Cała prawda o rekuperatorze entalpicznym

Rekuperator z wymiennikiem entalpicznym zapewnia przekazanie części wilgoci z powietrza wywiewanego z budynku do powietrza nawiewanego. Na wymienniku praktycznie nie występuje efekt wykroplenia, a więc utraty energii przez parę wodną, występuje natomiast bezpośrednie przekazanie cząsteczek prawy wodnej wraz z zawartą w nich energią. Oznacza to, że energia przekazywana jest nie w postaci ciepła szczątkowego powstałego w efekcie wykroplenia wody na ściankach wymiennika, jak ma to miejsce w standardowych wymiennikach, ale przekazywana jest bezpośrednio, wraz z cząsteczkami pary wodnej przenikającej ze strumienia powietrza wywiewanego do strumienia powietrza nawiewanego.

wnętrze rekuperatora entalpicznego AERIS erv 22

Wnętrze rekuperatora entalpicznego AERIS 350 LUXE ERV VV

 

 Według bilansu energetycznego opracowanego w Niemczech dla tego typu wymiennika sprawność termiczna (oparta na zmierzonej temperaturze) wyniesie około 80-85%, będzie więc niższa niż sprawność termiczna analogicznego wymiennika przeciwprądowego. Jednakże dzięki przekazaniu dodatkowej energii wraz z wilgocią obliczona całkowita sprawność energetyczna takiego wymiennika sięga nawet 127%, czego nie zapewni jakikolwiek wymiennik krzyżowy czy przeciwprądowy. Mimo, iż sprawność większa niż 100% na pierwszy rzut oka wydaje się być wartością nieprawdziwą, warto zauważyć, że podobnego typu obliczenia wykonuje się dla pieców CO, posiadających dzięki efektowi kondensacji sprawności powyżej 100%, co często podają producenci tychże. Faktem jest, co należy uświadomić przede wszystkim osobom nie mającym na co dzień styczności z obliczeniami sprawności i energią: sprawność wyłącznie termiczna - czyli zmierzona i odczuwalna dla człowieka temperatura strumienia powietrza nawiewanego - w wymienniku entalpicznym będzie niższa. Sprawność energetyczna (obliczeniowa) będzie jednak wyższa, gdyż powietrze nawiewane do budynku zawiera więcej wilgoci. A w każdej cząsteczce wody mamy odrobinę energii cieplnej.

Oznacza to:

  1. znaczne podwyższenie komfortu klimatycznego zimą (wyższa wilgotność względna powietrza w pomieszczeniach),
  2. brak ryzyka oszronienia wymiennika, co zapewnia stałą wentylację i mniejsze zużycie energii przez rekuperator,
  3. znaczne obniżenie zapotrzebowania na energię w porównaniu z układem: rekuperator z wymiennikiem zwykłym plus nawilżacz powietrza.

Aby uzmysłowić sobie, w jaki sposób cząsteczki pary wodnej mogą wpływać na temperaturę w budynku, pozwolimy sobie zaproponować wykonanie pewnego doświadczenia myślowego z wykorzystaniem dostępnych w marketach budowlanych tzw. klimatyzerów (uwaga, nie mylić z klimatyzatorami), czyli urządzeń nawilżających powietrze w celu jego schłodzenia. Wykorzystywany jest w nich efekt pozornego obniżenia temperatury odczuwalnej poprzez silne nawilżenie powietrza. Okazuje się, że aby dla lepszego komfortu klimatycznego nawilżyć powietrze ciepłe i suche, najczęściej trzeba odebrać z niego energię (wchłanianą przez parę wodną o zazwyczaj dużo niższej temperaturze). Włączając więc klimatyzer nie schładzamy powietrza, a jedynie zwiększamy jego wilgotność, co w efekcie daje chwilowe uczucie chłodu, często bez znaczącej zmiany temperatury w pomieszczeniu.

W wymienniku rekuperatora, w wyniku wykroplenia wilgoci, następuje znaczne wysuszenie powietrza wchodzącego do budynku. Efekt wykroplenia podwyższa sprawność każdego wymiennika, kosztem jednak wysuszenia powietrza. Nawiewamy więc powietrze stosunkowo ciepłe, ale bardzo suche, co nie zawsze jest przyjemne, szczególnie zimą. Aby dowilżyć powietrze stosujemy więc czasowe ograniczenia wentylacji zimą lub nawilżacz (który odczuwalną temperaturę ponownie znacznie obniży - analogicznie jak wspomniany wcześniej klimatyzer).

Realna sprawność takiego układu (rekuperator + nawilżacz) zapewniającego lepszy komfort kosztem obniżenia temperatury, będzie niższa niż wymiennika entalpicznego. W wymienniku entalpicznym powietrze zostaje nawilżone parą wodną zawierającą energię cieplną z pomieszczeń, a więc o temperaturze wyższej niż temperatura powietrza nawiewanego do pomieszczeń, stąd w bilansie energetycznym, a przede wszystkim w odczuwaniu komfortu klimatycznego wymiennik entalpiczny góruje nad wymiennikiem krzyżowym, a nawet przeciwprądowym.

wnętrze rekuperatora entalpicznego AERIS erv

Wymiennik entalpiczny jest niebieski, w przeciwieństwie do zwykłego, który jest biały. Na zdjęciu rekuperator AERIS 350 ERV VV LUXE

Sterowanie procesem przekazywania wilgoci

Zgodnie z przeprowadzonymi w Niemczech badaniami wymiennik entalpiczny przekazuje do 65% wilgotności zawartej w powietrzu wywiewanym do powietrza nawiewanego do budynku.

Badania oraz opinie użytkowników dowodzą, że wymiennik entalpiczny zapobiega przesuszeniu normalnie użytkowanego budynku. Warto pamiętać, że samo urządzenie nie wytwarza wilgoci - ono ją odzyskuje z powietrza wywiewanego, co oznacza, że jeżeli użytkownicy domu nie wytworzą wilgoci, nie będzie jej. Sytuacja taka jednak jest czysto hipotetyczna, ponieważ każdy człowiek jest źródłem nie tylko ciepła, ale i wilgoci właśnie. Dodatkowo w trakcie normalnego użytkowania budynku, czyli gotowania, prania, mycia się, wilgoć ta jest wytwarzana w naturalny sposób.

Materiał, z którego wykonany jest wymiennik

Wymiennik entalpiczny wykonany jest z opatentowanej membrany polimerowej z wbudowaną technologią Microban firmy dPoint odporną na zagrzybienie, zamarzanie oraz na drobnoustroje. Jej ogromną zaletą jest możliwość mycia wymiennika, co było niemożliwe przy zastosowaniu starej technologii polegającej na wykorzystaniu celulozy. Działanie takiego układu przypomina w efekcie działanie nowoczesnych materiałów oddychających, z jakich wykonywana jest wysokiej klasy odzież. Obecny wymiennik entalpiczny wykonany z membrany można z powodzeniem płukać, podobnie jak wymienniki w zwykłych rekuperatorach bez odzysku wilgoci. Czyszczenie to jest elementem przeglądów serwisowych systemu, którym zajmują się serwisanci Rekuperatory.pl.

 

erv

 

Dla uzyskania podobnego do entalpicznego efektu komfortu klimatycznego w przypadku zwykłych wymienników należy zastosować nawilżacze kanałowe umieszczone w kanałach wentylacyjnych. Ubocznym efektem stosowania nawilżaczy kanałowych jest konieczność czyszczenia i dezynfekcji całej instalacji wentylacyjnej przynajmniej raz w roku. Zastosowanie wymiennika entalpicznego problem ten eliminuje - czyszczenie instalacji wyposażonej w wymiennik entalpiczny może odbywać się analogicznie jak instalacji zwykłego rekuperatora.