Czy wymiennik wymiennik NIE-entalpiczny odzyskuje entalpię?

Wymiennik entalpiczny (entalpijny) jest coraz częściej oferowany jako składnik centrali rekuperacyjnej. W tym wpisie odpowiemy na pytanie, czy wymienniki, które nie są nazywane entalpicznymi odzyskują entalpię.

Wymiennik entalpiczny (entalpijny) – co to jest?

W naszym kraju wymiennikami entalpicznymi nazwano urządzenia służące do odzysku zarówno ciepła, jak i wilgoci zawartej w powietrzu wywiewanym. Mogą to być wymienniki krzyżowe lub przeciwprądowe, których lamele (przegrody pomiędzy strumieniem powietrza nawiewanego i wywiewanego) wykonane są ze specjalnego materiału, który pozwala na przenikanie wody od powietrza o większej wilgotności do powietrza o mniejszej wilgotności. Dzięki temu, zimą możemy odzyskać część pary wodnej zawartej w powietrzu wywiewanym. Podobną funkcję (odzysk wilgoci) mogą pełnić również wymienniki obrotowe, których wirniki wykonane są ze specjalnego materiału (tzw. higroskopijne wymienniki obrotowe). Sprawdźmy, jaka będzie sprawność odzysku entalpii wymienników nie-entalpicznych (nie odzyskujących wilgoci).

Sprawność odzysku entalpii

Wystarczająca na nasze potrzeby definicja entalpii jest taka, że entalpia powietrza wilgotnego  jest sumą energii zawartej w powietrzu suchym oraz w parze wodnej odniesionej do masy (1+x)kg powietrza:

wzór na entalpię powietrza wilgotnego

gdzie:
I – entalpia powietrza wilgotnego
ip – entalpia powietrza suchego [J/kg]
iw – entalpia pary wodnej [J/kg]
x – wilgotność bezwzględna powietrza [kg/kg]

Z powyższej definicji wynika, że entalpia powietrza jest tym wyższa im wyższa jest jego temperatura oraz im więcej pary wodnej jest w nim zawartej.

W jednym z poprzednich wpisów dotyczących sprawności odzysku ciepła podałem definicję sprawności odzysku entalpii:  Wymiennik entalpiczny - sprawność odzysku entalpiigdzie:
ηI – sprawność odzysku energii (entalpii)
I1 – entalpia powietrza nawiewanego przed wymiennikiem [J/kg]
I2 – entalpia powietrza nawiewanego za wymiennikiem [J/kg]
I3 – entalpia powietrza wywiewanego przed wymiennikiem [J/kg]

 

Wymiennik entalpiczny - oznaczenia do wzoru na sprawność odzysku wymiennika entalpijnego
Wykonajmy teraz dobór wymiennika przeciwprądowego nie pozwalającego na odzysk wilgoci, w programie doboru producenta dla typowych wartości temperatur i natężeń przepływu (program doboru Heatex – zrzut ekranu poniżej). Dobór rekuperatora w programie heatex
Parametrom powietrza odpowiadają następujące wartości entalpii: I1=0,5kJ/kg; I2=21,8kJ/kg; I3=34,8kJ/kg. Jeśli uzyskane wartości podstawimy do wzoru na sprawność odzysku entalpii, to okaże się, że wynosi ona ηI=62,1%. Jak się spodziewaliśmy, mimo że nie nastąpił odzysk wilgoci, samą entalpię (czyli energię) zawartą w powietrzu wywiewanym przynajmniej częściowo udało nam się odzyskać. Wynika z tego, że zarezerwowanie nazwy: „wymiennik entalpiczny” dla rekuperatorów odzyskujących wilgoć jest nadużyciem wynikającym z nadgorliwości marketingowców, gdyż każdy odzysk energii z powietrza wywiewanego jest zarazem odzyskiem entalpii.

4 myśli nt. „Czy wymiennik wymiennik NIE-entalpiczny odzyskuje entalpię?

    1. Jonathan

      a ja tak po cichutku, ale czoidennie sprawdzam Twoje kolejne inspiracje; czekam na nowe pomysły, są piękne … w tym roku rozpoczynamy budowę domu pod lasem, mam nadzieję wykorzystać Twoje blogowe wpisy i nadal będę ich wyczekiwać, pozdrawiam serdecznieAga

      Odpowiedz

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *