Dlaczego większość rekuperatorów nie może działać na nieogrzewanym poddaszu?
Umieszczając rekuperator na poddaszu nieużytkowanym oszczędzimy przestrzeń wewnątrz budynku i uprościmy instalację wentylacyjną.
Problem w tym, że minimalna temperatura otoczenia wymagana dla większości rekuperatorów musi być wyższa niż +5°C, a zimą na nieogrzewanym poddaszu, panują temperatury niewiele wyższe od tych na zewnątrz budynku. Ograniczenie minimalnej temperatury otoczenia ma na celu ochronę rekuperatora przed kondensacją wilgoci na wewnętrznych powierzchniach obudowy, zamarznięciem wody w tacy kondensatu oraz zapewnia utrzymanie deklarowanej sprawności odzysku ciepła. Skutki działania rekuperatora w temperaturach niższych od wymaganej temperatury otoczenia prowadzą do poważnych usterek, dlatego przeanalizujemy je szczegółowo.
Kondensacja wilgoci wewnątrz obudowy wystąpi gdy ciepłe i wilgotne powietrze usuwane z pomieszczeń spotka się z zimnymi wewnętrznymi powierzchniami obudowy rekuperatora. Przyczyną kondensacji są mostki cieplne obudowy oraz jej niedostateczna izolacyjność. Kondensacja prowadzi do zbierania się wody w obudowie i jej wycieku.
Zamarznięcie wody w tacy kondensatu może wystąpić gdy temperatura powierzchni tacy spadnie poniżej 0°C. Przyczyną jest występowanie
mostków cieplnych lub zbyt cienka i niejednorodna izolacji tacy. Zamarznięcie wody w tacy kondensatu blokuje możliwość odprowadzania skroplin do kanalizacji, co prowadzi do wycieku wody.
Spadek sprawności odzysku ciepła wynika z ochłodzenia powietrza wywiewanego z pomieszczeń oraz powietrza nawiewanego do pomieszczeń na skutek kontaktu z chłodnymi powierzchniami wewnętrznymi obudowy oraz króćców rekuperatora.
Minimalną temperaturę otoczenia rekuperatora podaje producent w dokumentacji technicznej. Jej wartość zależy od konstrukcji obudowy, która dla zapewnienie bezawaryjnego działania rekuperatora w niskich temperaturach wymaga eliminacji mostków cieplnych oraz zastosowania odpowiedniej grubości i jakości izolacji. Ponadto izolacja powinna być jednorodna i trwała (np. wełna mineralna, w której skondensowała wilgoć przestaje być izolacją). Przede wszystkim jednak obudowa rekuperatora przeznaczonego do działania w niskich temperaturach musi mieć doskonałą szczelność. Nieszczelności obudowy prowadzą do bezpośredniego mieszania się ze sobą strumieni powietrza transportowanego przez rekuperator oraz do zasysania do wnętrza rekuperatora powietrza z pomieszczenia, w którym rekuperator jest zainstalowany. Dlatego nadmierne nieszczelności wpływają bezpośrednio na sprawność odzysku ciepła, przyczyniają się do kondensacji wilgoci oraz mogą powodować zamarznięcie kondensatu wewnątrz rekuperatora. Klasyfikację szczelności obudów rekuperatorów określa norma EN 13141-7. Zgodnie z normą najwyższą klasą szczelności obudowy jest klasa A1, dla której przeciek powietrza nie może być większy niż 2%.
Obudowy większości rekuperatorów nie są zaprojektowane do pracy w niskich temperaturach. Dlatego, aby uniknąć usterek podczas ich użytkowania należy zapewnić odpowiednio wysoką temperaturę otoczenia takiego rekuperatora. W przypadku nieużytkowego poddasza wymagałoby to zainstalowania tam systemu grzewczego utrzymującego temperaturę na poziomie +5°C. Koszty działania tego systemu przekroczyłyby prawdopodobnie oszczędności wynikające z zastosowania rekuperatora. Innym sposobem jest zastosowanie dodatkowej, szczelnej i pozbawionej mostków cieplnych izolacji rekuperatora. Przykład próby zaizolowania rekuperatora przedstawiamy poniżej (za zgodą właściciela).
Jak AirPack4 radzi sobie
z niskimi temperaturami?
AirPack4 nie ma ani jednego mostka cieplnego, szczelność obudowy zawsze odpowiada klasie A1 (EN 13141-7), a izolacja cieplna w każdym przekroju ma grubość 50 mm. Dzięki temu, wnętrze rekuperatora pozostaje termicznie stabilne przez cały rok, niezależnie od temperatury otoczenia, która na poddaszu nieużytkowym może się wahać od -15°C zimą do +50°C latem. Powietrze transportowane przez AirPack4 nie ochładza się od wnętrza jego obudowy zimą i nie ogrzewa się od niej latem. Dzięki temu sprawność rekuperacji jest wysoka i niezależna od warunków otoczenia.
Niezależność sprawności odzysku ciepła od temperatury otocznia jest widoczna w wynikach jednego z kilku, często wielodniowych testów prowadzonych w skrajnie niskich temperaturach w czasie projektowania AirPacka4. W czasie testu, AirPack4 działał przez 7 godzin z wydajnością 150 m3/h przy temperaturze powietrza wywiewanego równej +20°C, wilgotności powietrza wywiewanego równej 70% oraz temperaturze powietrza zewnętrznego równej -16°C. Rekuperator znajdował się w komorze, w której przez pierwsze 3 godziny utrzymywana była temperatura +20°C. Następnie temperatura w komorze z rekuperatorem została obniżona do -15°C. Pomimo obniżenia temperatury otoczenia rekuperatora o 35°C sprawność odzysku ciepła pozostała na niezmienionym poziomie.
Całkowita eliminacja kondensacji wilgoci wewnątrz obudowy. W temperaturze otoczenia poniżej 0°C nawet najmniejszy mostek cieplny stwarza zagrożenie kondensacji wilgoci lub zamarznięcia wody wewnątrz obudowy rekuperatora. Dlatego do osiągnięcia całkowitej niezawodności urządzenia nie wystarczy radykalna redukcja mostków cieplnych – konieczna jest całkowita ich eliminacja. Projektując AirPacka4 h wiedzieliśmy o tym. Dlatego w obudowach FullShell nie ma metalowych czy plastikowych elementów złącznych. Wszystkie części obudowy oraz zaślepki gniazd filtrów i wymiennika ciepła wykonane są z materiału izolacyjnego o doskonałych właściwościach mechanicznych. Elementy obudowy łączą się ze sobą tylko za pomocą opatentowanych połączeń kształtowych spełniających równocześnie rolę uszczelnień. Co więcej, dzięki opracowanym całkowicie izolowanym króćcom wykonanym z EPP, połączenia AirPacka4 h z przewodami wentylacyjnymi są również pozbawione mostków cieplnych. Dzięki doskonałej izolacji, temperatura powierzchni zewnętrznej obudowy AirPacka4 h w każdym miejscu jest zbliżona do temperatury otoczenia. Oznacza to, że obudowa rekuperatora prawie nie wymienia ciepła z otoczeniem. W czasie projektowania AirPacka4 wykonywaliśmy liczne testy termowizyjne. Jeden z testów polegał na porównaniu pola temperatury na powierzchni zewnętrznej obudowy AirPacka4 oraz rekuperatora o tradycyjnej konstrukcji wykonanej z blachy z izolacją z wełny mineralnej. Test wykonano w identycznych warunkach przy strumieniu powietrza wywiewanego 250 m3/h. Temperatura w pomieszczeniu -2°C, temperatura powietrza przepływającego przez centralę wentylacyjną +20°C. Na zdjęciach wyraźnie widać miejsca, w których występują straty ciepła.
FullShell to technologia, która zamienia rekuperator w doskonały termos chroniący transportowane wewnątrz powietrze od wpływu otoczenia. Dzięki niej AirPack4 daje swobodę montażu, jakiej nie dawał żaden produkowany dotychczas rekuperator.