As tecnologias de economia de energia são de interesse não apenas para aqueles que estão confusos com o estado do ecossistema, mas também para aqueles que simplesmente querem salvar pessoas. Contaremos o que prometem as instalações de recuperação de benefícios, como funcionam e qual a peculiaridade de instalar tal sistema em sua própria casa.
Sobre o princípio da recuperação
O termo recuperação vem da palavra latina que significa troca, transferência de algo. No contexto da ventilação, este conceito significa a transferência de calor do ar de saída para o ar de entrada sem misturar os dois fluxos. Inicialmente, o interesse pelos dispositivos de recuperação foi ditado principalmente pelas tendências de inovação e pelas perspectivas de segurança ambiental. Mais tarde, ficou claro que esta é uma forma verdadeiramente eficaz de otimizar a eficiência energética de um edifício..
Princípio de funcionamento do recuperador de ar
O princípio da transferência de calor de retorno tem uma expressão quantitativa. A eficiência de transferência de calor aumenta com o aumento das diferenças de temperatura. Além disso, devido à falta de mistura de fluxos, é óbvio que o pleno funcionamento do dispositivo só é possível com uma relação suficientemente elevada da área de contato térmico para a massa de ar que passa pelo recuperador.
Em essência e em princípio de operação, cada recuperador é um economizador que coleta os resíduos de energia de baixo teor e os direciona para o trabalho útil. A recuperação de calor não é caracterizada por alta eficiência, porém, em edifícios bem isolados, as fugas de calor através da ventilação estão entre as principais perdas, portanto sua redução é a tarefa mais importante para garantir o menor equilíbrio de calor possível..
Soluções tecnológicas
Os recuperadores de calor têm muitas implementações técnicas, entre as quais existem unidades locais de tratamento de ar e equipamentos para instalação em sistemas centralizados. Em qualquer modelo particular, os desenvolvedores se esforçam para pensar sobre cada pequena coisa, porque para tais dispositivos, um aumento em um dos indicadores inevitavelmente causa uma deterioração em outros parâmetros..
Por exemplo, para ter tempo de liberar o máximo de calor, o ar de exaustão deve percorrer um caminho o mais longo possível, o que inevitavelmente aumenta a resistência aerodinâmica total do sistema de ventilação. Acontece que para o correto funcionamento de um recuperador altamente eficiente, ou uma seção de aceleração de um comprimento muito grande é necessária, ou movimento de ar forçado com a dependência resultante do fornecimento de energia.
De acordo com o dispositivo e o princípio de operação, recuperadores de placa, tubular e rotativo são diferenciados – esses são os três tipos mais populares adequados para uso na esfera civil devido à simplicidade do design..
Recuperadores de placas são recipientes com um labirinto complexo de partições, ao longo do qual duas correntes de ar se movem em direções opostas. Este é o tipo de construção mais simples, mais amplamente utilizado em recuperadores domésticos. A principal desvantagem é um aumento da resistência aerodinâmica no ponto de instalação.
Os recuperadores tubulares são mais complexos, na verdade, eles representam um grande canal no qual vários tubos de um diâmetro menor são colocados. Para atingir uma área de contato térmico comparável a uma estrutura de placa, é necessário um aumento no comprimento dos canais, o que leva a um aumento no consumo de material e tem um efeito negativo nas dimensões e no custo do dispositivo. Mas também há um aspecto positivo: a turbulência do ar que se move através do sistema de tubos promove uma transferência de calor mais eficiente sem diminuir o fluxo de escapamento..
Os recuperadores rotativos usam um fluido de trabalho para a troca de calor – um conjunto de discos rotativos finos que aquecem ao passar por um canal quente e esfriam em um frio. A desvantagem desses recuperadores são as lacunas tecnológicas entre os discos, que, embora insignificantes, ainda levam à mistura parcial dos fluxos..
Em geral, todos os projetos possuem um dispositivo primitivo, o que afeta a eficiência, portanto, muitos fabricantes complementam o circuito de dispositivo clássico com algumas soluções interessantes. Um trabalho intensivo está sendo feito para encontrar materiais que possam ser bem processados e transferir calor da melhor forma possível. Nos recuperadores de placas, as paredes são feitas de papelão ondulado ou aletas são instaladas nelas, os trocadores de calor tubulares são feitos de metais não ferrosos de paredes finas.
Uma das soluções mais interessantes é a instalação de elementos Peltier, e devido ao COP positivo, seu número é literalmente ilimitado. O mesmo princípio é usado em recuperadores combinados com um sistema de aquecimento de ar: as bombas de calor em tais instalações têm uma faixa de temperatura operacional muito mais ampla e um ganho de potência maior..
Nos recuperadores mais avançados, um sistema de reversão de fluxo duplo é usado. O ar quente de exaustão é inicialmente fornecido para a parte mais fria do trocador de calor, onde devido à grande diferença de temperatura, ocorre um aumento significativo na eficiência da transferência de calor. O condensado também é formado no processo, que é aquecido e transferido para o evaporador dentro da câmara de abastecimento. Isso ajuda a nivelar a desumidificação do ar durante o aquecimento, além disso, a água como portadora do calor latente contribui para uma transferência de energia ainda mais intensa. Alguns pontos são pensados nos mínimos detalhes: por exemplo, os motores são colocados especialmente no início da exaustão e no final do duto de alimentação, e também são fornecidos com aletas de alta qualidade para um retorno completo do calor parasita.
Definição de desempenho
Para um recuperador como parte da ventilação, três parâmetros são os mais importantes: resistência aerodinâmica reduzida, fluxo admissível e eficiência, expressa em termos do calor recuperado para a quantidade total de energia contida no ar no delta da temperatura efetiva. Essa relação não é constante: quanto mais frio o ar fornecido, mais eficiente o recuperador geralmente funciona, e a dependência dessas mudanças não é linear. Portanto, é muito importante prestar atenção aos diagramas de mudanças nas características principais dependendo de outras condições..
Q = S v 3600
Onde:
- Q – vazão do duto de ventilação, m3/ h;
- S – área da seção transversal do canal, em m2;
- v – velocidade do fluxo, m / s.
Kt = (T3 – T1) / (T2 – T1)
Onde:
- Kt – coeficiente de eficiência do recuperador em termos de temperatura;
- T1 – temperatura externa do ar, ° C;
- T2 – temperatura do ar na sala, ° С;
- T3 – temperatura do ar fornecido, ° С.
O critério inicial – a taxa de fluxo permitida – é determinado pelos parâmetros do sistema de ventilação. Claro, a troca de ar não pode ser inferior às normas estabelecidas pelo SNiP: 3 m3/ h m2 ou 30 m3/ h para cada pessoa com uma taxa de provisão de espaço de menos de 20 m3/ pessoa Nesse caso, a frequência total de troca de ar por hora deve ser de pelo menos 0,35. Se os parâmetros do sistema de ventilação no momento não corresponderem à norma, o recuperador é selecionado de acordo com os requisitos regulamentares, e o sistema de ventilação é posteriormente modificado..
Se a capacidade do recuperador com movimento de ar forçado ultrapassar a capacidade do sistema de ventilação em mais de 50%, o excesso de ruído é eliminado instalando-se um silenciador. Deve-se lembrar também que o desempenho do ventilador no canal de alimentação é maior do que no canal de extração, a diferença deve ser selecionada de acordo com o número de pontos adicionais de retirada natural do ar..
Não existem requisitos específicos para a eficiência energética da instalação, em geral este parâmetro é importante para determinar a rentabilidade da compra. Você pode estimar a eficiência condicional do dispositivo usando calculadoras online e dados do fabricante, a diferença nas temperaturas do ar fornecido é considerada um ponto de referência. Além disso, deve-se atentar para as restrições de umidade do ar e diferenças de temperatura, devido à discrepância entre esses indicadores, o recuperador pode congelar no inverno..
Controle do recuperador
Como regra, os recuperadores funcionam como um elemento ativo de um sistema de ventilação forçada ou, pelo menos, implicam na capacidade de regular a intensidade da troca de ar. Existem várias formas de estabelecer interação entre o recuperador e os demais componentes..
No caso mais simples, o recuperador não possui dispositivos de forçamento de fluxo, mas é equipado com amortecedor ajustável. É necessário garantir a relação correta entre a capacidade do trocador de calor e a potência atual do ventilador, dependendo da localização deste. Em um caso, a unidade de controle embutida no recuperador regula a velocidade do ventilador, mas também é possível que seja utilizado um PLC com controlador proporcional integrado, cuja configuração é realizada empiricamente.
Em outro caso, o recuperador serve como o único dispositivo para forçar o fluxo e, portanto, apenas a velocidade de seus ventiladores determina a taxa de troca de ar. Para tais dispositivos, a comutação de modo manual é fornecida, bem como algoritmos de controle interno que otimizam a troca de calor dependendo da diferença de temperatura atual. As unidades mais avançadas em termos de ergonomia estão conectadas ao sistema de automação geral da casa e ajustam independentemente o desempenho dependendo do número de pessoas ou com base nos dados dos analisadores de gás do ambiente.
Local e método de instalação
Os recuperadores estão disponíveis em instalações de piso ou teto suspenso. Há também uma terceira opção – recuperadores de parede pontuais, que são montados em todas as salas adjacentes à rua e não requerem comunicações adicionais..
As opções de instalação de tectos são interessantes pela capacidade de ocultar o equipamento técnico da casa na cavidade de tectos falsos ou tensos. Esses dispositivos são um pouco mais caros devido aos requisitos de compactação, ao mesmo tempo, canais de bypass adicionais não são necessários para conectá-los. A desvantagem óbvia deste tipo de colocação é o aumento do ruído causado pela pequena distância dos motores em funcionamento das grades de ventilação..
Recuperadores de chão (e de parede) são projetados para instalação em salas técnicas. Seu desempenho não é limitado pelo tamanho, mas é necessário um sistema de cintagem de alta qualidade. Como regra, os dispositivos desta categoria são usados em combinação com sistemas de aquecimento e ar condicionado..
Instalação do recuperador
A instalação e ligação do próprio recuperador são limitadas pela sua fixação mecânica à superfície do capitel e pela união com os canais comuns de escape e abastecimento. Em seguida, as juntas são seladas, e o próprio recuperador é colocado em uma caixa especial, que simultaneamente desempenha a função de proteção térmica e absorção de ruído.
Muito mais complicada é a situação com o projeto dos sistemas de ventilação, se eles prevêem a instalação de um recuperador. Para recuperadores de dutos, é necessário instalar dois dutos de ar em cada sala para entrada e alimentação de ar. Ao mesmo tempo, é importante calcular a seção transversal livre das grades de ventilação e selecionar as tomadas corretas para evitar ruídos adicionais..
Na estrutura de ventilação geral do edifício, recuperadores fornecem troca de ar apenas entre os aposentos. Os dutos de exaustão da cozinha e banheiros são geralmente dispostos contornando o trocador de calor devido à sensibilidade deste último ao ar sujo e alta umidade. Nesse caso, é possível recomendar a instalação de uma unidade de filtragem de ar adicional com filtros de graxa e dispersos. Você também pode escolher recuperadores multicanais, cujo projeto prevê a conexão de um circuito de ventilação auxiliar para salas técnicas.
Recuperador de ar para uma casa particular
O Recuperador de ar para casas particulares é um equipamento eficaz para melhorar a qualidade do ar interno. Além de purificar e recircular o ar do ambiente, ele garante maior vigor, bem-estar e saúde aos moradores. Com seu sistema de trocas de ar, ele proporciona aos usuários um fluxo constante e saudável de ar, tornando seus lares mais saudáveis. Além disso, ele oferece vantagens econômicas como, por exemplo, redução de custos com climatização, além de baixo consumo e manutenção mínima.
Sistemas de engenharia
Conteúdo material
Qual é o melhor modelo de recuperador de ar para uma casa particular? Tenho interesse em adquirir um, mas não sei qual seria o mais adequado para as minhas necessidades. Gostaria de saber qual é a capacidade de ar que um recuperador pode trazer e se existem diferentes opções de tamanho e potência disponíveis. Além disso, gostaria de entender qual é o consumo energético desses aparelhos e se eles são seguros de utilizar em casa. Agradeço desde já qualquer informação adicional que possa me fornecer.