Rekuperace

Dalším využitím principu rekuperace je zpětné získávání tepla z odpadních vod. To je využitelné jak v rodinném domě, tak i v bytové zástavbě. Teplo z odpadní vody, která má mnohdy významně vyšší teplotu, než je teplota okolí, může být významným zdrojem další získané energie. K získání tohoto tepla se používají rekuperační výměníky, které mohou mít různou konstrukci:

Přímé „deskové“ (vzduch-vzduch)

Dochází v nich k přímé výměně tepla mezi proudem vzduchu s vyšší teplotou a vzduchu s nižší teplotou přes teplosměnnou desku.
- účinnost 60-70 %

výhody:

•    malé tlakové ztráty
•    vzduchové proudy jsou oddělené
•    nedochází k výměně vlhkosti, leda by byl použit entalpický výměník vlhkosti, nebo speciální výměník s "překlápěním vzduchového proudu a výkonu"
•    není potřeba el. čerpadel

nevýhody:

•    pouze pro nižší množství předaného tepla
•    malá vzdálenost sacích a výfukových otvorů (norma 1,5 m od sebe je dostatečná, pozor na proudění větru)
•    pro podnulový provoz je potřeba je buď vypínat, nebo předehřívat, účinnost je tím snížena

 

Přímé "válcovité" (voda-voda)

Dochází v nich k přímé výměně tepla mezi teplou odpadní vodou a vodou přiváděnou s nižší teplotou přes teplosměnnou vlnitou plochu šnekovité trubky.
- účinnost 70 - 90%

výhody:

•    není potřeba nosné medium
•    nespotřebovává žádnou další energii, odpadní voda odtéká z nádoby na bázi sifonového efektu
•    nenáročnost údržby
•    dlouhá životnost (plast, nerez)

nevýhody:

•    nutnost oddělení šedé odpadní vody od splaškové WC vody
•    účinnost klesá úměrně s klesajícím množstvím a teplotou odpadní vody

 

Přímé vzduch-vzduch protiproudý trubkový výměník

Přes teplosměnnou plochu vnitřní šroubovice dochází k přenosu tepla do vzduchu příchozího, turbulentní, ne lineární proudění
-účinnost 50-80 %

výhody

•   výměník není potřeba ochraňovat proti mrazu, zamrzlý kondenzát na počátku šroubovice je plynule odmrazován odchozím vzduchem

nevýhody

•    větší vnitřní průměry jsou vykoupeny větším výměníkem (asi jako lednice)

 

Nepřímé (kapalina – vzduch)

Výměníky jsou umístěny v odváděcím i přiváděcím potrubí, kde teplo akumulujeme v teplonosné kapalině (většinou nemrznoucí směs). Jejich účinnost je přibližně 45-65%.

výhody:

•    oddělení vzduchových proudů (přiváděný a odváděný vzduchový proud může být od sebe značně vzdálen)
•    příjem tepla lze spojit z více míst
•    menší potřeba zastavěného místa.

nevýhody:

•    systém je vhodný pouze pro vysoké rozdíly teplot vzduchu
•    vysoké tlakové ztráty (záleží na konstrukci výměníků)
•    nutnost použití čerpadel

 

Tepelné trubice

Využívají odpaření a kondenzace teplonosné kapaliny v žebrových trubkách. Trubice jsou postaveny ve svislém směru, jejich konce (horní a dolní) zasahují do odváděcího a přiváděcího potrubí.
princip: ohřívaní spodní části trubice vznikají páry, které stoupají vzhůru, nahoře předají tepelnou energii, zkondenzují a stékají po stěnách dolů.
- účinnost 45 - 60 %

trubice má 3. zóny:

•    odpařovací (dole),
•    transportní (uprostřed)
•    kondenzační (nahoře)

Parametry:

•    minimální délka trubice je 2m (optimální délka je 3-4m)
•    kapalina: voda, alkohol, chladiva

výhody:

•    oddělené vzduchové proudy
•    poměrně malé rozměry
•    nejsou pohyblivé části = jednoduchost

nevýhody:

•    vzduchovody jsou blízko sebe
•    špatná regulovatelnost

 

Kontaktní

Principem je sprchování vzduchu vhodnou kapalinou, například roztokem chloridu lithného, který snímá z horkého vzduchu nejen teplo zjevné, ale i latentní.

•    proces probíhá ve velkých pračkách vzduchu, kde kapalina cirkuluje pomocí čerpadel.
•    teplo zjevné (citelné) - ve vzduchu
•    teplo latentní - teplovodní páry

výhody:

•    vyšší účinnost
•    výměna obou tepel (zjevné, latentní)
•    oddělení obou vzduchovodů
•    malý odpor vzduchu.

nevýhody:

•    kontakt vzduchu s kapalinou
•    možnost přenosu škodlivin
•    použití čerpadel
•    vyšší provozní náklady.

Regenerační výměníky

Rotační

Diskový otáčecí výměník se otáčí buď neustále, nebo vždy o 180° a je postaven kolmo k proudění studeného a horkého vzduchu. Materiál výměníku přenášející teplo je buď suchý nebo je napuštěný roztokem chloridu lithného LiCl (vyšší účinnost). Zařízení lze využít v létě i v zimě k chlazení či ohřevu vzduchu.
- účinnost 80 %

výhody:

•    velmi dobrá účinnost
•    výměna obou tepel (teplo zjevné a latentní)
•    malé rozměry vzhledem k výkonu
•    malé tlakové ztráty
•    malé provozní náklady
•    snadná regulace (zrychlení a zpomalení kola)

nevýhody:

•    možnost přisávání odpadního vzduchu do proudu přívodního vzduchu
•    možnost zanášení rotoru (nutnost použití kvalitních filtrů)
•    obsahuje elektrický pohon

 

Přepínací

přes akumulační složku proudí střídavě odpadní a přívodní médium. Tento systém je typicky využíván například u vysokých pecí. Je také oblíben u některých konstrukcí teplovzdušných motorů (regenerátor Stirlingova motoru)

výhody:

•    jednoduchost
•    dobrá účinnost
•    možnost regulace přepínáním

nevýhody:

•    styk vzduchu s deskami kontaminovaným odváděným vzduchem
•    nekonstantnost získaného tepla

 

Entalpické

Využívají výhod deskového výměníku, ale pracují se změnou proudění vzduchu výměníkem a tím aktivně pracují s kondenzující párou tak, že:

•    výměník nezamrzá do -30°C (pak nastává omezení materiálem výměníku-houževnatý polystyrén o síle 0,53micronů)
•    aktivně lze regulovat vlhkost v domě-přebytečná odchází odvodem kondenzátu, tu kterou potřebujeme zpět, rekuperační jednotka zachytí

výhody

•    nasazují se do RD, bytů, škol
•    vysoká účinnost zpětného zisku tepla 93%
•    kontrolovaný zpětný zisk vlhka 90%
•    bez potřeby předehřevu-levný stálý provoz větrání