Możliwa jest dostatecznie duża sekcja rekuperatora przeciwprądowego
Dr inż. Antoni Jakóbczak
www.jakobczak.pollub.pl
Możliwa jest dostatecznie duża sekcja
rekuperatora przeciwprądowego
Artykuł ten zamieszczony jest w miesięczniku "INSTAL" nr 7-8 / 2011
na str. 24
Wraz ze wzrostem sprawności temperaturowej rekuperatora wzrasta również roczny czas zagrożenia go szronieniem - zgodnie z argumentacją opisaną w artykule [5]. Pomimo tego jednak uprawniona może być uproszczona sugestia, że zastosowanie rekuperatora przeciwprądowego o sprawności temperaturowej np. 82 % zamiast zamiast pojedynczego rekuperatora krzyżowego o sprawności temperaturowej np. 62 % pozwoli uzyskać wzrost odzyskiwanego rocznego strumienia ciepła zbliżony do 30 % - gdyż (82 /62) – 1 = 0,32. W niniejszym artykule wykazano, że stosowanie takich rekuperatorów przeciwprądowych o sprawności ponad 80 % może być powszechne, gdyż może ono występować w dowolnie dużych centralach wentylacyjnych. Spodziewana powszechność stosowania rozwiązań opisanych w niniejszym artykule wynika także stąd, że są one łatwiejsze pod względem technologicznym na etapie wytwarzania central wentylacyjnych oraz także w okresie ich eksploatacji.
The increase in the recuperator's temperature efficiency is accompanied by extension of time in a year during which the recuperator is under threat of hoarfrosting – according to the arguments presented in article [5]. Despite the above-mentioned, a simplified suggestion may be justified according to which the use of a counter-current recuperator having temperature efficiency of, for example, 82 % instead of a single cross-flow recuperator having temperature efficiency of, for example, 62 % will make it possible to achieve the increase of approximately 30% in recuperated annual heat flux – since (82/62) – 1 = 0.32. This article has demonstrated that the use of such counter-current recuperators having temperature efficiency exceeding 80% can be common, because such application of recuperators can take place in ventilation centres of voluntarily large size. Common application of the solutions described in the article is expected also due to the fact that they are technologically easier to implement at the stage of manufacturing of ventilation centres as well as during their operation.
1. Wstęp - Rekuperatory o większej sprawności oraz zastosowane
dla pomieszczeń suchych są bardziej zagrożone szronieniem
Jeszcze do I- go kwartału 2010 r w dostępnych publikacjach brak było danych, które mogłyby podważać słuszność informacji podanych w artykułach [ 9 i 11], że zagrożenie szronienia rekuperatorów pojawia się dopiero przy temperaturze zewnętrznej - 5 oC a nawet przy – 9 oC. W informacjach tych nie uściślono jakich parametrów powietrza wywiewanego te wartości dotyczą oraz jaka jest przy tym sprawność temperaturowa rekuperatora.
Natomiast w artykule [5]. wykazano, że szronienie takie może jeszcze nie być zauważalne nawet przy temperaturze powietrza zewnętrznego – 11 oC – pod warunkiem że będzie to rekuperator o w/w sprawności 59 % pracujący np. dla pływalni, w której temperatura powietrza wywiewanego wynosi 32 oC a jego wilgotność 50 %, przy czym ponadto wartości masowego strumienia powietrza wywiewanego i nawiewanego były sobie równe. Jednak uzasadniono tam także, że w przeważającej ilości przypadków nawiewno – wyciągowych central wentylacyjnych - to jest dla pomieszczeń o wilgotności poniżej 40 % , w których zastosowane zostaną rekuperatory o sprawności temperaturowej powyżej 80 %, zagrożenie szronienia rekuperatorów występuje już przy temperaturze zewnętrznej około – 1 oC.
Uzyskiwanie sprawności temperaturowej powyżej 80 % dzięki stosowaniu podwójnych rekuperatorów krzyżowych było już możliwe przed około 10 laty zgodnie z propozycją opisaną w artykule [1] oraz zgodnie z argumentacją opisaną w artykule [2]. Układ ten wymagał jednak stosunkowo dużego zwiększenia kubatury sekcji takiego podwójnego rekuperatora w porównaniu z sekcją rekuperatora pojedynczego i do chwili obecnej rozwiązanie to w przypadku większych central nie zostało przyjęte do powszechnego stosowania.
Od kilku już lat firmy produkujące nawiewno – wyciągowe centrale wentylacyjne dla pływalni i podobnie wilgotnych obiektów, posiadają w swojej ofercie bardziej zwarte niż zaproponowano to poprzednio w artykule [1] - układy podwójnych rekuperatorów krzyżowych. Natomiast – jak wspomniano o tym wyżej – w tych wilgotnych obiektach zagrożenie szronienia rekuperatorów nawet o większej sprawności jest znacząco mniejsze. Stąd w obiektach tych nawet w przypadku stosowania tych zmodyfikowanych podwójnych rekuperatorów krzyżowych wady obecnie stosowanego układu przeciwszronieniowego z by' passem rekuperatora dla powietrza świeżego nie są tak znaczące jak w przypadku o wiele częściej występujących pomieszczeń suchych.
Obecnie jeszcze znacząca część inwestorów stosuje wentylacyjny odzysk ciepła tylko ze względu obowiązujące przepisy. Stąd przy krótszym prostym czasie zwrotu poniesionych nakładów dla pojedynczego rekuperatora krzyżowego o sprawności 60 – 65 % niż dla rekuperatora podwójnego o sprawności 80 % - jak wykazano to w artykule [3] – inwestorzy ci nastawieni są przede wszystkim na poniesienie jak najmniejszych kosztów inwestycyjnych - tylko dla spełnienia wymogów zamieszczonych w obecnie obowiązującej ustawie.
Nie można oprzeć się wrażeniu, że również w referacie [ 10 ] starano się ostudzić dążenia do stosowania rekuperatorów o wyższej sprawności temperaturowej niż obecnie powszechnie stosowane pojedyncze rekuperatory krzyżowe. W referacie tym zamieszczone jest stwierdzenie: …...”zwiększenie sprawności temperaturowej rekuperatora np. o 15 % lub 20 % nie jest równoważne z takim samym procentowym zmniejszeniem zużycia ciepła dla budynku lub wentylowanego lokalu, gdyż to zmniejszenie może wynosić 5 lub 6 %”...... Stwierdzenie to może być słuszne także z tego powodu, że nie jest precyzyjne. Ten brak precyzji wyraża się brakiem dodania informacji o wartości wskaźnika mówiącego o tym jaki jest w tym budynku lub lokalu procentowy udział rocznego strumienia ciepła „konsumowanego” przez wentylację w sumie tego strumienia i strumienia ciepła pokrywającego straty ciepła przez przegrody zewnętrzne oraz to, że w/w wskaźnik w/w wartości np. 15 % odnosi się do sprawności temperaturowej czyli bardziej bezpośrednio związanej z rocznym strumieniem ciepła zaoszczędzonego, natomiast w/w wskaźnik – np. 5 % odnosi się do sumy rocznego strumienia ciepła „konsumowanego” na cele wentylacji i na pokrycie strat ciepła przez przegrody zewnętrzne – czyli odnosi się do tej resztki początkowego (przed termomodernizacją lub na etapie przygotowania inwestycji od podstaw – bez zastosowania odzysku ciepła) zapotrzebowania na ciepło.
Stąd można nawet posługiwać się argumentem, który zwiększa znaczenie dodatkowego wzrostu sprawności rekuperatora, gdyż gdyby dla uproszczenia ocenę działań termomodernizacyjnych ograniczyć tylko do wentylacji, to gdyby taki 20 procentowy wzrost sprawności rekuperatora (np. z w/w 62 % do w/w 82 %) pozwolił tylko na zwiększenie rocznego strumienia ciepła odzyskiwanego w rekuperatorze - z dużą rezerwą - nawet tylko o 25 % (a nie 32 % tj jw 82/62 -1 = 0,32), to w przypadku uzyskiwania (przy zastosowaniu rekuperatora o sprawności 62 % – jak wynika to z dotychczasowej praktyki) obniżenia zużycia ciepła na wentylację ze 100 % do około 55 %, wówczas to 25 procentowe zwiększenie rocznego strumienia ciepła odzyskiwanego w rekuperatorze będzie stanowiło 25 % * (55/45) = 30 % - tej pozostałej resztki rocznego strumienia ciepła, którą jednak ta instalacja wentylacyjna będzie zużywać - a nie 25 % , gdyż wartość ta stanowi większy udział procentowy w mniejszej wartości rocznego strumienia, którego nie udało się odzyskać i który wentylacja zużyła jako roczny strumień ciepła, niż udział procentowy we większej wartości rocznego strumienia ciepła odzyskanego nawet tylko dzięki temu mniej sprawnemu rekuperatorowi.
Ponadto jednak już od prawie 10 lat dość powszechnie wyczuwane są też bardziej ambitne postawy inwestorów i producentów central wentylacyjnych – świadczące o tym, że sprawność temperaturowa 60 % do 65 % pojedynczych rekuperatorów krzyżowych nie jest dla nich zadowalająca. Potwierdzeniem takich postaw może być między innymi pojawienie się na rynku jeszcze przed blisko 10 ciu laty oferty regeneratora nieobrotowego wymagającego zsynchronizowanej cyklicznej pracy (co około 20 sekund) szczególnie dużej liczby 8 przepustnic.
Natomiast w/w spodziewana przyszła powszechność uzyskiwania sprawności temperaturowej powyżej 80 % w rekuperatorach wentylacyjnych będzie możliwa do uzyskania znacznie łatwiej dzięki zastosowaniu sekcji rekuperatora przeciwprądowego skrótowo opisanego w Biuletynie UP RP [8] – posiadającego już ochronę UP RP na podstawie decyzji z dnia 15 marca 2011 r. - także zastrzeżonej w zgłoszeniu europejskim.
-
Proponowany układ sekcji rekuperatora
W artykule [6], który został przesłany do redakcji kilka miesięcy przed ukazaniem się Biuletynu UP RP z publikacją [8], nie był wskazany bardziej szczegółowy opis takiej sekcji rekuperatora i zamieszczone tam (w [6]) schematy dotyczą tylko układu centrali chronionej patentem nr 204 077 z dnia 22. 02. 2010 r. na podstawie zgłoszenia nr P – 363 653 z. 2003 r. (BUP nr 11/2005 str. 110).- z pominięciem tej sekcji.
Obecnie - po ukazaniu się publikacji [8] – w niniejszym artykule jest już możliwy opis rozwiązania tej opatentowanej sekcji rekuperatora. Stąd na rysunku 1 pokazany jest dostatecznie szczegółowy przekrój podłużny A – A przykładowej centrali wentylacyjnej (o wymiarach zbliżonych do oferowanych przez jedną z polskich wytwórni) dla nominalnego
strumienia powietrza 16 000 m3/h. Na rysunku tym sekcja rekuperatora pokazana jest w „łamanym” przekroju poprzecznym B – B . Z powodu małej czytelności tego „łamanego” przekroju B – B na rysunku 2 pokazane są ponadto przekroje poprzeczne D – D, E – E, F – F oraz przekrój podłużny C – C podobnej sekcji, lecz o połowę mniejszej – czyli nie o wymiarach poprzecznych 2 085 x 2 226 – jak na rysunku 1, lecz 1 085 x 2 226 mm, dla których optymalna wartość strumienia powietrza świeżego wynosi 8 000 m3/h, przy czym sekcja rekuperatora pokazana na rysunku 2 nie posiada przepustnicy recyrkulacji powietrza wywiewanego do powietrza wentylującego.
Na rysunkach 1 i 2 (oraz 3) oznaczono:
1 - przepustnica na dopływie powietrza świeżego z czerpni do centrali,
2 - filtr powietrza świeżego,
3 - 2 sztuki wentylatorów dla powietrza nawiewanego - np. zespół PLUG z wentylatorem
typu ER50C – 4DN.F7.1R, który przy prędkości 1760 obrotów/min i strumieniu powietrza 8 000 m3/h posiada spiętrzenie 850 Pa, moc 2,6 kW (z silnikiem 4,0 kW), i sprawność 73 %,
4 - przepustnica letniego obejścia rekuperatora dla powietrza świeżego, która może być również wykorzystywana jako przepustnica by – passu zabezpieczająca rekuperator przed szronieniem – w „trzeciorzędnej” wersji,
5 - przepustnica powietrza świeżego dopływającego do rekuperatora, zabezpieczająca go w okresie letnim przed gromadzeniem się pyłu na jego płytach,
6 - nagrzewnica wstępna zabezpieczająca rekuperator przed szronieniem – jako najbardziej zalecana wersja tego zabezpieczenia,
7 - obudowa sekcji rekuperatora,
8 - pakiet elementów rekuperatora przeciwprądowego („segmentów”) z płyt o wymiarach 230 mm x 454 mm i o łącznej grubości 17 metrów, który dla strumienia powietrza 16 000 m3/h posiada sprawność temperaturową 82 % oraz straty ciśnienia 103 Pa po stronie powietrza świeżego i 126 Pa po stronie powietrza wywiewanego,
9 - wzmocnienie podłogi obudowy sekcji 7 i wanny ociekowej 10, z zestawem rolek umożliwiających „wysunięcie” poza obrys centrali całego pakietu elementów rekuperatora wraz z wanną ociekową 10 oraz kolektorami dolnymi 12 i górnymi 22,
10 – wanna ociekowa,
Rys. 1. Przekrój podłużny ( A – A) nawiewno - wywiewnej centrali wentylacyjnej z sekcją rekuperatora przeciwprądowego dla strumienia powietrza 16 000 m3/h - pokazaną w przekroju B - B
11 – połączenie elastyczne
12 – kolektory powietrza świeżego dopływającego do pakietu elementów („segmentów”) rekuperatora (4 sztuki kolektorów w sekcji pokazanej na rys. 1 i 3 lub 2 sztuki kolektorów w sekcji pokazanej na rys. 2)
13 – wsporniki usztywniające kolektory 12 i przenoszące ciężar pakietu elementów rekuperatora 8 na wannę ociekową 10 i wzmocnienie podłogi sekcji 9,
14 – przepustnica powietrza świeżego wypływającego z rekuperatora, zabezpieczająca go w okresie letnim przed gromadzeniem się pyłu na jego płytach,
15 – nagrzewnica podstawowa,
16 - przepustnica recyrkulacji powietrza świeżego z za nagrzewnicy podstawowej 15 przed rekuperator 8 - - jako „drugorzędna” wersja zabezpieczająca rekuperator przed szronieniem,
17 – wylot powietrza nawiewanego z centrali do pomieszczenia,
18 – 2 sztuki wentylatorów dla powietrza wywiewanego z pomieszczenia – np. zespół
Rys. 2. Przykład kształtu kolektorów powietrza w sekcji rekuperatora, przy którym dla warunków występujących w sekcji pokazanej na rys. 1 prędkość powietrza nie przekracza 4 m/s
PLUG z wentylatorem typu ER50C – 4DN.F7.1R, który przy prędkości 1680
obrotów/min i strumieniu powietrza 8 000 m3/h posiada spiętrzenie 750 Pa, moc 2,3 kW (z silnikiem 4,0 kW) i sprawność 73 %,
19 – filtr powietrza wywiewanego chroniący rekuperator,
20 – przepustnica – jak 5, lecz dla powietrza wywiewanego,
21 – połączenie elastyczne,
22 – kolektory powietrza wywiewanego dopływającego do pakietu elementów („segmentów”) rekuperatora 8 (4 sztuki kolektorów w sekcji pokazanej na rys 1i 3
lub 2 sztuki kolektorów w sekcji pokazanej na rys. 2),
23 – przepustnica recyrkulacji powietrza wywiewanego do powietrza wentylującego – 2 sztuki o wymiarach 800 x 200,
24 – odkraplacz,
25 – przepustnica – jak 14, lecz dla powietrza wywiewanego,
26 – przepustnica letniego obejścia rekuperatora dla powietrza wywiewanego,
27 – przepustnica 800 x 900 odcinająca wyrzutnię przy otwartej przepustnicy 23 i zamkniętej przepustnicy 1 , pozwalająca na pracę centrali tylko „na powietrzu obiegowym”,
28 – wentylatory powietrza wywiewanego w pokazanej na rysunku 3 alternatywnej wersji umieszczenia ich w dolnym pasie sekcji centrali, przy czym sekcja rekuperatora znajduje się po tłocznej stronie wentylatorów nawiewnych i jednocześnie po ssącej stronie wentylatorów wywiewnych – np. 2 sztuki wentylatorów typu B – 355 , które dla 2 660 obrotów/min i strumienia 8 000 m3/h (razem 16 000 m3/h) posiadają spiętrzenie 750 Pa , sprawność 74 % , moc 2,3 kW (z silnikiem 4,0 kW),
29 – połączenie elastyczne,
31 – szczeliny wypływu powietrza świeżego z elementów rekuperatora,
32 – szczeliny wypływu powietrza wywiewanego z elementów rekuperatora,
33 – pionowa płaszczyzna ścianki szerszej części kolektora powietrza świeżego 12,
34 – skośna płaszczyzna ścianki szerszej części kolektora 12,
35 – pionowa płaszczyzna ścianki węższej części kolektora 12,
36 – skośna płaszczyzna ścianki węższej części kolektora 12,
37 – denna niepozioma płaszczyzna węższej części kolektora 12,
38 – jak 33, lecz w kolektorze 22 dla powietrza wywiewanego,
39 – jak 34, lecz jw.,
40 – jak 35, lecz jw.
41 – jak 36, lecz jw.
42 – jak 37, lecz jw.
43 – wlot do centrali powietrza wywiewanego z pomieszczenia,
44 – „kolektor” - trójnik orłowy (tzw. „portki”) - łączący króćce tłoczne obu wentylatorów 28.
Ktoś Ktoś może postawić zarzut, że elementy rekuperatora przeciwprądowego zastosowane w sekcjach pokazanych na rysunkach 1, 2 i 3 są nadmiernie rozdrobnione i bardziej korzystne byłoby dla zmniejszenia ilości kolektorów przyjęcie większych rozmiarów płyt i zmniejszenie grubości pakietu płyt pojedynczych segmentów, dzięki czemu ich ciężar pozostałby w granicach kilku lub kilkunastu kilogramów. Odpowiedzią na taką propozycję może być argumentacja opisana w artykule [5], z której wynika wniosek, że w obecnie dostępnych na rynku rekuperatorach przeciwprądowych dla kolejnych większych rozmiarów płyt pole temperatury jest coraz bardziej zbliżone do pola temperatury w rekuperatorach krzyżowych i parametry pracy tych rekuperatorów z większymi płytami są w istotnym stopniu coraz gorsze.
3. Sekcje wentylatorowe wymagają większego przekroju
poprzecznego centrali niż przekrój proponowanej sekcji rekuperatora
Argumentacja przedstawiona w artykule [6] – wykazująca, że w większości central wentylacyjnych strumień powietrza świeżego stanowi najczęściej od 25 % do 40 % nominalnej wartości strumienia powietrza - wynikającej z warunków letnich dla danej centrali - mogła u czytelnika rodzić przypuszczenia, że ta nowa konstrukcja sekcji rekuperatora może mieć ograniczone zastosowanie z powodu jej ograniczonych możliwości w zakresie wartości strumienia powietrza. Dla zaprzeczenia tym przypuszczeniom, centrala pokazana na rysunku 1 zaproponowana została na bazie gabarytów centrali oferowanej przez jednego z polskich producentów, przy czym wg danych katalogowych tego producenta optymalna wartość nominalnego strumienia (wynikającego z warunków letnich) dla tej centrali wynosi 15 000 m3/h, natomiast rekuperator w centrali na rysunku 1. przystosowany jest dla strumienia 16 000 m3/h a więc zbliżonej a nawet większej od optymalnej wartości dla tej centrali obecnie dostępnej na rynku - więc dla rzadko występującego przypadku, gdy strumień powietrza świeżego stanowi 100 % strumienia nominalnego dla centrali.
Dzięki zastosowaniu stopniowo zmieniającego się przekroju poprzecznego kolektorów 12 i 22 – tak jak pokazano to na rysunku 2 - oraz wynikającego stąd stopniowo zmieniającego się przekroju poprzecznego przestrzeni między tymi kolektorami – również pełniącymi funkcję kolektorów – w tych obecnie stosowanych wymiarach przekroju poprzecznego dla tej wielkości centrali nawet dla w/w 100 % udziału strumienia powietrza świeżego w strumieniu nominalnym jest możliwe uzyskanie przestrzeni dla przepustnicy 23 , w której przy 37 % strumieniu powietrza (6 000 m3/h) jego prędkość nie przekroczy 6 m/s i występuje tylko sporadycznie – jak nadmieniono o tym w artykule [6] - natomiast prędkość w kolektorach 12 i 22 oraz w w/w przestrzeniach nie przekroczy 4 m/s
Dla w/w gabarytów obudowy tego przypadku centrali większym problemem niż zapewnienie dostatecznie małej prędkości powietrza w kolektorach 12 i 22 – jest uzyskanie dostatecznie swobodnego dostępu dla montażu i konserwacji wentylatorów i ich silników, gdyż gabaryty tych zespołów wentylatorowych z trudem mieszczą się w wewnętrznych gabarytach przekroju poprzecznego tej centrali.
Natomiast w przypadku centrali pokazanej na rysunku 3, w którym dla usytuowania rekuperatora po stronie tłocznej wentylatora nawiewnego i po stronie ssącej wentylatora wywiewnego dla recyrkulacji powietrza wywiewanego do powietrza nawiewanego (pomimo tego, że w centrali pokazanej na tym rysunku strumień powietrza świeżego stanowi 100 % jej nominalnego strumienia powietrza) - np. w okresach z zamkniętą czerpnią i wyrzutnią - zastosowany jest dodatkowy przewód, lub nawet dwa równoległe mniejsze przewody dla zmniejszenia ich przestrzennej kolizyjności - łączący stronę tłoczną wentylatora (ów) wywiewnego (ych) ze stroną ssącą wentylatora (ów) nawiewnego (ych). Dzięki temu dla sekcji rekuperatora wykorzystany jest cały poprzeczny
przekrój centrali. Stąd dla takiego przypadku wielkości centrali i strumienia 16 000 m3/h powietrza świeżego - prędkość powietrza w w/w kolektorach i tych w/w przestrzeniach nie przekracza 3,5 m/s
Natomiast w najczęściej występujących przypadkach central, w których strumień powietrza świeżego (wynikający z wymogu zapewnienia świeżości powietrza, który powinien być miarodajny dla doboru wielkości rekuperatora) stanowi od 25 % do 40 % nominalnej wartości strumienia powietrza dla centrali, wynikającej z warunków dla okresu letniego, co opisano w artykule [6] - kształt kolektorów 12 i 22 oraz konstrukcja wzmacniająca kolektorów 12 jest znacznie prostsza i znacznie lżejsza, np. o takim prostokątnym przekroju, który posiada dolny kolektor 12 na rysunku 2 w przekroju E – E.
Rys. 3. Przykład centrali wentylacyjnej o tych samych parametrach i tej samej wielkości jak centrala na Rys. 1, lecz z rekuperatorem po ssącej stronie wentylatora (ów) wywiewnego – szeregowo połączonego z wentylatorem (ami) nawiewnymi
4. Inne zalety proponowanej sekcji rekuperatora
i całej centrali z taką sekcją
Opisana tutaj konstrukcja sekcji rekuperatora przeciwprądowego posiada także inne bardzo istotne zalety, to jest między innymi:
- Składa się ona z dostępnych obecnie na rynku drobnych elementów („segmentów”) rekuperatora przeciwprądowego o dowolnie małej grubości pakietu, np. 0,4 m do 0.7 m o wadze kilkunastu kilogramów lub nawet poniżej 10 kg, co ułatwia montaż oraz prace konserwatorskie – przede wszystkim oczyszczanie powierzchni płyt np. w zmywarkach do naczyń o nieco większej objętości. Zapewnienie szczelności na styku pomiędzy tymi poszczególnymi elementami („segmentami”) rekuperatora nie powinno sprawiać trudności.
- Dowolność kierunków wyprowadzania kolektorów 12 i 22 w takiej sekcji rekuperatora pozwala na uzyskanie możliwości usytuowania otworów wlotowych i wylotowych sekcji dla danego strumienia powietrza po tej samej stronie pionowej osi sekcji. Efekt taki nie był możliwy do uzyskania zarówno w przypadku pojedynczych rekuperatorów krzyżowych jak też w przypadku dotychczas oferowanych rekuperatorów przeciwprądowych. W przyszłości nie jest wykluczone opracowanie konstrukcji oraz opanowanie technologii wytwarzania rekuperatorów przeciwprądowych, które posiadałyby te dwa otwory dla danego strumienia powietrza po tej samej stronie ich podłużnej osi, ale można przypuszczać, że rozwiązanie takie byłoby znacznie bardziej kosztowne niż uzyskiwanie takich efektów dzięki zaprezentowanej tutaj sekcji.
- Dzięki temu, że wlot i wylot danego strumienia powietrza znajduje się po tej samej stronie podłużnej (pionowej) osi rekuperatora (sekcji) – uzyskano możliwość przeniesienia w miejsce bardziej dostępne, przepustnicy oznaczonej na rysunku 1 numerem 4 z „drugiego szeregu” - tj z za lub sprzed rekuperatora krzyżowego – tak jak ta przepustnica 4 w centralach obecnie oferowanych na rynku umieszczana jest dla pełnienia przez nią roli by'passu przeciwszronieniowego, przy czym strumień powietrza w tej przepustnicy w nominalnych warunkach letnich jest znacznie większy niż strumień powietrza dla tego zabezpieczenia przed szronieniem.
- Ktoś mógłby postawić zarzut, że dla uzyskania pokazanego na rys. 1 i 3 takiego bardziej wygodnego usytuowania przepustnicy 4 w przypadku dążenia do uzyskania szeregowej współpracy wentylatora (ów) nawiewnego (ych) z wentylatorem (ami) wywiewnym (mi) – np. tak jak pokazano to na rysunku 3 lub na rysunku 1 w artykule [6] – konieczne jest poniesienie dodatkowych kosztów wynikających z zastosowania dodatkowych przewodów dla tej recyrkulacji. Odpowiedź jest prosta: - strumień powietrza występujący w przepustnicy 4 stanowi 100 % strumienia nominalnego i występuje w okresach szczytowego (letniego) obciążenia centrali, natomiast dla dominującej ilości przypadków udziału powietrza świeżego w nominalnym w granicach od 25 % do 40 % - jak opisano to w artykule [6] – strumień powietrza w przepustnicy 23 zawiera się w przedziale od 60 % do 75 % strumienia nominalnego. Stąd ten dodatkowy przewód dla recyrkulacji w wersji pokazanej na rysunku 3 jest znacząco mniejszy od przekroju dla łatwiejszego usytuowania przepustnicy 4, przy czym celowe jest stosowanie również przepustnicy 26, usytuowanie której w układach pokazanych na rysunkach 1 i 3 jest znacznie bardziej wygodne niż w obecnie stosowanych układach, o czym niżej.
- W obecnie oferowanych centralach wentylacyjnych z pojedynczymi rekuperatorami krzyżowymi nie jest stosowana przepustnica 26 dla uzyskania obejścia rekuperatora przez strumień powietrza wywiewanego w okresie szczytowego obciążenia centrali w warunkach letnich. Bardziej solidni projektanci instalacji wprowadzają taką przepustnicę w dodatkowym (jeszcze jednym) przewodzie by ' passu, natomiast w centralach pokazanych na rys. 1 i 3 taki dodatkowy przewód nie jest już potrzebny.
- Powyższe ułatwienia w usytuowaniu przepustnic 4 i 26 dotyczą również przepustnicy 16 pozwalającej na bardziej wydajne (powodujące zwiększenie rocznego strumienia ciepła odzyskiwanego w rekuperatorze o dalsze prawie 10 % w porównaniu z obecnie powszechnie stosowanym by' passem dla zabezpieczenia rekuperatora przed szronieniem - np. dzięki pracy przepustnicy 4, przy czym pomimo tego, że zwiększenie to uzyskane regulowanym otwarciem przepustnicy 16 staje się przyczyną zwiększenia poboru energii elektrycznej przez silniki wentylatorów nawiewnych, to stosunek tego wzrostu strumienia ciepła do wzrostu poboru energii elektrycznej jest wielokrotnie większy niż np. w przypadku stosowania pomp ciepła. Wykazanie tego wymaga już jednak odrębnego artykułu.
5. Podsumowanie
Opisane wyżej zalety chronionej patentem sekcji rekuperatora oraz chronionego patentem układu centrali, pozwalają oczekiwać dynamicznego upowszechniania się rekuperatorów przeciwprądowych w dowolnie dużych centralach. Znacznie większa sprawność temperaturowa tych rekuperatorów przeciwprądowych – tj. ponad 80 % w przypadku przeważającej części pomieszczeń ( tj o wilgotności poniżej 40 %) - będzie przyczyną wzrostu temperatury zewnętrznej do wartości – 1 oC, poniżej której występuje zagrożenie szronienia rekuperatora, więc znacznie dłuższy będzie roczny czas występowania tego zagrożenia. Zwiększenie tego zagrożenia nie powinno jednak zniechęcać do dążenia w uzyskaniu w/w około - a nawet ponad - 30 procentowego zwiększenia odzyskiwanego strumienia ciepła oraz do uzyskania innych w/w znaczących korzystnych efektów - np technologicznych.
6. Zestawienie cytowanej literatury
[1] Hausladen G., de Saldanha M., Sager Ch.: Luft – [aer]. HLH (2001) Nr 11, S. 51- 53.
[2] Jakóbczak A.: O przewadze walorów rekuperatorów przeciwprądowych nad walorami podwójnych rekuperatorów krzyżowych). - na stronie internetowej www.jakobczak.pollub.pl).
[3] Jakóbczak A.: „Odzyskiwanie ciepła wentylacyjnego ze sprawnością temperaturową 95 % nie może być racjonalne“ - na stronie internetowej www.jakobczak.pollub.pl).
[4] Jakóbczak A.: „Rekuperatory przeciwprądowe”. - na stronie internetowej www.jakobczak.pollub.pl
[5] Jakóbczak A.: Szronienie rekuperatorów. - na stronie internetowej www.jakobczak.pollub.pl
[6] Jakóbczak A.: „Wilgotność powietrza i recyrkulacja w wentylacji”. - na stronie internetowej..www.jakobczak.pollub.pl .
[7] Jakóbczak A.: Układ urządzenia wentylacyjnego z wymiennikiem do odzyskiwania ciepła. Patent nr 204 077 z dn. 22.02.2010 r – wg zgłoszenia nr P-363 653 z dn. 24.11.2003 r Biuletyn Urzędu Patentowego RP nr 11/2005 s. 110.
[8] Jakóbczak A.: Sekcja rekuperatora dla nawiewno – wyciągowej centrali wentylacyjnej. Biuletyn Urzędu Pat. RP nr 18/2010 str. 21 – posiadająca ochronę UP RP decyzją z dnia 15 marca 2011 r., zastrzeżona także w zgłoszeniu europejskim.
[9] Klingenburg; Rekuperator przeciwprądowy GS – bez przeciągów i bez strat ciepła. Chłodnictwo and Klimatyzacja. Nr 8/2007.
[10] Mijakowski M.: Odzysk ciepła w wentylacji. Forum wentylacja – salon klimatyzacja. Warszawa 16 – 17 marca 2010 r.
[11] Rosiński M., Spik Z.: Ocena techniczna i ekonomiczna wybranych układów do odzyskiwania ciepła z powietrza wentylacyjnego. 'Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja Nr 7/2006 r.
-