Ventilazione con recupero di calore: dispositivo,

Che tipo di dispositivo è un recuperatore di calore? Come funziona l'alimentazione a risparmio energetico e la ventilazione di scarico: ventilazione con piastra di recupero del calore o unità rotanti? Quanto velocemente ripagherà l'acquisto del recuperatore? Posso farlo con le mie mani? Proviamo a rispondere a queste domande.

Cos'è?

Principio di funzionamento

Parlando in qualche modo semplificato, abbiamo uno scambiatore di calore convenzionale. Toglie parte del calore dall'aria di scarico che viene rimossa attraverso il sistema di ventilazione di scarico e trasferisce questo calore al flusso d'aria nel condotto di aspirazione. L'obiettivo è abbastanza ovvio: la ventilazione domestica con recupero di calore è progettata per ridurre il costo del riscaldamento delle abitazioni.

Specifica: in estate il recupero del calore ridurrà il costo dell'aria condizionata. Lo scambiatore di calore è in grado di funzionare in entrambe le direzioni: il calore viene trasferito sia dal condotto di scarico al condotto di aspirazione che dal condotto di aspirazione.

problematica

Non ci sono così tanti potenziali problemi associati al recupero.

Alcuni di loro sono generalmente decisi dal produttore, alcuni sono un mal di testa per un potenziale acquirente.

• condensato. Passando l'aria di scarico attraverso uno scambiatore di calore relativamente freddo, si condensa inevitabilmente l'umidità. Peggio ancora: a temperature notevolmente inferiori allo zero, le alette si congelano, riducendo catastroficamente l'efficienza del dispositivo.
• Efficienza energetica. Praticamente tutte le unità di ventilazione con recupero di calore sono volatili. Ovviamente, il loro acquisto sarà significativo solo se risparmiano molta più energia di quella che spendono.
• Periodo di rimborso. Se supera i 10-12 anni, il recuperatore diventa un'acquisizione dubbia: durante questo periodo, di norma, alcune parti della struttura (almeno i ventilatori) richiederanno la sostituzione, il che aumenterà i costi generali. Il periodo di ammortamento di 20 anni indica chiaramente che l'acquisto è privo di significato.

Opzioni di esecuzione

Come può funzionare il sistema di ventilazione di recupero? Elenchiamo gli schemi di base con la loro breve descrizione.

lamellare

I canali di scarico e di aspirazione passano attraverso un corpo comune, diviso per una partizione. Il divisorio è permeato di piastre dello scambiatore di calore - più spesso alluminio, meno spesso - rame.

Riferimento: il rame ha il doppio della conduttività termica, ma è molto più costoso dell'alluminio.

Il calore viene trasferito tra i canali a causa della conduttività termica delle piastre. È ovvio che in questo caso il problema della condensa aumenterà in piena crescita. Come è stata risolta?

Il recuperatore viene fornito con un sensore di ghiaccio senza pretese (solitamente termico), al segnale da cui il relè apre la valvola - bypass. L'aria fredda dalla strada inizia a circolare attorno allo scambiatore di calore; il flusso caldo nel canale di scarico scioglie rapidamente il ghiaccio sulla superficie delle piastre.

Questa classe di dispositivi appartiene alla categoria di prezzo più bassa; Il prezzo al dettaglio dipende quasi linearmente dalle dimensioni del condotto. Diamo i prezzi del negozio online ucraino Rosette al momento della stesura di questo scritto:

Con tubi di calore

Il dispositivo dello scambiatore di calore è completamente identico a quello sopra descritto. L'unica differenza è che le piastre dello scambiatore di calore non penetrano nel setto tra i canali; sono premuti sui tubi di calore che passano attraverso la partizione.

Riferimento: heat pipe è un dispositivo non volatile per il trasferimento di calore. Freon evapora all'estremità più calda del tubo di rame sigillato e si condensa nella parte più fredda; la condensa viene restituita attraverso lo stoppino capillare.

A causa dei tubi di calore, parti dello scambiatore di calore possono essere separate per una certa distanza.

rotante

Al confine tra i condotti di aspirazione e di scarico, il rotore con alette lamellari ruota lentamente. Le piastre riscaldate in uno dei canali emettono calore nel secondo canale.

Che cosa fa il recupero del calore del rotore nei sistemi di ventilazione in termini pratici?

1. L'aumento di efficienza dal 40-50%, tipico per i dispositivi a piastre, al 70-75%.
2. Risolvere il problema della condensa. L'umidità depositata sulle piastre del rotore in aria calda evapora completamente quando il calore viene trasferito al flusso di aria fredda. Allo stesso tempo risolve il problema della bassa umidità in inverno.

Ahimè, lo schema ha diversi inconvenienti.

1. La maggiore complessità del progetto comporta una ridotta tolleranza agli errori.
2. Per le camere umide lo schema del rotore non è adatto.
3. Le camere dello scambiatore di calore sono separate da una partizione non ermetica. Se è così, gli odori del canale di scarico possono entrare nell'assunzione.

Portatore di calore intermedio

Per il trasferimento di calore, viene utilizzato un sistema classico di riscaldamento ad acqua con pompa di circolazione e convettori. La complessità e l'efficienza piuttosto bassa (di solito non superiore al 50%) sono giustificate solo nei casi in cui i condotti di alimentazione e di scarico a causa delle caratteristiche architettoniche dell'edificio sono separati da una distanza considerevole.

Studio di efficacia

Quanto è giustificato il recupero dell'aria? Lo spiegheremo con l'esempio di un piccolo studio di una casa privata.

Dano

• Si stima che circa il 25-35% del calore venga portato via attraverso la ventilazione invernale. Prendi il valore medio - 30%.
• Il pavimento di una casa abitata in inverno viene riscaldato ventiquattr'ore su ventiquattro da un singolo condizionatore inverter con una capacità termica effettiva nominale di 3,2 kW. Il consumo medio di energia reale, a giudicare dalle letture del contatore, è di circa 500 watt.

Per chiarire: il luogo di azione è Sevastopol con una temperatura media di gennaio di + 3,5 gradi. È chiaro che nelle regioni più fredde il consumo di energia per il riscaldamento sarà molto maggiore e la possibilità stessa di utilizzare una pompa di calore dell'aria sarà discutibile.

• Quando si utilizza uno scambiatore di calore a piastre, il consumo di energia per il suo funzionamento sarà limitato dal consumo di elettricità da parte di una coppia di ventilatori del canale con una capacità totale di circa 30 watt.
• Il recupero dell'efficienza richiederà un 40% reale. La durata della stagione di riscaldamento, durante la quale fornirà qualsiasi risparmio effettivo - da novembre a marzo, 5 mesi.

Fai attenzione! L'efficienza diminuirà quando il delta delle temperature tra la stanza e la strada cadrà; tuttavia, per semplificare i calcoli, ignoriamo questo fatto.

calcolo

Calcoliamo i risparmi mensili medi che il più semplice scambiatore di calore fornirà e il suo periodo di rimborso a un costo di 20.000 rubli.

1. Poiché solo il 30% del calore viene portato via dalla ventilazione, sarebbe logico moltiplicare per 0,3 il consumo medio di elettricità dell'aria condizionata. Otteniamo la quantità di energia che vola inutilmente nel canale di ventilazione. 500 * 0,3 = 150 watt.
2. L'efficienza del recupero, abbiamo accettato di prendere pari al 40%. 150 * 0,4 = 60 watt.
3. La ventilazione forzata ne mangerà 30. Nell'equilibrio utile - 60-30 = 30 watt. Questa è la costante energia elettrica che lo scambiatore di calore salverà nella stagione di riscaldamento.

1. In un mese risparmiamo 30 watt / ora * 24 ore * 30 giorni = 21600 watt. Con il costo attuale di un chilowattora in Crimea a 1,64 rubli, il risparmio mensile nella stagione di riscaldamento sarà 21,6 * 1,64 = 35,424 rubli.
2. Per cinque mesi della stagione di riscaldamento, verranno risparmiati 35 * 5 = 175 rubli. Poiché in estate, con una temperatura minima delta con la strada, il recuperatore praticamente non funziona, è proprio questa quantità che può essere tranquillamente considerata come il risparmio per l'intero anno.
3. Il periodo di ammortamento (nota, senza considerare il costo di installazione) sarà quindi di 20.000 / 175 = 114 anni (ipotizzando tariffe elettriche invariate, il che non è realistico).

Le conclusioni, a quanto pare, sono ovvie.

Mani pazzesche

Come ridurre il costo dell'acquisto? È possibile creare un sistema di ventilazione con recupero di calore con l'aiuto di materiali di scarto?

L'istruzione è abbastanza semplice.

1. Tagliare tubi di alluminio con un diametro di 10 mm.
2. Abbiamo tagliato due lastre di alluminio con uno spessore di 4 mm e praticato dei fori per il diametro esterno dei tubi.
3. Assembliamo lo scambiatore di calore sul sigillante siliconico e lo posizioniamo in un assieme da un tubo di ventilazione e tre tee.

1. Installare le ventole del canale in modo tale da organizzare il flusso d'aria nelle direzioni indicate nello schema.

conclusione

Speriamo che la conoscenza del concetto di risparmio di calore attraverso il recupero e dei calcoli di cui sopra aiuterà il lettore.

Come sempre, troverà materiali aggiuntivi nel video in questo articolo. Buona fortuna!