HOVAL: Climatizarea halelor. Recuperarea de caldura adaptata la necesar

Odata cu masurile de economisire a energiei pentru cladiri la nivel european, au fost definite, in parte, cerintele de recuperare de caldura. Exista mai multe clase, atat pentru eficienta cat si in ceea ce priveste pierderile de presiune, astfel incat solutiile optime sa fie aproape intotdeauna posibile, in functie de conditiile cerute si auxiliare. Cu toate acestea, un randament ridicat de recuperare a caldurii nu garanteaza intotdeauna cea mai buna solutie. Mult mai cautate sunt costurile in exploatare si eficienta, in cadrul cerintelor obligatorii.

Regulamente Si directive

In 2002, UE a inceput o campanie pentru reducerea consumul de ener­gie in cladiri cu directiva Energy Performance of Buildings (EPBD). Astfel, sunt prezentate noi directive pentru fiecare tara; exista, de asemenea, legile si reglementarile care au fost adoptate pentru a asigura reali­zarea acestor masuri.

In Germania, de exemplu, regulamentul de econo­misire a energiei (EnEV) si normele Energii Regenera­bile si Caldura (EEWärmeG) fac referire la noile tehnologii dezvoltate si revizuiesc standardele si orientarile.

Aceasta intervine in special in recuperarea caldurii in sisteme de ventilatie descentralizate si in sistemele de aer conditionat, ca optiune eficienta pentru economie de energie. In timp ce, in trecut, niciuna sau numai cateva din cerintele privind eficienta au fost introduse, in prezent exista in normativele nationale si standardele europene valori minime si limite in ceea ce priveste eficienta si pierderile de presiune.

O reprezentare la nivel european privind cerintele pentru recuperarea de energie termica este, prin urmare, dificila sau chiar imposibila. Aceasta deoarece legile si reglementarile cores­punzatoare sunt revizuite, in perioade de timp relativ scurte, pentru adap­tarea (cu cerinte noi, mai stricte) la obiectivul economiei de energie.

In final, in mai 2010, sunt extrase urmatoarele concluzii:

• Utilizarea caldurii recuperate in sistemele de ventilare si de aer conditionat este (din ce in ce mai mult) obligatorie.

• Cerintele cele mai ridicate de eficienta in recuperarea caldurii se afla la un nivel minim de 70%; acest procent este obligatoriu, conform, de exemplu, Legii energiilor regenerabile (EEWärmeG), in Elvetia.

• Caderea de presiune (de flux de aer) nu trebuie sa depaseasca 200 Pa, pentru o recuperare de caldura normala. Pierderi mai mari de presiune sunt, de asemenea, acceptate pentru eficienta prin recuperare mai mare.

Este de asteptat ca aceste cerinte sa fie din ce in ce mai restrictive in anii ce vor veni.

Eficienta recuperarii de caldura Si gradul eficientei

Eficienta recuperarii caldurii repre­zinta incalzirea aerului proaspat in relatie cu incalzirea maxim posibila si serveste pentru caietul de sarcini al schimbatorului de caldura.

Eficienta recuperarii de caldura in temperaturi, h_t (diferente de temperaturi) este definita dupa cum urmeaza:

h_t = (t‘‘₂ – t‘₂) / (t‘₁ – t‘₂)                 (1)

t‘₁ = temperatura aerului extras la intrare;

t‘₂ = temperatura aerului proaspat la intrare;

t‘‘₂ = temperatura aerului proaspat la iesire.

Aici intervine gradul de eficienta (NG); incalzirea aerului proaspat este plasata in relatie cu temperatura necesara:

NG       = (t‘‘₂ – t‘₂) / (t_2N – t‘₂)        (2)

t_2N = temperatura necesara (maxima) a aerului introdus;

t‘₂ = temperatura aerului proaspat la intrare;

t‘‘₂ = temperatura aerului proaspat la iesire.

Gradul de eficienta este, prin urmare, important, in special in spatiile cu procese tehnologice, in cazul in care temperatura aerului extras, de multe ori, este, in mod clar, mai mare decat temperatura necesara a aerului introdus. Dar, aceasta observatie este, de asemenea, importanta in ventilatie si aer conditionat, din moment ce degajari de caldura din interior (iluminat, masini etc.), maresc aportul energe­tic, astfel, temperatura aerului extras este mai mare decat temperatura necesara a aerului introdus. Gradul de eficienta (NG) este mai mare decat eficienta recuperarii (h_t). De-a lungul unui an apar diferente semnificative intre gradul anual de eficienta si eficienta de recuperare a caldurii in functie de temperatura aer extras/introdus. Diagrama 1 arata clar acest lucru.

De remarcat urmatoarele pentru diagrama:

• Influenta diferentei de tempera­tura dintre aerul extras si introdus cu energia utilizata este considerabila. Pentru o eficienta de recuperare a caldurii de doar 60%, vom obtine un grad de eficienta anual de cca. 70% (pentru Dt = 2 0C), 77% (pentru Dt = 4 0C) si 84% (pentru Dt = 6 0C).

• Pentru o temperatura a aerului extras de 20 0C (temperatura aerului introdus), cum este de asteptat, gradul de eficienta anual este acelasi cu eficienta de recuperare de caldura.

• Putem vedea clar ca gradul de eficienta anual creste cu tempe­ratura aerului evacuat si ca eficienta se diminueaza la valori ridicate de recuperare a caldurii. Temperatura aerului de introdus ar fi, altfel, prea mare.

In ceea ce priveste eficienta costurilor pro­iectelor (investitii mari si pierderi mari de presiune) cu randament ridicat de recuperare a caldurii, prin urmare, aces­tea nu sunt intotdeauna avantajoase.

• Elvetia, de asemenea, ia in considerare gradul anual de efici­enta in cerintele nationale in privinta recuperarii de caldura; se cere o eficienta a recuperarii de caldura de 70% (cel putin) sau un grad de eficienta anual de cel putin 75%.

Exemplu

Timp de decenii, Hoval a fabricat unitati compacte acoperis de ventilatie cu recuperare de caldura. Exista acum doua modele pentru a satisface cerin­tele ridicate de recupe­rare a caldurii:

RoofVent® LHW

Aceasta unitate utilizeaza un schimbator de caldura in placi pentru recuperarea caldurii (fig. 1) si se carac­terizeaza prin urmatoarele valori:

• Introducere aer/Evacuare aer – 8.000 m3/h;

• Eficienta recuperarii de caldura – 63%;

• Pierdere de presiune pentru recuperator – 170 Pa.

In conformitate cu noul VDI 3803 (2010), recuperarea caldurii cores­punde celei mai inalte clase H1, dar nu indeplineste, de exemplu, cerintele de 70% pentru eficienta recuperarii caldurii. Acest lucru se schimba in cazul in care se presupune o diferenta intre tempera­tura aerului extras si temperatura necesara a aerului introdus de cel putin 3 0C. Cu aceasta, se obtine un grad de eficienta anual de cca. 76% (vezi diagrama 1); rezulta cu un procent mai mult decat este necesar in Elvetia, privind cererile mi­nime pentru gradul anual de eficienta.

RoofVent® schimbator dublu

Acest aparat nou conceput utili­zeaza doua schimbatoare de caldura cu placi in contra-curent pentru recuperarea caldurii (fig. 2) si se carac­terizeaza prin urmatoarele valori:

• Introducere aer/Evacuare aer – 7.000 m3/h;

• Eficienta recuperarii de caldura – 78%;

• Pierdere de presiune pentru recu­­perator – 291 Pa.

Cu acest randament extrem de ridicat de recuperare a caldurii, cerin­tele, de exemplu, din Elvetia, atat pentru eficienta de recuperare a caldurii, cat si pentru gradul de eficie­nta anual sunt indeplinite. Si aceasta fara conditia ca temperatura aerului extras sa fie de o anumita valoare. Noile cerinte care vor aparea, EN 13053, vor fi, de asemenea, indeplinite cu acest model.

Concluzii

La dimensionarea sistemelor de ventilatie cu recuperare de caldura, sunt doua criterii care trebuie sa fie respectate, ca urmare a reglementa­rilor si recomandarilor:

• Adoptarea valorilor minime nece­sare pentru eficienta (eficienta de recuperare a caldurii) si valorile limita pentru caderea de presiune;

• Eficienta costurilor prin selecta­rea clasei optime (permisa).

Varietatea de standarde specifice pentru fiecare tara, legile si adaptarile lor fac aceasta sarcina foarte dificila.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 65 – noiembrie 2010, pag. 36