Zamarzanie rekuperacyjnych wymienników ciepła – cz. 2

Freezing of recuperator heat exchangers. Part 2
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
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
rys. autorów

Na powstawanie szronu w kanałach powietrza wywiewanego rekuperacyjnych wymienników ciepła wpływa wiele czynników, m.in. temperatura i wilgotność powietrza nawiewanego oraz sprawność wymiennika.

By-pass nie zawsze jest skutecznym zabezpieczeniem – konieczne bywa zastosowanie nagrzewnicy wstępnej.

Uzasadnione może też być zastosowanie wymiennika o niższej sprawności w celu obniżenia kosztów eksploatacyjnych systemu poprzez redukcję mocy nagrzewnicy wstępnej.

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. 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
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!
   10.08.2015
mgr inż.  Demis Pandelidis
mgr inż.  Demis Pandelidis
Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza oraz projektant instalacji sanitarnych więcej »
dr inż.  Andrzej Jedlikowski
dr inż.  Andrzej Jedlikowski
Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska więcej »
dr  Michał  Karpuk
dr  Michał  Karpuk
Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Katedra Klimatyzacji, Ogrzewnictwa, Gazownictwa i Ochrony Powietrza więcej »

Komentarze

(3)
glomar | 19.08.2015, 17:55
"By-pass nie zawsze jest skutecznym zabezpieczeniem – konieczne bywa zastosowanie nagrzewnicy wstępnej."
Co za totalna bzdura. Czy autor może wyjaśnić swoją tezę ?
A na szronienie wpływa temperatura powietrza nawiewanego temperatura i wilgotność powietrza wywiewanego oraz oczywiście sprawność wymiennika.
Barth3z | 30.03.2016, 22:51
"By-pass nie zawsze jest skutecznym zabezpieczeniem – konieczne bywa zastosowanie nagrzewnicy wstępnej."
Skutecznym zabezpieczeniem przed czym ? Przez szronieniem, czy zamrożeniem wymiennika ? W jakich warunkach (temp. zewnętrzna) dojdzie do zamrożenia wymiennika krzyżowego przy pełnym otwarciu bypassu ?
Czy może uważacie, że pojawienie się szronu jest tożsame z zamrożeniem wymiennika ?
Barth3z | 30.03.2016, 23:01
glomar napisał: "A na szronienie wpływa temperatura powietrza nawiewanego temperatura i wilgotność powietrza wywiewanego oraz oczywiście sprawność wymiennika." i autorzy zarzucili glomarowi " znowu nie ma Pan racji. Na szronienie akurat parametry powietrza nawiewanego nie wpływają."

Autorzy, w innym opracowaniu piszą: "Na szronienie wymienników rekuperacyjnych wpływ ma wiele istotnych czyn­ników, przede wszystkim temperatura i wilgotność powietrza nawiewanego oraz sprawność wymiennika. - http://www.inzynierbudownictwa.pl/drukuj,8594

Proszę się zdecydować.
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie



Zaprojektuj niezawodne instalacje w budynku »

Czy wiesz, jakich błędów unikać przy instalacji? »

zawory antyskażeniowe
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


 Jak zapewnić skuteczny monitoring parametrów środowiskowych w pomieszczeniach medycznych »

izolacje w instalacji


 


Czy bezdotykowy design stanie się standardem? »

Jak zminimalizować stratę energii w układach wentylacyjnych »
armatura bezdotykowa
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Zbliża się zima 100-lecia? Z jakim urządzeniem zaoszczędzisz najwięcej »

oszczednosc energii



O czym dowiesz się na międzynarodowym spotkaniu instalatorów »

Czy wiesz, na której platformie znajdziesz niezbędne narzędzia dla instalatora i dostaniesz 500zł »
 
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Co zrobić kiedy nie możesz pozbyć się wody z wycieku »

wyciek z rury


 


Jaki wybrać płyn do instalcji w przemyśle spożywczym »

Od czego zacząć, gdy chcesz zabezpieczyć hale przemysłowe przed pożarem »
panele fotowoltaiczne ochrona przed pożarem
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Jak zabezpieczyć dylatację przed pożarem »

dyletacja

 



Do 77% oszczędności na zużyciu energii »

Z poradnika hydraulika - gdzie kupisz sprawdzony sprzęt »

cichy oszczedny klimatyzator hydraulik
jestem na bieżąco » korzystam z wiedzy »

 


 


Które pompy ściekowe mogą być stosowane na dużej głębokości » Upały dają się we znaki! Co lepsze? Centrala wentylacyjna czy rooftop? »
kanalizacja wentylatory
wiem więcej » poznaj dziś »

 



Poznaj metody na oszczędność wody »

W czym tkwi sedno w projektowaniu instalacji grzewczej »
produkcja studni wodomierzowych
jestem na bieżąco » korzystam z udogodnień »

 


Ekspert Budowlany - zlecenia

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2021

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2021
W miesięczniku m.in.:
  • - Instalacje PV z magazynami energii
  • - Wentylacja obiektów gastronomicznych
Zobacz szczegóły

Bezpłatny newsletter

Mamy dla Ciebie prezent 


Wystarczy,

że zapiszesz się na newsletter,
a otrzymasz link do

e-book

" Kotły na biomasę i biopaliwa "

Zapisuję się »

Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl