Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Odzysk ciepła i chłodu z powietrza wentylacyjnego

Wartość oszczędności energii jest bezpośrednio i wprost proporcjonalnie zależna od sprawności wymiennika.
Wartość oszczędności energii jest bezpośrednio i wprost proporcjonalnie zależna od sprawności wymiennika.
Fot. archiwum Eksperta Budowlanego/rekuperatory.pl

Małe centrale wentylacyjne, popularnie nazywane rekuperatorami, w coraz mniejszym stopniu ustępują swoim większym odpowiednikom w zakresie odzysku ciepła i chłodu z powietrza wentylacyjnego, umożliwiając skuteczne ograniczenie zużycia energii. Dzięki temu małe inwestycje też mogą być energooszczędne.

W artykule:

• Sprawność wymiennika a oszczędność energii
• Wymienniki krzyżowe i przeciwprądowe
• Wymiennik obrotowy i regeneracja
• Kompromis, czyli wymiennik ceramiczny
• Czy tylko wymiennik?

***

Niewielu inwestorów planujących budowę czy remont domu lub niewielkiej inwestycji (np. usługowej) nie słyszało o wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, realizowanej przez małe centrale, popularnie zwane rekuperatorami.

Postrzeganie tych urządzeń ewoluuje. Z luksusowej ciekawostki technicznej stają się stopniowo sprzętem gospodarstwa domowego. Sprzyja temu m.in. obowiązujące rozporządzenie unijne dotyczące wykonania dyrektywy ErP [1].

W myśl tego dokumentu centrale o wydatku do 250 m3/h i ewentualnie także te o wydatku 250–1000 m3/h (jeśli producent zadeklaruje, że są przeznaczone wyłącznie do budynków mieszkalnych) są klasyfikowane jako urządzenia przeznaczone do budynku mieszkalnego (SWM) i zgodnie z prawem muszą mieć etykietę energetyczną.

To istotny komunikat dla większości użytkowników, ponieważ za główne zadanie wentylacji z odzyskiem ciepła uważają oni oszczędności energii.

Sprawność wymiennika a oszczędność energii

Przyjęło się uważać, że wartość oszczędności energii jest bezpośrednio i wprost proporcjonalnie zależna od sprawności wymiennika. Warto więc mieć świadomość, jaką wartość sprawności odzysku ciepła podają producenci w dokumentacji. Powinna ona wynikać z rzetelnej, znormalizowanej procedury badawczej, zgodnej z normą PN-EN 308:2001 Wymienniki ciepła. Procedury badawcze wyznaczania wydajności urządzeń do odzyskiwania ciepła w układzie powietrze-powietrze i powietrze-gazy spalinowe.

 Parametry rekuperatora mogą być potwierdzone np. przez ceniony certyfikat niemieckiego Instytutu Domów Pasywnych (Passivhaus Institut Darmstadt). Dodatkowo należy zwracać uwagę na certyfikat Euroventu (dokument potwierdzający, że podane przez producenta w konkretnym dokumencie parametry urządzenia są zgodne z rzeczywistością). O ile duże centrale są poddawane certyfikacji jako pełne rozwiązanie, dla małych central certyfikat ten często dotyczy wyłącznie samego wymiennika.

Wymienniki krzyżowe i przeciwprądowe

W małych centralach wentylacyjnych najczęściej stosowane są wymienniki krzyżowe i wymienniki przeciwprądowe, w których rzeczywiście realizowany jest proces zwany rekuperacją, a więc wymiana ciepła przebiegająca bez braku kontaktu powietrza nawiewanego i usuwanego z tą samą powierzchnią wymiennika – przez przeponę pośredniczącą. Przeponą tą są dobrze przewodzące płyty (najczęściej aluminiowe, choć zdarzają się też wymienniki z odpowiedniego tworzywa sztucznego, np. HRU-MinistAir-W-450 firmy Alnor). Po jednej ich stronie płynie ciepłe, po drugiej zimne powietrze – w wyniku przewodzenia strumień zimnego powietrza podgrzewa się.

Wymienniki przeciwprądowe osiągają większą sprawność niż krzyżowe (odpowiednio do 75 i 95%), ponieważ następuje w nich zwiększenie powierzchni wymiany ciepła.

Kanaliki, przez które przepływają strumienie powietrza, mogą mieć przekroje o różnych kształtach (np. trójkąt), by maksymalizować powierzchnię styku. Żeby zwiększyć trwałość i odporność na korozję wymienników aluminiowych, często pokrywa się je dodatkową powłoką (np. epoksydową).

Niektórzy producenci dodatkowo stosują powłokę antybakteryjną zapobiegającą rozwojowi bakterii i grzybów – takie rozwiązanie stosuje np. Alnor. Powłoka taka cechuje się odpornością na ścieranie, więc nie zużywa się podczas czyszczenia.

Do zalet obu rodzajów wymienników należy także zaliczyć brak mieszania strumieni powietrza wywiewanego i nawiewanego, co dobrze wpływa na właściwości higieniczne powietrza nawiewanego, a także łatwą konserwację, trwałość i niemal bezobsługowe działanie, co wynika z braku części ruchomych.

Użytkownicy chętnie porównują same sprawności wymienników, często bez refleksji nad czynnikami wpływającymi w niejednoznaczny sposób na rzeczywiste wyniki pracy wymiennika, np. temperaturę. Chociażby rzadko bierze się pod uwagę dwa aspekty pracy zimowej – z jednej strony im niższa temperatura, tym wyraźniejsze są oszczędności (maleją wydatki na ogrzewanie powietrza, ponieważ podgrzewanie jest wstępnie realizowane w wymienniku), ale z drugiej strony – ta sama niższa temperatura przyczynia się do zamarzania wymiennika, tym bardziej że na powierzchni wymiennika dochodzi do wykraplania wilgoci.

Centrale z zastosowaniem takich wymienników muszą być więc wyposażone w podzespoły do odprowadzania skroplin (króćce, tacki do odprowadzania skroplin ze stali nierdzewnej) oraz przygotowane do tego, że już od –5°C mogą zacząć się problemy z zamarzaniem wymiennika.

Stosuje się szereg zabezpieczeń przed zamarzaniem:

  • skuteczne odprowadzanie kondensatu z wymiennika (do obszarów, gdzie temperatura jest dodatnia);
  • okresowe wyłączenie wentylatora nawiewnego, praca wentylatora wywiewnego i ogrzewanie wymiennika do określonej dla każdego urządzenia temperatury bezpiecznej (tj. takiej, przy której nie dochodzi do szronienia);
  • okresowe zmniejszanie biegów/obrotów wentylatora – rozwiązanie bardziej efektywne dla pracy całej centrali;
  • okresowe uruchomienie by-passu (letniego obejścia wymiennika – na wymiennik nie jest podawane zimne powietrze);
  • okresowe zastosowanie recyrkulacji powietrza;
  • okresowe zastosowanie nagrzewnicy wstępnej – podgrzewanie powietrza nawiewanego do temperatury bezpiecznej, przy czym najbardziej efektywne jest odpowiednie programowanie pracy nagrzewnicy, np. uruchomienie jej na określony czas zależny od wartości temperatury;
  • połączenie centrali z wymiennikiem gruntowym – zimą powietrze, przechodząc przez rury zagłębione w gruncie poniżej poziomu zamarzania, może ogrzać się do temperatury powyżej 0°C.

W niskiej temperaturze, jeśli system antyzamrożeniowy jest nieefektywny, pobierana przez niego energia może po części niwelować oszczędności uzyskane dzięki odzyskowi ciepła. Może się wręcz okazać, że centrala o niższej sprawności wymiennika, ale z lepiej rozwiązaną ochroną antyzamrożeniową zapewni większe oszczędności podczas eksploatacji.

Pewnym rozwiązaniem zapobiegającym kondensacji wilgoci może być zastosowanie tzw. wymiennika entalpicznego. Wilgoć, zamiast kondensować, jest absorbowana przez materiał wymiennika – dlatego dla tych rozwiązań wymiennik zamiast z aluminium wykonuje się z materiału pozwalającego na absorpcję wilgoci z powietrza:

  • selektywna, paroprzepuszczalna membrana celulozowa (np. w wymienniku HRU-ERGO firmy Alnor). Odległość między włóknami celulozy odpowiada wielkości cząsteczki wilgoci – umożliwia to zarówno oddzielenie większych cząsteczek, jak i swobodny przepływ pary wodnej;
  • membrana polimerowa z zastosowaniem technologii absorbującej wilgoć z powietrza (np. technologia Microban firmy Chemours stosowana w wymiennikach marki Aeris). Jedną z zalet praktycznych urządzeń z wymiennikiem polimerowym jest możliwość mycia go w wodzie.

Wewnętrzny odzysk wilgoci nie tylko zapobiega szronieniu wymiennika i zwiększa efektywność odzysku, ale też przyczynia się do poprawienia warunków panujących w pomieszczeniach (np. zimą powietrze jest lepiej nawilżone bez stosowania dodatkowych urządzeń). Nieobecność kondensatu przyczynia się też do poprawy higieny systemu – nie ma możliwości rozwoju drobnoustrojów.

Odzysk ciepła dla takich wymienników wynosi 80–85%. Celuloza jako materiał konstrukcyjny stosowana jest np. w rekuperatorach Mitsubishi Electric LOSSNAY LGH-RVX (wydatek od 70 do 1000 m3/h). Jak podaje producent, zastosowanie odzysku wilgoci zwiększa efektywność wymiany ciepła o 3–9%.

Czytaj też: Wilgotność powietrza i recyrkulacja w wentylacji >>>

Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!
   18.07.2017

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Jak zapewnić bezpieczeństwo prac serwisowych » Któremu producentowi systemów grzewczych i wodociagowych zaufać »
bezpieczeństwo instalatora rury wielowarstwowe
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Jaka pompa ciepła zwalcza bakterię Legionella »

pompy ciepła

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


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
11/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dobór wymienników płytowych
  • - Rekuperatory ścienne a prawo
Zobacz szczegóły
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