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

A questão do aumento da eficiência energética é necessariamente considerada ao projetar e reformar edifícios residenciais privados. Uma unidade de tratamento de ar em um sistema de ventilação é uma das soluções mais eficazes para economizar nos custos de energia.

Tipos de sistemas de ventilação

A troca de ar em residências e despensas, na cozinha e no banheiro é um pré-requisito para a manutenção de um microclima saudável.

A ventilação é natural e forçada.

No primeiro caso, fluxos de ar limpo vêm de fora e são removidos para a atmosfera devido a processos físicos de empuxo em um tubo alto.

No inverno, o ar frio entra na casa pelas janelas, portas, dutos de abastecimento e sai das instalações aquecidas à temperatura ambiente - assim, até 15% da energia é desperdiçada no aquecimento da rua.

Os sistemas forçados usam ventiladores instalados no suprimento de ar ou nos dutos de exaustão para circular os fluxos.

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

O princípio de operação de sistemas com recuperação

A ventilação com recuperação funciona segundo um esquema simples:

1. Em local de fácil instalação e manutenção, é instalado um recuperador - trocador de calor, ao qual são conectados os dutos de ventilação de entrada e saída.
2. O ar quente da sala aquece o ar frio que vem de fora.
3. Massas de ar limpo aquecido são sopradas para dentro da casa.
4. Em seguida, o processo é repetido.

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

O ar frio e o poluído no recuperador não se misturam - o ar limpo da rua entra no edifício.

Para aumentar a eficiência em diferentes condições de operação, uma grande variedade de modelos de recuperadores foram desenvolvidos.

Características de design

Os trocadores de calor são classificados de acordo com vários critérios:

• características técnicas;
• método de colocação;
• material corporal e elementos internos;
• o princípio de ação;
• desenho de elementos de trabalho;
• o meio físico usado para transferência de calor;
• esquema de automação e controle.

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

Local de instalação do equipamento

Ao escolher o local de instalação da unidade principal do recuperador, leve em consideração o local de instalação dos ventiladores ou bombas. O ruído gerado pelo dispositivo pode ser muito perturbador.

Eles não instalam recuperadores acima dos quartos e berçários.

De acordo com o método de instalação, os dispositivos de piso e suspensos são diferenciados, a escolha é influenciada pela superfície. Se não houver paredes principais sólidas, é melhor escolher um modelo que seja instalado no chão.

Dispositivos suspensos podem ser escondidos atrás de tetos falsos, mas essas soluções são adequadas para edifícios industriais. A vibração gerada pelo ventilador e pela caixa é transmitida e amplificada pela estrutura do edifício.

O corpo do trocador de calor pode ser horizontal ou vertical. Isso não afeta as características técnicas, mas permite que você escolha um modelo para uma conexão conveniente de dutos de ar. Quanto menos curvas e curvas, menos ruído do fluxo de ar e menos energia é gasta para mover as massas de ar pelos ventiladores.

Esquemas de construção típicos

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

A primeira classe inclui trocadores de calor:

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

Dispositivos com um transportador de calor intermediário usam freon ou água-glicol líquido.

Câmara

O dispositivo consiste em duas câmaras isoladas. Os fluxos são controlados automaticamente por uma aba móvel.

No primeiro estágio, o ar quente é direcionado para a câmara nº 1, enquanto as paredes são aquecidas. Após um certo tempo automaticamente, o amortecedor muda o fluxo de ar - o amortecedor de rua é direcionado para a câmara aquecida e aquece lá, e o amortecedor de ambiente neste momento para a câmara No. 2.

O processo se repete ciclicamente à medida que os compartimentos aquecem e esfriam. A eficiência dos dispositivos não excede 50 - 60%.

Rotativo

O trocador de calor na unidade de tratamento de ar com um recuperador rotativo são as placas fixadas na roda. O eixo gira lentamente no tambor, o eixo coincide com os fluxos de ar. O tambor divide-se em duas partes, numa das quais se move o ar do apartamento, na outra o ar da rua. O impulsor da roda, movendo-se no primeiro segmento, aquece. Além disso, por meio de rotação, as lâminas aquecidas movem-se para outra parte do tambor, onde liberam 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. A peculiaridade não permite a utilização de dispositivos deste tipo em ambientes onde o SNiP tenha estabelecido valores máximos permitidos de contaminação.

Lamelar

Os modelos são produzidos em dois tipos: contrafluxo e contrafluxo, o nome depende da direção do movimento do ar.

As placas de alumínio acumulam e liberam calor, a partir do qual canais de guia estreitos são formados.

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

A eficiência dos recuperadores de contrafluxo depende diretamente das dimensões geométricas. Equipamentos volumosos têm um custo alto e raramente são usados ​​em residências particulares.

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

Os recuperadores de contrafluxo cruzado são os mais eficientes com dimensões pequenas. Um grande número de componentes reduz a resistência mecânica, portanto, tais unidades são utilizadas apenas com pequenas quedas de pressão.

Tubular

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

Os fluxos quentes que passam por tubos finos os aquecem. Uma corrente de ar da rua é aquecida a partir das paredes, que alimenta a casa por meio de um ventilador.

Ventilação com recuperador de freon

Os recuperadores de Freon pertencem à classe de dispositivos com um portador de calor intermediário.

O trabalho é baseado em dois princípios físicos:

• uma mudança no estado de agregação do freon durante os ciclos de aquecimento-resfriamento - o refrigerante, resfriando, passa para o estado líquido e se transforma em uma fração de gás quando aquecido;
• a propriedade de um gás ser maior do que um líquido devido a uma gravidade específica diferente.

O design é um conjunto de tubos anulares preenchidos com refrigerante freon.

Os tubos passam pelos dutos da unidade de ventilação, devendo o duto de exaustão estar sempre abaixo do duto de alimentação. O ar quente aquece a parte inferior dos tubos, o freon ferve e sobe para a cavidade superior, através da qual o ar frio da rua passa. Na câmara superior, o freon no tubo emite calor, enquanto ele se resfria, passa para a fração líquida e desce pelo tubo.

Vantagens do sistema Freon:

• falta de compressores para bombeamento do refrigerante, o que significa alta confiabilidade do dispositivo;
• ausência completa de mistura de ar limpo e poluído, que se consegue selando os pontos de transição dos tubos nas paredes das câmaras.

Recuperador de duto com transportador de calor intermediário

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

O equipamento é adequado para a reconstrução de sistemas de ventilação, cujo projeto não foi originalmente projetado para a possibilidade de troca de calor.

Algoritmo de trabalho:

1. O ar no duto de exaustão passa por um trocador de calor que consiste em tubos através dos quais circula um líquido de etilenoglicol.
2. O refrigerante é bombeado por meio de uma bomba de circulação para o mesmo radiador instalado no duto de alimentação.
3. O fluido transfere calor para o ar fornecido que passa pela grade do radiador.
4. O processo de bombeamento ocorre continuamente.

Para regular o grau de troca de calor, válvulas são instaladas entre os tubos de transporte. Em princípio, isso é semelhante ao esquema para regular a transferência de calor de radiadores de aquecimento.

Com qualquer projeto de recuperadores, forma-se condensado no dispositivo. Para removê-lo, deve ser fornecido um recipiente de coleta e um caminho para posterior descarte fora de casa ou na rede de esgoto.

Os principais elementos dos sistemas de ventilação

A ventilação com recuperação de calor em uma residência privada não consiste apenas em um trocador de calor.

O sistema inclui:

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

As grades evitam que objetos grandes, pássaros e roedores entrem acidentalmente no sistema, o que pode causar acidentes. Esta opção é possível quando um objeto estranho cai no impulsor do ventilador. A consequência pode ser:

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

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

Os dutos de ar e acessórios (curvas, tês, adaptadores) são comprados ao mesmo tempo, eles estão tentando comprar produtos de um fabricante. A diferença de tamanho leva a lacunas nas juntas, interrupção do fluxo e turbulência.

Os dutos de ar corrugado não são usados ​​para ventilação com recuperador, o que cria resistência aos fluxos 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, podem ser usadas para fechar o canal de entrada durante um período de tempo particularmente gélido, quando o recuperador não consegue lidar com o aquecimento do ar à temperatura necessária.

Filtros são instalados em todos os modelos de ventilação com recuperação. Eles protegem o equipamento da poeira da rua e do cotão das árvores, que obstruem rapidamente os trocadores de calor.

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

Você não pode economizar na compra de ventiladores - produtos baratos e de baixa qualidade não são projetados para operação de longo prazo.À medida que os ventiladores se desgastam, eles fazem barulho, gerando vibrações nos componentes da ventilação, o que causa desconforto ao estar nas salas.

Regulação do microclima

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

Os modos são alterados dependendo da estação, temperatura do ar e força do vento, os parâmetros climáticos desejados nos quartos.

Os sistemas de controle incluem:

• Detectores de temperatura, umidade, fumaça instalados nas salas e dentro do equipamento. Por comandos de sensores, ventiladores e outros equipamentos de controle são ligados ou desligados.
• Atuadores e seus acionamentos que controlam o funcionamento 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 um funcionamento estável e preciso do equipamento.
• Unidades de backup de energia em caso de falta de energia.

As principais funções dos sistemas de controle:

• controle da temperatura do ar de alimentação, levando em consideração os parâmetros do microclima, as condições externas, as leituras dos sensores;
• 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;
• proteção contra congelamento do recuperador;
• controle do ventilador;
• desligar o sistema de ventilação em caso de incêndio e ligar o sistema de exaustão de fumos;
• monitorar o status e emitir informações sobre o status dos filtros.

Os painéis de controle são criados individualmente, levando em consideração as condições de funcionamento, o tamanho da edificação e as necessidades dos proprietários.

Regras de seleção

O principal critério na escolha de uma planta é o seu desempenho. É muito difícil fazer cálculos por conta própria, por isso é melhor entrar em contato com especialistas.

Parâmetros que são importantes ao escolher:

• Coeficiente de eficiência, que indica como a temperatura dos riachos é redistribuída, ao invés da economia de calor. Os números reais estão se aproximando de 65-80%. Afirmações de cerca de 90% ou mais não passam de manobras de marketing. Cerca de 15% do calor é perdido através da ventilação, então os números de cerca de 50% de economia de energia não podem ser verdadeiros.
• Espessura e material da caixa - Dispositivos de metal fino estão sujeitos a vibração e aumento de ruído.
• Informações confiáveis ​​sobre o desempenho do ventilador, deve ser selecionado com uma margem de cerca de 20%. Na potência máxima indicada nos passaportes, o ventilador deixa de criar a pressão necessária para a circulação do ar.
• A composição e as características dos sistemas de automação, o período de operação em caso de queda de energia.
• Capacidades de automação adicionais para controlar um ar condicionado, um umidificador de ar, um aquecedor elétrico (se necessário).

Uma unidade de ventilação com recuperador, corretamente selecionada e configurada, reduzirá a conta de energia em 10-15%. Não faz sentido esperar mais economia. Ao mesmo tempo, o conforto em uma casa ou apartamento particular aumentará visivelmente. Componentes de empresas renomadas trabalham há muito tempo e sem problemas com o cálculo correto e cumprimento das regras de instalação.