Izmenjivač toplote - tipovi, opšte karakteristike i primena u građevinarstvu

28.01.2010. | Gradjevinarstvo.rs

Izmenjivač toplotu vode koja odlazi iz kade može preneti na čistu vodu koja ide ka bojleru na mestu gde se te dve cevi dodirnu, ili u ventilacionom sistemu - toplotu vazduha koji napušta zgradu prenosi na svež vazduh koji u zgradu ulazi, čime smanjuje potrošnju energije u zgradama...

Ovaj uređaj, dobro poznat svim mašinskim inženjerima, postao je sastavni deo energetski efikasne gradnje. Međutim, izgleda da je njegov princip rada i sve prednosti njegove upotrebe malo poznat našim arhitektama i celom tržištu. Iz tog razloga pripremili smo ovaj tekst kao kratki odgovor na pitanje: šta je izmenjivač toplote i čemu služi?

Osnovna definicija je sledeća: izmenjivač toplote je uređaj kod koga se toplota prenosi sa jednog fluida (tečnost ili gas) na drugi (izuzetak su EAHX - zemlja-vazduh - više u daljem tekstu). Zavisno od mesta primene ima više tipova izmenjivača toplote: cev u cev, sa snopom cevi, bubnjasti (ložište), pločasti, spiralni...

Izmenjivači toplote se koriste u kućnoj tehnici (frižideri, zamrzivači), centralnom grejanju, klima sistemima:

  • klima uređaj ili klima sistemi - imaju po dva razmenjivača toplote: u unutrašnjoj, i u spoljašnoj/centralnoj jedinici.
  • daljinsko grejanje - u sistemu daljinskog grejanja toplana greje vodu koja kruži naseljenim područjem i vraća se u toplanu; topla voda tako dolazi do podstanica u zgradi, naselju ili ulici,  i vraća se u toplanu; u podstanici topla voda iz tog velikog zatvorenog sistema predaje toplotu, takođe zatvorenom, sistemu grejanja same zgrade; na dodiru cevi jednog sistema sa drugim, gde i dolazi do predaje toplote, nalazi se toplotni izmenjivač
  • radijator je izmenjivač toplote koji toplotu iz vode preko metalnog tela predaje vazduhu u prostoriji (kao i peć).


spiralni izmenjivač toplote (voda-voda)(levo)
izmenjivač toplote (vazduh-vazduh)(desno)

Izmenjivači toplote u KGH sistemima - toplotne pumpe i sistemi za ventilaciju

Izmenjivači toplote zauzimaju važno mesto i u sistemima ventilacije. Ventilacija zgrada podrazumeva unos svežeg vazduha i izbacivanje iskorišćenog vazduha iz objekta. Međutim, izbacivanjem vazduha iz objekta izbacuje se i željena temperatura - niža leti, i viša zimi.

Zato se svež vazduh uvlači u zgradu preko izmenjivača koji mu prenosi temperaturu vazduha koji izbacujemo iz objekta. Naravno, ovaj prenos ne može nikada dostići 100% efikasnosti, ali uštede energije su veoma značajne.

Izmenjivači mogu biti samostalni uređaji ili ugrađeni u proizvod ili sistem. Zavisno od tipa, odnosno principa na kom radi izmenjivač, razlikuje se i efikasnost pojedinih rešenja:

  • izmenjivač sa ukrštenim protokom - do 60% efikasnosti (pasivan)
  • izmenjivač sa zadrškom (countercurrent) - do 99% efikasnosti (pasivan)
  • rotacioni izmenjivač - zahteva motor, što utiče na efikasnost
  • sistem cevičica - snop tankih cevi radi efikasnijeg prenosa temperature.

Toplotne pumpe takođe rade sa izmenjivačem toplote. U toplotnim pumpama izmenjivač radi po istom principu po kom radi i onaj u frižiderima i zamrzivačima - u hladnjaku (izmenjivaču) sabija se gas za hlađenje (freon ili slično) koji pri prelasku iz gasovitog u tečno stanje oslobađa toplotu iz hladnjaka kako bi se u uređaju postigla niža temperatura, i obrnuto.


šema izmenjivača toplote - vazduh-vazduh (levo)
šema toplotne pumpe - voda-voda (desno)

Pretraga interneta - izmenjivač toplote koji se koristi u sistemima za ventilaciju, ili KGH sistemima (eng. HVAC - heat, ventilation, air conditioning), u engleskom jeziku može se naći pod nekoliko pojmova:

  • HRV - heat recovery ventilation
  • MVHR - mechanical ventilation heat recovery
  • ERV - energy recovery ventilators - uključuje i transfer vlažnosti ulaznog i izlaznog vazduha
  • EAHX - earth to air (earth-air) heat exchanger - predaja temperature zemlje direktno na vazduh (vazduh u ukopanom kontejneru ili prostoriji leti imaju višu, a zimi nižu temperaturu, i može je predati KGH sistemu).

Temperatura vazduha koja dolazi do izmenjivača toplote mora biti najmanje 0°C. Kada je temperatura niža vlažnost može izazvati pojavu kondenza, zamrzavanje i zaustavljanje rada izmenjivača.

Neki izmenjivači toplote u KGH sistemima ne zasnivaju se samo na dodiru izlaznog i ulaznog kanala za vazduh, već u njima dolazi i do delimičnog spajanja samog vazduha - izlaznog i svežeg. Sa jedne strane, ovo povećava efikasnost uređaja, a sa druge strane dolazi do delimičnog gubitka kvaliteta vazduha i mora se paziti na odnos kako bi vazduh koji ulazi u prostoriju ne bi vraćao i CO2, čestice i isparenja.

Ovo naravno zahteva dobru filtraciju i redovno čišćenje i održavanje ventilacionih kanala i filtera u izmenjivaču.

Passivhaus nemački standard za visoko energetski efikasne kuće u velikoj meri zasniva se i na toplotnim izmenjivačima. Najčešće ovo uključuje i tip izmenjivača koji temperaturu zemlje predaje direktno vazduhu - EAHX.

U Nemačkoj i Austriji uobičajena instalacija ovakvog uređaja podrazumeva cev 30-40m dužine, 20cm prečnika, koja je ukopana u zemlju na dubini od oko 1,5m.

U Srbiji postoji više preduzeća koja odavno proizvode izmenjivače toplote za KGH sisteme, toplotne pumpe, itd.

Linkovi:

 

Komentari: 0

TEKSTOVI /iz kategorije/


ISTAKNUTE FIRME /iz kategorije/


Anketa

Kojom vrstom toplotne izolacije je izolovan vaš stan/kuća?
Darko 13.05.2019.
Gondola? Zbogom Kalemegdanu u UNESCO kultur...
TikiCar 25.04.2019.
Spominje se povezivanje NBG sa Rakovicom, a...
veselnik 13.04.2019.
"Služba za urbanizam koja će okupiti 10 str...
Ljubinka 09.04.2019.
Da li se na zidove koji su krecenim prajmer...
Maks 04.04.2019.
Političari treba da shvate da se autoput, o...