Najważniejszym elementem każdego rekuperatora jest wymiennik ciepła. W wymienniku ciepła następuje przemiana termodynamiczna.
Wymienniki ciepła- zasada działania w systemie rekuperacji
Głównym zadaniem rekuperatora jest usuwanie zużytego powietrza i dostarczanie świeżego powietrza z zachowaniem odpowiednich parametrów - temperatury, wilgoci, wydajności.
Ciepłe powietrze pobierane z zewnątrz za pomocą wentylatora nawiewnego przechodzi przez filtry, gdzie są usuwane zabrudzenia, kurz, pyłki i następnie jest wtłaczane do wymiennika ciepła. Jednocześnie zużyte chłodne powietrze z pomieszczeń jest wyciągane za pomocą wentylatora wywiewnego i również kierowane do wymiennika ciepła. Dwie masy powietrza dalej przetłaczane są przez wymiennik ciepła.
W wymienniku ciepła następuje przemiana termodynamiczna. W naszym przypadku chłód z powietrza wyciąganego z pomieszczenia jest przekazywany ciepłej masie powietrza napływającej z zewnątrz. Następnie ochłodzone świeże powietrze jest wtłaczane do pomieszczeń, a zużyte wyrzucane na zewnątrz budynku. Czyli mamy proces odzyskiwania ciepła z powietrza wywiewanego na zewnątrz.
Zimą proces przebiega następująco: chłodne powietrze zaciągnięte z zewnątrz jest ogrzewane ciepłem zużytego powietrza wyciąganego z pomieszczeń. Sprawność temperaturowa całego procesu jest uzależniona m.in. od rodzaju zastosowanego wymiennika i materiałów z jakich jest wykonany.
Wymienniki ciepła- rodzaje
Najważniejszym elementem każdego rekuperatora jest wymiennik ciepła. Obecnie na rynku spotkać można różnego typu konstrukcje wymienników różniące się między sobą budową, kierunkami przepływów powietrza, stopniem odzysku, przeznaczeniem. Rekuperatory firmy Alnor HRU-ERGO są wyposażone odpowiednio w celulozowy wymiennik przeciwprądowy.
W wymienniku przeciwprądowym strumienie powietrza przepływają równolegle względem siebie w przeciwnych kierunkach. Kanaliki przez które przepływają strumienie powietrza mają przekrój trójkątny. W takim rozwiązaniu powierzchnie styku są dużo większe dzięki czemu sprawność odzysku jest bardzo wysoka.
Rys. 1 Wymiennik przeciwprądowy HRE-ERGO
Rys. 2 Schemat wymiennika przeciwprądowego
Na podstawie schematu z rozpływem powietrza mamy (rys. 3):
Proces odzysku temperatury w wymienniku krzyżowym przedstawiono poniżej na wykresie (rys. 4)
Rys.4 Wykres odzysku temperatury w wymienniku przecwiprądowym
Wymiennik przeciwprądowy
Wymiennik przeciwprądowy to element centrali wentylacyjnej, który pełni kluczową rolę w procesie odzysku ciepła. Przeciwprądowy wymiennik umożliwia wymianę energii cieplnej pomiędzy strumieniem powietrza nawiewanego, a wywiewanego zapobiegając jednocześnie mieszaniu się strumieni. W instalacji wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła z uzyciem wymiennika przeciwprądowego strumienie powietrza przemieszczają się równolegle w przeciwnych kierunkach, co umożliwia efektywne odzyskiwanie ciepła z powietrza wywiewanego i przekazywanie go nawiewanemu, co prowadzi do zminimalizowania strat energetycznych. Wymienniki przeciwprądowe przyczyniają się do poprawy efektywności energetycznej i zapewniają komfortowe warunki wewnątrz pomieszczeń.
Wymiennik krzyżowy
Zasada działania wymiennika krzyżowego jest podobna do działania wymiennika przeciwprądowego. Jednak ze wzgledu na swoją konstrukcje i kształ sprawność cieplna jest trochę nizsza choć nadal wysoka. Budowa umożliwia skuteczną wymianę energii cieplnej pomiędzy strumieniem powietrza nawiewanego a wywiewanego bez mieszania się strumieni. Powierzchnia styku pomiędzy strumieniem powietrza nawiewanego a wywiewanego jest mniejsza niż w przypadku wymienników przeciwprądowych.
Zalety rekuperatorów firmy Alnor z wymiennikiem przeciwprądowym HRE-ERGO:
- prosta konstrukcja
- brak części ruchomych
- odzysk max 80%
- nie występuje zjawisko szronienia
- brak zaburzeń przepływu
Bardzo istotnym faktem jest, że zarówno wymiennik krzyżowy jak i przeciwprądowy wykonane są z materiału pokrytego specjalną powłoką antybakteryjną, która ma silną zdolność do zabijania różnego typu bakterii oraz zapobieganiu rozrostowi grzybów w wymienniku. Taka powłoka antybakteryjna jest również odporna na ścieranie. Zatem np. podczas czyszczenia nie zużywa się. Powłoka ta ma zdolności do zabijania bakterii m.in. E coli 8099, Staphylococcus aureus ATCC6538, Klebsiella pneumoniae ATCC4352, Candida albicans ATCC10231,
Odzysk wilgoci
Wymienniki HRE-ERGO posiadają funkcję odzysku wilgoci. Oznacza to, że wymienniki rekuperatorów firmy Alnor potrafią odzyskać nie tylko ciepło, ale również wilgoć nagromadzoną w usuwanym powietrzu z pomieszczenia i następnie przekazać te wilgoć do świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczenia. Jest to szczególnie przydatne w pomieszczeniach, gdzie jest wysuszane powietrze szczególnie podczas ogrzewania porą zimową.
Proces odzysku wilgoci zachodzi w wymienniku rekuperatora. W wymienniku następuje bezpośrednie przekazanie cząsteczek wody wraz z zawartością ich energii. W tym przypadku nie występuje skraplanie, czyli nie jest tracona energia w postaci pary wodnej. M. in. dzięki temu rekuperatory przeciwprądowe mają wysoki stopień odzysku.
Opisany proces jest możliwy dzięki specjalnej budowie wymiennika. Wymiennik wykonany jest ze specjalnego papieru o grubości 45µm o wysokiej odporności na rozdzieranie i starzenie. Cała tajemnica tkwi w grubości i strukturze papieru z którego jest wykonany wymiennik. Papier posiada oczka o wielkości 0,3nm. Cząsteczki zanieczyszczeń mają średnicę większą niż 0,3nm natomiast cząsteczki wody mają średnicę 0,288nm. Oznacza to, że tylko wilgoć przechodzi przez oczka w wymienniku i dostaje się do świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczeń. Mimo takiej budowy wymiennik wykazuje bardzo wysoką szczelność. Wymiennik, który umożliwia odzysk wilgoci jest nazywany wymiennikiem entalpicznym.
Latem podczas chłodzenia wilgotność napływającego powietrza z zewnątrz jest zmniejszana. Natomiast zimą podczas ogrzewania wilgotność napływającego powietrza z zewnątrz jest zwiększana. Podsumowując rekuperatory firmy Alnor dostosowują wilgotność świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczenia.
Odzysk ciepła
Odzysk ciepła w centrali rekuperacyjnej to proces, w którym energia cieplna zawarta w wywiewanym powietrzu jest odzyskiwana i wykorzystywana do podgrzewania nawiewanego powietrza. W centrali rekuperacyjnej wymiennik ciepła umożliwia efektywną wymianę energii pomiędzy strumieniami powietrza, co prowadzi do ograniczenia strat ciepła i zwiększenia efektywności energetycznej systemu wentylacji. Ten innowacyjny proces nie tylko wspomaga utrzymanie komfortowej temperatury w pomieszczeniach, ale także przyczynia się do obniżenia kosztów ogrzewania, co czyni go istotnym rozwiązaniem dla efektywnej i zrównoważonej wentylacji w budynkach.
Wymienniki ciepła- podsumowanie
Podsumowując rekuperatory HRE-ERGO odznaczają się:
- wysoką sprawnością odzysku ciepła przy ilości powietrza nawiewanego do wywiewanego w stosunku 1 : 1
- odpornością na szronienie, czyli braku zatykania się wymiennika lodem przy ujemnych temperaturach i eliminacja nagrzewnic powietrza, które dodatkowo zużywają energię
- szczelnością wymiennika dzięki czemu nie ma mieszania się powietrza zużytego z powietrzem czystym nawiewanym do pomieszczeń
- dużą powierzchnią wymiany rekuperatora oraz długa droga przepływu obu strumieni powietrza tak jak ma to miejsce np. w wymienniku przeciwprądowym
- przeciwprądowym przepływem powietrza przez wymiennik
- sterowaniem automatycznym dostosowującym intensywność wymiany powietrza do rzeczywistych potrzeb.
Zalety:
- wysoki odzysk energii - wymiennik przeciwprądowy (ponad 85%)
- odzysk wilgoci - specjalna konstrukcja wymiennika
- wymiennik - świeże i wylotowe powietrza się nie mieszają
- wymiennik zabezpieczony antybakteryjnie
- wysokiej jakości filtry - czyste i świeże powietrze
- wentylatory przeznaczone do długiej, ciągłej pracy
- by-pass - pozwala na pracę w różnych warunkach klimatycznych
- prosta konstrukcja - łatwy montaż podzespołów, łatwy serwis
- małe zużycie energii
- trzy prędkości
- małe gabaryty
- łatwe sterowanie
