Recuperatore d’aria per una casa privata

Sezioni dell’articolo

• Sul principio del recupero
• Soluzioni tecnologiche
• Definizione di prestazione
• Controllo del recuperatore
• Luogo e metodo di installazione
• Installazione del recuperatore

Le tecnologie di risparmio energetico sono interessanti non solo per coloro che sono perplessi dallo stato dell’ecosistema, ma anche per coloro che vogliono semplicemente salvare le persone. Ti diremo quali vantaggi promettono le unità di recupero, come funzionano e qual è la peculiarità di installare un tale sistema nella tua casa.

Sul principio del recupero

Il termine recupero deriva dalla parola latina che significa scambio, trasferimento di qualcosa. Nel contesto della ventilazione, questo concetto significa il trasferimento di calore dall’aria di ripresa all’aria di mandata senza miscelare i due flussi. Inizialmente, l’interesse per i dispositivi di recupero era dettato principalmente dalle tendenze dell’innovazione e dalle prospettive di sicurezza ambientale. Successivamente è diventato chiaro che questo è un modo veramente efficace per ottimizzare l’efficienza energetica di un edificio..

Principio di funzionamento del recuperatore d’aria

Il principio del trasferimento di calore di ritorno ha un’espressione quantitativa. L’efficienza del trasferimento di calore aumenta con l’aumentare delle differenze di temperatura. Inoltre, a causa della mancanza di miscelazione dei flussi, è ovvio che il pieno funzionamento del dispositivo è possibile solo con un rapporto sufficientemente elevato dell’area di contatto termico con la massa dell’aria che passa attraverso il recuperatore..

In sostanza e in linea di principio, ogni recuperatore è un economizzatore che raccoglie sprechi di energia di bassa qualità e li dirige verso un lavoro utile. Il recupero del calore non è caratterizzato da un’elevata efficienza, ma in edifici ben isolati, le perdite di calore attraverso la ventilazione sono tra le principali perdite, quindi la loro riduzione è il compito più importante per garantire il minor bilancio di calore possibile..

Soluzioni tecnologiche

I recuperatori di calore hanno molte implementazioni tecniche, tra cui ci sono sia unità locali di trattamento dell’aria che apparecchiature per l’installazione in sistemi centralizzati. In qualsiasi modello particolare, gli sviluppatori si sforzano di riflettere su ogni piccola cosa, perché per tali dispositivi, un aumento di uno degli indicatori provoca inevitabilmente un deterioramento di altri parametri..

Ad esempio, per avere il tempo di emettere il massimo calore, l’aria di scarico deve percorrere il percorso più lungo possibile, il che aumenta inevitabilmente la resistenza aerodinamica totale del sistema di ventilazione. Si scopre che per il corretto funzionamento di un recuperatore altamente efficiente, è necessaria una sezione di accelerazione di una lunghezza molto lunga o un movimento forzato dell’aria con la conseguente dipendenza dall’alimentazione.

In base al dispositivo e al principio di funzionamento, si distinguono i recuperatori a piastre, tubolari e rotanti: questi sono i tre tipi più popolari che sono adatti per l’uso in ambito civile grazie al loro design semplice.

I recuperatori di piastre sono contenitori con un complesso labirinto di partizioni, lungo i quali due flussi d’aria si muovono in direzioni opposte. Questo è il tipo di costruzione più semplice, che viene maggiormente utilizzato nei recuperatori domestici. Lo svantaggio principale è l’aumento della resistenza aerodinamica nel punto di installazione.

I recuperatori tubolari sono più complessi, infatti rappresentano un grande canale, in cui sono posati diversi tubi di diametro inferiore. Per ottenere un’area di contatto termico paragonabile a una struttura a piastre, è necessario un aumento della lunghezza dei canali, che porta ad un aumento del consumo di materiale e ha un effetto negativo sulle dimensioni e sul costo del dispositivo. Ma c’è anche un aspetto positivo: la turbolenza dell’aria che si muove attraverso il sistema di tubazioni promuove un trasferimento di calore più efficiente senza rallentare il flusso di scarico..

I recuperatori rotanti utilizzano un fluido di lavoro per lo scambio di calore – una serie di sottili dischi rotanti che si riscaldano quando attraversano un canale caldo e si raffreddano in uno freddo. Lo svantaggio di tali recuperatori è rappresentato dalle lacune tecnologiche tra i dischi, che, sebbene insignificanti, portano ancora a una miscelazione parziale dei flussi.

In generale, tutti i design hanno un dispositivo primitivo, che influisce sull’efficienza, quindi molti produttori integrano il circuito del dispositivo classico con alcune soluzioni interessanti. Si sta lavorando molto per trovare materiali che possano essere elaborati bene e trasferire il calore nel miglior modo possibile. Nei recuperatori a piastre, le pareti sono ondulate o sono installate alette su di esse, gli scambiatori di calore tubolari sono realizzati in metalli non ferrosi a pareti sottili.

Una delle soluzioni più interessanti è l’installazione di elementi Peltier e, grazie al COP positivo, il loro numero è letteralmente illimitato. Lo stesso principio viene utilizzato nei recuperatori combinati con un sistema di riscaldamento dell’aria: le pompe di calore in tali impianti hanno un intervallo di temperatura di funzionamento molto più ampio e un aumento di potenza..

I recuperatori più avanzati hanno un sistema di inversione a doppio flusso. L’aria calda di scarico viene inizialmente fornita alla parte più fredda dello scambiatore di calore, dove, a causa della grande differenza di temperatura, si osserva un aumento significativo dell’efficienza del trasferimento di calore. Nel processo si forma anche condensa, che viene riscaldata e trasferita all’evaporatore all’interno della camera di alimentazione. Questo aiuta a livellare la deumidificazione dell’aria durante il riscaldamento, inoltre l’acqua come vettore di calore latente contribuisce a un trasferimento ancora più intenso di energia. Alcuni punti sono studiati nei minimi dettagli: ad esempio, i motori sono posizionati appositamente all’inizio dello scarico e alla fine del condotto di alimentazione e sono anche forniti con alette di alta qualità per un completo ritorno del calore parassitario.

Definizione di prestazione

Per un recuperatore come parte della ventilazione, tre parametri sono molto importanti: ridotta resistenza aerodinamica, flusso ammissibile ed efficienza espressi in termini di calore recuperato alla quantità totale di energia contenuta nell’aria alla temperatura delta di esercizio. Questo rapporto non è costante: più fredda è l’aria di mandata, più efficiente funziona generalmente il recuperatore e la dipendenza di questi cambiamenti non è lineare. Pertanto, è così importante prestare attenzione ai diagrammi delle variazioni delle caratteristiche principali in base ad altre condizioni..

Q = S v 3600

Dove:

• Q – portata del condotto di ventilazione, m³/ h;
• S – area della sezione trasversale del canale, in m²;
• v – velocità del flusso, m / s.

K_t = (T₃ – T₁) / (T₂ – T₁)

Dove:

• K_t – coefficiente di efficienza del recuperatore in termini di temperatura;
• T₁ – temperatura esterna, ° C;
• T₂ – temperatura dell’aria nella stanza, ° С;
• T₃ – temperatura dell’aria di mandata, ° С.

Il criterio iniziale – la portata consentita – è determinato dai parametri del sistema di ventilazione. Naturalmente, lo scambio d’aria non può essere inferiore alle norme stabilite da SNiP: 3 m³/ h m² o 30 m³/ h per ogni persona con un tasso di fornitura di spazio inferiore a 20 m³/ persona In questo caso, la frequenza totale di scambio d’aria all’ora dovrebbe essere di almeno 0,35. Se i parametri del sistema di ventilazione al momento non corrispondono alla norma, il recuperatore viene selezionato in base ai requisiti normativi e il sistema di ventilazione viene successivamente perfezionato..

Se la capacità del recuperatore con movimento d’aria forzato supera di oltre il 50% la capacità del sistema di ventilazione, il rumore in eccesso viene eliminato installando un silenziatore. Va inoltre ricordato che le prestazioni della ventola sul canale di alimentazione sono superiori rispetto al canale di estrazione; la differenza deve essere selezionata in base al numero di punti aggiuntivi di rimozione dell’aria naturale..

Non esistono requisiti specifici per l’efficienza energetica dell’installazione; in generale, questo parametro è importante per determinare la redditività dell’acquisto. È possibile stimare l’efficienza condizionale del dispositivo utilizzando i calcolatori online e i dati del produttore, la differenza delle temperature dell’aria di mandata viene presa come punto di riferimento. Inoltre, è necessario prestare attenzione alle restrizioni sull’umidità dell’aria e alle differenze di temperatura, a causa della discrepanza tra questi indicatori, il recuperatore potrebbe congelarsi in inverno.

Controllo del recuperatore

Di norma, i recuperatori fungono da elemento attivo di un sistema di ventilazione forzata o almeno implicano la capacità di regolare l’intensità del ricambio d’aria. Esistono diversi modi per stabilire l’interazione tra il recuperatore e il resto dei componenti..

Nel caso più semplice, il recuperatore non ha dispositivi di forzatura del flusso, ma è dotato di un ammortizzatore regolabile. È necessario garantire il corretto rapporto tra la capacità dello scambiatore di calore e la potenza attuale della ventola, a seconda della posizione di quest’ultima. In un caso, l’unità di controllo integrata nel recuperatore regola la velocità della ventola, ma è anche possibile che venga utilizzato un PLC con un controller proporzionale integrato, la cui impostazione viene eseguita empiricamente.

In un altro caso, il recuperatore funge da unico dispositivo per forzare il flusso e, di conseguenza, solo la velocità dei suoi ventilatori determina l’intensità dello scambio d’aria. Per tali dispositivi, viene fornita la commutazione manuale della modalità, nonché algoritmi di controllo interno che ottimizzano lo scambio di calore in base alla differenza di temperatura corrente. Le unità più avanzate in termini di ergonomia sono collegate al sistema di automazione generale della casa e regolano in modo indipendente le prestazioni in base al numero di persone o in base ai dati degli analizzatori di gas ambiente.

Luogo e metodo di installazione

I recuperatori sono disponibili in installazioni a pavimento o controsoffitto. C’è anche una terza opzione: recuperatori di punti a parete, che sono montati in ogni stanza adiacente alla strada e non richiedono la posa di comunicazioni aggiuntive.

Le opzioni di installazione a soffitto sono interessanti per la capacità di nascondere l’attrezzatura tecnica della casa nella cavità dei soffitti sospesi o tesi. Tali dispositivi sono leggermente più costosi a causa dei requisiti di compattezza, allo stesso tempo non sono richiesti canali di bypass aggiuntivi per la loro connessione. Un evidente svantaggio di questo tipo di posizionamento è l’aumento del rumore dovuto alla piccola distanza dei motori in movimento dalle griglie di ventilazione..

I recuperatori a pavimento (e a parete) sono progettati per l’installazione in locali tecnici. Le loro prestazioni non sono limitate dalle dimensioni, ma è richiesto un sistema di reggiatura di alta qualità. Di norma, i dispositivi di questa categoria vengono utilizzati in combinazione con sistemi di riscaldamento e condizionamento dell’aria..

Installazione del recuperatore

L’installazione e il collegamento del recuperatore stesso sono limitati dal suo fissaggio meccanico alla superficie del capitale e dall’unione con i canali di scarico e di alimentazione comuni. Successivamente, i giunti vengono sigillati e il recuperatore stesso viene inserito in un caso speciale, che svolge contemporaneamente la funzione di protezione dal calore e assorbimento acustico.

Molto più complicata è la situazione con la progettazione di sistemi di ventilazione, se prevedono l’installazione di un recuperatore. Per i recuperatori di condotti, è necessario posare due condotti dell’aria in ciascun soggiorno per l’aspirazione e l’alimentazione dell’aria. Allo stesso tempo, è importante calcolare la sezione libera delle griglie di ventilazione e selezionare le prese corrette per evitare rumori aggiuntivi..

Nella struttura della ventilazione generale, i recuperatori forniscono lo scambio d’aria solo tra gli alloggi. I condotti di scarico della cucina e dei bagni sono generalmente disposti bypassando lo scambiatore di calore a causa della sensibilità di quest’ultimo all’aria sporca e all’umidità elevata. In tal caso, è possibile raccomandare l’installazione di un’unità aggiuntiva di filtrazione dell’aria con grasso e filtri dispersi. Puoi anche scegliere tra recuperatori multicanale, il cui design prevede il collegamento di un circuito di ventilazione ausiliario per locali tecnici.

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