Como economizar ar condicionado com trocador de calor

Como reduzir os custos de aquecimento se a casa estiver equipada com abastecimento e exaustão? Neste artigo, falaremos sobre dispositivos que permitem aquecer ar frio e fresco devido à temperatura do escapamento. Será sobre trocadores de calor a ar – recuperadores.

A ideia de recuperação de calor é popular há muito tempo. O aquecimento global e o alto custo da energia fazem as pessoas pensarem em economizar mesmo aqueles cujos custos de energia são insignificantes em comparação com os industriais. Então, vamos “atingir” a primeira lei da termodinâmica sobre os custos de aquecimento.

A ideia subjacente ao funcionamento de todos os recuperadores é simples, como tudo o que é engenhoso – a transferência de energia térmica através de um meio mais denso (metal ou água). Este processo ocorre naturalmente, devido ao trabalho das leis da física, portanto a transferência de calor é realizada sem custos adicionais. Todos os recuperadores são divididos de acordo com dois critérios: princípio de operação (projeto) e método de instalação. Considere as opções para recuperadores de acordo com o método de instalação.

Colecionador

A alimentação e a exaustão são coletadas em canais comuns, sendo instalado em determinado local um coletor com trocador de calor. Grandes coletores que atendem a muitas salas são instalados no telhado (recuperadores de telhado). É uma das principais unidades do sistema de alimentação e exaustão. Parte do sistema de canal.

Vantagens:

1. Permite que você escolha um local conveniente para a unidade – no sótão, sob o teto ou no porão.
2. O desempenho (e, portanto, o preço) é calculado em conjunto com o sistema de ventilação, que permite escolher a melhor opção e não pagar a mais.
3. Não requer orifícios ou aberturas adicionais para a montagem do próprio dispositivo.
4. As unidades recuperadoras podem ser substituídas individualmente.

Desvantagens:

1. Quando instalado em câmaras frigoríficas, requer isolamento térmico adicional (caixa isolada).
2. Requer habilidades e conhecimentos especiais, em particular ao calcular e instalar.
3. Tem dimensões lineares tangíveis (de 600x600x200 mm).

Canal

O recuperador é uma estrutura tubular instalada em canal colocado na parede. Alguns modelos têm a função de “aquecimento”.

Vantagens:

1. Dispositivo totalmente independente que requer apenas conexão elétrica.
2. Facilidade de instalação.
3. Simplicidade de cálculos (seleção de potência pelo volume da sala).
4. Compacidade – não requer espaço adicional (localizado dentro da parede).

Desvantagens:

1. Atendido apenas em oficinas.
2. Colocação de canal na parede (diâmetro de 150 mm).
3. Atende apenas um quarto.
4. Nível de ruído relativamente alto.

O fator comum para ambos os tipos é que eles podem ser usados ​​com diferentes tipos de trocadores de calor. Eles também fornecem a instalação opcional de vários filtros..

Uma característica mais importante de um recuperador é o tipo de trocador de calor que está instalado nele. Este parâmetro freqüentemente se torna decisivo ao escolher uma unidade. Deve-se levar tempo para esse assunto, pois o desempenho e os recursos podem variar significativamente. Considere as opções para um dispositivo de trocador de calor. Ao avaliar os prós e os contras, consideramos que cada sistema requer ventiladores de suprimento de ar. Além disso, um sintoma comum será a formação de condensação (em vários graus).

Radiador ou placa

A visão mais simples, mas ao mesmo tempo eficaz. O ar de diferentes temperaturas passa por um canal separado por um meio condutor – uma placa de metal (plástico, papel) ou superfície de tubo. A temperatura é transferida através do meio mais denso do material da placa.

Vantagens:

1. Não possui partes móveis. Design sem desgaste mecânico.
2. Não consome energia.
3. Possibilidade de montagem artesanal de um dispositivo eficaz a partir de materiais de sucata (de “avarias” de mercado).

Desvantagens:

1. Eficiência relativamente baixa: 40-65% *.
2. Condensação de umidade nas costelas e, como resultado, congelamento (requer um dispositivo de derivação para “descongelamento” periódico).

* – em comparação com o rotativo. Eficiência de 50-60% é considerada a norma para recuperação de ar.

O preço oscila muito dependendo do desempenho. Assim, para atender às necessidades de uma casa de campo com área de 60 m2. m o preço do dispositivo começará em 15.000 rublos e mais (dependendo do volume das instalações). Recuperadores com desempenho industrial custarão a partir de 25.000 rublos.

Rotativo

É um tambor em rotação constante cheio de favos de mel (através de canais) com um diâmetro de 2–4 mm. Os dutos de ventilação são alimentados em partes iguais do tambor, mas não se cruzam. O fluxo de ar sopra constantemente nas costelas do favo de mel (túbulos) e transfere-lhes a temperatura, que é transferida por rotação para outro compartimento.

Vantagens:

1. Maior eficiência – até 85%.
2. Controle de eletrônicos para consumo de energia dependendo da diferença de temperatura.
3. Permite regular a troca de calor (velocidade de rotação do tambor).
4. Carrega um pouco de umidade (não seca o ar).
5. Condensação mínima. Sem glacê de inverno (devido ao controle eletrônico).

Desvantagens:

1. O design simples requer automação de controle sofisticada.
2. Requer fonte de alimentação constante.
3. Requer um assento separado.
4. A automontagem e manutenção requerem habilidades profissionais.

Um sistema complexo e de alto desempenho custará 60.000 rublos.

Recuperador de elemento peltier

Um módulo termoelétrico atua como um trocador de calor.

Vantagens:

1. Construção elementar (amadora).
2. Baixo consumo de energia.
3. Disponibilidade de elementos do recuperador.
4. Não requer habilidades especiais.

Desvantagens:

1. Baixa eficiência – 20%.
2. Produtividade baixa.
3. Não funciona sem eletricidade.
4. Escopo extremamente estreito.

Não existem tais dispositivos feitos de fábrica e é improvável que eles concorram com os dispositivos tradicionais comprovados. O preço de tal unidade consistirá no custo de aquisição de suas peças – cerca de 1000 rublos.

Líquido

Possui radiador com agente líquido (água, anticongelante). Uma vez que a eficiência de tal recuperador é praticamente igual à de um recuperador de placas e o design é incomparavelmente mais complicado (e, portanto, mais caro), não o descreveremos em detalhes (não participa da classificação).

Recuperador DIY

Nesta parte do artigo, iremos analisar protótipos de trocadores de calor a radiador caseiros. Este projeto é aceito por nós como o mais simples e eficaz..

Opção um. Lamelar

Método 1.Esse radiador pode ser feito de qualquer material perfilado – a condutividade térmica não é crítica, o principal é que ele é fino. Podem ser chapas de chapa perfilada galvanizada ou qualquer material semelhante. Quanto mais vezes houver curvas no perfil (saídas de ar), mais eficiente será o radiador. Corte em um tamanho (300×300 mm) e cole com um selante neutro, alternando o sentido dos canais, até que a estrutura atinja o formato de um cubo.

Método 2.Placas metálicas. Se houver uma folha de metal plana de 1–2 mm de espessura (de preferência alumínio), o radiador pode ser feito dela. Cortamos retângulos retos de um determinado tamanho (em nosso caso, 300×300 mm). Cortamos tiras de 20 mm de largura e comprimento da placa (300 mm). Colamos as tiras com selante nas placas, duas nas bordas e uma no centro. Alternamos a direção das placas de modo que fique assim: um “piso” é visto ao longo, vizinho ao.

O radiador está pronto. Além disso, você precisará de apenas 4 adaptadores de soquete para o diâmetro do tubo (geralmente 150 mm), que também podem ser feitos independentemente de aço galvanizado. Em seguida, toda a estrutura é instalada em uma caixa térmica – uma caixa isolada com um canal de condensado. Nas laterais da caixa deve haver furos pelos quais incluiremos o recuperador no sistema de ventilação.

Atenção! A principal nuance da instalação é que o cubo do radiador deve ser inclinado em relação a todos os canais. Isso é necessário para que o condensado seja removido por gravidade..

Opção dois. Tubular

Precisamos de tubos de metal planos com um diâmetro de 10 mm – cerca de 30 metros lineares. m, uma placa de aço inoxidável (alumínio, duralumínio) 300x150x1-2 mm, uma tubulação de esgoto com um diâmetro de 150 mm e um comprimento de 1,5 m, dois tees, selante adesivo para metal (neutro).

Atenção! O uso de um selante à base de ácido pode levar à corrosão em todos os casos.

A principal dificuldade dessa opção é cortar duas placas exatamente e fazer furos espelhados nelas. Princípio da disposição dos furos: a área dos furos é igual a 40% da área de toda a placa. Resumindo, com um diâmetro externo de tubo de 12-13 mm, haverá 20 orifícios. Eles devem ser espelhados em ambas as placas.

Adendo.É melhor confiar essa parte do trabalho (placas) a um profissional.

Montamos o corpo do recuperador – colocamos o tubo em T dos dois lados por 1,5 m. Medimos cuidadosamente o tamanho dos tubos para que após a instalação não substituam os elementos subsequentes. Corte os tubos com cuidado. Nós reforçamos os tubos em placas (eles devem ficar nas extremidades dos tubos) com cola-selante. Após a secagem, montamos a estrutura no corpo (tubo). Recuperador pronto.

Instalamos no sistema, mantendo a inclinação para drenagem do condensado.

O custo das unidades caseiras acima é difícil de calcular, dadas as capacidades locais do mestre (todas as peças podem ser encontradas na garagem). Portanto, tomaremos um valor nocional igual a 1000 rublos..

Assim, de forma praticamente gratuita, você pode organizar o aquecimento do ar para aquecimento do ar e outros fins. Invocando as forças da natureza, as leis da física e nossa própria engenhosidade, caminhamos em direção à harmonia com o mundo ao nosso redor. Como calcular e selecionar equipamentos para um sistema de alimentação e exaustão com recuperador, falaremos no próximo artigo..