La cuestión de mejorar la eficiencia energética debe considerarse en el diseño y la revisión de los edificios residenciales privados. La instalación de aire forzado y escape en el sistema de ventilación es una de las soluciones efectivas para ahorrar en el pago de los recursos energéticos.
Tipos de sistemas de ventilación.
El cambio de aire en las habitaciones residenciales y de servicios públicos, en la cocina y en el baño es un requisito previo para mantener un microclima saludable.
La ventilación es natural y forzada.
En el primer caso, el aire limpio fluye desde el exterior y se elimina a la atmósfera debido a los procesos físicos de tracción en una tubería alta.
En invierno, el aire frío ingresa a la casa a través de ventanas, puertas, conductos de suministro y deja las instalaciones calentadas a temperatura ambiente, por lo que se desperdicia hasta el 15% de la energía en la calefacción de la calle.
Los sistemas de circulación forzada utilizan ventiladores instalados en el suministro de aire o en los conductos de escape.
En el suministro y la ventilación de escape, ambos procesos son forzados.
El principio de funcionamiento de los sistemas con recuperación.
La ventilación con recuperación funciona según un esquema simple:
- En un lugar conveniente para la instalación y el mantenimiento, se instala un recuperador, un intercambiador de calor, al que se conectan los conductos de ventilación de suministro y escape.
- El aire cálido de la habitación calienta el frío que viene del exterior.
- Se bombean masas de aire limpio y calentado a la casa.
- A continuación el proceso es repetido.
Se verificó experimentalmente que a una temperatura del aire de escape de 23 ° C y que entra desde el exterior -20 ° C, en las mejores muestras de recuperadores, los flujos entrantes se calientan a 18 ° C. De esta forma, se logran ahorros de energía.
El aire frío y contaminado en el recuperador no se mezcla: el aire limpio ingresa al edificio desde la calle.
Para aumentar la eficiencia en diferentes condiciones de operación, se ha desarrollado una amplia variedad de modelos de recuperadores.
Caracteristicas de diseño
La clasificación de los intercambiadores de calor se lleva a cabo de acuerdo con varios criterios:
- especificaciones técnicas;
- método de colocación;
- material de la caja y elementos internos;
- principio de acción;
- diseño de artículos de trabajo;
- el ambiente físico usado para la transferencia de calor;
- esquema de automatización y control.
La elección se realiza después de un análisis exhaustivo de todas las características.
Lugar de instalación de hardware
Al elegir la ubicación de instalación de la unidad principal del recuperador, considere dónde están instalados los ventiladores o las bombas. El ruido generado por el dispositivo puede ser un gran obstáculo.
Los recuperadores no se montan sobre dormitorios y guarderías.
Por el método de instalación, se distinguen los dispositivos de piso y colgantes, la superficie afecta la elección. Si no hay paredes de capital sólidas, es mejor permanecer en el modelo instalado en el piso.
Los dispositivos colgantes se pueden ocultar detrás de un techo suspendido, pero estas soluciones son adecuadas para edificios industriales. La vibración creada por el ventilador y la carcasa se transmite y amplifica mediante estructuras de construcción.
La carcasa del intercambiador de calor puede ser horizontal y vertical. Esto no afecta las características técnicas, pero le permite elegir un modelo para la conexión conveniente de los conductos de aire.Cuantos menos ángulos y giros, menos ruido del flujo de aire y menos energía desperdiciada en el movimiento de las masas de aire por los fanáticos.
Esquemas de construcción típicos
Todos los recuperadores se dividen convencionalmente en modelos de transferencia directa de calor y dispositivos con un refrigerante intermedio.
La primera clase incluye intercambiadores de calor:
- cámara;
- giratorio;
- flujo cruzado laminar y contraflujo;
- tubular.
En dispositivos con un portador de calor intermedio, se usa freón o un líquido de agua y glicol.
Cámara
El dispositivo consta de dos cámaras aisladas. Los flujos son controlados automáticamente por un amortiguador móvil.
En la primera etapa, se envía aire caliente a la cámara n. ° 1, mientras se calientan las paredes. Después de un tiempo determinado por la automatización, el amortiguador cambia el flujo de aire: el de la calle va a la cámara calentada y se calienta allí, mientras que el cuarto va a la cámara No. 2.
El proceso se repite cíclicamente a medida que los compartimentos se calientan y enfrían. La eficiencia de los dispositivos no supera el 50 - 60%.
Giratorio
El intercambiador de calor en la unidad de suministro y escape con un recuperador de tipo rotativo es la placa unida a la rueda. El eje gira lentamente en el tambor, el eje coincide con el flujo de aire. El tambor se divide en dos partes, una de las cuales mueve el aire del departamento, la otra calle. El impulsor de la rueda, que se mueve en el primer segmento, se calienta. Además, por rotación, las palas calentadas se mueven a otra parte del tambor, donde emiten calor al aire de la calle.
El equipo de control le permite apagar el modo de calefacción en la estación cálida. La eficiencia de la instalación es de aproximadamente el 80%.
La desventaja del modelo es la imposibilidad técnica de separar completamente los flujos: aproximadamente el 5% de las masas de aire están mezcladas. La función no permite el uso de dispositivos de este tipo en habitaciones donde SNiP se establece en los valores máximos permisibles de contaminación.
Laminar
Hay dos tipos de modelos: contracorriente y flujo cruzado, el nombre depende de la dirección del movimiento del aire.
Las placas de aluminio se acumulan y emiten calor, a partir del cual se forman canales de guía estrechos.
El esquema de fabricación permite mezclar masas de aire a un nivel de aproximadamente 0.1%, lo que sirve como base para considerar el dispositivo hermético.
La eficiencia de los recuperadores de contracorriente depende de las dimensiones geométricas. El equipo voluminoso tiene un alto costo y rara vez se usa para hogares privados.
En los intercambiadores de calor de flujo cruzado, los flujos de aire cruzan el dispositivo perpendicularmente.
Los intercambiadores de calor de contracorriente son más efectivos para pequeñas dimensiones. Una gran cantidad de elementos constituyentes reduce la resistencia mecánica, por lo tanto, tales unidades se usan solo con pequeñas caídas de presión.
Tubular
Hecho estructuralmente de un tubo de gran diámetro, dentro del cual hay muchos tubos de una sección más pequeña.
Flujos cálidos, que pasan a través de tubos delgados, los calienta. Una corriente de aire de la calle se calienta desde las paredes, que ingresan a la casa a través de un ventilador.
Ventilación con recuperador de freón
Los recuperadores de freón pertenecen a la clase de dispositivos con un refrigerante intermedio.
La base del trabajo son dos principios físicos:
- un cambio en el estado agregado del freón durante los ciclos de calentamiento-enfriamiento: el refrigerante, el enfriamiento, pasa a un estado líquido y se convierte en una fracción gaseosa cuando se calienta;
- La propiedad de un gas es mayor que un líquido debido a la gravedad específica diferente.
El diseño es una multitud de tubos anulares llenos de refrigerante freón.
Los tubos pasan a través de los canales de la unidad de ventilación, y el conducto de escape siempre debe estar más bajo que el suministro de aire.El aire caliente calienta la parte inferior de los tubos, el freón hierve y sube a la cavidad superior, a través del cual pasa el aire frío de la calle. En la cámara superior, el freón en el tubo emite calor, se enfría, pasa a la fracción líquida y baja por el tubo.
Las ventajas del sistema de freón:
- falta de compresores para bombear refrigerante, lo que significa una alta fiabilidad del dispositivo;
- La ausencia total de mezcla de aire limpio y contaminado, que se logra mediante la compactación de los lugares donde los tubos cruzan las paredes de las cámaras.
Recuperador de canal con portador de calor intermedio
El dispositivo consta de dos intercambiadores de calor que pueden transportarse a largas distancias.
El equipo es adecuado para la reconstrucción de sistemas de ventilación, cuyo diseño inicialmente no incluía la posibilidad de transferencia de calor.
Algoritmo de trabajo:
- El aire del conducto de escape pasa a través de un intercambiador de calor que consiste en tubos a través de los cuales circula líquido de etilenglicol.
- El refrigerante se bombea a través de una bomba de circulación al mismo radiador instalado en el conducto de suministro.
- El líquido emite calor al aire de suministro que pasa a través de la parrilla del radiador.
- El proceso de bombeo es continuo.
Para regular el grado de intercambio de calor entre los tubos de transporte instalados, las válvulas. En principio, esto es similar al esquema de control de transferencia de calor de los radiadores de calefacción.
Con cualquier esquema para construir recuperadores, se forma condensación en el dispositivo. Para su extracción, se debe proporcionar un contenedor para su recolección y formas de eliminación adicional fuera de la casa o en el sistema de alcantarillado.
Los elementos principales de los sistemas de ventilación.
La ventilación con recuperación de calor en una casa privada no solo consiste en una unidad de intercambiador de calor.
El sistema incluye:
- rejillas protectoras;
- conductos de aire;
- válvulas
- aficionados
- filtros
- Organismos de automatización y control.
Las celosías protegen contra la entrada accidental de objetos grandes, pájaros y roedores en el sistema, lo que puede causar accidentes. Esta opción es posible cuando un objeto extraño entra en el impulsor del ventilador. La consecuencia puede ser:
- cuchillas deformadas y mayor nivel de vibración (ruido);
- bloqueo del rotor del ventilador y combustión de los devanados del motor;
- olor desagradable de animales muertos y en descomposición.
La sección transversal total de los agujeros de la parrilla no debe ser mucho más pequeña que la sección transversal de los conductos de aire, esto conduce a una disminución en el rendimiento de todo el sistema.
Los conductos de aire y accesorios (giros, tees, adaptadores) se compran al mismo tiempo, tratando de comprar productos del mismo fabricante. La diferencia de tamaño conduce a lagunas en las uniones, interrupción del flujo y turbulencias.
No use conductos corrugados para ventilación con un recuperador, que crea resistencia al flujo de aire y aumenta el ruido durante la operación.
Se necesitan válvulas de aire para cambiar temporalmente los parámetros del movimiento del aire, por ejemplo, se pueden usar para bloquear el canal de entrada durante un período de tiempo particularmente helado cuando el recuperador no puede hacer frente al calentamiento del aire a la temperatura requerida.
Los filtros se instalan en todos los modelos de ventilación con recuperación. Protegen el equipo del polvo de la calle y la pelusa de los árboles, que obstruyen rápidamente los intercambiadores de calor.
Los ventiladores pueden integrarse en la unidad recuperadora o instalarse en conductos. Al calcular, se debe determinar la potencia necesaria del dispositivo.
No puede ahorrar en la compra de ventiladores: los productos baratos de baja calidad no están diseñados para funcionar a largo plazo. A medida que se desgastan, los ventiladores hacen ruido y provocan vibraciones en los componentes de ventilación, lo que hace que sea incómodo permanecer en el interior.
Control climatico
El recuperador es una parte integral del sistema general de suministro y ventilación por extracción. El funcionamiento del sistema no se puede configurar una vez y no cambia durante todo el período de funcionamiento.
Los modos cambian según la época del año, la temperatura del aire y la fuerza del viento, los parámetros climáticos deseados en las habitaciones.
Los sistemas de control incluyen:
- Sensores de temperatura, humedad, humo instalados en las instalaciones y dentro del equipo. Por comandos de los sensores, los ventiladores y otros equipos de control se encienden o apagan.
- Actuadores y sus actuadores que controlan el funcionamiento de válvulas, amortiguadores, válvulas de compuerta.
- Dispositivos para controlar el funcionamiento de ventiladores, bombas, velocidad de rotación de las placas del rotor.
- Controladores de dispositivos de control que analizan la situación en la casa, reguladores de voltaje para un funcionamiento estable y preciso del equipo.
- Unidades de respaldo de energía en caso de corte de energía.
Las principales funciones de los sistemas de control:
- control de la temperatura del aire de suministro teniendo en cuenta los parámetros del microclima, las condiciones externas, las lecturas del sensor;
- monitorear y cambiar la intensidad de la temperatura de los flujos antes y después del intercambiador de calor;
- gestión de la calidad del aire, incluido el contenido de CO2;
- intercambiador de calor protección contra heladas;
- control del ventilador;
- apagar la ventilación de suministro en caso de incendio y encender el sistema de escape de humo;
- monitorear el estado y emitir información sobre el estado de los filtros.
Los paneles de control se crean individualmente, teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento, las dimensiones del edificio y los requisitos de los propietarios.
Reglas de selección
El criterio principal para elegir una instalación es su rendimiento. Es muy difícil hacer los cálculos por su cuenta, por lo tanto, es mejor contactar a especialistas.
Parámetros que son importantes al elegir:
- Coeficiente de rendimiento, que habla de cómo se redistribuye la temperatura de los flujos, en lugar de ahorrar calor. Los números reales están cerca del 65–80%. Las declaraciones sobre el 90% y más no son más que movimientos de marketing. Alrededor del 15% del calor se pierde a través de la ventilación, por lo que las cifras del 50% de ahorro de energía no pueden ser ciertas.
- Material y grosor de la carcasa: los dispositivos metálicos delgados están sujetos a vibraciones y a un mayor ruido.
- Se debe seleccionar información confiable sobre el rendimiento de los fanáticos con un margen de aproximadamente el 20%. A la potencia máxima indicada en los pasaportes, el ventilador deja de crear la presión necesaria para la circulación del aire.
- Composición y características de los sistemas de automatización, tiempo de actividad durante un corte de energía.
- Funciones de automatización adicionales para controlar el aire acondicionado, humidificador, calentador eléctrico (si es necesario).
Una unidad de ventilación correctamente instalada y configurada con un recuperador reducirá las facturas de energía en un 10-15%. Esperar más ahorros no tiene sentido. Al mismo tiempo, la comodidad en una casa o apartamento privado aumentará notablemente. Los componentes de empresas conocidas funcionan durante mucho tiempo y sin fallas con el cálculo correcto y el cumplimiento de las reglas de instalación.
