Rekuperace je pojem, který se užívá pro označení procesu zpětného získávání tepla z odpadního vzduchu. Při rekuperaci dochází k výměně vzduchu bez významných energetických ztrát, které jsou typické pro běžné větrání. Rekuperační zařízení po většinu roku využívá teploty vzduchu odsávaného z domu nebo bytu k ohřevu chladného vzduchu, který je přiváděn z venkovního prostředí. V letním období je to naopak – teplý vzduch je odváděn ven a dovnitř proudí chladný. Rekuperace se stala především důležitou součástí energeticky úsporných a pasivních domů.
V současné době, kdy se počítá každá koruna ušetřená za vytápění je rekuperace jedním ze zajímavých způsobů, jak ušetřit až 30% tepelné energie, která by jinak bez jakéhokoliv užitku „vyletěla“ okny při běžném větrání. Principem rekuperace je zpětné získání tepla z odpadního vzduchu. Poměrně rychlá návratnost investice do rekuperace v horizontu cca 5 let, takže představuje vhodný způsob, jak zajistit v budoucnu požadované úspory.
Zajímavým údajem je také průměrná účinnost rekuperace, která se pohybuje kolem 80%. Při odvodu použitého ohřátého vzduchu ve vzduchotechnickém zařízením, se v rekuperační výměníku teplo předá vzduchu, který naopak do objektu vstupuje. Tím se sníží potřeba ohřívání čerstvého vzduchu přiváděného dovnitř.
Rekuperace a její výhody
Rekuperace se spojuje většinou s nízkoenergetickými a pasivními stavbami ale její účinnost lze využít i v klasických stavbách, kde je její přínos také dostatečně znatelný. Hlučnost zařízení není vysoká a díky umístění většinou v technické místnosti či půdních prostorách většinou ani není znát. Instalaci rekuperačního zařízení by každopádně měla provádět školená a certifikovaná firma pro tyto systémy, která je schopná řešit montáž v různých typech objektů a řešení podle dané situace.
Účinnost rekuperace
Pro zpětné získávání tepla se většinou používá koeficient teplotní účinnosti. Účinnost rekuperačního zařízení je ovlivněna dimenzováním a provozem. Většinou je uváděna maximální účinnost za ideálních podmínek, ale hodnoty dosahované v běžném provozu bývají nižší. Za ideální podmínky lze označit stav, kdy je množství odváděného vzduchu větší než množství vzduchu přiváděného, kdy je vlhkost odváděného vzduchu vysoká a kdy je průtok vzduchu výměníkem malý (popř. pro malý průtok je použito velkého výměníku).
Účinnost rekuperace s deskovým výměníkem je mezi 60–70 %. Při maximálním průtoku vzduchu účinnost klesá pod 50 %. Rekuperátory s křížovoprotiproudými výměníky jsou schopny dosáhnout 90% účinnosti. Tato hodnota klesá se zvyšující se zátěží, kdy při 100% zátěži může účinnost klesnout až pod 70 %. Nejvíce účinné jsou protiproudé kanálové výměníky, zařízení by měla být schopna dosáhnout deklarované 90% účinnosti.
Typy rekuperačních zařízení
Rekuperační zařízení lze rozdělit podle výměníků. Pokud je předáváno teplo z jednoho média do druhého pomocí nějakého zařízení, rozlišujeme: deskové rekuperátory, kapalinové okruhy s výměníkem a tepelné trubice s výměníkem. Použije-li systém k předání tepla akumulační hmotu, jde o rotační nebo přepínací výměníky (tzv. regenerační zařízení).
Deskové rekuperátory
V deskových rekuperátorech dochází k předávání tepla přes teplosměnnou desku. Změna tvaru desky (původně čtvercové desky nahradily šestiúhelníkové) vedla ke zvýšení účinnosti až na 90 % (původně do 60 %). Nenáročnost výrobního procesu (jednoduchý postup, nízké náklady) předznamenala široké využití tohoto typu rekuperátoru. Deskové rekuperátory jsou vhodné pro menší vzduchotechnická zařízení, užívají se v rodinných a bytových domech.
Deskové rekuperátory mají několik výhod. Především je bezpečně oddělen přívodní a odvodní vzduch. Pro provoz není třeba další energii k pohonu (např. čerpadlo) a účinnost rekuperátoru zvyšuje kondenzace, ke které může docházet (např. u rotačních výměníků je kondenzace nežádoucí). Užití deskových rekuperátorů je omezeno schopností pracovat pouze s menším objemem vzduchu.
Rekuperátory s kapalinovým okruhem
Kapalinový okruh je systém, ve kterém pomocí dvou výměníků tepla dojde k převodu vzduch – kapalina – vzduch. Kapalinou (tzv. teplonosné médium) může být voda či nemrznoucí směs. Mezi výhody kapalinového okruhu patří bezpečné oddělení přívodního a odvodního vzduchu. Nevýhodné je, že k práci čerpadla se spotřebovává další energie. Účinnost se pohybuje do 70 %. Rekuperátory s kapalinovým okruhem se využívají v historických budovách, mohou dobře posloužit při rekonstrukci stávající vzduchotechniky.
Rekuperátory s protiproudovým trubkovým výměníkem
Protiproudý trubkový výměník, s vnitřním zvrásněným povrchem. U tohoto typu výměníku dochází k turbulentnímu průchodu vzduchu, tento typ výměníku má až 88% účinnost a co je velice důležité v zimním provozu vzhledem ke konstrukci NEZAMRZÁ. Jeho nároky na elektrickou energii, jsou tedy jen ve spotřebě ventilátorů.
Rekuperátory – tepelné trubice
Tepelné trubice jsou zařízení, ve kterých dochází k výměně tepla bez pohonu teplonosného média. Využívají proces odpaření a kondenzace teplonosné kapaliny. Trubice jsou postaveny většinou svisle, jejich konce (horní a dolní) zasahují do odváděcího a přiváděcího potrubí. Z toho plyne problematické zajištění oddělení přívodního a odvodního vzduchu. Výhodou je pohyb náplně bez pohonu. Účinnost nepřesahuje 65 %.
Systémy s rekuperací vzduchu
Rekuperace vzduchu se může stát součástí těchto systémů: ventilační systém s rekuperací vzduchu, teplovzdušné vytápění s rekuperací vzduchu, popř. klimatizace (s tepelným čerpadlem – nutnost větrání, nejde o vlastní rekuperaci). Pořízení rekuperačních zařízení do novostaveb, do rodinných domů i bytových domů podporují dotační programy.
Ventilační systém s rekuperací je navržen proto, aby bylo zajištěno dostatečné provětrání celého objektu – domu, bytu. Tento systém nezajišťuje vytápění. Teplovzdušné vytápění s rekuperací je schopno bezezbytku pokrýt tepelné ztráty pasivního domu, v ostatních stavbách je třeba kombinovat několik způsobů vytápění, což je dnes běžné.