Unidades de ventilación de suministro y extracción: una revisión comparativa de varios tipos de equipos.
El sistema de circulación de aire natural a menudo falla: su rendimiento depende de factores naturales y del uso de ventanas de doble acristalamiento selladas. La ventilación forzada no tiene estas desventajas.
Para normalizar el intercambio de aire, se utiliza una unidad de suministro y escape, una solución práctica y eficaz. La variedad de equipos de control climático le permite elegir un modelo para condiciones de operación específicas. Sin embargo, decidirse por el dispositivo adecuado a veces resulta problemático, ¿no crees?
Le ayudaremos a resolver este problema. El artículo proporciona información sobre los principios operativos y las características operativas de diferentes tipos de unidades de tratamiento de aire. Para facilitar la elección, hemos descrito las principales características y parámetros de los dispositivos que definitivamente deben tenerse en cuenta al comprar.
El contenido del artículo:
Componentes de la ventilación forzada.
El módulo de suministro y escape es el componente principal de un sistema de ventilación de aire forzado. La instalación garantiza una circulación de aire normalizada en un espacio confinado: suministro de flujos limpios y eliminación de materiales de desecho.
Un módulo de ventilación es un conjunto de equipos encerrados en una sola carcasa (unidad monobloque) o ensamblados a partir de elementos prefabricados.
El diseño de la unidad de suministro y escape incluye necesariamente los siguientes elementos:
- Admirador. Componente básico para el funcionamiento de un sistema de intercambio de aire artificial. En PVU con una extensa red de conductos de aire, se instalan ventiladores radiales para mantener una alta presión de aire. En PES portátiles, el uso de modelos axiales es aceptable.
- Válvula de aire. Se instala detrás de la rejilla exterior y evita la entrada de aire del exterior cuando el sistema está apagado. Si no está presente, en invierno se filtrarán corrientes frías en la habitación.
- Conducto de aire principal. El sistema utiliza dos líneas de canales: una es el suministro y la segunda es la salida de aire. Ambas redes pasan por el PES. El ventilador de suministro está conectado al primer conducto de aire y el ventilador de extracción está conectado al segundo, respectivamente.
- Automatización. El funcionamiento de la instalación está regulado por un sistema de automatización incorporado que responde a las lecturas de los sensores y a los parámetros especificados por el usuario.
- Filtros. Se utiliza filtración compleja para limpiar las masas entrantes. En la entrada del conducto de suministro de aire se coloca un filtro grueso, su tarea es retener pelusas, insectos y partículas de polvo.
El objetivo principal de la limpieza primaria es proteger los componentes internos del sistema. Para una filtración más “fina”, se instala una barrera fotocatalítica, de carbón u otro tipo delante de los distribuidores de aire.
Algunos complejos están equipados con funciones adicionales: refrigeración, aire acondicionado, humidificación, purificación de aire de múltiples etapas y sistema de ionización.
El principio de funcionamiento del complejo de suministro y escape.
El ciclo operativo del PSA se basa en un esquema de transporte de doble circuito.
Todo el proceso de ventilación se puede dividir en varias etapas:
- Entrada de aire de la calle, su limpieza y suministro a los distribuidores a través del conducto de aire.
- La entrada de masas contaminadas al conducto de escape y su posterior transporte hasta la rejilla de salida.
- Descarga de chorros de residuos al exterior.
El esquema de circulación se puede complementar con etapas de transferencia de energía térmica entre dos flujos, calentamiento adicional del aire entrante, etc.
El funcionamiento de un sistema forzado aporta una serie de ventajas respecto al intercambio de aire natural:
- mantener indicadores específicos – los sensores reaccionan a los cambios en la atmósfera y ajustan el modo de funcionamiento del PES;
- filtrado de flujo entrante y la posibilidad de su procesamiento: calentamiento, enfriamiento, humidificación;
- ahorro en costes de calefacción – relevante para dispositivos con recuperación.
Las desventajas del uso de PVU incluyen: el alto costo del complejo de ventilación, la complejidad de la instalación una vez finalizados los trabajos de reparación y construcción y el efecto del ruido. En instalaciones monobloque, el último inconveniente se elimina gracias al uso de una carcasa insonorizada.
Tipos de instalaciones: características de diseño y funcionamiento.
El costo, el rendimiento y el consumo de energía dependen de la funcionalidad del PES. La variedad de modelos se divide convencionalmente en los siguientes grupos: unidades con recuperación, unidades con calefacción y aire acondicionado. Una categoría separada son los dispositivos "móviles".
Módulo de suministro y escape con recuperador.
Además de las ventajas descritas anteriormente, el sistema de ventilación forzada también tiene un inconveniente importante: un aumento significativo de la pérdida de calor. Junto con el aire de escape, el calor generado por el sistema de calefacción se "evapora".
Los costos son alrededor del 60%. La solución al problema es la transferencia de energía del flujo de aire de escape al flujo de aire de suministro.
Hoy en día, la mayoría de las unidades de tratamiento de aire se fabrican con recuperadores. A pesar del alto costo del equipo, la viabilidad sistema regenerativo económicamente justificado.
Valores de eficiencia del “intercambiador de calor”:
- 30-60% — bajo nivel de compensación térmica;
- 60-80% — un buen indicador de eficiencia;
- más del 80% — transferencia de calor de alta calidad.
Curiosamente, incluso la presencia de un recuperador con una eficiencia del 30% es más económica que una unidad básica sin intercambiador de calor. El período medio de recuperación de la inversión de una unidad de ventilación recuperativa es de hasta 5 años.
La eficiencia de la unidad de flujo de aire, el patrón de flujo de aire, el consumo de energía y el precio del módulo dependen del diseño del recuperador.
Existen varios tipos de intercambiadores de calor:
- giratorio;
- laminar;
- tuberías de calor;
- módulo de cámara;
- agregado de glicol.
Los dos primeros modelos se han generalizado.
Recuperador rotativo
La carcasa de PVU alberga un intercambiador de calor giratorio cilíndrico con placas de metal corrugadas. A medida que avanza el trabajo, los compartimentos se llenan alternativamente con flujos de aire multidireccionales.
La recuperación de calor es del 60-90%.
Beneficios adicionales:
- retorno parcial de humedad;
- consumo de energía económico.
La velocidad de rotación del tambor se puede ajustar, eligiendo así la intensidad del intercambio de aire y el nivel de eficiencia.
Argumentos en contra de la modificación del tambor:
- mezcla de “trabajo” con el flujo fresco – 3-8%;
- transferencia parcial de olores a la habitación;
- presión acústica de un rotor giratorio;
- la necesidad de un mantenimiento regular de los elementos móviles;
- grandes dimensiones.
Debido a la complejidad del mecanismo, las PVU con recuperador rotativo son más caras que las modificaciones de placa.
Intercambiador de calor de placas
Los conductos se "encuentran" en una unidad sellada con múltiples canales. Los compartimentos están separados por tabiques conductores de calor.
Argumentos para":
- suministro de aire limpio sin impurezas de “escape”;
- Precio pagable;
- facilidad de configuración y confiabilidad del módulo: no hay elementos móviles.
La eficiencia del convertidor de placas es de hasta el 70%. La principal desventaja es la formación de condensación y la aparición de hielo en el conducto de escape en invierno.Operar en el modo "descongelar" (redireccionar el flujo caliente sin pasar por el casete) reduce la eficiencia del sistema en un 20%.
Hoy en día existen en el mercado una gran cantidad de sistemas de ventilación de suministro y extracción con recuperación de calor de varios fabricantes. Al poseer un conjunto similar de características, se diferencian en precio, calidad, área de servicio y muchos otros criterios.
Por lo tanto, recomendamos echar un vistazo más de cerca a la unidad de ventilación de suministro y extracción con intercambiador de calor de placas y automatización integrada de Naveka, que recientemente ha demostrado su eficacia en el mercado debido a su confiabilidad y funcionamiento bastante silencioso. Esta unidad ya incluye control integrado mediante un control remoto, monitoreo en una pantalla LCD externa, configuración de un horario de trabajo y mucho más.
Entre otras marcas, recomendamos prestar atención a los sistemas de recuperación de Mitsubishi, Maico y VENTO.
Unidades calefactadas que ahorran energía
La recuperación por sí sola a menudo no es suficiente para compensar completamente la diferencia de temperatura de los flujos entrantes. Esta función la realiza el calentador incorporado. Además, el elemento protege el intercambiador de calor contra la congelación.
En PVU se utilizan dos tipos de calentadores: agua y eléctricos. Veamos cada uno con más detalle.
Calentamiento de agua
El cuerpo de la unidad de ventilación forzada contiene un radiador con tubos por donde circula el refrigerante. La bobina tiene aletas para aumentar el área de contacto con las corrientes de aire que pasan.
El elemento calefactor líquido entra en funcionamiento si el aire suministrado a la salida del recuperador está más frío que la temperatura establecida.
Calentador eléctrico
Las instalaciones con calentador eléctrico son capaces de calentar el aire suministrado a temperaturas más altas que las modificaciones de "agua".
Sin embargo, un calentador eléctrico es más exigente en cuanto a condiciones de funcionamiento:
- velocidad del flujo de aire – 2 m/s o más;
- la temperatura del aire suministrado está entre 0 y 30°C, la humedad es de hasta el 80%;
- Se recomienda instalar un filtro adicional delante del elemento calefactor.
En comparación con el calentamiento de agua, el módulo eléctrico es más caro en términos de funcionamiento: las facturas de electricidad aumentan.
Complejos con aire acondicionado
Algunos modelos combinan opciones de ventilación forzada y aire acondicionado. Todos los elementos se recogen en un único complejo de aislamiento térmico. Un ejemplo sorprendente de tecnología multifuncional es una serie de instalaciones. "Clima".
El circuito contiene una bomba de calor reversible: un circuito de freón sellado cargado conectado a intercambiadores de calor en los conductos de escape y suministro.
La unidad de aire acondicionado funciona en dos modos:
- Enfriamiento. El intercambiador de calor en el conducto de suministro de aire actúa como evaporador y reduce la temperatura del aire entrante. A su vez, el intercambiador de calor-condensador se enfría con el aire frío procedente de la habitación.
- Calor. El recuperador del conducto de aire de escape transfiere el calor residual a masas de aire fresco. A la salida de la PVU, es posible calentar adicionalmente el aire antes de suministrarlo a la casa.
El modo de funcionamiento se configura automáticamente gracias a reguladores y sensores que leen los parámetros atmosféricos.
Instalación portátil sin ductos
Una solución interesante para espacios reducidos son las unidades móviles de suministro de aire con capacidad de limpiar, calentar y enfriar aire.
Características distintivas de los módulos portátiles:
- ausencia de conductos de aire voluminosos;
- instalación dentro de una habitación ventilada;
- dimensiones compactas y capacidad de instalación en 2-3 horas;
- multifuncionalidad: entrada, procesamiento y eliminación de masas de aire;
- bajo nivel de ruido – dentro de 35 dB;
- sin borradores.
Para disponer de ventilación descentralizada, es necesario instalar una PVU portátil en cada habitación individual.
Las unidades de ventilación sin conductos se utilizan principalmente en edificios públicos (salas de conferencias, gimnasios, salas de formación, etc.).
La clasificación de los equipos climáticos móviles se da en Este artículo.
Variedades según método de instalación.
Hay tres opciones para instalar el módulo de ventilación:
- piso;
- muro;
- "filmado".
El montaje en el suelo es típico de unidades de ventilación voluminosas y de alto rendimiento con un caudal de aire de 8000 metros cúbicos por hora o más. A pesar de la presencia de aislamiento vibratorio de las secciones de ventilación, la instalación de módulos volumétricos requiere una base sólida.
Los modelos de pared se caracterizan por su baja productividad: hasta 1500 metros cúbicos por hora y dimensiones compactas. La instalación se realiza anclando a la pared, conectando los conductos de aire desde arriba. La unidad se puede colocar en una sala técnica (balcón, baño, vestidor).
La principal ventaja de los modelos colgantes es la instalación oculta. Sin embargo, para instalar la unidad en la habitación que se utiliza, deberá “utilizar” parcialmente la altura de los techos.
Parámetros básicos para elegir una unidad de ventilación.
Disposición y instalación de sistemas de ventilación requiere inversiones de capital y costos laborales considerables. Por lo tanto, el enfoque para elegir el "corazón" del sistema de ventilación se basa en cálculos y análisis precisos de una serie de parámetros.
Evaluación y cálculo de características técnicas.
En primer lugar, es necesario decidir los valores adecuados de capacidad y presión estática.
Actuación
El cálculo de la instalación se basa en los estándares de intercambio de aire según SNiP, la finalidad de la habitación, el área de servicio y el número de residentes.
Es necesario realizar dos cálculos (por el número de personas y el tipo de cambio de aire), comparar los indicadores y seleccionar el valor más grande.
Un ejemplo de cómo determinar la productividad (L) de una casa en determinadas condiciones:
- número de miembros de la familia – 3 personas;
- superficie de la casa – 70 metros cuadrados;
- altura del techo – 3 m.
Fórmula 1. Cálculo en función del número de residentes:
L=N*norma,
Dónde:
- norte – número de residentes;
- norma – caudal de aire (no menos de 40 metros cúbicos/h).
L=3*40=120 metros cúbicos/hora.
Fórmula 2. Cálculo por tipo de cambio de aire:
L=S*H*n,
Dónde:
- S - cuadrado;
- h - altura;
- norte – tipo de cambio de aire normalizado.
L=70*3*1,5=315 metros cúbicos/hora.
Conclusión: para garantizar una circulación de aire suficiente, se necesita una instalación con una capacidad de al menos 315 metros cúbicos por hora.
Indicadores típicos de unidades de ventilación:
- 100-500 metros cúbicos/h – apartamentos y locales separados;
- 500-2000 m3/h – hogares privados, cabañas;
- 1000-10000 m3/h – naves industriales, talleres, oficinas.
Presión estática
El valor indica la presión creada por el ventilador para proporcionar resistencia al camino de circulación del aire. El cálculo preciso de la presión estática requiere tener en cuenta la resistencia de todos los elementos de la red.
Los cálculos "manuales" son difíciles de realizar sin la experiencia adecuada. Los especialistas utilizan un paquete de software como MagiCad.
Los datos proporcionados son relevantes específicamente para unidades de ventilación modulares, y no para sistemas en kit, donde se debe tener en cuenta la caída de presión en la válvula de aire, el calentador de aire, el filtro y otros componentes.
Además de los parámetros indicados, debes evaluar:
- Eficiencia energética. Para cada uno de los modelos posibles, es necesario calcular el coste de la electricidad durante 1 año, teniendo en cuenta el modo de funcionamiento en invierno y verano. La clase de consumo de energía indica la relación entre la energía gastada y el volumen de calor producido.
- Eficiencia del recuperador. Es necesario comparar los valores de eficiencia en diferentes modos de funcionamiento del PES. Los intercambiadores de calor con casete de doble placa y zona intermedia tienen un indicador de alta eficiencia: la eficiencia alcanza el 70-90%.
- Potencia del calentador. La cifra típica para las unidades de ventilación doméstica es de 3 a 5 kW.
Es mejor dar preferencia a los modelos con la capacidad de reducir automáticamente la velocidad del ventilador para ajustar la carga en la red.
Nivel de ruido y grado de filtración.
La potencia acústica muestra qué tan "ruidosa" será la instalación ensamblada.
El efecto de sonido está determinado por dos cantidades:
- LwA – grado de potencia acústica;
- LpA - nivel de presión de sonido.
El “ruido” real debe evaluarse basándose en el primer indicador. Diferentes fabricantes pueden medir la potencia acústica utilizando diferentes métodos, por lo que los mismos valores a veces tienen resultados diferentes en la práctica.
La calidad del aire entrante depende del tipo de sistemas de limpieza.
Posibles etapas de filtración:
- barrera contra el polvo grueso de la calle, la lana y las pelusas: limpieza profunda con filtros G4, G3 con una eficiencia del 90%;
- protección contra polvo fino de 1 micrón – clase de filtración F7-F9;
- limpieza absoluta, proporcionando una barrera contra partículas de 0,3 micras - filtros HEPA (H10-H14), eficiencia - 99,5%.
En el caso de edificios residenciales, los dos primeros pasos de limpieza son suficientes. La filtración altamente eficiente se utiliza en instituciones médicas, locales para la producción de medicamentos, alimentos y productos electrónicos.
Facilidad de uso: funcionalidad necesaria
Las PVU domésticas están equipadas con un sistema de automatización incorporado, un panel de control y una pantalla LCD que muestra todos los parámetros de intercambio de aire. Además de las opciones básicas (ajuste de la velocidad del ventilador, temperatura), se agradecen funciones prácticas.
Temporizador. La gestión de escenarios le permitirá optimizar el modo de funcionamiento para una determinada hora del día o día de la semana.
Reanudar. La capacidad de encender y guardar automáticamente los parámetros establecidos en caso de un corte de energía.
Indicador de obstrucción del filtro. Una opción conveniente es la notificación sobre el reemplazo del elemento filtrante. Los modelos de alta tecnología están equipados con sensores de cambio de presión en la entrada del filtro de aire; cuando está sucio, la caída de presión aumenta.
Auto diagnóstico. Cualquier equipo se estropea con el tiempo. Es útil que la automatización "notifique" sobre un mal funcionamiento; esto ayudará a identificar y solucionar el problema de manera oportuna.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Sistema de ventilación de bajo consumo con recuperación suspendida tipo Daikin VAM/800FB:
Diseño, características y tecnología de instalación del módulo portátil de suministro y escape Vents Micro 60/A3:
PVU 400 de Ventrum con calentador eléctrico e intercambiador de calor rotativo:
La disposición de ventilación mediante un módulo de suministro y escape se utiliza en habitaciones de diferentes propósitos y tamaños.
Garantizar un intercambio de aire de alta calidad depende del cálculo y la selección adecuados del equipo de control climático. Si tiene dudas sobre sus propias capacidades, es mejor recurrir a profesionales para determinar los parámetros y desarrollar el proyecto.
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