Cikkünkben a lakossági felhasználásban gyakori ellenáramú hőcserélős hővisszanyerő gépek fagyvédelmével foglalkozunk. A Zehnder nagy légszállítású gépeiben alkalmaz egyéb fagyvédelmi módszereket, de ennek az írásnak ez nem tárgya.
Miért van szükség fagyvédelemre?
A hővisszanyerőben a kifelé tartó rossz, párás levegő a hőcserélő friss levegő felőli oldalán fagypont alatti hőmérsékletekkel találkozik. A levegő páratartalma megfagy, a hőcserélő külvilág felé tartó szakasza deresedni kezd. A kifejlődő jégkristályok akadályozzák a levegő áramlását, extrém esetben tönkreteszik a hőcserélőt. A jegesedés mértéke függ a hőmérséklet különbségtől, a páratartalomtól, a szállított levegő mennyiségtől a kifelé és befelé tartó oldalon. Paradox módon a gyengébb hatásfokú hőcserélők kevésbé érzékenyek a fagyra, hiszen a rosszabb hatásfok miatt a kifelé tartó levegő kevésbé hűl le (és a befelé tartó levegő kevésbé melegszik fel). Minél jobb a hőcserélő hatásfoka, annál érzékenyebb a gép a fagyra.
Fagyvédelmi módszerek
Fagyvédelem a szállított levegő mennyiség változtatásával Kézenfekvő módszer, hogy a gép friss levegő ventilátora csökkentse fordulatát, ekkor kevesebb fagyos levegő érkezik a hőcserélőre. Ugyanekkor a gép elszívó ventilátora megnövelheti a fordulatát, hogy több meleg levegőt áramoltasson a hőcserélőn keresztül. A két ventilátor fordulatszámának manipulálásával a Zehnder gépek (az összes gép) képesek fagymentesen tartani a hőcserélőt, egy bizonyos határig. Tartós, erős fagy esetén a gép viszont teljesen kikapcsolhat. Magyarországi időjárási körülményeket figyelmbe véve ilyen esetek a hideg téli hónapokban, a hajnali-reggeli órákban fordulhatnak elő. Ez egy egyszerű fagyvédelmi módszer, de nem tökéletes. A fagyvédelem ára ilyenkor a hővisszanyerés hatásfokának a romlása. A hővisszanyerés hatásfoka romlik, hiszen a szellőzési mennyiségek nem kiegyenlítettek. Ezen oknál fogva a legtöbb esetben villamos fagyvédő előfűtőt javaslunk.
Villamos üzemű fagyvédő előfűtő A Zehnder gép típusától függően a villamos fagyvédő lehet a gyárban beépített (a V típusjelzéssel ellátott típusoknál, pl. ComfoAir 180 V) vagy lehet utólag beépíthető, mint a ComfoAir Q sorozat esetén. Gyártunk légcsatornába építhető fagyvédő előfűtőket is, szigetelt dobozban, előszűrővel együtt. Villamos fagyvédővel a gép ventilátorainak nem kell fordulataikat változtatniuk, a szellőzésnek sem a hatásfoka, sem az intenzitása nem szenved csorbát. Fagyvédő előfűtővel a gép sosem kapcsol ki, sosem szállít kevesebb levegőt a fagyvédelmi "kompromisszum" kedvéért.
PTC előfűtők Minden típusunk PTC előfűtő. Ezek az eszközök változtatják teljesítményüket, mégpedig a hőmérséklet függyvényében. Erős fagyban nagyobb fűtőteljesítményük, gyenge fagyban alacsonyabb. Az ilyen fűtőelemek használatával jelentős megtakarítás érhető el.
Automatika A Zehnder hővisszanyerők esetén a PTC fagyvédő kapcsolását fejlett automatika szabályozza. A legkifinomultabb algoritmust a ComfoAir Q sorozat gépei alkalmazzák, hiszen ezekben a gépekben jóval több információ áll rendelkezésre a két légáram állapotáról, beleértve pontos tömegáramukat is. A PTC előfűtőt PWM jel (impulzus szélesség modulált jel) szabályozza. A jel paramétereit a ComfoAir gép automatikája határozza meg. A PWM jel okos használatával további elektromos energia takarítható meg.
Fagyvédelem talajhővel A Comfofond-L folyadék-levegő (német betűszóval SEWT) talajhőcserélőt elsősorban a nyári előhűtésehez javasoljuk, de említést érdemel, hogy a téli időszakban előfűtőként is üzemel, méghozzá szinte ingyen. A hőenergia forrása a talaj, ami ingyenes hőforrás. Kizárólag a hő "mozgatásáért" kell fizetni, a keringető szivattyú által felvett elektromos áram mennyisége után.
Mikor indul el a fagyvédelem, és mikor áll le?
Akármelyik módszerről is beszélünk az előzőek közül, létezik egy határhőmérséklet, ami alatt valamilyen fagyvédemi beavatkozás elindul. Ez az a pillanat, amikor a gép a jegesedés veszélyét felismeri. Ez azonban nem egy fix érték, mint más gyártók esetében, hanem az üzemi körülményektől függő változó érték, amelyet a gép automatikája határoz meg. A gép automatikája tehát tudja, mikor kezdődik a jegesedés a gépben. Ehhez igen kifinomult automatika szükséges. Kevésbé okos automatikák inkább biztosra mennek, és egy adott külső hőmérsékleten bekapcsolnak egy előfűtőt. A Zehnder azonban ennél okosabb, és takarékosabb fagyvédelmi funkciót működtet: ez a PI szabályozó (arányos-integráló) algoritmus.
Szükséges-e villamos fagyvédő fűtőt vásárolni?
A normál hőcserélős gépekhez mindig javasoljuk a fagyvédő beépítését. Az entalpia hőcserélős gépeknél lehet mérlegelni a beépítés helyétől, és a készülékre szánt összegtől függően a fagyvédő használatát. ComfoAir Q gépek esetén a fagyvédő később is beépíthető, ez körülbelül öt perces munka, amihez semmit sem kell bontani, átalakítani. Ha az anyagiak nem teszik lehetővé a megvásárlást, a megvásárlásról szóló döntést el lehet halasztani az első téli tapasztalatok megszerzéséig. Ha nincs beépítve az előfűtő, a gép nem megy tönkre, hiszen a legrosszabb esetben a hővisszanyerő gép kikapcsol, és megvédi magát a fagykártól.
Entalpia hőcserélős gép fagyvédő előfűtő nélkül A fagyvédelmi határhőmérséklet az entalpia hőcserélős gépek esetén alacsonyabb. Az alábbi képen egy ComfoAir Q600 entalpia hőcserélős gépről készült pillanatfelvétel látható. A külső hőmérséklet -5,4 C°. Látható, hogy a gép semmilyen fagyvédelmi beavatkozást nem hajt végre. A két ventilátor fordulata egyező, még csak a korábban említett "szálított levegő mennyiségének változtatása" sem szükséges.
ERV - entalpia hőcserélő, Outdoor air - külső levegő, Supply air flow - befúvott levegőmennyiség, Exhaust air flow - elszívott levegőmennyiség, Reduction - levegőmennyiség-csökkentés, Pre-heater state - előfűtő nincs beszerelve.
Az egész fagyvédelmi kérdés a hővisszanyerő típusából adódik. Számomra érthetetlen, hogy ami a skandináv országokban évtizedeken keresztül működik, azt a német ipari lobby miért akarja minden áron átfogalmazni.
A probléma abból adódik, hogy forgódobos, vagy kereszt (ma már ellenáramú) hőcserélőt alkalmazunk. A forgódobosnál gyakorlatilag nincs fagyvédelmi probléma, de valami rejtélyes okból német területen nem ezt használják.
