Unidades de tratamento de ar com recuperação de calor para uma casa particular

A questão da melhoria da eficiência energética deve ser considerada no projeto e na revisão de edifícios residenciais particulares. A instalação de ar forçado e de exaustão no sistema de ventilação é uma das soluções eficazes para economizar no pagamento de recursos energéticos.

Tipos de sistemas de ventilação

Mudar o ar em salas residenciais e de utilidade, na cozinha e no banheiro é um pré-requisito para manter um microclima saudável.

A ventilação é natural e forçada.

No primeiro caso, o ar limpo flui do exterior e é removido para a atmosfera devido aos processos físicos de tração em um tubo alto.

No inverno, o ar frio entra na casa através de janelas, portas, dutos de abastecimento e deixa as instalações aquecidas à temperatura ambiente - de modo que até 15% da energia é desperdiçada no aquecimento das ruas.

Os sistemas de circulação forçada usam ventiladores instalados nos dutos de suprimento de ar ou de exaustão.

Na ventilação de suprimento e exaustão, ambos os processos são forçados.

O princípio de operação de sistemas com recuperação

A ventilação com recuperação funciona de acordo com um esquema simples:

1. Em um local conveniente para instalação e manutenção, é instalado um recuperador - um trocador de calor, ao qual estão conectados os dutos de ventilação de suprimento e exaustão.
2. O ar quente da sala aquece o frio vindo de fora.
3. Massas de ar limpo e aquecido são bombeadas para dentro da casa.
4. O processo é então repetido.

Verificou-se experimentalmente que, a uma temperatura do ar de exaustão de 23 ° C e de fora de -20 ° C, nas melhores amostras de recuperadores, os fluxos de entrada são aquecidos a 18 ° C. Dessa forma, a economia de energia é alcançada.

O ar frio e poluído no recuperador não se mistura - o ar limpo entra no prédio pela rua.

Para aumentar a eficiência em diferentes condições operacionais, uma grande variedade de modelos de recuperadores foi desenvolvida.

Características de design

A classificação dos trocadores de calor é realizada de acordo com vários critérios:

• especificações técnicas;
• método de colocação;
• material da caixa e elementos internos;
• princípio de ação;
• design de itens de trabalho;
• o ambiente físico usado para transferência de calor;
• esquema de automação e controle.

A escolha é feita após uma análise completa de todos os recursos.

Local de instalação do hardware

Ao escolher o local de instalação da unidade principal do recuperador, considere onde os ventiladores ou bombas estão instalados. O ruído gerado pelo dispositivo pode ser um grande obstáculo.

Os recuperadores não montam sobre quartos e viveiros.

Pelo método de instalação, os dispositivos de piso e de suspensão são diferenciados, a superfície afeta a escolha. Se não houver paredes de capital sólidas, é melhor permanecer no modelo instalado no chão.

Os dispositivos suspensos podem ser escondidos atrás de um teto suspenso, mas essas soluções são adequadas para edifícios industriais. A vibração criada pelo ventilador e pela caixa é transmitida e amplificada pelas estruturas do edifício.

A caixa do trocador de calor pode ser horizontal e vertical. Isso não afeta as características técnicas, mas permite escolher um modelo para a conexão conveniente de dutos de ar.Quanto menos ângulos e curvas, menos ruído dos fluxos de ar e menos energia desperdiçada no movimento das massas de ar pelos ventiladores.

Esquemas típicos de construção

Todos os recuperadores são convencionalmente divididos em modelos de transferência direta de calor e dispositivos com refrigerante intermediário.

A primeira classe inclui trocadores de calor:

• câmara;
• rotativo;
• fluxo cruzado lamelar e contrafluxo;
• tubular.

Em dispositivos com um transportador de calor intermediário, é utilizado freon ou um líquido de água e glicol.

Câmara

O dispositivo consiste em duas câmeras isoladas. Os fluxos são controlados automaticamente por um amortecedor móvel.

No primeiro estágio, o ar quente é enviado para a câmara nº 1, enquanto as paredes são aquecidas. Depois de um tempo determinado pela automação, o amortecedor altera o fluxo de ar - o da rua vai para a câmara aquecida e aquece lá em cima, enquanto o da sala vai para a câmara n ° 2.

O processo é repetido ciclicamente à medida que os compartimentos são aquecidos e resfriados. A eficiência dos dispositivos não excede 50 - 60%.

Rotativo

O trocador de calor na unidade de suprimento e exaustão com um recuperador rotativo é a placa presa à roda. O eixo gira lentamente no tambor, o eixo coincide com o fluxo de ar. O tambor é dividido em duas partes, uma das quais move o ar do apartamento, a outra rua. O impulsor da roda, movendo-se no primeiro segmento, esquenta. Além disso, por rotação, as lâminas aquecidas se movem para outra parte do tambor, onde emitem calor para o ar da rua.

O equipamento de controle permite desligar o modo de aquecimento na estação quente. A eficiência da instalação é de cerca de 80%.

A desvantagem do modelo é a impossibilidade técnica de separar completamente os fluxos - cerca de 5% das massas de ar são misturadas. O recurso não permite o uso de dispositivos desse tipo em salas onde o SNiP está definido com os valores máximos permitidos de poluição.

Lamelar

Existem dois tipos de modelos: contracorrente e fluxo cruzado, o nome depende da direção do movimento do ar.

Placas de alumínio se acumulam e emitem calor, a partir do qual canais estreitos são formados.

O esquema de fabricação permite a mistura de massas de ar em um nível de cerca de 0,1%, o que serve como base para considerar o dispositivo hermético.

A eficiência dos recuperadores de contracorrente depende das dimensões geométricas. Equipamento volumoso tem um custo alto e raramente é usado em residências particulares.

Nos trocadores de calor de fluxo cruzado, os fluxos de ar cruzam o dispositivo perpendicularmente.

Os trocadores de calor de contrafluxo são mais eficazes para pequenas dimensões. Um grande número de elementos constituintes reduz a resistência mecânica, portanto, essas unidades são usadas apenas com pequenas quedas de pressão.

Tubular

Estruturalmente feito de um tubo de grande diâmetro, dentro do qual existem muitos tubos de uma seção menor.

Fluxos quentes, passando por tubos finos, os aquecem. Um fluxo de ar da rua é aquecido pelas paredes, que entram na casa através de um ventilador.

Ventilação com recuperador freon

Os recuperadores de Freon pertencem à classe de dispositivos com um líquido de refrigeração intermediário.

A base do trabalho são dois princípios físicos:

• uma mudança no estado agregado de freon durante os ciclos de aquecimento-resfriamento - o líquido de arrefecimento, resfriamento, entra em estado líquido e se transforma em uma fração de gás quando aquecido;
• a propriedade de um gás ser superior a um líquido devido a diferentes gravidades específicas.

O design é uma infinidade de tubos anulares cheios de refrigerante freon.

Os tubos passam pelos canais da unidade de ventilação e o duto de exaustão deve sempre ser menor que o ar de suprimento.O ar quente aquece a parte inferior dos tubos, o freon ferve e sobe na cavidade superior, através da qual o ar frio da rua passa. Na câmara superior, o freon no tubo libera calor, ele próprio esfria, passa para a fração líquida e desce pelo tubo.

As vantagens do sistema freon:

• falta de compressores para bombear refrigerante, o que significa alta confiabilidade do dispositivo;
• a completa ausência de mistura de ar limpo e contaminado, o que é obtido pela compactação dos pontos de transição dos tubos através das paredes das câmaras.

Recuperador de canal com transportador de calor intermediário

O dispositivo consiste em dois trocadores de calor que podem ser transportados por longas distâncias.

O equipamento é adequado para a reconstrução de sistemas de ventilação, cujo design não incluía inicialmente a possibilidade de transferência de calor.

Algoritmo de trabalho:

1. O ar do duto de exaustão passa através de um trocador de calor composto por tubos através dos quais circula o líquido de etileno glicol.
2. O líquido de refrigeração é bombeado através de uma bomba de circulação para o mesmo radiador instalado no duto de alimentação.
3. O líquido libera calor para o ar que passa pela grade do radiador.
4. O processo de bombeamento é contínuo.

Regular o grau de troca de calor entre as válvulas instaladas nos tubos de transporte. Em princípio, isso é semelhante ao esquema de controle de transferência de calor dos radiadores de aquecimento.

Em qualquer esquema de construção de recuperadores, forma-se condensação no dispositivo. Para sua remoção, um contêiner deve ser fornecido para coleta e formas de descarte adicional fora da casa ou no sistema de esgoto.

Os principais elementos dos sistemas de ventilação

A ventilação com recuperação de calor em uma casa particular não consiste apenas em uma unidade de trocador de calor.

O sistema inclui:

• grades de proteção;
• dutos de ar;
• válvulas
• fãs
• filtros.
• órgãos de automação e controle.

As treliças protegem contra a entrada acidental de objetos grandes, pássaros e roedores no sistema, o que pode causar acidentes. Esta opção é possível quando um objeto estranho entra no impulsor do ventilador. A consequência pode ser:

• lâminas deformadas e aumento do nível de vibração (ruído);
• obstrução do rotor do ventilador e combustão dos enrolamentos do motor;
• odor desagradável de animais mortos e em decomposição.

A seção transversal total dos furos da grade não deve ser muito menor que a seção transversal dos dutos de ar, isso leva a uma diminuição no desempenho de todo o sistema.

Os dutos e acessórios de ar (voltas, camisetas, adaptadores) são comprados ao mesmo tempo, tentando comprar produtos do mesmo fabricante. A diferença de tamanho leva a lacunas nas junções, interrupção do fluxo e turbulência.

Não use dutos corrugados para ventilação com um recuperador, que cria resistência ao fluxo de ar e aumenta o ruído durante a operação.

As válvulas de ar são necessárias para alterar temporariamente os parâmetros do movimento do ar; por exemplo, elas podem ser usadas para bloquear o canal de entrada durante um período particularmente gelado, quando o recuperador não consegue lidar com o aquecimento do ar até a temperatura necessária.

Os filtros são instalados em todos os modelos de ventilação com recuperação. Eles protegem o equipamento da poeira das ruas e dos flocos de árvores, que entopem rapidamente os trocadores de calor.

Os ventiladores podem ser integrados na unidade de recuperação ou instalados em dutos. Ao calcular, a potência necessária do dispositivo deve ser determinada.

Você não pode economizar na compra de ventiladores - produtos baratos de baixa qualidade não foram projetados para operação a longo prazo. Conforme o desgaste, os ventiladores emitem ruídos, provocam vibrações nos componentes de ventilação, o que torna desconfortável estar na sala.

Controle climático

O recuperador é parte integrante do sistema geral de ventilação de suprimento e exaustão. A operação do sistema não pode ser configurada uma vez e não muda durante todo o período de operação.

Os modos mudam de acordo com a época do ano, a temperatura do ar e a força do vento, os parâmetros climáticos desejados nos quartos.

Os sistemas de controle incluem:

• Sensores de temperatura, umidade, fumaça instalados nas instalações e no interior do equipamento. Por comandos dos sensores, os ventiladores e outros equipamentos de controle são ligados ou desligados.
• Atuadores e seus atuadores que controlam a operação de válvulas, amortecedores, válvulas de gaveta.
• Dispositivos para controlar o funcionamento de ventiladores, bombas, velocidade de rotação das placas do rotor.
• Controladores de dispositivos de controle que analisam a situação na casa, reguladores de tensão para operação estável e precisa do equipamento.
• Unidades de reserva de energia em caso de falta de energia.

As principais funções dos sistemas de controle:

• fornecer controle de temperatura do ar, levando em consideração parâmetros do microclima, condições externas, leituras do sensor;
• monitorar e alterar a intensidade da temperatura dos fluxos antes e depois do trocador de calor;
• gestão da qualidade do ar, incluindo conteúdo de CO2;
• trocador de calor proteção contra geada;
• controle do ventilador;
• desligar a ventilação de suprimento em caso de incêndio e ligar o sistema de exaustão de fumaça;
• monitorar o status e emitir informações sobre o estado dos filtros.

Os painéis de controle são criados individualmente, levando em consideração as condições operacionais, as dimensões do edifício e os requisitos dos proprietários.

Regras de seleção

O principal critério para escolher uma instalação é o seu desempenho. É muito difícil fazer cálculos por conta própria; portanto, é melhor entrar em contato com especialistas.

Parâmetros importantes ao escolher:

• Coeficiente de desempenho, que fala sobre como a temperatura dos fluxos é redistribuída, em vez de economizar calor. Os números reais estão perto de 65 a 80%. Declarações em torno de 90% e acima não passam de movimentos de marketing. Cerca de 15% do calor é perdido através da ventilação, portanto, os valores para 50% de economia de energia não podem ser verdadeiros.
• Material e espessura da caixa - dispositivos de metal fino estão sujeitos a vibrações e aumento de ruído.
• Informações confiáveis ​​sobre o desempenho dos fãs, elas devem ser selecionadas com uma margem de cerca de 20%. Na potência máxima indicada nos passaportes, o ventilador deixa de criar a pressão necessária para a circulação de ar.
• Composição e características dos sistemas de automação, tempo de atividade durante uma queda de energia.
• Recursos adicionais de automação para controle de ar condicionado, umidificador, aquecedor elétrico (se necessário).

Uma unidade de ventilação devidamente instalada e configurada com um recuperador reduzirá as contas de energia em 10 a 15%. Esperar por mais economia não faz sentido. Ao mesmo tempo, o conforto em uma casa ou apartamento particular aumentará acentuadamente. Os componentes de empresas conhecidas trabalham por muito tempo e sem falhas com o cálculo correto e a conformidade com as regras de instalação.