Sprawność rekuperatora [część druga]

Na sprawność rekuperatora składa się nie tylko sprawność wymiennika. Takie komponenty centrali rekuperacyjnej jak wentylatory czy nagrzewnice powodują zużycie prądu. Większe zużycie energii oznacza mniejszą sprawność centrali jako całości. Jaki wpływ na sprawność mają wentylatory i technologia zabezpieczenia wymiennika przed szronieniem?

Sprawność rekuperatora, inaczej centrali rekuperacyjnej, stanowi iloraz energii odzyskanej Q_o do energii Q, którą trzeba dostarczyć, aby ogrzać powietrze wentylacyjne. Energia dostarczona do ogrzania powietrza wentylacyjnego Q składa się z następujących składników:

• ciepło zawarte w powietrzu wywiewanym (usuwanym) – Q_u [J]
• energia elektryczna potrzebna do zasilania wentylatorów – Q_w [J]
• energia pobierana przez urządzenie antyzamrożeniowe (np. nagrzewnicę wstępną) -Q_g [J].

Zatem całkowita sprawność centrali rekuperacyjnej wynosi:

E_oc= Q_o / (Q_u+Q_w+Q_g)

Wentylatory a sprawność rekuperatora

Rozpatrując centralę rekuperacyjną jako całość, trzeba uwzględnić także straty ciepła (głównie przez obudowę) oraz zużycie energii elektrycznej. Sprawność centrali wentylacyjnej (efektywność odzysku ciepła) jest więc niższa niż sprawność samego wymiennika. Jeśli nie uruchamiają się mechanizmy chroniące wymiennik przed szronieniem, najwięcej prądu zużywają wentylatory – nawiewny i wywiewny. Na zużycie energii przez wentylatory mają wpływ zastosowany silnik wentylatora i system automatycznej regulacji. W coraz większej central w standardzie stosuje się wentylatory z silnikami EC (elektronicznie komutowanymi) sterowane falownikiem. Rozwiązanie to pozwala dostosować pobór mocy wentylatora do panujących warunków.

Ile prądu zużywają rocznie wentylatory? Przyjmijmy przykład domu, którego mieszkańcy w czasie pandemii niewiele wychodzą, więc wentylatory przez cały czas pracują na drugim biegu. Przykładowa moc wentylatora pracującego na drugim biegu wynosi P_w = 40 W (średnia wartość z rzeczywistych wartości rynkowych dla kilku dobrych urządzeń).

Q_w = P_w * t [W*h/d*d/r] = 40 * 24 * 365 = 350 400 Wh/r = 350,4 kWh/r

Symulacja oczywiście może być dokładniejsza – np. 2h pracy na trzecim biegu na czas mycia i gotowania plus 8h pracy na pierwszym biegu podczas nieobecności domowników) – jednak powyższe założenie (24 h na 2. biegu) jest dobrym przybliżeniem.

Roczny koszt zużycia takiej energii na terenie Polski wyniesie (przy założeniu, że koszt przesyłu prądu i energii czynnej za 1 kWh w Polsce wynosi 0,62 – 0,73 zł – dane na koniec 2020 roku).

Q_w = Q_w * cena 1 kWh [kWh * zł/kWh] = 350,4 * (od 0,62 do 0,73) = od 217,25 do 255,80 zł

Zatem zużycie energii przez wentylatory jest w skali roku raczej niewielkie.

Należy przy tym zauważyć, że zużycie energii przez wentylator rośnie, jeśli są zabrudzone filtry (większe opory przepływu) lub występują jakiekolwiek nieprawidłowości w pracy sieci przewodów wentylacyjnych.

Zdjęcie główne: ebm-papst (wentylator RadiPac EC dedykowany do central wentylacyjnych)