Ventilation avec récupération de chaleur: appareil,

Quel type d'appareil est un récupérateur de chaleur? Comment fonctionne la ventilation d’alimentation et de ventilation à économie d’énergie - ventilation avec plaque de récupération de chaleur ou unités rotatives? Combien de temps l'achat du récupérateur sera-t-il rentable? Puis-je le faire avec mes propres mains? Essayons de répondre à ces questions.

C'est quoi

Principe de fonctionnement

Parlant un peu simplifié, nous avons un échangeur de chaleur conventionnel. Il évacue une partie de la chaleur de l'air évacué par le système de ventilation d'extraction et la transfère au flux d'air dans le conduit d'admission. L'objectif est assez évident: la ventilation d'une maison avec récupération de chaleur est conçue pour réduire le coût de chauffage des maisons.

Précisez: en été, la récupération de chaleur réduira les coûts de climatisation. L'échangeur de chaleur peut fonctionner dans les deux sens: la chaleur est transférée à la fois du conduit d'évacuation à l'admission et du conduit d'admission.

Des problèmes

Il n'y a pas tellement de problèmes potentiels associés à la récupération.

Certaines d'entre elles sont généralement décidées par le fabricant, d'autres sont un casse-tête pour un acheteur potentiel.

• Condensat. En faisant passer l'air sortant à travers un échangeur de chaleur relativement froid, il conduira inévitablement à la condensation de l'humidité. Pire encore: à des températures nettement inférieures à zéro, les ailettes se givreront, ce qui réduira de façon catastrophique l'efficacité de l'appareil.
• Efficacité énergétique. Pratiquement toutes les unités de ventilation à récupération de chaleur sont volatiles. De toute évidence, leur achat n'aura de sens que s'ils économisent beaucoup plus d'énergie qu'ils n'en dépensent.
• Période de récupération. S'il dépasse 10 à 12 ans, le récupérateur devient une acquisition douteuse: pendant ce temps, certaines parties de la structure (au moins les ventilateurs) devront être remplacées, ce qui augmentera les frais généraux. La période de récupération de 20 ans indique clairement que l'achat n'a pas de sens.

Options d'exécution

Comment le système de ventilation de récupération peut-il fonctionner? Nous listons les schémas de base avec leur brève description.

Lamellaire

Les canaux d'échappement et d'admission passent à travers un corps commun, divisé par une cloison. La cloison est imprégnée de plaques de l'échangeur de chaleur - le plus souvent en aluminium, moins souvent - en cuivre.

Référence: le cuivre a une conductivité thermique deux fois supérieure, mais il est beaucoup plus cher que l'aluminium.

La chaleur est transférée entre les canaux en raison de la conductivité thermique des plaques. Il est évident que dans ce cas, le problème de la condensation augmentera en pleine croissance. Comment est-elle résolue?

Le récupérateur est fourni avec un capteur de givrage sans prétention (généralement thermique), au signal à partir duquel le relais ouvre la vanne - dérivation. L'air froid de la rue commence à circuler autour de 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 détail dépend presque linéairement de la taille du conduit. Nous donnons les prix de la boutique en ligne ukrainienne Rosette au moment d'écrire ces lignes:

Avec des caloducs

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

Référence: le caloduc est un dispositif non volatile pour le transfert de chaleur. Le fréon s'évapore à l'extrémité la plus chaude du tube en cuivre scellé et se condense à l'extrémité la plus froide; le condensat est renvoyé à travers la mèche capillaire.

Les caloducs permettent de séparer des parties de l’échangeur thermique sur une certaine distance.

Rotatif

À la limite des conduits d'admission et d'échappement, le rotor à ailettes lamellaires tourne lentement. Les plaques chauffées dans l'un des canaux dégagent de la chaleur dans le second canal.

Qu'est-ce que la récupération de chaleur du rotor dans les systèmes de ventilation en pratique?

1. L'efficacité passe de 40 à 50%, typique des appareils à plaques, à 70 à 75%.
2. Résoudre le problème de condensat. L’humidité déposée sur les plaques de rotor dans l’air chaud s’évapore complètement lorsque la chaleur est transférée dans le flux d’air froid. Dans le même temps, le problème de la faible humidité en hiver est résolu.

Hélas, le schéma présente plusieurs inconvénients.

1. La plus grande complexité de la conception signifie une tolérance aux pannes réduite.
2. Le régime des rotors n'est pas adapté aux pièces humides.
3. Les chambres de l'échangeur de chaleur sont séparées par une cloison non hermétique. Si c'est le cas, les odeurs du canal d'échappement peuvent pénétrer dans l'admission.

Caloporteur intermédiaire

Pour le transfert de chaleur, un système de chauffage à eau classique avec une pompe de circulation et des convecteurs est utilisé. La complexité et l'efficacité plutôt faible (généralement pas plus de 50%) ne sont justifiées que dans les cas où les conduits d'alimentation et d'échappement en raison des caractéristiques architecturales du bâtiment sont très éloignés les uns des autres.

Étude d'efficacité

Dans quelle mesure la récupération d'air est-elle justifiée? Nous allons expliquer cela par l'exemple d'une petite étude d'une maison privée.

Étant donné

• On estime qu'environ 25 à 35% de la chaleur est évacuée par la ventilation hivernale. Prenez la valeur moyenne - 30%.
• Le sol d'une maison habitée en hiver est chauffé 24 heures sur 24 par un seul climatiseur inverter d'une puissance thermique nominale de 3,2 kW. La consommation d'énergie réelle moyenne, à en juger par les lectures du compteur, est d'environ 500 watts.

Pour clarifier: le lieu d'action est Sébastopol avec une température moyenne de + 3,5 degrés en janvier. Il est clair que dans les régions plus froides, la consommation d’énergie pour le chauffage sera beaucoup plus grande et la possibilité même d’utiliser une pompe à chaleur à air sera discutable.

• Lors de l'utilisation d'un échangeur de chaleur à plaques, la consommation d'énergie pour son fonctionnement sera limitée par la consommation d'électricité fournie par une paire de ventilateurs de canal d'une capacité totale de 30 watts environ.
• La récupération d'efficacité prendra un très réel 40%. La durée de la saison de chauffage, au cours de laquelle il fournira toute économie effective - de novembre à mars, 5 mois.

Faites attention! L'efficacité diminuera lorsque le delta de température entre la pièce et la rue tombera; cependant, pour simplifier les calculs, nous ignorons ce fait.

Calcul

Calculons les économies mensuelles moyennes offertes par le plus simple échangeur de chaleur et sa période de récupération d'un coût de 20 000 roubles.

1. Puisque seulement 30% de la chaleur est évacuée par la ventilation, il serait logique de multiplier par 0,3 la consommation moyenne d'électricité de la climatisation. Nous obtenons la quantité d'énergie qui passe inutilement dans le canal de ventilation. 500 * 0,3 = 150 watts.
2. L'efficacité de la récupération, nous avons convenu de prendre égal à 40%. 150 * 0,4 = 60 watts.
3. La ventilation forcée en mangera 30. Dans la balance utile - 60-30 = 30 watts. Il s'agit de la puissance électrique constante que l'échangeur de chaleur économisera pendant la saison de chauffage.

1. En un mois, nous économiserons 30 watts / heure * 24 heures * 30 jours = 21600 watts. Avec le coût actuel d'un kilowatt-heure en Crimée à 1,64 roubles, les économies mensuelles réalisées pendant la saison de chauffage seront de 21,6 * 1,64 = 35,424 roubles.
2. Pendant cinq mois de la saison de chauffage, 35 * 5 = 175 roubles seront économisés. Etant donné qu'en été, avec un delta de température minimum avec la rue, le récupérateur ne fonctionnera pratiquement pas, c'est précisément ce montant qui peut être considéré en toute sécurité comme une économie pour toute l'année.
3. La période de récupération (à noter, sans tenir compte du coût d'installation) sera donc de 20 000/175 = 114 ans (en supposant que les tarifs de l'électricité restent inchangés, ce qui est irréaliste).

Les conclusions, semble-t-il, sont évidentes.

Mains folles

Comment réduire le coût de l'achat? Peut-on créer un système de ventilation avec récupération de chaleur à l'aide de déchets?

L'instruction est assez simple.

1. Couper des tubes en aluminium d'un diamètre de 10 mm.
2. Nous découpons deux tôles en tôle d’aluminium d’une épaisseur de 4 mm et les perforons pour le diamètre extérieur des tubes.
3. Nous assemblons l'échangeur de chaleur sur du mastic à la silicone et le plaçons dans un assemblage à partir d'un tuyau de ventilation et de trois tés.

1. Installez les ventilateurs de canal de manière à organiser le flux d'air dans les directions indiquées dans le schéma.

Conclusion

Nous espérons que la connaissance du concept d’économie de chaleur grâce à la récupération et aux calculs ci-dessus aidera le lecteur.

Comme toujours, il trouvera d’autres sujets dans la vidéo de cet article. Des succès!