Wymiennik entalpiczny

Wymiennik entalpiczny to jeden z kilku rodzajów wymienników ciepła wykorzystywanych w centralach wentylacyjnych. Ten rodzaj wymiennika pozwala nie tylko na odzysk ciepła z przepływającego przez niego powietrza usuwanego i przekazanie go do powietrza nawiewanego, ale również na odzysk wilgoci z powietrza wywiewanego z budynku.

Wymienniki entalpiczne są szeroko stosowane zwłaszcza w centralach wentylacyjnych przeznaczonych dla budynków jednorodzinnych.

W jaki sposób działa wymiennik entalpiczny?

Zasada działania wymiennika entalpicznego jest podobna do zasady działania standardowego wymiennika ciepła. Główną różnicą pomiędzy tymi dwoma rodzajami wymienników jest odzysk wilgoci w postaci pary wodnej, który umożliwia wymiennik entalpiczny:

• Powietrze, które systemem kanałów wyciągowych zostaje usunięte z poszczególnych pomieszczeń, zostaje przetłoczone przez wymiennik.
• W wymienniku entalpicznym rekuperatora ciepło z powietrza usuwanego zostaje przekazane do powietrza nawiewanego, a dzięki zastosowaniu membrany polimerowej lub celulozowej para wodna może migrować pomiędzy strumieniami powietrza. Materiały, z jakich wykonany jest wymiennik entalpiczny, umożliwiają przekazywanie cząsteczek wody do strumienia powietrza nawiewanego, jednocześnie ograniczając przenikanie zapachów i zanieczyszczeń.

Nasycone cząsteczkami pary wodnej powietrze nawiewane charakteryzuje się dzięki temu wyższą wilgotnością względną. Pozwala to uzyskać lepsze parametry powietrza dostarczanego do budynku, co ma szczególne znaczenie w okresie zimowym.

Poza odzyskiem energii cieplnej poprawiają się więc również parametry komfortu klimatycznego w budynku.

W jakich przypadkach warto zdecydować się na zastosowanie wymiennika entalpicznego?

Zastosowanie wymienników entalpicznych, odzyskujących ciepło jawne i utajone z powietrza wywiewanego, warto rozważyć zwłaszcza w nowych i szczelnych budynkach wykorzystujących ogrzewanie podłogowe jako podstawowy sposób ogrzewania.

W takich przypadkach zimą mogą występować duże i odczuwalne dla mieszkańców spadki wilgotności względnej, co może powodować uczucie suchości powietrza, nasilenie problemów związanych z górnym odcinkiem dróg oddechowych oraz wysuszanie śluzówek.

Wymienniki entalpiczne warto wykorzystywać również z tego powodu, że poprawiają komfort oraz mikroklimat w pomieszczeniach przez cały rok, również latem, a odpowiedni poziom wilgotności może zwiększać komfort oddechowy użytkowników.

Warto pamiętać, że efektywność odzysku ciepła zarówno standardowych, jak i entalpicznych wymienników może być wysoka, a ich praca pozwala ograniczać straty energii związane z wentylacją budynku.

Zalety charakteryzujące rekuperator entalpiczny

Spośród wielu zalet wymienników entalpicznych szczególną uwagę warto zwrócić na fakt, że są one niezwykle skuteczne. Sprawność odzysku ciepła oraz wilgoci zależy od konstrukcji wymiennika, warunków pracy i konkretnego modelu centrali, a w odpowiednich warunkach może osiągać wysokie wartości.

Zastosowanie rekuperacji z wymiennikiem entalpicznym pozwala ograniczać koszty ogrzewania dzięki odzyskowi energii z powietrza usuwanego, a dodatkowy odzysk wilgoci poprawia komfort użytkowania budynku.

Ważną zaletą jest również możliwość ograniczenia potrzeby stosowania dodatkowych, kosztownych w zakupie i utrzymaniu nawilżaczy. Wykorzystanie tego rodzaju wymiennika pomaga zapobiegać nadmiernemu wysuszaniu powietrza wewnątrz budynku, które może występować w okresie zimowym.

Konstrukcja wymiennika entalpicznego, bez względu na jego rodzaj, umożliwia dyfuzję pary wodnej pomiędzy powietrzem nawiewanym a wywiewanym, jednocześnie ograniczając przenikanie nieprzyjemnych zapachów i zanieczyszczeń pomiędzy strumieniami powietrza.

Istotną zaletą jest również zwiększona odporność na zamarzanie w porównaniu ze standardowymi wymiennikami. W określonych warunkach wymienniki entalpiczne mogą pracować przy niskich temperaturach zewnętrznych przy mniejszym zapotrzebowaniu na pracę grzałki wstępnej, co może ograniczać zużycie energii elektrycznej przez system.

Warto zauważyć, że odzysk ciepła zarówno w systemach wentylacji mechanicznej ze standardowym wymiennikiem, jak i z wymiennikiem entalpicznym może charakteryzować się wysoką sprawnością, a kultura pracy central wentylacyjnych wyposażonych w wymienniki entalpiczne pozostaje na równie wysokim poziomie.

Rodzaje wymienników entalpicznych

Rozróżnia się dwa główne rodzaje wymienników entalpicznych:

• wymiennik przeciwprądowy,
• wymiennik obrotowy.

Wymiennik przeciwprądowy

Budowa wymiennika przeciwprądowego jest podobna do tradycyjnego wymiennika ciepła. Zasadnicza różnica w ich konstrukcji wynika z wykorzystania w wymienniku entalpicznym specjalnej membrany.

W odróżnieniu od standardowego wymiennika umożliwia ona przekazywanie nie tylko energii cieplnej, ale również wilgoci pomiędzy strumieniami powietrza nawiewanego i wywiewanego.

Wymiennik obrotowy

Konstrukcja wymiennika obrotowego jest zupełnie odmienna od wymiennika przeciwprądowego. Wymiennik obrotowy ma konstrukcję zbliżoną do cylindra wykonanego z materiału pokrytego warstwą sorpcyjną i obraca się dzięki pracy rotora.

W zależności od położenia wymiennika przepływa przez niego naprzemiennie strumień powietrza nawiewanego i wywiewanego. Materiał sorpcyjny pochłania energię oraz wilgoć z jednego strumienia, a następnie przekazuje je do drugiego.

W ten sposób możliwe jest jednoczesne podnoszenie temperatury oraz wilgotności powietrza nawiewanego, co pozwala poprawić komfort cieplny i wilgotnościowy wewnątrz budynku.