Ogrzewanie budynków to swoisty temat rzeka, ponieważ istnieją dziesiątki, jak nie setki sposobów na to, aby utrzymywać komfortową temperaturę powietrza w pomieszczeniach, niezależnie od temperatury na zewnątrz. Aby omówić nowoczesne systemy wykorzystywane do ogrzewania pomieszczeń, rozpoczniemy od omówienia procesu wentylacji oraz odzysku ciepła, a dopiero potem skupimy się na konkretnych wymiennikach ciepła, a dokładniej ich rodzajach, ponieważ pod tą nazwą kryje się wiele ciekawych rozwiązań technologicznych.
Po co wentylować?
Nowoczesne systemy odzyskiwania ciepła odnoszą się w większości przypadków do układów mechanicznej wentylacji, ponieważ umożliwia ona zarządzanie przepływem mas powietrza. Układy naturalne takiej możliwości nie mają, a więc w ich przypadku instalacja wymiennika ciepła jest bezcelowa. Jeśli chodzi o sam proces wentylowania, ma on dwa zastosowania. Pierwszym jest fakt dostarczania świeżego powietrza do pomieszczeń, a drugim pozbywanie się z powietrza dwutlenku węgla oraz nadmiaru wilgoci, która mogłaby powodować rozwijanie się grzybów na przykład na ścianach szczytowych.
Co daje nam rekuperacja?
Odzyskiwanie ciepła z pomieszczeń, jak wiemy związane jest z wentylacją mechaniczną, której jednym z elementów będzie rekuperator wyposażony w wymiennik ciepła. Umożliwia on zależnie od zastosowanej technologii odzysk od pięćdziesięciu do nawet ponad dziewięćdziesięciu procent ciepła, co zważywszy na fakt, że nie istnieje układ cieplny o stuprocentowej sprawności (osoby zainteresowane tym faktem odsyłamy do postaw termodynamiki), jest wynikiem fenomenalnym.
Warto przy tym zaznaczyć, że w niektórych układach (głównie przemysłowych) montuje się więcej niż jeden wymiennik ciepła, tworząc szeregowe ich połączenia, co dodatkowo zwiększa sprawność całego systemu. Montaż mniej wydajnych urządzeń, ale tańszych, może bezpośrednio wpłynąć na koszty ogrzewania, jednak przed zastosowaniem takiego rozwiązania należy przyjrzeć się, które rozwiązanie będzie bardziej opłacalne: zastosowanie dwóch tańszych wymienników o gorszej sprawności czy jednego droższego, ale o znacznie lepszym odzysku ciepła.
Układ przeciwprądowy – gdzie się odnajdzie?
Pierwszą rzeczą, którą trzeba omówić w przypadków tych urządzeń, jest fakt, że człon tej nazwy nie odnosi się w żadnym wypadku do zmiany przepływu prądu elektrycznego w urządzeniu, ale układu kanalików powietrznych wewnątrz wymiennika ciepła. W celu jak największego odzysku energii zastosowano w nich układy z przepływem powietrza w przeciwnych kierunkach, a więc ciepłe oraz zimne powietrze biegnie przez dość długą trasę obok siebie, co znacząco wpływa na powierzchnie bezpośredniego kontaktu pomiędzy nimi. Wydajność takiego układu zależy więc bezpośrednio od ilości oraz układu kanałów ciepłego oraz zimnego powietrza.
Droga obu strumieni powietrza może zostać wydłużona przez ułożenie kanalików w taki sposób, by przepływało ono nie tylko przeciwprądowo, ale również spiralnie. Takie rozwiązanie wykorzystane jest w tzw. spiralnych wymiennikach ciepła, które mają kształt walca. Tego typu urządzania idealnie sprawdzą się więc w dużych centrach handlowych, firmach przemysłowych oraz również w domach mieszkalnych. Wymienniki tego typu są dość drogie, jednak po analizie zysków i kosztów może się okazać, że zwrócą się znacznie szybciej niż tańsze rozwiązania ze względu na osiąganie lepszych parametrów.
Rekuperacja krzyżowa
Tańszymi wymiennikami ciepła, które dość często stosuje się w domach jednorodzinnych są rekuperatory krzyżowe, które w odróżnieniu od wcześniej wspomnianych urządzeń, opierają się o prostopadłe ułożeniu kanałów przepływu powietrza. Wynika z tego fakt, że są one dużo mniej wydajne, ponieważ powierzchnia styku pomiędzy nimi jest znacząco ograniczona. W ich przypadku sprawdza się zatem montażu kilku urządzeń szeregowo, dzięki czemu możliwe jest zwiększenie wydajności o kilkanaście procent.
Podsumowując, w niewielkich domach sprawdzą się zarówno układy krzyżowe, jak i przeciwprądowe, choć cena tych drugich bywa znacznie wyższa. Nim jednak ocenimy je negatywnie, warto zastanowić się, czy w wieloletnim rozrachunku, raz wydając więcej pieniędzy na wydajny wymiennik ciepła, nie uda nam się dużo więcej zaoszczędzić. To może przeważyć na decyzji.