Bir evde hava kalitesi ve nem sorunlarını, pencere açmadan en aza indirmenin bir yolu, hava–hava ısı eşanjörü gibi mekanik havalandırma sistemlerinin kurulumudur. Hava–hava ısı eşanjörü, farklı sıcaklıklara sahip iki hava akımını termal olarak birbirine temas ettirerek, ısıtma sezonu boyunca dışarı atılan iç hava ile girişteki dış hava arasında ısı transferi sağlar.
Yaz aylarında, ısı eşanjörü içeriye havalandırma amacıyla geçen sıcak dış hava üzerinde soğutma ve hatta bazı durumlarda nem azaltma işlemi de gerçekleştirebilir. Hava–hava ısı eşanjörü, fazla nemi giderir ve içeride oluşan kokular ile kirleticileri dışarı atar.
Türler
Genel olarak, ısı eşanjörleri hava birimin içinde hareket etme biçimine göre sınıflandırılır. Karşı akışlı bir eşanjörde, sıcak ve soğuk hava akımları paralel olarak zıt yönlerde akar. Çapraz akışlı bir ünitede ise hava akımları birbirine dik şekilde akar. Eksenel akışlı bir ünite büyük bir çark kullanır. Hava, çarkın bir tarafını ısıtır; çark yavaşça döndükçe bu ısı soğuk hava akımına aktarılır. Isı borusu tipi bir ünite ise ısıyı aktarmak için soğutucu madde kullanır. Özel uygulamalar için başka tipler de mevcuttur. Evler gibi küçük yapılar genellikle karşı akışlı veya çapraz akışlı eşanjörler kullanır.
Isı Geri Kazanımlı Havalandırma Cihazı veya Enerji Geri Kazanımlı Havalandırma Cihazı ve İklim
Kuzey iklimlerinde kurulan hava–hava eşanjörlerinin çoğu, ısı geri kazanımlı havalandırma cihazlarıdır (HRV). Bu cihazlar, atık havadan ısıyı geri kazanarak binaya yeniden verir.
Teknolojideki son gelişmeler, enerji geri kazanımlı havalandırma cihazlarının (ERV) kullanımını da artırmıştır. Geçmişte ERV’ler, ısıtma yükünden çok daha ağır olan yüksek nemli iklimlerde yaygın olarak kullanılırdı. Aradaki temel fark şudur: HRV’ler yalnızca ısıyı geri kazanırken, ERV hem ısı hem de nemi geri kazanır. ERV’ler, uzun süreli yüksek nem koşullarında iç desikant çarklarının aşırı doyması nedeniyle düşük verimlilik sorunlarıyla karşılaşmış olsa da, doğru kurulum ve bakım sayesinde daha sağlıklı bir yaşam alanı ve daha fazla enerji tasarrufu sağlayabilirler. Ayrıca günümüzde satılan ERV’lerin çoğu, desikant çarkı içermeyen plak tipi ERV’lerdir. Bir ısıtma/soğutma ustasına danışarak, sizin durumunuza en uygunun HRV mi yoksa ERV mi olduğunu belirleyin.
Tasarım
Hava–hava ısı eşanjörü genel olarak, dikey veya yatay olarak istiflenen ve çekirdek adı verilen bir dizi plakadan oluşur. İdeal bir plaka; yüksek termal iletkenliğe, yüksek korozyona dayanıklılığa, gürültüyü emme yeteneğine, düşük maliyete ve düşük ağırlığa sahip olmalıdır. Yaygın plaka malzemeleri arasında alüminyum, çeşitli plastik levhalar ve ileri teknoloji kompozitler yer alır. Başlangıçta ısı eşanjörlerinde alüminyum plakalar kullanılmıştır. Yoğunlaşma nedeniyle oluşan nemli ortamda korozyon sorunları ve kötü ses özellikleri ortaya çıkmıştır. Plastikler korozyon ve bazı ses problemlerini çözmüş olsa da, iletkenliği alüminyum kadar yüksek değildi ve maliyeti daha yüksekti. Günümüzdeki yüksek teknoloji ısı eşanjörleri, tüm bu kriterleri karşılayan kompozit malzemeler kullanmaktadır.
Çekirdeğin yanı sıra, cihaz yalıtılmış bir kap, çekirdekte nemin donmasını önlemek için don çözme kontrolü ve havayı hareket ettirmek için vantilatörlerden oluşur. Tüm ısı eşanjörlerinin verimliliğini artırmak ve cihazın dış yüzeyinde kondensasyon oluşumunu azaltmak için yalıtım ihtiyacı vardır. Don çözme sürecini kontrol etmek için, cihaz içinde sensörleri bulunan farklı don çözme mekanizmaları mevcuttur. Havayı hareket ettirerek gerekli hava akışı ve havalandırma hızını sağlayan ise vantilatörlerdir.
Karşı akışlı ısı eşanjörleri, düz levhalardan oluşan bir çekirdeğe sahiptir. Hava, eşanjörün her iki ucundan da girer. Isı, levhalar aracılığıyla daha soğuk havaya aktarılır. Havanın ünitede geçirdiği süre ne kadar uzun olursa, ısı transferi o kadar etkili olur. Isı geri kazanım oranı, ünitenin verimliliğini belirler. Verimlilik genellikle civarındadır. Genel olarak bu tür ekipmanlar, uzun, sığ ve dikdörtgen biçimlidir; hava kanalları ise uzun kenarların her ikisinde de yer alır.
Çapraz akışlı ısı eşanjörleri de düz levhalardan yararlanır; ancak hava levhalar üzerinde dik açılarla akar. Bu tür ekipmanlar daha küçük bir ayak izine sahiptir ve hatta bir pencereye bile monte edilebilir; buna karşılık, karşı akışlı sistemlerin verimliliğini bir miktar kaybederler. Verimlilik genellikle ’i aşmaz. Bu tip ekipmanlar, genellikle küp şeklinde olup, tüm bağlantıları küpün tek yüzeyinde bulunur. Konut uygulamalarında kullanılan ısı eşanjörlerinin büyük çoğunluğu çapraz akış tasarımına sahiptir.
Seçimler
Kullanım amacınıza en uygun modeli seçin. Kurulum için ayrılan alan, gereken değişim oranı ve hedeflenen verimlilik gibi özellikler dikkate alınmalıdır. Ne yazık ki, neredeyse her üretici verimlilik değerlerini farklı şekillerde bildirmektedir. Örneğin, havalandırma debisi hava akışına karşı gösterilen direğe bağlıdır. 150 fit küp/dakika (cfm) debiye sahip bir vantilatör, aslında yalnızca çok düşük basınç koşullarında bu debiyi sağlayabilir. Aynı şekilde, bir ünitenin belirtilen verimliliği olsa da, test sıcaklığına bağlı olarak, verimliliğe sahip bir başka üniteye göre daha üstün olmayabilir.
Testler ve Karşılaştırmalar
Üreticilerin verimlilik iddialarını standartlaştırmak amacıyla, Ev Havalandırma Enstitüsü (HVI), hava–hava ısı eşanjörleri ve diğer havalandırma ekipmanlarını test eder. Bu testler, hava–hava ısı eşanjörü için bir spesifikasyon formu oluşturulmasına yardımcı olur. Bu form, eşanjörleri belirli basınç ve sıcaklık koşullarına göre normalleştirerek, modeller arasında verimlilik ve hava akış hızı kıyaslanmasını mümkün kılar. Havalandırma performansı sayıları, hava akış hızlarını belirli bir basınca bağlarken, enerji performansı ise belirli dış ortam sıcaklıkları ile çeşitli verimlilik tipleri arasındaki ilişkiyi ifade eder. En önemli verimlilik, duyulur geri kazanım verimliliği çünkü ısı değişimi çoğunlukla bu tür süreçler sırasında gerçekleşir. Anlık ısı geri kazanımı verimliliği, belirli hava akış hızları (cfm) ve sıcaklıklar için cihazların verimliliklerini sunar. Bu değerler, benzer hava akış hızlarında doğru karşılaştırılmayı sağlamak için bir cihazdan diğerine kolayca kıyaslanabilir.
