Rekuperacja
Zwrot ten jest często używany jako skrót myślowy rozwiązania w rzeczywistości polegającego na wykonaniu mechanicznej wentylacji nawiewowo – wywiewnej z odzyskiem ciepła.
Idea:
Założeniem takiej instalacji jest rezygnacja z wentylacji grawitacyjnej. Świeże powietrze doprowadzamy kanałami do anemostatów lub kratek nawiewnych znajdujących się w „pomieszczeniach czystych” – pokoje, sypialnie itp. Kratki lub anemostaty wywiewne montuje się w „pomieszczeniach brudnych” – łazienki, wc, kuchnie itp.
Ruch powietrza wymuszają wentylatory znajdujące się w centrali wentylacyjnej. Tam też następuje wymiana ciepła. W okresie zimowym zużyte, ale ciepłe powietrze usuwane z budynku ogrzewa świeże i zimne powietrze doprowadzane do budynku, natomiast w okresie letnim zimniejsze powietrze usuwane z pomieszczeń ochładza ciepłe powietrze nawiewane do obiektu. Dodatkowo istnieje możliwość pasywnego chłodzenia budynku latem.
Proces odzysku ciepła w urządzeniach typu rekuperacja można podzielić wg sposobu odzysku ciepła, oto najbardziej powszechne i spotykane systemy odzysku ciepła:
A) Wymiennik krzyżowy
Stopień odzysku ciepła: 55-65%
Zalety: cenna, brak przedmuchów, niski punkt oszraniania wymiennika, niski opór przepływu powietrza przez wymiennik
Wady: niska sprawność
B) Wymiennik przeciwprądowy
Stopień odzysku ciepła: 85-95%
Zalety: wysoka sprawność, brak przedmuchów, niski punkt temperaturowy oszraniania wymiennika, niski opór przepływu powietrza przez wymiennik
Wady: wysoki punkt temperaturowy oszraniania wymiennika, zwiększony opór przepływu powietrza przez wymiennik
C) Wymiennik obrotowy (regenerator)
Stopień odzysku ciepła: 80-85%
Zalety: wysoka sprawność,brak zjawiska oszraniania wymiennika (regulacja prędkości obrotowej rotora), niski opór przepływu powietrza przez wymiennik, odzysk wilgoci, wysoka sprawność
Wady: możliwość przedmuchów (zależy od konstrukcji centrali) wysoki punkt temperaturowy odzysk wilgoci (np. w starym budownictwie gdzie jest problem nadmiernej wilgoci,a stosowana wentylacja ma na celu wymianę i wysuszenie np. pomieszczeń wilgotnych takich jak piwnica), pobiera energię elektryczną do pracy, cenna.
D) Wymiennik entalpiczny
Jest to rodzaj rekuperatora w którym wymiennik ciepła wykonany z celulozy lub specjalnej membrany umożliwiając oddanie ciepła utajonego w procesie wymiany ciepła. Sprawność deklarowana przez producentów sięga w okolicach 127%, i jest największym odzyskiem ze wszystkich rodzajów rekuperatorów w centralach wentylacyjnych. Należy zauważyć fakt niezgodności sprawności powyżej 100%, producenci analogicznie do producentów kotłów wyliczają odzyskaną moc z zawartej wilgoci w powietrzu wywiewanym. W praktyce urządzenia spisują się gorzej niż wymienniki przeciwprądowe, spowodowane jest to faktem niżesz sprawności odzysku temperaturowej wymiany ciepła oraz faktem iż zimą powietrze zewnętrze jest bardzo nasycone parą wodą i proces wymiany wilgoci praktycznie nie zachodzi. Także jak na razie jedynie w teorii jest to najlepsze rozwiązanie.
Do mniej spotykanych rodzajów odzyskiwania energii z powietrza wewnętrznego możemy wymienić przykładowo:
Wymiennik glikolowy
Stopień odzysku ciepła: 50-60%
Zalety: brak przedmuchów, niski punkt temperaturowy oszraniania wymiennika, niski opór przepływu powietrza przez wymiennik
Wady: wysoka cenna spowodowana, kosztami dodatkowymi (glikol,pompy, układy zabezpieczające), niska sprawność.
Komora mieszania
Stopień odzysku ciepła: 0-100%
Zalety: Sprawność odzysku ciepła zależy od ilości powietrza recyrkulowanego. Niski koszt wykonania.
Wady: świeże powietrze zastępowane jest recyrkulowanym, dyskomfort dla człowieka przy recyrkulacji wyższej niż 30% może być odczuwalny.
Rurka ciepła (Heat pipe)
Stopień odzysku ciepła: do 50%
Zalety: brak przedmuchów, niski punkt temperaturowy oszraniania wymiennika, niski opór przepływu powietrza przez wymiennik Wady: niski stopień odzysku ciepła.
Gruntowy wymiennik ciepła (GWC)
Gruntowy wymiennik ciepła polega na wymianie ciepła z gruntem. W okresie zimowym gdy temperatura zewnętrza osiąga wartość przykładowo -18C, przepuszczając dany strumień powietrza przez GWC wstępnie ogrzewany do poziomu około -5 C: + 5C. Dalsza obróbka powietrza następuję w rekuperatorze. Wadą tego rozwiązania jest zwiększony pobór prądu przez wentylatory spowodowane zwiększonymi oporami po stronie powietrza czerpanego, oraz znacznie obliczenie sprawności temperaturowej samego wymiennika ciepła. Natomiast jako zalety należy wymienić przede wszystkim eliminacje zjawiska szronienia wymiennika ciepła zimą (problem szczególnie drażniący przy wymiennikach przeciwprądowych) oraz możliwość lekkiego dochłodzenia budynku rzędu 2C – 3 C latem.
a) Przykład GWC firmy Provent
b) Przykład GPWC firmy REHAU
Najczęściej zadawane pytania:
Ile energii elektrycznej pobiera centrala wentylacyjna?
Każda centrala wentylacyjna tj rekuperacyjna powinna pracować 24h/d przez cały rok, jej zużycie prądu zależy od wielu parametrów takich jak rodzaj zastosowanych wentylatorów (najnowsze silniki EC – elektronicznie komutowane pobierają od kilkunastu Wat energii elektrycznej), od strat ciśnienia w instalacji czy też od sposobu odmrażania wymiennika. Duży wpływ na zużycie prądu przez silniki ma ustawiana przez użytkownika wydajność centrali wiadomo im niższy bieg centrala pobiera mniej prądu. Szacunkowo możemy zakładać iż same wentylatory będą pobierały około 50W energii elektrycznej u producenta central stosujących silniki EC. W związku z tym iż w każdej centrali są dwa silniki otrzymamy 2x50x365dni = 876 kWh. Aktualnie można przyjąć iż koszt zakupu 1 kWh to wydatek około 0,50gr co daję roczne zużycie energii elektryczne przez same wentylatory na poziomie 438zł.
Czy warto inwestować w wentylację mechaniczną czy zostawić wentylację grawitacyjną?
Przewagą wentylacji mechanicznej jest fakt działania jej niezależnie od temperatury na zewnątrz budynku, zapewnia nam stały dopływ odpowiedniej ilości świeżego powietrze. Czy warto zainwestować w przewietrzone pokoje 24h/dobę ? pewnie są zarówno zwolennicy jak i przeciwnicy. Proszę pamiętać iż przy szczelnych oknach pozostaje nam jedynie przewietrzania, czyli bardzo intensywna wymiana powietrza bez odzysku ciepła. Dodatkowo w okresach letni czy przejściowych przewietrzanie jest w stanie dostarczyć nam poza świeżym powietrzem również całą gamę owadów. Przy nowobudowanym domu warto brać pod uwagę różnice w wymurowaniu kanałów grawitacyjnych łącznie z kominami oraz obróbkami dekarskimi do instalacji wentylacji mechanicznej.
Czy można otwierać okna przy wentylacji mechanicznej?
Można,ale nie jest to zalecane z uwagi na wymianie dużej ilości powierza bez przejścia przez wymiennik ciepła tj rekuperacje,a co za tym idzie bez wymiany ciepła w okresie letnim. Natomiast otwieranie okien latem dostarcza nam nie przefiltrowane pełne kurzu i owadów powietrze do pomieszczeń. Otwieranie okien w okresach przejściowych temperatura +12/+22 jest często praktykowane przez użytkowników wentylacji mechanicznej, nie wpływa negatywnie na na układ i wbrew krążącej opinii nie rozregulówóje nam instalacji pod względem hydraulicznym, a jedynie chwilowo zaburza kształtowanie strug powietrza w pomieszczeniach.
Czy instalacja wentylacyjna szumi?
Wentylacja mechaniczna szumi jedynie przy źle dobranych centralach wentylacyjnych, źle dobranych średnicach oraz ze względu na niewiedzę firm wykonawczych o maksymalnych dopuszczalnych prędkościach przepływu na każdym fragmęcie instalacji. Bardzo częstym problemem jeżeli chodzi o hałas w instalacjach spowodowany jest regulacją przepływu powietrza na anemostatach zamiast na przepustnicach bądź regulatorach stałego przepływu. Aby dodatkowo zapewnić komfort akustyczny zaleca się instalację wentylacji mechanicznej dodatkowo wytłumić specjalnymi elementami wentylacyjnymi takimi jak, połączenia elastyczne i tłumiki akustyczne.
Jaką centralę wybrać? Z jakim wymiennikiem?
Nie ma jednakowej odpowiedzi na to pytanie, dla każdego z nas będzie dobra inna centrala, spowodowane jest to komfortem indywidualnym, nakładami finansowymi i rozwiązaniami technologicznymi. Przed wyborem producenta bądź rodzaju wymiennika należy się zastanowić jakie wymagania stawiamy systemowi wentylacji mechanicznej. Czy zależy nam na dobrej filtracji, na odzysku wilgoci, na nawilżaniu bądź osuszaniu, jak i czym sterujemy naszym systemem, ile możemy przeznaczyć na inwestycje itd..
Z jakiego materiału wykonać instalację wentylacji mechanicznej?
Przede wszystkim wykonana instalacji powinna być w taki sposób zaprojektowana bądź wykonana aby była możliwość wyczyszczenia kanałów wentylacyjnych w razie zaistnienia takiej potrzeby. Odradzamy wykonywanie instalacji z kanałów elastycznych typu FLEX, SONODUCT. A Kanały niskiego przekróju i systemy rozdzielaczowi stosować w wyjątkowych sytuacjach. Należy Pamiętać iż instalacja wentylacji to nie tylko kanały ale i: wibroizolatory, tłumiki akustyczne, rewizję, połączenie szczelne oraz bardzo mądrze rozplanowane i dobrane elementy zakańczające tj kratki wentylacyjne (nawet najlepiej wykonana instalacja z błędnie dobranymi kratkami będzie pracowała nieprawidłowo!)
Podsumowanie:
Stosowanie wentylacji mechanicznej staje się standardowym rozwiązaniem. Niektóre kraje europejskie wprowadziły ustawowo obowiązek stosowania takich rozwiązań w nowopowstających budynkach (w Polsce obowiązek stosowania wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła lub z recyrkulacja występuje dla wydajności 500 m3/h i większych).
OTO PRZYKŁADY NIEPRAWIDŁOWO WYKONANYCH INSTALACJI I ICH SKUTKI
a) Zanieczyszczone kanały wentylacyjne, które zostały wbudowane do instalacji, dodatkowo kanał został uszkodzony mechanicznie przez zgniecienie, co negatywnie wpływa na przepływ powietrza wewnątrz
b) Kanał wentylacyjny zasypany na budowie gruzem, bez komentarza
c) Skutki nie prawidłowo wykonanej izolacji termicznej kanałów wentylacyjnych (nieodpowiednia temperatura naklejana, użyta zła taśma, oraz brak zabezpieczenia przed odklejeniem, brak opasek/brak dratwy). Na zdjęciu nr 2 dodatkowo błędnie zamontowana redukcja powodująca kryzowanie oraz problemy hydrauliczne instalacji.
d) Bardzo poważna usterka, element tłumiący w tłumikach akustycznych jest wykonany z wełny szklanej, tłumiki instalowane jest na powietrzu nawiewiewanym bezpośrednio do pomieszczenia, drobinki włókna szklanego dostawały się wraz z strumieniem powietrza do pomieszczeń oraz do płuc użytkowników obiektu!!!
e) Wpływ zanieczyszczeń z okapu na urządzenie. Zdjęcie przedstawia wentylator obrośnięty ponad kilkumilimetrową warstwą tłuszczy.
