Wentylacja mechaniczna staje się coraz popularniejsza w naszym kraju. Inwestorzy dbający o jakość powietrza w swoich domach wyposażają je w centrale rekuperacyjne. Centrale te wyposażone są najczęściej w wymienniki krzyżowe lub przeciwprądowe, których zadaniem jest odzysk ciepła, które zawarte jest w powietrzu wywiewanym.

Jak wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła pracuje zimą?

Przypomnijmy, że w przypadku wymienników krzyżowego i przeciwprądowego, strumień powietrza wywiewanego oddzielony jest od strumienia powietrza nawiewanego cienką (metalową lub wykonaną ze specjalnego tworzywa) przeponą. Zadaniem tej przepony jest przekazanie jak największej ilości energii zawartej w powietrzu wywiewanym do powietrza nawiewanego. Jeśli powietrze wywiewane będzie wilgotne (a zwykle tak jest, gdyż wloty wywiewu znajdują się w kuchni i łazienkach) to po zetknięciu się z przeponą ochłodzoną przez strumień nawiewu wykropli się z niego woda. Zjawisko to zajdzie, gdy temperatura przepony będzie poniżej tzw. temperatury punktu rosy.  Na przykład, dla powietrza wywiewanego o temperaturze T₁=21°C i wilgotności φ₁=40% temperatura punktu rosy wynosi T_R=7°C. Każdy kilogram takiego powietrza zawiera x₁=6,2g pary wodnej. Oznacza to, że jeśli temperatura przepony wymiennika będzie wynosiła poniżej tych siedmiu stopni, to zaczną się na niej pojawiać krople wody. Dlatego też producenci wyposażają centrale rekuperacyjne w tace ociekowe do kondensatu oraz króćce do odprowadzenia skroplin, a inwestorzy (lub projektanci) muszą pamiętać o odpowiednim podłączeniu ich do kanalizacji.

Ilość wykroplonej wody możemy sprawdzić korzystając z kalkulatora online

Rekuperator i wykraplanie wody – co zyskujemy a co tracimy?

Im więcej pary wodnej zawiera powietrze wywiewane, tym wyższa jest temperatura punktu rosy i więcej wody musimy odprowadzić z tacy ociekowej naszego rekuperatora. Jak pamiętamy z jednego z poprzednich wpisów, poświęconego osuszaniu powietrza, wraz z parą wodną zawartą w powietrzu tracimy także energię. Na szczęście, skraplająca się na przeponie wymiennika para wodna w momencie zmiany stanu skupienia oddaje ciepło, które następnie przekazywane jest do powietrza nawiewanego. Im więcej skropli się wody w rekuperatorze po stronie wywiewu, tym wyższa będzie temperatura powietrza nawiewanego za rekuperatorem. Dzięki temu zjawisku jesteśmy w stanie odzyskać przynajmniej część energii zawartej w parze wodnej będącej składnikiem powietrza wywiewanego. Pokazałem to na wykresie, dla wymiennika typu L0200/1.5A 200mm firmy Heatex. Jak widzimy, gdy zawartość pary wodnej w powietrzu wywiewanym jest niska, nie ma ona znaczącego wpływu na temperaturę powietrza nawiewanego za wymiennikiem. Dopiero, gdy rozpocznie się proces kondensacji (pomiędzy 15% a 20%), energia z nim związana zostaje przekazana do strumienia nawiewnego.

Zależność temperatury za rekuperatorem po stronie nawiewu (T_N)od wilgotności względnej powietrza wywiewanego z pomieszczenia (φ_W) dla wymiennika L0200/1.5A 200mm firmy Heatex. Wyniki uzyskane w programie doboru dostępnym na stronie producenta dla natężenia przepływu powietrza nawiewanego i wywiewanego 120m3/h oraz stałej temperatury na wlocie wywiewu (-10°C) i na wlocie wywiewu (21°C).

No to świetnie, odzyskaliśmy dużo energii, tylko co z tą wodą? Przecież po stronie wywiewu mamy -10°C! Ale o tym następnym razem.

 Dla dociekliwych – wyznaczanie punktu rosy i wilgotności bezwzględnej

Aby znaleźć temperaturę punktu rosy oraz wilgotność bezwzględną powietrza korzystamy z wykresu I-X dla powietrza wilgotnego zwanego też wykresem Molliera. Sposób wyznaczenia podany został na poniższym rysunku. Na wykresie, punkt przecięcia linii stałej temperatury (pozioma linia podpisana T₁) oraz krzywej oznaczającej linię stałej wilgotności względnej (w naszym przypadku φ₁=40%) oznacza parametry naszego powietrza (czerwone kółko).  Wartość wilgotności bezwzględnej powietrza (ilość gramów pary wodnej zawartej w kilogramie powietrza) odczytujemy z górnej, poziomej osi (x₁). Temperatura punktu rosy natomiast to ta, która odpowiada punktowi przecięcia linii stałej wilgotności bezwzględnej oraz krzywej oznaczającej wilgotność względną wynoszącą 100%.