Rekuperacja ciepła to nowoczesna technologia, która pozwala na efektywne odzyskiwanie energii cieplnej z powietrza wywiewanego z budynku. W centrum tego procesu znajduje się wymiennik ciepła, często nazywany „sercem rekuperatora”, który umożliwia transfer energii między strumieniami powietrza bez ich mieszania. Dzięki temu rozwiązaniu możliwe jest znaczące zmniejszenie kosztów ogrzewania oraz poprawa jakości powietrza w pomieszczeniach.
Wymiennik ciepła – kluczowy element rekuperatora
Wymiennik ciepła stanowi najważniejszy element każdego systemu rekuperacji. Jego głównym zadaniem jest przekazywanie energii cieplnej z powietrza wywiewanego do świeżego powietrza wprowadzanego do budynku. Jakość i rodzaj zastosowanego wymiennika bezpośrednio wpływają na efektywność całego systemu.
„Wymiennik ciepła to serce rekuperatora. Ten element jest odpowiedzialny za przekazywanie energii cieplnej z powietrza wywiewanego do świeżego powietrza nawiewanego. Jego konstrukcja, jakość wykonania, powierzchnia wymiany ciepła oraz zastosowana technologia bezpośrednio wpływają na wydajność całego systemu rekuperacji.”4
Efektywność wymiennika ciepła mierzy się jego sprawnością, która w najnowocześniejszych rozwiązaniach może osiągać nawet 95%. Im wyższa sprawność, tym większy odzysk ciepła, co przekłada się na znaczące oszczędności energetyczne. Jak podkreśla portal Rekuperatory.pl: „Wyższa sprawność wymiennika ciepła = większy odzysk energii w systemie rekuperacji”1.
Wielkość wymiennika ciepła to jeden z kluczowych parametrów przy ocenie efektywności działania rekuperatora. „Im większy wymiennik ciepła, tym większa ilość kanalików, przez które przepływa powietrze w wymienniku, co bezpośrednio oznacza większą powierzchnię wymiany ciepła w rekuperatorze, a co za tym idzie, zwiększa parametr odzysku ciepła”.
Rodzaje wymienników ciepła stosowane w rekuperatorach
Na rynku dostępnych jest kilka typów wymienników ciepła, które różnią się konstrukcją, sprawnością i zastosowaniem. Poznajmy najważniejsze z nich:
Wymienniki przeciwprądowe
Wymienniki przeciwprądowe charakteryzują się najwyższą sprawnością odzysku ciepła, która może sięgać nawet 95%. W tego typu wymiennikach kanały powietrza ustawione są równolegle do siebie, a strumień powietrza nawiewanego jest przeciwległy do strumienia powietrza wywiewanego.
Rekuperator z wymiennikiem przeciwprądowym oferuje liczne korzyści:
- bardzo wysoka skuteczność – nawet do 95%
- bardzo cicha praca
- stosunkowo niewielkie wymiary
- niewielkie zużycie energii7
Wymienniki krzyżowe
Wymienniki krzyżowe są najpopularniejszym rozwiązaniem, szczególnie w mniejszych instalacjach. Ich zaletami są prosta konstrukcja, łatwość czyszczenia i brak konieczności doprowadzania energii zewnętrznej.
„Krzyżowe wymienniki ciepła idealnie nadają się zwłaszcza do mniejszych instalacji wentylacji mechanicznej, na przykład tych montowanych w domkach jednorodzinnych czy niedużych obiektach biurowych”.
Wymiennik krzyżowy składa się z niewielkich, prostopadle umieszczonych względem siebie kanałów, zapewniających możliwość krzyżowego przepływu nawiewanego i wywiewanego strumienia powietrza. Dzięki temu, że powietrze jest kierowane pod kątem prostym 90°, zwiększana jest całkowita sprawność odzysku energii cieplnej.
Wymienniki obrotowe (rotacyjne)
Wymienniki obrotowe, zwane również bębnowymi, mają budowę w kształcie walca i składają się z naprzemiennie ułożonych, pofalowanych i płaskich taśm aluminiowych nawiniętych na walec.
„Walec jest wprawiany w ruch przez silnik oraz pas napędowy owinięty wokół wymiennika. Podczas obrotu przez wnętrze wymiennika najpierw przechodzi powietrze wywiewane z budynku, a następnie powietrze nawiewane do budynku”.
Rotacyjny wymiennik ciepła składa się z koła obrotowego wykonanego z aluminium montowanego w sekcji. „Sprawność wymiennika osiąga 85%, dla zrównoważonego przepływu powietrza nawiewanego i wywiewanego. W standardowych warunkach pracy, przy niskiej wilgotności powietrza wyciąganego z pomieszczenia w zimie, wymiennik obrotowy nie wymaga odszraniania”2.
Wymienniki entalpiczne
Wymienniki entalpiczne, oprócz odzyskiwania ciepła, pozwalają również na odzyskiwanie wilgoci, co jest szczególnie korzystne w okresie zimowym, gdy powietrze w pomieszczeniach staje się suche.
„Membrana działa jak filtr, który oprócz odzyskiwania energii cieplnej częściowo odzyskuje też wilgoć. Odzysk wilgoci daje dużo korzyści”5.
Korzyści z wykorzystania rekuperacji z wymiennikami ciepła
Zastosowanie rekuperacji z wysokiej jakości wymiennikami ciepła niesie ze sobą wiele korzyści:
Oszczędności energetyczne
Głównym celem rekuperacji jest minimalizacja strat ciepła poprzez odzyskiwanie energii cieplnej z powietrza wywiewanego. Portal aeroVent podaje:
„Przy rekuperacji w domu rachunki za ogrzewanie w miesiącach zimowych spadają nawet do 50% w porównaniu do działającej wentylacji grawitacyjnej. Dzięki przekazywaniu przez wymiennik energii z powietrza wywiewanego do strumienia powietrza nawiewanego, dom ma mniejsze zapotrzebowanie na energię nawet o 20 kWh/m² na rok”6.
Poprawa jakości powietrza
System rekuperacji zapewnia stałą wymianę powietrza w budynku, co przekłada się na lepszą jakość powietrza wewnętrznego. System ten „gwarantuje czyste powietrze w domu. Wymiana zużytego powietrza w domu z rekuperacją odnosi się do procesu, w którym zużyte powietrze wewnątrz budynku jest usuwane, a jednocześnie świeże powietrze z zewnątrz jest wprowadzane do wnętrza”.
Wbrew powszechnym opiniom, rekuperacja nie wychładza pomieszczeń. Jak podaje portal aeroVent: „To nieprawda. Rekuperacja nie wychładza, wręcz przeciwnie. Powietrze nawiewane do pomieszczeń jest wstępnie podgrzewane w wymienniku ciepła”3.
Kontrola wilgotności
Niektóre typy wymienników, jak entalpiczne czy obrotowe, pozwalają również na odzyskiwanie wilgoci, co pomaga utrzymać optymalny poziom wilgotności w pomieszczeniach.
„Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła zapewnia utrzymanie odpowiedniego poziomu wilgotności w budynku, co pozwala na obniżenie temperatury w pomieszczeniach bez utraty komfortu, co z kolei przekłada się na mniejsze zużycie energii potrzebnej do ogrzania pomieszczeń”.
Ekologiczne aspekty
Mniejsze zużycie energii na ogrzewanie przekłada się na zmniejszenie emisji CO₂ i innych zanieczyszczeń, co jest istotne w kontekście zmian klimatycznych. Rekuperacja jest „kluczowa w szerszym kontekście zmian klimatycznych i dążenia do zrównoważonego rozwoju poprzez m.in. oszczędzanie energii czy redukcję emisji gazów cieplarnianych”.
Jak wybrać odpowiedni wymiennik ciepła do rekuperatora
Wybór odpowiedniego wymiennika ciepła zależy od wielu czynników, w tym:
Wielkość i typ budynku
Dla domów jednorodzinnych najczęściej stosuje się wymienniki krzyżowe lub przeciwprądowe, podczas gdy dla większych obiektów mogą być bardziej odpowiednie wymienniki obrotowe. „Krzyżowe wymienniki ciepła idealnie nadają się zwłaszcza do mniejszych instalacji wentylacji mechanicznej, na przykład tych montowanych w domkach jednorodzinnych czy niedużych obiektach biurowych”.
Wymagana sprawność odzysku ciepła
Jeśli zależy nam na maksymalnej efektywności, warto wybrać wymiennik przeciwprądowy, który oferuje najwyższą sprawność odzysku ciepła. Wymienniki przeciwprądowe charakteryzują się „bardzo wysoką skutecznością – nawet do 95%”.
Odporność na zamarzanie
W przypadku wymienników płytowych (przeciwprądowych i krzyżowych) istotne jest zabezpieczenie przeciwzamrożeniowe, szczególnie gdy temperatura na zewnątrz spada poniżej -4°C. „Problemy pojawiają się wtedy, gdy temperatura na zewnątrz spada poniżej -4°C. Część skroplin może wtedy zamarzać, blokując kanały nawiewu i wywiewu. Z tego powodu w wymiennikach płytowych stosuje się zabezpieczenia przeciwzamrożeniowe”.
Podsumowanie
Rekuperacja z wykorzystaniem wysokiej jakości wymienników ciepła stanowi nowoczesne i efektywne rozwiązanie dla systemów wentylacji w budownictwie. Wybór odpowiedniego wymiennika ciepła powinien uwzględniać specyfikę budynku, potrzeby użytkowników oraz lokalne warunki klimatyczne.
Niezależnie od wybranego typu, dobry wymiennik ciepła przyczyni się do znacznych oszczędności energetycznych, poprawy jakości powietrza wewnętrznego oraz zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko. W obliczu rosnących kosztów energii oraz coraz większej świadomości ekologicznej, inwestycja w system rekuperacji z wysokiej jakości wymiennikiem ciepła wydaje się być rozwiązaniem zarówno ekonomicznie, jak i ekologicznie uzasadnionym.
Jak podkreśla firma Swegon: „Celem wymiennika ciepła jest przechwycenie ciepła lub zimna ze strumienia powietrza wywiewanego, aby zapobiec ich utracie i przekazanie do strumienia powietrza nawiewanego”. Ta prosta zasada stoi za złożoną technologią, która może przynieść wymierne korzyści dla każdego budynku.
[1]: https://www.rekuperatory.pl/wymiennik-ciepla-rekuperatora/
[2]: https://www.swegon.com/pl/wskazowki/informacje-techniczne/rodzaje-wymiennikow-ciepa/
[3]: https://aerovent.pl/10-klamstw-o-rekuperacji-wentylacja-mechaniczna-z-odzyskiem-ciepla-bez-tajemnic/
[4]: https://cold-man.pl/obrotowy-czy-krzyzowo-przeciwpradowy-wymiennik-ciepla-co-wybrac/
[5]: https://cold-man.pl/jak-dziala-wymiennik-ciepla-najwazniejszy-element-centrali-rekuperacyjnej/
[6]: https://aerovent.pl/8-zalet-rekuperacji-czyli-wentylacji-z-odzyskiem-ciepla/
[7]: https://sprawnawentylacja.pl/jaki-wymiennik-ciepla-do-rekuperatora/
[8]: https://www.rynekinstalacyjny.pl/artykul/rekuperatory/3457,odzysk-ciepla-regeneratory
Michał Lewandowski – miłośnik innowacji w budownictwie, który pasjonuje się projektowaniem inteligentnych budynków i nowoczesnymi rozwiązaniami technologicznymi. Na swoim blogu dzieli się inspiracjami, nowinkami oraz praktycznymi poradami, które pomagają w tworzeniu funkcjonalnych, przyszłościowych przestrzeni.
