Rekuperator i rekuperacja
Rekuperator. Czym jest i na czym polega jego innowacyjność? Rekuperator jest urządzeniem stosowanym w systemach wentylacyjnych, umożliwiających rekuperację, tj. odzyskiwanie ciepła z powietrza wywiewanego na zewnątrz obiektu. Sprzęt ten do przekazywania ciepła z wydmuchiwanego powietrza do powietrza nadmuchiwanego, konstruowany jest w różnych architekturach. W zależności od budowy, wyróżniamy rekuperatory krzyżowe, rurowe, przeciwprądowe oraz obrotowe. Najważniejszym zadaniem każdego rekuperatora, bez względu na jego typ, jest maksymalne wykorzystanie oddawanej na zewnątrz budynku (przez istniejącą wentylację) energii cieplnej w celu nagrzania napływającego z zewnątrz powietrza zimnego. Poprawnie dobrany oraz zainstalowany rekuperator generuje spore oszczędności w kosztach eksploatacyjnych obiektu, szczególnie w kwestii jego ogrzewania.
Jakość powietrza i energooszczędność
W dzisiejszych czasach coraz większego znaczenia nabiera oszczędność. Dlatego tak wiele osób inwestuje w energooszczędność swoich mieszkań, tak aby ich koszty ogrzewania były jak najniższe. Warto przy tym pamiętać o zapewnieniu sobie odpowiedniego komfortu, wynikającego z właściwej temperatury i wilgotności powietrza w pomieszczeniu.
O tym jak wentylacja jest ważna świadczą liczby. Zakładając, że przez lokum w ciągu godziny przepływa ok. 100 m3 powietrza, w ciągu roku daje to około 1000 ton. Cała ta przemieszczająca się masa powietrza może wprowadzić do naszego mieszkanie wiele zanieczyszczeń. Zanieczyszczenia powietrza przybierają różne formy – mogą wynikać z obecności człowieka lub są emitowane przez materiały i produkty. W zależności od stężenia i składu chemicznego mogą być nie tylko szkodliwie dla zdrowia ale nawet dla konstrukcji budynku.
W tak zwanym starym budownictwie nieszczelne okna przede wszystkim dostarczały bardzo duże ilości powietrza zewnętrznego. W okresie zimowym znacząco wychładzało to pomieszczenia. Ale z drugiej strony nie było problemu braku dostarczenia powietrza na potrzeby wentylacyjne, chociaż czasami napływ był zbyt duży do wymagań w danym mieszkaniu. Przy dzisiejszych szczelnych oknach sprawa jest nieco bardziej skomplikowana, bowiem bez zastosowanych nawiewników powietrze nie ma jak napływać do pomieszczenia zaś wilgotność w pomieszczeniach wzrasta. Celem wentylacji jest zatem usuwanie zanieczyszczeń przy jednoczesnym ograniczeniu kosztów związanych z podgrzewaniem powietrza.
Jak działa klimatyzacja - opis funkcji klimatyzatora.
Klimatyzacja to proces dostosowania temperatury, wilgotności, czystości i dystrybucji powietrza. Jak widać, klimatyzacja to znacznie więcej niż tylko chłodzenie przestrzeni, w której człowiek mieszka lub pracuje.
Chłodzenie
Klimatyzatory umożliwiają precyzyjną kontrolę temperatury. Można zawsze stworzyć warunki z odpowiednią temperaturą dla jak najlepszego samopoczucia. Klimatyzacja daje nie tylko poczucie komfortu, ale również uczucie świeżości i aktywności nawet przy najbardziej niesprzyjających warunkach na zewnątrz.
Wentylacja
Z systemem klimatyzacyjnym może zostać zintegrowana wentylacja. Wyciąga ona powietrze z pomieszczenia, a wprowadza czyste klimatyzowane powietrze z zewnątrz. Poza sezonem, gdy klimatyzacja jest wyłączona, wentylacja może działać niezależnie.
Ogrzewanie
Klimatyzatory umożliwiają również grzanie. Można cieszyć się stałą idealną temperaturą przez cały rok, bez względu na warunki na zewnątrz. Jest to przyjazna dla środowiska alternatywa dla tradycyjnych systemów grzewczych, ponieważ wykorzystuje ona energię z zewnątrz i przekazuje ją do pomieszczenia. Stąd bierze się nazwa Pompa Ciepła.
Oczyszczanie
Klimatyzatory wytwarzają czyste i zdrowe powietrze. Wszystkie jednostki wewnętrzne wyposażone są w filtry pochłaniające kurz, pyłki, dym, itp., z powietrza. Poziom filtrowania powietrza może zostać zwiększony w zależności od potrzeb klienta. Filtrowanie jest kluczową sprawą dla alergików.
Osuszanie
Podczas chłodzenia klimatyzator osusza powietrze, dając większe poczucie komfortu. Należy również pamiętać, że właściwy poziom wilgotności ogranicza lub zatrzymuje wzrost zanieczyszczeń i pleśni, co ma pozytywny wpływ na osoby z alergiami. Poczucie komfortu dla człowieka zapewnia wilgotność na poziomie 40 do 60 %. Właściwa wilgotność zapewnia również dłuższą żywotność domu i urządzeń.
Co daje klimatyzacja?
Dzięki klimatyzacji można stworzyć warunki, w których użytkownik czuje się najlepiej, z odpowiednią temperaturą i wilgotnością. Nowoczesne klimatyzatory wytwarzają czyste, zdrowe i świeże powietrze, usuwając z niego nadmiar wilgoci i zapobiegając pleśni. Wszystko to można osiągnąć bez przeciągów ani hałasu.
Krótko mówiąc, klimatyzacja poprawia samopoczucie, zwiększa aktywność i kondycję, co daje wiele korzyści, ponieważ kto czuje się dobrze, ten jest bardziej twórczy i produktywny. A kto z nas nie lubi przebywać w klimatyzowanym sklepie, kawiarni, restauracji lub hotelu, szczególnie latem?
Istnieje ścisły związek pomiędzy jakością pracy człowieka a temperaturą jego bezpośredniego otoczenia. Zbyt gorąca, zbyt zimna, lub zbyt wilgotna atmosfera z pewnością nie sprzyja wyższej efektywności pracy.
Udowodniono naukowo, że:
Aby budynek był komfortowy i spełniał swe funkcje, należy właściwie zadbać o znajdujące się w nim instalacje.
Wpływ klimatyzacji na zdrowie.
Coraz więcej osób dbających o zdrowie zwraca uwagę na jakość powietrza w pomieszczeniu. Zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniu może wpłynąć niekorzystnie na zdrowie bardzo szybko lub dopiero po kilku latach. Klimatyzacja jest w stanie zapobiec lub osłabić część z tych ujemnych skutków.
Energooszczędne technologie budowania domów i budynków zmniejszyły naturalną wentylację świeżego powietrza, co w najgorszym przypadku może prowadzić do syndromu chorego budynku. Zlikwidowanie wentylacji budynku pozwala zmniejszyć koszty jego ogrzania lub ochłodzenia. Ale oznacza to jednocześnie utrzymanie wysokiego poziomu wilgotności w budynku z powodu codziennej recyrkulacji tego samego powietrza i znajdujących się w nim zanieczyszczeń. Kurz, dym, bakterie, wirusy, pleśń, grzyby i gazy krążą po całym budynku.
Kurz pochodzi ze skóry, włosów i ubrań; przynoszony jest też na butach z zewnątrz. Pleśń i grzyby pojawiają się wraz z kurzem. Gazy mogą pochodzić z farb, lakierów i klejów.
Wilgotność powyżej 50% znacznie zwiększa śmiertelność wśród chorych na wirusa grypy.
Sposoby na obniżenie stężenia zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniu to wentylacja, filtrowanie i kontrola wilgotności. Klimatyzacja daje takie możliwości. Każde urządzenie klimatyzacyjne ma filtr. Rodzaj filtra zależy od systemu. System ze zintegrowaną wentylacją wymaga mniej wydajnego filtra. Wydajność filtra mierzona jest procentową skutecznością zatrzymywania cząstek zanieczyszczeń.
Zasada działania klimatyzatora.
Zasada klimatyzacji zawsze sprowadza się do jednej rzeczy: pobrać energię w jednym miejscu i oddać ją w innym.
Proces ten wymaga jednostki wewnętrznej i zewnętrznej oraz miedzianych rur do połączenia obu urządzeń. Poprzez rury z jednej jednostki do drugiej przepływa czynnik chłodniczy. To właśnie czynnik chłodniczy pobiera energię w jednej jednostce i oddaje ją w drugiej.
Chłodzenie
1. Jednostka wewnętrzna
Wentylator wywiewa gorące powietrze na wymiennik ciepła, przez który płynie zimny czynnik chłodniczy. Zimny czynnik chłodniczy pochłania ciepło z powietrza i do pomieszczenia wywiewane jest ochłodzone powietrze.
2. Miedziane rury
Czynnik chłodniczy krąży w rurach między jednostkami przenosząc ciepło z jednostki wewnętrznej do jednostki zewnętrznej.
3. Jednostka zewnętrzna
Poprzez sprężenie czynnik chłodniczy w stanie gazowym zostaje ogrzany i zwiększa się jego punkt wrzenia. W jednostce zewnętrznej ciepło uzyskane w wyniku sprężenia zostaje oddane do powietrza na zewnątrz za pomocą wentylatora, który wywiewa powietrze na wymiennik ciepła.
4. Czynnik chłodniczy
Ciekły czynnik chłodniczy wraca do jednostki wewnętrznej.
5. Jednostka wewnętrzna
W jednostce wewnętrznej czynnik chłodniczy jest rozprężany, co umożliwia mu pobranie ciepła z powietrza w pomieszczeniu.
Wybór właściwego urządzenia
Stworzenie właściwej atmosfery to skomplikowany proces. To, jakie urządzenia będą najlepszym rozwiązaniem w danej sytuacji, zależy od wielu czynników. Najlepiej zdać się na opinię firmy instalującej. Poniżej znajdują się wskazówki, które należy mieć na uwadze.
Jaki ma być zakres kontrolowania klimatu w pomieszczeniu?
Czy chodzi tylko o chłodzenie? Czy ma zostać również uwzględniona wentylacja lub grzanie? Od tego zależeć będzie typ systemu.
Ile pomieszczeń?
Od liczby pomieszczeń zależeć będzie system. W przypadku więcej niż jednego pomieszczenia możliwe jest podłączenie kilku jednostek wewnętrznych do jednej jednostki zewnętrznej.
Jakie jest przeznaczenie pomieszczeń?
Czy jest to sklep? Biuro? Sypialnia lub salon? Każde zastosowanie wymaga innego systemu.
Jaka wydajność?
System o zbyt dużej wydajności może być przyczyną przeciągów, wahań temperatury i wysokich rachunków za energię. Przy zbyt niskiej wydajności nie osiągnie się żądanej temperatury. Wybór właściwej wydajności polega przede wszystkim na zleceniu osobie montującej obliczenia zapotrzebowania mocy. Monter uwzględni wpływ różnych czynników na zapotrzebowanie mocy. np. przenikania światła słonecznego, oświetlenia, liczby osób w pomieszczeniu, itp.
Gdzie umieścić jednostkę zewnętrzną?
Jednostka zewnętrzna powinna zostać umieszczona w odpowiednim miejscu, mającym wytrzymałą podstawę i dostęp umożliwiający czynności konserwacyjne.
Gdzie umieścić jednostkę wewnętrzną?
Wybór modelu uzależniony będzie od możliwości montażowych urządzenia: czy w pomieszczeniu jest sufit podwieszany, czy jest wolne miejsce na ścianie, itp. Położenie urządzenia ma również duże znaczenie. Każdy model ma swój własny wzór rozprowadzania powietrza. Niewłaściwe położenie może powodować przeciągi i hałas.
Jakie są warunki atmosferyczne?
Należy wziąć pod uwagę wytrzymałość jednostki zewnętrznej na warunki atmosferyczne. Od tego zależeć będzie żywotność całej instalacji.
Oczyszczanie powietrza?
Cząstki kurzu unoszące się w powietrzu można usunąć dzięki filtrom w jednostkach wewnętrznych. Oferujemy różne filtry w zależności od wymaganego poziomu filtrowania.
Czy klimatyzacja może zaszkodzić zdrowiu?
Tylko źle zorganizowany system klimatyzacji może zaszkodzić zdrowiu. Przy dobrze zorganizowanym systemie klimatyzacji otoczenie może stać się jedynie zdrowsze.
Wilgotność
Dzięki kontroli wilgotności zahamowany zostaje wzrost drobin kurzu i pleśni. Klimatyzacja utrzymuje wilgotność na poziomie 40 - 60%, co ma pozytywny wpływ na osoby z alergiami.
Wentylacja
Klimatyzacja może mieć zintegrowaną wentylację. Wentylacja mechaniczna jest coraz ważniejsza ze względu na sposób budowania domów w dzisiejszych czasach. Dostarczanie świeżego powietrza zapobiega syndromowi chorego budynku.
Filtrowanie
Wszystkie jednostki wyposażone są w filtr. Rodzaje filtrów mogą się różnić w zależności od typu systemu i potrzeb klienta. Zakres skuteczności filtra: od wyłapywania kurzu i innych cząstek, poprzez pyłki, bakterie, wirusy i nieprzyjemne zapachy, po drobnoustroje i dym.
Ważna jest wymiana filtrów po ustalonym czasie. W przypadku wymiany filtrów za późno powstaje ryzyko, że przesycone zanieczyszczeniami niewymienione filtry zaczną oddawać bakterie do powietrza zamiast je zatrzymywać.
Przeciągi
Odpowiedni dobór mocy urządzeń zapewni, że nie będą tworzyć się przeciągi. To zadanie dla specjalisty i powinno zostać wykonane przez osobę montującą. System o zbyt niskiej wydajności nie będzie w stanie utrzymać żądanej temperatury. System o zbyt wysokiej wydajności będzie powodował przeciągi i wahania temperatur.
Jak uniknąć przeciągów?
Przeciągi czasami kojarzone są z klimatyzacją - i rzeczywiście mogą one powstawać na skutek niewłaściwie zaprojektowanego systemu. Dlatego już w fazie projektu konieczne jest rozważenie możliwego wpływu położenia jednostki wewnętrznej i sposobu rozprowadzania powietrza na osoby znajdujące się w pomieszczeniu.
Ważna jest również wysokość pomieszczenia. Producenci urządzeń klimatyzacyjnych zwykle zakładają 2,70 do 3,50 m jako optymalną wysokość pomieszczenia dla systemu klimatyzacyjnego. Chłodne powietrze o temperaturze około 16°C, dostarczane z tej wysokości, miesza się z cieplejszym powietrzem w pomieszczeniu zanim dotrze do poziomu osób przebywających w pomieszczeniu, co zapobiega uczuciu przeciągu.
Niemniej jednak, w przypadku zastosowań w pomieszczeniach nie spełniających tych ogólnych standardów, system klimatyzacyjny można zawsze tak 'dostroić', aby spełniał oczekiwania.
Z pewnością położenie urządzenia oraz wysokość i kształt sufitu mają podstawowy wpływ na pojawienie się lub brak przeciągów. Wyjaśnienie tego wymaga kilku uwag na temat właściwości zimnego powietrza. Zimne powietrze ma tendencję do "przyklejania się" do sufitu przez pewien czas przed opadnięciem. Zjawisko to znane jest jako efekt "Coanda"; umożliwia ono wymieszanie się zimnego powietrza z powietrzem z otoczenia przed opadnięciem do pomieszczenia.
Jednak pojawienie się jakiejkolwiek przeszkody, np. belki sufitowej, wpływa ujemnie na to zjawisko, powodując przerwanie przepływu powietrza. W takim przypadku zimne powietrze po natrafieniu na belkę natychmiast opada, co może wywołać pewien dyskomfort u osoby przebywającej bezpośrednio pod belką.
Również dwie jednostki umieszczone naprzeciwko siebie będą powodować kolizję przepływu zimnego powietrza w podobny sposób.
Cykl obiegu czynnika chłodniczego - co to jest?
Klimatyzator działa podobnie jak lodówka. Czynnik chłodniczy przepływa przez system, zmieniając swój stan. 'Cykl chłodniczy' składa się z czterech procesów.
Procesy:
1. Sercem klimatyzatora jest sprężarka, która pompuje czynnik chłodniczy przez system. Przed sprężarką czynnik chłodniczy jest gazem pod niskim ciśnieniem. W sprężarce gaz zostaje poddany wysokiemu ciśnieniu i ogrzany, a następnie przepływa w stronę skraplacza.
2. W skraplaczu sprężony gorący gaz oddaje ciepło do powietrza na zewnątrz i staje się przechłodzoną cieczą pod wysokim ciśnieniem.
3. Sprężona ciecz przechodzi przez zawór rozprężny, który zmniejsza jej ciśnienie, w wyniku czego temperatura spada poniżej temperatury chłodzonego otoczenia. W efekcie powstaje zimny rozprężony czynnik chłodniczy w stanie ciekłym.
4. Rozprężony czynnik chłodniczy płynie do parownika, gdzie poprzez parowanie pochłania ciepło z powietrza w pomieszczeniu przechodząc w rozprężony stan gazowy. Gaz płynie z powrotem do sprężarki, gdzie cały cykl zaczyna się od nowa.
W przypadku pompy ciepła cały cykl może zostać odwrócony.
Co się dzieje z bakterią Legionella?
W warunkach naturalnych bakteria Legionella rozwija się w wodzie. Temperatura ma ogromne znaczenie dla rozmnażania tej bakterii. Szczególnie temperatury pomiędzy 40 a 50°C mogą prowadzić do wzrostu jej kolonii.
W systemach wody lodowej o przemysłowym zastosowaniu, bakteria Legionella nie ma warunków do życia ze względu na niską temperaturę wody w zamkniętym obwodzie.
Czynniki wpływające na zapotrzebowanie mocy.
Człowiek od wieków stara się poprawiać poziom komfortu, jaki daje mu otoczenie. W chłodniejszych regionach próbujemy ogrzać nasze mieszkania, a w cieplejszym klimacie ochłodzić, ponieważ jeśli nie jest nam wygodnie, nie możemy ani pracować, ani odpoczywać. Ale warunki termiczne, niezbędne dla naszego poczucia komfortu, zależą od trzech podstawowych czynników:
Czynnik ludzki
nasza odzież i poziom aktywności oraz czas pozostawania w takich samych warunkach.
Nasze otoczenie
temperatura promieniowania i temperatura otoczenia.
Powietrze
temperatura, prędkość i wilgotność.
Czynnik ludzki jest w najmniejszym stopniu przewidywalny ze wszystkich tych czynników.
Kontrolując pozostałe czynniki można zapewnić tak bardzo pożądane poczucie komfortu.
Zmiany wzorców budowy, stylu pracy i zamieszkania stworzyły nowe parametry, które muszą wziąć pod uwagę projektanci.
Na przykład, nowoczesne budynki wytwarzają o wiele więcej ciepła niż budynki sprzed 50 lat; dzieje się tak z wielu powodów:
Przenikanie światła słonecznego
Wraz z rozwojem technologii budownictwa wzrosło wykorzystanie szkła - nawet jeśli montowane jest szkło zatrzymujące promienie słoneczne, zyski ciepła ze światła słonecznego mogą być znaczące.
Osoby zajmujące pomieszczenie
W pomieszczeniach biurowych zwykle umieszcza się coraz większą liczbę osób - każda z nich wytwarza około 120W/h ciepła.
Urządzenia elektryczne
Komputery, drukarki i kserokopiarki - nieodłączne elementy nowoczesnego biura - również wytwarzają znaczący ładunek ciepła.
Oświetlenie
Wiele nowoczesnych sklepów mogłoby zostać ogrzanych samym oświetleniem - zyski ciepła rzędu 15-25W/m2 nie są w Europie rzadkością.
Wentylacja
Wpuszczenie do budynku powietrza z zewnątrz powoduje również wprowadzenie jego temperatury; jeśli na zewnątrz jest 30°C, zaczynają się problemy!
Co to jest transfer ciepła?
Ciepło zawsze przepływa od cieplejszej substancji do chłodniejszej. Szybciej poruszające się cząsteczki oddają część swojej energii wolniejszym cząsteczkom. W efekcie szybsze cząsteczki zwalniają swój ruch, a wolniejsze przyspieszają. Ujmując rzecz w prostych słowach, oznacza to, że gdy na zewnątrz jest gorąco, ciepło próbuje 'wedrzeć się' do chłodniejszego wnętrza.
Ciepło może zostać przeniesione z jednego ciała do drugiego w następujące sposoby:
Co to jest technologia inwerterowa?
Technologia inwerterowa wbudowana jest w jednostkę zewnętrzną. Można ją porównać do technologii w samochodzie: "Im mocniej naciskasz gaz, tym szybciej jedziesz".
Inwerter stopniowo zwiększa swoją moc w zależności od wydajności potrzebnej do ochłodzenia lub ogrzania pomieszczenia. Działanie jednostki bez inwertera można porównać do włączania i wyłączania lampy. Włączenie tego typu urządzenia powoduje uruchomienie na pełnej mocy.
Zalety technologii inwerterowej:
Czym się różni ciepło jawne od utajonego?
W klimatyzacji znaczenie mają dwie formy ciepła:
ciepło jawne
ciepło utajone
Ciepło jawne
Podczas ogrzewania ciała jego temperatura rośnie w miarę dodawania ciepła. Wzrost ciepła zwany jest ciepłem jawnym. Podobnie, gdy obiekt oddaje ciepło i jego temperatura spada, usunięte ciepło również zwane jest ciepłem jawnym. Ciepło jawne to ciepło, które powoduje zmianę temperatury obiektu.
Ciepło utajone
Wszystkie czyste substancje w przyrodzie mogą zmieniać swój stan skupienia. Ciało stałe może stać się cieczą (lód zamienia się w wodę), a ciecz gazem (woda w parę wodną), ale takie zmiany wymagają dodania lub pobrania ciepła. Ciepło, które powoduje te zmiany, zwane jest ciepłem utajonym.
Ciepło utajone nie zmienia jednak temperatury substancji - na przykład gotująca się woda utrzymuje temperaturę 100°C. Ciepło dodane w celu podtrzymania gotowania się wody to ciepło utajone. Ciepło, które powoduje zmianę stanu skupienia bez zmiany temperatury zwane jest ciepłem utajonym.
Zrozumienie tej różnicy jest kluczowe dla wyjaśnienia. dlaczego w systemach chłodzących używany jest czynnik chłodniczy. Wyjaśnia również dlaczego do określenia wydajności chłodniczej urządzenia używane są zwroty 'wydajność całkowita' (ciepło jawne i utajone) i 'wydajność jawna'. Podczas cyklu chłodzenia w urządzeniu następuje skraplanie spowodowane usuwaniem ciepła utajonego z powietrza. Wydajność jawna to wydajność niezbędna do obniżenia temperatury, natomiast wydajność utajona to wydajność potrzebna do usunięcia wilgoci z powietrza.
Centrale wentylacyjne z odzyskiem ciepła (Rekuperatory)