Coraz większy nacisk kładzie się na obniżanie energochłonności systemów HVAC.
W klimacie zbliżonym do występującego w naszym kraju większość energii w budynkach wykorzystywana jest na pokrycie potrzeb związanych z ogrzewaniem i wentylacją pomieszczeń (Czytaj więcej na ten temat). Jednym z najbardziej rozpowszechnionych sposobów obniżenia zużycia energii jest stosowanie wymienników do odzysku ciepła z powietrza wywiewanego.
Czytaj także: Zamarzanie rekuperacyjnych wymienników ciepła cz. 1 >>>
Coraz większą popularność w Polsce zdobywają płytowe wymienniki rekuperacyjne. Najważniejszym problemem w ich eksploatacji jest powstawanie w okresie zimowym szronu w kanałach powietrza wywiewanego.
Długotrwała praca w warunkach zaszronienia grozi zniszczeniem wymiennika, a zapewnienie bezpiecznych warunków pracy przy ujemnych temperaturach powietrza zewnętrznego wiąże się często z koniecznością obniżenia sprawności urządzenia.
W artykule omówiono problem zamarzania wymienników rekuperacyjnych na przykładzie wymiennika krzyżowego i przeciwprądowego (rys. 1).
 |
| Rys. 1. Najpopularniejsze wymienniki rekuperacyjne: a) wymiennik krzyżowy, b) wymiennik przeciwprądowy; 1 – wlot powietrza wywiewanego, 2 – siłownik przepustnicy by-passu, 3 – otwory wlotowe powietrza zewnętrznego, 4 – wymiennik, 5 – by-pass |
Szronienie wymienników rekuperacyjnych
Podczas całorocznej eksploatacji wymienniki ciepła poddawane są zmiennym warunkom klimatycznym. Przy niskich temperaturach okresu zimowego istnieje możliwość wystąpienia kondensacji oraz powstawania szronu.
Utworzona na powierzchniach przegród wymiennika ciecz przyczynia się do zwiększenia odzysku ciepła na skutek dodatkowego wytworzenia ciepła utajonego.
 |
| Rys. 2. Zmiana sprawności wymiennika krzyżowego w funkcji wilgotności względnej powietrza wywiewanego; rys. autorów |
Na rys. 2 pokazano, jak zwiększanie wilgotności względnej powietrza wywiewanego przyczynia się do istotnej poprawy sprawności odzysku ciepła. W tym przypadku poprawa efektywności wynosi ok. 20%, ale w innych może sięgnąć nawet 30% [1–3].
Niestety, przy bardzo niskich temperaturach zewnętrznych często istnieje ryzyko powstawania szronu, a także zamarzania powstałych skroplin (rys. 3a).
Utworzony szron stanowi główny problem w eksploatacji rekuperacyjnych wymienników ciepła. Powoduje wzrost oporów przepływu i zakłóca procesy wymiany ciepła. Brak odpowiednich działań może skutkować zablokowaniem przepływu powietrza oraz uszkodzeniem wymiennika.
 |
| Rys. 3. a) zamarznięte kanaliki wymiennika krzyżowego; b) zasada działania wymiennika z by-passem |
W centralach wentylacyjnych wprowadzane są zabezpieczenia wymienników (by-passy, nagrzewnice wstępne), którym jednak zawsze towarzyszy obniżenie skuteczności odzysku ciepła [1–3]. Zadaniem by-passu jest ograniczenie przepływu zimnego powietrza przez wymiennik, co pozwala na zwiększenie temperatury ścianek kanałów (rys. 3b).
Układ automatycznej regulacji steruje przepustnicą obejściową w funkcji temperatury zewnętrznej. Przez wymiennik przepływa tylko część powietrza zewnętrznego, a pozostały strumień powietrza kierowany jest obejściem. Skutkiem jest obniżenie temperatury powietrza nawiewanego za wymiennikiem, która jest mieszaniną strumieni przepływającego powietrza przez rekuperator oraz przez jego obejście.
Inną metodą ochrony wypełnienia wymiennika jest wstępne podgrzewanie powietrza. Wiąże się to niestety ze zwiększeniem wymiarów centrali wentylacyjnej ze względu na umieszczenie dodatkowej sekcji z nagrzewnicą wstępną. Ponadto wymagane jest zapewnienie odpowiedniej mocy takiego urządzenia, określonej w oparciu o konkretną bezpieczną wartość temperatury, do której należy podgrzewać powietrze zewnętrzne.
Niestety jak dotąd tego typu kwestie rozwiązywane są poprzez umowne określanie bezpiecznych warunków pracy [1–3].
| Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter! |
