2025-06-04 12:07:37 
Najważniejszym elementem każdego systemu rekuperacji jest wymiennik ciepła, który umożliwia przekazanie energii cieplnej z powietrza wywiewanego do powietrza nawiewanego, minimalizując straty energetyczne.
Wybór rekuperatora z dobrym wymiennikiem ciepła ma bezpośredni wpływ na efektywność, komfort użytkowania i koszty eksploatacji systemu.
W artykule przedstawiamy szczegółowy przegląd najważniejszych rodzajów rekuperatorów i stosowanych w nich wymienników ciepła.
Podstawowe rodzaje rekuperatorów
Rekuperator to urządzenie, które odpowiada za wymianę powietrza w budynku, dzięki wentylatorom, a drugą bardzo ważną funkcją jest odzysk ciepła z powietrza usuwanego, za który odpowiada właśnie wymiennik ciepła.
Dlatego najważniejszym elementem, “sercem” rekuperatora jest wymiennik ciepła, a jego konstrukcja decyduje o rodzaju i sprawności całego systemu.
W praktyce wyróżniamy kilka podstawowych typów rekuperatorów, zależnie od zastosowanego wymiennika ciepła:
- rekuperatory krzyżowe
- rekuperatory przeciwprądowe
- rekuperatory krzyżowo-przeciwprądowe
- rekuperatory obrotowe (regeneracyjne)
- rekuperatory entalpiczne
- rekuperatory spiralne i spiralno-przeciwprądowe
Każdy z tych typów różni się budową, zasadą działania, sprawnością oraz kosztami eksploatacji.
Charakterystyka wymienników ciepła
1. Wymiennik krzyżowy
To najprostszy i najtańszy rodzaj wymiennika, stosowany głównie w podstawowych modelach rekuperatorów, głównie w małych domach czy małych biurach, lokalach komercyjnych. Składa się z dwóch płyt (aluminiowych, stalowych lub z tworzywa sztucznego) ułożonych względem siebie prostopadle.
Powietrze wywiewane i nawiewane przepływa krzyżowo przez oddzielne kanały, strumienie powietrza nie mieszają się, a ciepło przekazywane jest przez przegrodę wykonaną z materiału przewodzącego ciepło.
Sprawność odzysku ciepła w wymiennikach krzyżowych wynosi zazwyczaj 50–70%. Ich zaletą jest prostota konstrukcji i niska cena, wadą – stosunkowo niska efektywność energetyczna. Wymienniki te są niestety podatne na szronienie nawet już w temperaturze -2 st. C.
2. Wymiennik przeciwprądowy
Wymienniki przeciwprądowe działają na tej samej zasadzie co krzyżowe, z tą różnicą, że w przeciwprądowych strumienie powietrza przepływają przez płyty ułożone względem siebie równolegle, a więc strumienie powietrza zimnego i ciepłego przepływają w przeciwnych kierunkach.
Dzięki temu czas kontaktu powietrza wywiewanego i nawiewanego jest wydłużony, a powierzchnia wymiany ciepła większa niż w wymiennikach krzyżowych, co ma decydujący wpływ na wysoką sprawność odzysku ciepła w porównaniu do rekuperatorów z wymiennikiem krzyżowym.
Sprawność odzysku ciepła może sięgać nawet 90–98% w warunkach laboratoryjnych. Wymienniki przeciwprądowe charakteryzują się wysoką efektywnością i są coraz częściej stosowane w domach jednorodzinnych.
Do ich niewątpliwych zalet należy także mniejsza podatność na zamarzanie wymiennika zimą. Wadą natomiast są wysokie koszty produkcji. Wymienniki przeciwprądowe występują także w wersji entalpicznej, co pozwala na odzysk nie tylko ciepła, ale także wilgoci.
3. Wymiennik krzyżowo-przeciwprądowy
To lepsza wersja wymiennika krzyżowego, rozwiązanie to łączy zalety wymiennika krzyżowego i przeciwprądowego. Krzyżowe ułożenie kanałów zwiększa powierzchnię wymiany ciepła, a przeciwprądowy przepływ wydłuża czas kontaktu strumieni powietrza. Dzięki temu wymiana ciepła jest bardziej efektywna i równomierna.
Sprawność rekuperatorów z takim wymiennikiem wynosi 80–90%. Wersje entalpiczne tych wymienników umożliwiają dodatkowo odzysk wilgoci, co poprawia komfort w pomieszczeniach i ogranicza przesuszanie powietrza.
4. Wymiennik entalpiczny
Wymiennik entalpiczny to specjalna odmiana wymiennika przeciwprądowego lub krzyżowo-przeciwprądowego, wyposażona w membranę (najczęściej z celulozy lub polimeru), która umożliwia przenikanie nie tylko ciepła, ale również pary wodnej.
Pozwala to na odzysk wilgoci z powietrza wywiewanego, co jest szczególnie korzystne w sezonie grzewczym, zimą gdy powietrze w domu ma tendencję do przesuszania się.
Rekuperatory z wymiennikiem entalpicznym pomagają utrzymać wilgotność na optymalnym poziomie 40–60%, ograniczają ilość kondensatu i zmniejszają ryzyko oblodzenia wymiennika. Sprawność odzysku ciepła jest także na wysokim poziomie ok. 85-95%.
5. Wymiennik obrotowy (regeneracyjny)
Wymiennik obrotowy o walcowatym kształcie zbudowany jest z wirnika, który obraca się z prędkością 10–20 obrotów na minutę. Wirnik akumuluje ciepło z powietrza wywiewanego i przekazuje je do powietrza nawiewanego, gdy obraca się w jego kierunku.
Takie rozwiązanie pozwala na bardzo wysoką sprawność odzysku ciepła na poziomie ok. 70-85%. oraz na odzysk wilgoci, zwłaszcza jeśli powierzchnia wymiennika jest pokryta substancją higroskopijną.
Wadą tego typu wymiennika jest tendencja do nieszczelności, co powoduje mieszanie się powietrza świeżego, ze zużytym. Wymienniki obrotowe są droższe i bardziej skomplikowane, ale umożliwiają płynną regulację wydajności i ograniczają ryzyko zamarzania wilgoci w wymienniku, dzięki czemu spada ryzyko zamarzania/oszronienia wymiennika.
6. Wymiennik spiralny i spiralno-przeciwprądowy
Nowoczesne rekuperatory coraz częściej wyposażone są w wymienniki spiralne lub spiralno-przeciwprądowe. W tego typu wymiennikach powietrze przepływa po okręgu, co pozwala na uzyskanie bardzo wysokiej sprawności odzysku ciepła – nawet powyżej 90%.
Spiralne wymienniki są odporne na szronienie, nawet przy silnych mrozach. Wersje spiralno-krzyżowo-przeciwprądowe z radiatorem dodatkowo zwiększają powierzchnię wymiany ciepła, co pozwala na zmniejszenie rozmiarów urządzenia bez utraty efektywności.
Porównanie i zastosowanie różnych rozwiązań
Wybór odpowiedniego rodzaju wymiennika ciepła zależy od różnych czynników: oczekiwanej sprawności, kosztów inwestycji i eksploatacji, warunków lokalnych oraz indywidualnych potrzeb użytkowników.
W domach jednorodzinnych najczęściej stosuje się wymienniki przeciwprądowe lub krzyżowo-przeciwprądowe, które zapewniają wysoką efektywność i komfort. W budynkach o dużym zapotrzebowaniu na odzysk wilgoci coraz popularniejsze są wymienniki entalpiczne oraz obrotowe.
Wymienniki krzyżowe, choć tańsze, wypierane są przez bardziej zaawansowane technologicznie rekuperatory z wymiennikiem przeciwprądowym, które oferują lepsze parametry energetyczne i wyższy komfort użytkowania.
Nowatorskie konstrukcje spiralne i spiralno-przeciwprądowe z radiatorem nie są jeszcze sprawdzonym rozwiązaniem w naszych warunkach, ale mogą być wybierane przez najbardziej wymagających inwestorów.
Rodzaje rekuperatorów i wymienników ciepła stale się rozwijają, a producenci oferują coraz bardziej zaawansowane technologicznie rozwiązania. Współczesne systemy rekuperacji umożliwiają nie tylko skuteczny odzysk ciepła, ale także wilgoci, co wpływa na realne oszczędności, zdrowy mikroklimat i komfort mieszkańców.
Wybierając system rekuperacji, warto zwrócić uwagę nie tylko na cenę, ale przede wszystkim na sprawność wymiennika, możliwość odzysku wilgoci oraz dopasowanie do specyfiki budynku i potrzeb użytkowników.
Źródło i zdjęcia: aeroVent
Komentarze