Za postizanje prijatnih uslova u svakom prostoru, osim grijanja i hlađenja, važna je i adekvatna ventilacija vazduha. Ventilacija omogućava zamjenu iskorišćenog vazduha svježim vazduhom bogatim kiseonikom.

Odnos svježeg i iskorišćenog vazduha, poznat kao stopa izmjene vazduha, varira zavisno od namjene prostora i broja ljudi koji borave u njemu. Što je veća stopa izmjene vazduha, to će vazduh unutar objekta biti svježiji i kvalitetniji, pružajući bolje uslove i komfor. No, kako bi se zadovoljili svi faktori, potrebno je zagrijati ili ohladiti vazduh na odgovarajuću ulaznu temperaturu, što zahtijeva potrošnju energije.

Pronalaženje ravnoteže između idealne količine vazduha i energetske efikasnosti je ključno za svaki objekat. Zbog toga se sve više koriste uređaji za rekuperaciju, poznati kao rekuperatori toplote, koji omogućavaju povrat toplote iz iskorišćenog vazduha.

Više o rekuperatorima toplote

Rekuperatori toplote su centralni ventilacioni uređaji koji obezbjeđuju svjež vazduh, uklanjaju ustajao vazduh iz unutrašnjosti i uravnotežavaju vlažnost vazduha u prostoru. Pritom, rekuperišu energiju otpadnog vazduha te predstavljaju izuzetno energetski efikasne uređaje.

Pored dva ventilatora, rekuperator u sebi sadrži i razmjenjivač toplote. Usljed prolaska vazdušnih tokova kroz specijalno dizajniran razmjenjivač toplote, otpadni vazduh iz prostora predaje svoju toplotu čistom ulaznom vazduhu. Toplota se prenosi kroz zid izmenjivača toplote, ali se vazduh ne miješa direktno. Na taj način je potrebno znatno manje dodatne energije da bi se vazduh dogrijao na predefinisanu temperaturu. Postoje različite vrste razmjenjivača toplote unutar rekuperatora, ali svi imaju isti zajednički cilj - povrat toplote i povećanje energetske efikasnosti ventilacionih sistema.

Kako bi u što boljoj mjeri razumjeli važnost postojanja rekuperatora toplote u ventilacionom sistemu, kao i benefite i uštedu koja se dobija njegovom primjenom, u sljedećem dijelu teksta ćemo izložiti studiju slučaja za konkretan objekat u Podgorici i ventilacioni sistem s osvrtom na uštedu u potrošnji električne energije.

Studija slučaja – Restoran u Podgorici

U ovoj studiji slučaja analiziraćemo primjenu rekuperatora toplote u restoranu u Podgorici površine 95 m2, a visine plafona 3.2 m. Maksimalan broj osoba koje ovaj restoran može primiti je 60. Nije dozvoljeno pušenje unutar objekta. Projektovane temperature ulaznog vazduha su 20°C zimi i 24°C ljeti. Kako bismo uporedili rad sistema sa i bez rekuperatora toplote, koristićemo srednje temperature grijne i rashladne sezone, umjesto ekstremnih spoljašnjih temperature koje nijesu mjerodavne.

Što se tiče Podgorice, srednja temperatura grijnog perioda iznosi  t_smg= 7.6 °C,  dok je srednja temperatura rashladnog perioda t_smh=29.5 °C.

Da bi odredili potrebnu količinu ventilacije za restoran koristićemo dva modela proračuna, a to su: minimalna količina vazduha po čovjeku i minimalna izmjena vazduha u zavisnosti od namjene objekta.

Minimalna porcija vazduha po čovjeku:

V_uk = n_lj x V = 60 x 30 m³/h = 1800 m³/h , gdje je:

-         n = maksimalan broj ljudi koji može boraviti u restoranu;

-        V = količina vazduha po čovjeku (preporuka za ugostiteljske objekte je 30 m3/h po osobi ako se u prostoru ne puši i nema dodatnih zagađivača).

Minimalan broj izmjena:

V_uk = V_z x n_i = 304 m³  x 6 = 1824 m³/h, gdje je:

-         Vz = zapremina prostora;

-    n_i = broj izmjena na čas (preporuka za ugostiteljske objekte je 6 izmjena na čas ako se u prostoru ne puši i nema dodatnih zagađivača).

Na osnovu oba proračuna, biramo rekuperator Enpro EHR-M 2000 s nominalnim protokom od 2000 m³/h.

Nakon usvojene količine vazduha potrebno je odrediti snage izmjenjivača (hladnjak/grijač) za varijantu kada u sistemu nema rekuperatora toplote i za  varijantu kada je on ugrađen u sistem.

Sistem bez rekuperatora toplote

Q_z = V x ρ x c_p x (t_u – t_v) = 2000/3600 x 1.2 x 1 x ( 20 -7.6 ) = 8.26 kW:

Q_lj = V x ρ x c_p x (t_v – t_u) = 2000/3600 x 1.2 x 1 x ( 29.5 -24 ) = 3.66 kW gdje su:

𝛒 = 1,2 kg/m³ – specifična masa vazduha;

C_p = 1 kJ/kg °K – specifična toplota vazduha;

t_u = temperatura ubacivanog vazduha u prostor;

 t_v = vanjska temperatura.

Sistem sa rekuperatorom toplote

S obzirom na to da u drugoj varijanti unutar ventilacionog sistema imamo rekuperator toplote, moramo proračunati temperature vazduha nakon rekuperatora da bi imali preciznu informaciju o snazi i potrošnji dodatog izmenjivača (hladnjak/grijač).

Sljedeća tabela prikazuje detalje o temperaturi nakon izmjenjivača toplote u zimskom i ljetnjem periodu:

 Pri čemu je:

ɳt – temperaturni stepen iskorišćenja;

ɳh - entalpijski stepen iskorišćenja;

tA – srednja dnevna temperatura grejnog/rashladnog perioda;

tc – unutrašnja temperatura;

φA – relativna vlažnost spoljnjeg vazduha;

φc – relativna vlažnost unutrašnjeg vazduha;

tB – temperatura vazduha nakon rekuperatora.

Qz = V x ρ x cp x (tu – tb) = 2000/3600 x 1.2 x 1 x (20-16.7) = 1.53 kW

Qlj = V x ρ x cp x (tb – tu) = 2000/3600 x 1.2 x 1 x (25.4-24) = 0.93 kW

Svi proračuni su rađeni na osnovu pretpostavke da se približno odredi potrošnja energije, a ne da bi se definisala maksimalna snaga grijača/hladnjaka.

Uz pretpostavku da grijna i rashladna sezona traju po 6 mjeseci u toku godine, te da će rekuperator toplote biti u funkciji 12 časova u toku dana, kao i da će izmjenjivač za grijanje/hlađenje biti priključen na toplotnu pumpu, dobijamo tabelu sa sljedećim podacima:

Ugradnja rekuperatora toplote - Ekonomičan korak za objekte svih veličina

Kada pogledamo navedene proračune i tabelu iznad, jasno se vidi da ventilacioni sistem s rekuperatorom toplote troši gotovo pet puta manje energije godišnje u poređenju sa sistemom bez rekuperatora. Ova izuzetna energetska ušteda čini rekuperatore toplote pravim ekonomičnim izborom za objekte svih veličina i namjena. Bez obzira jeste li vlasnik hotela, restorana, kafića, trgovačkog centra ili porodične kuće, ugradnja rekuperatora garantovano donosi brojne prednosti.

Enpro, naš proizvodni brend, nudi širok spektar rekuperatora toplote koji se mogu koristiti u različitim prostorima. Naša moderna proizvodnja i usklađenost sa međunarodnim standardima garancija su kvaliteta, pouzdanosti i izvrsnih performansi.

Želite li da saznate više o našim rekuperatorima toplote i kako mogu poboljšati energetsku efikasnost vašeg objekta? Posjetite web stranicu www.enpro.me i pronađite sve detalje o našem proizvodnom asortimanu.