Sprawdźmy,
czy są takie rekuperatory, które zimą nie zamarzają?
Zimą, w wymienniku ciepła każdego rekuperatora, ciepłe i względnie wilgotne powietrze usuwane z budynku ogrzewa zimne, świeże powietrze doprowadzane do budynku. Wymiana ciepła odbywa się w przeciwprądowym wymienniku ciepła poprzez ścianki o grubości 0.5 mm, oddzielające od siebie kilka tysięcy kanalików, którymi przepływają obok siebie (naprzemiennie) oba strumienie powietrza. Kiedy temperatura powietrza zewnętrznego będzie niższa od tzw. temperatury punktu rosy powietrza wywiewanego, na chłodnych ściankach kanalików nastąpi kondensacja pary wodnej zawartej w powietrzu wywiewanym. Jeżeli dodatkowo, temperatura tych ścianek spadnie poniżej 0°C, to pokrywający te ścianki kondensat (woda) szybko zamarznie zapełniając kanaliki lodem i zablokuje przepływ powietrza przez rekuperator. Dla powietrza o temperaturze 20°C i wilgotności 40% kondensacja wystąpi, gdy temperatura powietrza zewnętrznego spadnie poniżej 5°C. Ponadto, jak widać na wykresie, jeżeli temperatura powietrza zewnętrznego będzie niższa niż -4°C, temperatura ścianki kanalika będzie niższa od zera, a wtedy kondensat zawsze zamarznie. I to właśnie dlatego, nie ma takich rekuperatorów, które mogą działać zimą bez skutecznego systemu przeciwzamrożeniowego.
Co robią rekuperatory żeby
nie zamarzały im wymienniki ciepła? I jak robi to AirPack4?
Metoda tradycyjna – ograniczenie wydajności wentylatora nawiewnego
Wiele rekuperatorów, podczas mroźnych dni, ogranicza dopływ świeżego powietrza do budynku poprzez zmniejszenie wydajność wentylatora nawiewnego. Wentylator wywiewny działa w tym czasie z normalną wydajnością. Niewielki przepływ zimnego powietrza, przy równoczesnym, stosunkowo dużym przepływie wywiewanego z pomieszczeń ciepłego powietrza, pozwala utrzymać dodatnią temperaturę ścianek kanalików w całym wymienniku ciepła, i tym samym uniknąć zamarznięcia kondensatu. W skrajnym przypadku, przy bardzo niskich temperaturach powietrza zewnętrznego, wentylator nawiewny jest wyłączony. Wówczas temperatura ścianek kanalików jest praktycznie równa temperaturze powietrza usuwanego z budynku, a system działa jak zwykła wentylacja wywiewna (bez rekuperacji), w której niemal cały strumień powietrza świeżego zasysany jest do budynku przez nieszczelności.
Bilans powietrza musi się jednak zgadzać, bo ostatecznie do budynku musi dopływać tyle samo powietrza, ile z tego budynku wywiewamy. W tym przypadku, brakująca część powietrza napływa do pomieszczeń przez nieszczelności budynku, na skutek podciśnienia wywołanego pracą wentylatora wywiewnego, z wydajnością większą niż wydajność wentylatora nawiewnego.
Problem w tym, że powietrze napływające do pomieszczeń przez nieszczelności nie bierze udziału w procesie rekuperacji, nie jest filtrowane i ma ujemną temperaturę. Dlatego ograniczanie wydajności wentylatora nawiewnego, w celu ochrony rekuperatora przed zamarznięciem kondensatu, przyczynia się do niekontrolowanego wzrostu kosztów ogrzewania, pogorszenia jakości powietrza w pomieszczeniach oraz obniżenia komfortu cieplnego. Taki sposób zabezpieczenia wymiennika ciepła, sprowadza rekuperację zimą do roli zwykłej wentylacji wywiewnej. Podczas gdy, to właśnie w tym czasie (zima), rekuperacja powinna działać z jak najwyższą sprawnością z uwagi na niskie temperatury zewnętrzne, a powietrze wprowadzane do budynku powinno być filtrowane z uwagi na duże stężenia zanieczyszczeń pyłowych.
System FPXptc w rekuperatorach z wymiennikami przeciwprądowymi
System FPX w każdej chwili mierzy temperaturę powietrza świeżego wpływającego do wymiennika ciepła. Kiedy temperatura spada poniżej 0°C, system uruchamia niewielką, precyzyjnie sterowaną nagrzewnicę PTC, która ogrzewa powietrze dokładnie do temperatury +1°C . Dzięki temu, kondensat nigdy nie zamarza, a wymiennik ciepła podgrzewa całe powietrze świeże do temperatury 18-19°C, wykorzystując wyłącznie ciepło powietrza wywiewanego. FPXptc przy maksymalnej wydajności rekuperatora działa do -12°C. Poniżej tej wartości system przechodzi w tryb FPX2, w którym płynna regulacja mocy nagrzewnicy przy 100% wydajności wentylacji jest możliwa jedynie przez 10 minut (umożliwiając np. intensywne wietrzenie). Przy temperaturze -20°C, ciągła pracy rekuperatora ograniczona jest do wydajności 70%. W trybie FPX2 system utrzymuje temperaturę +1°C przed wymiennikiem ciepła, poprzez płynną regulację wydajności obu wentylatorów.
System FPXptc w rekuperatorach z wymiennikami Entalpijnymi
W rekuperatorach z wymiennikami entalpijnymi większość pary wodnej znajdującej się w powietrzu wywiewanym jest przerzucana przez membranę do strumienia powietrza świeżego. W ten sposób powietrze wywiewane jest intensywnie osuszane, a im powietrze bardziej suche tym niższa jest dla niego wartość temperatury punktu rosy, czyli temperatury poniżej której nastąpi kondensacja wilgoci. A jak wiadomo, jeżeli nie ma kondensatu to nie ma co zamarzać. Im większa sprawność odzysku wilgoci tym niższa temperatura powietrza wpływającego do wymiennika. Dlatego w rekuperatorach AirPack Enthalpy System FPX uruchamia nagrzewnicę PTC dopiero wtedy, gdy temperatura powietrza spadnie poniżej -7°C. Dzięki temu, kondensat nigdy nie zamarza, a rekuperator może działać na pełnej wydajności nawet do -17°C. Poniżej tej wartości system przechodzi w tryb FPX2, w którym utrzymuje temperaturę -7°C przed wymiennikiem ciepła, poprzez płynną regulację wydajności obu wentylatorów.
System FPXptc jest rozsądnym kompromisem, który umożliwia stosowanie nagrzewnic o względnie niewielkiej mocy, zapewniając jednocześnie zbilansowaną wentylację niezależnie od warunków atmosferycznych. Dzięki temu, koszt energii zużytej przez nagrzewnicę jest niski, sprawność rekuperacji wysoka i całe powietrze dostarczane do pomieszczeń jest filtrowane.
W Polsce średnio przez 70 dni w roku temperatura spada poniżej 0°C, tylko przez 15 dni utrzymuje się poniżej -5°C, przez 4 dni jest niższa niż -10°C, a przez mniej niż 2 dni jest niższa niż -15°C. W takich warunkach, przez ponad 80% czasu, nagrzewnica systemu FPX podgrzewa powietrze zaledwie o kilka stopni, a średni roczny koszt działania systemu w przypadku rekuperatorów z wymiennikami przeciwprądowymi to od 0.6 do 0.9 zł/m2*rok, a w przypadku rekuperatorów z wymiennikami entalpijnymi od 0.2 do 0.3 zł/m2*rok. W tym czasie, system ograniczający wydajność wentylatora nawiewnego w celu ochrony rekuperatora przed zamarznięciem kondensatu, zużyłby ponad dwukrotnie więcej energii tyle, że musiałby ją dostarczyć system grzewczy. Przede wszystkim jednak, FPXptc pozwala realizować podstawowe cele wentylacji, niezależnie od warunków atmosferycznych, dostarczając zawsze odpowiednią ilość przefiltrowanego, świeżego i ciepłego powietrza. FPXptc nie wygeneruje przy tym żadnych ukrytych kosztów ogrzewania.
Nagrzewnica FPXptc
jest lepsza niż zwykła nagrzewnica PTC!
Nagrzewnica systemu FPXptc stawia o 50% mniejszy opór powietrzu w porównaniu z innymi nagrzewnicami ptc a zoptymalizowane żebrowanie daje dużą powierzchnię wymiany ciepła oraz odporność na zabrudzenia. Dzięki temu zawsze przepływa przez nią duży strumień powietrza, nagrzewnica grzeje się do niższej temperatury a wentylator zużywa mniej energii.
Tradycyjna nagrzewnica PTC
Nagrzewnica PTC systemu FPXptc
