Większość dostępnych na rynku układów automatyki pozwala na pomiar temperatur powietrza w systemie, dzięki czemu można właściwie oszacować sprawność temperaturową rekuperatora. Niestety często zdarza się, że inwestorzy porównując takie wyniki rzeczywistych pomiarów są zawiedzeni ich porównaniem z deklarowanymi przez producenta wynikami. Jak wspomniałem wcześniej, odzysk ciepła definiowany przez sprawność temperaturową rekuperatora zależy od wielu czynników. W poprzednim wpisie skoncentrowałem się na wpływie wilgotności powietrza wywiewanego na ilość odzyskiwanej energii. Tym razem zajmiemy się wpływem natężeń przepływu powietrza (wydatku centrali rekuperacyjnej).

Odzysk ciepła w funkcji wydatku centrali rekuperacyjnej

Na rysunku poniżej pokazałem, jak sprawność temperaturowa układu odzysku ciepła zależy od natężenia przepływu powietrza przez centralę. Jak widzimy, gdy zwiększa się wydatek wentylatorów centrali rekuperacyjnej, spada sprawność temperaturowa wymiennika. Oznacza to, że niedopasowany (zbyt mały) wymiennik ciepła może mieć niezadowalającą sprawność dla górnych zakresów pracy wentylatora.

Zależność sprawności temperaturowej rekuperatora po stronie nawiewu od wydajności centrali dla wymiennika L0200/1.5A 200mm firmy Heatex. Wyniki uzyskane w programie doboru dostępnym na stronie producenta dla równych natężeń przepływu powietrza nawiewanego i wywiewanego oraz stałej temperatury na wlocie nawiewu (-5°C) i na wlocie wywiewu (21°C). Przyjęta wilgotność względna powietrza na wlocie wywiewu wynosiła 40%.

Odzysk ciepła w zależności od stosunku wydatku powietrza nawiewanego do wywiewanego przepływającego przez wymiennik

Kolejnym czynnikiem mającym wpływ na sprawność odzysku ciepła rekuperatora jest stosunek natężeń przepływu powietrza wywiewanego do nawiewanego. Jak widzimy, tutaj zależność jest także zgodna z intuicją. Im więcej ciepłego powietrza przepływa przez wymiennik po stronie wywiewu, w stosunku do strumienia powietrza nawiewnego tym uzyskana sprawność wymiennika jest większa. Oczywiście nic nie zyskujemy zwiększając ilość powietrza wywiewanego w stosunku do powietrza nawiewanego, gdyż tworzące się wówczas podciśnienia spowoduje, że różnica w wydatkach zostanie „zassana” do budynku przez nieszczelności. Zależność tę wykorzystuje np. układ automatyki rekuperatora, który w przypadku ryzyka zamrożenia zmniejsza ilość powietrza nawiewanego przepływającego przez rekuperator (obniżenie obrotów wentylatora nawiewnego lub tzw. bypass wymiennika).

Zależność sprawności temperaturowej rekuperatora po stronie nawiewu od stosunku strumieni powietrza wywiewanego V_W do nawiewanego V_N dla wymiennika L0200/1.5A 200mm firmy Heatex. Wyniki uzyskane w programie doboru dostępnym na stronie producenta dla stałej wartości strumienia wywiewanego V_W = 150m3/h, zmiennego przepływu powietrza nawiewanego oraz stałej temperatury na wlocie wywiewu (-5°C) i na wlocie wywiewu (21°C). Przyjęta wilgotność względna powietrza na wlocie wywiewu wynosiła 40%.

Sprawność temperaturowa rekuperatora – wnioski

Przedstawione w dwóch ostatnich wpisach zależności pokazują, że podawany przez producentów w katalogach odzysk ciepła (a dokładniej sprawność wymiennika) zależy od bardzo wielu czynnikach. Bardzo często jest tak, że pokazywane wartości w materiałach marketingowych osiągane są w warunkach laboratoryjnych, dla takich parametrów powietrza zewnętrznego, jakie w ciągu roku zdarzają się niezbyt często. Dlatego inwestorzy powinni otrzymywać informację o uzyskanej sprawności centrali rekuperacyjnej dla parametrów powietrza, dla których przewidziana jest praca centrali w danym projekcie. W tym przypadku najlepszym rozwiązaniem byłoby dostarczanie wraz z projektem pełnej analizy korzyści związanych z odzyskiem ciepła przez rekuperator i strat związanych ze zużyciem energii elektrycznej przez wentylatory. Analiza taka powinna być wykonana dla pełnego zakresu temperatur powietrza zewnętrznego z uwzględnieniem planowanego w projekcie wydatku centrali. Obliczenia tego typu wykonuje się za pomocą tzw. programów doboru central, a sama analiza jest częścią tzw. „koszt cyklu życia” centrali rekuperacyjnej – z angielskiego Life Cycle Cost, w skrócie LCC.