Hoy en día, el ahorro de energía es una dirección prioritaria en el desarrollo de la economía mundial. El agotamiento de las reservas naturales de energía y el aumento del coste de la energía térmica y eléctrica nos lleva inevitablemente a la necesidad de desarrollar todo un sistema de medidas encaminadas a aumentar la eficiencia de las instalaciones consumidoras de energía. En este contexto, reducir las pérdidas y reciclar la energía térmica gastada se convierte en una herramienta eficaz para solucionar el problema.

En el contexto de la búsqueda activa de reservas para ahorrar combustible y recursos energéticos, cada vez se presta más atención al problema de seguir mejorando los sistemas de aire acondicionado, ya que son grandes consumidores de energía térmica y eléctrica. Un papel importante en la solución de este problema lo desempeñarán las medidas para mejorar la eficiencia de los dispositivos de intercambio de masa y calor que forman la base del subsistema politrópico de tratamiento de aire, cuyos costos operativos alcanzan el 50% de todos los costos operativos del SCR.

La utilización de la energía térmica procedente de las emisiones de ventilación es uno de los métodos clave para ahorrar recursos energéticos en los sistemas de aire acondicionado y ventilación de edificios y estructuras para diversos fines. En la figura. 1 muestra los principales esquemas para aprovechar el calor del aire de escape vendidos en el mercado de equipos de ventilación modernos.

El análisis del estado de producción y uso de los recuperadores de calor en el exterior indica una tendencia hacia el uso predominante de la recirculación y de cuatro tipos de recuperadores de calor del aire de escape: regenerativos rotativos, recuperativos de placas, basados ​​en heatpipes y con refrigerante intermedio. El uso de estos dispositivos depende de las condiciones operativas de los sistemas de ventilación y aire acondicionado, consideraciones económicas, la posición relativa de los centros de suministro y escape y las capacidades operativas.

en la mesa 1 dado análisis comparativo varios esquemas para aprovechar el calor del aire de escape. Entre los principales requisitos del inversor para las plantas de recuperación de calor, cabe destacar los siguientes: precio, costes operativos y eficiencia operativa. Las soluciones más económicas se caracterizan por la sencillez de diseño y la ausencia de piezas móviles, lo que permite destacar, entre los esquemas presentados, una instalación con recuperador de flujo transversal (Fig.2) como la más adecuada para condiciones climáticas Parte europea de Rusia y Polonia.

Las investigaciones de los últimos años en el campo de la creación de nuevas unidades de recuperación de calor para sistemas de aire acondicionado y la mejora de las existentes indican una clara tendencia en el desarrollo de nuevos soluciones constructivas recuperadores de placas (Fig. 3), cuyo punto decisivo en su selección es la capacidad de garantizar un funcionamiento sin problemas de la instalación en condiciones de condensación de humedad a temperaturas exteriores negativas.

La temperatura del aire exterior, a partir de la cual se observa la formación de escarcha en los conductos de aire de escape, depende de los siguientes factores: la temperatura y la humedad del aire de escape, la relación entre los caudales de aire de suministro y de escape, y las características de diseño. . Observemos la peculiaridad del funcionamiento de los intercambiadores de calor a temperaturas negativas del aire exterior: cuanto mayor es la eficiencia del intercambio de calor, mayor es el peligro de que aparezcan heladas en la superficie de los conductos de aire de escape.

En este sentido, la baja eficiencia del intercambio de calor en un intercambiador de calor de flujo cruzado puede ser una ventaja en términos de reducir el riesgo de formación de hielo en las superficies de los conductos de aire de escape. Garantizar modos seguros suele estar asociado con la implementación de las siguientes medidas tradicionales para evitar la congelación de la boquilla: cortar periódicamente el suministro de aire exterior, evitarlo o precalentarlo, cuya implementación ciertamente reduce la eficiencia de la recuperación de calor del aire de escape. .

Una forma de resolver este problema es crear intercambiadores de calor en los que la congelación de las placas esté ausente o se produzca a temperaturas del aire más bajas. Una característica del funcionamiento de los recuperadores de calor aire-aire es la capacidad de implementar procesos de transferencia de calor y masa en modos de intercambio de calor "seco", enfriamiento y secado simultáneos del aire extraído con condensación en forma de rocío y escarcha en todos o parte de la superficie de intercambio de calor (Fig. 4).

El uso racional del calor de condensación, cuyo valor en ciertos modos de funcionamiento de los intercambiadores de calor alcanza el 30%, permite aumentar significativamente el rango de cambios en los parámetros del aire exterior en los que no se produce formación de hielo en las superficies de intercambio de calor de las placas. Sin embargo, resolver el problema de determinar los modos de funcionamiento óptimos de los intercambiadores de calor considerados, correspondientes a determinadas condiciones operativas y climáticas, y el área de su aplicación conveniente, requiere estudios detallados de la transferencia de calor y masa en los canales de las boquillas, teniendo en cuenta en cuenta los procesos de condensación y formación de escarcha.

Se eligió el análisis numérico como principal método de investigación. También es el que requiere menos mano de obra y permite determinar las características e identificar los patrones del proceso basándose en el procesamiento de información sobre la influencia de los parámetros iniciales. Por lo tanto, los estudios experimentales de los procesos de transferencia de calor y masa en los dispositivos considerados se llevaron a cabo en un volumen mucho menor y, principalmente, para verificar y corregir las dependencias obtenidas como resultado del modelado matemático.

En la descripción física y matemática de la transferencia de calor y masa en el recuperador en estudio se dio preferencia al modelo de transferencia unidimensional (modelo ε-NTU). En este caso, el flujo de aire en los canales de la boquilla se considera como un flujo de líquido con velocidad, temperatura y potencial de transferencia de masa constantes en su sección transversal, iguales a los valores de masa promedio. Para aumentar la eficiencia de la recuperación de calor, los intercambiadores de calor modernos utilizan aletas en la superficie de la boquilla.

El tipo y ubicación de las aletas influye significativamente en la naturaleza de los procesos de transferencia de calor y masa. Cambiar la temperatura a lo largo de la altura de la aleta lleva a la realización varias opciones Procesos de transferencia de calor y masa (Fig. 5) en los canales de aire de escape, lo que complica significativamente modelado matemático y un algoritmo para resolver un sistema de ecuaciones diferenciales.

Las ecuaciones del modelo matemático de los procesos de transferencia de calor y masa en un intercambiador de calor de flujo cruzado se implementan en un sistema de coordenadas ortogonal con los ejes OX y OY dirigidos paralelos a los flujos de aire frío y caliente, respectivamente, y los ejes Z1 y Z2. ejes perpendiculares a la superficie de las placas de boquilla en los canales de aire de suministro y escape (Fig. 6), respectivamente.

De acuerdo con los supuestos de este modelo ε-NTU, la transferencia de calor y masa en el intercambiador de calor en estudio se describe mediante ecuaciones diferenciales de balances térmicos y de materiales compiladas para los flujos de aire y boquilla que interactúan, teniendo en cuenta el calor de transición de fase. y la resistencia térmica de la capa de escarcha resultante. Para obtener una solución única, el sistema de ecuaciones diferenciales se complementa con condiciones de contorno que establecen los valores de los parámetros de los medios intercambiadores en las entradas a los canales correspondientes del recuperador.

El problema no lineal formulado no se puede resolver analíticamente, por lo que la integración del sistema de ecuaciones diferenciales se realizó mediante métodos numéricos. Un volumen bastante grande de experimentos numéricos realizados con el modelo ε-NTU permitió obtener una matriz de datos que se utilizó para analizar las características del proceso e identificar sus patrones generales.

De acuerdo con los objetivos del estudio del funcionamiento de un intercambiador de calor, la elección de los modos estudiados y los rangos de variación de los parámetros de los flujos intercambiados se realizó de tal manera que los procesos reales de transferencia de calor y masa en el La boquilla con valores negativos de la temperatura del aire exterior, así como las condiciones para las variantes más peligrosas de los modos de funcionamiento del equipo de recuperación de calor, se simularon de forma más completa.

Mostrado en la Fig. 7-9 los resultados del cálculo de los modos de funcionamiento del dispositivo en estudio, característicos de las condiciones climáticas con baja temperatura del aire exterior de diseño en periodo de inviernoépoca del año, nos permiten juzgar la posibilidad cualitativamente esperada de formación de tres zonas de transferencia activa de calor y masa en los canales de aire eliminado (Fig. 6), que difieren en la naturaleza de los procesos que ocurren en ellos.

El análisis de los procesos de transferencia de calor y masa que ocurren en estas zonas nos permite evaluar posibles formas de capturar eficazmente el calor del aire de ventilación eliminado y reducir el riesgo de formación de escarcha en los canales de la boquilla del intercambiador de calor basándose en el uso racional del calor de transición de fase. . A partir del análisis se determinaron las temperaturas límite del aire exterior (tabla 2), por debajo de las cuales se observa formación de escarcha en los conductos de aire de escape.

Conclusiones

Se presenta un análisis de varios esquemas de recuperación de calor a partir de emisiones de ventilación. Se señalan las ventajas y desventajas de los esquemas considerados (existentes) para utilizar el calor del aire de escape en instalaciones de ventilación y aire acondicionado. Con base en el análisis se propone un esquema con recuperador de flujo transversal de placas:

• a partir de un modelo matemático se ha desarrollado un algoritmo y un programa informático para calcular los principales parámetros de los procesos de transferencia de calor y masa en el intercambiador de calor en estudio;
• se ha establecido la posibilidad de formación de varias zonas de condensación de humedad en los canales de la boquilla del intercambiador de calor, dentro de las cuales la naturaleza de los procesos de transferencia de calor y masa cambia significativamente;
• El análisis de los patrones obtenidos permite establecer modos de funcionamiento racionales de los dispositivos en estudio y áreas de su uso racional para diversas condiciones climáticas del territorio ruso.

LEYENDAS E ÍNDICES

Leyenda: h costilla—altura de la costilla, m; l costilla—longitud de la costilla, m; t—temperatura, °C; d—contenido de humedad del aire, kg/kg; ϕ—humedad relativa del aire, %; δ costilla: espesor de la costilla, m; δ pulg: espesor de la capa de escarcha, m.

Índices: 1 - aire exterior; 2 - aire de escape; e - en la entrada a los canales de las boquillas; r eb - costilla; en - escarcha, o - en la salida de los canales de la boquilla; rocío - punto de rocío; sat—estado de saturación; w es la pared del canal.

Una de las fuentes de recursos energéticos secundarios de un edificio es la energía térmica del aire que se elimina a la atmósfera. El consumo de energía térmica para calentar el aire entrante es del 40...80% del consumo de calor; la mayor parte se puede ahorrar utilizando los llamados intercambiadores de calor residual.

Hay varios tipos intercambiadores de calor.

Los intercambiadores de calor de placas recuperativos se fabrican en forma de un paquete de placas instaladas de tal forma que forman dos canales adyacentes, por uno de los cuales circula el aire de escape y por el otro, el aire exterior de impulsión. En la fabricación de intercambiadores de calor de placas de este diseño con alta productividad de aire surgen importantes dificultades tecnológicas, por lo que se han desarrollado diseños para intercambiadores de calor de carcasa y tubos TKT, que son un haz de tubos dispuestos en forma de tablero de ajedrez y encerrados en una carcasa. El aire extraído se mueve en el espacio entre tubos, el aire exterior se mueve dentro de los tubos. El movimiento de los flujos es cruzado.

Arroz. Intercambiadores de calor:
a - intercambiador de calor de placas;
b - usuario de TKT;
c - giratorio;
g - recuperativo;
1 - cuerpo; 2 - suministro de aire; 3 - rotor; 4 - sector de soplado; 5 - aire de escape; 6 - conducir.

Para proteger contra la formación de hielo, los intercambiadores de calor están equipados con una tubería adicional a lo largo del flujo de aire exterior, a través de la cual se desvía parte del aire exterior frío cuando la temperatura de las paredes del haz de tubos es inferior al punto crítico (-20° DO).

En sistemas de suministro mecánico se pueden utilizar unidades de recuperación de calor del aire de escape con un refrigerante intermedio. ventilación de escape, así como en sistemas de aire acondicionado. La instalación consta de un calentador de aire ubicado en los conductos de impulsión y escape, conectados por un circuito de circulación cerrado lleno de un medio intermedio. El refrigerante circula a través de bombas. El aire de escape, que se enfría en el calentador de aire del conducto de escape, transfiere calor al refrigerante intermedio, que calienta el aire de impulsión. Cuando el aire de escape se enfría por debajo de la temperatura del punto de rocío, el vapor de agua se condensa en parte de la superficie de intercambio de calor de los calentadores de aire del conducto de escape, lo que conduce a la posibilidad de formación de hielo a temperaturas iniciales negativas. suministro de aire.

Las instalaciones de recuperación de calor con refrigerante intermedio pueden funcionar en un modo que permita la formación de hielo en la superficie de intercambio de calor del calentador de aire de escape durante el día con posterior apagado y descongelación, o, si apagar la instalación es inaceptable, cuando se utiliza una de las siguientes medidas para proteger el calentador de aire del conducto de escape de la formación de hielo:

• precalentar el aire de suministro a una temperatura positiva;
• crear una derivación para refrigerante o suministro de aire;
• aumentar el flujo de refrigerante en el circuito de circulación;
• calentar el refrigerante intermedio.

La elección del tipo de intercambiador de calor regenerativo se realiza en función de los parámetros calculados del aire de escape y suministro y la liberación de humedad dentro de la habitación. Los intercambiadores de calor regenerativos se pueden instalar en edificios para diversos fines en sistemas mecánicos de suministro y ventilación por extracción, calefacción de aire y aire acondicionado. La instalación de un intercambiador de calor regenerativo debe garantizar el movimiento a contracorriente de los flujos de aire.

Un sistema de ventilación y aire acondicionado con un intercambiador de calor regenerativo debe estar equipado con medios de control y control automático, que deben proporcionar modos de funcionamiento con descongelación periódica de escarcha o prevención de la formación de escarcha, así como mantener los parámetros requeridos del aire de suministro. Para evitar la formación de escarcha en el aire suministrado:

• organizar un canal de derivación;
• precalentar el aire de suministro;
• cambiar la velocidad de rotación de la boquilla del regenerador.

En sistemas con temperaturas iniciales positivas del aire de suministro durante la recuperación de calor, no hay peligro de que el condensado se congele en la superficie del intercambiador de calor en el conducto de escape. En sistemas con temperaturas iniciales negativas del aire de suministro, es necesario utilizar esquemas de reciclaje que brinden protección contra la congelación de la superficie de los calentadores de aire en el conducto de escape.

El objetivo principal de la ventilación por extracción es eliminar el aire de escape de las instalaciones atendidas. La ventilación por extracción, por regla general, funciona junto con la ventilación de suministro, que, a su vez, es responsable del suministro de aire limpio.

Para tener un microclima favorable y saludable en la habitación, es necesario elaborar un diseño competente del sistema de intercambio de aire, realizar los cálculos adecuados e instalar las unidades necesarias de acuerdo con todas las reglas. A la hora de planificar hay que recordar que de ello depende el estado de todo el edificio y la salud de las personas que se encuentran en él.

Los más mínimos errores conducen al hecho de que la ventilación deja de cumplir su función como debería, aparecen hongos en las habitaciones, los materiales de acabado y construcción se destruyen y la gente comienza a enfermarse. Por lo tanto, en ningún caso se debe subestimar la importancia de un cálculo correcto de la ventilación.

Principales parámetros de la ventilación por extracción.

Dependiendo de las funciones que realice el sistema de ventilación, las instalaciones existentes se suelen dividir en:

1. Escape. Necesario para la entrada de aire de escape y su salida de la habitación.
2. Entrada. Proporciona aire fresco y limpio de la calle.
3. Suministro y escape. Al mismo tiempo, se elimina el aire viejo y mohoso y se introduce aire nuevo en la habitación.

Las unidades de extracción se utilizan principalmente en producción, oficinas, almacenes y otros locales similares. La desventaja de la ventilación por extracción es que sin un dispositivo simultáneo sistema de suministro funcionará muy mal.

Si de una habitación se extrae más aire del que se suministra, se formarán corrientes de aire. Es por eso sistema de suministro y escape es el más efectivo. Proporciona el máximo condiciones confortables tanto en locales residenciales como en locales industriales y de trabajo.

Los sistemas modernos están equipados con varios dispositivos adicionales que purifican el aire, lo calientan o enfrían, lo humedecen y lo distribuyen uniformemente por el local. El aire viejo se elimina a través de la campana sin ninguna dificultad.

Antes de comenzar a organizar un sistema de ventilación, debe abordar el proceso de calcularlo con toda seriedad. El cálculo de la ventilación en sí tiene como objetivo determinar los principales parámetros de los principales componentes del sistema. Sólo determinando las características más adecuadas se podrá realizar una ventilación que cumpla plenamente con todas sus funciones.

Durante el cálculo de la ventilación, se determinan los siguientes parámetros:

1. Consumo.
2. Presión de trabajo.
3. Potencia del calentador.
4. Área de sección transversal de conductos de aire.

Si lo desea, puede calcular adicionalmente el consumo de energía para la operación y mantenimiento del sistema.

Volver a contenidos

Instrucciones paso a paso para determinar el rendimiento del sistema.

El cálculo de la ventilación comienza con la determinación de su parámetro principal: la productividad. La unidad dimensional del rendimiento de la ventilación es m³/h. Para que el cálculo del flujo de aire se realice correctamente, es necesario conocer la siguiente información:

1. La altura del local y su superficie.
2. El objetivo principal de cada habitación.
3. El número medio de personas que estarán en la sala al mismo tiempo.

Para realizar el cálculo necesitarás el siguiente equipo:

1. Cinta métrica para medidas.
2. Papel y lápiz para notas.
3. Calculadora para cálculos.

Para realizar el cálculo, es necesario conocer un parámetro como la tasa de intercambio de aire por unidad de tiempo. Este valor lo establece SNiP de acuerdo con el tipo de habitación. Para locales residenciales, industriales y administrativos el parámetro variará. También es necesario tener en cuenta cosas como el número dispositivos de calefacción y su capacidad, el número medio de personas.

Para locales domésticos, el tipo de intercambio de aire utilizado en el proceso de cálculo es 1. Al calcular la ventilación para locales administrativos, utilice un valor de intercambio de aire de 2-3, dependiendo de las condiciones específicas. La frecuencia del intercambio de aire indica directamente que, por ejemplo, en una habitación doméstica el aire se renovará por completo una vez cada 1 hora, lo cual es más que suficiente en la mayoría de los casos.

El cálculo de la productividad requiere la disponibilidad de datos como la cantidad de intercambio de aire por multiplicidad y el número de personas. Habrá que aprovechar al máximo gran valor y, a partir de él, seleccionar la potencia de ventilación por extracción adecuada. El tipo de cambio de aire se calcula mediante una fórmula sencilla. Basta con multiplicar el área de la habitación por la altura del techo y el valor de multiplicidad (1 para el hogar, 2 para el administrativo, etc.).

Para calcular el intercambio de aire por número de personas, multiplique la cantidad de aire consumida por 1 persona por el número de personas en la habitación. En cuanto al volumen de aire consumido, en promedio al mínimo actividad fisica 1 persona consume 20 m³/h, con actividad media esta cifra sube a 40 m³/h, y con actividad alta ya es de 60 m³/h.

Para que quede más claro, podemos dar un ejemplo de cálculo para un dormitorio normal con una superficie de 14 m². Hay 2 personas en el dormitorio. El techo tiene una altura de 2,5 m. Condiciones bastante estándar para un apartamento urbano sencillo. En el primer caso, el cálculo mostrará que el intercambio de aire es 14x2,5x1=35 m³/h. Al realizar el cálculo según el segundo esquema, verá que ya es igual a 2x20 = 40 m³/h. Es necesario, como ya se señaló, tomar un valor mayor. Por tanto, concretamente en este ejemplo, el cálculo se realizará en función del número de personas.

Utilizando las mismas fórmulas, se calcula el consumo de oxígeno para todas las demás habitaciones. En conclusión, solo queda sumar todos los valores, obtener el rendimiento global y seleccionar el equipo de ventilación en base a estos datos.

Los valores de rendimiento estándar para los sistemas de ventilación son:

1. De 100 a 500 m³/h para apartamentos residenciales normales.
2. De 1000 a 2000 m³/h para viviendas particulares.
3. De 1000 a 10000 m³/h para naves industriales.

Volver a contenidos

Determinar la potencia del calentador de aire.

Para que el cálculo del sistema de ventilación se realice de acuerdo con todas las reglas, es necesario tener en cuenta la potencia del calentador de aire. Esto se hace si la ventilación de suministro se organiza en combinación con la ventilación de escape. Se instala un calefactor para que el aire procedente de la calle se caliente y entre a la habitación ya caliente. Relevante en climas fríos.

El cálculo de la potencia del calentador de aire se determina teniendo en cuenta valores tales como el flujo de aire, la temperatura de salida requerida y la temperatura mínima del aire entrante. Los 2 últimos valores están aprobados en SNiP. De acuerdo con esto documento normativo, la temperatura del aire a la salida del calentador debe ser de al menos 18°. La temperatura mínima del aire exterior debe especificarse de acuerdo con la región de residencia.

Los sistemas de ventilación modernos incluyen reguladores de rendimiento. Estos dispositivos están diseñados específicamente para reducir la velocidad de circulación del aire. En climas fríos, esto reducirá la cantidad de energía consumida por el calentador de aire.

Para determinar la temperatura a la que el dispositivo puede calentar el aire, se utiliza una fórmula sencilla. Según él, debe tomar el valor de potencia de la unidad, dividirlo por el flujo de aire y luego multiplicar el valor resultante por 2,98.

Por ejemplo, si el flujo de aire en la instalación es de 200 m³/h y el calentador tiene una potencia de 3 kW, al sustituir estos valores en la fórmula anterior, obtendrá que el dispositivo calentará el aire en una máximo de 44°. Es decir, si en horario de invierno Afuera habrá -20°, entonces el calentador de aire seleccionado podrá calentar el oxígeno a 44-20 = 24°.

Volver a contenidos

Presión de funcionamiento y sección del conducto

El cálculo de la ventilación implica la determinación obligatoria de parámetros tales como la presión de funcionamiento y la sección transversal de los conductos de aire. Un sistema eficiente y completo incluye distribuidores de aire, conductos de aire y accesorios. Al determinar la presión de trabajo, se deben tener en cuenta los siguientes indicadores:

1. La forma de los tubos de ventilación y su sección transversal.
2. Parámetros del ventilador.
3. Número de transiciones.

El cálculo del diámetro apropiado se puede realizar utilizando las siguientes relaciones:

1. Para un edificio residencial, una tubería con una sección transversal de 5,4 cm² será suficiente para 1 m de espacio.
2. Para garajes privados: una tubería con una sección transversal de 17,6 cm² por 1 m² de superficie.

Un parámetro como la velocidad del flujo de aire está directamente relacionado con la sección transversal de la tubería: en la mayoría de los casos, la velocidad se selecciona dentro del rango de 2,4-4,2 m/s.

Por lo tanto, al calcular la ventilación, ya sea un sistema de escape, suministro o suministro y escape, es necesario tener en cuenta una serie de parámetros importantes. La efectividad de todo el sistema depende de la corrección de esta etapa, así que tenga cuidado y paciencia. Si lo desea, también puede determinar el consumo de energía para el funcionamiento del sistema que se está instalando.

CONFERENCIA

por disciplina académica "Equipos de transferencia de masa y calor de las empresas"

(para el plan de estudios 200__g)

Lección No. 26. Intercambiadores de calor - intercambiadores de calor. Diseños, principio de funcionamiento.

Desarrollado por: Ph.D., Profesor Asociado E.E. Kostyleva

Discutido en una reunión del departamento.

protocolo No. _____

de "_____" ___________2008

Kazán - 2008

Lección No. 26. Los intercambiadores de calor son intercambiadores de calor. Diseños, principio de funcionamiento.

Objetivos de aprendizaje:

1. Estudiar los diseños y principios de varios intercambiadores de calor residuales.

Tipo de lección: conferencia

Tiempo: 2 horas

Evento: habitación ________

Literatura:

1. Recursos electrónicos de Internet.

Apoyo educativo y material:

Carteles que ilustran material educativo.

Estructura y duración de la conferencia:

Una de las fuentes de recursos energéticos secundarios de un edificio es la energía térmica del aire que se elimina a la atmósfera. El consumo de energía térmica para calentar el aire entrante es del 40...80% del consumo de calor; la mayor parte se puede ahorrar utilizando los llamados intercambiadores de calor residual.

Existen diferentes tipos de intercambiadores de calor residual.

Los intercambiadores de calor de placas recuperativos se fabrican en forma de un paquete de placas instaladas de tal forma que forman dos canales adyacentes, por uno de los cuales circula el aire de escape y por el otro, el aire exterior de impulsión. En la fabricación de intercambiadores de calor de placas de este diseño con alta productividad de aire surgen importantes dificultades tecnológicas, por lo que se han desarrollado diseños para intercambiadores de calor de carcasa y tubos TKT, que son un haz de tubos dispuestos en forma de tablero de ajedrez y encerrados en una carcasa. El aire extraído se mueve en el espacio entre tubos, el aire exterior se mueve dentro de los tubos. El movimiento de los flujos es cruzado.

Arroz. 1 Intercambiadores de calor:
A- reciclador de placas; b- reciclador de TKT; V- giratorio; GRAMO- recuperativo;
1 - cuerpo; 2 - suministro de aire; 3 - rotor; 4 - sector de soplado; 5 - aire de escape; 6 - conducir.

Para proteger contra la formación de hielo, los intercambiadores de calor están equipados con una tubería adicional a lo largo del flujo de aire exterior, a través de la cual se desvía parte del aire exterior frío cuando la temperatura de las paredes del haz de tubos es inferior al punto crítico (-20° DO).

Las unidades de recuperación de calor del aire de escape con un refrigerante intermedio se pueden utilizar en sistemas mecánicos de suministro y ventilación por extracción, así como en sistemas de aire acondicionado. La instalación consta de un calentador de aire ubicado en los conductos de impulsión y escape, conectados por un circuito de circulación cerrado lleno de un medio intermedio. El refrigerante circula a través de bombas. El aire de escape, que se enfría en el calentador de aire del conducto de escape, transfiere calor al refrigerante intermedio, que calienta el aire de impulsión. Cuando el aire de escape se enfría por debajo de la temperatura punto de rocío La condensación de vapor de agua se produce en una parte de la superficie de intercambio de calor de los calentadores de aire del conducto de escape, lo que conduce a la posibilidad de formación de hielo a temperaturas iniciales negativas del aire de suministro.

Las instalaciones de recuperación de calor con refrigerante intermedio pueden funcionar en un modo que permita la formación de hielo en la superficie de intercambio de calor del calentador de aire de escape durante el día con posterior apagado y descongelación, o, si apagar la instalación es inaceptable, cuando se utiliza una de las siguientes medidas para proteger el calentador de aire del conducto de escape de la formación de hielo:

• precalentar el aire de suministro a una temperatura positiva;
• crear una derivación para refrigerante o suministro de aire;
• aumentar el flujo de refrigerante en el circuito de circulación;
• calentar el refrigerante intermedio.

La elección del tipo de intercambiador de calor regenerativo se realiza en función de los parámetros calculados del aire de escape y suministro y la liberación de humedad dentro de la habitación. Los intercambiadores de calor regenerativos se pueden instalar en edificios para diversos fines en sistemas de ventilación mecánica y de extracción, calefacción de aire y aire acondicionado. La instalación de un intercambiador de calor regenerativo debe garantizar el movimiento a contracorriente de los flujos de aire.

Un sistema de ventilación y aire acondicionado con un intercambiador de calor regenerativo debe estar equipado con medios de control y control automático, que deben proporcionar modos de funcionamiento con descongelación periódica de escarcha o prevención de la formación de escarcha, así como mantener los parámetros requeridos del aire de suministro. Para evitar la formación de escarcha en el aire suministrado:

• organizar un canal de derivación;
• precalentar el aire de suministro;
• cambiar la velocidad de rotación de la boquilla del regenerador.

En sistemas con temperaturas iniciales positivas del aire de suministro durante la recuperación de calor, no hay peligro de que el condensado se congele en la superficie del intercambiador de calor en el conducto de escape. En sistemas con temperaturas iniciales negativas del aire de suministro, es necesario utilizar esquemas de reciclaje que brinden protección contra la congelación de la superficie de los calentadores de aire en el conducto de escape.

Los intercambiadores de calor de recuperación de calor se pueden utilizar en sistemas de ventilación y aire acondicionado para recuperar el calor del aire de escape extraído de la habitación.

Los flujos de aire de suministro y escape se suministran a través de los correspondientes tubos de entrada a los canales de flujo transversal de la unidad de intercambio de calor, realizada, por ejemplo, en forma de un paquete de placas de aluminio. Cuando los flujos se mueven a través de los canales, el calor se transfiere a través de las paredes desde el aire de escape más cálido al aire de suministro más frío. Estas corrientes se eliminan luego del intercambiador de calor a través de los correspondientes tubos de salida.

A medida que pasa por el intercambiador de calor, la temperatura del aire suministrado disminuye. A bajas temperaturas del aire exterior, puede alcanzar la temperatura del punto de rocío, lo que provoca la precipitación de gotas de humedad (condensación) en las superficies que limitan los canales del intercambiador de calor. A temperaturas negativas de estas superficies, el condensado se convierte en escarcha o hielo, lo que naturalmente altera el funcionamiento del intercambiador de calor. Para evitar la formación de escarcha o hielo o su eliminación durante el funcionamiento de este intercambiador de calor, mida la temperatura en el rincón más frío del intercambiador de calor o (opcionalmente) la diferencia de presión en el conducto de aire de escape antes y después de la unidad del intercambiador de calor. Cuando se alcanza el valor límite predeterminado del parámetro medido, el bloque de intercambio de calor gira 180" alrededor de su eje central. Esto asegura una reducción de la resistencia aerodinámica, el tiempo dedicado a prevenir la formación de escarcha o eliminarla y aprovechar todo el calor. superficie de intercambio.

El objetivo es reducir la resistencia aerodinámica al flujo de aire de impulsión, utilizar toda la superficie del intercambiador de calor para el proceso de intercambio de calor al realizar el proceso de prevenir la formación de escarcha o eliminarla, así como reducir el tiempo empleado. en la realización de este proceso.

El logro de este resultado técnico se ve facilitado por el hecho de que el parámetro por el cual se juzga la posibilidad de formación o presencia de escarcha en la superficie de la zona fría del intercambiador de calor es la temperatura de su superficie en el rincón más frío, o la diferencia de presión en el canal de aire de escape antes y después de la unidad de intercambio de calor.

La prevención de la formación de escarcha calentando la superficie suministrada a los canales desde su lado de salida girando el intercambiador de calor en un ángulo de 180 o con el flujo de aire de escape (cuando el parámetro medido alcanza el valor límite) garantiza una resistencia aerodinámica constante al suministro. flujo de aire, así como el uso de toda la superficie del intercambiador de calor para el intercambio de calor durante todo el tiempo de su trabajo.

El uso de un intercambiador de calor residual proporciona ahorros significativos en los costos de calefacción de espacios y reduce las pérdidas de calor que inevitablemente existen durante la ventilación y el aire acondicionado. Y gracias a un enfoque fundamentalmente nuevo para prevenir la formación de condensación con la posterior aparición de escarcha o hielo, y su eliminación completa, la eficiencia operativa de este intercambiador de calor aumenta significativamente, lo que lo distingue de otros medios de recuperación de calor del aire de escape.

¿Sueñas con tener un microclima saludable en tu casa y que ni una sola habitación huela a humedad? Para que la casa sea verdaderamente cómoda, es necesario realizar cálculos de ventilación adecuados ya en la etapa de diseño.

Si te pierdes esto durante la construcción de una casa. punto importante, en el futuro tendrás que solucionar una serie de problemas: desde la eliminación del moho en el baño hasta nuevas reformas e instalación de un sistema de conductos de aire. De acuerdo, no es muy agradable ver caldos de cultivo para el moho negro en la cocina, en el alféizar de la ventana o en los rincones de la habitación de los niños, e incluso sumergirse en trabajos de renovacion.

El artículo que presentamos contiene materiales útiles sobre el cálculo de sistemas de ventilación y tablas de referencia. Fórmulas, ilustraciones visuales y ejemplo real para locales de diversos usos y un área determinada, como se muestra en el video.

Con cálculos correctos y una instalación adecuada, la ventilación de la casa se realiza de forma adecuada. Esto significa que el aire en las zonas residenciales será fresco, con humedad normal y sin olores desagradables.

Si se observa la imagen opuesta, por ejemplo, congestión constante en el baño u otros fenómenos negativos, entonces es necesario verificar el estado del sistema de ventilación.

Galería de imágenes

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Vídeo n.° 1. Información útil sobre los principios de funcionamiento del sistema de ventilación:

Vídeo #2. Junto con el aire de escape, también sale calor de la casa. Aquí se demuestran claramente los cálculos de las pérdidas de calor asociadas con el funcionamiento del sistema de ventilación:

El cálculo correcto de la ventilación es la base de su funcionamiento exitoso y la clave para un microclima favorable en una casa o apartamento. El conocimiento de los parámetros básicos en los que se basan dichos cálculos permitirá no solo diseñar correctamente el sistema de ventilación durante la construcción, sino también ajustar su condición si cambian las circunstancias.