Rekuperator

Co to jest rekuperacja i dlaczego warto z niej skorzystać

Rekuperacja to inaczej - odzyskiwanie energii termicznej gazów odlotowych (odpadkowych) i spalin, w celu dalszego jej wykorzystania. Proces ten prowadzony jest w różnego typu urządzeniach ,w budynkach stosuje się do tego celu tzw. rekuperatory.

W dzisiejszych czasach w dobie coraz to większych kosztów nośników energii a co za tym idzie wzrastających kosztów ogrzewania budynków człowiek coraz bardziej stara się zabezpieczać budynki przed ucieczką ciepła na zewnątrz po przez ocieplanie ścian,dachów oraz zakładanie coraz to szczelniejszych okien czyli potocznie mówiąc „termosy”i co jest zrozumiałe ale niestety większość ludzi zapomina o jednej bardzo ważnej rzeczy czyli o dobrej wymianie powietrza w pomieszczeniach. Aby nastąpiła wymiana powietrza w pomieszczeniu najczęściej otwieramy okna. Powoduje to jednak drastyczną utratę ciepła, co jest sprzeczne z funkcjami szczelnych okien.
Jeszcze innym sposobem jest mechaniczna wymiana powietrza poprzez zainstalowanie wentylatorów w kanałach wentylacyjnych. Ale jest to też tylko częściowe rozwiązanie gdyż aby nastąpiła wymiana powietrza musimy mimo wszystko i tak przynajmniej uchylić okno.

Większość mieszkańców naszego kraju mieszka w domach, w których okna z założenia pełniły funkcję wspomagającą ubogą wentylację. Projektanci z góry zakładali, że wymiana powietrza dokonywała się przez szczeliny pomiędzy skrzydłem okna, a ościeżnicą, pomiędzy ościeżnicą, a murem oraz pomiędzy szybą, a drewnianą ramą. Kłopoty zaczęły się, gdy na rynku pojawiły się okna wysokiej jakości o wyrafinowanych okuciach i szybach o niewyobrażalnej do niedawna izolacyjności. Dziś szyba staje się standardem w stolarce otworowej. Wypaczona stolarka okienna z lat sześćdziesiątych i siedemdziesiątych okazuje się dobrodziejstwem dla budynków.
 Tyle, że coś za coś: rosnące rachunki za ogrzewanie mieszkań wynikają z tej „dobrej cyrkulacji powietrza”(niekontrolowana ilość powietrza nawiewanego). Wysoka cena energii nakazuje podporządkować wszelkie działania czynnikowi ekonomicznemu, zarówno na etapie budowy jak i te związane z przyszłą eksploatacją. Z punktu widzenia użytkownika wydaje się to zrozumiałe - nie ma sensu wydawać pieniędzy na budowę energochłonnego domu, gdyż w naszej strefie klimatycznej pod uwagę bierze się dość chłodne zimy.
Dlatego w naszym termosie jest ciepło, ale na pewno nie zdrowo gdyż po prostu brakuje w nim powietrza. Dla człowieka brak świeżego powietrza oraz wysoka koncentracja zanieczyszczeń przekraczająca wartości dopuszczalne oznacza złe samopoczucie, zmęczenie, stan podenerwowania, spadek wydajności, niespokojny sen. Wysoka wilgotność powstająca przy myciu, kąpieli, praniu, gotowaniu (gospodarstwo domowe 4-osobowej rodziny oddaje do powietrza w mieszkaniu w ciągu doby przeciętnie 15 litrów wody) to mokre ściany, pleśń, zagrzybienie, zagrożenie dla substancji mieszkaniowej. Wystarczy to przemnożyć razy ilość dni w oku by otrzymać ponad 5 ton wody. Zdrowe, świeże powietrze jest dla dobrego samopoczucia ludzi tak samo ważne jak ciepło. Ludzie i budynki wymagają ciągłej wymiany zużytego powietrza na świeże.
I tutaj przychodzi nam z pomocą bardzo dobre rozwiązanie jakim jest rekuperator czyli urządzenie służące do mechanicznej wymiany powietrza z jednoczesnym odzyskiem ciepła uzyskanego z wymiany powietrza.
W systemie takim wszystkie przewody wentylacji zarówno nawiewnej, jak i wywiewnej łączą się w jednym przewodzie zbiorczym. To pozwala na podłączenie ich do centrali wentylacyjnej z wymiennikiem ciepła. Dzięki niemu możemy odzyskiwać ciepło z powietrza usuwanego i przekazywać je do powietrza pobieranego z zewnątrz.

 Jak działa system

 Powietrze jest pobierane przez czerpnię i za pośrednictwem kanału trafia do centrali wentylacyjnej. Następnie przez filtr powietrza jest kierowane na wymiennik ciepła gdzie powietrze wywiewane z domu ogrzewa powietrze wwiewane z dworu. Zimą zostaje w nim podgrzane, latem – ochłodzone. 
Jego przepływ odbywa się pod działaniem wentylatora wbudowanego w centralę. Po wyjściu z centrali wentylacyjnej powietrze jest rozprowadzane siecią przewodów wentylacyjnych po budynku. Kanały rozprowadzające powietrze powinny być zaizolowane termicznie , posiadać odpowiednie przekroje oraz powinne być wykonane z materiału bakteriobójczego.

 
Poniżej przykładowe rysuneki pokazujące budowę rekuperatora krzyżowego Pro-Vent
 


Do pomieszczeń powietrze świeże wpływa za pośrednictwem nawiewników(anemostatów). Następnie kratki wywiewne wyciągają powietrze zużyte z pomieszczenia i przez sieć kanałów wywiewnych przesyłają z powrotem do centrali.
Tam wentylator wyciągowy kieruje powietrze przez filtr do wymiennika. Z centrali jest kierowane do wyrzutni powietrza, umieszczonej na dachu. Wyrzutnia powinna być od czerpni oddalona o co najmniej 15 m, aby nie dochodziło do zanieczyszczania powietrza pobieranego przez system wentylacji.
Jeszcze większą sprawność odzysku ciepła można uzyskać poprzez zastosowanie gruntowego wymiennika ciepła dzięki któremu powitrze
nawiewane latem zostaje schłodzone a zimą wstępnie nagrzewane.
 
Przykładowy rysunek rekuperacji z wykorzystaniem gruntowego wymiennika ciepła PROVENT-GEO
 
 
 
Oszczędność czyli rekuperacja, odzysk ciepła w liczbach

Policzmy sobie szacunkowo ile potrzeba energii do grzania powietrza wentylacyjnego w domu o kubaturze np. 500 m3.
Przyjmijmy 0,5 wymiany na godzinę czyli 250 m3/h.
Ciepło potrzebne do ogrzania powietrza wentylacyjnego Q=0,34V*ΔT [W].
Przyjmijmy, że mieszkamy na wschodzie Polski i nasz sezon grzewczy zaczyna się we wrześniu i obejmuje 5 dni, potem X, XI, XII, I, II, III, IV, i w maju tez 5 dni grzania.
Opierając się na normie PN – B-02025 obliczamy ciepło potrzebne do ogrzania powietrza wentylacyjnego i otrzymujemy wartość Q=7 828 kWh na cały sezon grzewczy.

Przeliczając to na nośniki energii otrzymamy:Rodzaj ogrzewania domu Sprawność systemu grzewczego Realne zużycie ciepła Koszty podgrzania powietrza wentylacyjnego. Oczywiście kwoty te zmieniają

się wraz ze zmianą cen mediów, które raczej rosną niż spadają.
Olej opałowy 0,8 33 816,96 MJ 3 400 zł
Gaz ziemny 0,9 30 998,88 MJ 2 109 zł
Gaz propan-butan 0,85 32 407,92 MJ 2 952 zł
Elektryczne 1 28 180,8 MJ 3 121,91 zł

Ilość energii elektrycznej zużytej przez centralę (do napędu wentylatorów) wyniesie średnio ok. 895 kWh, a przeliczając to na pieniądze otrzymamy 358 zł. Musimy też sobie zdać sprawę, że część tej energii zostanie dodatkowo przekazana w formie ciepła do powietrza wentylacyjnego, czyli realny koszt napędu wentylatorów centrali jest niższy.

Widać zatem z wyliczeń, że koszty ogrzewania powietrza wentylacyjnego są zależne od paliwa, którym ogrzewamy nasz dom.

Wydatki nie są małe, ale rekuperacja ciepła z wentylacji może je ograniczyć. Oszczędność ciepła może wynieść od 70% do 95 % ilości jakie zużywa wentylacja. Odnosząc to do naszego przykładowego domu możemy zaoszczędzić od 1476 zł do 2966 zł rocznie. Dodatkowo możemy także poczynić oszczędności rezygnując w trakcie budowy z murowanych szybów i kominów wentylacyjnych. Okna nie muszą mieć mikrowentylacji, nawet nie wszystkie muszą być otwierane. Dodatkowo montowany kocił może mieć mniejszą moc ( bo redukujemy straty ciepła), możemy zmniejszyć ilość grzejników
 

Więcej na temat mechanicznej wymiany powietrza z odzyskiem ciepła TUTAJ:

© 2011 Projekty Rossol. Wszelkie prawa zastrzeżone. Projekt i wykonanie A.I.FIA