus propias características distintivas, que determinan el objetivo principal de cada tipo de recuperador.

Intercambiador de calor de flujo cruzado de placas

El diseño de un intercambiador de calor de placas se basa en paneles de paredes delgadas conectados a su vez de manera que alternan el paso de diferentes flujos de temperatura entre ellos en un ángulo de 90 grados. Una de las modificaciones de este modelo es un dispositivo con canales aleteados para el paso del aire. Tiene un mayor coeficiente de transferencia de calor.

Los paneles de intercambio de calor pueden estar hechos de varios materiales:

• las aleaciones a base de cobre, latón y aluminio tienen buena conductividad térmica y no son susceptibles a la oxidación;
• los plásticos hechos de material hidrofóbico polimérico con un alto coeficiente de conductividad térmica son livianos;
• La celulosa higroscópica permite que el condensado penetre a través de la placa y regrese a la habitación.

La desventaja es la posibilidad de condensación a bajas temperaturas. Debido a la pequeña distancia entre las placas, la humedad o las heladas aumentan significativamente la resistencia aerodinámica. En caso de congelamiento, es necesario cerrar el flujo de aire entrante para calentar las placas.

Las ventajas de los intercambiadores de calor de placas son las siguientes:

• bajo costo;
• larga vida útil;
• largo período entre el mantenimiento preventivo y la facilidad de su implementación;
• pequeñas dimensiones y peso.

Este tipo de intercambiador de calor es más común para locales residenciales y de oficinas. También se utiliza en algunos procesos tecnológicos, por ejemplo, para optimizar la combustión de combustibles durante el funcionamiento de los hornos.

Tambor o tipo rotativo

El principio de funcionamiento de un intercambiador de calor rotatorio se basa en la rotación del intercambiador de calor, dentro del cual hay capas de metal corrugado con una alta capacidad calorífica. Como resultado de la interacción con el flujo saliente, se calienta el sector del tambor, que posteriormente cede calor al aire entrante.

Las ventajas de los recuperadores rotativos son las siguientes:

• eficiencia suficientemente alta en comparación con los tipos de la competencia;
• el retorno de una gran cantidad de humedad, que permanece en forma de condensado en el tambor y se evapora al entrar en contacto con el aire seco entrante.

Este tipo de intercambiador de calor se usa con menos frecuencia para edificios residenciales con ventilación de apartamentos o casas de campo. A menudo se utiliza en grandes salas de calderas para devolver el calor a los hornos o para grandes instalaciones industriales o comerciales y de ocio.

Sin embargo, este tipo de dispositivo tiene desventajas significativas:

• un diseño relativamente complejo con partes móviles, incluido un motor eléctrico, un tambor y una transmisión por correa, que requiere un mantenimiento constante;
• aumento del nivel de ruido.

A veces, para dispositivos de este tipo, puede encontrar el término "intercambiador de calor regenerativo", que es más correcto que "recuperador". El caso es que una pequeña parte del aire saliente vuelve debido al ajuste flojo del tambor al cuerpo de la estructura.

Esto impone restricciones adicionales a la posibilidad de utilizar dispositivos de este tipo. Por ejemplo, el aire contaminado de los hornos de calefacción no se puede utilizar como portador de calor.

Sistema de tubo y carcasa

El intercambiador de calor de tipo tubular consiste en un sistema de tubos de pared delgada y de pequeño diámetro ubicados en una carcasa aislada, a través de los cuales se suministra aire exterior. Se extrae una masa de aire caliente de la habitación a través de la carcasa, que calienta el flujo entrante.

Las principales ventajas de los intercambiadores de calor tubulares son las siguientes:

• alta eficiencia, debido al principio de contracorriente del movimiento del refrigerante y el aire entrante;
• la sencillez del diseño y la ausencia de piezas móviles garantiza bajos niveles de ruido y una necesidad de mantenimiento poco frecuente;
• larga vida útil;
• la sección más pequeña entre todos los tipos de dispositivos de recuperación.

Los tubos para este tipo de dispositivo usan metal de aleación ligera o, con menor frecuencia, polímero. Estos materiales no son higroscópicos, por lo tanto, con una diferencia significativa en las temperaturas de flujo, se puede formar un condensado intenso en la carcasa, lo que requiere una solución constructiva para su eliminación. Otra desventaja es que el relleno de metal tiene un peso significativo, a pesar de las pequeñas dimensiones.

La simplicidad del diseño del intercambiador de calor tubular hace que este tipo de dispositivo sea popular para la fabricación propia. Como carcasa externa, generalmente se utilizan tuberías de plástico para conductos de aire, aisladas con cubiertas de espuma de poliuretano.

Dispositivo con portador de calor intermedio

A veces, los conductos de aire de suministro y escape están ubicados a cierta distancia entre sí. Esta situación puede surgir debido a las características tecnológicas del edificio o los requisitos sanitarios para una separación confiable de los flujos de aire.

En este caso, se utiliza un portador de calor intermedio, que circula entre los conductos de aire a través de una tubería aislada. Como medio para transferir energía térmica, se utiliza agua o una solución de agua y glicol, cuya circulación es proporcionada por la bomba.

En el caso de que sea posible utilizar otro tipo de intercambiador de calor, es mejor no utilizar un sistema con un portador de calor intermedio, ya que tiene las siguientes desventajas significativas:

• baja eficiencia en comparación con otros tipos de dispositivos, por lo tanto, dichos dispositivos no se utilizan para habitaciones pequeñas con bajo flujo de aire;
• volumen y peso significativos de todo el sistema;
• la necesidad de una bomba eléctrica adicional para la circulación de fluidos;
• aumento del ruido de la bomba.

Existe una modificación de este sistema, cuando en lugar de la circulación forzada del fluido intercambiador de calor, se utiliza un medio de bajo punto de ebullición, como el freón. En este caso, el movimiento a lo largo del contorno es posible de forma natural, pero solo si el conducto de aire de suministro se encuentra por encima del conducto de escape.

Tal sistema no requiere costos de energía adicionales, pero funciona para calentar solo con una diferencia de temperatura significativa. Además, es necesario afinar el punto de cambio en el estado de agregación del fluido de intercambio de calor, lo que se puede implementar creando la presión deseada o una determinada composición química.

Principales parámetros técnicos

Conociendo el rendimiento requerido del sistema de ventilación y la eficiencia de intercambio de calor del intercambiador de calor, es fácil calcular el ahorro en calefacción de aire para una habitación bajo condiciones climáticas específicas. Al comparar los beneficios potenciales con los costos de compra y mantenimiento del sistema, puede elegir razonablemente a favor de un intercambiador de calor o un calentador estándar.

Eficiencia

La eficiencia de un intercambiador de calor se entiende como la eficiencia de transferencia de calor, que se calcula mediante la siguiente fórmula:

• T p - la temperatura del aire entrante dentro de la habitación;
• T n - temperatura del aire exterior;
• T in - la temperatura del aire en la habitación.

El valor máximo de eficiencia a un caudal de aire nominal y un régimen de temperatura determinado se indica en la documentación técnica del dispositivo. Su cifra real será ligeramente inferior. En el caso de la fabricación propia de un intercambiador de calor de placas o tubos, para lograr la máxima eficiencia de transferencia de calor, es necesario cumplir con las siguientes reglas:

• La mejor transferencia de calor la proporcionan los dispositivos de contracorriente, luego los dispositivos de flujo cruzado y los más pequeños, con movimiento unidireccional de ambos flujos.
• La intensidad de la transferencia de calor depende del material y del espesor de las paredes que separan los flujos, así como de la duración de la presencia de aire en el interior del dispositivo.

donde P (m 3 / hora) - consumo de aire.

El costo de los recuperadores de alta eficiencia es bastante alto, tienen un diseño complejo y grandes dimensiones. A veces es posible sortear estos problemas instalando varios dispositivos más simples de tal manera que el aire entrante pase a través de ellos en serie.

Rendimiento del sistema de ventilación

El volumen de aire que pasa está determinado por la presión estática, que depende de la potencia del ventilador y de los principales componentes que crean resistencia aerodinámica. Como regla general, su cálculo exacto es imposible debido a la complejidad del modelo matemático, por lo tanto, los estudios experimentales se llevan a cabo para estructuras monobloque típicas y los componentes se seleccionan para dispositivos individuales.

La potencia del ventilador debe seleccionarse teniendo en cuenta el rendimiento de cualquier tipo de intercambiador de calor instalado, que se indica en la documentación técnica como el caudal recomendado o la cantidad de aire que pasa por el dispositivo por unidad de tiempo. Por regla general, la velocidad del aire admisible dentro del dispositivo no supera los 2 m/s.

De lo contrario, a altas velocidades, se produce un fuerte aumento de la resistencia aerodinámica en los elementos estrechos del recuperador. Esto genera costos de energía innecesarios, un calentamiento ineficiente del aire exterior y una vida útil más corta de los ventiladores.

Cambiar la dirección del flujo de aire crea una resistencia aerodinámica adicional. Por lo tanto, al modelar la geometría de un conducto interior, es deseable minimizar el número de vueltas de la tubería en 90 grados. Los difusores para dispersar el aire también aumentan la resistencia, por lo que se aconseja no utilizar elementos con patrón complejo.

Los filtros y rejillas sucios crean problemas de flujo significativos y deben limpiarse o reemplazarse periódicamente. Una de las formas efectivas de evaluar la obstrucción es instalar sensores que controlen la caída de presión en las áreas antes y después del filtro.

El principio de funcionamiento de un intercambiador de calor rotativo y de placas:

Medida de la eficiencia de un intercambiador de calor de placas:

Los sistemas de ventilación domésticos e industriales con intercambiador de calor integrado han demostrado su eficiencia energética en el mantenimiento del calor interior. Ahora hay muchas ofertas para la venta e instalación de dichos dispositivos, tanto en forma de modelos listos para usar y probados, como en un pedido individual. Puede calcular los parámetros necesarios y realizar la instalación usted mismo.

Suministro y ventilación de escape con recuperación de calor: dispositivo y operación.

Dispositivo de ventilación de suministro y escape con recuperación de calor. Tipos de recuperadores, sus ventajas y desventajas. Cálculo de la eficiencia y matices de asegurar el rendimiento requerido.

Muchos de los edificios actualmente en construcción, tanto industriales como residenciales, cuentan con infraestructuras muy complejas y están diseñados con el mayor énfasis en la eficiencia energética. Por lo tanto, es imposible prescindir de instalaciones de sistemas tales como sistemas generales de ventilación de aire, sistemas de protección contra humo y sistemas de aire acondicionado. Para garantizar la vida útil eficiente y prolongada de los sistemas de ventilación, es necesario diseñar e instalar un sistema de ventilación de aire general de alta calidad, un sistema de protección contra humos y un sistema de aire acondicionado. La instalación de dicho equipo de cualquier tipo debe realizarse con el cumplimiento obligatorio de ciertas reglas. Y según las características técnicas, debe corresponder al volumen y tipo de local en el que se va a operar (edificio residencial, público, industrial).

De gran importancia es el correcto funcionamiento de los sistemas: el cumplimiento de los términos y reglas para las inspecciones preventivas, las reparaciones preventivas programadas, así como el ajuste correcto y de alta calidad de los equipos de ventilación.

Para cada sistema de ventilación en Moscú, aceptado para operar, se elabora un pasaporte y un registro de operación. El pasaporte se redacta en dos copias, una de las cuales se almacena en la empresa y la otra en el servicio de supervisión técnica. El pasaporte contiene todas las características técnicas del sistema, información sobre las reparaciones realizadas, se adjuntan copias de los planos de construcción del equipo de ventilación. Además, el pasaporte refleja una lista de condiciones de funcionamiento para todos los componentes y partes de los sistemas de ventilación.

De acuerdo con el cronograma establecido, se realizan las inspecciones programadas de los sistemas de ventilación. Durante las inspecciones programadas:

• Se identifican defectos, que se eliminan durante la reparación actual;
• Se determina la condición técnica;
• Se lleva a cabo una limpieza parcial y lubricación de componentes y piezas individuales.

Todos los datos de la inspección planificada de los sistemas de ventilación son obligatorios indicados en el registro de operación.

Además, durante el turno de trabajo, el equipo operativo en servicio se encarga del mantenimiento general programado de los sistemas de ventilación. Este servicio incluye:

• Puesta en marcha, regulación y parada de equipos de ventilación;
• Supervisión del funcionamiento de los sistemas de ventilación;
• Supervisar el cumplimiento de los parámetros del aire ambiente y la temperatura del aire de suministro;
• Eliminación de defectos menores.

Puesta en marcha de sistemas generales de ventilación de aire, sistemas de protección contra humos y sistemas de aire acondicionado

La etapa de puesta en marcha es una etapa muy importante, porque el trabajo de ventilación y aire acondicionado de alta calidad depende de la puesta en marcha.

Durante la puesta en marcha, el trabajo del equipo de instalación es visible, y los parámetros especificados en el proyecto se verifican y comparan con los parámetros del equipo con los especificados en la documentación del proyecto. Durante la inspección, se realiza una verificación completa del estado técnico de los equipos instalados, la distribución y el funcionamiento ininterrumpido de los dispositivos de ajuste, la instalación de dispositivos de control y diagnóstico, y la identificación de errores en el funcionamiento de los equipos. Si se detectan desviaciones que están dentro del rango normal, entonces no se produce el reajuste y el objeto se prepara para la entrega al cliente, con la ejecución de todos los documentos.

Todos los maestros de nuestra empresa tienen una educación especializada, certificados en salud y seguridad, una rica experiencia laboral y tienen todos los documentos y certificados necesarios.

En la etapa de puesta en marcha, medimos la velocidad del flujo de aire en los conductos de aire, el nivel de ruido, aprobación de la calidad de instalación de los equipos, ajuste de los sistemas de ingeniería de acuerdo con los parámetros del proyecto, certificación.

Las pruebas de puesta en marcha y el ajuste de los sistemas de ventilación y aire acondicionado deben ser realizados por una organización de construcción e instalación o puesta en marcha especializada.

Certificación de sistemas

Un documento técnico elaborado sobre la base de una verificación del estado de funcionamiento de los sistemas y equipos de ventilación, realizado mediante pruebas aerodinámicas, se denomina certificación del sistema de ventilación.

SP 73.13330.2012 "Sistemas sanitarios internos de edificios", versión actualizada del SNIP 3.05.01-85 "Sistemas sanitarios internos" regulan la forma y el contenido del pasaporte del sistema de ventilación.

Es obligatorio obtener un pasaporte del sistema de ventilación, de acuerdo con los requisitos del documento anterior.

Al final del trabajo de instalación, el cliente recibe un pasaporte para el sistema de ventilación.

Se debe obtener un pasaporte para cada sistema de ventilación.

El pasaporte es indispensable para el registro de los equipos adquiridos, para el correcto funcionamiento de dichos equipos, a fin de lograr los parámetros sanitarios e higiénicos del aire necesarios.

En el plazo establecido por la ley, este documento es facilitado por la autoridad de control y supervisión. La recepción de este documento es una prueba indiscutible en la resolución de disputas con las autoridades pertinentes.

La obtención de un pasaporte del sistema de ventilación se puede llevar a cabo como un tipo de trabajo separado, que consiste en un conjunto de pruebas aerodinámicas. La realización de tales eventos se rige por las siguientes normas:

• SP 73.13330.2012;
• STO NOSTROY 2.24.2-2011;
• R NOSTROY 2.15.3-2011;
• GOST 12.3.018-79. "Sistema de ventilación. Métodos de ensayos aerodinámicos”;
• GOST R 53300-2009;
• SP 4425-87 "Control sanitario e higiénico de locales industriales";
• SanPiN 2.1.3.2630-10.

La recirculación de aire en los sistemas de ventilación es una mezcla de una cierta cantidad de aire de escape (escape) con el aire de suministro. Gracias a esto, se logra una reducción en los costos de energía para calentar el aire fresco en el período invernal del año.

Esquema de suministro y ventilación de escape con recuperación y recirculación,
donde L - flujo de aire, T - temperatura.

Recuperación de calor en ventilación.- este es un método de transferencia de energía térmica de la corriente de aire de escape a la corriente de aire de suministro. La recuperación se usa cuando hay una diferencia de temperatura entre el aire de escape y el de suministro, para aumentar la temperatura del aire fresco. Este proceso no implica mezclar flujos de aire, el proceso de transferencia de calor ocurre a través de cualquier material.

Temperatura y movimiento del aire en el intercambiador de calor.

Los dispositivos de recuperación de calor se denominan recuperadores de calor. Son de dos tipos:

Intercambiadores-recuperadores de calor- transfieren el flujo de calor a través de la pared. Se encuentran con mayor frecuencia en instalaciones de sistemas de ventilación de suministro y escape.

En el primer ciclo, que se calientan con el aire de salida, en el segundo se enfrían cediendo calor al aire de impulsión.

El sistema de ventilación de suministro y escape con recuperación de calor es la forma más común de utilizar la recuperación de calor. El elemento principal de este sistema es la unidad de suministro y escape, que incluye un intercambiador de calor. El dispositivo de la unidad de suministro con un intercambiador de calor permite transferir hasta un 80-90% de calor al aire calentado, lo que reduce significativamente la potencia del calentador de aire, en el que se calienta el aire de suministro, en caso de falta de calor. flujo del intercambiador de calor.

Características del uso de recirculación y recuperación.

La principal diferencia entre recuperación y recirculación es la ausencia de mezcla de aire de la habitación hacia el exterior. La recuperación de calor es aplicable para la mayoría de los casos, mientras que la recirculación tiene una serie de limitaciones, que se especifican en los documentos reglamentarios.

SNiP 41-01-2003 no permite el reabastecimiento de aire (recirculación) en las siguientes situaciones:

• En habitaciones, el flujo de aire en el que se determina sobre la base de las sustancias nocivas emitidas;
• En habitaciones en las que existan bacterias y hongos patógenos en altas concentraciones;
• En habitaciones con presencia de sustancias nocivas, sublimadas al contacto con superficies calentadas;
• En habitaciones de categoría B y A;
• En salas donde se trabaje con gases nocivos o combustibles, vapores;
• En salas de categoría B1-B2, en las que se puedan liberar polvos combustibles y aerosoles;
• De sistemas con presencia en ellos de succión local de sustancias nocivas y mezclas explosivas con aire;
• De vestíbulos-esclusas.

Reciclaje:
La recirculación en unidades de tratamiento de aire se usa activamente con mayor frecuencia con un alto rendimiento del sistema, cuando el intercambio de aire puede ser de 1000-1500 m 3 / h a 10000-15000 m 3 / h. El aire extraído transporta una gran cantidad de energía térmica, mezclarlo con el flujo de aire exterior le permite aumentar la temperatura del aire de suministro, lo que reduce la potencia requerida del elemento calefactor. Pero en esos casos, antes de ser reintroducido en la habitación, el aire debe pasar por el sistema de filtración.

La ventilación de recirculación mejora la eficiencia energética, resuelve el problema del ahorro de energía en el caso de que el 70-80% del aire de escape ingrese nuevamente al sistema de ventilación.

Recuperación:
Las unidades de tratamiento de aire con recuperación se pueden instalar con casi cualquier caudal de aire (desde 200 m 3 /h hasta varios miles de m 3 /h), tanto a baja como a gran escala. La recuperación también permite que el calor se transfiera del aire de extracción al aire de suministro, lo que reduce la necesidad de energía en el elemento calefactor.

Se utilizan instalaciones relativamente pequeñas en los sistemas de ventilación de apartamentos y casas de campo. En la práctica, las unidades de tratamiento de aire se montan bajo el techo (por ejemplo, entre el techo y el falso techo). Esta solución requiere algunos requisitos específicos de la instalación, a saber: pequeñas dimensiones totales, bajo nivel de ruido, fácil mantenimiento.

La unidad de tratamiento de aire con recuperación requiere mantenimiento, lo que obliga a hacer una trampilla en el techo para el servicio del intercambiador de calor, filtros, sopladores (ventiladores).

Los elementos principales de las unidades de tratamiento de aire.

Una unidad de suministro y escape con recuperación o recirculación, que tiene tanto el primer como el segundo proceso en su arsenal, es siempre un organismo complejo que requiere una gestión muy organizada. La unidad de tratamiento de aire esconde detrás de su caja protectora componentes principales tales como:

• dos ventiladores de varios tipos, que condicionan el rendimiento de la instalación por caudal.
• Recuperador de intercambiador de calor- calienta el aire de impulsión transfiriendo el calor del aire de escape.
• Calentador eléctrico- calienta el aire de suministro a los parámetros requeridos, en caso de falta de flujo de calor del aire de escape.
• Filtro de aire- gracias a él, se lleva a cabo el control y la purificación del aire exterior, así como el procesamiento del aire de escape frente al intercambiador de calor, para proteger el intercambiador de calor.
• Válvulas de aire con accionamientos eléctricos: se puede instalar frente a los conductos de aire de salida para controlar el flujo de aire adicional y bloquear los canales cuando el equipo está apagado.
• derivación- gracias al cual el flujo de aire puede pasar por el intercambiador de calor durante la estación cálida, por lo que no calienta el aire de suministro, sino que lo envía directamente a la habitación.
• cámara de recirculación- proporcionar la mezcla del aire eliminado en el aire de suministro, asegurando así la recirculación del flujo de aire.
  
  

Además de los componentes principales de la unidad de tratamiento de aire, también incluye una gran cantidad de componentes pequeños, como sensores, un sistema de automatización para control y protección, etc.

	Sensor de temperatura del aire de suministro		intercambiador de calor
	Sensor de temperatura del aire de extracción		Válvula de aire motorizada
	Sensor de temperatura exterior		derivación
	Sensor de temperatura del aire de escape		válvula de derivación
	calentador de aire		Filtro de entrada
	Termostato de protección contra sobrecalentamiento		Filtro de extracción
	Termostato de emergencia		Sensor del filtro de aire de suministro
	Sensor de flujo del ventilador de suministro		Sensor del filtro de aire de extracción
	Termostato antihielo		Amortiguador de aire de escape
	Actuador de válvula de agua		Compuerta de aire de suministro
	válvula de agua		ventilador de suministro
	Extractor de aire

Esquema de control

Todos los componentes de la unidad de tratamiento de aire deben estar debidamente integrados en el sistema de operación de la unidad y desempeñar sus funciones en la cantidad adecuada. La tarea de controlar el funcionamiento de todos los componentes se resuelve mediante un sistema de control de procesos automatizado. El kit de instalación incluye sensores, analizando sus datos, el sistema de control corrige el funcionamiento de los elementos necesarios. El sistema de control le permite cumplir sin problemas y de manera competente los objetivos y tareas de la unidad de tratamiento de aire, resolviendo problemas complejos de interacción entre todos los elementos de la unidad.

Panel de control de ventilación

A pesar de la complejidad del sistema de control de procesos, el desarrollo de tecnologías permite proporcionar a una persona común un panel de control de la planta de tal manera que desde el primer toque sea claro y agradable usar la planta durante toda su vida útil. .

Ejemplo. Cálculo de la eficiencia de recuperación de calor:
Cálculo de la eficiencia de usar un intercambiador de calor recuperativo en comparación con usar solo un calentador eléctrico o solo de agua.

Considere un sistema de ventilación con un caudal de 500 m 3 /h. Los cálculos se llevarán a cabo para la temporada de calefacción en Moscú. De SNiPa 23-01-99 "Climatología y geofísica de la construcción" se sabe que la duración del período con una temperatura promedio diaria del aire inferior a + 8 ° C es de 214 días, la temperatura promedio del período con una temperatura promedio diaria inferior a + 8 °C es -3,1 °C.

Calcule la salida de calor promedio requerida:
Para calentar el aire de la calle a una temperatura confortable de 20°C, necesitarás:

norte = GRAMO * C pags * pags ( en-ha) * (t ext -t avg) = 500/3600 * 1.005 * 1.247 * = 4.021 kW

Esta cantidad de calor por unidad de tiempo se puede transferir al aire de suministro de varias maneras:

1. Calentamiento del aire de suministro por un calentador eléctrico;
2. Calentamiento del portador de calor de suministro eliminado a través del intercambiador de calor, con calentamiento adicional por un calentador eléctrico;
3. Calentamiento de aire exterior en un intercambiador de calor de agua, etc.

Cálculo 1: El calor se transfiere al aire de suministro por medio de un calentador eléctrico. El costo de la electricidad en Moscú S=5.2 rublos/(kW*h). La ventilación funciona las 24 horas, durante 214 días del período de calefacción, la cantidad de dinero, en este caso, será igual a:
C 1 \u003d S * 24 * N * n \u003d 5.2 * 24 * 4.021 * 214 \u003d 107,389.6 rublos / (período de calentamiento)

Cálculo 2: Los recuperadores modernos transfieren calor con alta eficiencia. Deje que el recuperador caliente el aire en un 60% del calor requerido por unidad de tiempo. Entonces el calentador eléctrico necesita gastar la siguiente cantidad de energía:
N (carga eléctrica) \u003d Q - Q rec \u003d 4.021 - 0.6 * 4.021 \u003d 1.61 kW

Siempre que la ventilación funcione durante todo el período de calefacción, obtenemos la cantidad de electricidad:
C 2 \u003d S * 24 * N (carga eléctrica) * n \u003d 5.2 * 24 * 1.61 * 214 \u003d 42,998.6 rublos / (período de calentamiento)

Cálculo 3: Un calentador de agua se utiliza para calentar el aire exterior. Costo estimado del calor del servicio de agua caliente por 1 Gcal en Moscú:
S año \u003d 1500 rublos / gcal. Kcal=4.184 kJ

Para calentar, necesitamos la siguiente cantidad de calor:
Q (g.w.) \u003d N * 214 * 24 * 3600 / (4.184 * 106) \u003d 4.021 * 214 * 24 * 3600 / (4.184 * 106) \u003d 17.75 Gcal

En la operación de ventilación e intercambiador de calor durante el período frío del año, la cantidad de dinero por el calor del agua de proceso:
C 3 \u003d S (agua caliente) * Q (agua caliente) \u003d 1500 * 17,75 \u003d 26 625 rublos / (período de calefacción)

Los resultados del cálculo de los costos de calefacción de aire de suministro para calefacción.
período del año:

De los cálculos anteriores se desprende que la opción más económica es utilizar el circuito de agua caliente sanitaria. Además, la cantidad de dinero necesaria para calentar el aire de suministro se reduce significativamente cuando se utiliza un intercambiador de calor recuperativo en el sistema de ventilación de suministro y extracción en comparación con el uso de un calentador eléctrico.

En conclusión, me gustaría señalar que el uso de unidades de recuperación o recirculación en los sistemas de ventilación permite aprovechar la energía del aire de extracción, lo que permite reducir los costos de energía para calentar el aire de suministro y, por lo tanto, los costos monetarios. para el funcionamiento del sistema de ventilación se reducen. El uso del calor del aire extraído es una tecnología moderna de ahorro de energía y le permite acercarse al modelo de "casa inteligente", en el que cualquier tipo de energía disponible se aprovecha al máximo y es más útil.

Mucha gente piensa que un recuperador de aire para un apartamento es un elemento opcional del que se puede prescindir. ¿Cómo puede la ventilación de suministro y extracción reducir los costos de calefacción si toda la casa está conectada a la red central? De hecho, no será posible reducir costos, pero será posible mantener el calor. Además, el recuperador realiza otras tareas igualmente importantes. Qué - lea en nuestro artículo.

Praná 150

Ventilador de apartamento de fabricación rusa con una capacidad de 32 W/h y una eficiencia máxima del 91%. Las tasas de cambio de aire son suministro 115 metros cúbicos / h, escape - 105 metros cúbicos / h, en modo nocturno 25 metros cúbicos / h. Los usuarios se quejan de que la recuperación es ineficiente, el aire no tiene tiempo de calentarse ni siquiera a temperatura ambiente, pero en cuanto a la ventilación, aquí todos dan las mejores notas.

Electrolux EPVS-200

Unidad de impulsión y escape con intercambiadores de calor de placas, destilando más de 200 metros cúbicos de aire por hora. Diseñado para edificios residenciales, oficinas, pequeñas naves industriales. Limpia eficazmente el aire del polvo y todos los contaminantes, lo seca y lo ioniza.

Potencia 70 W. Los filtros finos de clase F5 (EU5) están instalados en el suministro y el escape. Sistema de autodiagnóstico.

VÍDEO: La forma más fácil y económica de ventilar habitaciones con ventanas cerradas