Dimensionamento recuperatore di calore entalpico

[shinobi9]

Buongiorno,

mi trovo a progettare un impianto VRF con (tra le varie unità interne) un recuperatore di calore entalpico con batteria ad espansione diretta integrativa collegato ad un sistema VMC da 800 (mc/h) sia di mandata che di ripresa.

L'agente di zona del marchio che ho scelto mi ha mandato un progetto fatto con i software di selezione dei VRF che hanno ormai tutti i marchi principali, però non mi tornano molto i dati relativi al recuperatore che viene segnato nella relazione progettuale appunto come 800 (mc/h) e circa 5.3 (kW) in inverno e circa 5.6 (kW) in estate ( non capisco se questo dato si riferisca alla potenza recuperata, alla batteria integrativa o alla loro somma).

In ogni caso prima di parlarne volevo sapere se il meotodo per un calcolo "a mano" che uso è corretto quindi vi dico come pensavo di fare.

Nel depliant del produttore mi da 2 parametri di efficienza: " Entalphy exchange efficency"(diverso per inverno ed estate) e "Temperature exchange efficency"( valore unico) , che io ho interpretato come Efficienza totale( appunto sulle entalpie) e sensibile.

Senza dilungarmi troppo in pratica ho calcolato il calore massimo recuperabile sia totale, che sensibile che latente. Poi dall'efficienza totale ho ricavato il calore totale effettivo e dall'efficienza sensibile il calore sensibile effettivo. Per differenza dei 2 trovo poi il calore latente effettivo.
Questo procedimento fatto sia per estate che inverno e ottengo i seguenti risultati:

- INVERNO: aria di progetto esterna a -2°C (Tamb=20°C) , calore sensibile effettivo scambiato di 4,7 (kW) e l'aria entra nell'edificio a 15,58 °C, per portarla a 20 °C servono ulteriori 1.18 kW che sommati ai 4.7 (kW) darebbero una potenza totale di 5,8 (kW) circa
- ESTATE: Tint 26°C e Test 31°C e risulta che la potenza da scambiare globalmente (recuperatore+batteria) è di poco sotto ai 2 kW..

potrebbe andare come metodo?

[SuperP]

- INVERNO: aria di progetto esterna a -2°C (Tamb=20°C) , calore sensibile effettivo scambiato di 4,7 (kW) e l'aria entra nell'edificio a 15,58 °C, per portarla a 20 °C servono ulteriori 1.18 kW che sommati ai 4.7 (kW) darebbero una potenza totale di 5,8 (kW) circa

Se ti arriva aria di immissione a 15.6°C con -2°C esterni con un recuperatore entalpico di quelli da espansione diretta, magno en gato!

[shinobi9]

Non mi sembra di aver sbagliato metodo di dimensionamento...sempre che quelle efficienze siano effettivamente quello che penso.

[NoNickName]

Non penso proprio che si possa aumentare di 17°C gradi la temperatura dell'aria esterna recuperando da 20°C
Giusto per curiosità, l'aria di estrazione a che temperatura esce dal recuperatore?

Più che un recuperatore, è una pompa di calore aria/aria.

[shinobi9]

Allora modifico la domanda... Dati:

- temperature exchange efficiency 80%
-entalphy exchange efficiency 50% cooling, 67%heating
. Aria esterna - 2 gradi in inverno e 20 gradi interna. In estate 31-26. Portata 800 mc/h.

Come fareste il calcolo a mano?

Comunque per rispondere a NNN avendo aria ambiente a 20 gradi e 4.7kw sensibili sarebbe Tesp=20-4700/(1.2*1005*(800/3600))= 2.82.
Per carità è la prima volta che mi occupo di un impianto del genere ma efficienza sensibile dell'80% non mi sembra poco..tra l'altro dalla definizione di efficienza sensibile considerando che le 2 portate sono uguali torna T2-T1=eps*(T3-T1)
Se T3=20
T1=-2
EPS=0.8
Torna preciso il T2 di poco più di 15.

[NoNickName]

E come fai a espellere aria a 2.82 e ad immetterla a 15.8? Non è un recuperatore, in cui al limite le temperature si avvicinano asintoticamente tra loro.
E' una pompa di calore aria/aria.

[shinobi9]

Ok capito quello che intendi.. T2(immissione) e T4 (espulsione), dovrebbero tendere allo stesso valore giustamente. Forse non ho interpretato bene quelle efficienze?
Il ragionamento è stato questo
- calcolo il valore massimo scambiabile come
Qmax, teorico =Vmin*ro*c*(h3-h1)
- a questo punto prendo un punto "A" che sta sulla verticale del punto 3(aria da fuori) ovvero ho TA=T3 ed inoltre XA=X1. In pratica questo punto mi serve per dividere calore sensibile e latente.
- calcolo il calore teorico sensibile scambiabile
QSmax, teorico=V*ro*c(TA-T1) ed il calore latente massimo scambiabile come QLmax, teorico =V*ro*c(h3-hA)
- a questo punto dalle efficienze sensibili e totali da catalogo posso calcolarmi Qsens, effettivo e Qtot, effettivo e quindi come differenza Qlat, effettivo.
-dalla solita equazione Q=V*c*ro*deltaT posso poi calcolare la temperatura degli stati di ingresso ed espulsione T2 e T4...

[NoNickName]

Non saprei cos'hai inteso. Solo tu lo puoi sapere.

[shinobi9]

Il procedimento ti sembra sensato?
Ok diamo assodato che sto sbagliando.. però giusto per dire.. In un famoso manuale di impianti vedevo ora che nel caso estivo.. Si fa un esempio di un recuperatore entalpico e viene fuori che l'aria che entra passa dai 32 esterni a 29.17 e quella espulsa da 26 a 29.85 ovvero non torna il discorso di tendere asintoticamente alla stessa temperatura..ritorno a non essere certo di aver sbagliato

[shinobi9]

Esempio del processo che in sostanza mi risulta accadere

[NoNickName]

Il procedimento ti sembra sensato?
Ok diamo assodato che sto sbagliando.. però giusto per dire.. In un famoso manuale di impianti vedevo ora che nel caso estivo.. Si fa un esempio di un recuperatore entalpico e viene fuori che l'aria che entra passa dai 32 esterni a 29.17 e quella espulsa da 26 a 29.85 ovvero non torna il discorso di tendere asintoticamente alla stessa temperatura..ritorno a non essere certo di aver sbagliato

Beh la differenza che c'è tra 29.8 e 29.1 non è quella che c'è tra 2.8 e 15.6.
Gli 0.7°C di differenza in più per l'aria espulsa si spiegano con il calore latente (maggiore nell'aria esterna, che quindi cala di -2.83°C e fa aumentare l'aria espulsa di 3.85°C perché quest'ultima relativamente più secca.

[shinobi9]

E l'ultimo grafico che ho messo cercando ERV come lo spieghi?
Poi il fatto che il calore massimo sensibile teoricamente scambiabile si calcoli come V*ro*c*(T3-T1) che senso avrebbe se teoricamente il punto 1 non potrebbe mai arrivare allo stato del punto 3 o viceversa (a seconda della minore portata dei 2 flussi) ?

[Esa]

Credo che quello che hai scritto abbia un senso. A me vengono dati simili.
Ma dovresti chiedere al costruttore: efficienza del recuperatore, sia a secco che a umido. Di solito le aziende internazionali non barano troppo ...

[shinobi9]

Ok grazie Esa..finalmente uno che sia d'accordo

[Esa]

Ho riletto i tuoi dati. Per quanto ne so, sono corretti.
Negli scambiatori in controcorrente, con un rendimento del 100% le temperature semplicemente si invertono: l'aria a -2 esce a 20°C e l'aria a 20°C esce a -2°C. Negli scambiatori equicorrente le temperatura tendono a uniformarsi. Con un rendimento del 100% la temperatura di uscita sarebbe comune: cioè 11°C.
Un rendimento del 100% è impossibile. Un rendimento dell'80% è più che conservativo. Ci sono aziende che "sparano" rendimenti del 94%. Poi, oltre alla superficie di scambio, per valutare il rendimento conta anche il DT medio differenziale. quindi, il rendimento sensibile non è costante.
Idem per il rendimento relativo alla x (acqua).
Morale: per me sei stato prudente (4,7 kW sono pochi). Per essere corretti, potresti farti dare i dati riferiti alla massa e non al volume. M parliamo di differenze minime.

[shinobi9]

Grazie Esa, tanto nei prossimi giorni approfondirò la questione semmai aggiorno i dati.
Per il momento mi interessava sapere che non era fuori dal mondo la procedura e i risultati e sono arrivato anche io alla tua stessa conclusione che le temperatura si avvicinano con gli scambiatori in equicorrente ma non vale per il controcorrente..