Recuperação de calor em sistemas de ventilação: o que é, princípio de funcionamento + diagramas

Os proprietários mais progressistas projetam dois sistemas de ventilação em seus edifícios ao mesmo tempo: gravitacional (natural) e mecânico com recuperação de calor (forçado). Neste caso, o sistema de ventilação natural é de emergência e serve em caso de avarias no funcionamento da unidade de tratamento de ar e é utilizado principalmente no período sem aquecimento. Deve-se lembrar que durante o funcionamento do sistema de ventilação mecânica, os dutos de ventilação por gravidade devem estar bem fechados. Caso contrário, a eficácia da ventilação forçada será perdida.

Tipos de unidades de recuperação de calor

A recuperação de calor no sistema de fornecimento de ventilação é um fenômeno relativamente novo e ainda não está amplamente difundido. Existem vários tipos de dispositivos e uma grande seleção de modelos para cada tipo. Fornecimento e ventilação de exaustão com aquecimento e recuperação de ar desempenham as seguintes funções:

Recuperação de calor;
Economia de combustível;
Reduzindo o custo do equipamento;
Garantir padrões ambientais;
Reduzindo custos de transporte;
Reduzindo o custo da limpeza do gás;
Reduzindo o custo do sistema de aquecimento.

Rotary (tambor)

O trocador de calor é adequado para áreas com climas adversos. O tambor é feito de folha de alumínio. Por movimentos progressivos, o calor é transferido do ar extraído para o ar fornecido:

O calor é transferido para o ar fornecido;
A mistura de fluxos é inferior a 0,1%;
O ar quente e umidificado retorna.

Os quartos secam menos. A potência líquida é de 92%.

Recuperador cruz lamelar

Projetado para áreas com condições climáticas amenas. As contra-correntes do recuperador de placas são separadas por uma folha de alumínio.

O calor é transferido para o ar fornecido;
A condensação está se formando;
Requer drenagem de água.

O calor do ar de exaustão através das placas de alumínio aquece o ar fornecido. A umidade condensa nas placas do trocador de calor, que vem do local.

Durante o aquecimento, a eficiência do trocador de calor é zero, a recuperação de calor não ocorre. A eficiência geral da unidade de tratamento de ar cai. O sistema recupera até 95% do calor.

Tubos de calor

Este tipo é produzido como um tubo hermeticamente selado a partir de um material com boa condutividade térmica. Freon é derramado dentro. O recuperador é colocado verticalmente na conduta (é permitido instalá-lo em pequena escala). A extremidade inferior é colocada no exaustor e a extremidade superior na ventilação de alimentação.

O ar quente flui pelo duto inferior na parte inferior do tubo. O Freon ferve, os vapores entram na parte superior e encontram o ar fornecido, retirando o calor do Freon. O condensado se deposita no fundo do tubo e o ciclo se repete. Vantagem: sem peças móveis. Desvantagem: baixo desempenho, o sistema roda em Freon.

Dispositivo intermediário de calor

Água ou uma solução especial é usada como um transportador de calor.

Dois trocadores de calor são interconectados por dutos;
Um deles está no canal que tira ar e recebe calor;
O calor passa pelo refrigerante para o segundo trocador de calor, localizado no canal de fornecimento de ar, onde ocorre o aquecimento.

Os fluxos não se misturam, mas o portador de calor intermediário reduz a eficiência em até 50%. Além disso, a eficiência pode ser aumentada com uma bomba. A vantagem dos portadores de calor intermediários é que os trocadores de calor podem ser instalados distantes uns dos outros.A instalação é realizada verticalmente e horizontalmente.

Trocador de calor do solo

O custo operacional do sistema é reduzido em 5 a 10%. Se não houver trocador de calor no solo, o ar que entra no sistema de recuperação entra diretamente da rua. Um tubo é colocado com um trocador de calor no solo a uma profundidade de cerca de dois metros no solo. A temperatura do ar abaixo de zero do solo sempre se mantém estável na região de + 10 ° C.

O ar viaja através do tubo no solo e entra na recuperação de calor. É muito mais fácil compensar as diferenças de temperatura. Os elementos de aquecimento ligam com menos frequência, a economia de calor torna-se maior.

O trocador de calor do solo deve ser feito de acordo com o projeto. Dependendo da área da casa, é selecionado um sistema de recuperação, que tira um determinado volume de ar da rua e, passando por todo o trocador de calor do solo, o aquece. É importante consultar um designer experiente. É ele quem saberá calcular o comprimento e a profundidade do canal.

Condições e características de operação

O aquecedor de água é conectado ao tubo AQS e retorno
O princípio de funcionamento de um esquentador para aquecimento, equipado com ventilador, baseia-se na troca de calor de dois meios de trabalho. A água quente é usada como o transportador de calor primário e o ar como o secundário. O aquecimento das massas de ar é realizado pela transferência de calor da água quente para um fluxo de ar frio. A eficiência da transferência de calor depende da diferença de temperatura - deve ser grande.

Ao operar dispositivos, vários requisitos devem ser observados:

Os números de desempenho são calculados antes da instalação em uma sala grande.
Os modelos domésticos são compactos, compatíveis com aquecimento a vapor ou água.
O uso de água com temperatura superior a 180 graus na rede é inaceitável - o aquecedor irá falhar.
Para salas grandes, um sistema de controle de energia para o aquecedor é usado na forma de um misturador com uma válvula de três ou duas vias.
A densidade máxima de impurezas agressivas no ar durante a operação do dispositivo é especificada em GN 2.2.5.686-98 e GOST 12.1.007-76.
A eficiência energética do aquecedor depende do coeficiente de transferência de calor. O valor está indicado no passaporte.
Antes da instalação em uma oficina doméstica ou garagem, é necessário instalar filtros para remover as impurezas químicas.
Os modelos de três fileiras são adequados para sistemas de ventilação que fornecem ar externo em temperaturas de 0 a -40 graus.
As modificações de quatro linhas são lançadas no inverno apenas quando o regime de temperatura aumenta para 30 graus por hora.
As unidades não são adequadas para ventilação forçada ou artificial - elas bombeiam o ar através dos elementos de dutos.

Especificações para prestar atenção ao escolher

Dispositivos de metal são eficazes em operação até -10 ° C. Em baixas temperaturas, o desempenho é visivelmente reduzido. Como resultado, elementos elétricos de pré-aquecimento são usados;
Na hora de escolher, você deve estudar a espessura da caixa, o material das pontes frias. A espessura de 3 cm está sujeita a isolamento adicional quando a temperatura externa cair abaixo de -5 ° C. Você terá que dobrar o uso de material isolante se a moldura for de alumínio;
Preste atenção especial aos valores de fluxo livre dos ventiladores. Pode acontecer que a cabeça esteja completamente ausente a 500 m3. O consumidor fica sabendo disso, via de regra, quando o recuperador falha;
Uma grande vantagem quando funções adicionais podem ser conectadas ao sistema automático. Graças à automação aprimorada, os custos operacionais são reduzidos e a operação de todo o dispositivo é aumentada;
O principal indicador para decidir qual recuperador escolher é a pressão e a potência de ventilação.Um cálculo preliminar é feito de quanto ar deve entrar na casa em uma hora.

O princípio de operação e design de um aquecedor de água

Dispositivos universais operando com água são instalados em locais com um sistema de fornecimento de calor bem estabelecido. Uma solução de design simples, mas bastante eficaz, permite aquecer o ar na faixa de + 70 ° C a + 100 ° C e é relevante para hangares, ginásios, supermercados, estufas, armazéns, grandes pavilhões - ou seja, grandes salas que requerem mais aquecimento.
Se você já usou um trocador de calor doméstico, compreenderá facilmente o princípio de operação de um dispositivo de água. Também aquece o ar, mas o papel de uma espiral elétrica encerrada em uma pequena caixa é desempenhado por um conjunto de tubos de metal por onde circula o refrigerante aquecido.

O processo de aquecimento é o seguinte:

a água quente aquecida à temperatura necessária (em média de + 80 ° C a + 180 ° C) dos tubos de aquecimento entra no trocador de calor, consistindo de pequenos tubos de alumínio, aço, bimetálico ou cobre;
os tubos aquecem o ar que passa pelo dispositivo;
o ventilador embutido circula o ar aquecido por toda a sala e estimula seu movimento na direção oposta - para o aparelho.

Não há necessidade de aquecimento especial da água, pois ela faz parte do sistema de aquecimento, portanto há uma economia significativa de custos.

Um circuito de aquecedor de água padrão é um híbrido de trocador de calor, ventilador e convetor. É eficaz para aquecer grandes instalações industriais e ao escolher a tubagem certa - para casas com um sistema de ventilação bem estabelecido.

Recuperadores de telhado

Essas unidades de ventilação são usadas em instalações com um grande espaço de trabalho. Eles filtram, aquecem e fornecem ar ao edifício. A temperatura do ar é regulada por um aquecedor de duto ou resfriador. A sua entrada é efectuada parcial ou totalmente através da estrutura de placas do recuperador.

Característica

Esses sistemas de abastecimento e ventilação de exaustão são instalados nos tetos dos edifícios por meio de orifícios feitos nos mesmos. Os recuperadores extraem o ar usado coletado do teto e o liberam na atmosfera, e seu calor é transferido para o poderoso jato de entrada. O suprimento de ar é direcionado diretamente para o teto ou direcionado para a área de trabalho. O recuperador pode ser uma unidade integrante do esquema geral de ventilação de toda a instalação. O dispositivo é fácil de operar.

Projeto

Os modelos de unidades são feitos de diferentes potências, que são medidas pelo volume de ar que passa em metros cúbicos por hora. A base do dispositivo é uma estrutura de painel feito de perfis de alumínio. A espessura ótima das folhas do trocador de calor é de cerca de 0,2 mm. Para isolamento acústico e térmico, as paredes da caixa são revestidas com lã mineral. Os recuperadores são equipados com seções de eletricidade, água e gás para aquecimento. A eficiência alcançada é de cerca de 65%. A instalação de abastecimento e ventilação de exaustão não causa quaisquer dificuldades. Para isso, é necessário fazer uma janela no telhado e reforçar a estrutura - “vidro” para a correta distribuição das cargas. A instalação de um recuperador na cobertura não ocupa o volume útil do edifício.

Recuperador com circulação de água

Característica

O transportador de energia térmica é água ou anticongelante fornecida à unidade de alimentação por um trocador de calor de exaustão localizado separadamente. O funcionamento de um recuperador de circulação de água é semelhante ao de um aquecimento de água. A eficiência de ação do trocador de calor a placas com circulação de água chega a 50-65%. A ventilação de alimentação e exaustão com recuperadores deste tipo raramente é usada quando é possível montar uma linha de troca de calor. A operação deste sistema requer monitoramento frequente.O ponto fraco é a presença de uma bomba que circula o trocador de calor. Bem como nós adicionais que regulam o funcionamento do sistema. Eles aumentam o consumo de energia. Com uma grande distância entre os trocadores de calor de alimentação e exaustão, é impraticável usar esta opção. O recuperador desempenha apenas a função de troca de calor sem transformação de umidade.

Projeto

As unidades principais do sistema de alimentação e exaustão com recuperação de calor são dois trocadores de calor. Eles são instalados separadamente nos dutos de entrada e saída de ar. Conecte-os com um tubo flexível isolado. Permite uma escolha mais fácil da localização dos nós e a instalação do sistema. O recuperador com circulação de água está equipado com bomba, tanque de expansão, controlador, indicador de pressão. Sensores de temperatura. Válvulas de ar, segurança e controle. Ao instalar um único sistema de recuperação, é possível conectar vários portadores de calor. Diferentes caminhos de exaustão e fluxo de ar garantem que o recuperador funcione sem a formação de vestígios de gelo. A transferência de contaminantes pelo ar de saída para o fluxo de entrada é excluída.

Problemas de instalação do sistema

Praticamente não há problemas potenciais associados ao uso de tais equipamentos. Alguns são decididos pelo fabricante, outros tornam-se uma dor de cabeça para o comprador. Os principais problemas incluem:

Formação de condensação. As leis da física determinam que, quando o ar em alta temperatura passa por um ambiente frio e fechado, ocorre a formação de condensação. Se a temperatura ambiente estiver abaixo de zero, as aletas começarão a congelar. Todas as informações fornecidas neste parágrafo definem uma diminuição significativa na eficiência do dispositivo.
Eficiência energética. Todos os sistemas de ventilação trabalhando em conjunto com o recuperador são dependentes de energia. O cálculo econômico realizado determina que somente serão úteis os modelos de recuperadores que economizem mais energia do que o gasto.
Período de retorno. Conforme observado anteriormente, o dispositivo é projetado para economizar energia. Um fator determinante importante é quantos anos leva para a compra e instalação de recuperadores para pagar. Se o indicador em questão ultrapassar a marca de 10 anos, então não há sentido na instalação, pois durante esse tempo outros elementos do sistema precisarão ser substituídos. Se os cálculos mostrarem que o período de retorno do investimento é de 20 anos, a possibilidade de instalação do dispositivo não deve ser considerada.

Os problemas acima devem ser levados em consideração ao escolher um trocador de calor, que existem várias dezenas de tipos.

Custo de trabalho adicional:

✔

A ventilação de alimentação é o tipo mais acessível e menos complexo de dispositivo doméstico de aeração. Sua missão é otimizar o microclima na sala por meio da migração dos fluxos de ar interno e externo. Como resultado, o ar de exaustão, carregado de gases nocivos, é descarregado na rua e dá lugar a massas de ar ricas em oxigênio.Concorde, é impossível permanecer no entupimento por muito tempo. A falta de ar fresco afeta negativamente o nível de conforto e o bem-estar geral das pessoas. Portanto, é importante garantir uma troca de ar suficiente e fornecer ventilação eficaz.

✔ Trabalhar na instalação de ventilação doméstica

mais fácil do que ar condicionado. a principal tarefa durante a instalação é fazer um furo na parede, e a instalação do dispositivo geralmente leva cerca de
1 hora
e não prejudicará seu reparo. As equipes de instalação usam equipamento profissional de perfuração de diamante, para o qual o
aspirador industrial
com abastecimento de água para umedecimento de poeira. isso permite
não deixe sujeira e poeira
após o trabalho. É necessário informar o consultor com antecedência sobre a presença de uma fachada de ventilação.se for um tijolo frontal, a instalação não é diferente da usual. se forem chapas compostas, basta escolher um local para o dispositivo, de modo que o furo não caia no perfil ao qual as chapas estão fixadas. se for grés porcelanato, pode-se instalar um tubo por baixo da fachada, sem o escoar para o exterior (neste caso, a qualidade do ar é a mesma da rua), ou furar uma fachada de ventilação, mas em caso haja danos no ladrilho, o seu restauro ficará a cargo do cliente.

de acordo com os códigos de construção atuais do diâmetro do furo menos de 200 mm
não há necessidade de reconciliar. o buraco é fechado com uma grade decorativa vinda da rua, portanto não prejudica a aparência do prédio, ao contrário dos aparelhos externos de ar condicionado. esta grelha também pode ser pintada na cor da fachada.

* Existem 3 opções se a instalação em uma loggia e varanda:

1. Se não houver janelas de plástico na loggia ou se sua posição constante no modo de ventilação for permitida, você pode instalar o respirador para que o ar seja retirado diretamente da loggia. isso não interfere no fluxo de ar puro, nem no verão nem no inverno. além disso, no inverno, mesmo em uma loggia não isolada, a temperatura é mais alta do que no exterior, o que permitirá que ainda menos energia seja gasta no aquecimento do ar. esta opção de instalação é comum em casas novas, onde as galerias são envidraçadas já na fase de construção.

2. se houver janelas de plástico lacradas na loggia e / ou se a loggia estiver completamente isolada, são feitos dois orifícios: um na parede entre a sala e a loggia, o segundo - diretamente na parede externa da loggia. um duto flexível conecta os dois orifícios, o ar é retirado diretamente da rua. neste caso, o dispositivo é colocado na sala de forma a minimizar o comprimento da conduta.

3. se a loggia estiver completamente isolada e conectada à sala, então o furo é feito diretamente na partição da loggia e o dispositivo é colocado na partição. neste caso, é necessário que a porta da loggia permaneça sempre aberta.