Autocostruzione impianto VMC con recuperatore di calore

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    Ciao a tutti,

    innanzitutto premetto che non sono assolutamente un esperto nel settore, conosco poco o niente di termotecnica e annessi e di mestiere faccio tutt'altra cosa.
    Ho solo una discreta manualità e molta volontà nell'intraprendere progetti interessanti.
    Tempo fa ho visto un recuperatore di calore in un'esposizione e da allora ho cominciato a documentarmi.
    Abito in un appartamento su due piani, dotato di mansarda ad una falda.
    Il piano superiore (mansardato) è dotato di soli lucernari (tipo Velux): questi rendono difficile il ricambio dell'aria durante l'inverno, specie quando le condizioni atmosferiche sono avverse (pioggia, neve, vento forte), con notevoli disaggi: persistenza di odori, umidità e altro. Un ricambio forzato dell'aria interna è la soluzione ideale.
    Va da sè che sarebbe meglio contenere le perdite di calore, quindi una VMC con recupero sarebbe di grande aiuto.
    La conformazione di questa mansarda rende particolarmente agevole la costruzione di tale impianto perchè la parte bassa, adibita a magazzino, sovrasta tutte le stanze del piano sottostante, quindi si presta per la canalizzazione delle condotte per il trasporto dell'aria.
    Mi sono anche informato sui prezzi ma, onestamente, per me sono proibitivi.
    Senza però peccare di presunzione, il funzionamento e la costruzione generale degli apparecchi fin'ora visti non mi sembravano eccessivamente difficili da realizzare, così, vuoi per gioco, vuoi per spirito di avventura fai-da-te mi sono messo a costruirmela in proprio!
    Vi prego di non lapidarmi subito come scienziato pazzo!! :P
    Ecco la mia idea, almeno per ora:
    Ho costruito una prima versione utilizzando del Polipropilene alveolare da 3mm e costruendomi un cubo alternando di 90° il senso di posa di ogni lastra, di dimensioni 30x30x25cm. L'ho inserito in un contenitore fatto di Polistirene estruso e alimentato i due flussi contrapposti tramite due ventole da PC da 126 mc/h. Una volta sigillato il tutto ho effettuato la prima prova usando come aria di ingresso T1 un Phon (che spingeva aria calda a 49° in entrata) e come secondo flusso l'aria ambientale T3 a 21°.
    Risultato: aria di recupero a T3 45,7° e aria in calda in uscita T4 a 32°.
    Utilizzando la formula per calcolare il rendimento:
    Efficienza: (T4-T1)/(T3-T1) ho calcolato un 60,7%
    (T1 immissione aria calda (phon) - T4 uscita aria calda
    T3 immissione aria ambiente - T2 uscita aria ambiente)
    Efficienza: (T4-T1)/(T3-T1)





    Come seconda prova ho duplicato lo scambiatore in PP e invertito ovviamente la posizione della secconda ventola in uscita.
    Risultato: T1: 57,7°, T2: 57,4°, T3: 20°, T4: 40°
    Efficienza calcolata: circa 50%

    foto-2-1-e1428075504515


    Avrei sperato di piu ma credo sia dovuta al calo della portata dell'aria tra i due flussi, dato non quantificabile con i miei modesti mezzi ma che sicuramente influenza il rendimento.
    Sta di fatto che la misurazione è durata circa un'ora, ma per piu della metà del tempo la T4 (in uscita) era ferma a 25° mentre la T2 era gia al massimo (circa 56°).

    Ora che comincia a fare piu freddo ricomincierò le misurazioni senza phon avendo un'aria esterna sotto i 10° e un'aria ambiente di circa 20° per vedere che succede.

    Secondo voi sono sulla strada giusta?
    Dimentico qualcosa?
    Come posso migliorare il progetto?

    Accetto volentieri qualsiasi suggerimento - critica - altro! :giveup.gif:

    Grazie

    Edited by kostas - 15/1/2016, 17:25
     
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    i miei complimenti!!! il PP è usato con modo soddisfaciente per costruire i recuperatori, pure il doppio recuperatore inizia ad essere usato.... hai pensato di provare con delle cannucce? il top sarebbero quelle sa succo di frutta come sezione ma sono corte.... per me le ventole non sono suficienti per il ricambio d'acria, di certo c'è una grande perdita di carico...
     
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    Ciao Amicodelgjat e grazie per i tuoi complimenti!

    no, non ho mai pensato alle cannucce ma ho forti dubbi sul loro utilizzo: avendo una sezione circolare si penalizza lo scambio di calore a causa della esigua superficie di contatto. Inoltre, costruttivamente parlando, sarebbe impossibile costruire un blocco unico a flusso incrociato.
    A dire il vero ho gia fatto delle prove utilizzando lastre di alluminio di 0,27mm di spessore distanziate tra loro con delle stecche di PP alveolare di 10mm di larghezza (due ai lati e una in centro come rinforzo e distanziatore) ma i risultati sono stati inferiori (39%).
    Ecco la batteria di scambio finita:

    installazione-motori-012

    prova-recuperatore-1-018


    Per quanto riguarda le ventole hai ragione, ho utilizzato quelle solo per prova dato che le avevo già. Dovrei procurarmi dei aspiratori centrifughi ma non ho ancora idea di come dimensionarli.
    So solo il volume di ricambio richiesto dall'abitazione, ovvero circa 160mc/h, ma sicuramente dovrò aumentare la portata per compensare il carico perso da tubature, filtri, curve, eventuali silenziatori ecc.. Dato che hanno un costo vorrei prima essere sicuro :rolleyes:

    Edited by kostas - 15/1/2016, 17:26
     
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    Ciao Kostas, benvenuto e complimenti!
    A me pare tu abbia fatto un bel lavoro.
    Non ho capito una cosa, con il doppio recuperatore hai circa 50% di efficenza e con
    quello unico il 60%?
    mi chiedo come mai con l'alluminio le prestazioni peggiorino.
     
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    Ciao Cristian, grazie per il benvenuto.
    Si, se i miei calcoli non sono errati è proprio cosi, ma credo sia dovuto come dicevo alla notevole perdita di carico del doppio scambiatore. Dovrei interporre una ventola secondaria per compensare e vedere se il dato cambia (ma per ora sono senza ventole!).
    L'alluminio, anche se ha un coefficiente di trasmittanza nettamente superiore al PP non ha gli alveoli di quest'ultimo, che aumentano notevolmente la superficie di scambio e di conseguenza la resa complessiva. Ecco perche lo si usa nella maggior parte delle macchine che si vedono in giro , oltre che per il minor costo ovviamente.
     
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    mi sono un po' perso nell'identificazione dei punti T1, T2, T3 e T4 e con la tua formula
    per calcolare l'efficenza.
    Secondo me sui recuperatori commerciali l'efficenza viene calcolata come T1/T2
    dove T1 è la t dell'aria ambiente prima di essere espulsa (ad esempio 20 °C) e T2 la t
    dell'aria immessa (ad esempio 18 °C) magari sto dicendo una stupidata, sono un po'
    confuso e ci devo ragionare).
    Sicuramente se le ventole sono quelle della foto sono un po' piccole, però con la
    perdita di carico dovrebbe migliorare lo scambio e quindi l'efficenza.
    L'ideale è testarlo ora, con t esterne sotto i 10 °C e t interne attorno ai 20°C
    Tieni conto che il tuo test con il phon sovrastima un po' perché aumentanto
    la differenza fra temperature aumenta la velocità di scambio e quindi l'efficenza. Un conto
    è scambiare calore fra due flussi d'aria uno a 20°C e uno a 10°, un'altro fra due
    flussi uno a 50°C e un altro a 20 °C
     
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    Hmm, mi hai messo in dubbio!
    Il calcolo l'ho trovato qui:

    studioprogettoenergia.blogspot.it/2011/07/efficienza-recuperatore-di-calore

    La Hoval mette a disposizione un file Excel (callegato) ma non sono riuscito ancora a cambiare la formula per calcolare l'efficienza con le temperature.
    Se qualcuno puo aiutare.. :please.gif:
    File Allegato
    Calcolatore_temperature__RS180.xls
    (Number of downloads: 469)

     
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    Stasera ho effettuato la prima prova in condizioni reali, senza phon e simili.
    Dato che avevo pronta la versione a due scambiatori ho usato quello.
    Purtroppo una delle due ventole è passata a miglior vita e ho dovuto sostituirla con un'altra, sempre da 120mm ma di maggior portata (sconosciuta). Per compensare, almeno empiricamente, ho ostruito parzialmente il corrispettivo foro di entrata. Speriamo che questo inconveniente non abbia deviato troppo le mie misurazioni.
    Ho collegato con un piccolo spezzone di tubo da 100mm una delle due entrate al foro a muro in modo da prelevare aria dall'esterno.
    Stasera fa freschino, si prelevavano 8,9 C.
    Dall'altro foro di entrata (quello parzialmente ostruito) ho pescato l'aria a T ambiente, ovvero 21,6 C.
    Dopo circa 20 min di funzionamento l'aria immessa nell'ambiente era di 21,3 C, mentre l'aria espulsa (attraverso la ventola maggiorata) misurava 13,4 C.
    Dubbi sulla formula di calcolo a parte mi sembra un buon risultato, che dite?
    :)
     
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    il risultato di per se è fin troppo buono...le ventole di certo non sono potenti ma per avere un test perfetto dovresti lavorare su involucro a tenuta all'aria poichè se il flusso è scompensato dovuto alle ventole diverse, benchè tu abbia fatto una ricalibratura (a occhio), può essere che parte del volume entrante assi sotto porte ecc invece che per il recuperatore...se l involucro invece limiti le possibili cause al montaggo e/o agli attacchi a muro.
     
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    Ciao Amicodelgjat ,

    Se per involucro intendi la stanza dove ho fatto la prova credo che sia ininfluente. Mi sono limitato a prelevare aria fredda dall'esterno, l'aria in uscita non veniva espulsa fuori ma riversata nell'ambiente. Dati gli esigui volumi d'aria in questione non ha potuto influire sul test, tant'è vero che le misurazioni sono rimaste inalterate per più di un'ora.
    La scatola in PS non è certo stagna, ma ho cercato di eliminare possibili passaggi tra un flusso all'altro compattando bene le lastre e usando della guaina in schiuma adesiva sulle parti a chiusura. Per le misurazioni ho inserito la sonda termica in ogni camera attraverso un foro richiudibile sul coperchio.
    Per una scatola di prova credo che non si possa fare molto di più.
    A questo punto dovrei procurarmi delle ventole serie...
     
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    Buongiorno a tutti,

    Dal foglio Excel di prima ho tirato fuori la formula del rendimento come segue:

    R=(T4-T1)/(T3-T1)X100


    Sostituendo le T con i rispettivi valori si ha:

    R= (21,3-8,9)/(21,6-8,9)X100 = 97,6%!!!!!!


    Un dato a dir poco incredibile!
    Temo comunque sia merito della bassa portata delle ventole, se metto quelle da 300mc/h chi sa a cosa arrivo...

    Ma promette bene, quindi vado avanti!!
     
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    si, il risultato è ottimo e credo anche io dovuto alla bassa portata delle ventoline. Credo
    anche io che sempre per la bassa portata d'aria il fatto che i flussi non siano bilanciati,
    soprattutto per questo tipo di test non influisca, prima di mandare in depressione una
    stanza con quelle ventole credo ce ne voglia.
     
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    nella condizione in cui ha lavorato in qualsiasi caso si mette in pressione l'ambiente, ovviamente in base alla prevalenza del ventilatore.
    Per quanto piccole e nonostante le perdite di carico trattasi sempre di un volume che entra...da qualche parte deve uscire e se lo fa per altre vie il flusso è sbilanciato .
    Io farei la stessa prova con entrambi i canali collegati all'esterno, di certo scenderà il rendimento...
     
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    Complimenti Kostas, non dimenticarti i filtri in entrata e uscita per preservare l'efficienza del pacco di scambio, per cui dovrai calcolare altra perdita di carico
     
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    Mi aggiungo ai complimenti! Come considerazione direi che si deve tener conto che se scambi 10-12mc/h (che è la portata delle ventole che mi sa che hai messo) su un tot di superficie di scambio offerta dal tuo recuperatore, all'aumentare della portata, per avere lo stesso scambio devi aumentare di conseguenza la superficie dello scambiatore...
    Poi effettivamente sarebbe meglio se immessa ed espulsa non rientrassero in ambiente, anche perchè vista la vicinanza delle bocchette è facile che ci sia mescolamento.
    Per verificare se i flussi si comportano bene potresti sempre usare del fumo in immissione (tipo quello da discoteca o da blowerdoor test) e se hai il pannello anteriore della tua scatola in materiale trasparente vedi subito se ci sono "cortocircuiti"...
     
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