Sistema de suministro y escape con recuperación para la casa. Ventilación con recuperación de calor: por qué la necesitas y cómo usarla. Dispositivo con portador de calor intermedio

No se puede imaginar una vivienda suburbana cómoda sin un buen sistema de ventilación, ya que son ellos quienes son la clave para un microclima saludable. Sin embargo, muchos son cautelosos e incluso cautelosos acerca de la implementación de una instalación de este tipo, por temor a las enormes facturas de electricidad. Si ciertas dudas se han “instalado” en tu cabeza, te recomendamos que mires un recuperador para casa particular.

Estamos hablando de una unidad pequeña, combinada con ventilación de suministro y extracción y excluyendo el consumo excesivo de energía eléctrica en el invierno, cuando el aire necesita calefacción adicional. Hay varias maneras de reducir los gastos no deseados. Lo más efectivo y económico es hacer un recuperador de aire con sus propias manos.

¿Qué es este dispositivo y cómo funciona? Esto será discutido en el artículo de hoy.

Características y principio de funcionamiento.

Entonces, ¿qué es la recuperación de calor? - La recuperación es un proceso de intercambio de calor en el que el aire frío de la calle es calentado por la salida del apartamento. Gracias a este esquema de organización, una instalación de recuperación de calor ahorra calor en la vivienda. Se forma un microclima confortable en el apartamento en un corto período de tiempo y con un consumo mínimo de electricidad.

El siguiente video muestra el sistema de recuperación de aire.

Que es un recuperador. Concepto general para el lego.

La viabilidad económica de un intercambiador de calor recuperativo depende de otros factores:

• precios de la energía;
• el costo de instalación de la unidad;
• los costos asociados con el mantenimiento del dispositivo;
• la vida útil de un sistema de este tipo.

Nota! Un recuperador de aire para un apartamento es un elemento importante, pero no el único, necesario para una ventilación efectiva en un espacio habitable. La ventilación con recuperación de calor es un sistema complejo que funciona exclusivamente bajo la condición de un "paquete" profesional.

Recuperador para el hogar

Con una disminución de la temperatura ambiente, la eficiencia de la unidad disminuye. Sea como sea, un intercambiador de calor para una casa durante este período es vital, ya que una diferencia de temperatura significativa "carga" el sistema de calefacción. Si hace 0°C fuera de la ventana, entonces se suministra una corriente de aire caliente a +16°C al espacio habitable. Un recuperador doméstico para un apartamento hace frente a esta tarea sin ningún problema.

Fórmula para calcular la eficiencia

Los recuperadores de aire modernos difieren no solo en eficiencia, matices de uso, sino también en diseño. Considere las soluciones más populares y sus características.

Principales tipos de estructuras.

Los expertos se centran en el hecho de que existen varios tipos de calor:

• lamelar;
• con portadores de calor separados;
• giratorio;
• tubular.

lamelar tipo – incluye una estructura a base de láminas de aluminio. Tal instalación de intercambiador de calor se considera la más equilibrada en términos del costo de los materiales y el valor de la conductividad térmica (la eficiencia varía del 40 al 70%). La unidad se distingue por su simplicidad de ejecución, asequibilidad y ausencia de elementos móviles. La instalación no requiere formación especializada. La instalación sin ninguna dificultad se realiza en casa, con sus propias manos.

tipo de plato

Giratorio son soluciones que son bastante populares entre los consumidores. Su diseño prevé un eje de rotación alimentado por la red, así como 2 canales para el intercambio de aire a contracorriente. ¿Cómo funciona tal mecanismo? - Una de las secciones del rotor es calentada por aire, luego de lo cual gira y el calor es redirigido a las masas frías concentradas en el canal adyacente.

tipo rotativo

A pesar de la alta eficiencia, las instalaciones tienen una serie de inconvenientes importantes:

• impresionantes indicadores de peso y tamaño;
• exigencia al mantenimiento regular, reparación;
• es problemático reproducir el recuperador con sus propias manos, para restaurar su rendimiento;
• mezcla de masas de aire;
• dependencia de la energía eléctrica.

Puede ver el video a continuación sobre los tipos de recuperadores (a partir de 8-30 minutos)

Recuperador: por qué es, sus tipos y mi elección

Nota! Una unidad de ventilación con dispositivos tubulares, así como portadores de calor separados, prácticamente no se reproduce en el hogar, incluso si todos los dibujos y diagramas necesarios están disponibles.

Dispositivo de intercambio de aire de bricolaje

El más simple en términos de implementación y equipamiento posterior se considera un sistema de recuperación de calor tipo placa. Este modelo cuenta con "ventajas" obvias y "desventajas" molestas. Si hablamos de los méritos de la solución, incluso un recuperador de aire casero para el hogar puede proporcionar:

• eficiencia decente;
• falta de "vinculación" a la red eléctrica;
• confiabilidad estructural y simplicidad;
• disponibilidad de elementos funcionales y materiales;
• duración de la operación.

Pero antes de comenzar a crear un recuperador con sus propias manos, también debe aclarar las desventajas de este modelo. La principal desventaja es la formación de glaciares durante heladas severas. El nivel de humedad en la calle es menor que en el aire que está presente en la habitación. Si no actúa sobre él de ninguna manera, se convierte en condensado. Durante las heladas, los altos niveles de humedad contribuyen a la formación de escarcha.

La foto muestra cómo se intercambia el aire.

Hay varias formas de proteger el dispositivo intercambiador de calor contra la congelación. Estas son pequeñas soluciones que difieren en eficiencia y método de implementación:

• efecto térmico en la estructura debido a que el hielo no permanece dentro del sistema (la eficiencia cae en un promedio del 20%);
• eliminación mecánica de masas de aire de las placas, por lo que se lleva a cabo el calentamiento forzado del hielo;
• adición de un sistema de ventilación con recuperador con cassettes de celulosa que absorben el exceso de humedad. Se redirigen a la vivienda, mientras que no solo se eliminan los condensados, sino que se consigue un efecto humidificador.

Le ofrecemos ver un video: recuperador de aire de bricolaje para el hogar.

Recuperador - hágalo usted mismo

Recuperador - DIY 2

Los expertos coinciden en que los casetes de celulosa son la mejor solución en la actualidad. Funcionan independientemente del clima fuera de la ventana, mientras que las instalaciones no consumen electricidad, no requieren una salida de alcantarillado, un colector de condensación.

Materiales y componentes

¿Qué soluciones y productos se deben preparar si es necesario montar una unidad de vivienda tipo placa? Los expertos recomiendan encarecidamente prestar atención prioritaria a los siguientes materiales:

1. 1. Láminas de aluminio (textolite y policarbonato celular son muy adecuados). Tenga en cuenta que cuanto más delgado sea este material, más eficiente será la transferencia de calor. La ventilación de suministro en este caso funciona mejor.
2. 2. Listones de madera (de unos 10 mm de ancho y hasta 2 mm de espesor). Se colocan entre placas adyacentes.
3. 3. Lana mineral (hasta 40 mm de espesor).
4. 4. Metal o madera contrachapada para preparar el cuerpo del aparato.
5. 5. Pegamento.
6. 6. Sellador.
7. 7. Ferretería.
8. 8. Esquina.
9. 9. 4 bridas (debajo de la sección de tubería).
10. 10. Ventilador.

Nota! La diagonal del cuerpo del intercambiador de calor recuperativo corresponde a su ancho. En cuanto a la altura, se ajusta por el número de placas y su espesor en conjunto con los rieles.

Dibujos de dispositivos

Las láminas de metal se utilizan para cortar cuadrados, las dimensiones de cada lado pueden variar de 200 a 300 mm. En este caso, es necesario seleccionar el valor óptimo, teniendo en cuenta qué sistema de ventilación está instalado en su hogar. Debe haber al menos 70 hojas, para que queden más suaves, recomendamos trabajar con 2-3 piezas al mismo tiempo.

Diagrama de un dispositivo de plástico.

Para que la recuperación de energía en el sistema se lleve a cabo en su totalidad, es necesario preparar listones de madera de acuerdo con las dimensiones seleccionadas del lado del cuadrado (de 200 a 300 mm). Luego deben procesarse cuidadosamente con aceite secante. Cada elemento de madera está pegado al segundo lado del cuadrado de metal. Uno de los cuadrados debe quedar sin pegar.

Para que la recuperación, y con ella la ventilación del aire, sea más eficaz, cada borde superior de los raíles se recubre cuidadosamente con adhesivo. Los elementos individuales se ensamblan en un "sándwich" cuadrado. ¡Muy importante! El 2°, 3° y todos los subsiguientes productos cuadrados deben girarse 90° con relación al anterior. De esta manera, se implementa la alternancia de canales, su posición perpendicular.

El cuadrado superior se fija en el pegamento, en el que no hay listones. Usando las esquinas, la estructura se une y sujeta con cuidado. Para que la recuperación de calor en los sistemas de ventilación se lleve a cabo sin pérdida de aire, los espacios se llenan con sellador. Se forman montajes de brida.

Las soluciones de ventilación (unidad fabricada) se colocan en la carcasa. Previamente, en las paredes del dispositivo, es necesario preparar varias guías de esquina. El intercambiador de calor está colocado de tal manera que sus esquinas descansan contra las paredes laterales, mientras que toda la estructura se parece visualmente a un rombo.

En la foto, una versión casera del dispositivo.

En su parte inferior quedan productos residuales en forma de condensado. La tarea principal es obtener 2 canales de escape aislados entre sí. Dentro de la estructura del elemento laminar, las masas de aire se mezclan, y solo allí. Se hace un pequeño orificio en la parte inferior para drenar el condensado a través de una manguera. En el diseño, se hacen 4 agujeros para las bridas.

Fórmula para calcular la potencia.

Ejemplo! Para calentar el aire de la habitación hasta 21ºC, que requiere60 m3 de airea la una:Q \u003d 0.335x60x21 \u003d 422 W.

Para determinar la eficiencia de la unidad, basta con determinar las temperaturas en 3 puntos clave de su entrada al sistema:

Cálculo del payback del recuperador

ahora ya sabes , qué es un recuperador y qué tan necesario es para los sistemas de ventilación modernos. Estos dispositivos se instalan cada vez más en casas de campo, instalaciones de infraestructura social. Los recuperadores para una casa privada son un producto bastante popular en nuestro tiempo. En un cierto nivel de deseo, el recuperador se puede ensamblar con sus propias manos con medios improvisados, como se menciona anteriormente en nuestro artículo.

Unidad de tratamiento de aire es una solución moderna para organizar un intercambio de aire óptimo y un uso racional de los recursos energéticos. El principio de funcionamiento es la implementación de entrada forzada y extracción de aire fuera de las instalaciones. Sobre la base de la instalación de PVU, puede crear un sistema de microclima individual conectando varios filtros y dispositivos.

Sistema de ventilación de recuperación

Para ahorrar energía térmica, algunas instalaciones de PSA están equipadas con recuperadores. El intercambiador de calor es un intercambiador de calor de metal que está integrado en el sistema de ventilación y proporciona un calentamiento parcial del aire exterior debido al aire caliente extraído. En este caso, el calentamiento de la mayor parte del flujo de aire se realiza mediante un aerotermo convencional. La unidad de suministro y escape con recuperación de calor, aunque el precio es más alto que para otros dispositivos, pero debido a la eficiencia energética, estos costos se amortizan rápidamente. Una característica importante del dispositivo es su coeficiente de rendimiento (COP), que oscila entre el 30 y el 96 % según el tipo de intercambiador de calor, la velocidad del flujo de aire a través del intercambiador de calor y la diferencia de temperatura.

La ventilación de suministro y escape con recuperación cumple completamente con los requisitos modernos para ahorrar energía térmica. Y gracias a la función de calefacción de espacios, se considera el desarrollo más prometedor en el campo de la ventilación.

Ventajas principales:

1. Cómodo intercambio de aire
2. Ahorro de energía eficiente
3. Función de ajuste de humedad
4. Aislamiento acústico fiable
5. Alta eficiencia hasta el 96%
6. Práctico sistema de control
7. Purificación del aire de polvo e impurezas.
8. Máximo ahorro de energía térmica

Clasificación y características de los dispositivos.

Dependiendo del diseño del intercambiador de calor, las PVU con recuperador pueden ser de varios tipos:

Los intercambiadores de calor de placas son el diseño más común. La transferencia de calor ocurre al pasar aire a través de una serie de placas. Durante el funcionamiento se forma condensado, por lo que el sistema de recuperación está equipado adicionalmente con una salida de condensado. La eficiencia es 50-75%.

El intercambiador de calor rotatorio es un dispositivo cilíndrico densamente empaquetado con capas de acero corrugado. El intercambio de calor se lleva a cabo mediante un rotor giratorio, que pasa secuencialmente primero aire caliente y luego frío. En este caso, la intensidad depende de la velocidad de rotación del rotor. El sistema de suministro y escape con este tipo de recuperación de calor es grande, por lo que es adecuado para centros comerciales, hospitales, hoteles y otras áreas grandes. Debido a la ausencia de congelación, la eficiencia alcanza el 75-85%

Los tipos menos comunes incluyen recuperadores con un portador de calor intermedio (que puede ser agua o una solución de agua y glicol). La eficiencia es del 40-60%. La unidad de tratamiento de aire con intercambiador de calor se puede fabricar en forma de tubos de calor llenos de freón. La eficiencia de dicho dispositivo es del 50-70%. Además, se utiliza un recuperador de cámara. El aire frío y caliente pasa a través de una cámara, que está separada por un amortiguador especial. Periódicamente, el amortiguador gira y los flujos de aire cambian de lugar. La eficiencia es de hasta el 90%.

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Las unidades de ventilación de suministro y escape con recuperación de calor aparecieron hace relativamente poco tiempo, pero rápidamente ganaron popularidad y se convirtieron en un sistema bastante popular. Los dispositivos pueden ventilar completamente la habitación durante el período frío, manteniendo el régimen de temperatura óptimo del aire entrante.

¿Lo que es?

Cuando se utiliza ventilación de suministro y extracción en el período otoño-invierno, a menudo surge la cuestión de mantener el calor en la habitación. El flujo de aire frío procedente de la ventilación se precipita hacia el suelo y contribuye a la creación de un microclima desfavorable. La forma más común de solucionar este problema es instalar un calefactor que caliente los flujos de aire exterior frío antes de suministrarlos a la habitación. Sin embargo, este método consume bastante energía y no evita las pérdidas de calor en la habitación.

La mejor solución al problema es equipar el sistema de ventilación con un intercambiador de calor. El intercambiador de calor es un dispositivo en el que los canales de salida y suministro de aire están ubicados muy cerca uno del otro. La unidad de recuperación de calor le permite transferir parcialmente el calor del aire que sale de la habitación al aire que entra. Gracias a la tecnología de intercambio de calor entre flujos de aire multidireccionales, es posible ahorrar hasta un 90% de electricidad, además, en verano, el dispositivo puede usarse para enfriar las masas de aire entrantes.

Especificaciones

El recuperador de calor consiste en una carcasa, que está cubierta con materiales aislantes del calor y el ruido y está hecha de chapa de acero. La carcasa del dispositivo es lo suficientemente fuerte y capaz de soportar cargas de peso y vibración. Hay aberturas de entrada y salida en la caja, y el movimiento del aire a través del dispositivo lo proporcionan dos ventiladores, generalmente de tipo axial o centrífugo. La necesidad de su instalación se debe a una importante ralentización de la circulación natural del aire, provocada por la elevada resistencia aerodinámica del intercambiador de calor. Para evitar la aspiración de hojas caídas, pequeños pájaros o escombros mecánicos, se instala una rejilla de toma de aire en la boca de entrada situada en el lado calle. El mismo orificio, pero desde el costado de la habitación, también está equipado con una rejilla o difusor que distribuye uniformemente los flujos de aire. Al instalar sistemas ramificados, los conductos de aire se montan en los orificios.

Además, las entradas de ambos chorros están equipadas con filtros finos que protegen el sistema del polvo y las gotas de grasa. Esto evita que los canales del intercambiador de calor se obstruyan y prolonga significativamente la vida útil del equipo. Sin embargo, la instalación de filtros se complica por la necesidad de monitorear constantemente su condición, limpiarlos y, si es necesario, reemplazarlos. De lo contrario, el filtro obstruido actuará como una barrera natural para el flujo de aire, como resultado de lo cual aumentará la resistencia y el ventilador se romperá.

Según el tipo de construcción, los filtros intercambiadores de calor pueden ser secos, húmedos y electrostáticos. La elección del modelo correcto depende de la potencia del dispositivo, las propiedades físicas y la composición química del aire de escape, así como de las preferencias personales del comprador.

Además de ventiladores y filtros, los recuperadores incluyen elementos de calefacción, que pueden ser de agua o eléctricos. Cada calentador está equipado con un interruptor de temperatura y puede encenderse automáticamente si el calor que sale de la casa no puede hacer frente al calentamiento del aire entrante. La potencia de los calentadores se selecciona estrictamente de acuerdo con el volumen de la habitación y el rendimiento operativo del sistema de ventilación. Sin embargo, en algunos dispositivos, los elementos calefactores solo protegen el intercambiador de calor contra la congelación y no afectan la temperatura del aire entrante.

Los elementos del calentador de agua son más económicos. Esto se debe al hecho de que el refrigerante, que se mueve a lo largo de la bobina de cobre, ingresa desde el sistema de calefacción de la casa. Desde la bobina, se calientan las placas que, a su vez, emiten calor al flujo de aire. El sistema de regulación del calentador de agua está representado por una válvula de tres vías que abre y cierra el suministro de agua, una válvula de mariposa que reduce o aumenta su velocidad y una unidad de mezcla que regula la temperatura. Los calentadores de agua se instalan en un sistema de conductos de aire con una sección rectangular o cuadrada.

Los calentadores eléctricos a menudo se instalan en conductos de aire con una sección transversal circular, y una espiral actúa como elemento calefactor. Para el funcionamiento correcto y eficiente del calentador en espiral, la velocidad del flujo de aire debe ser mayor o igual a 2 m/s, la temperatura del aire debe ser de 0 a 30 grados y la humedad de las masas que pasan no debe exceder el 80%. Todos los calentadores eléctricos están equipados con un temporizador de funcionamiento y un relé térmico que apaga el dispositivo en caso de sobrecalentamiento.

Además del conjunto estándar de elementos, a pedido del consumidor, se instalan ionizadores de aire y humidificadores en los recuperadores, y las muestras más modernas están equipadas con una unidad de control electrónico y una función para programar el modo de funcionamiento, dependiendo de externo y condiciones internas. Los paneles de instrumentos tienen una apariencia estética, lo que permite que los intercambiadores de calor encajen orgánicamente en el sistema de ventilación y no perturben la armonía de la habitación.

Principio de funcionamiento

Para comprender mejor cómo funciona el sistema recuperativo, se debe consultar la traducción de la palabra “recuperador”. Literalmente, significa "retorno de usado", en este contexto - intercambio de calor. En los sistemas de ventilación, el intercambiador de calor toma calor del aire que sale de la habitación y lo entrega a los flujos entrantes. La diferencia de temperatura de los chorros de aire multidireccionales puede alcanzar los 50 grados. En verano, el dispositivo funciona a la inversa y enfría el aire que viene de la calle a la temperatura de la salida. En promedio, la eficiencia de los dispositivos es del 65%, lo que permite un uso racional de los recursos energéticos y un importante ahorro de energía eléctrica.

En la práctica, el intercambio de calor en el intercambiador de calor es el siguiente: la ventilación forzada impulsa un exceso de volumen de aire en la habitación, como resultado de lo cual las masas contaminadas se ven obligadas a abandonar la habitación a través del conducto de escape. El aire caliente saliente pasa a través del intercambiador de calor, mientras calienta las paredes de la estructura. Al mismo tiempo, se desplaza hacia él una corriente de aire frío que toma el calor recibido por el intercambiador sin mezclarlo con las corrientes de escape.

Sin embargo, al enfriar el aire de escape de la habitación se forma condensación. Con el buen funcionamiento de los ventiladores, que dan a las masas de aire una gran velocidad, el condensado no tiene tiempo de caer sobre las paredes del aparato y sale al exterior junto con la corriente de aire. Pero si la velocidad del aire no era lo suficientemente alta, entonces el agua comienza a acumularse dentro del dispositivo. Para estos efectos, en el diseño del intercambiador de calor se incluye una bandeja, que se ubica con una ligera inclinación hacia el orificio de drenaje.

A través del orificio de drenaje, el agua ingresa a un tanque cerrado, que se instala desde el costado de la habitación. Esto está dictado por el hecho de que el agua acumulada puede congelar los canales de salida y el condensado no tendrá por dónde drenar. No se recomienda el uso de agua recolectada para humidificadores: el líquido puede contener una gran cantidad de microorganismos patógenos y, por lo tanto, debe verterse en el sistema de alcantarillado.

Sin embargo, si aún se forma escarcha del condensado, se recomienda instalar equipo adicional: un bypass. Este dispositivo está hecho en forma de un canal de derivación a través del cual el aire de suministro ingresará a la habitación. Como resultado, el intercambiador de calor no calienta los flujos entrantes, sino que gasta su calor exclusivamente en la fusión del hielo. El aire entrante, a su vez, es calentado por un calentador, que se enciende de forma sincronizada con el bypass. Después de que todo el hielo se haya derretido y el agua se haya descargado en el tanque de almacenamiento, la derivación se apaga y el intercambiador de calor comienza a funcionar normalmente.

Además de instalar un bypass, se utiliza celulosa higroscópica para combatir la formación de hielo. El material está en casetes especiales y absorbe la humedad antes de que tenga tiempo de condensarse. El vapor de humedad pasa a través de la capa de celulosa y regresa a la habitación con el flujo entrante. Las ventajas de tales dispositivos son la instalación simple, la instalación opcional de un colector de condensado y un tanque de almacenamiento. Además, la eficiencia de los casetes de los recuperadores de celulosa no depende de las condiciones externas, y la eficiencia es superior al 80%. Las desventajas incluyen la imposibilidad de uso en habitaciones con humedad excesiva y el alto costo de algunos modelos.

Tipos de recuperadores

El mercado moderno de equipos de ventilación presenta una amplia gama de recuperadores de diferentes tipos, que se diferencian entre sí tanto en el diseño como en el método de intercambio de calor entre corrientes.

• Modelos de placas son el tipo de recuperadores más simple y común, se caracterizan por su bajo costo y larga vida útil. El intercambiador de calor de los modelos consta de delgadas placas de aluminio, que tienen una alta conductividad térmica y aumentan significativamente la eficiencia de los dispositivos, que en los modelos de placas puede alcanzar el 90%. Los indicadores de alta eficiencia se deben a la peculiaridad de la estructura del intercambiador de calor, cuyas placas están ubicadas de tal manera que ambos flujos, alternados, pasan entre ellos en un ángulo de 90 grados entre sí. La secuencia de chorros calientes y fríos que pasan se hizo posible gracias al doblado de los bordes de las placas y al sellado de las juntas con resinas de poliéster. Además del aluminio, para la producción de placas se utilizan aleaciones de cobre y latón, así como plásticos hidrofóbicos poliméricos. Sin embargo, además de las ventajas, los intercambiadores de calor de placas también tienen sus puntos débiles. Se considera que la desventaja de los modelos es un alto riesgo de condensación y formación de hielo, que se debe a que las placas están demasiado cerca unas de otras.

• Modelos rotativos Consisten en una carcasa dentro de la cual gira un rotor de tipo cilíndrico, que consta de placas perfiladas. Durante la rotación del rotor, el calor se transfiere de los flujos salientes a los entrantes, como resultado de lo cual se produce una ligera mezcla de masas. Y aunque la proporción de mezcla no es crítica y generalmente no supera el 7%, estos modelos no se utilizan en instituciones médicas y para niños. El nivel de recuperación de la masa de aire depende completamente de la velocidad del rotor, que se configura en modo manual. La eficiencia de los modelos rotativos es del 75-90%, el riesgo de formación de hielo es mínimo. Esto último se debe al hecho de que la mayor parte de la humedad se retiene en el tambor, luego de lo cual se evapora. Las desventajas incluyen dificultad en el mantenimiento, alta carga de ruido, que se debe a la presencia de mecanismos móviles, así como las dimensiones generales del dispositivo, la imposibilidad de instalarlo en la pared y la probabilidad de que se propaguen olores y polvo durante la operación. .

• modelos de cámara constan de dos cámaras, entre las cuales hay un amortiguador común. Después de calentarse, comienza a girar y hace correr aire frío hacia la cámara caliente. Luego, el aire caliente entra en la habitación, la compuerta se cierra y el proceso se repite nuevamente. Sin embargo, el recuperador de cámara no ha ganado mucha popularidad. Esto se debe a que la compuerta no es capaz de garantizar la total estanqueidad de las cámaras, por lo que los flujos de aire se mezclan.

• Modelos tubulares consisten en una gran cantidad de tubos que contienen freón. En el proceso de calentamiento de los flujos salientes, el gas sube a las secciones superiores de los tubos y calienta los flujos entrantes. Después de que se libera el calor, el freón toma forma líquida y fluye hacia las secciones inferiores de los tubos. Las ventajas de los intercambiadores de calor tubulares incluyen una eficiencia bastante alta, que alcanza el 70%, sin partes móviles, sin zumbidos durante la operación, tamaño pequeño y larga vida útil. Las desventajas son el gran peso de los modelos, que se debe a la presencia de tuberías de metal en el diseño.

• Modelos con portador de calor intermedio consisten en dos conductos de aire separados que pasan a través de un intercambiador de calor lleno de una solución de agua y glicol. Como resultado de su paso por la unidad térmica, el aire de escape cede calor al refrigerante que, a su vez, calienta el flujo entrante. Las ventajas del modelo incluyen su resistencia al desgaste, debido a la ausencia de partes móviles, y entre las desventajas destacan una baja eficiencia, que alcanza solo el 60%, y una predisposición a la formación de condensación.

¿Como escoger?

Debido a la gran variedad de recuperadores presentados a los consumidores, no será difícil elegir el modelo adecuado. Además, cada tipo de dispositivo tiene su propia especialización estrecha y ubicación de instalación recomendada. Entonces, al comprar un dispositivo para un apartamento o una casa privada, es mejor elegir un modelo de placa clásica con placas de aluminio. Dichos dispositivos no requieren mantenimiento, no requieren mantenimiento regular y se distinguen por una larga vida útil.

Este modelo es perfecto para usar en un edificio de apartamentos. Esto se debe al bajo nivel de ruido durante su funcionamiento y tamaño compacto. Los modelos estándar tubulares también han demostrado ser buenos para uso privado: son de tamaño pequeño y no zumban. Sin embargo, el costo de dichos recuperadores supera un poco el costo de los productos de placas, por lo que la elección del dispositivo depende de las capacidades financieras y las preferencias personales de los propietarios.

Al elegir un modelo para un taller de producción, un almacén no alimentario o un aparcamiento subterráneo, debe elegir dispositivos rotativos. Dichos dispositivos tienen alta potencia y alto rendimiento, que es uno de los principales criterios para trabajar en grandes áreas. Los recuperadores con un refrigerante intermedio también han demostrado su eficacia, sin embargo, debido a su baja eficiencia, no tienen tanta demanda como las unidades de tambor.

Un factor importante a la hora de elegir un dispositivo es su precio. Por lo tanto, las opciones más económicas para los intercambiadores de calor de placas se pueden comprar por 27 000 rublos, mientras que una potente unidad rotativa de recuperación de calor con ventiladores adicionales y un sistema de filtración incorporado costará alrededor de 250 000 rublos.

Ejemplos de diseño y cálculo

Para no cometer un error con la elección de un intercambiador de calor, es necesario calcular la eficiencia y la eficiencia del dispositivo. Para calcular la eficiencia, se utiliza la siguiente fórmula: K = (Tp - Tn) / (Tv - Tn), donde Tp denota la temperatura del flujo entrante, Tn es la temperatura de la calle y Tv es la temperatura en la habitación. A continuación, debe comparar su valor con el indicador de máxima eficiencia posible del dispositivo adquirido. Normalmente este valor viene indicado en la ficha técnica del modelo u otra documentación adjunta. Sin embargo, al comparar la eficiencia deseada y la indicada en el pasaporte, debe recordarse que, de hecho, este coeficiente será ligeramente inferior al especificado en el documento.

Conociendo la eficiencia de un modelo en particular, puede calcular su efectividad. Esto se puede hacer usando la siguiente fórmula: E (W) \u003d 0.36xRxKx (Tv - Tn), donde P indicará el flujo de aire y se mide en m3 / h. Después de realizar todos los cálculos, es necesario comparar los costos de comprar un intercambiador de calor con su eficiencia convertida en un equivalente monetario. Si la compra se justifica, el dispositivo se puede comprar de forma segura. De lo contrario, vale la pena considerar métodos alternativos para calentar el aire entrante o instalar una serie de dispositivos más simples.

Al diseñar el dispositivo usted mismo, debe tener en cuenta que los dispositivos de contracorriente tienen la máxima eficiencia de transferencia de calor. Le siguen los conductos de flujo cruzado, y en último lugar los conductos unidireccionales. Además, la intensidad de la transferencia de calor depende directamente de la calidad del material, el grosor de las particiones divisorias y también de cuánto tiempo estarán las masas de aire dentro del dispositivo.

Sutilezas de instalación

El montaje y la instalación de la unidad de recuperación se pueden realizar de forma independiente. El tipo más simple de dispositivo casero es un intercambiador de calor coaxial. Para su fabricación, se toma una tubería de alcantarillado de plástico de dos metros con una sección transversal de 16 cm y una corrugación de aire de aluminio de 4 m de largo, cuyo diámetro debe ser de 100 mm. Los adaptadores-divisores se colocan en los extremos de un tubo grande, con la ayuda de los cuales el dispositivo se conectará al conducto de aire, y se inserta una corrugación en el interior, torciendo en espiral. El intercambiador de calor está conectado al sistema de ventilación de tal manera que el aire caliente pasa a través de la corrugación y el aire frío pasa a través de una tubería de plástico.

Como resultado de este diseño, no hay mezcla de flujos y el aire exterior tiene tiempo de calentarse, moviéndose dentro de la tubería. Para mejorar el rendimiento del dispositivo, puede combinarlo con un intercambiador de calor de suelo. En el proceso de prueba, dicho intercambiador de calor da buenos resultados. Entonces, a una temperatura exterior de -7 grados y una temperatura interna de 24 grados, la productividad del dispositivo fue de aproximadamente 270 metros cúbicos por hora, y la temperatura del aire entrante correspondió a 19 grados. El costo promedio de un modelo casero es de 5 mil rublos.

Al fabricar e instalar un intercambiador de calor por su cuenta, debe recordar que cuanto más largo sea el intercambiador de calor, mayor será la eficiencia de la instalación. Por lo tanto, los artesanos experimentados recomiendan ensamblar un intercambiador de calor de cuatro secciones de 2 m cada una, después del aislamiento térmico preliminar de todas las tuberías. El problema del drenaje de condensado se puede resolver instalando un accesorio de drenaje de agua, y el dispositivo en sí se puede colocar ligeramente inclinado.

Unidades de tratamiento de aire con recuperación de calor- equipo de ventilación diseñado para suministrar aire fresco de la calle a las instalaciones y al mismo tiempo eliminar el aire de escape viejo con un bajo contenido de oxígeno. El aire de suministro se inyecta en la cámara exterior por medio de un ventilador y luego se distribuye por las habitaciones a través de difusores. El extractor de aire elimina el aire de escape a través de válvulas especiales.

El principal problema del intercambio de aire intensivo con la ayuda de ventilación de suministro y extracción es la alta pérdida de calor. Para minimizarlos, se desarrollaron unidades de suministro y escape con recuperación de calor, lo que permitió reducir varias veces las pérdidas de calor y reducir el costo de la calefacción de espacios en un 70-80%. El principio de funcionamiento de tales instalaciones es utilizar el calor del flujo de aire saliente transfiriéndolo al aire de suministro.

Al equipar un objeto unidad de tratamiento de aire con recuperación de calor, el aire de escape caliente se toma a través de tomas de aire ubicadas en las habitaciones más húmedas y contaminadas (cocinas, baños, instalaciones sanitarias, cuartos de servicio, etc.) Antes de salir del edificio, el aire pasa a través del intercambiador de calor, transfiriendo calor al aire entrante (suministrado). El aire de suministro calentado y purificado ingresa a las instalaciones a través de conductos de aire a través de dormitorios, salas de estar, oficinas, etc. Esto asegura una circulación de aire constante, mientras que el aire entrante se calienta con el calor emitido por el aire de salida.

Tipos de recuperadores

Las unidades de tratamiento de aire pueden equiparse con varios tipos de recuperadores:

• Los intercambiadores de calor de placas son uno de los diseños más comunes de intercambiadores de calor. El intercambio de calor se lleva a cabo haciendo pasar el aire de suministro y de escape a través de una serie de placas. Puede formarse condensación en el intercambiador de calor durante el funcionamiento, por lo que los intercambiadores de calor de placas están equipados adicionalmente con un drenaje de condensado. La eficiencia del intercambio de calor alcanza el 50-75%;
• recuperadores rotativos: el intercambio de calor se realiza mediante un rotor giratorio y su intensidad se regula por la velocidad de rotación del rotor. El intercambiador de calor rotatorio tiene una alta eficiencia de intercambio de calor, del 75 al 85%;
• tipos menos comunes son los recuperadores con un refrigerante intermedio (el agua o una solución de agua-glicol actúa como su papel) con una eficiencia de hasta 40-60%, los recuperadores de cámara dividida en dos partes por un amortiguador (eficiencia de hasta 90%) y tubos de calor llenos de freón (eficiencia 50-70%).

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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 las unidades de tratamiento de aire se usa activamente con mayor frecuencia con una alta productividad del sistema, cuando el intercambio de aire puede ser de 1000-1500 m 3 / ha 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, reduciendo así la demanda 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.

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 escape 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, el dinero. se reducen los costes de funcionamiento del sistema de ventilación. 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.