Wymienniki glikolowe służą do dogrzewania powietrza czerpanego z zewnątrz przez rekuperator w okresie zimowym oraz jego schładzania podczas występowania letnich upałów. Przykładem jest urządzenie WG-01 firmy Metalplast, które wykorzystuje naturalne właściwości gruntu, transportując ciepło spod jego powierzchni do wymiennika ciecz-powietrze i ogrzewa bądź schładza powietrze doprowadzane systemem kanałów wentylacyjnych budynku.
Budowane współcześnie domy pasywne oraz energooszczędne wyposażone są w systemy pozwalające na odzysk energii ze źródeł odnawialnych. Podstawowymi elementami systemów wentylacji tego typu budynków są rekuperatory, konstruowane w oparciu o wymienniki ciepła o wysokiej sprawności. Rekuperatory niejednokrotnie współpracują z szeregiem urządzeń przyczyniających się do zwiększenia odzysku energii cieplnej, a w związku z tym do zmniejszenia kosztów ogrzewania domów, w których systemy te są zainstalowane.
Spośród dostępnych na rynku rozwiązań, na szczególną uwagę zasługują gruntowe wymienniki glikolowe. Służą one do dogrzewania powietrza czerpanego z zewnątrz przez rekuperator w okresie zimowym oraz jego schładzania podczas występowania letnich upałów. W połączeniu z rekuperatorem zapewniają optymalną temperaturę świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczeń mieszkalnych.
Zamiast nagrzewnicy wstępnej
Przykładem gruntowego wymiennika glikolowego jest urządzenie WG-01 firmy Metalplast, które wykorzystuje naturalne właściwości gruntu, transportując ciepło spod jego powierzchni do wymiennika ciecz-powietrze i ogrzewa bądź schładza powietrze doprowadzane systemem kanałów wentylacyjnych budynku.
Urządzenie doskonale sprawdza się w roli nagrzewnicy wstępnej w systemach wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Układ glikolowy czerpie ciepło z gruntu, którego temperatura na głębokości 1,5-1,8 m podczas zimy wynosi około 7oC. Czynnik transportowany jest za pomocą pompy obiegowej do wymiennika lamelowego, gdzie powoduje ogrzanie powietrza czerpanego o temperaturze -20oC do temperatury 4-5oC. Dzięki temu temperatura powietrza wlotowego rekuperatora zawsze ma wartość dodatnią, natomiast wymiennik rekuperatora nigdy nie ulega oblodzeniu. Podczas letnich upałów osiągających temperaturę 30oC i przy temperaturze gruntu na poziomie 18oC, wymiennik glikolowy schładza powietrze wlotowe do temperatury 19oC. Zapewnia on dopływ chłodnego powietrza do pomieszczeń i poprawę komfortu. Znaczny wpływ na obniżenie temperatury mieszkań ma praca wymiennika glikolowego podczas nocy.
Budowa wymiennika WG-01
W konstrukcji firmy Metalplast, ciepło transportowane jest poprzez 35% roztwór glikolu propylenowego, zamkniętego w układzie hydraulicznym, dzięki czemu powietrze nie ma kontaktu z glikolem, ani tym bardziej z gruntem, gdzie mogą występować zanieczyszczenia lub wody podziemne.
Przyczynia się to w znacznej mierze do eliminacji ryzyka bakteryjnego skażenia powietrza oraz rozwoju grzybów czy też pleśni. Ze względu na jego budowę, nie ma konieczności czyszczenia układu hydraulicznego. Wymiennik zawsze pozostaje wolny od zanieczyszczeń chemicznych i biologicznych.
Moduł wymiennika ciecz-powietrze ma dużą powierzchnię wymiany ciepła równą 21 m2, natomiast jego maksymalne opory powietrza wynoszą 65 Pa przy wydajności 500 m3/h. Część wymiennika, stanowiąca rurę PE wypełnioną roztworem glikolu propylenowego umieszczonego pod ziemią ma długość 200 m, dzięki czemu odzysk ciepła z gruntu jest bardzo efektywny.
Odpowiednio dobrana długość rury oraz stężenie i objętość roztworu będącego nośnikiem energii cieplnej decydują o wysokiej sprawności działania systemu.
Dopasowana automatyka
Moduł pompy działa w pełni automatycznie, zgodnie z nastawami temperatury dla okresów letniego i zimowego. Dostępny jest on w wersji ze zintegrowanym modułem sterującym, wyposażonym w wyświetlacz ciekłokrystaliczny lub w wersji podstawowej, przeznaczonej do współpracy z automatyką rekuperatora. Zastosowanie wysokosprawnej i energooszczędnej pompy obiegowej, przeznaczonej dla układów solarnych, zapewnia odpowiednie parametry pracy oraz niski pobór energii elektrycznej. Urządzenie działa ponadto jedynie latem i zimą. W okresach przejściowych dezaktywuje się automatycznie, co pozwala na regenerację złoża. Proces regeneracji gruntu przebiega w sposób naturalny, a przyczyniają się do tego jesienne opady deszczu oraz topniejący wiosną lód oraz śnieg. Temperatura gleby na poziomie ułożenia rury wymiennika oraz jej wilgotność ulegają wówczas stabilizacji. Należy zaznaczyć, iż urządzenie najlepiej sprawdza się na terenach, gdzie wilgotność gleby jest wysoka.
Korzystnie dla rekuperatora
Praca wymienników glikolowych wpływa bardzo korzystnie na funkcjonowanie i żywotność wymienników ciepła zainstalowanych w rekuperatorach. Podczas zimy zapewniają one stabilizację temperatury powietrza wlotowego, utrzymując stale wartość dodatnią. Dzięki temu system zapobiegający oblodzeniu rekuperatora, oparty zazwyczaj o grzałki elektryczne jest zbędny. Porównując moce kilkusetwatowej grzałki oraz modułu pompy wymiennika glikolowego o mocy maksymalnej wynoszącej 75 W, można łatwo zauważyć poziom oszczędności energii elektrycznej.
W okresie letnim pomieszczenia są naturalnie schładzane. Ponosząc równie niewielkie nakłady finansowe (w porównaniu do klimatyzatorów), system wentylacji mechanicznej wyposażony w wymiennik glikolowy zapewnia poprawę komfortu użytkowników.