Wymiennik obrotowy czy przeciwprądowy? Przegląd najlepszych rozwiązań dla rekuperacji

Jednym z najbardziej nurtujących inwestorów pytań dotyczących instalacji wentylacji mechanicznej jest to, jaki system wentylacji wybrać, jaka centrala wentylacyjna będzie najlepszym rozwiązaniem dla danej inwestycji i w końcu jaki rodzaj wymiennika ciepła wybrać? Kwestia odzysku ciepła z powietrza wywiewanego i przekazania go do strumienia powietrza nawiewanego jest przecież kluczowa w oszczędnościach jakie zapewnia w budynku montaż instalacji wentylacji mechanicznej, a sprawność odzysku ciepła znacząco wpływa na koszty ogrzewania domu i jego utrzymania. Ten artykuł przybliży Ci rodzaje wymienników ciepła najczęściej wykorzystywanych w popularnych centralach wentylacyjnych, dowiesz się jak działa wymiennik obrotowy, wymiennik przeciwprądowy, w jaki sposób rekuperator odzyskuje ciepło z powietrza usuwanego oraz od czego zależy jego sprawność.

Zacznijmy od najważniejszej kwestii: dlaczego poświęcamy wymiennikowi ciepła osobny artykuł? Jaka jest jego rola w całym systemie? Otóż wybór konkretnego rodzaju wymiennika przy projektowaniu rekuperacji w domach jednorodzinnych ma kluczowe przełożenie na wydajność systemu, pobór energii elektrycznej i efektywność odzysku ciepła.

W bardzo dużym uproszczeniu to właśnie wymiennik ciepła decyduje o takich kwestiach jak:

• wilgotność powietrza w domu,
• ryzyko szronienia w okresie zimowym,
• koszty eksploatacji całej instalacji,
• konieczność zastosowania dodatkowych nagrzewnic.

A więc który rodzaj wymiennika ciepła zastosować w przypadku konkretnej inwestycji? Rekuperator z wymiennikiem przeciwprądowym czy rekuperator obrotowy? Odpowiedź „to zależy” nie jest wcale sarkazem i kwestią złej woli, ale podkreśla jak złożona jest to kwestia i ile zmiennych należy uwzględnić, by wybrać dobrze.

Jakie są plusy z montażu centrali wentylacyjnej z obrotowym wymiennikiem ciepła?

Po pierwsze, zacznijmy od kwestii, która zazwyczaj najbardziej nurtuje inwestorów: wymiennik obrotowy czyni całą instalację tańszą w montażu i późniejszej eksploatacji: obrotowe centrale nie wymagają bowiem stosowania dodatkowej nagrzewnicy, dlatego system charakteryzuje większa energooszczędność.

• Brak nadmiernie wysuszonego powietrza, zwłaszcza zimą to ogromna zaleta tego rozwiązania, a gwarantuje ją częściowy odzysk wilgoci wynoszący około 85 procent, o którym wspomnieliśmy wyżej.
• Bardzo niskie, wręcz minimalne ryzyko szronienia zimą: dzięki procesowi rotacji i naprzemiennym mieszaniu się temperatur w strukturze bębna wymiennik obrotowy nie wymaga odszraniania. To kolejna zaleta, która ma przełożenie w kosztach użytkowania: nie ma nagrzewnicy wstępnej, cykli defrostu=znaczna redukcja kosztów użytkowania rekuperatora.
• Niższe opory przepływu: rotacyjny wymiennik ciepła charakteryzuje się niższymi oporami przepływu aniżeli na przykład wymiennik przeciwprądowy, czy wymiennik entalpiczny: wentylatory pracują lżej, a co za tym idzie rekuperator zużywa mniejsze ilości energii elektrycznej. Wymiennik obrotowy gwarantuje zatem instalacji stabilne warunki pracy.
• Brak kondensatu: rotor jest bardzo dobrym wyborem w domach jednorodzinnych ze względu na brak konieczności odprowadzania skroplin. Eliminuje to spory problem związany z montażem i redukuje ryzyko zamarznięcia syfonu.
• Przy montażu centrali obrotowej zgodnym z wytycznymi technicznymi oraz branżowymi wymienniki obrotowe nie przenoszą zapachów: powietrze nawiewane i wywiewane przechodzą przez zupełnie dwa odmienne sektory. Jeśli instalacja jest dobrze wykonana, szczelna i nie ma podciśnień w poszczególnych pomieszczeniach, nie ma także możliwości żeby zapachy wróciły z powrotem do nawiewu.

Ze względu na ruchome elementy obrotowego wymiennika ciepła inwestor będzie musiał mieć na względzie konieczność ich okresowej kontroli w zakresie napędu, sprawdzenia silnika lub paska. Tego typu wymiennik wymaga regularnego czyszczenia i konserwacji. Początkowe koszty inwestycyjne w przypadku wymienników rotacyjnych są wyższe, problemem może okazać się także kwestia wielkości centrali: rekuperatory obrotowe są większe oraz cięższe, problemem może zatem okazać się bardzo ograniczone miejsce w kotłowni.

Jakimi cechami charakteryzują się rekuperatory z wymiennikami przeciwprądowymi? Warto wymienić kilka najważniejszych właściwości, jakimi charakteryzują się wymienniki przeciwprądowe. Cechą, którą należy szczególnie podkreślić jest bardzo wysoka sprawność odzysku ciepła, w porównaniu z rekuperatorem obrotowym sięgająca 95 procent. To jednak nie wszystkie zalety takiego rozwiązania.

• Wysoka sprawność odzysku ciepła: dzięki budowie wymiennika przeciwprądowego i przepływie powietrza wywiewanego przeciwnie do kierunku przepływu powietrza nawiewanego wymiennik przeciwprądowy pozwala na uzyskanie nawet 95% odzysku ciepła.
• Brak ryzyka mieszania strumieni powietrza usuwanego i dostarczanego do budynku: szczelnie oddzielenie tych dwóch strumieni masowych powietrza wentylacyjnego gwarantuje brak możliwości wystąpienia mieszania się powietrza, brak przenoszenia zapachów, a także wysoką higienę i czystość powietrza nawiewanego.
• Wymiennik przeciwprądowy jest niezwykle niezawodny: brak w jego konstrukcji jakichkolwiek elementów ruchomych, a także jego stabilna i trwała konstrukcja gwarantuje znacznie niższą awaryjność niż wymienników obrotowych, a także cichszą pracę i niższe koszty serwisu.

Bez wątpienia ze względu na wysoką sprawność odzysku ciepła wymiennik przeciwprądowy jest dobrym rozwiązaniem w systemach wentylacji mechanicznej z rekuperacją, ale by działał bezproblemowo i z maksymalną wydajnością dobrze pamiętać o kluczowych zasadach dotyczących jego użytkowania.

• Występowanie kondensatu: w przeciwieństwie do wymienników obrotowych, wymienniki przeciwprądowe wilgoć zawarta w powietrzu usuwanym skrapla się na ściankach wymiennika ciepła. Dzieje się tak w wyniku obniżania temperatury powietrza wywiewanego. Zjawisko kondensacji pary wodnej zawartej w powietrzu usuwanym wymaga podłączenia centrali wentylacyjnej do systemu kanalizacji co umożliwi bezproblemowe usuwanie kondensatu z rekuperatora, tak by nie osiedlały się tam bakterie. Dodatkowo, warto pamiętać, że w tego rodzaju wymienników ze względu na wykroplenie wilgoci powietrze za wymiennikiem może odznaczać się przesuszeniem (wilgotność względna ok. 2 procent).
• Użytkowanie wymiennika przeciwprądowego wiąże się z ryzykiem jego zamarzania w okresie zimowym. Wynika to ze skraplania pary wodnej z powietrza usuwanego i braku mieszania się powietrza wywiewanego z bardzo zimnym powietrzem pobieranym z zewnątrz. Zjawisko to powoduje konieczność wykorzystania nagrzewnicy wstępnej lub grzałki antyzamrożeniowej, której zadaniem jest wstępne podgrzanie powietrza pobieranego z zewnątrz do wartości, która w zależności od temperatury powietrza wywiewanego oraz jego strumienia masowego nie spowoduje zamarznięcia kondensatu.
• Regularny przegląd i wymiana filtrów to podstawa! Ze względu na typ budowy, wymiennik przeciwprądowy ma dużo niewielkich rozmiarów kanalików, podatnych na zabrudzenia. Zanieczyszczenia w obrębie wymiennika ciepła obniżają jego sprawność, zwiększając opory przepływu i hałas, pamiętaj więc o regularnym przeglądzie i czyszczeniu urządzenia.

Każdy wymiennik ciepła ma instrukcję użytkowania: urządzenia najczęściej należy myć niewielkimi ilościami wody i bardzo łagodnego detergentu. Filtry wymieniamy planowo według harmonogramu sporządzonego przez producenta centrali.

W skali roku różnice w poborze prądu między rekuperatorem obrotowym, a przeciwprądowym nie są wysokie, natomiast patrząc na szczegółową perspektywę, wymiennik obrotowy zużywa więcej energii elektrycznej, bo poza dwoma wentylatorami, zasilenia wymaga także silnik rotora, podczas gdy w wymienniku przeciwprądowym nie ma dodatkowego silnika, co nie generuje większego poboru. Jakie są różnice?

Typowy pobór mocy dla wymiennika przeciwprądowego wynosi około 40-120W, a dla wymiennika rotacyjnego od 60 do 150W.

Wiesz już, jak działają poszczególne wymienniki, ale jak to ma się do Twojej inwestycji? Na jaki model wymiennika ciepła się zdecydować? Jaki wymiennik wybrać do rekuperacji?

Jeśli zainwestowałeś w dom energooszczędny, doskonale zaizolowany, ze szczelną stolarką okienną i drzwiową lub pasywny o ultra niskim zużyciu energii najlepszym rozwiązaniem będzie montaż rekuperatora z wymiennikiem przeciwprądowym: maksymalna separacja strumieni powietrza, wysoki odzysk ciepła jeszcze bardziej zredukują koszty użytkowania budynku, zapewniając jednocześnie napływ świeżego i ogrzanego powietrza. Jednak tutaj dobrym wyborem będzie przede wszystkim wymiennik przeciwprądowy z membraną, czyli wymiennik entalpiczny, którego cechą charakterystyczną jest także wysoki odzysk wilgoci.

Jeśli mieszkasz w domu wielorodzinnym, z dużą ilością mieszkańców, a sama inwestycja zlokalizowana jest w chłodniejszych regionach naszego kraju, lepszym rozwiązaniem będzie wymiennik obrotowy, dający stabilizację wilgotności powietrza zimą, przy braku problemów z zamarzaniem wymiennika.

Jakość powietrza w domu, zarówno w okresie zimowym, jak i w okresie letnim ma niebagatelny wpływ na nasze poczucie komfortu, ale i przełożenie na wydatki na ogrzewanie w budżecie domowym. Rekuperacja jest sposobem na odzyskanie ciepła z powietrza wywiewanego, ale na to w jakim stopniu będzie to proces efektywny i energooszczędny ma wpływ także rodzaj zastosowanego wymiennika ciepła w centrali wentylacyjnej. Projekt instalacji rekuperacji powinien być przemyślany, dokładnie przygotowany i uwzględniający wiele zmiennych: tylko w oparciu o dokładne obliczenia, bilans powietrzny, charakterystykę energetyczną budynku oraz lokalizację nieruchomości można podjąć dobrą decyzję dotyczącą tego, na jaki rodzaj centrali się zdecydować. Pełną dokumentację techniczną w oparciu o którą powinien zostać przeprowadzony montaż jest w stanie przygotować tylko profesjonalny i doświadczony inżynier specjalizujący się w branży HVAC.