Stage Wheel – Noua tehnologie dezvoltată de Flexit – Schimbătoare de căldură rotative cu performanțe foarte ridicate
Schimbătorul de căldură Stage Wheel, patentat de Flexit, asigură o recuperare a căldurii cu până la 10% mai bună în unitățile de ventilație rezidențiale: „Acesta este un impuls major pentru ventilația rezidențială”, subliniază Knut Skogstad, CEO Flexit.
Noul schimbător de căldură rotativ a fost dezvoltat la centrul de cercetare și dezvoltare Flexit din Suedia, pe baza unui proiect de cercetare împreună cu Sintef și NTNU.
Aceste date sunt valori reale măsurate în unități de tratare a aerului, nu doar calcule teoretice sau extrapolări.
„Am măsurat și verificat recuperarea căldurii în condiții normale de funcționare înregistrând valori cu până la 10 puncte procentuale mai mari decât cu tehnologia actuală a schimbătoarelor de căldură rotative, deci aceasta este o îmbunătățire semnificativă”, subliniază Skogstad, CEO al Flexit. El subliniază că această creștere se aplică eficienței termice în condiții uscate, măsurată în unitățile de tratare a aerului.
„Acest lucru este revoluționar pentru unitățile noastre rezidențiale”, spune Daniel Nielsen, manager de produs pentru unități de ventilație rezidențiale la Flexit.
“Capacitatea de a recupera cu până la 10 puncte procentuale mai multă căldură de ventilație dintr-o locuință asigură o economie majoră de energie. Beneficiile tehnologiei Stage Wheel nu se opresc aici. Aceasta înseamnă, de asemenea, că putem construi unități de ventilație mai compacte, putem menține o eficiență termică ridicată sau putem alege să proiectăm pentru o pierdere de presiune redusă pentru a reduce consumul de energie și nivelurile de zgomot. Există multe sinergii pozitive aici care oferă, de asemenea, o mai mare flexibilitate pentru arhitecți și consultanți”, subliniază Daniel.
O combinație de materiale, grosime a materialelor și geometrie precisă are ca rezultat o recuperare foarte mare a căldurii pentru schimbătorul de căldură rotativ dezvoltat de departamentul de cercetare al Flexit. Fotografiați de la stânga la dreapta: Anneli Halfvardsson, Daniel Nielsen și Knut Skogstad împreună cu schimbătorul rotatativ Stage Wheel vopsit în auriu pentru evenimentul de lansare.
Recuperatoarele de căldură rotative (cu condensare) au fost utilizate în unitățile de ventilație rezidențiale în ultimii 20 de ani; în noile locuințe norvegiene a fost soluția standard. Unitățile de recuperare a căldurii s-au îmbunătățit constant, cu randamente de până la 85%. Cu noua noastră tehnologie a recuperatorului de căldură rotativ, am demonstrat în măsurători o eficiență termică uscată de până la 95% în unitățile de ventilație.
Cum reușește încă Stage Wheel să facă un salt tehnologic atât de mare?
„Totul a început cu faptul că ne-am uitat mai atent la o proprietate care este adesea considerată nesemnificativă și, prin urmare, neglijată în calcule”, a spus Anneli Halfvardsson. Ea este inginer de cercetare și tehnologie la departamentul de cercetare al Flexit și creierul din spatele recuperatorului de căldură Stage Wheel. Anneli este, de asemenea, activă în cadrul Asociației Suedeze pentru Ventilație și al grupurilor de produse Eurovent, precum și reprezentant norvegian în CEN/TC156 WG2.
„Am început un proiect de cercetare împreună cu Sintef și NTNU în 2016, Energibolig. Ca o mică activitate de lucru într-o listă lungă de conținut de proiect, a trebuit să explicăm matematic de ce eficiența termică scade la debite de aer mai mici”, spune ea.
Cercetătorii și-au alocat patru ore pentru a descrie de ce recuperarea căldurii scade la debite de aer mai mici, însă întregul proiect a trebuit să fie reprioritizat.
Reducerea performanței pentru debitele reduse de aer ar putea fi parțial explicată prin conducția termică longitudinală, adică prin pierderea de căldură. „Ne-am dat seama că trebuie să aprofundăm acest aspect”, a spus Anneli Halfvardsson. Peng Liu, cercetător la Sintef, a efectuat o serie de calcule pentru a vedea dacă era posibilă reducerea acestor pierderi de căldură.
„Am văzut calcule care arătau un potențial foarte ridicat”, a spus Anneli Halfvardsson.
Spargerea conducției termice cu ajutorul polimerilor
Marea provocare a fost de a transpune teoria și calculele într-un produs real.
Anneli Halfvardsson și un coleg au lucrat la dezvoltarea prototipurilor a șapte piste complet diferite, iar toate prototipurile au fost testate la Eurofins în Helsinki. Una dintre pistele lui Halfvardsson a fost Stage Wheel. Primul test nu a mers atât de bine, dar ea era sigură că ar trebui să funcționeze și a creat un nou prototip cu proprietăți ușor modificate.
„Rezultatele au fost atât de bune încât cei de la laborator au oprit testul și au început să depaneze laboratorul”, spune ea zâmbind. Rezultatele bune se datorează unei combinații de materiale, grosimii materialului și formei geometrice.
„Prin combinarea aluminiului și a polimerilor suntem capabili să întrerupem conducția termică longitudinală paralelă cu fluxul de aer”, explică Anneli. Ea subliniază că forma geometrică a celulelor este la fel de importantă ca și materialul. „Trebuie să fie precisă în orice moment și adaptată la material”, subliniază Anneli Halfvardsson.
„Ideea comună în activitatea noastră de cercetare și dezvoltare constă în dorința noastră de a face ventilația rezidențială mai eficientă din punct de vedere energetic, fără a compromite calitatea superioară a climatului interior”, spune Skogstad.
Pe scurt, designul oferă un număr Nusselt optimizat, o măsură a eficienței termice pentru designul și materialul selectat. Stage Wheel necesită un proces de producție complet nou, a cărui dezvoltare a început atunci când proiectul de cercetare a fost finalizat în 2019. În plus, departamentul de cercetare a testat performanța în timp, a făcut teste de stres și a efectuat măsurători pentru a construi o bază de date a eficienței termice și a pierderilor de presiune.
“Primele produse cu Stage Wheel vor fi lansate pe piață în primul trimestru al anului 2025 – și vor atinge clasa energetică A+”, spune Daniel Nielsen.
„Suntem mândri că avem o poziție pe piață care ne permite să ne luăm un angajament pe termen lung și că avem un mediu de oameni calificați care pot lucra în cercetare și dezvoltare de-a lungul timpului.”, subliniază Knut.