Cap 05-2007  Comentarii asupra ventilării cu recuperatoare de căldură rotative

 

Dr.-Ing. Teodor TERETEAN

 

Într-un articol anterior (Revista UTIL Nr. 4/2007) am prezentat modalităţile de utilizare a unor recuperatoare de căldură cu plăci, al căror randament se afla, aproximativ, în jurul valorii de 85%.

În cele ce urmează vom face unele comentarii privind recuperatorul de căldură rotativ, a cărei eficienţă de recuperare, iarna, atinge aceleaşi valori, având un avantaj suplimentar: nu trebuie sa fie degivrate.

 

Oare putem fără ventilaţie ?!

Nu trebuie să ne facem nici-o iluzie, atât nevoia de ventilaţie, cât şi aceea de aer condiţionat, pe zi ce trece îşi spun cuvântul, din ce în ce mai apăsat.

Factorul care, de câţiva ani, a început să acţioneze ca un catalizator imposibil de oprit, a apărut de unde ne aşteptam cel mai puţin: de la ferestre.

Chiar şi vechile apartamente, din blocurile de beton existente de câteva decenii, au început să-şi schimbe ferestrele dotate cu cercevele de lemn, cu ferestre având geamuri de tip termopan.

Am început să facem cunoştinţă cu avantajele nete ale geamului termopan:

-         Opreşte penetrarea zgomotului de afară în camerele în care ne aflăm;

-         Diminuează pătrunderea de căldură, odată cu lumina solară, prin sticlele geamului (însoleiere);

-         Crearea unei imagini de supleţe a noului tip de fereastră, faţă de tipul vechi;

-         În fine, nu în ultimul rând, îmbunătăţirea confortului termic printr-o mai bună izolare termică a ferestrei, micşorându-se pierderile de căldură (la unele tipuri de termopane până la de 2 ori).

Reversul, nesesizat de la bun început, a fost etanşeizarea zdravănă a încăperilor, astfel că aerul de aici a devenit, în lipsa unei bune ventilări (primeniri) şi-a căpătat caracterul de „stagnant”.

Soluţia mai simpla, în aceste cazuri, rămâne deschiderea frecventă a ferestrelor (ne)batante sau utilizarea grilelor higro-reglabile de fereastră (revista UTIL Nr. 11/2006).

Pentru apartamentele moderne, dar mai ales pentru casele sau vilele individuale, cu un anumit standard de confort, apare necesitatea unor mini-instalaţii de ventilare mecanică.

Pe timp de iarnă, extragerea şi evacuarea aerului viciat (dar cald) din casă, generează un consum energetic suplimentar.

Astfel, răcirea unui singur m3/h, scos afara din casă, de la +20oC la –18oC conduce la „aruncarea” în atmosferă a 12,7 W de căldură; la o funcţionare de 24 ore/zi, consumul echivalează cu 0,305 kWh/zi.

Pentru un apartament modern, cu o suprafaţă utilă de 250 m2 şi un volum de cca. 750 m3, o ventilaţie minimală (de numai 1 schimb/oră) presupune extragerea de aer viciat şi, simultan, introducerea de aer proaspăt de cca. 750 m3/h.

În condiţiile de temperatură menţionate mai înainte, energia „evacuată” lunar din casă, într-o perioadă relativ geroasă, se ridică la cca. 6800 kWh, „costând” cca. 2000 RON/lună (20.000.000 lei vechi/lună).

Iată de ce, recuperarea acestei călduri pierdute, cu o eficienţă de 85%, înseamnă o economie de cca. 1700 RON/lună, echivalentul a 8500 RON/sezon rece.

În aceste circumstanţe, introducerea unui recuperator de căldură în instalaţia de ventilare este pe deplin justificată.

 

Dar fără aer condiţionat ?!

Să aruncăm o privire în viitor, sprijinindu-ne pe prezent.

Analize economice actuale arata că, în Statele Unite, cel mai mare „producător de aer condiţionat” din lume, aproape unul din cinci kilowatt-ore (20%) se consumă anual pentru răcirea clădirilor.

La noi tendinţa, deja clară, nu este la fel de viguroasă, dar arată un început de modificare a reacţiei noastre la mediul înconjurător.

Astfel, după orele de muncă petrecute în spaţii dotate cu aer condiţionat (birouri, magazine, restaurante, farmacii, fabrici, spitale etc.), este dificil ca, revenind acasă, să trăim într-un spaţiu neclimatizat: organismul deja a început procesele de transformare a suportabilităţii docile a unui mediu înconjurător nefavorabil.

Tocmai modificările noastre interne sunt vectorii care ne vor îndrepta spre aerul condiţionat. 

Criticile aduse instalaţiilor de aer condiţionat provin, nu din folosirea lor, ci din realizarea lor neprofesională, care eludează principiile elementare de concepţie şi/sau execuţie: viteze mari în zona de şedere, curenţi de aer, temperaturi prea mici/mari de insuflare, debite de aer prea mici/mari etc.

De aceea, considerăm că, odată cu mărirea puterii de cumpărare a conaţionalilor noştri, extinderea utilizării aerului condiţionat în casele noastre se va accelera.

Aerul condiţionat nu este un lux sau un „moft” monden, ci o cale de a trăi mai bine şi mai sănătos, într-o viaţă a cărei durată este în continuă creştere.  

Cu condiţia ca alegerea echipamentelor şi executarea instalaţiilor să se facă de către adevăraţii profesionişti şi nu de către neavizaţi sau amatori.

Printre problemele reale, care se pun, sunt acelea legate de costuri de investiţie şi  de economicitatea exploatării.

Evident, introducerea aerului proaspăt în casă conduce la creşterea consumurilor de energie (iarna, de căldură şi vara, de frig).

Recuperatorul de căldură, folosit iarna, poate fi utilizat şi vara, dar cu o eficienţă termică ceva mai redusă (de cca. 45%).

Astfel, încălzirea unui singur m3/h scos afara din casă, de la +25oC (cât avem în casă) la +35oC (cât va avea aerul atmosferic în timpul verilor viitoare, supraîncălzite) conduce la „aruncarea” în atmosferă a 3,6 W de frig; la o funcţionare de 24 ore/zi, consumul echivalează cu cca. 0,08 kWh frig/zi.

Pentru apartamentul din exemplul anterior frigul „evacuat lunar din casă, într-o perioadă bine încălzită, se ridică la cca. 400 kWh, „costând” cca. 120 RON/lună (1.200.000 lei vechi/lună).

În acest caz nu contează, major, valoarea economisită prin recuperare, ci faptul că echipamentul de răcire, în special compresorul, funcţionează mai lejer, având o durată de viaţă prelungită.

 

Recuperator de căldură aer-aer rotativ

Reamintim că unul din avantajele unui astfel de recuperator este acela că, iarna, nu necesită perioade de degivrare; adică, nu trebuie să fie oprit (acţiune executată automat de echipament) pentru dezgheţarea circuitului de evacuare în scopul reluării funcţionării normale. 

În Figurile alăturate se prezintă un model de recuperator rotativ, existent pe piaţă.

-            Acesta are în componenţă două circuite principale:

o        Circuitul de evacuare, în care sunt montate:

o        Filtrul de curăţare a aerului viciat (protecţie a mediului),

o        Senzorul gradului de murdărire a filtrului,

o        Rotorul schimbătorului de căldură (nehigroscopic),

o        Ventilatorul de evacuare,

o        Clapeta de reglaj a evacuării;

o        Circuitul de introducere, în care sunt montate:

o        Clapeta de reglaj introducere,

o        Senzorul de temperatură a aerului proaspăt,

o        Senzorul gradului de murdărire a filtrului,

o        Filtrul de curăţare a aerului proaspăt de impurităţi,

o        Ventilatorul de introducere,

o        Rotorul schimbătorului de căldură (nehigroscopic),

o        Electromotorul de antrenare,

o        Bateria electrică de reîncălzire a aerului proaspăt (opţională),

o        Bateria de reîncălzire cu apă caldă a aerului proaspăt (opţională),

o        Termostatul pentru protecţie la îngheţ,

o        Termostatul de protecţie la supraîncălzire.

 

 

Echipamentul, construit în conformitate cu normele de exigenţă şi de calitate ale Uniunii Europene, este urmărit în funcţionare de către un panou de automatizare care permite o programare anuală (integrală) a funcţionării pe ore, zile, săptămâni etc.

 

 

Componentele principale ale recuperatorului (ventilatoare, filtre, schimbătorul de căldură propriu-zis etc.) pot fi extrase şi curăţate periodic de depuneri, în cadrul operaţiunilor de întreţinere.

Eficienţa termică a echipamentului prezentat mai înainte variază, în perioada de iarnă, între 86% (pentru un debit de aer de 1000 m3/h, cu o putere recuperată de cca. 12 kW) şi 74% (pentru 5000 mc/h, cu o putere recuperată de cca. 50 kW).

Pentru a stabili energia termică recuperată într-o zi de iarnă prin folosirea recuperatorului, se vor înmulţi puterile menţionate cu numărul orelor de funcţionare ale acestuia, astfel că, la o funcţionare continuă, în primul caz se obţin 24 ore x 12 kW = 288 kWh, iar în al doilea caz rezultă 1200 kWh.

 

În loc de concluzii

Fără nicio îndoială cititorii noştri pot sesiza avantajul incontestabil de a trăi într-o casa bine aerisită, climatizată continuu.

Evacuarea continuă a aerului viciat din incinte elimina semnificativ dezvoltarea germenilor patogeni, responsabili de multe dintre bolile care ne fac viaţa grea.

Depinde de noi pentru a ne fi mai bine.

Articol publicat în Revista UTIL, Anul VI, nr. 6 / 2007