Il principio di funzionamento e installazione delle unità di trattamento aria con recupero di calore

I sistemi di ventilazione forzata e di scarico con recupero di calore sono apparsi relativamente di recente, tuttavia, hanno rapidamente guadagnato popolarità e sono diventati molto popolari nel sistema. I dispositivi sono in grado di ventilare completamente la stanza durante il periodo freddo, mantenendo la temperatura ottimale dell'aria in ingresso.

Quando si utilizza la ventilazione di alimentazione e di scarico nel periodo autunno-inverno, spesso si tratta di mantenere il calore nella stanza. Il flusso di aria fredda proveniente dalla ventilazione si riversa sul pavimento e contribuisce alla creazione di un microclima sfavorevole.Il modo più comune per risolvere questo problema è installare un riscaldatore che riscalda il flusso di aria fredda della strada prima di essere immesso nella stanza. Tuttavia, questo metodo è abbastanza energivoro e non impedisce la perdita di calore della stanza.

La migliore soluzione al problema è dotare il sistema di ventilazione di uno scambiatore di calore. Il recuperatore è un dispositivo in cui i canali di deflusso e di alimentazione dell'aria sono in stretta vicinanza l'uno con l'altro. L'unità di recupero consente di trasferire parzialmente il calore dall'aria in uscita dalla stanza all'aria in ingresso. Grazie alla tecnologia di scambio termico tra flusso d'aria multidirezionale, è possibile risparmiare fino al 90% di energia elettrica, inoltre, in estate, il dispositivo può essere utilizzato per raffreddare le masse d'aria in entrata.

Il recuperatore di calore è costituito da un corpo rivestito con materiali isolanti termici e acustici ed è realizzato in lamiera d'acciaio. Il corpo del dispositivo è abbastanza robusto e in grado di sopportare i carichi di peso e vibrazioni.Ci sono aperture di afflusso e di deflusso sul case e il movimento dell'aria attraverso lo strumento è fornito da due ventole, generalmente di tipo assiale o centrifugo. La necessità della loro installazione è dovuta a un significativo rallentamento della circolazione naturale dell'aria, causato dall'elevata resistenza aerodinamica del recuperatore. Per evitare l'aspirazione di foglie cadute, piccoli uccelli o detriti meccanici, una griglia di aspirazione dell'aria è installata sull'ingresso situato sul lato della strada. Lo stesso foro, ma dal lato della stanza, è anche dotato di una griglia o diffusore, che distribuisce uniformemente il flusso d'aria. All'installazione dei sistemi ramificati i condotti dell'aria sono montati nelle aperture.

Inoltre, gli ingressi di entrambi i flussi sono dotati di filtri fini che proteggono il sistema da polvere e gocce di grasso. Ciò protegge i canali dello scambiatore di calore dall'otturazione e prolunga in modo significativo la durata dell'apparecchiatura. Tuttavia, l'installazione dei filtri è complicata dalla necessità di monitorare costantemente le loro condizioni, la loro pulizia e, se necessario, la loro sostituzione.In caso contrario, il filtro intasato agirà come un ostacolo naturale al flusso d'aria, a causa del quale la resistenza ad essi aumenterà e la ventola si romperà.

Oltre ai ventilatori e ai filtri, i recuperatori comprendono elementi riscaldanti che possono essere sia elettrici che idrici. Ogni riscaldatore è dotato di un relè di temperatura ed è in grado di accendersi automaticamente se il calore che fuoriesce dall'abitazione non è in grado di sopportare il riscaldamento dell'aria in ingresso. La potenza dei riscaldatori è selezionata in stretta conformità con il volume della stanza e la capacità di lavoro del sistema di ventilazione. Tuttavia, in alcuni dispositivi, gli elementi riscaldanti proteggono solo lo scambiatore di calore dal congelamento e non hanno alcun effetto sulla temperatura dell'aria in ingresso.

Gli elementi del riscaldatore di acqua sono più economici. Ciò risulta dal fatto che il vettore di calore che si muove su una bobina di rame, proviene da un sistema di riscaldamento della casa.Dalla bobina si riscaldano le piastre, che a loro volta emanano calore al flusso d'aria. Il sistema di regolazione dello scaldacqua è rappresentato da una valvola a tre vie che apre e chiude l'alimentazione idrica, una valvola a farfalla che riduce o aumenta la sua velocità e un'unità di miscelazione che regola la temperatura. Gli scaldacqua sono installati nel sistema di canali con una sezione rettangolare o quadrata.

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

Oltre agli elementi standard, su richiesta del consumatore, sono installati ionizzatori e umidificatori dell'aria nei recuperatori, mentre i modelli più moderni sono dotati di un'unità di controllo elettronica e di una funzione di programmazione della funzione, a seconda delle condizioni esterne e interne.I pannelli degli strumenti hanno un aspetto estetico, consentendo ai recuperatori di adattarsi organicamente al sistema di ventilazione e non disturbare l'armonia della stanza.

Per capire meglio come funziona il sistema rigenerativo, si dovrebbe fare riferimento alla traduzione della parola "recuperatore". Letteralmente, significa "ritorno usato", in questo contesto - trasferimento di calore. Nei sistemi di ventilazione, lo scambiatore di calore prende il calore dall'aria uscendo dalla stanza e lo consegna ai flussi in entrata. La differenza di temperatura tra i getti d'aria multidirezionali può raggiungere 50 gradi. In estate, il dispositivo funziona viceversa e raffredda l'aria proveniente dalla strada verso la temperatura esterna. In media, l'efficienza dei dispositivi è del 65%, il che consente un uso razionale delle risorse energetiche e un risparmio significativo sull'elettricità.

In pratica, lo scambio di calore nello scambiatore di calore è il seguente: la ventilazione forzata spinge una quantità eccessiva di aria nella stanza, a causa della quale le masse contaminate sono costrette a lasciare la stanza attraverso un condotto di scarico. L'aria calda in uscita passa attraverso lo scambiatore di calore, riscaldando le pareti della struttura.Allo stesso tempo, un flusso di aria fredda si muove verso di esso, che prende il calore ottenuto dallo scambiatore di calore senza mescolarsi con i flussi esausti.

Tuttavia, il raffreddamento dell'aria che lascia la stanza porta alla formazione di condensa. Con una buona prestazione dei ventilatori, che conferiscono alle masse d'aria un'alta velocità, la condensa non ha il tempo di cadere sulle pareti del dispositivo e uscire con il getto d'aria. Ma se la velocità dell'aria non era abbastanza alta, allora l'acqua comincia ad accumularsi all'interno del dispositivo. Per questi scopi, un pallet è incluso nel design del recuperatore, che si trova con una leggera inclinazione verso l'apertura di scarico.

Attraverso il foro di scarico, l'acqua entra nel serbatoio chiuso, che viene installato dal lato della stanza. Ciò è dettato dal fatto che l'acqua accumulata può congelare i canali di deflusso e la condensa non avrà nessun luogo dove essere drenata. Non è consigliabile usare acqua raccolta per gli umidificatori: il liquido può contenere un gran numero di microrganismi patogeni e quindi deve essere versato nel sistema fognario.

Tuttavia, se si forma ancora brina di condensa, si consiglia di installare apparecchiature aggiuntive: un bypass.Questo dispositivo è realizzato sotto forma di un canale di bypass attraverso il quale l'aria entrante entrerà nella stanza. Di conseguenza, lo scambiatore di calore non riscalda i flussi in ingresso, ma consuma il suo calore esclusivamente per la fusione del ghiaccio. L'aria in ingresso, a sua volta, viene riscaldata mediante un riscaldatore, che viene acceso in sincrono con il bypass. Dopo che tutto il gelo è stato sciolto e l'acqua è stata portata nel serbatoio, il bypass viene disattivato e il recuperatore inizia a funzionare in modalità normale.

Oltre all'installazione del bypass, l'antigelimento viene utilizzato per la polpa igroscopica. Il materiale è in cassette speciali e assorbe l'umidità prima che abbia tempo di cadere nella condensa. Il vapore di umidità passa attraverso lo strato cellulosico e ritorna nella stanza con il flusso in entrata. I vantaggi di tali dispositivi sono l'installazione semplice, l'installazione opzionale di una raccolta per la condensa e il serbatoio di stoccaggio. Inoltre, l'efficienza degli scambiatori di calore in cellulosa a cassetta non dipende dalle condizioni esterne e l'efficienza è superiore all'80%. Gli svantaggi includono l'incapacità di utilizzare in ambienti con umidità eccessiva e l'alto costo di alcuni modelli.

Il mercato moderno delle apparecchiature di ventilazione rappresenta una vasta scelta di scambiatori di calore di diverso tipo, che si differenziano tra loro sia nella progettazione che nel metodo di scambio termico tra i flussi.

• Modelli di piastre sono il tipo più semplice e più comune di recuperatori, si distinguono per il basso costo e la lunga durata. Lo scambiatore di calore dei modelli è costituito da sottili piastre di alluminio, che hanno un'elevata conduttività termica e aumentano significativamente l'efficienza dei dispositivi, che nei modelli di piastre possono raggiungere il 90%. Gli indicatori di alta efficienza sono dovuti alla particolarità della struttura dello scambiatore di calore, le cui piastre sono disposte in modo tale che entrambe le correnti si alternano tra loro ad un angolo di 90 gradi l'una rispetto all'altra. La sequenza di passaggi di getti caldi e freddi è stata resa possibile piegando i bordi delle piastre e sigillando i giunti con resine poliestere. Oltre all'alluminio, per la produzione di lastre che utilizzano leghe di rame e ottone, nonché plastiche polimeriche idrofobe. Tuttavia, oltre ai vantaggi, gli scambiatori di calore a piastre hanno i loro punti deboli. Lo svantaggio dei modelli è un alto rischio di condensa e formazione di ghiaccio, che è causato da una disposizione troppo ravvicinata delle piastre tra loro.

• Modelli rotanti Sono costituiti da un corpo all'interno del quale ruota un rotore cilindrico, costituito da piastre profilate. Durante la rotazione del rotore, il calore viene trasferito dai flussi in uscita verso l'ingresso, a seguito del quale c'è una leggera miscelazione delle masse. E anche se il tasso di miscelazione non è critico e di solito non supera il 7%, tali modelli non sono utilizzati nelle istituzioni mediche e per bambini. Il livello di recupero della massa d'aria dipende interamente dalla velocità di rotazione del rotore, che è impostata in modalità manuale. L'efficienza dei modelli di rotore è del 75-90%, il rischio di formazione di ghiaccio è minimo. Quest'ultimo è dovuto al fatto che la maggior parte dell'umidità viene trattenuta nel tamburo e quindi evapora. Gli svantaggi includono la complessità della manutenzione, l'elevato carico di rumore, dovuto alla presenza di meccanismi mobili, nonché le dimensioni del dispositivo, l'impossibilità di installazione sulla parete e la probabilità di odori e polvere durante il funzionamento.

• Modelli da camera Consistono di due camere, tra le quali c'è un serranda comune. Dopo il riscaldamento, inizia a girare e lanciare aria fredda nella camera calda.Quindi l'aria riscaldata entra nella stanza, lo smorzatore si chiude e il processo si ripete nuovamente. Tuttavia, lo scambiatore di calore a camera non ha ricevuto ampia popolarità. Ciò è dovuto al fatto che il lembo non è in grado di garantire la completa tenuta delle camere, quindi il flusso d'aria viene miscelato.

• Modelli tubolari consistono in un gran numero di tubi che contengono freon. Nel processo di riscaldamento dai flussi in uscita, il gas sale alle sezioni superiori dei tubi e riscalda i flussi in entrata. Dopo che il calore è stato rilasciato, il freon assume una forma liquida e scorre verso le parti inferiori dei tubi. I vantaggi degli scambiatori di calore tubolari comprendono un'efficienza sufficientemente elevata, che raggiunge il 70%, l'assenza di parti mobili, l'assenza di ronzio durante il funzionamento, dimensioni ridotte e lunga durata. Gli svantaggi sono il peso elevato dei modelli, dovuto alla presenza di tubi metallici nel design.

• Modelli con refrigerante intermedio consiste di due condotti separati che passano attraverso uno scambiatore di calore riempito con una soluzione di acqua glicolata. Come risultato del passaggio attraverso il nodo termico, l'aria di scarico emette calore al liquido di raffreddamento e, a sua volta, riscalda il flusso in entrata.I vantaggi del modello includono la sua durata, dovuta all'assenza di parti in movimento, e tra gli aspetti meno evidenti la bassa efficienza, che raggiunge solo il 60%, e una predisposizione alla formazione di condensa.

A causa della grande varietà di scambiatori di calore presentati ai consumatori, non è difficile scegliere il modello desiderato. Inoltre, ogni tipo di dispositivo ha una specializzazione ristretta e una posizione di installazione consigliata. Quindi, quando si acquista un dispositivo per un appartamento o una casa privata, è meglio scegliere un modello classico lamellare con piastre di alluminio. Tali dispositivi non richiedono manutenzione, non richiedono una manutenzione regolare e sono caratterizzati da una lunga durata.

Questo modello è perfetto per l'uso in un condominio. Ciò è dovuto al basso livello di rumore durante il suo funzionamento e alle dimensioni compatte. Anche i modelli tubolari si sono rivelati una buona idea per l'uso privato: sono piccoli e non ronzano. Tuttavia, il costo di tali scambiatori di calore supera leggermente il costo dei prodotti lastra, quindi la scelta del dispositivo dipende dalle possibilità finanziarie e dalle preferenze personali dei proprietari.

Quando si sceglie un modello per l'officina di produzione, il magazzino non alimentare o il parcheggio sotterraneo dovrebbero concentrarsi sui dispositivi rotanti. Tali dispositivi hanno alta potenza e alte prestazioni, che è uno dei criteri principali per il lavoro in grandi aree. Anche i recuperatori con refrigerante intermedio si sono dimostrati validi, ma a causa della loro bassa efficienza, non sono così popolari come i set di batteria.

Per non confondersi con la scelta dello scambiatore di calore, è necessario calcolare l'efficienza e l'efficienza del dispositivo. Per calcolare l'efficienza, utilizzare la seguente formula: K = (Tn - Tn) / (Tv - Tn), dove Tp indica la temperatura del flusso in ingresso, Tn - la temperatura esterna e Tv - la temperatura ambiente. Successivamente, è necessario confrontare il valore con il più alto indicatore possibile di efficienza del dispositivo acquistato.Di solito questo valore è indicato nel certificato tecnico del modello o in altra documentazione di accompagnamento. Tuttavia, quando si confronta l'efficienza desiderata e quella indicata nel passaporto, si dovrebbe ricordare che in effetti questo coefficiente sarà leggermente inferiore a quello indicato nel documento.

Conoscendo l'efficienza di un particolare modello, è possibile calcolare la sua efficacia. Questo può essere fatto secondo la seguente formula: E (W) = 0.36xPxKx (TV - Tn), dove P sarà il flusso d'aria e misurato in m3 / h. Dopo che tutti i calcoli sono stati fatti, i costi di acquisto dello scambiatore di calore dovrebbero essere confrontati con la sua efficienza, convertiti in un equivalente in contanti. Se l'acquisto si giustificherebbe da solo, il dispositivo può essere acquistato in modo sicuro. Altrimenti, dovresti prendere in considerazione metodi alternativi per riscaldare l'aria in entrata o installare una serie di dispositivi più semplici.

Quando si auto-progetta il dispositivo, si dovrebbe tenere presente che i dispositivi in ​​controcorrente hanno la massima efficienza di scambio termico. Sono seguiti da precisione incrociata e condotti dell'aria unidirezionali si trovano all'ultimo posto. Inoltre, quanto intenso sarà lo scambio di calore dipende direttamente dalla qualità del materiale,lo spessore delle pareti divisorie, nonché la durata delle masse d'aria all'interno del dispositivo.

Il montaggio e l'installazione dell'unità di recupero possono essere eseguiti in modo indipendente. Il tipo più semplice di dispositivo fatto in casa è uno scambiatore di calore coassiale. Per la sua fabbricazione, prendere un tubo di plastica di due metri per la sezione delle acque reflue di 16 cm e l'ondulazione di aria in alluminio con una lunghezza di 4 m, il cui diametro deve essere di 100 mm. Alle estremità di una grande tubatura si adattano adattatori, splitter, con i quali il dispositivo si collegherà al condotto, e l'interno della corrugazione, ruotandolo a spirale. Lo scambiatore di calore è collegato al sistema di ventilazione in modo che l'aria calda scorra attraverso l'ondulazione e l'aria fredda passi attraverso il tubo di plastica.

Come risultato di questo progetto, la miscelazione dei flussi non si verifica e l'aria esterna ha il tempo di riscaldarsi, spostandosi all'interno del tubo. Per migliorare le prestazioni del dispositivo, è possibile combinarlo con uno scambiatore di calore a terra. Nel processo di test un tale scambiatore di calore dà buoni risultati. Quindi, con una temperatura esterna di -7 gradi e una temperatura interna di 24 gradi,le prestazioni dello strumento erano circa 270 metri cubi all'ora e la temperatura dell'aria in ingresso corrispondeva a 19 gradi. Il costo medio di un modello fatto in casa è di 5 mila rubli.

Con la produzione e l'installazione indipendenti dello scambiatore di calore, è necessario ricordare che quanto più lungo è lo scambiatore di calore, tanto maggiore sarà l'efficienza dell'installazione. Pertanto, esperti artigiani consigliano di raccogliere uno scambiatore di calore da quattro segmenti di 2 m ciascuno, dopo aver effettuato l'isolamento termico preliminare di tutti i tubi. Il problema dello scarico della condensa può essere risolto installando un raccordo per scaricare l'acqua e il dispositivo stesso deve essere posizionato leggermente inclinato.

In generale, i consumatori parlano molto bene dei recuperatori. C'è un riscaldamento efficace dell'aria in entrata e la possibilità di risparmiare in modo significativo sulle bollette elettriche. Tra gli aspetti meno evidenti l'alto costo dei dispositivi, la formazione di ghiaccio da condensa e il rumore durante l'utilizzo di alcuni modelli.

Per informazioni su come installare la ventilazione forzata con le proprie mani, vedere il seguente video.