Jedním způsobem, jak minimalizovat problémy s kvalitou vzduchu a vlhkostí v domácnosti, aniž byste otevírali okno, je instalace mechanického větracího systému, například vzduch-vzduch tepelného výměníku. Vzduch-vzduch tepelný výměník uvádí do tepelného kontaktu dva proudy vzduchu různých teplot, přičemž během topné sezóny přenáší teplo ze vyvětrávaného vnitřního vzduchu do přicházejícího venkovního vzduchu.
V létě může tepelný výměník ochladit a v některých případech i odvlhčit horký venkovní vzduch, který prochází jím a proudí do domu pro větrání. Vzduch-vzduch tepelný výměník odstraňuje nadbytečnou vlhkost a odstraňuje pachy a nečistoty vznikající uvnitř.
Typy
Obecně se tepelné výměníky klasifikují podle způsobu pohybu vzduchu skrze zařízení. U protiproudového výměníku proudy horkého a studeného vzduchu tekou paralelně opačnými směry. U příčnoproudového zařízení proudy vzduchu tekou kolmo na sebe. Axialní proudové zařízení využívá velkého kola. Vzduch ohřívá jednu stranu kola, která postupně přenáší teplo na studený vzduch při svém pomalém otáčení. Tepelný trubkový výměník využívá chladiva k přenosu tepla. K dispozici jsou i další typy zařízení pro speciální aplikace. Malé stavby, jako jsou rodinné domy, obvykle používají protiproudové nebo příčnoproudové výměníky.
Ventilátor s rekuperací tepla nebo ventilátor s rekuperací energie a klima
Většina vzduch-vzduch výměníků instalovaných v severních klimatických podmínkách jsou ventilační systémy s rekuperací tepla (HRV). Tato zařízení zachycují teplo z odváděného vzduchu a vracejí ho do budovy.
Díky nedávným technologickým pokrokům stoupá také využití ventilátorů s rekuperací energie (ERV). Dříve se ERV používaly hlavně v klimatických podmínkách s vyšší vlhkostí, kde je chladicí zátěž větší než topná. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma typy spočívá v tom, že HRV zachycují pouze teplo, zatímco ERV zachycují jak teplo, tak i vlhkost. ERV čelily problémům s nižší účinností kvůli přesycení vnitřních desikačních kol během dlouhodobých období vysoké vlhkosti, ale při správné instalaci a údržbě mohou vytvořit zdravější prostředí a dosáhnout větších úspor energie. Navíc většina dnes prodávaných ERV jsou deskové typy, které neobsahují desikační kolo. Konzultujte s odborníkem na vytápění a chlazení, aby určil, zda by pro vaše podmínky byl nejvhodnější HRV nebo ERV.
Návrh
Obecná konstrukce tepelného výměníku vzduch–vzduch využívá řadu desek, nazývaných jádrem, uložených vertikálně nebo horizontálně. Ideální deska má vysokou tepelnou vodivost, vysokou odolnost proti korozi, schopnost pohlcovat hluk, nízkou cenu a nízkou hmotnost. Mezi běžné materiály desek patří hliník, různé typy plastových plechů a pokročilé kompozity. Původně se ve výměnících používaly hliníkové desky. V mokrém prostředí vznikajícím kondenzací docházelo k problémům s korozí a špatnými akustickými vlastnostmi. Plasty vyřešily problémy s korozi a částečně i s hlukem, ale jejich tepelná vodivost nedosahovala hliníkové a náklady byly vyšší. Současné vysokotechnologické výměníky používají kompozitní materiály splňující všechna kritéria.
Kromě jádra tvoří zařízení izolovanou nádobu, defrostovací řízení zabránění zamrzání vlhkosti na jadru a ventilátory pro proudění vzduchu. Všechny výměníky potřebují izolaci pro zvýšení účinnosti a snížení tvorby kondenzace na vnější straně zařízení. K řízení procesu odtávání jsou k dispozici různé typy defrostovacích mechanismů se senzory umístěnými uvnitř zařízení. Ventilátory proudí vzduch a zajišťují potřebný průtok vzduchu a míru větrání.
Protiproudové výměníky tvoří jádro z plochých desek. Vzduch vstupuje do výměníku jedním z jeho konců. Teplo se přenáší přes desky na chladnější vzduch. Čím déle vzduch v zařízení proudí, tím větší je výměna tepla. Procento rekuperace tepla představuje účinnost zařízení. Účinnosti se obvykle pohybují kolem 80 %. Obecně jsou tato zařízení dlouhá, mělká a obdélníková, s kanály na obou dlouhých koncích.
Křížové tepelné výměníky také používají ploché desky, ale vzduch proudí kolmo. Tyto jednotky mají menší zastavovací plochu a mohou dokonce zapadnout do okna, avšak ztrácí část účinnosti protiproudového provozu. Účinnost obvykle nepřesahuje 75 %. Tyto jednotky jsou často kostkovitého tvaru s všemi připojeními na jedné straně kostky. Velká většina tepelných výměníků používaných v bytových aplikacích využívá křížový design.
Volby
Vyberte model, který nejlépe vyhovuje vašim konkrétním potřebám. Zvažte charakteristiky jako je dostupný prostor pro instalaci, požadovaná účinnost výměny a žádaná účinnost. Bohužel téměř každý výrobce uvádí účinnost různými způsoby. Například rychlost ventilace závisí na odporu proti proudění vzduchu. Ventilátor s průtokem vzduchu 150 kubických stop za minutu (cfm) může ve skutečnosti tento průtok dosáhnout pouze při velmi nízkých tlacích. Stejně tak jednotka může mít udávanou účinnost 85 %, ale nemusí být lepší než jednotka s účinností 80 %, v závislosti na testovací teplotě.
Testování a srovnání
Aby se standardizovaly tvrzení výrobců o účinnosti, Institut pro domovní ventilaci (HVI) testuje tepelné výměníky vzduch–vzduch a další ventilační zařízení. Testy slouží k vytvoření specifikace tepelného výměníku vzduch–vzduch. Tato specifikace normalizuje výměníky podle daného souboru tlaků a teplot, což umožňuje porovnávat účinnost i průtok vzduchu mezi jednotlivými modely. Čísla pro ventilaci vyjadřují průtok vzduchu při daném tlaku, zatímco energetická účinnost spojuje určitý soubor venkovních teplot s různými typy účinnosti. Nejdůležitější účinnost je ta účinnost rekuperace tepelné energie neboť nejvíce tepelné výměny probíhá právě při tomto typu procesu. Účinnost smyslového rekuperování uvádí účinnost jednotky při konkrétních hodnotách průtoku vzduchu (cfm) a teplot. Tyto čísla lze porovnávat mezi jednotkami, aby bylo možné správně srovnávat při podobných průtocích vzduchu.
