Co to jest wymiennik entalpiczny ?
W dużym skrócie, wymiennik entalpiczny odzyskuje nie tylko ciepło, ale ze względu na właściwości i użyte materiały z którego jest zbudowany, również wilgoć.
Dlaczego warto stosować wymiennik entalpiczny ?
Aby odpowiedzieć na to pytanie, warto wyjaśnić co stanowi idealny klimat dla zdrowego życia. Idealna wilgotność w pomieszczeniach to 30 – 50% wilgotności względnej i temperatura 18 – 22°C, co jest zmienne w zależności od okresu roku i zależy również od naszych preferencji.
Norma EN 167898-1-2019 Charakterystyka energetyczna budynków — Wentylacja budynków — Część 1: Parametry wejściowe środowiska wewnętrznego do projektowania i oceny charakterystyki energetycznej budynków w odniesieniu do jakości powietrza wewnętrznego, środowiska cieplnego, oświetlenia i akustyki – określa wymagania dotyczące parametrów środowiska wewnętrznego w odniesieniu do środowiska cieplnego, jakości powietrza wewnętrznego, oświetlenia i akustyki. Określa zawartość w powietrzu wewnętrznym zanieczyszczeń takich jak poziom wilgoci i stężenie dwutlenku węgla.
Producenci central rekuperacyjnych są świadomi potrzeby utrzymania wilgotności powietrza na odpowiednim poziomie dlatego często stosują dodatkowe nawilżanie poprzez naturalną dyfuzję wilgoci za pomocą obrotowego wymiennika. Rozwiązania te mają jednak swoje wady. Wilgotność uzyskana tymi metodami obejmuje również zapachy, które pojawiają się we wnętrzach, powstałymi między innymi podczas gotowania czy prozaicznych czynności życiowych człowieka. Innymi słowy, „cokolwiek” i wszystko zawarte w powietrzu jest usuwane z pomieszczenia i wtłaczane do niego ponownie. Ponadto wymienniki obrotowe są bardziej podatne na nieszczelności.
Jak działa zwykły entalpiczny wymiennik przeciwprądowy ?
Aby móc przenosić wilgoć, materiał użyty na lamelę takich wymienników musi posiadać taką zdolność. Umożliwiają to membrany, czyli specjalne materiały, które są w stanie ułatwić przenoszenie jedynie wilgoci. Zjawisko to nazywane jest selektywną przepuszczalnością. W idealnym przypadku oznacza to przepuszczalność tylko dla cząsteczek pary wodnej. Fakt ten jest ważny, aby zapewnić, że zanieczyszczenia powietrza takie jak dwutlenek węgla i nieprzyjemne zapachy powstałe na skutek czynności życiowych człowieka, z kuchni, toalet, pomieszczeń brudnych, nie będą wracały do pomieszczeń.
Powszechnie stosowane są membrany porowate, tj. membrany z mikroporami, które przepuszczają tylko cząsteczki wody. Wadą takich membran jest to, że przepuszczają one również mniejsze cząsteczki, a pory powoli się zatykają, co z czasem zmniejsza ich wydajność.
Alternatywą są membrany jonowymienne. Działają one w oparciu o zdolność cząsteczki wody do „wspinania się” po drabinie wiązań jonowych, podczas gdy inne gazy i cząsteczki nie posiadają takich właściwości. W praktyce oznacza to, że cząsteczki pary wodnej mogą naturalnie przechodzić z obszaru o wyższej wilgotności do obszaru o niższej wilgotności, podczas gdy inne cząsteczki i gazy nie.
Właśnie w tej selektywności jest duża różnica. Selektywność można jednak zmierzyć umieszczając membranę między dwiema przestrzeniami, z których jedna zawiera powietrze, a druga inny gaz (CO2 , CO lub NH3 ). W przestrzeni z powietrzem mierzy się stężenie gazu. Jeżeli stężenia gazu nie da się zmierzyć w standardowy sposób, to można je również zmierzyć za pomocą chromatografu gazowego, który dokładniej określa zawartość szkodliwych gazów.
Czy wymiennik entalpiczny nadaje się również do eksploatacji letniej ?
TAK – latem poziomy wilgotności znacznie się różnią. Bardzo wilgotne powietrze często napływa z zewnątrz. Wilgotne powietrze podnosi temperaturę pozorną, potęgując tym samym odczucie ciepła. Wymiennik entalpiczny może zmniejszyć wilgotność powietrza nawiewanego, aby zwiększyć komfort przebywania ludzi.
Natomiast w skrajnie suchym klimacie wnętrza są nawilżane sztucznie, przez co wilgoć w procesie rekuperacji zostałaby bezcelowo wyczerpana. Wymiennik entalpiczny zwraca znaczną część tej wilgoci.
Jakie są wady stosowania wymiennika entalpicznego ?
Wymienniki entalpiczne mają również wady:
Cena zakupu – wymienniki entalpiczne są znacznie droższe od klasycznych wymienników aluminiowych czy tworzywowych. Biorąc jednak pod uwagę fakt, że w pomieszczeniach spędzamy nawet 90 % naszego życia, warto rozważyć wyższą inwestycję.
Niższa wydajność temperaturowa – spowodowane jest to tym, że większość membran dostępnych na rynku to bardzo cienkie folie. Te cienkie folie nie mogą być uformowane w duże powierzchnie wymiany ciepła, a także nie są samonośne i dlatego wymagają ram odpowiednich, które tworzą przestrzeń między lamelami. Ramy te zmniejszają powierzchnię wymiany ciepła i wilgoci nawet o 20 %.
Mniejsza odporność na nierówne ciśnienie – dzieje się tak ze względu na to, że membrana jest podatna na zginanie. Z tego powodu ciśnienie w jednej gałęzi może spaść, a w innej może wzrosnąć, a wydajność wentylatora centrali nie zawsze będzie w stanie zrekompensować tą różnicę.
Co sprawia, że wymienniki entalpiczne w centralach Vallox w technologii METALPIC są tak wyjątkowe ?
Wysoka wydajność temperaturowa – ze względu na użyte materiały nie są wymagane żadne ramy, w rezultacie czego powierzchnia wymiany ciepła jest większa, a wydajność wymiany ciepła wzrasta nawet do 90 %.
Wydajność przenoszenia wilgoci – poziom przenoszenia wilgoci z powietrza wywiewanego do nawiewanego osiąga wartości do 75 %.
Szczelność – wymienniki METALPIC, ze względu na zastosowane materiały i proces ich powstawania cechują się bardzo wysoką szczelnością.
Wysoka odporność na nierówne ciśnienie – dzięki solidności użytych materiałów wymienniki METALPIC są w stanie wytrzymać nierówne ciśnienia do 800 Pa.
Wysoka selektywność –membrany METALPIC są wysoce selektywne. Są wysoce przepuszczalne tylko dla pary wodnej, a nie dla zapachów i innych gazów. Weryfikacja selektywności została przetestowana przez niezależne instytucje.
Łatwa wymiana w istniejących urządzeniach – dzięki tym samym wymiarom i równie wysokim parametrom sprawności temperaturowej w prosty sposób można zamienić zwykły wymiennik aluminiowy na wymiennik METALPIC.
Jak osiągnęliśmy te parametry?
Zastosowanie Metalpic , czyli sztywnego materiału porowatego, pokrytego cienką warstwą membrany jonowymiennej, selektywnie przepuszczalnej, umożliwiło osiągnięcie tych parametrów.
Membrana ta charakteryzuje się doskonałymi parametrami przenikania wilgoci , dzięki czemu możemy ją łączyć również z klasycznymi lamelami aluminiowymi, co zwiększa efektywność wymiany ciepła.
