Zgodnie z obowiązującym Rozporządzeniem coraz większy nacisk kładzie się na ergonomię i wykorzystanie ciepła zgromadzonego w powietrzu. Powoduje to zwiększenie efektywności wymiany powietrza oraz obniżkę rachunków za ogrzewanie. W instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych o strumieniu objętości powietrza większym od 500m3/h, pracujących 1000 godzin w ciągu roku wymagane jest stosowanie urządzeń do odzysku ciepła. Może to być komora mieszania, w której zachodzi mieszanie recyrkulującego powietrza wywiewanego z powietrzem zewnętrznym, lub wymienniki do odzysku ciepła, w których następuje przekazywanie ciepła jawnego lub jawnego i utajonego pomiędzy powietrzem zewnętrznym a wywiewanym.
Podział i budowa wymienników do odzysku ciepła.
Ze względu na zastosowany sposób przekazywania ciepła wymienniki dzieli się na rekuperatory i regenatory.
W rekuperatorach strumienie masy powietrza zewnętrznego i usuwanego z pomieszczenia są od siebie oddzielone przeponą i przekazywane jest między nimi tylko ciepło jawne, z ewentualnym wykorzystaniem w okresie zimowym ciepła utajonego, pochodzącego od pary wodnej, wykroplonej z powietrza wywiewanego. Ze względu na sposób przekazywania ciepła pomiędzy tymi strumieniami wymienniki dzieli się na:
- Z bezpośrednią wymianą ciepła, w których ciepło przekazywane jest przez przegrodę oddzielającą dwie masy powietrza, najczęściej stosowanymi rozwiązaniami są wymienniki płytowo-krzyżowe lub wymienniki przeciwprądowe,
- Z czynnikiem pośredniczącym, w których ciepło pomiędzy dwoma wymiennikami, zainstalowanymi w przewodzie powietrza zewnętrznego i usuwanego, przekazywane jest przez czynnik przepływający w łączących je przewodach. Ze względu na sposób wywoływania przepływu tego czynnika można je podzielić na wymienniki z przepływem wymuszonym i samoistnym.
W przypadku przepływu wymuszonego, jako czynnik pośredniczący najczęściej stosuje się wodę z glikolem, której przepływ wymuszany jest przez pompę. Najpopularniejszym rozwiązaniem w przypadku przepływu samoistnego, są rurki cieplne („heat pipe”), wypełnione czynnikiem niskowrzącym, np. freonem. W rurkach pionowych, zwanych grawitacyjnymi, przepływ freonu następuje w wyniku działania siły wyporu, natomiast w przypadku rurek poziomych, wspomagany jest przez siły kapilarne.
Rekuperatory są bardzo popularne także wśród mieszkańców Szczecina, którzy decydują się na budowę domu. Wyposażenie domu w rekuperator gwarantuje zawsze świeże i czyste powietrze bez konieczności otwierania okien oraz eliminuje problem wilgoci.
Rodzajem rekuperatora z czynnikiem pośredniczącym z obiegiem wymuszonym są także pompy ciepła, w których przez czynnik niskowrzący ciepło przekazywane jest od źródła dolnego (w zimie powietrze wywiewane, w lecie zewnętrzne) do źródła górnego (w zimie powietrze zewnętrzne, w lecie wywiewane) przez układ ze sprężarką. Urządzenia te są jednak zazwyczaj traktowane jako odrębna grupa wymienników i zaliczane do zaawansowanych urządzeń klimatyzacyjnych.
W regeneratorach strumienie masy powietrza zewnętrznego i usuwanego naprzemiennie kontaktują się z masą akumulującą ciepło i wilgoć („wymienniki higroskopijne”) lub tylko ciepło („wymienniki niehigroskopijne”). Jako rozwiązanie techniczne stosuje się tu najczęściej wymienniki obrotowe lub nieobrotowe, wyposażone w zespół przepustnic, naprzemiennie przepuszczających powietrze przez dwa pakiety akumulacyjne. Dużą wadą wymienników obrotowych jest możliwość przenikania powietrza pomiędzy dwoma masami, stąd nie powinno się ich stosować w wentylacjach i pomieszczeniach w których jest niedozwolona recyrkulacja.
Idea wymiany ciepła w wymienniku ciepła.
