Jaki wybrać wymiennik ciepła do centrali wentylacyjnej?

Wymiennik krzyżowy i przeciwprądowy - jak działają?

Wymienniki krzyżowe i przeciwprądowe zbudowane są z cienkich płyt wykonanych z aluminium lub tworzywa sztucznego, tworzących odseparowane kanały nawiewu i wywiewu. Strumienie powietrza nawiewanego i wywiewanego, nie stykając się ze sobą, przepływają przez wymiennik.

W wymienniku krzyżowym kanały powietrzne są względem siebie prostopadle. Wymiennik przeciwprądowy jest bardziej rozbudowany, w jego centralnej części kanały biegną do siebie równolegle. Odzysk ciepła w wymienniku krzyżowym i przeciwprądowym polega na odbiorze ciepła przez strumień powietrza zimnego (zewnętrznego) od nagrzanych płyt wymiennika przez strumień powietrza ciepłego (wywiewanego z pomieszczeń).

Ze względu na różnicę temperatur na powierzchni wymiennika ciepła dochodzi do wykroplenia wilgoci zawartej w powietrzu.

Wymiennik krzyżowy i przeciwprądowy - który wybrać?

Wymienniki przeciwprądowe wyparły już w zasadzie z rynku wymienniki krzyżowe ze względu na wyższy odzysk ciepła (ok. 80-95%).

W ofercie VENTS Group jest jeden typ central z wymiennikiem krzyżowym VUT 300 H2/V2 MINI EC o wydajności do 250 m3/h, zastosowanie wymiennika krzyżowego w tej centrali spowodowało, że ma ona małe gabaryty, jest lekka oraz ma atrakcyjną cenę.

Rysunek 1. Budowa i zasada działania wymiennika krzyżowego.

Rysunek 2. Budowa i zasada działania wymiennika przeciwprądowego.

Jak działa wymiennik obrotowy?

Obrotowy wymiennik ciepła jest obracającym się walcem, wypełnionym wewnątrz na przemian płaską i falistą taśmą aluminiową tworzącą kanały przepływu powietrza. Wokół wymiennika owinięty jest pas napędowy, który dzięki silnikowi wprowadza wymiennik w ruch (obraca się wokół swojej osi). Podczas rotacji przez wnętrze wymiennika przechodzi najpierw powietrze wywiewane z pomieszczeń, a następnie nawiewane do pomieszczeń. W wyniku tego procesu z każdym obrotem taśma aluminiowa jest cyklicznie ogrzewana i schładzana, w rezultacie przekazuje ciepło i wilgotność powietrza wywiewanego z pomieszczeń strumieniowi napływającemu z zewnątrz.

Wymienniki obrotowe mogą być dodatkowo pokryte powłoką zwiększającą możliwość magazynowania w nich wilgoci. Warto jednak pamiętać, że odzysk wilgoci na wymienniku obrotowym jest zawsze niezależnie od zastosowania dodatkowej powłoki.

Rysunek 3. Budowa i zasada działania wymiennika obrotowego.

Wymiennik przeciwprądowy czy obrotowy - który wybrać?

Oba typy wymienników są powszechnie stosowane, zarówno przy małych (np. domy jednorodzinne), jak i dużych inwestycjach. Nie ma tutaj lepszego i gorszego rozwiązania, z racji swojej odmiennej budowy i zasady działania mają one różne parametry. Wybór pomiędzy nimi należy rozpatrywać indywidualnie - w zależności od potrzeb, wymagań czy ograniczeń planowanej instalacji. Każdy z tych wymienników ma swoje mocne strony, które poniżej przedstawiamy i opisujemy.

Jakie są zalety wymienników ciepła?

Brak konieczności odprowadzania skroplin

Niepodważalna zaleta wymiennika obrotowego - szczególnie istotna w przypadku montażu wentylacji mechanicznej w budynkach już istniejących (np. termomodernizowanych). Centralę możemy zamontować niezależnie od tego, czy mamy w pobliżu kanał kanalizacyjny, do którego odprowadzimy skropliny. Pozwala to na zaoszczędzenie czasu i kosztów (np. ingerencji w istniejącą instalację, jej przeróbek).

Praktycznie niemożliwe zamarznięcie wymiennika obrotowego - oczywiście przy założeniu, że centrala cały czas pracuje, rotor się porusza, a wyciągane powietrze z pomieszczeń jest ciepłe (ok. 20°C), możemy stwierdzić, że możliwość zaszronienia wymiennika jest ograniczona do minimum.

Jest to istotna zaleta w szczególności w obiektach, gdzie nie chcemy, aby występowały przerwy w działaniu wentylacji mechanicznej lub mamy ograniczenia odnośnie stosowania innych zabezpieczeń przeciwzamrożeniowych (nagrzewnic).

Oczywiście, każda centrala z wymiennikiem przeciwprądowym w ofercie VENTS Group ma zabezpieczenia przeciwzamrożeniowe. Podstawową opcją jest proporcjonalne zmniejszenie obrotów wentylatora nawiewnego lub jego wyłączanie i załączanie (są to kilkuminutowe przerwy trwające do momentu odszronienia wymiennika) lub nagrzewnice wstępne.

Odzysk wilgoci w wymienniku obrotowym

Na wymienniku przeciwprądowym dochodzi do wykroplenia wilgoci, przez co powietrze za wymiennikiem jest stosunkowo „suche” (wilgotność względna ok. 1-2%). W wymienniku obrotowym masy powietrza przekazują sobie częściowo wilgoć, dzięki czemu powietrze za wymiennikiem ma wilgotność na poziomie ok. 18-25%.

Zalecana wilgotność powietrza w domu powinna mieścić się w przedziale 30-60%, optymalna to 40-50%.

Warto zwrócić tutaj uwagę, że największe różnice pomiędzy odzyskiem wilgoci na wymienniku obrotowym i przeciwprądowym, występują zimą przy minusowych temperaturach. Wraz ze wzrostem temperatur są coraz mniejsze, w okresie letnim różnice są marginalne (kilka punktów procentowych wilgotności względnej). Jest to związane z mniejszymi różnicami temperatur na wymienniku przeciwprądowym, jego powierzchnia jest stosunkowo ciepła dlatego nie występuje wykroplenie wilgoci.

Wysoka temperaturowa sprawność odzysku ciepła na wymienniku przeciwprądowym

Niepodważalnie wymienniki przeciwprądowe mają większy odzysk ciepła, który jest ok. 5% większy niż w przypadku wymiennika obrotowego podobnej wielkości, co dla użytkownika oznacza podgrzanie powietrze o 2-4°C więcej.

Jak wcześniej wspomniano, na wymienniku obrotowym nie dochodzi do wykraplania wilgoci, przez co może działać nieprzerwanie przez cały rok. Na wymienniku przeciwprądowym może dojść do częściowego zaszronienia, co spowoduje chwilowe zatrzymanie pracy wentylatora nawiewnego lub konieczność zastosowania nagrzewnicy wstępnej. Stąd całkowita jego sprawność w sezonie zimowym może spaść i być niższa niż w przypadku „obrotówki”. W Polsce średnia dobowa temp. zewnętrzna w okresie zimowym (grudzień, styczeń, luty) dla całego kraju waha się od -4°C do 2°C, więc takie sytuacje nie stanowią reguły.

Całkowite rozdzielenie strumieni powietrza

Budowa wymiennika przeciwprądowego uniemożliwia mieszanie się strumienia powietrza nawiewanego i wyciąganego, dzięki czemu ograniczone jest przedostawania się zapachów z powietrza „brudnego” do nawiewanego.

W przypadku wymiennika obrotowego dochodzi do mieszania się powietrza, w związku z czym może dojść do częściowego przedostania się zapachów do powietrza nawiewanego.

Warto wziąć to pod uwagę przy doborze central w obiektach gastronomicznych, przemysłowych, w których generowane są duże ilości powietrza „brudnego”. W przypadku domów jednorodzinnych, mieszanie powietrza wywiewanego i nawiewanego nie jest uciążliwe dla użytkownika, tym bardziej, że w kuchniach (gdzie generowana jest największa ilość „przykrych” zapachów) montujemy okapy kuchenne, które w szybki sposób wyciągają „brudne” powietrze.

Prosta konstrukcja - brak elementów mechanicznych

Dużą zaletą wymiennika przeciwprądowego jest jego prosta budowa. W przeciwieństwie do wymiennika obrotowego jego działanie nie jest uzależnione od dodatkowych elementów mechanicznych (pasek napędowy, silnik), które ulegają zużyciu oraz potrzebują zasilania elektrycznego.

Źródło i zdjęcia: VENTS Group