domicile » Réparation, entretien, etc. » Système de récupération d'air quoi. Types de systèmes de récupération de chaleur dans les systèmes de ventilation

Système de récupération d'air quoi. Types de systèmes de récupération de chaleur dans les systèmes de ventilation

Ecologie de la consommation. Homestead : La perte de chaleur est un problème sérieux avec lequel la science de la construction est aux prises. Une isolation efficace, des fenêtres et des portes scellées ne le résolvent que partiellement. Les fuites de chaleur par les murs, les fenêtres, les toits et les sols peuvent être considérablement réduites. Malgré cela, l'énergie a encore un chemin plus large pour "s'échapper". Cette ventilation est indispensable dans tout bâtiment.

La perte de chaleur est un problème sérieux avec lequel la science de la construction est aux prises. Une isolation efficace, des fenêtres et des portes scellées ne le résolvent que partiellement. Les fuites de chaleur par les murs, les fenêtres, les toits et les sols peuvent être considérablement réduites. Malgré cela, l'énergie a encore un chemin plus large pour "s'échapper". Cette ventilation est indispensable dans tout bâtiment.

Il s'avère qu'en hiver, nous dépensons un précieux combustible pour chauffer les locaux et en même temps, nous jetons continuellement de la chaleur dans la rue, laissant entrer l'air froid.

Le problème de l'économie d'énergie peut être résolu avec un récupérateur de chaleur. Dans cet appareil, l'air ambiant chaud réchauffe l'air extérieur. Ainsi, des économies considérables sur les coûts de chauffage sont réalisées (jusqu'à 25 % du coût total).

En été, lorsqu'il fait chaud dehors et que le climatiseur fonctionne dans la maison, le récupérateur est également utile. Il refroidit le flux d'entrée chaud, réduisant les coûts de climatisation.

Regardons de plus près les unités de récupération domestique afin d'avoir une idée de leur conception, leurs avantages et leurs caractéristiques de sélection.

Types, principe de fonctionnement et conception des récupérateurs

L'idée d'utiliser la chaleur de l'air ambiant pour chauffer l'air extérieur s'est avérée très fructueuse. Il a servi de base au fonctionnement de tous les récupérateurs.

Aujourd'hui, trois types de tels dispositifs sont utilisés :

lamellaire;
rotatif;
eau de recirculation.

La conception la plus courante et la plus simple sont les récupérateurs à plaques. Ils sont non volatils, compacts, fiables en fonctionnement et ont un rendement assez élevé (40-65%).

La partie active principale d'un tel appareil est une cassette à l'intérieur de laquelle sont installées des plaques parallèles. L'air quittant la pièce et y entrant est disséqué par eux en ruisseaux étroits, dont chacun longe son propre canal. Le transfert de chaleur s'effectue à travers les plaques. L'air extérieur est chauffé, l'air ambiant se refroidit et est rejeté dans l'atmosphère.

Le principe de fonctionnement du récupérateur à plaques

Le principal inconvénient des installations à plaques est le gel lors de fortes gelées. Les condensats déposés dans le récupérateur se transforment en glace et réduisent drastiquement les performances de l'appareil. Trois moyens ont été trouvés pour lutter contre ce phénomène.

La première consiste à installer une vanne de dérivation. Ayant reçu un signal du capteur, il démarre un flux froid contournant l'unité. Seul l'air chaud passe à travers les plaques, dégivrant la glace. Après dégivrage et évacuation des condensats, la vanne rétablit le fonctionnement normal du système.

La deuxième option consiste à utiliser des plaques de cellulose hygroscopiques. L'eau qui se dépose sur les parois de la cassette y est absorbée et pénètre dans les canaux par lesquels circule l'air d'alimentation. Cela résout deux tâches à la fois : éliminer la condensation et l'humidification.

La troisième méthode consiste à préchauffer le flux froid à une température qui empêche l'eau de geler. Pour cela, un élément chauffant est placé dans le conduit de ventilation d'alimentation. Le besoin survient lorsque la température de l'air extérieur est inférieure à -10C.

Ces dernières années, des unités d'inversion de plaques sont apparues sur le marché. Contrairement aux appareils à flux direct, ils fonctionnent en deux étapes : la première est la sortie d'air chaud dans la rue, la seconde est l'aspiration d'air froid à travers le bloc chauffé.

Le principe de fonctionnement de l'installation réversible

Un autre type d'installation est celui des récupérateurs rotatifs. L'efficacité de tels dispositifs est nettement supérieure à celle des dispositifs à plaques (74-87%).

Le principe de fonctionnement de l'unité rotative est la rotation de la cassette à alvéoles dans le flux d'air entrant et sortant. Se déplaçant en cercle, les canaux passent alternativement par les courants intérieurs chauds et extérieurs froids. Dans ce cas, l'humidité ne gèle pas, mais sature l'air d'alimentation.

Il est à noter que la centrale de traitement d'air avec récupérateur rotatif permet un contrôle fluide du transfert de chaleur. Cela se fait en changeant la vitesse de rotation de la cassette. Le principal inconvénient des systèmes rotatifs est le coût de maintenance élevé. En termes de fiabilité, ils sont également inférieurs aux lamellaires.

Le type suivant est une installation d'eau à recirculation. C'est la conception la plus complexe. Le transfert de chaleur ici ne s'effectue pas à travers les plaques ou le rotor, mais à l'aide d'antigel ou d'eau.

Le premier échangeur de chaleur liquide-air est installé sur le conduit d'évacuation et le second sur le canal d'aspiration. Le travail se déroule selon le principe d'un aérotherme : l'air ambiant chauffe l'eau, et il chauffe l'extérieur.

L'efficacité d'un tel système ne dépasse pas les indicateurs des récupérateurs à plaques (50-65%). Le prix élevé que l'on doit payer pour la complexité de la conception est justifié par le seul avantage: les unités d'une telle installation peuvent être placées non dans un bâtiment, mais dans des sections de ventilation d'alimentation et d'extraction éloignées les unes des autres. Ceci est d'une grande importance pour les systèmes industriels puissants. Dans les petits bâtiments, de tels dispositifs ne sont pas installés.

Caractéristiques du choix d'un récupérateur

Après s'être familiarisé avec les particularités du fonctionnement des unités de récupération, il est temps de passer à la partie pratique - les critères de sélection pour effectuer des tâches spécifiques.

La première chose à laquelle vous devez faire attention est la méthode d'installation. La ventilation domestique et la ventilation avec récupération de chaleur peuvent être installées en position de fonctionnement de plusieurs manières :

À l'intérieur du mur. Le corps est monté dans un trou pré-percé. Un capot est placé à l'extérieur, une grille et un boîtier de commande à l'intérieur.

À l'intérieur. L'unité est suspendue au mur. Une grille ou une hotte est placée à l'extérieur.

Placement extérieur. Les avantages de cette solution sont évidents : un minimum de bruit et un gain de place. Le dispositif de conduit de l'appareil vous permet de le placer sur les balcons et les loggias, ainsi que simplement sur la façade d'un immeuble.

Un autre paramètre à considérer lors de l'achat est le nombre de fans. Les récupérateurs d'air à bas prix pour la maison sont équipés d'une unité de ventilation qui fonctionne à la fois pour l'air soufflé et extrait.

Les appareils plus chers ont 2 ventilateurs. L'un d'eux pompe et l'autre rejette de l'air. Les performances de ces appareils sont supérieures à celles des appareils à ventilateur unique.

Lors de l'achat, vous devez également faire attention à la présence d'un radiateur électrique. Avec son aide, le gel de la cassette est exclu et la limite de température inférieure du fonctionnement de l'appareil augmente.

Fonction de climatisation. Permet de régler précisément la température à laquelle le récupérateur va chauffer l'air.

Possibilité de régulation hygrométrique. Ce paramètre affecte de manière significative le confort du microclimat. Un récupérateur standard assèche l'air en en prélevant l'humidité.

La présence ou l'absence d'un filtre. Une option supplémentaire qui a un effet positif sur les caractéristiques sanitaires du mélange d'air.

Un paramètre important qui nécessite une attention particulière est la température de l'air pompé. Dans différents modèles, sa valeur peut différer considérablement. La plus large plage de températures de fonctionnement de -40 à + 50C est rare pour les appareils ménagers.

Par conséquent, en plus de prendre en compte les performances optimales en m3/heure, lors de l'achat, choisissez un appareil capable de fonctionner pleinement dans vos conditions climatiques.

Calcul des performances

Les calculs détaillés du fonctionnement des récupérateurs dans le système de ventilation d'alimentation et d'échappement sont plutôt compliqués. Ici, de nombreux facteurs doivent être pris en compte : la fréquence des échanges d'air dans les locaux, la section des canaux, la vitesse de circulation de l'air, la nécessité d'installer des silencieux, etc. Seuls des ingénieurs expérimentés sont capables d'effectuer avec compétence une telle tâche.

Un consommateur ordinaire peut utiliser une technique simplifiée afin de naviguer correctement lors de l'achat d'un appareil.

La performance du récupérateur dépend directement du taux sanitaire de consommation d'air par personne. Sa valeur moyenne est de 30 m3/heure. Par conséquent, si 4 personnes vivent en permanence dans un appartement ou une maison privée, alors la capacité de l'installation doit être d'au moins 4x30 = 120 m3 / heure.

La propre puissance électrique des récupérateurs domestiques est faible (25-80 W). Il est déterminé par le niveau de consommation d'énergie des ventilateurs de gaine. Dans les installations avec chauffage électrique du flux entrant, des éléments chauffants sont installés avec une capacité totale de 0,8 à 2,0 kW.

Marques populaires et prix estimés

Lors du choix d'un récupérateur domestique, vous devez vous concentrer sur les fabricants et les modèles qui ont obtenu des notes élevées de la part des acheteurs. A titre d'exemple, on peut citer les produits des sociétés étrangères Electrolux (Electrolux), Mitsubishi (Mitsubishi), Marley (Marley).

Récupérateur pour petites pièces Mitsubishi Electric VL-100EU5-E. Consommation d'air 105 m3 / h. Prix à partir de 21 000 roubles.

Un modèle populaire d'Electrolux. Prix de détail estimé à partir de 42 000 roubles.

Les étiquettes de prix 2017 pour les appareils ménagers de ces marques commencent à 22 000 roubles et se terminent à 60 000 roubles.

MARLEY MENV-180. Consommation d'air 90 m3 / h. Coût à partir de 27 500 roubles.

Les équipements des sociétés russes et ukrainiennes Vents (Vents), Vakio (Vakio), Prana et Zilant ont fait leurs preuves. Non inférieurs à leurs homologues étrangers en termes de performances et de fiabilité, ils sont souvent plus abordables.

Installation de Vakio. Capacité d'air 60 m3/h en mode récupération, jusqu'à 120 m3/h en mode ventilation soufflage. Prix à partir de 17 000 roubles.

Le coût estimé des systèmes de récupération d'air de ces entreprises (capacité de 120 à 250 m3 / h) est de 17 000 à 55 000 roubles.

Prava 200G. Entrée - 135 m3 / h, évacuation - 125 m3 / h. La zone recommandée pour le service par le système est jusqu'à 60 m2.

La nature des critiques sur les récupérateurs d'air est pour la plupart positive. De nombreux propriétaires notent qu'avec leur aide, le problème de l'excès d'humidité a été résolu, ce qui a provoqué l'apparition de moisissures dans les locaux.

Les calculs de la période d'amortissement de cet équipement donnent des chiffres de 3 à 7 ans. Nous n'avons pas trouvé de données sur des mesures instrumentales sur les économies d'énergie réelles dans les forums consacrés à ce sujet.

L'auto-assemblage en un coup d'œil

Dans la plupart des instructions photo et vidéo pour l'autoproduction de récupérateurs, des modèles de plaques sont pris en compte. C'est l'option la plus simple et la plus abordable pour un artisan à domicile.

La partie principale de la structure est l'échangeur de chaleur. Il est réalisé en acier galvanisé, découpé en plaques de 30x30 cm. Pour créer des canaux sur les bords et au milieu de chaque profilé, des bandes de plastique de 4 mm d'épaisseur et 2-3 cm de large sont collées à l'aide de silicone.

L'échangeur de chaleur est assemblé en superposant et en tournant alternativement les plaques à un angle de 90 degrés les unes par rapport aux autres. C'est ainsi que des canaux isolés sont obtenus pour le mouvement venant en sens inverse de l'air froid et chaud.

Après cela, un boîtier est en métal, en aggloméré ou en plastique pour les dimensions de l'échangeur de chaleur. Quatre trous y sont percés pour l'alimentation en air. Des ventilateurs sont installés dans deux d'entre eux. L'échangeur de chaleur est tourné à un angle de 45 degrés et fixé dans le boîtier.

Le travail est complété par un scellement minutieux de tous les joints d'assemblage avec du silicone.

Dans une maison où le système de ventilation fonctionne bien, une personne se sent très à l'aise et est moins malade.

Cependant, afin d'assurer une bonne ventilation traditionnelle, il est nécessaire d'augmenter considérablement le coût du chauffage et de la climatisation (pour maintenir une température normale de l'air dans la maison).

Qu'est-ce qu'un récupérateur d'air ?

De nos jours, ils utilisent un système de ventilation amélioré avec l'utilisation de dispositifs spéciaux qui peuvent réduire considérablement les pertes de chaleur en hiver lors de l'évacuation de l'air évacué et empêcher la chaleur dans la maison en été lorsque l'air surchauffé est fourni par la rue. Cet appareil s'appelle récupérateur d'air , photo 1.

Photo 1. Récupérateur d'air dans le système de ventilation de la maison

Lorsqu'il est correctement installé et utilisé, le récupérateur d'air est capable de « récupérer » les 2/3 de la chaleur qui s'en va avec l'air traité. Tous les récupérateurs contiennent dans leur structure des filtres pour nettoyer l'air d'alimentation et, selon la modification, il peut y avoir différentes qualités de nettoyage.

Avantages de l'utilisation d'un récupérateur d'air dans un système de ventilation générale :

Réduit les coûts de chauffage et de ventilation (jusqu'à 30 ... 50%).
Microclimat confortable dans la maison, air constamment frais.
Réduit le niveau de poussière dans la maison.
Faibles coûts d'exploitation.
Installation facile.
L'équipement est durable.

Conception de récupérateur d'air

Le récupérateur d'air se compose de deux chambres proches l'une de l'autre, photo 2... Un échange de chaleur a lieu entre les chambres, ce qui permet de chauffer le flux d'air soufflé en hiver grâce à la chaleur du flux d'échappement, et inversement en été.

Photo 2. Schéma de principe du fonctionnement du récupérateur d'air

Types de récupérateurs

Les récupérateurs d'air sont des types suivants.

lamellaire;
rotatif;
aquatique;
toiture.

Récupérateur de plaques

Récupérateur de plaques est un corps dans lequel entrent et sortent des tuyaux de section rectangulaire. D'un côté, deux tuyaux sont en contact, ce qui assure un échange thermique entre eux. À l'intérieur des tuyaux se trouvent des plaques galvanisées qui chauffent, refroidissent et transfèrent la chaleur, photo 3... Dans un échangeur de chaleur à plaques, les flux d'air soufflé et extrait ne se mélangent pas.

Les plaques sont constituées d'un matériau à haute conductivité thermique, il s'agit notamment de :

plastique spécial;
le cuivre;
aluminium.

Photo 3. Récupérateur d'air à plaques

Avantages du récupérateur d'air à plaques :

compact;
relativement peu coûteux;
travail silencieux;
haute performance de l'appareil (l'efficacité est de 45 ... 65%);
pas d'entraînement électrique et pas de dépendance à l'électricité ;
durée de vie élevée (pratiquement ne cassent pas).

Manque de récupérateur d'air à plaques :

En hiver, par temps froid, il existe une forte probabilité de gel du mécanisme d'échappement.
L'échange d'humidité n'est pas effectué.

photo 4) se compose des éléments de base suivants :

cylindre;
tambour rotatif (rotor);
Cadre.

Une pluralité de plaques métalliques ondulées minces (échangeurs de chaleur) sont installées à l'intérieur du cylindre.

Photo 4. Récupérateur rotatif

A l'aide d'un tambour rotatif, le récupérateur fonctionne selon deux modes :

1 - en passant le flux d'échappement de la pièce;

2 - passage du flux d'air soufflé.

Le fonctionnement du récupérateur rotatif est contrôlé par son électronique, qui, en fonction des températures externes et internes, détermine le nombre de tours et le mode de fonctionnement. Ainsi, les plaques métalliques s'échauffent ou dégagent de la chaleur.

Le récupérateur rotatif peut avoir un ou deux rotors.

Les avantages d'un récupérateur rotatif :

Haute efficacité de l'appareil. L'efficacité atteint jusqu'à 87%.
L'appareil ne gèle pas en hiver.
Ne sèche pas l'air. Renvoie partiellement l'humidité dans la pièce.

Inconvénients d'un récupérateur rotatif :

Grandes dimensions de l'équipement.
Dépendance à l'électricité.

Champ d'application:

Maison privée;
Bureaux.
Garages.

Récupérateur d'eau

Récupérateur d'eau (recirculation) - il s'agit d'un récupérateur dans lequel l'eau ou l'antigel sert d'échangeur thermique, photo 5... La conception de ce récupérateur est similaire à un système de chauffage traditionnel. Le fluide de l'échangeur de chaleur est chauffé par l'air d'échappement et l'air d'alimentation est chauffé par l'échangeur de chaleur.

Photo 5. Récupérateur d'eau

Avantages d'un récupérateur d'eau :

Indicateur normal d'efficacité du travail, efficacité - 50 ... 65%.
La possibilité d'installer ses pièces individuelles à différents endroits.

Inconvénients d'un récupérateur d'eau :

Construction complexe.
L'échange d'humidité n'est pas possible.
Dépendance à l'électricité.

Est un récupérateur à usage industriel. Le rendement de ce type de récupérateur est de 55 ... 68%.

Cet équipement n'est pas utilisé pour les maisons et appartements privés.

Photo 6. Récupérateur d'air de toiture

Principaux avantages:

À bas prix.
Travail sans problème.
Facile à installer.

Récupérateur fait maison

Si vous en avez envie, vous pouvez également fabriquer vous-même un récupérateur d'air. Pour ce faire, vous pouvez étudier attentivement les schémas des récupérateurs présents sur Internet et déterminer les principales dimensions de l'appareil.

Considérez la séquence de travail:

Sélection des matériaux pour le récupérateur.
Fabrication d'éléments individuels.
Fabrication d'échangeurs de chaleur.
Assemblage du corps et de son isolation.

La façon la plus simple de fabriquer un récupérateur à plaques.

Les matériaux suivants peuvent être utilisés pour la fabrication du boîtier :

tôle (acier);
Plastique;
bois.

Pour isoler le boîtier, vous pouvez utiliser les matériaux suivants :

fibre de verre;
laine minérale;
Polystyrène.

Alexandre A. Konev

Lors de l'exploitation d'unités de ventilation dans des bâtiments résidentiels ou des locaux industriels, afin d'économiser de l'argent dépensé, il est nécessaire, dès les étapes de conception, de prévoir l'installation d'équipements économes en énergie appelés systèmes de ventilation de soufflage et d'extraction utilisant des procédés de récupération de chaleur.

L'appareil lui-même, appelé « récupérateur », est un type spécifique d'échangeur de chaleur, composé de doubles parois qui laissent passer à la fois l'alimentation en froid et l'air chaud évacué. Les principales caractéristiques des récupérateurs sont son efficacité, qui dépend dans la plupart des cas de certains paramètres importants :

la composition métallique de la structure de l'échangeur de chaleur ;
la surface totale de contact avec les courants d'air;
le rapport du volume des masses d'air passées (soufflage sur évacuation).

En général, les différences entre les échangeurs de chaleur de ventilation sont également déterminées par de nombreux autres facteurs qui sont inclus dans des types spécifiques de récupérateurs.

Classification des espèces de récupérateurs

Les récupérateurs d'air sont souvent équipés non seulement d'un échangeur de chaleur, mais également de deux ventilateurs pour l'évacuation séparée de l'air propre et de l'air évacué. De plus, ces appareils peuvent comprendre divers dispositifs techniques afin d'améliorer la qualité de l'air fourni. Sur cette base, les échangeurs de chaleur sont classés selon le caloporteur utilisé, la conception ou le schéma d'écoulement des caloporteurs dans les types suivants :

Le récupérateur à plaques (également appelé point de croisement) est le type d'échangeur de chaleur le plus populaire en raison de sa simplicité de conception compacte, de son coût relativement faible et de sa fiabilité. Ce type d'équipement est constitué d'un ensemble de cassettes, séparées par des canaux de soufflage et d'évacuation d'air, en métal galvanisé. L'efficacité de ces appareils peut atteindre en moyenne 70 %. et n'ont pas besoin d'utiliser de l'énergie électrique. Les principaux avantages de telles unités de ventilation comprennent:

efficacité accrue (niveau de performance);
manque de consommateurs d'énergie électrique;
installation pratique et simple;
silence de travail.

Leur principal inconvénient est le gel possible de l'échangeur de chaleur en raison de la formation de condensats excessifs sur les plaques. Pour éliminer au maximum cet inconvénient, le récupérateur domestique est équipé de sorties de récupération des condensats liquides (collecteurs de condensats). Les seules exceptions sont les échangeurs de chaleur en cellulose.

Un récupérateur à plaques, dont le principe de fonctionnement est assez pratique et simple, et repose sur l'intersection de deux flux de masses d'air (soufflage et échappement) dans l'échangeur de chaleur sans mélange, a une efficacité suffisante grâce à l'indicateur d'efficacité, mesuré en pourcentage, et peut correspondre aux valeurs suivantes :

45-78% - lors de l'utilisation d'échangeurs de chaleur en plastique ou en métal ;
60-92% - lors de l'utilisation d'échangeurs de chaleur à plaques avec un échangeur de chaleur hygroscopique en cellulose.

Le récupérateur à conduit lamellaire peut être utilisé dans des pièces où des exigences et des normes élevées sont imposées sur la pureté de l'air entrant. Pour l'appareil du système de ventilation, vous pouvez acheter à la fois un appareil prêt à l'emploi et le fabriquer.

Sur la base des centrales de traitement d'air à plaques, il existe également un récupérateur à membrane qui permet un échange simultané d'humidité et de chaleur afin d'éliminer la nécessité de créer un système de drainage supplémentaire pour éliminer l'excès de condensat. Les plaques membranaires ont une perméabilité sélective, en relation avec laquelle elles laissent passer les molécules d'eau et retiennent les molécules de gaz.

Un récupérateur rotatif, dont le principe repose sur la rotation d'un échangeur de chaleur rotatif à une vitesse certaine et constante, est une structure cylindrique à l'intérieur de laquelle des couches de tôle ondulée sont densément situées. Le tambour intégré, effectuant des mouvements de rotation, laisse d'abord passer l'air chauffé, puis l'air froid fourni. En conséquence, les couches ondulées sont progressivement refroidies ou chauffées et une partie de la chaleur est transférée au flux d'air froid. De telles unités de ventilation présentent un certain nombre d'avantages, parmi lesquels:
- retour partiel d'humidité (pas besoin de);
- la possibilité de contrôler la vitesse de rotation des rotors ;
- conception et installation compactes.
Outre les avantages, les échangeurs de chaleur rotatifs présentent des inconvénients importants: ils nécessitent l'utilisation d'électricité, l'installation de composants de filtrage supplémentaires et comportent des éléments mobiles.

L'efficacité d'un récupérateur rotatif peut être de 60 à 85 %, ils sont donc utilisés dans des systèmes caractérisés par des débits d'air élevés.
Le récupérateur de glycol est l'un des systèmes de transfert de chaleur intermédiaires qui permet de connecter deux systèmes de ventilation distincts. Cet équipement est idéal pour moderniser les systèmes de ventilation existants qui fonctionnent séparément les uns des autres. Les caractéristiques de base de telles installations comprennent:
- la possibilité de régler le système à l'aide d'une automatisation intégrée et de la vitesse de circulation du liquide de refroidissement ;
- fonctionnement de l'unité à des températures inférieures à zéro sans besoin de dégivrage ;
- raccordement de plusieurs affluents et d'un échappement, ou vice versa ;
- manque de pièces mobiles;
- l'écart entre la sortie d'air et l'entrée peut aller jusqu'à 800 m.
Le principal inconvénient est une faible efficacité de travail - 45-60%.
Le récupérateur d'eau est un type de récupérateur d'air utilisé dans les systèmes d'alimentation et d'évacuation. Le mécanisme d'action d'un tel dispositif est dû au transfert de chaleur à travers l'eau. Dans ce cas, les échangeurs de chaleur peuvent être situés à distance à l'aide de canalisations isolées. Cette circonstance est l'objectif principal de l'application - la connexion des conduites de ventilation. Les récupérateurs d'eau sont utilisés assez rarement en raison des faibles valeurs d'efficacité et de la nécessité d'un entretien fréquent.

Les principaux critères de sélection des récupérateurs

Lors de la sélection d'un récupérateur adapté et optimal en termes d'efficacité, il est nécessaire de respecter les critères suivants :

le niveau de récupération (économie d'énergie) - selon le fabricant et le modèle, ce paramètre doit être compris entre 40 et 85 % ;
indicateurs sanitaires et hygiéniques - la capacité de contrôler le degré de purification et la qualité de l'air entrant;
efficacité énergétique - la valeur de la consommation d'énergie;
caractéristiques de performance - durée de vie totale, adéquation de l'équipement aux travaux de réparation, nécessité d'un service minimum;
coût adéquat.

Compte tenu de tous ces indicateurs, le choix des types de récupérateurs les plus performants et les plus performants ne sera pas difficile pour ceux qui souhaitent à la fois créer et améliorer le système de ventilation existant.

Récupération(de Lat. recuperatio- "réceptionner") - le retour d'une partie des matériaux ou de l'énergie pour la réutilisation dans le même processus technologique.

La récupération lors du traitement des matières premières est appelée désorption. La désorption, comme les autres processus de transfert de masse, est généralement réversible et le processus principal est appelé adsorption. Ces procédés sont largement utilisés dans l'industrie chimique pour la purification et la déshydratation des gaz, la purification et la clarification de solutions, la séparation de mélanges de gaz ou de vapeurs, notamment dans l'extraction de solvants volatils d'un mélange de gaz (récupération de solvants volatils). La récupération des solvants liquides est utilisée dans la production d'hydrocarbures, d'alcools, d'éthers et d'esters, etc. Les processus d'adsorption et de désorption sont réalisés dans des usines d'adsorption spécialisées.

Récupération- le processus de récupération partielle de l'énergie en vue de sa réutilisation. Dans cette rubrique, nous parlons de récupération d'air dans les systèmes de ventilation.

Le principe de fonctionnement du récupérateur

Nous avons une ventilation d'approvisionnement et d'échappement. L'air soufflé en hiver est nettoyé par des filtres à air et chauffé par des réchauffeurs d'air. Il pénètre dans la pièce, la réchauffe et dilue les gaz nocifs, les poussières et autres émissions. Ensuite, il pénètre dans la ventilation d'échappement et est jeté dans la rue ... D'où la pensée ... Pourquoi ne pas chauffer l'air d'alimentation froid avec l'air d'échappement. Après tout, nous jetons essentiellement de l'argent par les fenêtres. Ainsi, nous avons de l'air évacué avec une température de 21 C et de l'air soufflé, qui avant le réchauffeur a une température de -10 C. Nous installons, par exemple, un récupérateur avec un échangeur de chaleur à plaques. Pour comprendre le principe de fonctionnement d'un récupérateur avec un échangeur à plaques, imaginez un carré dans lequel l'air extrait circule de bas en haut, et l'air soufflé circule de gauche à droite. De plus, ces flux ne se mélangent pas entre eux grâce à l'utilisation de plaques spéciales conductrices de chaleur séparant ces deux flux.

En conséquence, l'air évacué cède jusqu'à 70% de la chaleur à l'air soufflé et à la sortie du récupérateur a une température de 2-6 C, et l'air soufflé, à son tour, a une température à la sortie de le récupérateur 12-16 C. Par conséquent, le réchauffeur chauffera l'air non -10 C , et +12 C et cela nous permettra d'économiser considérablement sur l'énergie électrique ou thermique dépensée pour chauffer l'air d'alimentation.

Types de récupérateurs

Bien qu'un récupérateur avec un échangeur de chaleur à plaques soit le plus courant sur le territoire de la Fédération de Russie, il existe d'autres types de récupérateurs, qui dans certains cas sont plus efficaces ou en général seuls peuvent faire face aux tâches définies. Nous vous invitons à considérer les quatre types de récupérateurs les plus populaires :

Récupérateur avec échangeur de chaleur à plaques (Récupérateur de plaques)

Récupérateur avec échangeur de chaleur rotatif (Récupérateur rotatif)

Récupérateur de recirculation d'eau

Récupérateur de toit

Récupérateur de plaques

Le type le plus courant est le récupérateur d'air à plaques ou à flux croisés pour les appartements.

C'est une petite cassette. Deux canaux y sont créés, séparés par des tôles d'acier. Des flux d'air d'alimentation et d'évacuation séparés les traversent. L'acier agit comme un "filtre" de la chaleur. C'est-à-dire qu'un échange de température se produit, mais le mélange d'air n'est pas autorisé. La prédominance de ce type d'appareil est due à sa simplicité, sa compacité et son faible coût. Le récupérateur d'air à plaques pour appartements présente quelques inconvénients, mais ils ne sont pas si importants lorsqu'ils sont installés dans de petits locaux d'habitation.

Avantages : - l'appareil s'intègre facilement dans n'importe quelle section du conduit ; - il n'y a pas de pièces mobiles (maintenance facilitée, pas de risque de déplacement des flux d'air, etc.) ; - efficacité relativement élevée - 50 ... 90%; - il est possible de travailler avec des mélanges de gaz et d'air à haute température (jusqu'à + 200 ° C); - la résistance aérodynamique au passage des flux d'air augmente légèrement ; - régulation simple de la capacité au moyen d'une vanne by-pass.

Les récupérateurs à plaques sont conçus de manière à ce que les flux d'air à l'intérieur ne se mélangent pas, mais entrent en contact les uns avec les autres à travers les parois de la cassette d'échange thermique. Cette cassette est constituée d'une pluralité de plaques séparant les courants d'air froid des courants d'air chaud. Le plus souvent, les plaques sont constituées de papier d'aluminium, qui présente d'excellentes propriétés de transfert de chaleur. Les plaques peuvent également être en plastique spécial. Ceux-ci sont plus chers que ceux en aluminium, mais ils augmentent l'efficacité de l'équipement.

Les échangeurs de chaleur à plaques présentent un inconvénient important : en raison de la différence de température, le condensat précipite sur les surfaces froides, qui se transforme en glace. Un récupérateur de glace cesse de fonctionner efficacement. Pour le dégivrer, le flux entrant est automatiquement contourné par l'échangeur de chaleur et réchauffé par un réchauffeur. L'air chaud qui s'échappe, quant à lui, fait fondre la glace sur les assiettes. Dans ce mode, bien sûr, il n'y a pas d'économie d'énergie, et la période de dégivrage peut prendre de 5 à 25 minutes par heure. Pour chauffer l'air entrant pendant la phase de dégivrage, des radiateurs d'une capacité de 1 à 5 kW sont utilisés.

Certains échangeurs de chaleur à plaques utilisent le préchauffage de l'air entrant à une température qui empêche la formation de glace. Cela réduit l'efficacité du récupérateur d'environ 20 %.

Une autre solution au problème du givrage est les cassettes hygroscopiques en cellulose. Ce matériau absorbe l'humidité du flux d'air évacué et la transfère dans le flux d'air entrant, renvoyant ainsi l'humidité en retour. De tels récupérateurs ne se justifient que dans des bâtiments où il n'y a pas de problème d'engorgement. L'avantage incontestable des récupérateurs en hygrocellulose est qu'ils n'ont pas besoin de chauffage électrique de l'air, ce qui les rend plus économiques. Les récupérateurs avec échangeur de chaleur à double plaques ont un rendement allant jusqu'à 90 %. Le givre ne s'y forme pas, en raison du transfert de chaleur à travers la zone intermédiaire.

Fabricants renommés d'échangeurs de chaleur à plaques : SCHRAG (Allemagne), MITSUBISHI (Japon), ELECTROLUX, SYSTEMAIR (Suède), SHUFT (Danemark), REMAK, 2W (République tchèque), MIDEA (Chine).

Un type spécial de système de ventilation forcée est la ventilation d'alimentation avec chauffage et recirculation de chaleur, qui assure un chauffage partiel du flux d'air d'admission en raison de l'air chaud extrait de la pièce à l'aide d'un dispositif spécial - un récupérateur. Dans ce cas, le chauffage principal de l'air extérieur est assuré par un aérotherme classique.

Récupération de chaleur dans la ventilation de soufflage et d'extraction- le phénomène n'est pas nouveau, mais jusqu'à présent il n'est pas répandu dans notre pays. D'un point de vue technique, la récupération est le processus d'échange de chaleur le plus courant. Le mot « récupération » lui-même a une origine latine et signifie « retour de ce qui a été dépensé ». Les récupérateurs de chaleur de ventilation en restituent une partie dans le local grâce à un échange thermique entre le flux entrant et le flux sortant. Le processus inverse se produit par temps chaud, lorsque l'air conditionné froid sortant refroidit le flux chaud arrivant. Dans ce cas, cela devrait être appelé récupération à froid.

A quoi sert la récupération ?Évidemment, en premier lieu pour économiser les ressources énergétiques. Un récupérateur est un appareil dans lequel s'effectue l'échange thermique des masses d'air entrant et sortant. Avec l'habituel ventilation, la différence de température entre l'air entrant et l'air sortant pendant les saisons froides et chaudes est importante. Si, par exemple, il fait -20 ° à l'extérieur et + 24 ° à l'intérieur, alors la différence est supérieure à 40 ° . Cette différence devra être couverte par le système de chauffage. En été, la différence est plus petite, mais elle augmentera la charge sur le climatiseur. Le récupérateur permet de réduire cette différence au minimum. Un équipement correctement sélectionné garantit qu'à 0 ° air extérieur et + 20 ° à l'intérieur, la différence entre le débit d'air entrant et sortant est de 4 ° , c'est-à-dire le réduire d'un facteur de cinq. L'efficacité de récupération diminue au fur et à mesure que la température extérieure baisse, mais les économies sont toujours importantes. De plus, lorsqu'il y a une différence significative entre les températures intérieures et extérieures, la récupération est particulièrement utile.

De nombreuses technologies de construction modernes impliquent des enveloppes de bâtiment étanches à l'air et à la vapeur. Pour une ventilation efficace et l'élimination de la vapeur d'eau des pièces aux murs scellés et aux fenêtres à double vitrage, une alimentation forcée et une ventilation par aspiration sont nécessaires. La récupération de chaleur dans ce cas est la clé d'un échange d'air confortable avec une perte de chaleur minimale.

Aux USA et au Canada, bien avant l'apparition des équipements de récupération, afin de ne pas faire entrer d'air trop froid dans la pièce en hiver et trop chaud en été, ils ont eu l'idée d'utiliser un échangeur de chaleur au sol, qui était plus tard appelé le « puits canadien ». Son idée

consiste dans le fait que l'air extérieur, avant d'entrer dans les locaux, traverse les conduits d'air de soufflage enterrés dans le sol, acquérant une valeur de température proche de + 10 ° C - une température du sol constante à une profondeur de 2 m ou plus. Un puits canadien, en effet, n'est pas un récupérateur, mais il réduit les coûts énergétiques pour le chauffage et la climatisation. La ventilation des locaux en schéma traditionnel avec un puits canadien est naturelle, mais elle peut aussi être forcée.

Les récupérateurs en tant qu'élément d'équipement de ventilation sont activement utilisés dans les pays européens. La raison de leur popularité réside dans les avantages économiques que procure le retour de la chaleur. Il existe deux types de récupérateurs : à plaques et rotatifs. Les rotatives sont plus efficaces, mais aussi plus chères. Ils sont capables de restituer 70 à 90 % de la chaleur. Les lamellaires sont moins chers, mais économisent moins, de l'ordre de 50 à 80 %.

L'un des facteurs influençant l'efficacité de la récupération est le type de chambre. Si la température y est maintenue au-dessus de 23 ° C, le récupérateur sera définitivement amorti. Et plus le coût des ressources énergétiques est élevé, plus la période de récupération est courte. La durée de vie des récupérateurs est assez longue et, avec une maintenance et un remplacement opportuns de consommables peu coûteux, elle est théoriquement illimitée.... Les récupérateurs peuvent être fournis en monobloc ou en plusieurs modules séparés.

Le récupérateur est un type spécial d'échangeur de chaleur auquel sont connectées les entrées et les sorties des conduits d'alimentation et d'évacuation du système de ventilation. L'air pollué évacué du local, en passant par le récupérateur, cède sa chaleur à l'air extérieur entrant, sans se mélanger directement avec lui. Un tel chauffage supplémentaire de la ventilation d'alimentation peut réduire considérablement la consommation d'énergie pour chauffer l'air d'admission, en particulier en hiver.

Récupérateurs à plaques

Récupérateurs à plaques sont disposés de telle sorte que les flux d'air qui y circulent ne se mélangent pas, mais entrent en contact les uns avec les autres à travers les parois de la cassette d'échange thermique. Cette cassette est constituée d'une pluralité de plaques séparant les courants d'air froid des courants d'air chaud. Le plus souvent, les plaques sont constituées d'une feuille d'aluminium, qui présente d'excellentes propriétés de conduction thermique. Les plaques peuvent également être en plastique spécial. Ceux-ci sont plus chers que ceux en aluminium, mais ils augmentent l'efficacité de l'équipement.

Les échangeurs de chaleur à plaques présentent un inconvénient important : en raison de la différence de température, le condensat précipite sur les surfaces froides, qui se transforme en glace. Un récupérateur de glace cesse de fonctionner efficacement. Pour le dégivrer, le flux entrant est automatiquement contourné par l'échangeur de chaleur et réchauffé par un réchauffeur. L'air chaud qui s'échappe, quant à lui, fait fondre la glace sur les assiettes. Dans ce mode, bien sûr, il n'y a pas d'économie d'énergie, et la période de dégivrage peut prendre de 5 à 25 minutes par heure. Pour chauffer l'air entrant pendant la phase de dégivrage, des appareils de chauffage d'une capacité de 1 à 5 kW sont utilisés.

Une autre solution au problème du givrage est les cassettes hygroscopiques en cellulose. Ce matériau absorbe l'humidité du flux d'air évacué et la transfère dans le flux d'air entrant, renvoyant ainsi l'humidité en retour. De tels récupérateurs ne se justifient que dans des bâtiments où il n'y a pas de problème d'engorgement. L'avantage incontestable des récupérateurs en hygrocellulose est qu'ils n'ont pas besoin de chauffage électrique de l'air, ce qui les rend plus économiques. Les récupérateurs avec échangeur de chaleur à double plaques ont un rendement allant jusqu'à 90 %. Il ne s'y forme pas de givre, en raison du transfert de chaleur à travers la zone intermédiaire.

Fabricants bien connus d'échangeurs de chaleur à plaques :

SCHRAG (Allemagne),
MITSUBISHI (Japon),
ELECTROLUX,
SYSTEMAIR (Suède),
SHUFT (Danemark),
REMAK, 2W (République Tchèque),
MIDEA (Chine).

Récupérateurs rotatifs

Contrairement aux lamellaires, ils mélangent partiellement l'air entrant et sortant. Leur élément principal est un rotor monté dans le boîtier, qui est un cylindre rempli de couches métal profilé (aluminium, acier). Le transfert de chaleur se produit lors de la rotation du rotor, dont les pales sont chauffées par le flux sortant et cèdent de la chaleur au flux entrant, se déplaçant en cercle. L'efficacité d'échange thermique dépend de la vitesse du rotor et est réglable.

Dans un récupérateur rotatif, il est techniquement impossible d'éliminer complètement le mélange d'air entrant et sortant. De plus, ce type d'équipement nécessite une maintenance plus fréquente et plus sérieuse du fait de la présence de pièces mobiles. Néanmoins, les modèles rotatifs sont très populaires en raison de leurs taux de récupération de chaleur élevés (jusqu'à 90 %).

Fabricants de récupérateurs rotatifs :

DAIKIN (Japon),
KLINGENBURG (Allemagne),
SHUFT (Danemark),
SYSTEMAIR (Suède),
REMAK (République Tchèque),
CLIMAT GÉNÉRAL (Russie-Royaume-Uni).

D'un point de vue économique, les récupérateurs de chaleur se justifieront certainement tôt ou tard, mais tout dépend de l'efficacité avec laquelle la récupération elle-même sera organisée. L'équipement est très fiable et le consommateur peut compter sur une longue durée de vie. De nombreuses entreprises produisent une large gamme d'échangeurs de chaleur à air soufflé spécialement conçus pour les appartements. Ainsi, une unité d'alimentation avec récupération de chaleur pour un appartement de 2-3 pièces peut coûter environ 17 000 roubles. La capacité du système de ventilation dans les appartements est comprise entre 100 et 800 m³ / h. Pour les chalets, ce chiffre est d'environ 1000-2000 m³ / h.

Récupérateurs avec caloporteur intermédiaire

Cet échangeur de chaleur se compose de deux parties. Une partie est située dans le conduit d'évacuation, l'autre dans le conduit d'alimentation. De l'eau ou une solution eau-glycolique circule entre eux. L'air extrait chauffe le liquide de refroidissement qui, à son tour, transfère la chaleur à l'air d'alimentation. Dans ce récupérateur, il n'y a aucun risque de transfert de contaminants de l'air extrait vers l'air soufflé. La modification de la vitesse de circulation du fluide caloporteur peut réguler le transfert de chaleur. Ces récupérateurs n'ont pas de pièces mobiles, mais ils ont un faible rendement (45-60%). Ils sont principalement utilisés pour les installations industrielles.

Récupérateurs à chambre

L'amortisseur divise la chambre en deux parties avec un amortisseur. Une partie est chauffée par l'air évacué, puis le volet change le sens du flux d'air. Pour cette raison, l'air d'alimentation est chauffé à partir des parois chaudes de la chambre. La saleté et les odeurs peuvent être transférées de l'air d'échappement à l'air d'alimentation. Le registre est la seule pièce mobile de cet échangeur de chaleur. Son efficacité est assez élevée (70-80%).

Caloducs

Ce récupérateur est constitué d'un système de tubes scellés. ils sont remplis fréon ou autre composant s'évaporant facilement. Ces substances s'évaporent lorsqu'elles sont chauffées par l'air extrait. Les vapeurs se condensent dans une autre partie du tube et redeviennent liquides. Dans cet échangeur de chaleur, le transfert de contaminants est exclu, il n'y a pas de pièces mobiles, l'efficacité est assez faible (50-70%).

Beaucoup pensent que les RADIATEURS sont chers, encombrants, difficiles à intégrer dans les procédés technologiques des appareils à courte durée de vie, et que leur réparation arrête la production pendant une longue période, rendant l'utilisation d'un récupérateur inefficace. Les inconvénients énumérés permettent aux sceptiques de supporter des pertes colossales d'énergie thermique et des problèmes environnementaux. En conséquence, les récupérateurs ne sont pas installés dans toutes les entreprises où cela est conseillé.

La solution peut être l'installation d'échangeurs de chaleur à plaques à ailettes (récupérateurs de type OPT™)

Caractéristiques techniques des récupérateurs de type OPT

grâce au retour de l'énergie thermique, réduire le coût d'achat jusqu'à 40 % ;
réduire la consommation de combustible en augmentant la température de combustion des gaz d'échappement (schéma de chauffage pour chaufferies, fours, etc.) ;
améliorer les caractéristiques de qualité de la combustion du combustible grâce à l'utilisation d'air préalablement chauffé, réduire la sous-combustion mécanique du combustible dans le cycle de chauffage du four dans les chaufferies et autres installations ;
refroidir les fumées pour se conformer aux exigences environnementales et sanitaires ;
utiliser la chaleur des gaz résiduaires pour chauffer les locaux, chauffer l'air extérieur;
pour les procédés technologiques nécessitant des températures basses, pour refroidir les fumées ;
réduire la température des gaz de combustion, réduisant ainsi le coût de l'épuration des gaz ;
remplacer les récupérateurs nécessitant des réparations complexes par des plus fiables ;
se conformer avec succès aux exigences de la loi n° 261 FZ « sur les économies d'énergie » ;

Avantages des échangeurs de chaleur à plaques à ailettes par rapport aux modèles traditionnels à plaques, rotatifs et à coque et tube

la possibilité d'utiliser dans des environnements agressifs et abrasifs, dans des environnements à forte teneur en gaz et en poussières ;
limites de température de fonctionnement accrues - jusqu'à 1250 C, tandis que la durée de vie des récupérateurs analogiques est déjà réduite à 800 C;
dimensions et poids optimisés - 4 à 8 fois plus léger que les récupérateurs analogiques ;
coût beaucoup plus bas;
des périodes de récupération plus courtes ;
indicateurs de faible résistance lors du passage des flux d'air le long des chemins;
une conception améliorée qui empêche l'accumulation de scories ;
durée de vie accrue ;
période de travail prolongée avant mesures préventives;
caractéristiques de poids et de taille améliorées qui facilitent l'installation et le transport des récupérateurs

Pourquoi ce type de récupérateur est-il le bon choix ?

augmentation de la surface de la surface de transfert de chaleur par unité de volume et de masse;
haute fiabilité du récupérateur usagé;
réduction significative de la possibilité de défaillance du récupérateur en raison de l'usure abrasive et de la déformation thermique ;
simplification des processus de réparation et de maintenance des récupérateurs ;
possibilité de conception modulaire et de montage de récupérateurs
Les applications les plus courantes du récupérateur.

Les échangeurs de chaleur gaz-gaz sont utilisés dans de nombreux domaines, qui peuvent être grossièrement divisés en les catégories suivantes :

Processus avec une faible température du liquide de refroidissement :

Intervalle 20 à 60°C

pour de petits volumes de gaz, par exemple, en tant qu'échangeur de chaleur perdue pour les chaudières à gaz dans une petite pièce, où un échangeur de chaleur est utilisé dans le système de ventilation.
avec de grands volumes de gaz, par exemple, dans le système de ventilation des ateliers, des salles de concert, des stades couverts et d'autres grandes salles.

Gamme 60 à 200°C

avec de petits volumes de gaz, par exemple, pour le retrait du produit de combustion de carburant, qui est libéré sous forme de gaz au cours de divers processus technologiques.
avec de grands volumes de gaz, par exemple, l'utilisation d'un échangeur de chaleur à gaz est possible dans le système de ventilation des ateliers de séchage et de peinture.

Processus avec une température moyenne du liquide de refroidissement.

L'intervalle est de 200 à 600 ° C, un exemple est l'utilisation de la chaleur des fumées lors du fonctionnement des chaufferies, et il est également possible d'économiser du charbon en redirigeant l'excès de chaleur pour réchauffer l'air fourni au four.

Processus avec un niveau élevé de température du liquide de refroidissement.

La gamme va de 600 à 800°C, par exemple, dans la production de matières plastiques, un échangeur de chaleur peut être utile pour refroidir le gaz ou pour récupérer de la chaleur dont le vecteur est les fumées.
L'intervalle jusqu'à 1000 ° C et plus, qui est observé dans la production de verre, dans la métallurgie, le traitement du pétrole et du gaz et dans d'autres domaines de production, où l'échangeur de chaleur deviendra la base pour résoudre un problème tel que l'économie de charbon, ou agira en tant qu'utilisateur des gaz de combustion résultants.

Il convient de noter que l'utilisation d'un échangeur de chaleur gaz-gaz à une température des gaz d'échappement de 45 à 50 ° C nécessite un calcul séparé de l'efficacité.

conclusions

Les unités de récupération de chaleur peuvent réduire de moitié la consommation d'énergie pour le chauffage des locaux. Leur installation est souvent rentable dès la première saison de chauffage. L'installation de récupérateurs lors de la construction et de la reconstruction permet de réduire partiellement la charge sur le système de chauffage de l'ensemble du bâtiment et d'abandonner une partie importante des équipements de chauffage traditionnels. Le coût d'installation des récupérateurs est un investissement non seulement pour réduire les coûts de chauffage, mais aussi pour assurer des conditions climatiques optimales dans les locaux et, in fine, pour la santé des personnes.

Les appareils permettant d'économiser de la chaleur et d'autres types d'énergie deviennent de plus en plus importants, car les prix de l'énergie ne cessent d'augmenter. De plus, nous ne doutons pas depuis longtemps de la nécessité de respirer de l'air frais et propre à l'intérieur. L'installation de fenêtres en plastique populaires et de portes scellées a joué un rôle négatif dans la construction. Ils perturbent les échanges d'air et entraînent des conséquences indésirables. Face à tous ces facteurs, les systèmes de ventilation à récupération de chaleur nous viennent en aide. Ils économisent non seulement notre argent, mais protègent également notre santé.

Taper