Dans le processus de ventilation, non seulement l'air extrait, mais une partie de l'énergie thermique est utilisée dans la pièce. En hiver, cela entraîne une augmentation de la facture énergétique.
La réduction des coûts inutiles, sans nuire aux échanges d’air, permettra la récupération de chaleur dans les systèmes de ventilation centralisés et locaux. Pour la régénération de l'énergie thermique, on utilise différents types d'échangeurs de chaleur - récupérateurs.
L'article décrit en détail les modèles d'unités, leurs caractéristiques de conception, leurs principes de fonctionnement, leurs avantages et leurs inconvénients. Les informations indiquées vous aideront à choisir la meilleure option pour organiser le système de ventilation.
Contenu de l'article:
- Le concept de récupération: le principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur
- Faisabilité d'un échangeur de chaleur en ventilation
-
Caractéristiques de différents types d'échangeurs de chaleur
- Échangeur de chaleur à plaques - Conception simple
- Échangeur de chaleur rotatif - efficacité élevée du système
- Échangeurs de chaleur associés - modèle au glycol
- Noeud de chambre - universalité d'application
- Caloducs - système d'échange de chaleur fermé
-
Manières d'organiser la ventilation de récupération
- Complexe centralisé - centrale de traitement d'air
- Unités locales - ajout au système de ventilation existant
- Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Le concept de récupération: le principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur
Traduit du latin, récupération signifie remboursement ou retour. En ce qui concerne les réactions d’échange de chaleur, la récupération est caractérisée par un retour partiel d’énergie dépensé lors de la réalisation de l’action technologique en vue de son application dans le même processus.
Dans système de ventilation Le principe de récupération sert à économiser de l'énergie thermique.
Par analogie, le refroidissement est récupéré par temps chaud - des masses d’approvisionnement chaudes chauffent la sortie "minière" et leur température diminue.
Galerie d'images
Photo de la
La récupération de chaleur dans les systèmes de ventilation réduit le coût de leur maintenance, tout en maintenant les échanges d'air réglementaires.
Il est raisonnable d'utiliser des installations de récupération dans les systèmes de ventilation organisés avec induction mécanique du mouvement de l'air.
Les récupérateurs des systèmes de ventilation sont situés dans le grenier ou dans une buanderie séparée les équipements de travail n’interféraient pas avec les locataires des maisons, les visiteurs des complexes sportifs et les travailleurs des industries. des ateliers
Le flux d'air récupéré avec une partie de l'air frais mélangé à celui-ci est fourni aux locaux par le conduit de ventilation
Lors de l'aménagement de locaux industriels avec des circuits de ventilation tout en préservant la chaleur reçue et le mélange un équipement de traitement du flux d'air frais est installé dans le grenier, des conduits d'air sont suspendus sous plafond
En plus de la réutilisation de la chaleur, les équipements du système de ventilation filtrent la masse d'air, en éliminant la poussière et les composants toxiques.
Les échangeurs de chaleur actuellement produits sont équipés de dispositifs permettant de réduire la consommation d'énergie, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie.
La récupération est une solution économique pour les systèmes de ventilation forcée, mais elle n’est utilisée que comme complément. Le volume principal d'air pendant les mois froids gère toujours le chauffage
Récupérateur pour système de ventilation
Système de ventilation par conduit
L'emplacement du récupérateur dans le grenier
Alimentation en air traité par la grille de ventilation
Système de ventilation dans la zone de production
Salon de Spa de Récupération Ventilation
Installations de dispositifs d'économie d'énergie
Réchauffeur d'air dans les systèmes
Le processus de récupération d'énergie est réalisé dans un échangeur de chaleur. Le dispositif prévoit la présence d'un élément d'échange de chaleur et de ventilateurs pour le pompage de flux d'air multidirectionnels. Pour contrôler le processus et contrôler la qualité du système d'alimentation en air est utilisé automatisation.
La conception est conçue pour que les flux d’alimentation et d’échappement se trouvent dans des compartiments séparés et ne se mélangent pas - la récupération de chaleur est réalisée à travers les parois de l’échangeur thermique.
Comprendre et comprendre ce qui est ventilation avec récupération de chaleur aide schéma visuel de la circulation de l'air.
Dans les zones humides (toilettes, salle de bain, cuisine), la hotte évacue l'air sortant. Avant de se retirer, il traverse l'échangeur de chaleur et laisse un peu de chaleur. L'air fourni se déplace dans la direction opposée, se réchauffe et pénètre dans les pièces à vivre (+)
Faisabilité d'un échangeur de chaleur en ventilation
Il est possible de parler de l'opportunité d'organiser une ventilation de récupération en évaluant l'efficacité du système et en comparant ses avantages et ses inconvénients.
Une partie de la chaleur est extraite de l'air évacué vers l'extérieur et transférée aux jets injectés frais dirigés vers l'intérieur de la pièce. Cela réduit les pertes de chaleur jusqu’à 70% (+)
La nécessité d'utiliser la récupération de chaleur est particulièrement importante dans les bâtiments à ventilation forcée. En règle générale, il s’agit de structures à faible inertie construites à l’aide de technologies innovantes d’isolation thermique (maisons en panneaux sandwich, plaques de silicate à gaz, blocs de mousse).
Dans ces bâtiments, les murs accumulent peu de chaleur et les échanges d'air naturels sont inefficaces.
Cependant, les problèmes de circulation de l'air sont également caractéristiques des structures en brique et en béton «traditionnelles». La présence de fenêtres hermétiques en PVC isolant thermiquement bloque la circulation avec des impulsions naturelles - le flux d'air frais s'arrête et la traction dans le canon se renverse ou tend à zéro.
La solution au problème des "eurowindows" est l'organisation de la ventilation forcée. Le système rétablit les échanges d'air mais, dans le même temps, les pertes de chaleur augmentent jusqu'à 60%. Et ici on ne peut pas se passer de récupération thermique.
L'efficacité du processus d'échange est exprimée en pourcentage et indique la quantité de chaleur dépensée par l'air extrait pour chauffer le nouvel "afflux".
Indicateur d'efficacité de la récupération de chaleur de ventilation:
- 0% - une fenêtre ouverte - l'air chaud est évacué dans l'atmosphère et le froid pénètre à l'intérieur, ce qui abaisse la température de la pièce;
- 100% - l'air soufflé est chauffé à la température de "travail en cours" - il est techniquement impossible à mettre en œuvre;
- 30-90% - paramètre autorisé, une bonne récupération est considérée avec une efficacité de 60% ou plus, une efficacité supérieure à 80% est un excellent échange de chaleur.
L'efficacité du système dépend du type d'échangeur de chaleur, des dimensions de la pièce et du débit d'air. Dans tous les cas, l'utilisation de la ventilation de récupération, même avec une efficacité de 30% plus rentable que son absence. Outre les importantes économies d'énergie, la "régénération" de la chaleur améliore le microclimat général de la pièce.
Inconvénients de l'utilisation d'un échangeur de chaleur:
- La volatilité. L'achat d'équipement de climatisation est justifié si la consommation d'énergie est nettement inférieure à ses économies après l'installation de l'échangeur de chaleur.
- La condensation En raison de la différence de température sur les parois de l'échangeur thermique, l'humidité peut se condenser. En hiver, il y a un risque de givrage, ce qui entraîne une diminution rapide de l'efficacité ou la défaillance de l'échangeur thermique.
- Travail bruyant. Certains modèles en cours d’émission émettent un drone. Si pendant la journée cette carence n'est pas particulièrement perceptible, le bruit la nuit apporte une gêne. Les récupérateurs à isolation améliorée fonctionnent silencieusement.
Un investissement initial élevé devient souvent le principal argument contre la ventilation économe en énergie.
Il est conseillé d’investir dans un système rentable dans les 5-8 ans. Il convient de noter que pour la maintenance du complexe devra encourir des coûts supplémentaires, par exemple, le remplacement périodique des ventilateurs
Caractéristiques de différents types d'échangeurs de chaleur
La conception de l'échangeur de chaleur détermine le schéma d'écoulement du liquide de refroidissement, l'efficacité du système de ventilation, la classe de consommation d'énergie et le coût des équipements. Cinq variantes d’échangeurs de chaleur sont utilisées: lamellaires, rotatives, caloducs, appareils à chambre et modèles avec réfrigérant intermédiaire.
Échangeur de chaleur à plaques - Conception simple
L'échangeur de chaleur repose sur une chambre hermétique avec plusieurs conduits parallèles. Les canaux sont séparés par des cloisons - des plaques thermo-conductrices en acier ou en aluminium.
Les plaques ondulées (60 à 70 pièces) sont regroupées dans un bloc de manière à ce que les canaux formés soient situés transversalement les uns aux autres - la turbulence créée améliore le transfert de chaleur (+)
Les flux de gaz se rapprochent, se croisent dans la cassette de l'échangeur de chaleur, mais ne se mélangent pas. L'échange de chaleur est réalisé par refroidissement et chauffage simultanés des plaques de différents côtés.
Avantages de l'échangeur de chaleur croisé:
- installation et configuration faciles de l'équipement;
- exception du contact des masses d'air;
- coût abordable et dimensions compactes;
- pas de frottement ni de pièces mobiles.
L'indice d'efficacité varie entre 40 et 70%.
Le principal inconvénient du modèle lamellaire est la condensation du condensat dans le conduit d’échappement et la formation de glace en hiver. Pour dégivrer l'unité, le jet entrant est redirigé pour contourner l'échangeur de chaleur et l'effluent chaud fait fondre la glace sur les plaques.
En mode «dégivrage», l'énergie n'est pas économisée et des appareils de chauffage fonctionnant jusqu'à 5 kW sont utilisés pour chauffer l'air entrant. Efficacité moyenne en baisse de 20% (+)
Il y a deux façons de résoudre le problème:
- Préchauffez le flux d'air entrant à une température à laquelle la formation de glace est exclue.
- Récupérateur avec des plaques de pulpe absorbantes. Le matériau absorbe l'humidité des masses d'air résiduaire et la transmet aux nouveaux flux entrants.
Lors du choix d'un échangeur de chaleur croisé, il convient de prendre en compte les caractéristiques de fonctionnement des plaques.
Leurs caractéristiques dépendent du matériau de fabrication:
- Feuille d'aluminium - coût abordable, mais performances limitées en hiver. De plus, il n'est pas recommandé pour les locaux d'habitation en raison du séchage à l'air. Modifications avec "remplissage" en aluminium - la meilleure option pour les bains et les piscines.
- Diviseurs en plastique - au prix sont similaires aux produits métalliques, mais diffèrent dans l'amélioration des performances globales.
- Echangeur de chaleur en cellulose - prévenir le givrage et maintenir une teneur en humidité normale à l'intérieur.
Le récupérateur d’hygrocellulose est le plus économique et le plus optimal pour la ventilation des bâtiments résidentiels.
Échangeur de chaleur rotatif - efficacité élevée du système
L’échangeur thermique se présente sous la forme d’un cylindre rempli d’intercalaires métalliques ondulés. Lorsque le tambour tourne, des jets d’air chaud ou froid pénètrent alternativement dans chaque compartiment.
La conception de l'échangeur de chaleur à rotor: un arbre de rotation et deux canaux d'air. Une section du rotor est chauffée en «travaillant», le tambour défile et la chaleur est redirigée vers des masses froides concentrées dans le canal adjacent (+).
L'efficacité du transfert de chaleur est déterminée par la vitesse de rotation du rotor, l'efficacité peut être ajustée.
Arguments "pour" l'échangeur de chaleur rotatif:
- récupération de chaleur jusqu'à 65-90%;
- économie consommation d'énergie;
- récupération partielle d'humidité - vous pouvez faire sans humidificateur;
- période de récupération - jusqu'à 4 ans.
Malgré son efficacité élevée, un échangeur de chaleur à tambour n'est pas devenu un leader parmi les installations similaires.
Inconvénients du système de ventilation:
- Mélangez l'air pollué dans le flux entrant. Les masses d'échappement et les masses d'entrée circulent en alternance à travers les microcanaux, ce qui fait qu'environ 3 à 8% de la période de travail revient. Le tambour transmet souvent l'odeur de l'air sortant.
- La complexité de la conception. Les pièces rotatives du rotor nécessitent un entretien régulier et un remplacement périodique. Les éléments en mouvement pendant le fonctionnement produisent du bruit et des vibrations.
- Coût élevé Le prix des modèles rotatifs est plus élevé que celui des produits lamellaires. Cela est dû à l'utilisation de mécanismes complexes dans la conception de l'échangeur de chaleur à tambour.
- Grandes tailles. L'installation est réalisée dans une chambre de ventilation spacieuse.
En raison de l'encombrement de l'installation du rotor, ils sont principalement utilisés dans les installations industrielles.
Afin de minimiser le brassage de l'air, les récupérateurs à rotor sont complétés par des secteurs intermédiaires. Les microcanaux sont alors insufflés à l'air frais qui retourne dans la hotte. Système Minus - efficacité réduite (+)
Échangeurs de chaleur associés - modèle au glycol
L'unité de récupération de chaleur avec réfrigérant intermédiaire est souvent appelée échangeur de chaleur associé ou unité à glycol en raison de ses caractéristiques de conception. C'est l'un des systèmes de récupération de chaleur les plus flexibles. Un échangeur de chaleur se bloque dans le conduit d’admission et le second dans l’échappement.
Le schéma de tuyauterie comprend: une pompe de circulation, un vase d'expansion, une vanne d'air, un contrôleur, un capteur de température, une soupape de sécurité, un indicateur de pression (+)
Le principe de fonctionnement. La composition de glycol circule entre les échangeurs de chaleur. La température du liquide de refroidissement augmente en raison du flux d'échappement chauffé, puis l'énergie thermique est transférée à l'air frais. Un système fermé élimine le mélange des masses d'air venant en sens inverse.
Caractéristiques de fonctionnement des échangeurs de chaleur avec réfrigérant:
- Efficacité - 45-55%;
- réglage de l'efficacité à l'aide d'une pompe - la vitesse de déplacement de l'antigel est sélectionnée;
- possibilité de placer les conduits d’alimentation et d’évacuation à distance les uns des autres (jusqu’à 800 m);
- l'installation de l'échangeur de chaleur est réalisée verticalement ou horizontalement;
- en cas de gel sévère, la surface du givrage de l'échangeur de chaleur d'échappement - de la glace apparaît; l'utilisation d'antigel permet au récupérateur de fonctionner sans recourir au dégivrage;
- la période de récupération du système peut aller jusqu'à 2 ans;
- Une combinaison de 1 capot et de plusieurs affluents est autorisée, ou inversement.
Le volume d'air éliminé et injecté doit être approximativement égal. De tels échangeurs de chaleur sont généralement utilisés si le flux est toxique ou fortement pollué lorsque les flux mélangés sont inacceptables.
Noeud de chambre - universalité d'application
Structurellement, l'échangeur de chaleur à chambre est une boîte fermée divisée à l'intérieur d'un amortisseur en mouvement. La cloison d'ouverture définit le fonctionnement de l'échangeur de chaleur.
Le flux s'écoule le long d'un canal et le flux entre dans la seconde chambre. Dans l’échangeur thermique, des masses chaudes chauffent les parois du premier compartiment. Au bout d'un moment, le volet se déplace et le flux d'air change de direction.
En conséquence, l’afflux se déplace le long des parois chaudes du premier conduit d’air et l’entraînement «réchauffe» la surface de la deuxième chambre. À un moment donné, la partition revient et le cycle se répète.
Avantages de l'unité d'échange de chaleur à chambre:
- Efficacité - 80-90%;
- Parallèlement à une isolation thermique de haute qualité, les coûts de chauffage sont minimisés;
- facilité d'installation - l'aide de spécialistes sera nécessaire pour choisir les paramètres de l'unité de ventilation;
- préservation des niveaux d'humidité;
- le gel du système est exclu.
L'échangeur de chaleur à chambre est une excellente option pour les régions où, durant l'année, il existe un déséquilibre important entre la température intérieure et extérieure.
Les inconvénients du récupérateur de chaleur incluent:
- la nécessité d'un entretien régulier des pièces en mouvement;
- Les flux d’air voisins sont partiellement mélangés - les odeurs et les impuretés peuvent remonter dans le bâtiment.
Pour réduire le mélange, le système est terminé élément filtrant. L'air devient plus propre, mais l'efficacité du récupérateur diminue.
Caloducs - système d'échange de chaleur fermé
Le récupérateur consiste en une variété de tubes en cuivre ou en aluminium remplis de matières volatiles, telles que du fréon. Le principe de fonctionnement d'un échangeur de chaleur tubulaire est basé sur des processus physiques - un changement de l'état d'une substance lorsqu'elle est chauffée.
Le thermotube est placé verticalement - l'extrémité inférieure de l'échangeur de chaleur dans le conduit d'échappement et le haut - dans le conduit d'admission. Flux sortants autour du tube - le fréon chauffe, bout et s'évapore (+)
Le gaz monte et libère de l'énergie thermique à l'entrée, après quoi le fréon est condensé et s'écoule dans l'échangeur de chaleur. Le cycle thermique est répété dans un cercle.
Caractéristiques techniques et opérationnelles de l'échangeur de chaleur tubulaire:
- efficacité de l'appareil - jusqu'à 65%;
- fonctionnement silencieux en raison de l'absence de pièces mobiles;
- simplicité de conception et sans prétention dans le service;
- compacité - petites dimensions et faible poids;
- indépendance énergétique - le liquide de refroidissement circule naturellement;
Un avantage important est que le flux d'air et le flux de retour ne sont pas mélangés.
Faiblesses des caloducs:
- haute efficacité atteint dans une plage de température étroite - avec une surchauffe brusque, tout le fréon s’évapore, et avec un chauffage insuffisant, le taux d’évaporation ralentit;
- faible force du tube - le remodelage ou la dépressurisation réduit les performances de l'équipement.
Les échangeurs de chaleur tubulaires sont utilisés dans la construction privée, les bâtiments administratifs, les immeubles de bureaux et les petites zones industrielles.
Manières d'organiser la ventilation de récupération
La reprise est réglée de l’une des manières suivantes: centralisée et décentralisée. Dans le premier cas, les flux de ventilation de la pièce entière passent par l’échangeur de chaleur, dans le second cas - d’une pièce.
Complexe centralisé - centrale de traitement d'air
Le système centralisé est installé au stade de la construction ou de la modernisation du système de ventilation.
L'unité d'alimentation et d'échappement forcée (PVU) avec récupérateur intégré est sélectionnée. Le critère de sélection principal - la performance globale du complexe basée sur le volume total d'air dans la structure (+)
Le PVU avec échangeur de chaleur assure un échange d'air suffisant, même dans les maisons dotées de fenêtres hermétiques. Dans le même temps, les flux d’air sont répartis uniformément, sans créer de courants d’air.
Complexe unités de traitement d'air Les types monoblocs sont équipés de:
- les fans - alimentation en air pur et émission de jets saturés de dioxyde de carbone 24 heures sur 24;
- chauffages - apport de préchauffage;
- par filtres - retient la poussière et les microparticules;
- échangeur de chaleur - différents types d'installations peuvent être utilisés.
La fonctionnalité de certaines PWU a été étendue avec un temporisateur, un régulateur de puissance, des capteurs de niveau d'humidité, etc.
Le cas des modèles monoblocs est recouvert d'un matériau absorbant le bruit, de sorte que le travail du PWU devient très silencieux. Des versions verticales, horizontales et suspendues des unités de ventilation sont possibles.
Production de PVU monobloc de récupération éprouvée: "Vents" (Ukraine), Dantherm (Danemark), "Daikin" (Japon), "Dantex" (Angleterre)
Unités locales - ajout au système de ventilation existant
Afin de rétablir la circulation des masses d'air dans la pièce en cours d'exploitation, des flux entrants décentralisés avec récupération de chaleur conviendront.
Ils percutent la façade du bâtiment ou sont montés à travers une fenêtre. Leur tâche principale est d'améliorer ventilation dans la maison.
Un ventilateur et un échangeur de chaleur à plaques sont fournis dans les récupérateurs locaux. Le «manchon» de l'épurateur d'air est isolé avec un matériau absorbant le bruit. L'unité de commande de l'unité de ventilation compacte est située sur le mur intérieur.
Caractéristiques des systèmes de ventilation décentralisés avec récupération:
- L'efficacité – 60-96%;
- faible productivité - les appareils sont conçus pour permettre l’échange d’air dans des locaux jusqu’à 20 à 35 mètres carrés;
- coût abordable et une large gamme d'unités, allant des vannes murales classiques aux modèles automatisés avec système de filtration à plusieurs étages et possibilité de régler l'humidité;
- installation facile - pour la mise en service ne nécessite pas la pose de conduits d'air, installer la valve murale vous pouvez posséder.
Fabricants populaires de récupérateurs locaux: Prana (Ukraine), O.Erre (Italie) Blizzard (Allemagne), Évents (Ukraine), Aerovital (Allemagne).
Critères importants pour le choix d'une prise murale: épaisseur de paroi admissible, capacité, rendement de l'échangeur thermique, diamètre du canal d'air et température du fluide pompé
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Comparaison du travail de la ventilation naturelle et du système de récupération forcée:
Le principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur centralisé, le calcul du rendement:
Conception et fonctionnement d'un échangeur de chaleur décentralisé sur l'exemple de la vanne murale Prana:
À travers le système de ventilation de la pièce prend environ 25-35% de chaleur. Des récupérateurs sont utilisés pour réduire les pertes et une récupération efficace de la chaleur. Les équipements climatiques vous permettent d’utiliser l’énergie de la masse de déchets pour chauffer l’air entrant.
Y a-t-il quelque chose à compléter ou des questions sur le travail de divers échangeurs de chaleur à ventilation? S'il vous plaît laissez des commentaires sur la publication, partager l'expérience de l'exploitation de ces installations. Le formulaire de communication est dans le bloc inférieur.
