Tak - dla wentylacji z rekuperacją

Zastosowanie wentylacji mechanicznej w nowym budownictwie staje się koniecznością ze względu na wysoką szczelność, która prowadzi do powstawania niekomfortowych warunków w pomieszczeniach. Poprawnie wykonana wentylacja z rekuperacją zmniejsza straty cieplne, tym samym pozwalając na znaczące obniżenie kosztów ogrzewania.

Termin rekuperacja oznacza odzysk ciepła odpadowego i zastosowanie go w innym procesie. Wymiana ta prowadzona jest za pomocą urządzeń zwanych rekuperatorami. Zużyte powietrze wyprowadzane z pomieszczenia oddaje ciepło do powietrza świeżego, wstępnie je podgrzewając. Wykorzystanie tego mechanizmu, opartego na podstawowych prawach fizyki, pozwala na zwiększenie efektywności wymiany powietrza w budynku oraz na obniżenie kosztów ogrzewania w okresie zimowym.

Wyższość wentylacji mechanicznejj

Dążenie do osiągnięcia maksymalnego stopnia energooszczędności budynków poprzez stosowanie materiałów charakteryzujących się wysokim stopniem izolacyjności, docieplanie ścian zewnętrznych, dachu i piwnicy oraz wymianę okien i drzwi na wysoce szczelne, powoduje zmniejszenie doprowadzenia świeżego powietrza do budynku. Nowoczesne konstrukcje są niczym termos, w którym nie ma możliwości samorzutnej wymiany powietrza. Z braku właściwej wentylacji biorą się różne problemy takie jak pojawienie się grzybów i pleśni w pomieszczeniach, parowanie szyb czy zespół chorego budynku (SBS — Sick Building System) i szczelnego budynku (TBS — Tight Building Syndrom). Dokładniej zostaną one omówione w następnym numerze Kreatora-Projekty.

Najlepszym rozwiązaniem problemów braku wentylacji lub niewłaściwego rozdziału powietrza w pomieszczeniach jest zastosowanie wentylacji mechanicznej, która w sposób kontrolowany przetłacza świeże, wcześniej przygotowane powietrze i usuwa zużyte. Pozwala ona na znacznie efektywniejszą wymianę powietrza w porównaniu do wentylacji grawitacyjnej, działając właściwie w każdych warunkach pogodowych. Dzięki zaplanowanemu przepływowi i braku konieczności otwierania okien nie ma zagrożenia przeciągami, a w przypadku właściwie wykonanego projektu możliwe jest maksymalne wyciszenie pomieszczeń zapewniając nie tylko komfort cieplny, ale również izolację od świata zewnętrznego.

Ponadto możliwe jest zastosowanie automatyki, która dodatkowo usprawni jej działanie pozwalając w pełni wykorzystywać możliwości wentylacji mechanicznej przy względnie najniższych nakładach energii. Dodatkowo zamontowane filtry wewnątrz instalacji pozwalają na dostarczanie powietrza czystego, wolnego od pyłków — co najbardziej jest doceniane przez alergików.

Odzysk ciepła

W procesie wymiany ciepła wyprowadzane powietrze posiada wyższą temperaturę niż wprowadzane — jest to logiczne i zapewne dla wszystkich zrozumiałe. W momencie braku wykorzystania tego ciepła, które wyprowadzane jest bez dodatkowej obróbki bezpośrednio do atmosfery, tracone są pokłady energii, które mogłyby pozwolić na obniżenie późniejszych kosztów ogrzania świeżego powietrza. I tutaj naprzeciw wychodzą rekuperatory, które rozwiązują ten problem poprzez odebranie ciepła z powietrza wywiewanego i przekazanie je powietrzu, które jest nawiewane do pomieszczenia. Zastosowanie rekuperatora skutkuje mniejszym zapotrzebowaniem na ciepło w okresie zimowym, obniżając tym samym ilość dostarczanej energii do pomieszczeń. Jest to stosunkowo proste oraz niezawodne rozwiązanie, które stosuje się coraz powszechniej.

Dostępne rozwiązania techniczne

Producenci oferują bardzo bogatą bazę różnych rozwiązań technicznych związanych z rekuperacją w wentylacji. Każdy rekuperator, składa się z obudowy, wymiennika ciepła, wentylatorów oraz filtrów. Typ danego rozwiązania definiuje rodzaj zastosowanego wewnątrz wymiennika ciepła. Podstawowym, najstarszym, najtańszym i najpowszechniej stosowanym rekuperatorem w wentylacji mechanicznej jest zawierający wymiennik krzyżowy (potocznie zwany rekuperatorem krzyżowym). Składa się on z na przemian rozmieszczonych płyt, przez które przepływają odseparowane strumienie powietrza świeżego i usuwanego z pomieszczenia. Podgrzane powietrze, które jest wywiewane, oddaje swoje ciepło do powietrza świeżego — nawiewanego, przez membranę o wysokim współczynniku przewodzenia ciepła oddzielającą oba strumienie. Cały proces przebiega bezobsługowo. Zaletą tego rozwiązania jest prostota wykonania, a co za tym idzie bardzo niska awaryjność. Brak części ruchomych dodatkowo przyczynia się do wygody użytkowania wymienników krzyżowych, a ich cicha praca jest dodatkowym atutem. Niestety urządzenia te nie osiągają dużej sprawności oraz są podatne na szronienie wylotu kanału wywiewnego. Zjawisko to jest o tyle niebezpieczne, że może nawet doprowadzić do uszkodzenia urządzeń uniemożliwiając poprawną wymianę ciepła pomiędzy strumieniami powietrza. Możliwe jest zniwelowanie tego problemu poprzez zastosowanie obejścia w wymienniku zapewniające usunięcie powstałego szronu lub też zainstalowanie dodatkowej nagrzewnicy wstępnej. Należy jednak pamiętać, że niesie to za sobą wyższe koszty eksploatacyjne takiego rozwiązania.

Rekuperator ©DOSPEL

Innym rodzajem rekuperatorów jest posiadający w swoim wnętrzu wymiennik przeciwprądowy. Jest on zbudowany bardzo podobnie do wcześniej omawianego wymiennika krzyżowego — różni się jedynie rozkładem powietrza wewnątrz wymiennika. Wprowadzane jest ono równolegle z przeciwnym ukierunkowaniem strumieni — na całej długości wymiennika powietrze wyprowadzane z pomieszczenia „podgrzewa” powietrze nawiewane — świeże. Rozwiązanie to posiada wyższe sprawności od wymiennika krzyżowego. Ten typ rekuperatora jest coraz powszechniej stosowany również w mniejszych centralach domów jednorodzinnych. Należy się liczyć z tym, że taka inwestycja wymaga większych nakładów finansowych od podstawowego wymiennika krzyżowego, ale rekompensuje koszty efektywnością pracy. Dodatkowo często w celu protekcji przed zamarzaniem stosuje się (tak jak w przypadku wymienników krzyżowych) nagrzewnicę wstępną, co rzutuje na koszty eksploatacyjne zwiększając je.

Rekuperacja w wentylacji mechanicznej może być również realizowana poprzez zastosowanie wymiennika spiralnego, który jest nowością na polskim rynku. Urządzenie to, poprzez swoją szczególną budowę uzyskuje sprawność nawet do 96%. Jego powierzchnia wymiany ciepła jest nawet dziesięciokrotnie większa niż w przypadku wymiennika krzyżowego — pozwala to na efektywniejszą pracę, a także likwiduje problem szronienia dzięki czemu nie ma konieczności instalacji dodatkowych urządzeń przeciwzamrożeniowych. Wymiennik spiralny przeciwprądowy pozwala na odzyskanie prawie całego ciepła, które normalnie byłoby tracone w procesie wymiany powietrza z pomieszczeń. Dodatkowo poprzez użycie bypassu oraz w przypadku zastosowania gruntowego wymiennika ciepła, możliwe jest uzyskanie „naturalnej klimatyzacji” bez konieczności zakupu klimatyzatorów (przykładowo w letnią noc poprzez doprowadzenie przez obejście chłodnego powietrza bez jego podgrzania). Sprawność tego rozwiązania, minimalne koszty eksploatacyjne, niska awaryjność i cicha praca przekładają się jednak na wyższy koszt zakupu urządzenia.

W rzeczywistości efektywność, sprawność oraz akustyka każdego z instalowanych rozwiązań, zależy od właściwie wykonanego projektu oraz rzetelnie wykonanego montażu. Kiedy już decydujemy się na zainstalowanie wentylacji mechanicznej w naszym domu, najlepiej zlecić to firmie, która wykona projekt i zamontuje urządzenia odpowiednio dla naszych potrzeb. Pamiętajmy, że od tego zależy nie tylko poprawność działania instalacji, ale również późniejsze oszczędności z nią związane.

Porozmawiajmy o pieniądzach

W momencie, gdy podejmujemy decyzje o wykonaniu w naszym domu wentylacji mechanicznej, na pewno warto rozważyć zastosowanie dodatkowo rekuperatora. Wykorzystanie ciepła, które normalnie zostałoby bezproduktywnie wyprowadzone z budynku, pozwala na znaczne obniżenie kosztów ogrzewania. Jak bardzo znaczne? W zależności od zastosowanego rozwiązania, poprawności wykonania projektu oraz montażu miesięczna oszczędność będzie wynosić ok. 60%. Dodatkowo należy zwrócić uwagę, że w przypadku zastosowania wentylacji mechanicznej w nowo powstałym budynku (co jest najbardziej racjonalnym rozwiązaniem — ze względu na wysokie parametry szczelności) nie wymagane jest wykonywanie pionów wentylacyjnych tak jak to ma miejsce w przypadku zastosowania wentylacji grawitacyjnej.

Instalacja z rekuperacją na poddaszu
©PRO-VENT

Załóżmy, że posiadamy mieszkanie o powierzchni 150 m2 w budynku standardowo docieplonym. W przypadku, gdy zdecydujemy się na zastosowanie wentylacji mechanicznej, a nie grawitacyjnej oszczędzamy na wcześniej wspomnianych kosztach budowy pionów wentylacyjnych, jednocześnie zyskując dodatkową przestrzeń w budynku. Dodatkowo nie ma konieczności instalacji nawiewników w oknach, a nawet można zastosować okna nieotwierane co w efekcie przekłada się na niższe koszty oraz lepszą izolację od otoczenia. Przybliżony koszt instalacji wentylacji mechanicznej z zastosowanym rekuperatorem wynosi około 20 tys. zł. Do takiego budynku przy wcześniej wspomnianym rozwiązaniu wentylacji należy rocznie dostarczyć ok. 12 000 kWh na potrzeby ogrzewania. W sytuacji, gdy zdecydujemy się na zastosowanie rekuperacji ilość energii spada do ok. 8 500 kWh co daje oszczędność na poziomie 24%. Oczywiście każdy budynek jest inny — każdy ma swój unikalny projekt, a co za tym idzie koszt — z czym zawsze należy się liczyć.

Wentylacja z rekuperacją charakteryzuje się dużą niezawodnością, a co za tym idzie niskimi kosztami serwisowymi. Dla bezpieczeństwa użytkowania i poprawności działania w ramach sezonowego przeglądu konieczna jest wymiana filtrów powietrza znajdujących się w centrali wentylacyjnej. Jest to koszt silnie uzależniony od rodzaju zainstalowanego filtra — może wahać się od 30 zł do 300 zł, ale gwarantuje bezpieczeństwo i czystość powietrza doprowadzanego do pomieszczenia.

Warto jeszcze zwrócić uwagę na energooszczędność jaką uzyskamy dzięki rekuperatorowi zamontowanemu w instalacji wentylacji mechanicznej. W trakcie dokonywania świadectwa energetycznego, poprzez obniżenie zapotrzebowania na ciepło w budynku, otrzymuje się dużo lepszy współczynnik energooszczędności — do czego wszyscy dążą w ostatnich latach w ramach oszczędności oraz ochrony środowiska. Skutkuje to również większym prestiżem budynku, co może zaprocentować w momencie jego sprzedaży.

Kiedy już decydujemy się na zastosowanie wentylacji mechanicznej warto uwzględnić również zastosowanie rekuperacji w instalacji. Przyniesie to nie tylko oszczędności, ale również zapewni nam dużo większy komfort klimatyczny i zagwarantuje zdrowe, przyjazne warunki do życia dla nas i naszej rodziny.

Anna Janik
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza
Wydział Energetyki i Paliw

ZDANIEM EKSPERTA

Rekuperacja się opłaca?

Źródło ciepła w przypadku rekuperacji nie ma większego znaczenia, jednak im wyższy jest koszt uzyskania 1kW energii, tym większe oszczędności uzyskujemy dzięki odzyskowi ciepła. Należy również pamiętać, iż ceny energii stale rosną, więc inwestycja w rekuperację może zwrócić się szybciej niż planowaliśmy, a późniejsze oszczędności będą coraz większe.

Gdzie zamontować rekuperator?

Nie ma większego znaczenia, w którym miejscu domu zamontujemy centralę wentylacyjną. Ze względu na wymuszony obieg powietrza przez wentylatory, centrala powinna pracować prawidłowo zarówno na strychu, jak i w piwnicy. Należy pamiętać, aby pomieszczenie, w którym znajduje się rekuperator, nie było narażone na ujemne temperatury. Istnieje wtedy ryzyko zamarznięcia skroplin oraz strat ciepła na obudowie oraz kanałach wentylacyjnych. Staramy się jednak, aby urządzenie było zamontowane możliwie daleko od sypialni, aby szczególnie w nocy nie było słychać jego pracy. Do miejsca montażu powinien być również swobodny dostęp, w celu wymiany filtrów lub ewentualnego serwisu.

Dariusz Stachura
menager produktu firmy NIKOL

artykuł pochodzi z kwartalnika
Kreator Projekty wydanie 03/2012
więcej o kwartalniku czytaj na
Kreator Projekty.pl