Wymiennik ciepła – serce rekuperatora

Rekuperator jest urządzeniem stosowanym w systemach wentylacyjnych. Umożliwia rekuperację, czyli odzyskiwanie ciepła z powietrza wywiewanego z budynku lub instalacji przemysłowej. Jak jest zbudowany i w jaki sposób działa?

Rekuperator można inaczej nazwać centralą wentylacyjną z odzyskiem ciepła. Jest to urządzenie elektryczne, które zapewnia wymianę powietrza w budynku poprzez wywiewanie powietrza zużytego i nawiewanie świeżego i przefiltrowanego. Funkcją, w którą wyposażone są rekuperatory, jest odzysk ciepła z powietrza zużytego i przekazywanie go do powietrza nawiewanego. Ten proces pozwala minimalizować ucieczkę ciepła z budynku podczas jego wymiany. Rekuperator jest podstawową jednostką każdej instalacji wentylacji nawiewno-wywiewnej. Niektóre rekuperatory pozwalają na odzyskanie z używanego powietrza nawet 95% ciepła.

Najważniejszym elementem rekuperatora jest wymiennik ciepła. Możemy wyróżnić trzy rodzaje wymienników: krzyżowe, obrotowe i przeciwprądowe. To w nich następuje wymiana ciepła pomiędzy strumieniami powietrza nawiewanego i wywiewanego. Strumienie nie mieszają się ze sobą, dzięki czemu nie następuje przenoszenie wilgoci, zapachów i zanieczyszczeń.

Każdy z rodzajów wymienników nieco różni się pod względem budowy i sposobu przepływu powietrza. Jednak pomimo różnic w budowie, uzyskiwany efekt jest bardzo podobny, niezależnie od wymiennika. Systemy rekuperacji mogą być wyposażone dodatkowo w czujniki wilgotności i dwutlenku węgla. Filtry znajdujące się przy otworach nawiewnym i wywiewnym zapobiegają przedostawaniu się wszelkiej maści zanieczyszczeń do środka rekuperatora.

Najczęściej spotykanym wymiennikiem ciepła jest wymiennik krzyżowy. Koszt jego produkcji jest niski, a do działania nie potrzebuje ciągłego doprowadzania energii zewnętrznej. To standardowy wybór w instalacjach domów jednorodzinnych, biurach i niewielkich budynkach. Wymienniki krzyżowe zbudowane są z małych kanałów, które są prostopadle ułożone względem siebie. Takie rozwiązanie umożliwia krzyżowanie się strumieni powietrza wywiewnego i nawiewnego. Strumienie powietrza skierowane są względem siebie pod kątem 90°, co wpływa na zwiększenie sprawności odzysku ciepła nawet do 70%.

Innym, droższym rozwiązaniem, jest obrotowy wymiennik ciepła. Kształtem przypomina bęben. W obudowie wymiennika znajduje się wirnik napędzany silnikiem, który obracając się, przechodzi naprzemiennie przez obszar powietrza nawiewanego i wywiewnego. Taka konstrukcja sprawia, że kanały znajdujące się wewnątrz walca napełniane są raz powietrzem świeżym, a raz zużytym. Przekłada się to na wysoką sprawność odzysku ciepła, która uzyskać może wartość nawet 90%.

Przeciwprądowe wymienniki ciepła charakteryzują się najwyższą sprawnością spośród trzech dostępnych rozwiązań. Ich konstrukcja przypomina nieco wymienniki krzyżowe. Kanały ułożone są względem siebie równolegle. Taka konstrukcja umożliwia przepływ powietrza zimnego i ciepłego obok siebie, ale w przeciwnych kierunkach. Powietrze zimne na ostatnich odcinkach wymiennika ogrzewa się od najcieplejszego powietrza wywiewanego. Sprawność tego rodzaju wymiennika wynosi nawet 85%. Wymienniki przeciwprądowe są najmniejszymi i najbardziej praktycznymi urządzeniami. Rekuperatory z tego typu wymiennikami są droższe, ale działają skuteczniej. Cechują się najmniejszym zużyciem prądu i poziomem hałasu.

Każdy z wymienników ma swoje wady i zalety. Przeciwprądowe charakteryzują się wysoką sprawnością odzysku ciepła. Wymienniki krzyżowe są tanie, a uzyskiwany odzysk ciepła stoi na przyzwoitym poziomie i oscyluje w granicy 70%. Przy wyborze wymiennika, decyzja sprowadza się do tego, czy oszczędzić chcemy w momencie zakupu, czy później, w czasie ogrzewania budynku.