El principio de operación e instalación de unidades de tratamiento de aire con recuperación de calor.

Los sistemas de ventilación forzada y de ventilación con recuperación de calor aparecieron relativamente recientemente, sin embargo, rápidamente ganaron popularidad y se hicieron bastante populares en el sistema. Los dispositivos pueden ventilar completamente la habitación durante el período de frío, mientras mantienen la temperatura óptima del aire entrante.

Cuando se utiliza ventilación de suministro y extracción en el período otoño-invierno, a menudo se trata de mantener el calor en la habitación. El flujo de aire frío proveniente de la ventilación se precipita al piso y contribuye a la creación de un microclima desfavorable.La manera más común de resolver este problema es instalar un calentador que calienta el flujo de aire frío de la calle antes de que ingresen a la habitación. Sin embargo, este método consume bastante energía y no evita la pérdida de calor de la habitación.

La mejor solución al problema es equipar el sistema de ventilación con un intercambiador de calor. El recuperador es un dispositivo en el que los canales de salida y suministro de aire están cerca uno del otro. La unidad de recuperación permite transferir parcialmente el calor del aire que sale de la habitación al aire entrante. Gracias a la tecnología de intercambio de calor entre el flujo de aire multidireccional, es posible ahorrar hasta el 90% de la electricidad; además, en verano, el dispositivo se puede utilizar para enfriar las masas de aire entrante.

El recuperador de calor consiste en un cuerpo que está cubierto con materiales aislantes de calor y ruido y está hecho de chapa de acero. El cuerpo del dispositivo es lo suficientemente fuerte y es capaz de soportar el peso y las cargas de vibración.Hay aberturas de entrada y salida en la caja, y el movimiento del aire a través del instrumento es proporcionado por dos ventiladores, generalmente de tipo axial o centrífugo. La necesidad de su instalación se debe a una desaceleración significativa en la circulación natural del aire, causada por la alta resistencia aerodinámica del recuperador. Para evitar la succión de hojas caídas, pájaros pequeños o residuos mecánicos, se instala una rejilla de admisión de aire en la entrada ubicada en el lado de la calle. El mismo orificio, pero desde el lado de la habitación, también está equipado con una rejilla o difusor, que distribuye uniformemente el flujo de aire. En la instalación de los sistemas ramificados, los conductos de aire se montan en las aberturas.

Además, las entradas de ambas corrientes están equipadas con filtros finos que protegen el sistema del polvo y las gotas de grasa. Esto protege a los canales del intercambiador de calor de la obstrucción y prolonga significativamente la vida útil del equipo. Sin embargo, la instalación de los filtros se complica por la necesidad de un monitoreo constante de su condición, limpieza y, si es necesario, su reemplazo.De lo contrario, el filtro obstruido actuará como un obstáculo natural para el flujo de aire, como resultado de lo cual la resistencia aumentará y el ventilador se romperá.

Además de los ventiladores y filtros, los recuperadores incluyen elementos de calefacción que pueden ser de agua y eléctricos. Cada calentador está equipado con un relé de temperatura y puede encenderse automáticamente si el calor que sale de la casa no hace frente al calentamiento del aire entrante. La potencia de los calentadores se selecciona en estricta conformidad con el volumen de la habitación y la capacidad de trabajo del sistema de ventilación. Sin embargo, en algunos dispositivos, los elementos calefactores solo protegen el intercambiador de calor de la congelación y no tienen efecto en la temperatura del aire entrante.

Los elementos del calentador de agua son más económicos. Esto se debe al hecho de que el transportador de calor que se mueve sobre una bobina de cobre proviene del sistema de calefacción de la casa.Desde la bobina se calientan las placas, que, a su vez, emiten calor al flujo de aire. El sistema de regulación del calentador de agua está representado por una válvula de tres vías que abre y cierra el suministro de agua, una válvula reguladora que reduce o aumenta su velocidad y una unidad de mezcla que regula la temperatura. Los calentadores de agua están instalados en el sistema de conductos con una sección rectangular o cuadrada.

Los calentadores eléctricos a menudo se instalan en conductos de aire con una sección transversal circular, y una hélice actúa como un calentador. Para un funcionamiento correcto y eficiente del calentador en espiral, el caudal de aire debe ser mayor o igual a 2 m / s, la temperatura del aire debe ser de 0 a 30 grados y la humedad de las masas que pasan no debe superar el 80%. Todos los calentadores eléctricos están equipados con un temporizador y un interruptor térmico, que apaga el dispositivo en caso de sobrecalentamiento.

Además del conjunto estándar de elementos, a petición del consumidor, se instalan ionizadores de aire y humidificadores, y los modelos más modernos están equipados con una unidad de control electrónico y una función de programación de función, dependiendo de las condiciones externas e internas.Los paneles de instrumentos tienen una apariencia estética, lo que permite que los recuperadores encajen orgánicamente en el sistema de ventilación y no alteren la armonía de la habitación.

Para comprender mejor cómo funciona el sistema regenerativo, uno debe referirse a la traducción de la palabra "recuperador". Literalmente, significa "retorno usado", en este contexto - transferencia de calor. En los sistemas de ventilación, el intercambiador de calor toma el calor del aire que sale de la habitación y lo transmite a las corrientes entrantes. La diferencia de temperatura entre los chorros de aire multidireccionales puede alcanzar los 50 grados. En el verano, el dispositivo funciona al revés y enfría el aire procedente de la calle a la temperatura exterior. En promedio, la eficiencia de los dispositivos es del 65%, lo que permite un uso racional de los recursos energéticos y un ahorro significativo de electricidad.

En la práctica, el intercambio de calor en el intercambiador de calor es el siguiente: la ventilación forzada conduce una cantidad excesiva de aire a la habitación, como resultado de lo cual las masas contaminadas se ven obligadas a abandonar la habitación a través de un conducto de escape. El aire caliente saliente pasa a través del intercambiador de calor, calentando las paredes de la estructura.Al mismo tiempo, una corriente de aire frío se mueve hacia ella, que toma el calor obtenido por el intercambiador de calor sin mezclarse con las corrientes agotadas.

Sin embargo, el enfriamiento del aire que sale de la habitación conduce a la formación de condensado. Con un buen rendimiento de los ventiladores, que dan una gran velocidad a las masas de aire, el condensado no tiene tiempo de caer en las paredes del dispositivo y sale con el chorro de aire. Pero si la velocidad del aire no era lo suficientemente alta, entonces el agua comienza a acumularse dentro del dispositivo. Para estos fines, se incluye una paleta en el diseño del intercambiador de calor, que se encuentra con una ligera inclinación hacia la abertura de drenaje.

A través del orificio de drenaje, el agua entra en el tanque cerrado, que se instala desde el lado de la habitación. Esto viene dado por el hecho de que el agua acumulada puede congelar los canales de salida y el condensado no tendrá que drenar. No se recomienda usar el agua recolectada para humidificadores: el líquido puede contener una gran cantidad de microorganismos patógenos y, por lo tanto, debe verterse en el sistema de alcantarillado.

Sin embargo, si todavía se forma escarcha por condensación, se recomienda instalar equipo adicional: una derivación.Este dispositivo se hace en forma de un canal de derivación a través del cual el aire entrante entrará en la habitación. Como resultado, el intercambiador de calor no calienta las corrientes entrantes, sino que consume su calor exclusivamente para derretir el hielo. El aire entrante, a su vez, se calienta por medio de un calentador, que se enciende sincrónicamente con el bypass. Después de que toda la escarcha se haya derretido y el agua haya sido introducida en el tanque de almacenamiento, el bypass se apaga y el recuperador comienza a funcionar en modo normal.

Además de la instalación del bypass, se utiliza pasta higroscópica antihielo. El material está en casetes especiales y absorbe la humedad antes de que tenga tiempo de caer en el condensado. El vapor de humedad pasa a través de la capa celulósica y regresa a la habitación con la corriente entrante. Las ventajas de tales dispositivos son la instalación simple, la instalación opcional de una colección para el tanque de almacenamiento y condensado. Además, la eficiencia de los intercambiadores de calor de celulosa en casete no depende de las condiciones externas, y la eficiencia es superior al 80%. Las desventajas incluyen la imposibilidad de uso en habitaciones con humedad excesiva y el alto costo de algunos modelos.

El mercado moderno de equipos de ventilación representa. una amplia selección de intercambiadores de calor de diferentes tipos, que difieren entre sí tanto en el diseño como en el método de intercambio de calor entre las corrientes.

• Modelos de placas son los recuperadores más simples y comunes, se distinguen por su bajo costo y larga vida útil. El intercambiador de calor de los modelos consta de placas de aluminio delgadas, que tienen una alta conductividad térmica y aumentan significativamente la eficiencia de los dispositivos, que en los modelos de placa pueden alcanzar el 90%. Los indicadores de alta eficiencia se deben a la peculiaridad de la estructura del intercambiador de calor, las placas están dispuestas de tal manera que ambas corrientes se alternan entre sí en un ángulo de 90 grados entre sí. La secuencia de chorros calientes y fríos pasados ​​fue posible al doblar los bordes de las placas y sellar las juntas con resinas de poliéster. Además del aluminio, para la producción de planchas con aleaciones de cobre y latón, así como plásticos poliméricos hidrófobos. Sin embargo, además de las ventajas, los intercambiadores de calor de placas tienen sus propias debilidades. La desventaja de los modelos es un alto riesgo de condensación y formación de hielo, que se debe a una disposición demasiado estrecha de las placas entre sí.

• Modelos rotativos Consisten en un cuerpo dentro del cual gira un rotor cilíndrico, formado por placas perfiladas. Durante la rotación del rotor, el calor se transfiere de los flujos salientes a los entrantes, como resultado de lo cual hay una ligera mezcla de las masas. Y aunque la tasa de mezcla no es crítica y, por lo general, no supera el 7%, estos modelos no se utilizan en instituciones médicas y de niños. El nivel de recuperación de la masa de aire depende completamente de la velocidad de rotación del rotor, que se establece en el modo manual. La eficiencia de los modelos de rotor es del 75-90%, el riesgo de formación de hielo es mínimo. Esto último se debe al hecho de que la mayor parte de la humedad se retiene en el tambor y luego se evapora. Las desventajas incluyen la complejidad del mantenimiento, la alta carga de ruido, que se debe a la presencia de mecanismos móviles, así como al tamaño del dispositivo, la imposibilidad de instalar en la pared y la posibilidad de olores y polvo durante la operación.

• Modelos de camara Consisten en dos cámaras, entre las cuales hay un amortiguador común. Después de calentar, comienza a girar y deja pasar aire frío a la cámara caliente.Luego, el aire caliente entra en la habitación, el amortiguador se cierra y el proceso se repite nuevamente. Sin embargo, el intercambiador de calor de la cámara no recibió gran popularidad. Esto se debe al hecho de que la válvula no puede garantizar la estanqueidad completa de las cámaras, por lo que el flujo de aire se mezcla.

• Modelos tubulares consisten en una gran cantidad de tubos que contienen freón. En el proceso de calentamiento de los flujos salientes, el gas sube a las secciones superiores de los tubos y calienta los flujos entrantes. Después de que se libera el calor, el freón toma una forma líquida y fluye a las partes inferiores de los tubos. Las ventajas de los intercambiadores de calor tubulares incluyen una eficiencia lo suficientemente alta, que alcanza el 70%, la ausencia de piezas móviles, la ausencia de zumbido durante la operación, el tamaño pequeño y la larga vida útil. Las desventajas son el gran peso de los modelos, debido a la presencia de tubos metálicos en el diseño.

• Modelos con refrigerante intermedio. consiste en dos conductos separados que pasan a través de un intercambiador de calor lleno de solución de agua-glicol. Como resultado de pasar a través del nodo de calor, el aire de salida emite calor al refrigerante, y eso, a su vez, calienta el flujo entrante.Las ventajas del modelo incluyen su durabilidad, debido a la ausencia de partes móviles, y entre las menos notables la baja eficiencia, que alcanza solo el 60%, y una predisposición a la formación de condensado.

Debido a la gran variedad de intercambiadores de calor presentados a los consumidores, no es difícil elegir el modelo deseado. Además, cada tipo de dispositivo tiene su propia especialización estrecha y ubicación de instalación recomendada. Entonces, al comprar un dispositivo para un apartamento o una casa particular, es mejor elegir un modelo clásico de láminas con placas de aluminio. Dichos dispositivos no requieren mantenimiento, no requieren un mantenimiento regular y se caracterizan por una larga vida útil.

Este modelo es perfecto para su uso en un edificio de apartamentos. Esto se debe al bajo nivel de ruido durante su operación y tamaño compacto. Los modelos de tipo tubular también demostraron ser una buena idea para uso privado: son pequeños y no zumban. Sin embargo, el costo de dichos intercambiadores de calor excede ligeramente el costo de los productos de placas, por lo que la elección del dispositivo depende de las posibilidades financieras y las preferencias personales de los propietarios.

Al elegir un modelo para el taller de producción, el almacén no alimentario o el estacionamiento subterráneo deben centrarse en los dispositivos rotativos. Tales dispositivos tienen alta potencia y alto rendimiento, que es uno de los criterios principales para trabajar en grandes áreas. Los recuperadores con refrigerante intermedio también se han probado, pero debido a su baja eficiencia, no son tan populares como los conjuntos de tambores.

Para no confundirse con la elección del intercambiador de calor, es necesario calcular la eficiencia y la eficiencia del dispositivo. Para calcular la eficiencia, use la siguiente fórmula: K = (Tn - Tn) / (Tv - Tn), donde Tp denota la temperatura de la corriente entrante, Tn - la temperatura exterior y Tv - la temperatura ambiente. A continuación, debe comparar su valor con el indicador de eficiencia más alto posible del dispositivo adquirido.Por lo general, este valor se indica en el certificado técnico del modelo u otra documentación adjunta. Sin embargo, al comparar la eficiencia deseada y la indicada en el pasaporte, debe recordarse que, de hecho, este coeficiente será algo más bajo que el indicado en el documento.

Al conocer la eficiencia de un modelo en particular, puede calcular su efectividad. Esto se puede hacer de acuerdo con la siguiente fórmula: E (W) = 0.36xPxKx (TV - Tn), donde P será el flujo de aire y se medirá en m3 / h. Una vez que se han realizado todos los cálculos, los costos de comprar el intercambiador de calor deben compararse con su eficiencia, convertidos en un equivalente en efectivo. Si la compra se justifica, el dispositivo se puede comprar de forma segura. De lo contrario, debe considerar métodos alternativos para calentar el aire entrante o instalar una serie de dispositivos más simples.

Al diseñar el dispositivo por cuenta propia, se debe tener en cuenta que los dispositivos de contracorriente tienen la mayor eficiencia de intercambio de calor. Les siguen una precisión cruzada y los conductos de aire unidireccionales están ubicados en el último lugar. Además, la intensidad del intercambio de calor dependerá directamente de la calidad del material,el grosor de las paredes divisorias, así como la duración de las masas de aire dentro del dispositivo.

El montaje e instalación de la unidad de recuperación se puede realizar de forma independiente. El tipo más simple de dispositivo casero es un intercambiador de calor coaxial. Para su fabricación, utilice un tubo de plástico de dos metros para la sección de aguas residuales de 16 cm y una corrugación de aluminio con una longitud de 4 m, cuyo diámetro debe ser de 100 mm. En los extremos de una tubería grande, adaptadores de desgaste, divisores, con los cuales el dispositivo se conectará al conducto, y el interior de la corrugación colocada, girándola en espiral. El intercambiador de calor está conectado al sistema de ventilación de tal manera que el aire caliente se precipita a través de la corrugación y el aire frío pasa a través de la tubería de plástico.

Como resultado de este diseño, la mezcla de flujos no ocurre, y el aire exterior tiene tiempo de calentarse, moviéndose dentro de la tubería. Para mejorar el rendimiento del dispositivo, puede combinarlo con un intercambiador de calor de tierra. En el proceso de prueba tal intercambiador de calor da buenos resultados. Entonces, con una temperatura exterior de -7 grados y una temperatura interna de 24 grados,el rendimiento del dispositivo fue de aproximadamente 270 metros cúbicos por hora, y la temperatura del aire entrante correspondió a 19 grados. El costo promedio de un modelo casero es de 5 mil rublos.

Con la producción e instalación independientes del intercambiador de calor, debe recordarse que cuanto más largo sea el intercambiador de calor, mayor será la eficiencia de la instalación. Por lo tanto, los artesanos experimentados recomiendan recoger un intercambiador de calor de cuatro segmentos de 2 m cada uno, después de realizar un aislamiento térmico preliminar de todas las tuberías. El problema del drenaje del condensado se puede resolver instalando un accesorio para drenar el agua, y el dispositivo debe colocarse ligeramente inclinado.

En general, los consumidores hablan muy bien de recuperadores. Hay un calentamiento efectivo del aire entrante y la posibilidad de ahorrar significativamente en las facturas de electricidad. De los puntos menos importantes, destacan el alto costo de los dispositivos, la formación de hielo a partir del condensado y el ruido al operar algunos modelos.

Para aprender cómo instalar la ventilación de aire forzado con sus propias manos, vea el siguiente video.