Récupérateur d’air pour une maison privée

Points d’article

• À propos du principe de récupération
• Solutions technologiques
• Définition de la performance
• Contrôle du récupérateur
• Lieu et méthode d’installation
• Installation du récupérateur

Les technologies d’économie d’énergie intéressent non seulement ceux qui sont intrigués par l’état de l’écosystème, mais aussi ceux qui veulent simplement sauver les gens. Nous vous dirons quels avantages les unités de récupération promettent, comment elles fonctionnent et quelle est la particularité d’installer un tel système dans votre propre maison.

À propos du principe de récupération

Le terme récupération vient du mot latin signifiant échange, transfert de quelque chose. Dans le contexte de la ventilation, ce concept signifie le transfert de chaleur de l’air extrait vers l’air d’alimentation sans mélanger les deux flux. Au départ, l’intérêt pour les dispositifs de récupération était principalement dicté par les tendances d’innovation et les perspectives de sécurité environnementale. Plus tard, il est devenu clair qu’il s’agissait d’un moyen vraiment efficace d’optimiser l’efficacité énergétique d’un bâtiment..

Principe de fonctionnement du récupérateur d’air

Le principe du transfert de chaleur de retour a une expression quantitative. L’efficacité du transfert de chaleur augmente avec les différences de température croissantes. De plus, du fait de l’absence de mélange des flux, il est évident que le fonctionnement complet du dispositif n’est possible qu’avec un rapport suffisamment élevé de la surface de contact thermique à la masse de l’air traversant le récupérateur..

Par essence et en principe de fonctionnement, chaque récupérateur est un économiseur qui collecte les déchets d’énergie de basse qualité et les oriente vers des travaux utiles. La récupération de chaleur ne se caractérise pas par un rendement élevé, mais dans les bâtiments bien isolés, les fuites de chaleur par ventilation font partie des pertes principales, leur réduction est donc la tâche la plus importante pour assurer le bilan thermique le plus bas possible..

Solutions technologiques

Les récupérateurs de chaleur ont de nombreuses implémentations techniques, parmi lesquelles il existe à la fois des unités de traitement d’air locales et des équipements à installer dans des systèmes centralisés. Dans tout modèle particulier, les développeurs s’efforcent de réfléchir à chaque petite chose, car pour de tels appareils, une augmentation de l’un des indicateurs entraîne inévitablement une détérioration d’autres paramètres..

Par exemple, pour avoir le temps de dégager le maximum de chaleur, l’air évacué doit emprunter un chemin le plus long possible, ce qui augmente inévitablement la résistance aérodynamique globale du système de ventilation. Il s’avère que pour le bon fonctionnement d’un récupérateur très efficace, soit une section accélératrice d’une très grande longueur est nécessaire, soit un mouvement d’air forcé avec la dépendance résultante de l’alimentation électrique..

Conformément au dispositif et au principe de fonctionnement, on distingue les récupérateurs à plaques, tubulaires et rotatifs – ce sont les trois types les plus populaires qui conviennent à une utilisation dans la sphère civile en raison de la simplicité de la conception.

Les récupérateurs à plaques sont des réservoirs avec un labyrinthe complexe de cloisons, le long duquel deux courants d’air se déplacent dans des directions opposées. C’est le type de construction le plus simple, qui est le plus largement utilisé dans les récupérateurs ménagers. Le principal inconvénient est l’augmentation de la résistance aérodynamique au point d’installation.

Les récupérateurs tubulaires sont plus complexes, en fait, ils représentent un grand canal, dans lequel plusieurs tubes de plus petit diamètre sont posés. Pour obtenir une surface de contact thermique comparable à une structure en plaque, une augmentation de la longueur des canaux est nécessaire, ce qui conduit à une augmentation de la consommation de matière, et a un effet négatif sur les dimensions et le coût du dispositif. Mais il y a aussi un aspect positif: la turbulence de l’air circulant dans le système de tuyauterie favorise un transfert de chaleur plus efficace sans ralentir le flux d’échappement..

Les récupérateurs rotatifs utilisent un fluide de travail pour l’échange de chaleur – un ensemble de minces disques rotatifs qui chauffent lorsqu’ils passent dans un canal chaud et se refroidissent dans un canal froid. L’inconvénient de ces récupérateurs réside dans les écarts technologiques entre les disques, qui, bien qu’insignifiants, conduisent toujours à un mélange partiel des flux..

En général, toutes les conceptions ont un dispositif primitif, ce qui affecte l’efficacité, c’est pourquoi de nombreux fabricants complètent le circuit de dispositif classique avec des solutions intéressantes. Beaucoup de travail est en cours pour trouver des matériaux qui peuvent être bien traités et transférer la chaleur le mieux possible. Dans les récupérateurs à plaques, les parois sont ondulées ou des ailettes sont installées dessus, les échangeurs de chaleur tubulaires sont constitués de métaux non ferreux à paroi mince.

L’une des solutions les plus intéressantes est l’installation d’éléments Peltier, et en raison du COP positif, leur nombre est littéralement illimité. Le même principe est utilisé dans les récupérateurs associés à un système de chauffage de l’air: les pompes à chaleur de ces installations ont une plage de température de fonctionnement beaucoup plus large et un gain de puissance accru..

Les récupérateurs les plus avancés disposent d’un système d’inversion à double flux. L’air d’échappement chaud est initialement fourni à la partie la plus froide de l’échangeur de chaleur, où, en raison de la grande différence de température, une augmentation significative de l’efficacité du transfert de chaleur est observée. Du condensat est également formé dans le processus, qui est chauffé et transféré à l’évaporateur à l’intérieur de la chambre d’alimentation. Cela aide à niveler la déshumidification de l’air pendant le chauffage, de plus, l’eau en tant que vecteur de chaleur latente contribue à un transfert d’énergie encore plus intense. Certains points sont pensés dans les moindres détails: par exemple, les moteurs sont spécialement placés au début de l’échappement et à l’extrémité du conduit d’alimentation, et ils sont également fournis avec des ailettes de haute qualité pour un retour complet de la chaleur parasite.

Définition de la performance

Pour un récupérateur faisant partie de la ventilation, trois paramètres sont les plus importants: la résistance aérodynamique réduite, le débit admissible et le rendement exprimé en termes de chaleur récupérée par rapport à la quantité totale d’énergie contenue dans l’air à la température delta de fonctionnement. Ce rapport n’est pas constant: plus l’air d’alimentation est froid, plus le récupérateur fonctionne généralement efficace, et la dépendance de ces changements n’est pas linéaire. Par conséquent, il est si important de prêter attention aux diagrammes de changements dans les principales caractéristiques en fonction d’autres conditions..

Q = S contre 3600

Où:

• Q – débit du conduit de ventilation, m³/ h;
• S – section transversale du canal, en m²;
• v – vitesse d’écoulement, m / s.

K_t = (T₃ – T₁) / (T₂ – T₁)

Où:

• K_t – coefficient d’efficacité du récupérateur en termes de température;
• T₁ – température extérieure, ° C;
• T₂ – température de l’air dans la pièce, ° С;
• T₃ – température de l’air soufflé, ° С.

Le critère initial – le débit admissible – est déterminé par les paramètres du système de ventilation. Bien entendu, l’échange d’air ne peut pas être inférieur aux normes établies par SNiP: 3 m³/ h m² ou 30 m³/ h pour chaque personne avec un taux de mise à disposition d’espace inférieur à 20 m³/ la personne Dans ce cas, la fréquence totale d’échange d’air par heure doit être d’au moins 0,35. Si les paramètres du système de ventilation à l’heure actuelle ne correspondent pas à la norme, le récupérateur est sélectionné selon les exigences réglementaires et le système de ventilation est ensuite affiné..

Si la capacité du récupérateur à mouvement d’air forcé dépasse la capacité du système de ventilation de plus de 50%, l’excès de bruit est éliminé par l’installation d’un silencieux. Il convient également de rappeler que les performances du ventilateur au niveau du canal d’alimentation sont supérieures à celles du canal d’extraction; la différence doit être sélectionnée en fonction du nombre de points supplémentaires d’évacuation naturelle de l’air..

Il n’y a pas d’exigences spécifiques pour l’efficacité énergétique de l’installation; en général, ce paramètre est important pour déterminer la rentabilité de l’achat. Vous pouvez estimer l’efficacité conditionnelle de l’appareil à l’aide de calculateurs en ligne et des données du fabricant, la différence des températures de l’air d’alimentation est prise comme point de référence. De plus, vous devez faire attention aux restrictions d’humidité de l’air et aux différences de température, en raison de l’écart entre ces indicateurs, le récupérateur peut geler en hiver.

Contrôle du récupérateur

En règle générale, les récupérateurs servent d’élément actif d’un système de ventilation forcée ou impliquent au moins la capacité de réguler l’intensité de l’échange d’air. Il existe plusieurs façons d’établir une interaction entre le récupérateur et le reste des composants..

Dans le cas le plus simple, le récupérateur ne dispose pas de dispositifs de forçage du débit, mais il est équipé d’un registre réglable. Il est nécessaire d’assurer le bon rapport entre la capacité de l’échangeur de chaleur et la puissance actuelle du ventilateur, en fonction de l’emplacement de ce dernier. Dans un cas, l’unité de commande intégrée au récupérateur régule la vitesse du ventilateur, mais il est également possible qu’un API avec un contrôleur proportionnel intégré soit utilisé, dont le réglage est effectué de manière empirique..

Dans un autre cas, le récupérateur sert de seul dispositif pour forcer l’écoulement et, par conséquent, seule la vitesse de ses ventilateurs détermine le taux d’échange d’air. Pour ces appareils, une commutation de mode manuelle est fournie, ainsi que des algorithmes de contrôle interne qui optimisent le transfert de chaleur en fonction de la différence de température actuelle. Les unités les plus avancées en termes d’ergonomie sont connectées au système domotique général et ajustent indépendamment les performances en fonction du nombre de personnes ou en fonction des données des analyseurs de gaz ambiants.

Lieu et méthode d’installation

Les récupérateurs sont disponibles dans les installations de plancher ou de plafond suspendu. Il existe également une troisième option – les récupérateurs muraux ponctuels, qui sont montés dans chaque pièce adjacente à la rue, et ne nécessitent pas la pose de communications supplémentaires.

Les options d’installation au plafond sont intéressantes pour la possibilité de cacher l’équipement technique de la maison dans la cavité des plafonds suspendus ou tendus. De tels dispositifs sont légèrement plus chers en raison des exigences de compacité, dans le même temps, des canaux de dérivation supplémentaires ne sont pas nécessaires pour leur connexion. Un inconvénient évident de ce type de placement est le bruit accru dû à la faible distance entre les moteurs en marche et les grilles de ventilation..

Les récupérateurs au sol (et muraux) sont conçus pour être installés dans des locaux techniques. Leurs performances ne sont pas limitées par les dimensions, mais un système de cerclage de haute qualité est nécessaire. En règle générale, les appareils de cette catégorie sont utilisés en combinaison avec des systèmes de chauffage et de climatisation..

Installation du récupérateur

L’installation et le raccordement du récupérateur lui-même sont limités par sa fixation mécanique à la surface du chapiteau et sa jonction avec les canaux communs d’échappement et d’alimentation. Après cela, les joints sont scellés et le récupérateur lui-même est placé dans un boîtier spécial, qui remplit simultanément la fonction de protection thermique et d’absorption acoustique.

Beaucoup plus compliquée est la situation avec la conception des systèmes de ventilation, s’ils prévoient l’installation d’un récupérateur. Pour les récupérateurs de conduits, il est nécessaire de poser deux conduits d’air dans chaque salle de séjour pour l’admission et l’alimentation en air. Dans le même temps, il est important de calculer la section libre des grilles de ventilation et de sélectionner les prises appropriées afin d’éviter un bruit supplémentaire..

Dans la structure de ventilation générale de la maison, les récupérateurs assurent un échange d’air uniquement entre les pièces d’habitation. Les conduits d’évacuation de la cuisine et des salles de bains sont généralement disposés en contournant l’échangeur de chaleur en raison de la sensibilité de ce dernier à l’air sale et à une humidité élevée. Dans un tel cas, il est possible de recommander l’installation d’une unité de filtration d’air supplémentaire avec graisse et filtres dispersés. Vous pouvez également opter pour des récupérateurs multicanaux dont la conception prévoit le raccordement d’un circuit de ventilation auxiliaire pour les locaux techniques.

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