Wydajność indywidualnego systemu grzewczego w prywatnym domu można znacznie zwiększyć, jeśli jest dość wysoka (do 3000C) temperatura gazów spalinowych, które są uwalniane podczas spalania dowolnego rodzaju paliwa.
Taki jest właśnie cel rekonwalescencji (od łacińskiego słowa recuperatio). Pod tym pojęciem rozumie się zachowanie, zwrot części energii cieplnej, która została już zużyta na spalanie gazu, węgla, pelletu itp.
Rekuperacja znajduje szerokie zastosowanie w technologii: w przemyśle metalurgicznym, w piecach grzewczych, w głównym transporcie elektrycznym. Nie mniej przydatne jest używanie go w życiu codziennym. Czym więc jest rekuperator - jednostka, która w praktyce zwiększa wydajność urządzeń grzewczych w prywatnym domu?
Trochę o zasadzie odzysku ciepła
Do spalania paliwa potrzebne jest czyste powietrze: jego brak, a zwłaszcza w zimnych porach roku niskie temperatury początkowe znacznie podnoszą wartości zużycia paliwa wymagane do jego stabilnego spalania. Jeżeli zaaranżujemy tak, że przepływ dopływającego powietrza i spalin spalinowych jest oddzielony ścianką wykonaną z materiału o dobrej przewodności cieplnej, to znaczna część odchodzącego ciepła odda swoją energię cieplną do nawiewanego powietrza. Opisany proces to odpowiednio rekuperacja powietrza, urządzenie ją realizujące nazywa się rekuperatorem.
Odzysk ciepła odbywa się w następującej kolejności. Zimne czyste powietrze (przy spadku temperatury zewnętrznej rekuperacja następuje intensywniej) jest zasysane przez otwory wentylacyjne w systemie grzewczym domu prywatnego i wchodzi do wymiennika ciepła, którego korpus może być wykonany z dowolnego materiału o dobra przewodność cieplna. W przeciwnym kierunku (przeciwnym lub krzyżowym) spaliny odprowadzane przez kocioł lub oddymiacz pieca poruszają się po sąsiednim kanale powietrza. W trakcie ruchu, zgodnie z zasadami wymiany ciepła, do 80% energii cieplnej jest usuwane z ciepłego powietrza przez zimne powietrze, po czym jest wysyłane do urządzeń grzewczych prywatnego domu. Spaliny, które oddały ciepło, są wyrzucane.
Nawiasem mówiąc, nawet po rekuperacji temperatura odprowadzanych produktów spalania jest dość wysoka (do 80 ... 1000C), w związku z czym ich ponowne wykorzystanie nie jest wykluczone, na przykład do ogrzewania łaźni, garażu i innych pomieszczeń pomocniczych gospodarstwa domowego.
Rekuperator w prywatnym domu - luksus czy konieczność
Odzysk czystego powietrza jest kontrolowanym procesem termofizycznym. Jego intensywność można zwiększyć dzięki następującym czynnikom:
- zastosowanie materiałów o podwyższonej wartości współczynnika przenikania ciepła (np. stal żaroodporna, ceramika mineralna);
- zwiększenie powierzchni wymiany ciepła;
- wydłużenie samego rekuperatora;
- poprawa jakości wykonania i montażu rekuperatora, w którym wykluczone byłoby przecieki powietrza z jednej części rekuperatora do drugiej.
Odzysk powietrza w systemie grzewczym jest, ściśle rzecz biorąc, opcjonalny. Ale biorąc pod uwagę rzeczywiste składniki bilansu cieplnego domu prywatnego, gdy do 30% energii cieplnej opuszcza dom przez istniejące pęknięcia i nieszczelności, a do 15% ciepła jest wyrzucane do oddymiania urządzenia,istniejący rekuperator mieszkania pozwoli jego właścicielom znacznie zaoszczędzić na ogrzewaniu. Biorąc pod uwagę, że sezon grzewczy w naszym kraju trwa pół roku lub dłużej, korzyści finansowe są oczywiste.
Lepiej jest zapewnić rekuperator powietrza do wentylacji mieszkania nawet na etapie budowy prywatnego domu, gdy opracowywany jest system wentylacji nawiewno-wywiewnej.
Gdzie zainstalować rekuperator
Ponieważ wymiary wymiennika ciepła nie powinny zakłócać funkcjonowania systemu grzewczego, zwykle umieszcza się go na poddaszu domu. Tam rekuperator jest zwykłym równoległościanem ceramicznym, stalowym lub ceglanym, wyposażonym w odpowiednią ilość przewodów dymowych i powietrznych. W takim przypadku ogrzane powietrze wchodzi do urządzenia grzewczego, a powietrze wywiewane jest wyrzucane przez deflektor.
Rekuperator do domu nie tylko zwiększa wydajność urządzeń grzewczych, ale także pozwala regulować wilgotność względną czystego powietrza we wszystkich pomieszczeniach. Wynika to z faktu, że rekuperacji zawsze towarzyszy wymiana ciepła między spalinami a świeżym powietrzem, w związku z czym na ściankach wymiennika ciepła stale tworzy się wilgoć. Poprzez porowate powierzchnie komunikuje się z powietrzem nawiewanym. Dzięki temu przy obecnym ogrzewaniu wilgotność powietrza wewnątrz pomieszczeń nie spada, co ma korzystny wpływ na parametry klimatyczne i zdrowie mieszkańców, stan roślin domowych itp.
Rekuperatory w wykonaniu przemysłowym są bardziej zwarte, dzięki czemu mogą być instalowane w innych pomieszczeniach technicznych domu/mieszkania.
Konstrukcje rekuperatorów domowych
Rekuperator powietrza do mieszkania i / lub domu jest strukturalnie prostą, ale bardzo ważną jednostką systemu wentylacyjnego, dlatego nakłada się na niego szereg obowiązkowych wymagań konsumentów:
- ścisłość;
- bezpieczeństwo w pracy;
- wytrzymałość cieplna;
- łatwość instalacji, rutynowej konserwacji i napraw.
- stabilność funkcjonowania.
Produkowane seryjnie rekuperatory powietrza do wentylacji dzielą się na następujące typy:
- stal wirnikowa, w której wymiana ciepła następuje dzięki ciągłemu obrotowi aluminiowego wirnika umieszczonego wewnątrz korpusu. Prędkość obrotową (a w konsekwencji prędkość rekuperacji) można kontrolować zmieniając prędkość takiego obrotu.
- stalowa płytowa, z wymiennikiem ciepła, w której zastosowano wyjmowane kasety celulozowe: zapewnia to kontrolę wskaźników wilgotności w pomieszczeniach.
- wykonane z kształtek ogniotrwałych (lub ceramiki): o zwiększonych wymiarach charakteryzują się wysoką stabilnością procesu wymiany ciepła, dzięki czemu nadają się do stosowania w wysokich temperaturach spalin.
- stalowe rurki: wyróżniają się zwiększoną objętością, ale dobrze funkcjonują w warunkach złożonych systemów wentylacji nawiewno-wywiewnej dwu- i trzypiętrowych domów prywatnych.
Rekuperator - zarówno do systemu wentylacji prywatnego domu, jak i do ogrzewania powietrza - można wykonać ręcznie. Najprościej jest wykonać rekuperator płytowy, natomiast jako materiał płyty stosuje się aluminium (przy temperaturach spalin do 3000C) lub gatunki stali 12XM lub 15MX, których wytrzymałość cieplna wynosi 550 ... 6000C. Szamot służy do układania rekuperatorów cegieł.
