Trocadores de calor de ar residencial

Tipos de trocadores de calor de ar residenciais

Trocadores de calor de ar residenciais são sistemas que transferem calor entre dois ou mais fluxos de ar, geralmente dentro e fora de um edifício. Diferentes tipos de trocadores de calor de ar estão disponíveis:

• Trocador de calor de ar em contracorrente

  Um trocador de calor de ar em contracorrente é um trocador de calor com dois dutos separados onde o ar frio de entrada viaja na direção oposta ao ar quente de saída. O design em contracorrente permite uma recuperação de temperatura mais alta. A eficiência é normalmente superior a 70% devido ao contato contínuo de ambos os fluxos de ar ao longo de todo o comprimento do trocador de calor. O trocador de calor de ar em contracorrente é frequentemente instalado em casas bem isoladas onde maximizar a transferência de calor é essencial.

• Trocador de calor de ar ciclônico

  O trocador de calor de ar ciclônico usa um design distinto para separar e coletar calor do escapamento. O ar é forçado a girar em uma câmara ciclônica. O movimento do escapamento permite que o calor seja transferido através da parede do cilindro. O ar fresco toma o lugar do ar aquecido na câmara. Embora os trocadores de calor de ar ciclônicos possam ser eficazes em algumas aplicações residenciais, sua eficiência pode não ser igual à dos designs em contracorrente ou em cruz.

• Trocador de calor de ar em cruz

  Um trocador de calor de ar em cruz possui dois fluxos de ar que fluem perpendicularmente um ao outro. Permite que o ar frio de entrada passe pelo ar quente de saída. A eficiência do dispositivo é de cerca de 40% a 60%. Embora mais trocas dentro da unidade possam melhorar o desempenho, o design em cruz ocupa menos espaço do duto do que o trocador de calor em contracorrente. O trocador de calor de ar em cruz é adequado para casas com espaço de duto limitado.

• Trocador de calor de entalpia

  Um trocador de calor de entalpia transfere calor e umidade entre o ar de exaustão de saída e o ar fresco de entrada. O processo de transferência de vapor de água faz com que os trocadores de entalpia ofereçam excelente recuperação de energia e ventilação. Eles são mais adequados para climas úmidos onde evitar o excesso de umidade dentro da casa é essencial. Além disso, o trocador de calor de entalpia reduz a necessidade de desumidificação ou umidificação.

• Trocador de calor de placa fixa

  Em um trocador de calor de placa fixa, o ar quente de exaustão flui pelas placas, que transportam o ar fresco frio do outro lado. Sem que os dois fluxos de ar se misturem, o calor é transferido entre eles. O trocador de calor de placa fixa apresenta eficiência moderada e é frequentemente usado em residências menores ou como uma escolha econômica para recuperação de energia.

• Trocador de calor rotativo

  Um trocador de calor rotativo contém uma roda térmica. A roda gira lentamente e uma seção dela é exposta ao ar quente de exaustão. O calor é então transferido para o ar frio de entrada enquanto a roda continua a girar. O trocador de calor rotativo oferece transferência de calor contínua entre os dois fluxos de ar. Possui taxas de alta eficiência e é ideal para casas grandes onde recuperar uma grande quantidade de calor é essencial.

Especificações e manutenção de trocadores de calor de ar residenciais

• Recursos gerais

  As opções de equipamentos de trocadores de calor de ar residenciais variam de ventiladores de ventilação simples a sistemas completos, incluindo unidades HRV e ERV e canalização. As unidades pequenas são normalmente montadas na parede e variam em tamanho de 24 a 50 polegadas. Os modelos maiores são geralmente montados no chão ao lado do sistema HVAC e podem variar de 30 a 66 polegadas. O peso do trocador de calor variará de acordo com a unidade e se ela possui dutos. Uma figura geral seria que o seu peso bruto é inferior a 700 libras.

• Vazão de ar CFM

  Os ventiladores de trocadores de calor são projetados com vazão de ar suficiente para criar um ambiente interno confortável. CFM é a quantidade de volume de ar que os ventiladores movem em um minuto. A maioria dos trocadores de calor de ar moverá entre 60-120 CFM, e quanto maior o CFM, maior a área que ele pode cobrir.

• Poder

  A potência do trocador de calor de ar residencial é medida em Watts. Os sistemas mais complexos terão classificações de potência entre 25-100 Watts, e a classificação de potência dos trocadores mais simples pode ser tão baixa quanto 10 watts. Ao aumentar o tamanho da unidade, a potência também aumenta junto com o fluxo de ar e a ventilação.

• Temperatura de Operação

  A temperatura de operação do trocador de calor residencial é crucial. Suas temperaturas devem estar entre -20 e +45 graus Celsius. Isso permitirá que eles funcionem bem, aspirando o ar do interior da casa e trocando o ar do exterior. A unidade terá essas temperaturas porque é projetada para operar em um espaço residencial típico.

• Material

  O corpo e o núcleo de um trocador de calor são normalmente feitos de aço galvanizado, alumínio ou plástico. O alumínio é o material de escolha porque é leve, resistente à corrosão e possui alta relação resistência-peso. Tanto o núcleo quanto a caixa serão feitos desse material. As defletores e placas dentro dos ventiladores centrais são geralmente de aço inoxidável.

• Filtragem

  Um componente essencial do trocador de calor de ar residencial é sua capacidade de filtragem. O trocador de calor de ar residencial bidirecional oferece o benefício adicional de purificação do ar interno. O padrão é o filtro MERV, que significa Valor de Relato de Eficiência Mínima. O MERV 8 é frequentemente usado em HRVs e ERVs para capturar poeira, pólen e mofo. Classificações MERV mais altas indicam que partículas menores são capturadas. Os filtros MERV 16 são melhores para pessoas com alergias porque prendem pequenas partículas, como caspa de animais de estimação e poeira fina.

Manutenção

Trocadores de calor e seus dutos devem ser mantidos. Normalmente, os usuários devem examinar a ventilação/ventilador a cada três a seis meses para ver se está limpo e se o filtro precisa ser trocado. Uma vez por ano, os trocadores de calor residenciais devem ser examinados por um técnico qualificado que pode inspecionar e limpar suas peças componentes, verificar seus sistemas eletrônicos, incluindo seus controles e conexões, verificar se sua tubulação está em ordem e testar sua pressão de gás e combustão.

Cenários de trocadores de calor de ar residenciais

• Ventilação com recuperação de energia em casas passivas

  Os trocadores de calor projetados para recuperação de energia são agora um elemento fundamental do projeto de casas passivas. Nestas casas, é necessário um fornecimento constante de ar fresco para garantir o conforto dos moradores e a excelente eficiência energética da estrutura. Normalmente, não há sistemas de aquecimento ou resfriamento adicionais incluídos. A remoção de calor da casa exige um trocador de calor de alto desempenho para recuperar essa energia e manter a circulação de ar fresco.

• Controle de umidade em climas frios

  Os trocadores de calor são úteis não apenas para conservar energia, mas também para controlar os níveis de umidade dentro de uma estrutura. Em locais com invernos frios, o ar, que é normalmente muito seco no inverno, deve ser permitido entrar no edifício. Um HRV (ventilador de recuperação de calor) ajuda a reter a umidade de atividades dentro do edifício, como cozinhar, tomar banho e respirar. Isso é vital porque até mesmo os sistemas convencionais de aquecimento central podem às vezes ter dificuldades para manter a umidade adequada na habitação durante os meses de inverno.

• Aplicações industriais

  Os trocadores de calor industriais são amplamente utilizados em uma variedade de indústrias. A indústria de petróleo e gás natural, por exemplo, utiliza trocadores de calor para recuperar calor residual de motores de combustão ou turbinas a gás para produzir energia elétrica, bem como trocadores de calor utilizados em refinarias, destilarias e plantas petroquímicas durante os processos e em instalações para refrigeração.

• Trocadores marítimos

  O trocador de calor marítimo transfere o calor para a água do mar enquanto a água do motor circula em um circuito interno. Os trocadores de calor também são usados ​​em sistemas de ar condicionado de navios para purificar o ar em cabines e outras áreas.

• Sistemas hidrônicos

  Os sistemas de aquecimento e resfriamento hidrônicos usam água como portadora de energia. Um sistema hidrônico circula água aquecida pela casa usando uma caldeira central para fornecer aquecimento de espaço por meio de tubos de aquecimento por piso radiante ou radiadores de rodapé. Um trocador de calor de placas pode ser usado para separar o sistema de caldeira primário de sistemas secundários, como aquecimento de piso radiante, sistemas de derretimento de neve e trocadores de calor de piscina externos.

Como escolher trocadores de calor de ar residenciais

Os trocadores de calor de ar residenciais para residências utilizam diferentes tipos de sistemas para trocar calor. É importante conhecer vários fatores antes de comprar trocadores de calor para revenda no mercado residencial de trocadores de calor.

• Taxa de Transferência de Calor: A finalidade principal de um trocador de calor é transferir calor de um fluido para outro. Ao escolher um trocador de calor, é essencial considerar sua taxa de transferência de calor. Isso é frequentemente representado pelas designações do modelo do trocador. Essencialmente, uma taxa de transferência de calor mais alta significa melhor desempenho, o que pode levar à economia de energia.
• Durabilidade do Material: A vida útil ou a longevidade de um trocador de calor de ar em uma residência depende muito do material do qual é feito. Muitos trocadores de calor são feitos de aço inoxidável, alumínio ou plástico. Todos eles podem suportar o desgaste e a corrosão que vêm de flutuações térmicas e interação de fluidos. Escolher um trocador de calor com materiais duráveis ​​pode reduzir o custo de futuras manutenções e substituições.
• Eficiência: A eficiência do trocador de calor é a capacidade do dispositivo de transferir calor entre dois fluidos sem deixá-los se misturar. A eficiência do trocador de calor varia de um modelo para outro, dependendo do tamanho, design e materiais de fabricação. Os fabricantes costumam indicar a eficiência de transferência de calor nas especificações do produto. Para trocadores de calor de ar residenciais, é preferível escolher modelos com classificações de eficiência mais altas para controle climático ideal e economia de energia.
• Facilidade de instalação e manutenção: Um trocador de calor de ar complexo pode exigir manutenção frequente. Isso é especialmente verdadeiro em uma área residencial onde a troca de ar ocorre diariamente. Para evitar a necessidade constante de manutenção, é melhor escolher um conjunto de trocadores de calor que seja fácil de instalar e manter com facilidade. Isso permite que os trocadores de ar sejam revisados ​​ocasionalmente e não com frequência. Escolher um modelo amigável ao usuário também pode reduzir o tempo de inatividade do sistema de ar e aumentar o conforto.

Trocador de calor de ar residencial Q&A

P1: Qual tipo de trocador de calor é mais adequado para aplicações residenciais?

A1: O trocador de calor de placas é comumente usado em pequenas aplicações residenciais porque permite uma alta taxa de transferência de calor por unidade de área. A compacidade é sempre uma prioridade no projeto residencial.

P2: Como as empresas podem determinar o tamanho certo de um trocador de calor para uma casa?

A2: Calcule a perda de calor total do edifício residencial. Em seguida, considere a taxa de troca de ar do edifício. Aqueça o ar fresco de entrada a um nível confortável. Realize uma análise econômica em termos de custo, eficiência e benefícios.

P3: Existem incentivos governamentais para instalar trocadores de calor em casas?

A3: Alguns governos oferecem créditos fiscais ou descontos para incentivar a instalação de trocadores de calor para eficiência energética. Consulte as autoridades locais para determinar se existe apoio financeiro.

P4: Quais são alguns sinais de que o trocador de calor de uma casa precisa de manutenção?

A4: Alterações na ventilação residencial, ruídos incomuns e a presença de mofo ou umidade são sinais de um trocador de calor com defeito. O reparo imediato do trocador de calor pode prevenir problemas dispendiosos e melhorar a qualidade do ar interno.

P5: A energia solar pode alimentar um trocador de calor em uma casa?

A5: A energia solar pode alimentar um trocador de calor para ventilar e aquecer uma casa. Os sistemas solares térmicos podem coletar e transferir o calor solar para o trocador. Isso permite que o sistema residencial reduza sua dependência de fontes de energia convencionais.