Recuperador de aire para casa particular

El contenido del artículo

• Sobre el principio de recuperación.
• Soluciones tecnológicas
• Definición de desempeño
• Control recuperador
• Lugar y método de instalación
• Instalación recuperador

Las tecnologías de ahorro de energía son de interés no solo para aquellos que están desconcertados por el estado del ecosistema, sino también para aquellos que simplemente quieren salvar a las personas. Te contamos qué beneficios prometen las unidades de recuperación, cómo funcionan y cuál es la peculiaridad de instalar un sistema de este tipo en tu propia casa..

Sobre el principio de recuperación.

El término recuperación proviene de la palabra latina que significa intercambio, transferencia de algo. En el contexto de la ventilación, este concepto significa la transferencia de calor desde el aire de extracción al aire de suministro sin mezclar las dos corrientes. Inicialmente, el interés por los dispositivos de recuperación fue dictado principalmente por las tendencias de innovación y las perspectivas de seguridad ambiental. Más tarde quedó claro que se trata de una forma verdaderamente eficaz de optimizar la eficiencia energética de un edificio..

Principio de funcionamiento del recuperador de aire

El principio de transferencia de calor de retorno tiene una expresión cuantitativa. La eficiencia de la transferencia de calor aumenta al aumentar las diferencias de temperatura. Además, debido a la falta de mezcla de flujos, es obvio que el funcionamiento completo del dispositivo solo es posible con una relación suficientemente alta entre el área de contacto térmico y la masa de aire que pasa a través del recuperador..

En esencia y en principio de funcionamiento, cada recuperador es un economizador que recoge el desperdicio de energía de baja ley y lo dirige hacia un trabajo útil. La recuperación de calor no se caracteriza por una alta eficiencia, pero en edificios bien aislados, las fugas de calor por ventilación se encuentran entre las principales pérdidas, por lo que su reducción es la tarea más importante para asegurar el menor balance térmico posible..

Soluciones tecnológicas

Los recuperadores de calor tienen muchas implementaciones técnicas, entre las que se encuentran tanto unidades de tratamiento de aire locales como equipos para su instalación en sistemas centralizados. En cualquier modelo en particular, los desarrolladores se esfuerzan por pensar en cada detalle, porque para tales dispositivos, un aumento en uno de los indicadores causa inevitablemente un deterioro en otros parámetros..

Por ejemplo, para tener tiempo de emitir el máximo calor, el aire de escape debe pasar por un camino lo más largo posible, lo que inevitablemente aumenta la resistencia aerodinámica total del sistema de ventilación. Resulta que para el correcto funcionamiento de un recuperador altamente eficiente, se requiere una sección de aceleración de una longitud muy grande o un movimiento de aire forzado con la consiguiente dependencia de la fuente de alimentación..

De acuerdo con el dispositivo y el principio de funcionamiento, se distinguen los recuperadores de placa, tubulares y giratorios: estos son los tres tipos más populares que son adecuados para su uso en la esfera civil debido a su diseño simple.

Los recuperadores de placas son tanques con un complejo laberinto de particiones, a lo largo de los cuales dos corrientes de aire se mueven en direcciones opuestas. Este es el tipo de construcción más simple, que se usa más ampliamente en recuperadores domésticos. La principal desventaja es un aumento de la resistencia aerodinámica en el punto de instalación..

Los recuperadores tubulares son más complejos, de hecho, representan un gran canal en el que se colocan varios tubos de menor diámetro. Para lograr un área de contacto térmico comparable a una estructura de placa, se requiere un aumento en la longitud de los canales, lo que conduce a un aumento en el consumo de material y tiene un efecto negativo en las dimensiones y el costo del dispositivo. Pero también hay un aspecto positivo: la turbulencia del aire que se mueve a través del sistema de tubos promueve una transferencia de calor más eficiente sin ralentizar el flujo de escape..

Los recuperadores rotativos utilizan un fluido de trabajo para el intercambio de calor: un conjunto de delgados discos rotativos que se calientan al pasar por un canal caliente y se enfrían en uno frío. La desventaja de tales recuperadores son las brechas tecnológicas entre los discos, que, aunque insignificantes, aún conducen a una mezcla parcial de flujos..

En general, todos los diseños tienen un dispositivo primitivo, que afecta la eficiencia, por lo que muchos fabricantes complementan el circuito del dispositivo clásico con algunas soluciones interesantes. Se está trabajando mucho para encontrar materiales que puedan procesarse bien y transferir el calor de la mejor manera posible. En los recuperadores de placas, las paredes están hechas de corrugado o se instalan aletas, los intercambiadores de calor tubulares están hechos de metales no ferrosos de paredes delgadas.

Una de las soluciones más interesantes es la instalación de elementos Peltier, y debido al COP positivo, su número es literalmente ilimitado. El mismo principio se utiliza en recuperadores combinados con un sistema de calentamiento de aire: las bombas de calor en tales instalaciones tienen un rango de temperatura de funcionamiento mucho más amplio y una mayor ganancia de potencia..

Los recuperadores más avanzados tienen un sistema de inversión de flujo dual. El aire de escape caliente se suministra inicialmente a la parte más fría del intercambiador de calor, donde, debido a la gran diferencia de temperatura, se observa un aumento significativo en la eficiencia de transferencia de calor. También se forma condensado en el proceso, que se calienta y se transfiere al evaporador dentro de la cámara de suministro. Esto ayuda a nivelar la deshumidificación del aire durante el calentamiento, además, el agua como portador de calor latente contribuye a una transferencia de energía aún más intensa. Algunos puntos están pensados ​​hasta el más mínimo detalle: por ejemplo, los motores se colocan especialmente al comienzo del escape y al final del conducto de suministro, y también se suministran con aletas de alta calidad para un retorno completo del calor parásito..

Definición de desempeño

Para un recuperador como parte de la ventilación, tres parámetros son los más importantes: resistencia aerodinámica reducida, caudal permisible y eficiencia expresada en términos del calor recuperado a la cantidad total de energía contenida en el aire a la temperatura efectiva delta. Esta relación no es constante: cuanto más frío es el aire de suministro, más eficiente es el funcionamiento del recuperador, y la dependencia de estos cambios no es lineal. Por lo tanto, es muy importante prestar atención a los diagramas de cambios en las características principales en función de otras condiciones..

Q = S v 3600

Dónde:

• Q – rendimiento del conducto de ventilación, m³/ h;
• S – área de la sección transversal del canal, en m²;
• v – velocidad de flujo, m / s.

K_t = (T₃ – T₁) / (T₂ – T₁)

Dónde:

• K_t – coeficiente de eficiencia del recuperador en términos de temperatura;
• T₁ – temperatura exterior, ° C;
• T₂ – temperatura del aire en la habitación, ° С;
• T₃ – temperatura del aire de suministro, ° С.

El criterio inicial, el caudal permitido, está determinado por los parámetros del sistema de ventilación. Por supuesto, el intercambio de aire no puede ser inferior a las normas establecidas por SNiP: 3 m³/ h m² o 30 m³/ h para cada persona con una tasa de provisión de espacio de menos de 20 m³/ persona En este caso, la frecuencia total de intercambio de aire por hora debe ser de al menos 0,35. Si los parámetros del sistema de ventilación en este momento no corresponden a la norma, el recuperador se selecciona de acuerdo con los requisitos reglamentarios y el sistema de ventilación se refina posteriormente..

Si la capacidad del recuperador con movimiento de aire forzado excede la capacidad del sistema de ventilación en más del 50%, el exceso de ruido se elimina instalando un silenciador. También debe recordarse que el rendimiento del ventilador en el canal de suministro es mayor que en el canal de extracción; la diferencia debe seleccionarse de acuerdo con el número de puntos adicionales de extracción natural de aire..

No existen requisitos específicos para la eficiencia energética de la instalación, en general este parámetro es importante para determinar la rentabilidad de la compra. Puede estimar la eficiencia condicional del dispositivo utilizando calculadoras en línea y datos del fabricante, la diferencia en las temperaturas del aire de suministro se toma como punto de referencia. Además, debe prestar atención a las restricciones sobre la humedad del aire y las diferencias de temperatura, debido a la discrepancia entre estos indicadores, el recuperador puede congelarse en invierno.

Control recuperador

Como regla general, los recuperadores sirven como un elemento activo de un sistema de ventilación forzada, o al menos implican la capacidad de regular la intensidad del intercambio de aire. Hay varias formas de establecer la interacción entre el recuperador y el resto de componentes..

En el caso más simple, el recuperador no tiene dispositivos de fuerza de flujo, pero está equipado con un amortiguador ajustable. Es necesario asegurar la relación correcta entre la capacidad del intercambiador de calor y la potencia actual del ventilador, dependiendo de la ubicación de este último. En un caso, la unidad de control integrada en el recuperador regula la velocidad del ventilador, pero también es posible que se utilice un PLC con controlador proporcional integrado, cuyo ajuste se realiza empíricamente..

En otro caso, el recuperador sirve como el único dispositivo para forzar el flujo y, en consecuencia, solo la velocidad de sus ventiladores determina la tasa de intercambio de aire. Para tales dispositivos, se proporciona conmutación de modo manual, así como algoritmos de control interno que optimizan la transferencia de calor según la diferencia de temperatura actual. Las unidades más avanzadas en términos de ergonomía están conectadas al sistema general de automatización de la casa y ajustan el rendimiento de forma independiente en función del número de personas o en función de los datos de los analizadores de gas de la habitación..

Lugar y método de instalación

Los recuperadores están disponibles en instalaciones de piso o techo suspendido. También hay una tercera opción: los recuperadores de pared puntuales, que se montan en cada habitación adyacente a la calle y no requieren el tendido de comunicaciones adicionales..

Las opciones de instalación de techo son interesantes por la capacidad de ocultar el equipo técnico de la casa en la cavidad de techos suspendidos o tensados. Dichos dispositivos son ligeramente más caros debido a los requisitos de compacidad, al mismo tiempo, no se requieren canales de derivación adicionales para su conexión. Una desventaja obvia de este tipo de colocación es el aumento del ruido debido a la pequeña distancia de los motores en marcha de las rejillas de ventilación..

Los recuperadores de suelo (y de pared) están diseñados para su instalación en salas técnicas. Su rendimiento no está limitado por las dimensiones, pero se requiere un sistema de flejado de alta calidad. Como regla general, los dispositivos de esta categoría se utilizan en combinación con sistemas de calefacción y aire acondicionado..

Instalación recuperador

La instalación y conexión del propio recuperador está limitada por su fijación mecánica a la superficie del capitel y la unión con los canales comunes de escape y suministro. Después de esto, las juntas se sellan y el recuperador se coloca en un estuche especial, que simultáneamente realiza la función de protección contra el calor y absorción acústica..

Mucho más complicada es la situación con el diseño de sistemas de ventilación, si prevén la instalación de un recuperador. Para los recuperadores de conductos, se requiere colocar dos conductos de aire en cada sala de estar para la entrada y el suministro de aire. Al mismo tiempo, es importante calcular la sección libre de las rejillas de ventilación y seleccionar las tomas correctas para evitar ruidos adicionales..

En la estructura de ventilación general de la casa, los recuperadores proporcionan intercambio de aire solo entre las viviendas. Los conductos de escape de la cocina y los baños suelen disponerse sin pasar por el intercambiador de calor debido a la sensibilidad de este último al aire sucio y la alta humedad. En tal caso, es posible recomendar la instalación de una unidad de filtración de aire adicional con filtros de grasa y dispersos. También puede optar por recuperadores multicanal, cuyo diseño prevé la conexión de un circuito de ventilación auxiliar para salas técnicas..