Sprawność rekuperatora [część trzecia]

Sprawność rekuperatora [część trzecia]

Na sprawność rekuperatora składa się nie tylko sprawność wymiennika. Wpływają na nią także zużycie prądu – przez wentylator i rozwiązania zabezpieczające wymiennik przed szronieniem.

Sprawność rekuperatora stanowi iloraz energii odzyskanej Qo do energii Q, którą trzeba dostarczyć, aby ogrzać powietrze wentylacyjne. Na energię dostarczoną Q składa się energia zawarta w powietrzu wywiewanym, energia elektryczna do napędu wentylatorów i energia pobierana przez urządzenie antyzamrożeniowe. Rzeczywista sprawność odzysku ciepła spada w niskich temperaturach – czyli wtedy, kiedy na odzysku ciepła inwestorowi zależy najbardziej.

Zamarzanie a sprawność rekuperatora

Zimą powietrze zewnętrzne ma temperaturę ujemną. Strumień nawiewany na rekuperator może więc powodować zamarzanie skroplin (kondensatu). Na płytach wymiennika pojawia się szron. Jego warstwa stopniowo się pogrubia, zmniejszając prześwit i ograniczając spadek ciśnienia na wymienniku oraz przepływ powietrza zimnego. Szronienie staje się więc coraz intensywniejsze, co powoduje znaczny spadek sprawności wymiennika. Dlatego konieczne jest stosowanie zabezpieczeń antyzamrożeniowych.

Zabezpieczenia antyzamrożeniowe

Rekuperator można zabezpieczyć przed zamarzaniem na kilka sposobów. Jednocześnie ich funkcjonowanie wymaga wyposażenia centrali w odpowiednią automatykę, która steruje włączeniem i wyłączeniem zabezpieczeń antyzamrożeniowych. Automatyka może mierzyć temperaturę lub ciśnienie i reagować na zmianę tych parametrów do wartości zadanej. W zakresie pomiaru temperatury rekuperator może więc mieć czujnik temperatury lub termostat za wymiennikiem po stronie wywiewu. Pod względem pomiaru ciśnienia presostat reaguje na większy spadek ciśnienia na rekuperatorze.

Czasowe wyłączenie wentylatora nawiewnego

zapewnia ogrzanie wymiennika przez powietrze wywiewane. Czujniki sygnalizują spadek temperatury lub ciśnienia, wentylator wywiewny się wyłącza, a przez wymiennik przepływa tylko ciepłe powietrze wywiewane. Wówczas szron się topi. Proces trwa do czasu, kiedy czujnik wykryje podniesienie wartości parametru do zadanego poziomu.

Od stosowania tego sposobu producenci central odchodzą, ponieważ ma on ograniczenia. Jeśli panuje niska temperatura, sytuacja wyłączania i włączania wentylatora nawiewnego powtarza się dość często. Nie jest to korzystne dla trwałości urządzenia. Dodatkowo, jeśli wentylator nawiewny nie pracuje, w budynku powstaje podciśnienie. Zimne powietrze zasysane jest na przykład przez nieszczelności w stolarce. Wówczas ogrzanie powietrza wymaga jeszcze większego nakładu energii. Tym samym sprawność rekuperatora się obniża.

Zastosowanie nagrzewnicy wstępnej

Nagrzewnica wstępna elektryczna montowana jest na kanale nawiewnym przed wymiennikiem (jej moc dobiera producent do wydatku centrali). Kiedy nagrzewnica pracuje, podgrzewa powietrze nawiewane do temperatury, przy której szron nie powstanie. Nagrzewnica uruchamia się za pomocą sygnału z czujnika i wyłącza się po osiągnięciu zadanej wartości temperatury (lub spadku ciśnienia). W przypadku tego rozwiązania lepiej zastosować czujnik temperatury (nie termostat), co pozwala sterować wartościami temperatury progowej (sygnalizującej konieczność załączenia i wyłączenia nagrzewnicy). Im mniejsza będzie różnica między temperaturami progowymi, tym częściej nagrzewnica będzie się uruchamiać. Sterowanie może też oferować bardziej zaawansowaną funkcję. Moc nagrzewnicy dostosowuje się do temperatury powietrza za wymiennikiem po stronie wywiewu. Praca z mocą dostosowaną do bieżących potrzeb pozwala na zmniejszenie zużycia energii przez nagrzewnicę.

Przepustnica obejściowa

Przepustnica obejściowa wymiennika (bypass wymiennika) pozwala na częściowe omijanie wymiennika przez nawiewane zimne powietrze. W tym wypadku sygnał pochodzi z czujnika temperatury. Chodzi o to, aby temperatura za rekuperatorem (na wywiewie) nie spadała poniżej ustalonej wartości (np. 5°C). Powietrze zimne czasowo przepuszczane jest poza wymiennikiem, zatem ciepłe powietrze wywiewane może ogrzać wymiennik i nie dopuścić do jego zamarznięcia.

Gruntowy wymiennik ciepła

Powietrze nawiewane może być też wstępnie podgrzewane przez gruntowy wymiennik ciepła (GWC). Jest to jednak rozwiązanie stosunkowo wymagające i kosztowne na etapie inwestycji. Warto przeliczyć zastosowanie takiego wymiennika w odniesieniu do konkretnych potrzeb.

Sprawność rekuperatora z uwzględnieniem zabezpieczeń antyzamrożeniowych

Aby pokusić się o oszacowanie, jaka będzie przybliżona całoroczna sprawność rekuperatora, należy przeprowadzić analizę. Można tego dokonać za pomocą programu doboru pochodzącego od producenta lub poprosić o taką analizę producenta. Analiza uwzględnia sprawność centrali nie tylko pod kątem wymiennika, ale też dodatkowe zużycie energii, w tym zużycie prądu przez wentylatory i zabezpieczenia antyzamrożeniowe. Rzeczywista sprawność w danym roku będzie jednak zależała m.in. od tego, jak często będzie się uruchamiać zabezpieczenie antyzamrożeniowe – czyli od temperatury zewnętrznej. Łagodne zimy mogą sprawić, że ten składnik zużycia energii będzie niższy.

Leave a Comment