Rekuperator powietrza – wymiennik ciepła

Rekuperator powietrza

Czym jest rekuperator powietrza i jak go zmontować przy minimalnym budżecie!
Każdy  wie, że dobra wentylacja jest kluczem do zdrowego klimatu w pomieszczeniu. Odpowiednio zaprojektowany i zainstalowany system wentylacji zapewnia stały dopływ świeżego powietrza do domu i odpływ zużytego na zewnątrz. Jednak w zimie, wraz z powietrzem wywiewanym, cenne ciepło jest emitowane na zewnątrz, a zimne powietrze wchodzi do domu z ulicy, a dodatkowa energia jest zużywana na jego ogrzewanie.

Zasada działania rekuperatora

Zanim zaczniesz projektować domowe urządzenie, musisz zrozumieć zasadę jego działania.

Słowo „rekuperator” (od łacińskiego „recuperatio”) oznacza odbiór lub zwrot czegoś. Rekuperator powietrza to urządzenie, w którym poprzez wymianę ciepła – ciepło jest przekazywane z przepływu wychodzącego, już ogrzanego powietrza, do napływającego zimnego powietrza. W ten sposób straty ciepła w domu są zmniejszone, co pozwala obniżyć koszty ogrzewania.

Koncepcji ogrzewania i odzyskiwania powietrza nie należy mylić. Jeden dotyczy systemu grzewczego, a drugi jest częścią nowoczesnego systemu wentylacji wiejskiego domu, a nawet wiejskiego domu.

Skuteczność i korzyści ekonomiczne związane z instalacją systemu odzyskiwania w domu zależą od następujących czynników:

– koszty energii;
– szacowany czas życia systemu;
– kwota wydana na instalację systemu;
– kwota wydana na roczne utrzymanie systemu.

Rekuperator jest tylko częścią (a nie najdroższym) systemu wymuszonej wentylacji. Dlatego też i wentylację należy uznać za wspólny system.

WYMIENNIKI KRZYŻOWE

Najczęściej stosowane to rekuperator z wymiennikiem płytowo-krzyżowym. Mają wprawdzie nie najlepsze parametry pracy, ale są najtańsze. Świeże powietrze z zewnątrz i powietrze usuwane z pomieszczeń przepływają na przemian między oddzielającymi je płytami. Strumienie powietrza nawiewanego i usuwanego są całkowicie rozdzielone. Ciepło przenika przez płyty, ale dla wszelkich zanieczyszczeń i niepożądanych zapachów są one bardzo skuteczną barierą. Wadą wymienników krzyżowych jest podatność na szronienie się już w temperaturze niewiele niższej niż -5˚C. Proces szronienia wymiennika może doprowadzić do zupełnego zatkania i braku przepływu przez wymiennik. Do ochrony przed tym zjawiskiem wykonuje się tzw. obejście pozwalające na zmniejszenie ilości świeżego powietrza przepływającego przez wymiennik. Zamiast obejścia można stosować wstępna nagrzewnicę świeżego powietrza, która powoduje podgrzanie go do temperatury przynajmniej -5˚C. Rozwiązanie takie zmniejsza odzysk ciepła z powietrza usuwanego. Sprawność odzysku ciepła w rekuperatorach z wymiennikiem krzyżowym dochodzi do 60%. Można podnieść sprawność takiego układu do 80% łącząc dwa wymienniki szeregowo ze sobą.

Zalety: prosta konstrukcja, wymiennik nie wymaga doprowadzenia dodatkowej energii spoza układu, pewność działania związana między innymi z brakiem części ruchomych, istnieje możliwość regulacji stopnia odzysku ciepła wymiennika z wykorzystaniem obejścia wymiennika

Wady: możliwość występowania szronienia już przy temperaturze około -5°C, wymiennik ten wymaga podczas pracy doprowadzenia energii zewnętrznej, istnieje w nim możliwość przedmuchów powietrza wywiewanego do nawiewanego lub odwrotnie, zależnie od aktualnej różnicy ciśnień. Pociąga to za sobą występowanie w tym wymienniku między innymi zjawiska przenikania zapachów, obecność części ruchomych stwarza większą możliwość wystąpienia awarii.
może realizować odzysk ciepła tylko w temperaturach dodatnich.

WYMIENNIKI OBROTOWE

Droższym rozwiązaniem jest wykorzystanie do odzysku ciepła obrotowego wymiennika ciepła. Mają one postać bębna (rotora) wykonanego z ażurowej masy akumulującej ciepło, którą stanowią płyty miliporowe i folia aluminiowa tworzące sieć kanalików do przepływu powietrza. Wymiennik podzielony jest na połowy i przez jedną połowę przepływa ciepłe powietrze usuwane z pomieszczeń, a przez drugą powietrze świeże, które ma być ogrzane. Wirnik z wymiennika obraca się z prędkością 10 – 20 obrotów na minutę. Stały kierunek obrotów pozwala na ogrzanie każdego kanalika najpierw powietrzem usuwanym, a następnie schłodzenie powietrzem pobieranym.

Dużą zaletą wymienników obrotowych jest ich sprawność dochodząca do 80% a nawet więcej. Konstrukcja pozwala na odzysk nie tyko ciepła, ale także wilgoci. Zima, kiedy powietrze po podgrzaniu jest nadmiernie wysuszone to poprzez pokrycie wymiennika substancją higroskopijną można w sposób odczuwalny poprawić jakość powietrza bez stosowania dodatkowych nawilżaczy. W wymienniku obrotowym strumienie powietrza podobnie jak w krzyżowym nie mieszają się ze sobą, ale ponieważ tą samą część bębna opływa na zmianę jeden i drugi strumień powietrza może dojść do przenikania niektórych zanieczyszczeń i zapachów z powietrza usuwanego do świeżego wchodzącego do pomieszczeń.

Regulując prędkość obrotową wymiennika można zmieniać wydajność i unikać szronienia się powierzchni wymiennika. Wymienniki te wymagają podczas pracy doprowadzenia energii zewnętrznej do obrotu. Zastosowanie części ruchomych natomiast powoduje możliwość wystąpienia awarii i zwiększenia poziomu hałasu.

Zalety: prosta konstrukcja, możliwość uzyskania płynnej lub skokowej regulacji stopnia odzysku ciepła w zależności od jego rozwiązania konstrukcyjnego, odzysk ciepła do 80%.

Wady: możliwość występowania szronienia już przy temperaturze około -5°C,
wymiennik ten wymaga podczas pracy doprowadzenia energii zewnętrznej, istnieje w nim możliwość przedmuchów powietrza wywiewanego do nawiewanego lub odwrotnie, zależnie od aktualnej różnicy ciśnień. Pociąga to za sobą występowanie w tym wymienniku między innymi zjawiska przenikania zapachów, obecność części ruchomych stwarza większą możliwość wystąpienia awarii.
może realizować odzysk ciepła tylko w temperaturach dodatnich.

WYMIENNIKI PRZECIWPRĄDOWE

Wymienniki te są coraz częściej stosowane w budownictwie jednorodzinnym. Zbudowane są podobnie do wymienników krzyżowych. Różnica polega na sposobie przepływu powietrza. W wymiennikach przeciwprądowych strumienie powietrza płyną równolegle w przeciwnych kierunkach. Dzięki temu sprawność odzysku ciepła dochodzi do 90%. Zaletą tego wymiennika w stosunku do krzyżowego jest wyeliminowanie zjawiska szronienia.

Najnowsza konstrukcją wymienników przeciwprądowych są wymienniki spiralno-przeciwprądowe. Jest to znacznie ulepszona konstrukcja wymienników przeciwprądowych. Ulepszenie to polega na dodatkowym, spiralnym skręceniu blach aluminiowych tworzących szczeliny, przez które przepływa powietrze, co znacznie wydłuża drogę przepływu tym samym zwiększając sprawność wymiennika.

Centrale wentylacyjne produkowane przez firmę BARTOSZ bazują na spiralnym-przeciwprądowym wymienniku ciepła typu powietrze-powietrze zbudowanym w formie walca. Wymiennik wykonany jest ze specjalnego stopu aluminium, a konstrukcja jego jest zastrzeżona w Urzędzie Patentowym.

Zalety: Wysoka sprawność urządzenia – ponad 85%,
wymiennik odznacza się prostą konstrukcją,
nie wymaga doprowadzenia dodatkowej energii spoza układu,
pewność działania związana między innymi z brakiem części ruchomych,
istnieje możliwość regulacji stopnia odzysku ciepła wymiennika z wykorzystaniem obejścia wymiennika,
brak efektu szronienia nawet przy temperaturze -30°C,
szczelność urządzenia 100%,
możliwość stosowania jako element w instalacji kanałowej,

Wady: Porównywalnie większe gabaryty urządzenia.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *