Producentów rekuperatorów na rynku jest niezliczona masa do tego produkują oni urządzenia różnej jakości, do wyboru mamy również kilka wymienników ciepła i zaczyna się robić niezły galimatias. Czym się kierować, żeby wybrać najlepsze dla nas i naszego domu urządzenie? Pierwszym i najważniejszym wyborem jest rodzaj wymiennika w rekuperatorze i na tym skupimy się w tym artykule. Poniżej przedstawiamy rodzaje wymiennik ciepła i w skrócie opiszemy zasadę ich działania.
Wymiennik krzyżowy – należy do grupy wymienników rekuperacyjnych płytowych. Strumienie powietrza nawiewanego i wywiewanego, rozdzielone są od siebie cienkimi płytami falistymi wykonanymi z blachy aluminiowej, stalowej nierdzewnej, tworzywa sztucznego lub papieru a strumienie powietrza, które przez niego przepływają, są od siebie oddzielone właśnie w sposób krzyżowy (prostopadły) Płytowe wymienniki ciepła umożliwiają sprawność rekuperatorów na poziomie 40 -70%, w dzisiejszych czasach nie jest to dobry wynik natomiast są rodzaje Inwestycji dla których właśnie taki wymiennik będzie optymalny. Wadą wymiennika krzyżowego jest fakt, że nie jest on odporny na zamarzanie, dlatego wybierając go, należy stosować nagrzewnice np. elektryczne, a to z kolei zwiększa koszt eksploatacyjny rekuperacji.
Wymiennik przeciwprądowy – to ulepszona wersja wymiennika krzyżowego, wymiennik przeciwprądowy zbudowany jest on z płyt aluminiowych, stalowych lub z tworzywa sztucznego, natomiast płyty te ułożone są równolegle, tworząc przepływ dwóch strumieni powietrza, nawiewnego i wywiewnego. Wymiennik ten jest trochę dłuższy niż krzyżowy, więc zapewnia również większą sprawność, jednak kierunek przepływu powietrza jest tu nieco inny, gdyż przemieszcza się on w przeciwnym kierunku, konsekwencją tego przepływu powietrze nawiewane ociepla się od najcieplejszego wywiewanego z pomieszczeń strumienia powietrza. Wymiennik przeciwprądowy jest sprawniejszy od wymiennika krzyżowego i jego sprawność sięga około 90%. Wymienniki te są mniej podatne na zjawisko szronienia niż wymienniki krzyżowe, jednak w dalszym ciągu są mało korzystne, natomiast najnowsze centrale posiadają szereg zabezpieczeń mających na celu odszraniane wymiennika w okresie zimowym, gdzie zjawisko wykraplania się pary wodnej występuje w sposób ciągły. Wymienniki przeciwprądowe z uwagi na budowę, są droższe od wymienników krzyżowych.
Wymienniki obrotowy – obecnie często wykorzystywany w nowoczesnych systemach wentylacyjnych. Jego budowa to dwie blachy: jedna prosta, a druga falista, nawijane są na ułożyskowany wałek a po ich nawinięciu powstaje cylinder o różnej średnicy, zależnej od wydajności centrali rekuperacyjnej. Jego działanie polega na czerpaniu energii cieplnej z powietrza wylotowego i przekazywaniu jej do chłodnego powietrza napływającego z zewnątrz za pomocą rotora. Wymiennik jest zaprojektowany tak, aby mógł również odzyskiwać wilgoć, co zapewnia skuteczną wentylację oraz wpływa na poprawę mikroklimatu w pomieszczeniach. Bonusem wymienników jest również odzysk chłodu w porach letnich. Parametry wymienników obrotowych osiągają średnio poziom ok. 80% – 90%, ponadto ich zastosowanie umożliwiają kilkukrotne zmniejszenie zużycia energii potrzebnej zimową porą do podgrzewania powietrza nawiewanego, ponieważ specyfika ich budowy powoduje brak zjawiska zamarzania wymiennika. Natomiast w porach letnich wymiennik może wykorzystywać potencjał płynący z działającej w pomieszczeniach klimatyzacji i w ten sposób ochładzać nawiewane powietrze czerpane z zewnątrz.
Wymiennik entalpiczny – jest to wymiennik ciepła powietrze-powietrze który dodatkowo transferuje wilgoć z jednego strumienia do drugiego. Razem z wilgocią transferowana jest tzw. energia utajona, co wpływa na mniejsze zapotrzebowanie energetyczne przy chłodzeniu powietrza. Wymienniki entalpiczne płytowe są zbudowane ze specjalnej membrany, która transferuje wilgoć między strumieniami (od wyższego stężenia do niższego stężenia). Membrana może być polimerowa lub celulozowa. W rekuperacji z tradycyjnymi wymiennikami ciepła HRV jak np. przeciwprądowe, osiągana jest wyższa średnia sprawność temperaturowa niż w wymiennikach entalpicznych, ponieważ w systemach HRV skuteczniej odzyskuje się ciepło z powietrza, które wyrzucane jest z budynku. Oznacza to że większość ciepła, które normalnie uciekałoby na zewnątrz, jest przechwytywana i wykorzystywana ponownie do ogrzewania świeżego powietrza wprowadzanego do wnętrza budynku. Natomiast w przypadku wymienników entalpicznych ERV proces ten jest mniej efektywny a sprawność wymiennika entalpicznego określana jest od 80 do 85%. Dlatego może wydawać się, że nie jest to lepsze rozwiązanie niż rekuperator z wymiennikiem przeciwprądowym, którego efektywność cieplna może dochodzić nawet do 96%. Należy jednak wziąć pod uwagę jeszcze jeden istotny fakt że energia przekazywana wraz z wilgocią którą wymiennik entalpiczny doskonale odzyskuje sprawność cieplna takiego rekuperatora entalpicznego może wynosić nawet 127%, a takich danych nie zapewni żaden inny wymiennik ciepła. Rozpisaliśmy się na temat wilgoci oraz jakie plusy energetyczne niesie, natomiast bardzo istotnym rzeczą jest również fakt że wymiennik entalpiczny podczas takiego procesu doskonale zawraca wilgoć z powrotem do pomieszczeń niwelując ich przesuszania w okresach zimowych.
Powyżej opisaliśmy zastosowanie najpopularniejszych wymienników, lecz na rynku możemy spotkać jeszcze takie rodzaje jak:
- wymiennik krzyżowo przeciwprądowym
- wymiennik spiralno przeciwprądowym
- wymiennik spiralno krzyżowo przeciwprądowy z radiatorem
Podsumowanie
Odzysk ciepła jest obecnie koniecznością, zarówno ze względów na wymogi prawne jak i na oszczędności energetyczne Jednak zastosowanie konkretnego rozwiązania odzysku ciepła musi być poprzedzone dokładaną analizą. Dlatego wybór odpowiedniego wymiennika ciepła dla zróżnicowanych projektów budowlanych jest kluczowy. Wymiennik obrotowy oraz entalpiczny jest najbardziej efektywny pod względem odzysku ciepła i jest idealny do zastosowań, gdzie kontrola wilgotności jest ważna. Wymiennik krzyżowy jest prosty w obsłudze, ale mało wydajny i problematyczny w okresie zimowym. Wymiennik przeciwprądowy oferuje rozsądny kompromis. Przy wyborze wymiennika warto zwrócić uwagę na klimat, w którym będzie działać, budżet, koszty eksploatacji oraz specyficzne potrzeby projektu. Każdy rodzaj wymiennika ma swoje zalety i wady, dlatego projektanci rekuperacji powinni dokładnie rozważyć, który z nich najlepiej spełni potrzeby dla danego obiektu.