Ventilation d'alimentation et d'extraction avec récupération de chaleur : principe de fonctionnement, aperçu des avantages et des inconvénients

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Comment fonctionne un système de ventilation à récupération de chaleur ? Nous listons les principaux schémas avec leur brève description.

lamellaire

Les canaux d'évacuation et d'alimentation traversent un carter commun, séparés par une cloison. La cloison est percée de plaques d'échange de chaleur - le plus souvent en aluminium, moins souvent en cuivre.

Fonctionnement d'un échangeur à plaques.

La chaleur est transférée entre les canaux en raison de la conductivité thermique des plaques. Évidemment, dans ce cas, le problème de condensat prendra toute sa hauteur. Comment est-elle résolue ?

L'échangeur de chaleur est équipé d'un simple capteur de givrage (généralement thermique), sur le signal à partir duquel le relais ouvre la vanne de dérivation. L'air froid de la rue commence à circuler en contournant l'échangeur de chaleur ; le flux chaud dans le canal d'échappement fait rapidement fondre la glace à la surface des plaques.

Cette classe d'appareils appartient à la catégorie de prix la plus basse; le prix de vente dépend presque linéairement de la taille du conduit. Voici les prix de la boutique en ligne ukrainienne Rozetka au moment de la rédaction :

Modèle	Taille du conduit de ventilation	Prix
Aérateurs PR 160	Diamètre 160mm	20880 r.
PR 400x200	400x200mm	25060r.
PR 600x300	600x300 millimètres	47600r.
PR 1000x500	1000x500 millimètres	98300 r.

Avec caloducs

Le dispositif récupérateur est totalement identique à celui décrit ci-dessus. La seule différence est que les plaques de l'échangeur de chaleur ne pénètrent pas dans la cloison entre les canaux ; ils sont pressés sur les caloducs traversant le baffle.

Caloduc.

Grâce aux caloducs, les parties de l'échangeur de chaleur peuvent être séparées d'une certaine distance.

Rotatif

A la frontière entre les canaux d'alimentation et d'échappement, un rotor à ailettes lamellaires tourne lentement. Les plaques chauffées dans l'un des canaux dégagent de la chaleur dans le second canal.

Récupérateur rotatif.

Qu'est-ce qui donne la récupération de chaleur rotative dans les systèmes de ventilation en termes pratiques ?

1. Augmentation de l'efficacité de 40-50% typique pour les dispositifs lamellaires à 70-75%.
2. Résolution du problème de condensation. L'humidité qui s'est déposée sur les plaques du rotor dans l'air chaud est complètement évaporée lorsque la chaleur est transférée au flux d'air froid. Dans le même temps, le problème de la faible humidité en hiver est résolu.

Hélas, le régime présente également plusieurs inconvénients.

1. Une plus grande complexité de conception signifie une tolérance aux pannes réduite.
2. Pour les pièces humides, le circuit rotatif n'est pas adapté.
3. Les chambres du récupérateur sont séparées par une cloison non hermétique. Si c'est le cas, les odeurs du conduit d'évacuation peuvent pénétrer dans le conduit d'alimentation.

Liquide de refroidissement intermédiaire

Pour le transfert de chaleur, un système classique de chauffage de l'eau avec une pompe de circulation et des convecteurs est utilisé. La complexité et le rendement plutôt faible (généralement pas plus de 50%) ne se justifient que dans les cas où les canaux d'alimentation et d'évacuation sont séparés par une distance considérable en raison des caractéristiques architecturales de la structure.

Schéma avec un liquide de refroidissement.

Qu'est-ce que la ventilation récupérative

La ventilation dans les locaux peut être naturelle, dont le principe repose sur des phénomènes naturels (type spontané) ou sur des échanges d'air assurés par des ouvertures spécialement aménagées dans le bâtiment (ventilation organisée). Cependant, dans ce cas, malgré les coûts matériels minimaux, la dépendance à la saison, au climat et l'absence de capacité à purifier l'air ne répondent pas pleinement aux besoins des personnes.

Ventilation d'approvisionnement et d'échappement, échange d'air

La ventilation artificielle permet d'offrir des conditions plus confortables aux personnes présentes dans les locaux, mais son installation nécessite certains investissements financiers. Il est également assez énergivore. Pour compenser les avantages et les inconvénients des deux types de systèmes de ventilation, leur combinaison est le plus souvent utilisée.

Organisation des échanges aériens

Tout système de ventilation artificielle en fonction de son objectif est divisé en alimentation ou en évacuation. Dans le premier cas, l'équipement doit assurer une alimentation en air pulsé de la pièce. Dans le même temps, les masses d'air d'échappement sont évacuées de manière naturelle.

conduits d'air à travers lesquels l'air se déplace;

fans responsables de son afflux;

absorbeurs de bruit;

filtres;

des aérothermes qui fournissent de l'air à une certaine température, ce qui est particulièrement important pendant la saison froide.

Ventilation d'alimentation et d'extraction

En plus de ce qui précède, le système peut être équipé de modules supplémentaires pour assurer un microclimat confortable.

Le système d'évacuation, qui fonctionne simultanément avec la ventilation naturelle, est conçu pour évacuer les masses d'air d'évacuation. Le composant principal de ces équipements est les ventilateurs d'extraction.

La meilleure option pour un appareil de ventilation est un équipement d'alimentation et d'évacuation, dont l'installation contribue à créer les conditions nécessaires pour les personnes présentes dans les locaux. Un tel schéma est particulièrement utile dans les bâtiments dont les matériaux de finition n'ont pas de perméabilité à la vapeur, ce qui n'est pas rare aujourd'hui.

Équipement d'alimentation et d'évacuation

Ventilation avec dispositifs d'alimentation et d'évacuation

Système de ventilation

Il y a un inconvénient important dans le fonctionnement de la ventilation d'alimentation et d'extraction - l'air chauffé est évacué à l'extérieur et des masses d'air qui ont la température de l'environnement extérieur entrent. Pour le chauffage, une grande quantité d'électricité est consommée (ceci est particulièrement visible pendant la période froide). Pour réduire les coûts injustifiés, des récupérateurs sont utilisés.

Récupération (en relation avec la ventilation) - le retour d'une partie de l'énergie thermique de l'air extrait dans la pièce pour une utilisation dans le processus technologique. Il peut être utilisé dans des systèmes centralisés et locaux.

Schéma de ventilation

Le processus de récupération est effectué dans des échangeurs de chaleur spéciaux (récupérateurs), auxquels sont connectés des canaux d'alimentation et d'évacuation.Les masses d'air extraites de la pièce, en passant par l'échangeur de chaleur, cèdent une partie de la chaleur à l'air venant de la rue, mais ne se mélangent pas avec lui. Un tel schéma peut réduire considérablement le coût de chauffage du flux d'air soufflé.

Les récupérateurs peuvent être installés sur différentes parties du bâtiment : plafonds, murs, sols ou toits. Ils peuvent également être montés à l'extérieur du bâtiment. L'équipement est soit un monobloc, soit des modules séparés.

Daikin HRV plus (VKM)

Lors de la conception d'un système de ventilation, de nombreux facteurs sont pris en compte :

• dimensions et nombre de pièces;
• la destination du bâtiment ;
• flux d'air.

L'efficacité du système installé en dépend et du type de récupérateur choisi. L'efficacité lors de l'utilisation de la récupération d'énergie thermique peut varier entre 30 et 90 %. Mais même l'installation d'équipements caractérisés par une efficacité minimale apporte des avantages tangibles.

Comment est la circulation des masses d'air lors de l'installation d'une ventilation d'alimentation et d'extraction avec un échangeur de chaleur:

• à l'aide de prises d'air, l'air est prélevé dans la pièce et évacué par les conduits d'air vers l'extérieur;
• avant de quitter le bâtiment, le flux d'air traverse l'échangeur de chaleur (échangeur de chaleur), y laissant une partie de l'énergie thermique;
• à travers le même échangeur de chaleur, de l'air froid est envoyé de l'extérieur, qui est chauffé par la chaleur et fourni à la pièce.

Récupérateur

Les principaux éléments des systèmes de ventilation

Récupérateur dans le système de ventilation

La ventilation avec récupération de chaleur dans une maison privée ne consiste pas seulement en un échangeur de chaleur.

Le système comprend :

• grilles de protection;
• conduits d'aération;
• soupapes;
• Ventilateurs;
• filtres.
• organismes d'automatisation et de contrôle.

Les grilles protègent contre l'entrée accidentelle dans le système de gros objets, d'oiseaux et de rongeurs, qui peuvent provoquer des accidents. Cette option est possible lorsqu'un objet étranger tombe sur la roue du ventilateur. La conséquence peut être :

• lames déformées et augmentation des vibrations (bruit);
• blocage du rotor du ventilateur et combustion des enroulements du moteur ;
• une odeur désagréable d'animaux morts et en décomposition.

Les conduits d'air et les raccords (tours, tés, adaptateurs) sont achetés en même temps, ils essaient d'acheter des produits du même fabricant. La différence de taille entraîne des interstices au niveau des joints, une perturbation de l'écoulement et des turbulences.

En cas de gel intense, vous pouvez fermer temporairement la vanne d'alimentation

N'utilisez pas de conduits d'air ondulés pour la ventilation avec un échangeur de chaleur, qui créent une résistance aux flux d'air et une augmentation du bruit pendant le fonctionnement.

Des vannes d'air sont nécessaires pour modifier temporairement les paramètres du mouvement de l'air, par exemple, elles peuvent être utilisées pour fermer le canal d'entrée dans une période particulièrement glaciale lorsque l'échangeur de chaleur ne peut pas faire face au chauffage de l'air à la température requise.

Des filtres sont installés dans tous les modèles de ventilation avec récupération. Ils protègent l'équipement de la poussière de rue et des peluches d'arbres, qui obstruent rapidement les échangeurs de chaleur.

Les ventilateurs peuvent être intégrés dans l'unité d'échangeur de chaleur ou installés dans des conduits. Lors du calcul, il est nécessaire de déterminer la puissance requise de l'appareil.

Caractéristiques

Le récupérateur de chaleur se compose d'un boîtier recouvert de matériaux isolants thermiques et acoustiques et en tôle d'acier.Le boîtier de l'appareil est suffisamment solide et capable de supporter des charges de poids et de vibration. Il y a des ouvertures d'entrée et de sortie sur le boîtier, et le mouvement de l'air à travers le dispositif est assuré par deux ventilateurs, généralement de type axial ou centrifuge. La nécessité de leur installation est due à un ralentissement important de la circulation naturelle de l'air, provoqué par la résistance aérodynamique élevée de l'échangeur de chaleur. Afin d'éviter l'aspiration de feuilles mortes, de petits oiseaux ou de débris mécaniques, une grille d'entrée d'air est installée sur l'entrée située côté rue. Le même trou, mais du côté de la pièce, est également équipé d'une grille ou d'un diffuseur qui répartit uniformément les flux d'air. Lors de l'installation de systèmes ramifiés, des conduits d'air sont montés sur les trous.

De plus, les entrées des deux flux sont équipées de filtres fins qui protègent le système des poussières et des gouttes de graisse. Cela empêche les canaux de l'échangeur de chaleur de se boucher et prolonge considérablement la durée de vie de l'équipement. Cependant, l'installation des filtres est compliquée par la nécessité de surveiller en permanence leur état, de les nettoyer et, si nécessaire, de les remplacer. Sinon, un filtre obstrué agira comme une barrière naturelle au flux d'air, à la suite de quoi leur résistance augmentera et le ventilateur se cassera.

En plus des ventilateurs et des filtres, les récupérateurs comprennent des éléments chauffants, qui peuvent être à eau ou électriques. Chaque radiateur est équipé d'un interrupteur de température et peut s'allumer automatiquement si la chaleur sortant de la maison ne peut pas supporter le chauffage de l'air entrant.La puissance des radiateurs est choisie en stricte conformité avec le volume de la pièce et les performances de fonctionnement du système de ventilation. Cependant, dans certains appareils, les éléments chauffants ne protègent que l'échangeur de chaleur du gel et n'affectent pas la température de l'air entrant.

Les éléments de chauffe-eau sont plus économiques. Cela est dû au fait que le liquide de refroidissement, qui se déplace le long du serpentin de cuivre, y pénètre depuis le système de chauffage de la maison. À partir du serpentin, les plaques sont chauffées, ce qui, à son tour, dégage de la chaleur dans le flux d'air. Le système de régulation du chauffe-eau est représenté par une vanne à trois voies qui ouvre et ferme l'alimentation en eau, un papillon des gaz qui réduit ou augmente sa vitesse et un mélangeur qui régule la température. Les chauffe-eau sont installés dans un système de conduits d'air à section rectangulaire ou carrée.

Les radiateurs électriques sont souvent installés sur des conduits d'air à section circulaire et une spirale sert d'élément chauffant. Pour un fonctionnement correct et efficace du réchauffeur à spirale, la vitesse du flux d'air doit être supérieure ou égale à 2 m/s, la température de l'air doit être comprise entre 0 et 30 degrés et l'humidité des masses qui passent ne doit pas dépasser 80 %. Tous les radiateurs électriques sont équipés d'une minuterie de fonctionnement et d'un relais thermique qui éteint l'appareil en cas de surchauffe.

En plus de l'ensemble standard d'éléments, à la demande du consommateur, des ioniseurs d'air et des humidificateurs sont installés dans les récupérateurs, et les échantillons les plus modernes sont équipés d'une unité de commande électronique et d'une fonction de programmation du mode de fonctionnement, en fonction de l'extérieur. et les conditions internes.Les tableaux de bord ont un aspect esthétique, permettant aux échangeurs de chaleur de s'intégrer organiquement dans le système de ventilation et de ne pas perturber l'harmonie de la pièce.

Qu'y a-t-il ?

Les unités sont divisées selon les types suivants :

• Par type de construction - coque et tube, spirale, rotative, lamellaire, lamellaire à ailettes.
• Sur rendez-vous - air, gaz, liquide. L'unité d'air est comprise comme une unité de ventilation dont la tâche est la ventilation avec récupération de chaleur. Dans les appareils à gaz, la fumée est utilisée comme caloporteur. Les récupérateurs de liquide - spirale et serpentin - sont souvent installés dans les piscines.
• Selon la température du liquide de refroidissement - haute température, moyenne température, basse température. Les récupérateurs à haute température sont appelés récupérateurs, dont les caloporteurs atteignent 600C et plus. Température moyenne - ce sont des appareils avec des caractéristiques de liquide de refroidissement dans la région de 300-600C. La température du liquide de refroidissement de l'unité basse température est inférieure à 300C.
• Selon la méthode de mouvement des médias - flux direct, contre-flux, flux croisés. Ils diffèrent selon le sens du flux d'air. Dans les unités à flux croisés, les flux sont perpendiculaires les uns aux autres, dans les unités à contre-courant, l'entrée et la sortie sont opposées, et dans les unités à flux direct, les flux sont unidirectionnels et parallèles.

Spirale

Dans les modèles en spirale, les échangeurs de chaleur ressemblent à deux canaux en spirale à travers lesquels les fluides se déplacent. Fabriqués à partir de matériaux laminés, ils sont enroulés autour d'une paroi de séparation située au centre.

Échangeurs de chaleur rotatifs

Sont établis dans les systèmes de ventilation à air pulsé et par évacuation.Leur mode de fonctionnement est basé sur le passage des flux d'alimentation et d'échappement à travers un échangeur de chaleur rotatif spécial de type rotatif.

Echangeur de chaleur à plaques

C'est un échangeur de chaleur, où la chaleur est transférée d'un milieu chaud à un milieu froid en passant à travers des plaques d'acier, de graphite, de titane et de cuivre.

Échangeur de chaleur à plaques à ailettes

Sa conception est basée sur des panneaux à parois minces avec une surface nervurée, fabriqués par soudage à haute fréquence et reliés les uns aux autres avec un tour de 90. Une telle conception, ainsi qu'une variété de matériaux utilisés, permet d'atteindre un haut température du fluide chauffant, résistance minimale, longue durée de vie, indicateurs élevés de surface de transfert de chaleur par rapport à la masse totale de l'échangeur de chaleur. De plus, de tels dispositifs sont peu coûteux et sont le plus souvent utilisés pour traiter la chaleur des gaz d'échappement.

La popularité des modèles nervurés repose sur les avantages suivants (par rapport aux analogues du type plastique rotatif et traditionnel):

• températures de fonctionnement élevées (jusqu'à 1250C);
• petit poids et taille;
• plus budgétaire;
• retour sur investissement rapide ;
• faible résistance le long des trajets gaz-air ;
• résistance à la scorification;
• facilité de nettoyage des canaux de la pollution;
• longue durée de vie;
• installation et transport simplifiés;
• taux élevés de thermoplasticité.

Récupérateurs industriels et domestiques - quelles sont les différences ?

Les unités industrielles sont utilisées dans les industries où il existe des processus technologiques thermiques.Le plus souvent, industriel signifie précisément les échangeurs de chaleur à plaques traditionnels.

Les appareils domestiques comprennent des appareils caractérisés par de petites dimensions et une faible productivité. Il peut s'agir de modèles d'alimentation et d'extraction, dont la tâche principale est la ventilation avec récupération de chaleur. De tels systèmes peuvent être mis en œuvre de différentes manières - à la fois sous la forme d'un échangeur rotatif et sous la forme d'un échangeur de chaleur à plaques. Et chacun d'eux a ses propres avantages et inconvénients.

Ensuite, considérez les principaux critères de sélection afin de comprendre quel récupérateur est préférable d'acheter.

Le concept de récupération : le principe de fonctionnement de l'échangeur de chaleur

Traduit du latin, récupération signifie remboursement ou accusé de réception. En ce qui concerne les réactions d'échange de chaleur, la récupération se caractérise comme un retour partiel de l'énergie dépensée sur une action technologique en vue de l'utiliser dans le même processus. Dans le système de ventilation, le principe de récupération est utilisé pour économiser l'énergie thermique.

Par analogie, le refroidissement est récupéré par temps chaud - les masses d'alimentation chaudes chauffent la sortie "travaillant" et leur température diminue.

Une partie de la chaleur est prélevée sur l'air vicié aspiré vers l'extérieur et transférée aux jets de frais forcés dirigés à l'intérieur de la pièce. Cela réduit les pertes de chaleur jusqu'à 70 %.

Le processus de récupération d'énergie est effectué dans un échangeur de chaleur à récupération. Le dispositif prévoit la présence d'un élément d'échange de chaleur et de ventilateurs pour pomper des flux d'air multidirectionnels. Un système d'automatisation est utilisé pour contrôler le processus et contrôler la qualité de l'alimentation en air.

La conception est conçue de manière à ce que les flux d'alimentation et d'échappement se trouvent dans des compartiments séparés et ne se mélangent pas - la récupération de chaleur s'effectue à travers les parois de l'échangeur de chaleur.

Un schéma visuel de la circulation de l'air aidera à comprendre et à comprendre ce qu'est la ventilation avec récupération.

L'air d'échappement est évacué par des hottes d'extraction dans les pièces humides (toilettes, salle de bain, cuisine). Avant de sortir, il traverse l'échangeur de chaleur et laisse une partie de la chaleur. L'air soufflé circule en sens inverse, se réchauffe et pénètre dans les pièces à vivre

Procédure d'installation de l'équipement

L'installation des éléments d'équipement pour le système de ventilation d'alimentation et d'extraction des locaux est effectuée après la finition des murs, avant l'installation des panneaux de plafond suspendu. L'équipement du système de ventilation est installé dans un certain ordre:

1. La soupape d'admission est installée en premier.
2. Après cela - le filtre pour nettoyer l'air entrant.
3. Puis un radiateur électrique.
4. Échangeur de chaleur - récupérateur.
5. Système de refroidissement des conduits d'air.
6. Si nécessaire, le système est équipé d'un humidificateur et d'un ventilateur dans le conduit d'alimentation.
7. Si la ventilation est de forte puissance, un dispositif d'isolation acoustique est installé.

Schéma de contrôle

Tous les composants de l'unité de traitement d'air doivent être correctement intégrés dans le système de fonctionnement de l'unité et remplir leurs fonctions en quantité appropriée. La tâche de contrôler le fonctionnement de tous les composants est résolue par un système de contrôle de processus automatisé. Le kit d'installation comprend des capteurs, analysant leurs données, le système de contrôle corrige le fonctionnement des éléments nécessaires.Le système de contrôle vous permet de remplir en douceur et avec compétence les objectifs et les tâches de la centrale de traitement d'air, en résolvant les problèmes complexes d'interaction entre tous les éléments de la centrale.

Panneau de commande de ventilationMalgré la complexité du système de contrôle de processus, le développement de la technologie permet de fournir à une personne ordinaire un panneau de commande de l'unité de telle sorte que dès le premier contact, il est clair et agréable d'utiliser l'unité tout au long de son durée de vie.

Exemple. Calcul de l'efficacité de la récupération de chaleur : calcule l'efficacité de l'utilisation d'un échangeur de chaleur à récupération de chaleur par rapport à l'utilisation d'un chauffe-eau uniquement électrique ou uniquement.

Considérons un système de ventilation avec un débit de 500 m3/h. Les calculs seront effectués pour la saison de chauffage à Moscou. D'après SNiPa 23-01-99 "Climatologie et géophysique de la construction", on sait que la durée de la période avec une température moyenne quotidienne de l'air inférieure à +8°C est de 214 jours, la température moyenne de la période avec une température moyenne quotidienne inférieure à + 8°C correspond à -3,1°C .

Calculez la puissance calorifique moyenne requise : Pour chauffer l'air de la rue à une température confortable de 20°C, vous aurez besoin de :

N=G*C_p *p_(en-ha) *(t_poste-t_Épouser )= 500/3600 * 1,005 * 1,247 * = 4,021kW

Cette quantité de chaleur par unité de temps peut être transférée à l'air soufflé de plusieurs façons :

1. Chauffage de l'air soufflé par une batterie électrique ;
2. Chauffage du caloporteur d'alimentation évacué par l'échangeur de chaleur, avec chauffage supplémentaire par un radiateur électrique ;
3. Réchauffement de l'air extérieur dans un échangeur à eau, etc.

Calcul 1 : La chaleur est transférée à l'air soufflé au moyen d'un radiateur électrique.Le coût de l'électricité à Moscou S=5,2 roubles/(kW*h). La ventilation fonctionne 24 heures sur 24, pendant 214 jours de la période de chauffage, le montant d'argent, dans ce cas, sera égal à:₁\u003d S * 24 * N * n \u003d 5,2 * 24 * 4,021 * 214 \u003d 107 389,6 roubles / (période de chauffage)

Calcul 2 : Les récupérateurs modernes transfèrent la chaleur avec un rendement élevé. Laissez le récupérateur chauffer l'air de 60% de la chaleur requise par unité de temps. Ensuite, le radiateur électrique doit dépenser la quantité d'énergie suivante : N_{(charge électrique)} = Q - Q_rivières \u003d 4,021 - 0,6 * 4,021 \u003d 1,61 kW

À condition que la ventilation fonctionne pendant toute la durée de la période de chauffage, nous obtenons le montant de l'électricité :₂ = S * 24 * N_{(charge électrique)} * n = 5,2 * 24 * 1,61 * 214 = 42 998,6 roubles / (période de chauffage) Calcul 3 : Un chauffe-eau est utilisé pour chauffer l'air extérieur. Estimation du coût de la chaleur de l'eau chaude technique pour 1 Gcal à Moscou : S_gw\u003d 1500 roubles / gcal. Kcal \u003d 4,184 kJ Pour le chauffage, nous avons besoin de la quantité de chaleur suivante : Q_(VG) = N * 214 * 24 * 3600 / (4.184 * 106) = 4.021 * 214 * 24 * 3600 / (4.184 * 106) = 17.75 Gcal :C₃ =S_(VG) *Q_(VG) \u003d 1500 * 17,75 \u003d 26 625 roubles / (période de chauffage)

Les résultats du calcul des coûts de chauffage de l'air soufflé pour la période de chauffage de l'année:

Chauffage électrique	Chauffage électrique + récupérateur	Chauffe-eau
107 389,6 roubles	42 998,6 roubles	26 625 roubles

D'après les calculs ci-dessus, on peut voir que l'option la plus économique consiste à utiliser le circuit d'eau chaude sanitaire.De plus, la somme d'argent nécessaire pour chauffer l'air soufflé est considérablement réduite lors de l'utilisation d'un échangeur de chaleur récupérateur dans le système de ventilation d'alimentation et d'extraction par rapport à l'utilisation d'un radiateur électrique, ce qui permet de réduire les coûts énergétiques pour le chauffage de l'air soufflé. l'air, par conséquent, les coûts décaissés pour le fonctionnement du système de ventilation sont réduits. L'utilisation de la chaleur de l'air évacué est une technologie moderne d'économie d'énergie et vous permet de vous rapprocher du modèle de "maison intelligente", dans lequel tout type d'énergie disponible est utilisé au maximum et de la manière la plus utile.

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Fabriquer un récupérateur d'air pour la maison de vos propres mains

Un simple échangeur de chaleur à plaques peut être fabriqué à la main.

Pour le travail, vous devez préparer:

• quatre mètres carrés de tôle : fer, cuivre, aluminium ou textolite ;
• brides en plastique;
• une boîte en étain ou en contreplaqué, MDF;
• mastic et laine minérale;
• coins et quincaillerie;
• feuilles de liège à base adhésive.

Dispositif échangeur de chaleur

Séquençage :

• À partir d'un matériau en feuille, vous devez fabriquer des plaques carrées de 200 sur 300 millimètres. Au total, sept douzaines de blancs seront nécessaires. L'essentiel à ce stade est la précision et le respect exact des paramètres.
• Un revêtement en liège est collé sur les flans d'un côté. Un flan reste non couché.
• Les ébauches sont assemblées dans une cassette, tournant chacune de quatre-vingt-dix degrés. Les plaques sont maintenues ensemble avec de la colle. La plaque non revêtue est la dernière.
• La cassette doit être fixée avec un cadre, pour cela un coin est utilisé.
• Tous les joints sont soigneusement traités avec du silicone.
• Des brides sont fixées sur les côtés de la cassette, un trou de drainage est percé au fond et un tube est inséré pour éliminer l'humidité.
• Pour que l'appareil puisse être retiré périodiquement, des guides pour les coins sont réalisés sur les parois du boîtier.
• Le dispositif résultant est inséré dans le boîtier dont les parois sont isolées avec un matériau en laine minérale.
• Il ne reste plus qu'à insérer l'échangeur d'air dans le système de ventilation.

Principaux paramètres techniques

Connaissant les performances requises du système de ventilation et l'efficacité d'échange de chaleur de l'échangeur de chaleur, il est facile de calculer les économies sur le chauffage de l'air pour une pièce dans des conditions climatiques spécifiques. En comparant les avantages potentiels avec les coûts d'achat et d'entretien du système, vous pouvez raisonnablement faire un choix en faveur d'un échangeur de chaleur ou d'un réchauffeur standard.

Souvent, les fabricants d'équipements proposent une gamme de modèles dans laquelle les unités de ventilation aux fonctionnalités similaires diffèrent par le volume d'échange d'air. Pour les locaux d'habitation, ce paramètre doit être calculé conformément au tableau 9.1. SP 54.13330.2016

Efficacité

Sous l'efficacité de l'échangeur de chaleur, comprenez l'efficacité du transfert de chaleur, qui est calculée par la formule suivante:

K = (T_P -T_n) / (T_dans -T_n)

Où:

• J_P - la température de l'air entrant à l'intérieur de la pièce ;
• J_n – température de l'air extérieur ;
• J_dans - la température de l'air dans la pièce.

La valeur d'efficacité maximale à un débit d'air nominal et à un certain régime de température est indiquée dans la documentation technique de l'appareil. Son chiffre réel sera légèrement inférieur. Dans le cas de l'auto-fabrication d'un échangeur de chaleur à plaques ou à tubes, afin d'obtenir une efficacité de transfert de chaleur maximale, il est nécessaire de respecter les règles suivantes :

• Le meilleur transfert de chaleur est assuré par des dispositifs à contre-courant, puis par des dispositifs à flux croisés, et le plus petit - avec un mouvement unidirectionnel des deux flux.
• L'intensité du transfert thermique dépend du matériau et de l'épaisseur des parois séparant les flux, ainsi que de la durée de présence d'air à l'intérieur de l'appareil.

Connaissant l'efficacité de l'échangeur de chaleur, il est possible de calculer son efficacité énergétique à différents températures de l'air extérieur et intérieur:

E (W) \u003d 0,36 x P x K x (T_dans -T_n)

où Р (m3/h) – consommation d'air.

Le calcul de l'efficacité de l'échangeur de chaleur en termes monétaires et la comparaison avec les coûts de son achat et de son installation pour un chalet à deux étages d'une superficie totale de 270 m2 montre la faisabilité d'installer un tel système

Le coût des récupérateurs à haut rendement est assez élevé, ils ont une conception complexe et de grandes dimensions. Il est parfois possible de contourner ces problèmes en installant plusieurs dispositifs plus simples de manière à ce que l'air entrant les traverse en série.

Performances du système de ventilation

Le volume d'air traversé est déterminé par la pression statique, qui dépend de la puissance du ventilateur et des principaux composants qui créent une résistance aérodynamique.En règle générale, son calcul exact est impossible en raison de la complexité du modèle mathématique. Par conséquent, des études expérimentales sont effectuées pour des structures monoblocs typiques et des composants sont sélectionnés pour des dispositifs individuels.

La puissance du ventilateur doit être choisie en tenant compte du débit de tout type d'échangeurs de chaleur installés, qui est indiqué dans la documentation technique comme le débit recommandé ou la quantité d'air passé par l'appareil par unité de temps. En règle générale, la vitesse de l'air admissible à l'intérieur de l'appareil ne dépasse pas 2 m/s.

Sinon, à haute vitesse, une forte augmentation de la résistance aérodynamique se produit dans les éléments étroits du récupérateur. Cela entraîne des coûts énergétiques inutiles, un chauffage inefficace de l'air extérieur et une durée de vie raccourcie des ventilateurs.

Le graphique de dépendance de la perte de charge sur le débit d'air pour plusieurs modèles d'échangeurs de chaleur à haute performance montre une augmentation non linéaire de la résistance, il est donc nécessaire de respecter les exigences pour le volume d'échange d'air recommandé indiqué dans la documentation technique de l'appareil

Changer la direction du flux d'air crée une traînée aérodynamique supplémentaire. Par conséquent, lors de la modélisation de la géométrie d'un conduit d'air intérieur, il est souhaitable de minimiser le nombre de tours de tuyau de 90 degrés. Les diffuseurs pour disperser l'air augmentent également la résistance, il est donc conseillé de ne pas utiliser d'éléments avec un motif complexe.

Les filtres et les grilles sales créent des problèmes d'écoulement importants et doivent être nettoyés ou remplacés périodiquement.L'un des moyens efficaces d'évaluer le colmatage consiste à installer des capteurs qui surveillent la chute de pression dans les zones avant et après le filtre.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Comparaison du fonctionnement d'une ventilation naturelle et d'un système forcé avec récupération :

Le principe de fonctionnement d'un échangeur de chaleur centralisé, calcul d'efficacité:

Le dispositif et le fonctionnement d'un échangeur de chaleur décentralisé utilisant la vanne murale Prana comme exemple :

Environ 25 à 35 % de la chaleur quitte la pièce par le système de ventilation. Pour réduire les pertes et récupérer efficacement la chaleur, des récupérateurs sont utilisés. Les équipements climatiques permettent d'utiliser l'énergie des masses de déchets pour chauffer l'air entrant.

Avez-vous quelque chose à ajouter ou avez-vous des questions sur le fonctionnement des différents récupérateurs de ventilation ? Veuillez laisser des commentaires sur la publication, partager votre expérience dans l'exploitation de telles installations. Le formulaire de contact se trouve dans le bloc du bas.