La qüestió de l’augment de l’eficiència energètica es considera necessàriament a l’hora de dissenyar i revisar edificis residencials privats. Una unitat de tractament d’aire en un sistema de ventilació és una de les solucions més efectives per estalviar en costos energètics.
- Tipus de sistemes de ventilació
- El principi de funcionament dels sistemes amb recuperació
- Funcions de disseny
- Lloc d’instal·lació de l’equip
- Esquemes de construcció típics
- Cambra
- Rotatiu
- Lamellar
- Tubular
- Ventilació amb recuperador de freó
- Recuperador de conductes amb suport de calor intermedi
- Els elements principals dels sistemes de ventilació
- Regulació del microclima
- Normes de selecció
Tipus de sistemes de ventilació
El canvi d’aire a les cambres residencials i d’utilitat, a la cuina i al bany és un requisit previ per mantenir un microclima saludable.
La ventilació és natural i forçada.
En el primer cas, els corrents d’aire net provenen de l’exterior i s’eliminen a l’atmosfera a causa de processos físics d’empenta en una canonada alta.
A l’hivern, l’aire fred entra a la casa per les finestres, les portes, els conductes de subministrament i deixa els locals escalfats a temperatura ambient; per tant, fins al 15% de l’energia es malgasta en escalfar el carrer.
Els sistemes forçats fan servir ventiladors instal·lats als conductes de subministrament d’aire o d’escapament per circular els fluxos.
En el subministrament i la ventilació d’escapament, els dos processos són forçats.
El principi de funcionament dels sistemes amb recuperació
La ventilació amb recuperació funciona segons un esquema senzill:
- En un lloc convenient per a la instal·lació i el manteniment, s’instal·la un recuperador, un intercanviador de calor, al qual estan connectats els conductes de ventilació d’entrada i sortida.
- L’aire càlid de la sala escalfa l’aire fred que surt de l’exterior.
- S'inclouen masses d'aire net i climatitzat a la casa.
- Després es repeteix el procés.
S'ha comprovat experimentalment que a una temperatura de l'aire d'escapament de 23 ° C i de l'aire que entra des de l'exterior -20 ° C, en les millors mostres de recuperadors, els fluxos entrants s'escalfen fins a 18 ° C. D’aquesta manera s’aconsegueix un estalvi energètic.
L’aire fred i contaminat del recuperador no es barreja: l’aire net del carrer entra a l’edifici.
Per augmentar l'eficiència en diferents condicions operatives, s'han desenvolupat una àmplia varietat de models de recuperadors.
Funcions de disseny
Els intercanviadors de calor es classifiquen segons diversos criteris:
- característiques tècniques;
- mètode de col·locació;
- material corporal i elements interns;
- el principi d’acció;
- disseny d'elements de treball;
- el medi físic utilitzat per a la transferència de calor;
- esquema d’automatització i control.
L'elecció es fa després d'una anàlisi exhaustiva de totes les funcions.
Lloc d’instal·lació de l’equip
A l’hora d’escollir el lloc d’instal·lació de la unitat principal del recuperador, tingueu en compte on s’instal·len els ventiladors o les bombes. El soroll generat pel dispositiu pot ser molt inquietant.
No instal·len recuperadors per sobre dels dormitoris i els vivers.
Segons el mètode d’instal·lació, es distingeixen els dispositius de terra i penjants, la superfície influeix en l’elecció. Si no hi ha parets principals sòlides, és millor triar un model a terra.
Els dispositius suspesos es poden amagar darrere de falsos sostres, però aquestes solucions són adequades per a edificis industrials. La vibració generada pel ventilador i la carcassa és transmesa i amplificada per l’estructura de l’edifici.
El cos de l'intercanviador de calor pot ser horitzontal o vertical. Això no afecta les característiques tècniques, però sí que permet triar un model per a una connexió convenient dels conductes d’aire. Com menys cantonades i revolts, menys soroll prové de fluxos d'aire i menys energia es gasta en masses d'aire en moviment pels ventiladors.
Esquemes de construcció típics
Tots els recuperadors es divideixen convencionalment en models de transferència directa de calor i dispositius amb un suport de calor intermedi.
La primera classe inclou els intercanviadors de calor:
- cambra;
- rotatiu;
- flux i contra-flux lamel·lars;
- tubular.
Els dispositius amb un portador de calor intermedi utilitzen líquid freó o glicol aigua.
Cambra
El dispositiu consta de dues cambres aïllades. Els fluxos es controlen automàticament mitjançant una solapa mòbil.
A la primera etapa, l’aire calent es dirigeix cap a la cambra núm. 1, mentre les parets s’escalfen. Passat un cert temps automàticament, l’amortidor canvia el flux d’aire: l’amortidor del carrer s’adreça a la cambra escalfada i s’escalfa allà dalt, i l’amortidor interior en aquest moment va a la cambra núm. 2.
El procés es repeteix cíclicament a mesura que els compartiments s’escalfen i es refreden. L'eficiència dels dispositius no supera el 50 - 60%.
Rotatiu
L’intercanviador de calor de la unitat de tractament d’aire amb un recuperador rotatiu són les plaques adherides a la roda. L’eix gira lentament al tambor, l’eix coincideix amb els fluxos d’aire. El tambor es divideix en dues parts, en una de les quals es mou l'aire de l'apartament, en l'altra aire del carrer. L’impulsor de la roda, que es mou en el primer segment, s’escalfa. A més, mitjançant la rotació, les fulles escalfades es mouen a una altra part del tambor, on desprenen calor a l’aire del carrer.
L’equip de control us permet desactivar el mode de calefacció a la temporada càlida. L'eficiència de la instal·lació és del 80%.
L’inconvenient del model és la impossibilitat tècnica de separar completament els fluxos, aproximadament el 5% de les masses d’aire es barregen. La peculiaritat no permet l’ús de dispositius d’aquest tipus en habitacions on SNiP ha establert els valors màxims admissibles de contaminació.
Lamellar
Els models es produeixen en dos tipus: contraflux i flux creuat, el nom depèn de la direcció del moviment de l'aire.
Les plaques d’alumini s’acumulen i alliberen calor, a partir de la qual es formen canals de guia estrets.
L'esquema de fabricació permet aconseguir la barreja de masses d'aire a un nivell aproximat del 0,1%, cosa que serveix de base per considerar el dispositiu com a segellat.
L'eficiència dels recuperadors de contracorrent depèn directament de les dimensions geomètriques. Els equips voluminosos tenen un cost elevat i poques vegades s’utilitzen per a cases particulars.
En els intercanviadors de calor de flux creuat, els fluxos d’aire creuen el dispositiu perpendicularment.
Els recuperadors de contra-flux són els més eficients amb petites dimensions. Un gran nombre de components redueix la resistència mecànica, per tant, aquestes unitats només s’utilitzen amb petites caigudes de pressió.
Tubular
Estructuralment constituït per una canonada de gran diàmetre, a l'interior de la qual hi ha moltes canonades de secció transversal més petita.
Els corrents càlids que passen per tubs prims els escalfen. Des de les parets s’escalfa un raig d’aire del carrer que s’alimenta a la casa mitjançant un ventilador.
Ventilació amb recuperador de freó
Els recuperadors de freó pertanyen a la classe de dispositius amb un portador de calor intermedi.
El treball es basa en dos principis físics:
- un canvi en l’estat d’agregació del freó durant els cicles de calefacció-refrigeració: el refrigerant, refredant-se, es converteix en un estat líquid i es converteix en una fracció de gas quan s’escalfa;
- la propietat d’un gas a ser superior a un líquid a causa d’una gravetat específica diferent.
El disseny és un conjunt de tubs anulars plens de refrigerant freó.
Les canonades passen pels conductes de la unitat de ventilació i el conducte d’escapament sempre ha de ser inferior al conducte d’alimentació. L’aire calent escalfa la part inferior dels tubs, el freó bull i puja a la cavitat superior per on passa l’aire fred del carrer. A la cambra superior, el freó del tub emet calor, mentre es refreda, passa a la fracció líquida i baixa pel tub.
Avantatges del sistema freó:
- manca de compressors per bombar refrigerant, cosa que significa una alta fiabilitat del dispositiu;
- absència completa de barreja d'aire net i contaminat, que s'aconsegueix segellant els punts de transició dels tubs a través de les parets de les cambres.
Recuperador de conductes amb suport de calor intermedi
El dispositiu consta de dos bescanviadors de calor que es poden estendre a llargues distàncies.
L’equip és adequat per a la reconstrucció de sistemes de ventilació, el disseny dels quals no es va dissenyar originalment per a la possibilitat d’intercanvi de calor.
Algorisme de treball:
- L’aire del conducte d’escapament passa per un intercanviador de calor format per tubs per on circula un líquid d’etilenglicol.
- El refrigerant es bomba mitjançant una bomba de circulació al mateix radiador instal·lat al conducte de subministrament.
- El fluid transfereix calor a l’aire de subministrament que passa per la graella del radiador.
- El procés de bombament té lloc contínuament.
Per regular el grau de transferència de calor, s’instal·len vàlvules entre els tubs de transport. En principi, això és similar a l’esquema per regular la transferència de calor dels radiadors de calefacció.
Amb qualsevol disseny de recuperadors, es forma condensat al dispositiu. Per retirar-lo, s’han de proporcionar un contenidor de recollida i un camí per a la seva posterior eliminació fora de la casa o al sistema de clavegueram.
Els elements principals dels sistemes de ventilació
La ventilació amb recuperació de calor en una casa privada no només consisteix en un intercanviador de calor.
El sistema inclou:
- reixes de protecció;
- conductes d'aire;
- vàlvules;
- ventiladors;
- filtres.
- cossos d’automatització i control.
Les reixes eviten que objectes grans, ocells i rosegadors entrin accidentalment al sistema, cosa que pot provocar accidents. Aquesta opció és possible quan un objecte estrany cau sobre el rotor del ventilador. La conseqüència pot ser:
- fulles deformades i augment de les vibracions (soroll);
- bloqueig del rotor del ventilador i combustió dels bobinats del motor;
- olor desagradable d’animals morts i en descomposició.
La secció total de les obertures de la graella no ha de ser significativament inferior a la secció dels conductes d’aire, cosa que comporta una disminució del rendiment de tot el sistema.
Els conductes i accessoris d’aire (corbes, tees, adaptadors) es compren alhora, intenten comprar productes d’un fabricant. La diferència de mida comporta buits a les articulacions, interrupció del flux i turbulència.
Els conductes d'aire ondulat no s'utilitzen per a la ventilació amb un recuperador, que creen resistència als fluxos d'aire i augmenten el soroll durant el funcionament.
Es necessiten vàlvules d’aire per canviar temporalment els paràmetres del moviment de l’aire, per exemple, es poden utilitzar per tancar el canal d’entrada durant un període de temps especialment glaçat, quan el recuperador no pot fer front a l’escalfament de l’aire a la temperatura requerida.
Els filtres s’instal·len en tots els models de ventilació amb recuperació. Protegeixen els equips de la pols del carrer i de la pelusa dels arbres, que obstrueixen ràpidament els intercanviadors de calor.
Els ventiladors es poden incorporar a la unitat recuperadora o instal·lar-los en conductes. Quan es calcula, s’ha de determinar la potència necessària del dispositiu.
No podeu estalviar en comprar ventiladors: els productes barats i de baixa qualitat no estan dissenyats per a un funcionament a llarg termini.A mesura que els ventiladors es desgasten, fan soroll i provoquen vibracions dels components de la ventilació, cosa que provoca molèsties quan es troba a les habitacions.
Regulació del microclima
El recuperador és una part integral del sistema general de ventilació i subministrament d’escapament. El funcionament del sistema no es pot configurar una vegada ni canviar durant tot el període de funcionament.
Els modes es canvien en funció de la temporada, la temperatura de l'aire i la força del vent, els paràmetres climàtics desitjats a les habitacions.
Els sistemes de control inclouen:
- Detectors de temperatura, humitat, fum instal·lats a les habitacions i a l’interior de l’equip. Mitjançant ordres de sensors, els ventiladors i altres equips de control s’encenen o desactiven.
- Actuadors i els seus accionaments que controlen el funcionament de vàlvules, amortidors, vàlvules de comporta.
- Dispositius per controlar el funcionament dels ventiladors, les bombes, la velocitat de rotació de les plaques del rotor.
- Controladors de dispositius de control que analitzen la situació a la casa, reguladors de tensió per a un funcionament estable i precís dels equips.
- Unitats de potència de còpia de seguretat en cas de tall de corrent.
Les principals funcions dels sistemes de control:
- control de la temperatura de l'aire de subministrament, tenint en compte els paràmetres del microclima, les condicions externes, les lectures del sensor;
- supervisar i canviar la intensitat de temperatura dels cabals abans i després de l'intercanviador de calor;
- gestió de la qualitat de l’aire, inclòs el contingut de CO2;
- protecció contra la congelació del recuperador;
- control del ventilador;
- apagar la ventilació de subministrament en cas d'incendi i engegar el sistema d'escapament de fum;
- supervisar l’estat i emetre informació sobre l’estat dels filtres.
Els quadres de control es creen individualment, tenint en compte les condicions d’explotació, la mida de l’edifici i els requisits dels propietaris.
Normes de selecció
El criteri principal a l’hora d’escollir una planta és el seu rendiment. És molt difícil fer càlculs pel vostre compte, de manera que és millor contactar amb especialistes.
Paràmetres importants a l'hora de triar:
- Coeficient d’eficiència, que indica com es redistribueix la temperatura dels corrents, en lloc d’estalviar calor. Les xifres reals s’acosten al 65-80%. Les reclamacions d’un 90% o més no són més que trucs de màrqueting. Aproximadament el 15% de la calor es perd gràcies a la ventilació, de manera que les xifres sobre el 50% d’estalvi energètic no poden ser certes.
- Material i gruix de la caixa: els dispositius metàl·lics prims poden patir vibracions i augmentar el soroll.
- Informació fiable sobre el rendiment del ventilador, s’ha de seleccionar amb un marge aproximat del 20%. A la potència màxima indicada als passaports, el ventilador deixa de crear la pressió necessària per a la circulació de l’aire.
- Composició i característiques dels sistemes d'automatització, període de manteniment en cas de tall d'energia.
- Funcions d'automatització addicionals per controlar l'aire condicionat, l'humidificador d'aire, l'escalfador elèctric (si cal).
Una unitat de ventilació amb un recuperador, seleccionada i configurada correctament, reduirà les factures d’energia en un 10-15%. No té sentit esperar més estalvis. Al mateix temps, la comoditat en una casa o apartament privat augmentarà notablement. Els components d’empreses conegudes funcionen durant molt de temps i sense problemes amb el càlcul i l’adhesió correctes a les normes d’instal·lació.
