Nie kupuj rekuperatora na oko. Wydajność i spręż najważniejsze przy wyborze centrali wentylacyjnej

Czego dowiesz się z artykułu?

Na pierwszy rzut oka wszystkie rekuperatory na papierze wyglądają podobnie. W katalogach producenci podkreślają liczby i dobrze brzmiące slogany: sprawność 95%, wydajność 500 m3/h, cicha praca, energooszczędność. Jednak wiele zależy nie od samego modelu czy liczb w katalogu, ale od dopasowania parametrów rekuperatora do cech konkretnego budynku i potrzeb jego mieszkańców. Wybór centrali wentylacyjnej to decyzja techniczna, podobna do doboru kotła, pompy ciepła czy klimatyzatora.

Po co wentylacja w domu?

Zanim zaczniemy analizować parametry techniczne rekuperatorów, warto zatrzymać się przy czymś znacznie bardziej podstawowym: po co wentylujemy dom i jak dużo powietrza potrzebujemy. W nowoczesnych, szczelnych domach wymiana powietrza nie dzieje się już „sama z siebie”. Uszczelnione okna, dobra izolacja i brak przewiewów powodują, że powietrze, które raz trafi do środka, pozostaje tam przez długi czas. W efekcie w pomieszczeniach gromadzi się dwutlenek węgla, wilgoć, zapachy i lotne związki organiczne (LZO), wydzielane przez farby, meble itd. To dlatego bez sprawnie działającej wentylacji po kilku godzinach w zamkniętym domu czujemy się senni, boli nas głowa, a na szybach zaczyna osiadać skroplona para wodna.

Jak dobrać centralę wentylacyjną do domu?

Pierwszym krokiem do właściwego doboru centrali wentylacyjnej jest określenie zapotrzebowania na powietrze. Robi się to na etapie projektu instalacji, uwzględniając liczbę mieszkańców, przeznaczenie pomieszczeń i obowiązujące normy. Przyjmuje się, że każda osoba dorosła przebywająca w pomieszczeniu powinna otrzymać przynajmniej 20-30 m3 świeżego powietrza na godzinę. Dodatkowo w pomieszczeniach takich jak: łazienka, WC czy kuchnia strumień wywiewanego powietrza musi być odpowiednio większy i zgodny z przepisami, tak aby skutecznie usuwać wilgoć i zapachy.

Ale trzeba pamiętać, że wartości z normy to minimum, zaś realne potrzeby mogą być wyższe - zwłaszcza w domach, w których przebywa wiele osób, jest sauna, jacuzzi, duże akwarium albo po prostu lubimy więcej gotować. Dlatego projektant instalacji rekuperacji powinien przeanalizować konkretny przypadek, uwzględniając również kubaturę domu, jego podział na strefy oraz długość i przebieg kanałów wentylacyjnych.

Często spotykanym błędem jest zakup rekuperatora na oko, np. 400 m3/h, bo „taki ma sąsiad”. Tymczasem w jednym domu ta sama centrala wentylacyjna będzie pracować idealnie, a w drugim źle - nie zapewniając wystarczającej ilości powietrza, generując hałas i duże zużycie prądu. Trzeba też pamiętać, że istotna jest nie tylko ilość powietrza, ale i jego rozkład. Jeżeli anemostaty są źle rozmieszczone - np. zbyt blisko łóżka czy kanapy - to nawet najlepiej dobrana centrala wentylacyjna nie zapewni przyjemnego klimatu. Dlatego ważne jest, by projekt instalacji uwzględniał także sposób rozprowadzenia powietrza, lokalizację skrzynek rozdzielczych i tłumików akustycznych.

Układ i długość sieci kanałów wentylacyjnych mogą być bardzo różne nawet w domach o zbliżonej powierzchni. Dopiero znając resztę instalacji możemy dopasować do niej centralę wentylacyjną, fot. WOLF

Reasumując - zanim wybierzemy konkretny model rekuperatora, powinniśmy odpowiedzieć na kilka podstawowych pytań:

ile osób na co dzień przebywa w domu;
jakie są funkcje poszczególnych pomieszczeń;
czy w budynku występują źródła dodatkowej wilgoci;
jak długa i rozgałęziona będzie instalacja kanałowa;
gdzie planujemy montaż centrali i czy zapewniony będzie swobodny odpływ skroplin.

Dopiero mając takie dane, możemy przejść do następnego etapu, jakim jest obliczenie bilansu powietrza i ustalenie, jakie parametry techniczne powinna mieć centrala, by pracować stabilnie i efektywnie.

Jak obliczyć bilans wymiany powietrza?

Dobry projekt wentylacji mechanicznej to znacznie więcej niż schemat z rozmieszczeniem anemostatów. To dobrze policzony bilans wymiany powietrza, w którym każde pomieszczenie ma określoną rolę - do jednych trafia powietrze świeże, z innych jest usuwane to już zużyte. Dopiero z bilansu powietrza wynika, jakiej wydajności i o jakim sprężu musi być rekuperator, by zapewnić równowagę między nawiewem i wywiewem.

Po co w ogóle robi się bilans powietrza? W uproszczeniu: bilans to zestawienie wszystkich strumieni powietrza nawiewanego i wywiewanego w budynku. Dla każdego pomieszczenia określa się, ile powietrza ma być dostarczone, a ile usunięte. Wartości te muszą się bilansować, ilość powietrza nawiewanego do domu ma być równa ilości powietrza usuwanego. Tylko wtedy system będzie działał stabilnie: nie będzie zasysał powietrza z kominka, nie stworzy nadciśnienia czy podciśnienia w domu, a wymiana powietrza będzie rzeczywiście kontrolowana. Warto tu podkreślić, że nie ma jednego uniwersalnego szablonu. Inne wartości przyjmuje się w domu 100 m2, a inne w 250 m2. Inne w budynku parterowym, niż w piętrowym, gdzie kanały są dłuższe, a rozkład pomieszczeń bardziej złożony. Dlatego nie ma sensu dobierać centrali wentylacyjnej na oko. Projektant musi to zrobić uwzględniając wymaganą ilość powietrza oraz opory przepływu w konkretnej instalacji.

Dlaczego ważny jest dobry projekt wentylacji mechanicznej z rekuperacją?

Na etapie projektu instalator lub projektant:

oblicza kubaturę każdego pomieszczenia (czyli jego objętość w metrach sześciennych);
określa funkcję pomieszczenia (czy jest „czyste” - salon, sypialnia, biuro, czy „brudne” - łazienka, WC, kuchnia, garderoba);
przypisuje odpowiednie wartości strumieni powietrza nawiewanego lub wywiewanego zgodnie z normą PN-83/B-03430/ Az3:2000 oraz rekomendacjami branżowymi (np. min. 20–30 m3/h świeżego powietrza na osobę);
sumuje te wartości i dobiera rekuperator o odpowiedniej wydajności nominalnej oraz sprężu dyspozycyjnym, który uwzględnia opory kanałów, tłumików, filtrów i anemostatów.

Dlaczego jest to takie ważne? W praktyce bilans jest dla centrali wentylacyjnej tym, czym projekt instalacji elektrycznej dla rozdzielnicy - określa, jakie obciążenie będzie musiała „udźwignąć”. Jeśli projektant pominie długość kanałów lub zbyt optymistycznie oszacuje opory, urządzenie o pozornie dobrej wydajności może nie poradzić sobie z realnym przepływem. W efekcie może dojść do niedostatecznej wymiany powietrza w najdalszych pomieszczeniach, hałasu przy wysokich obrotach wentylatorów, wzrostu zużycia prądu czy zaburzenia równowagi nawiew/wywiew (np. zasysanie powietrza z garażu lub kominka). W poprawnie wykonanym projekcie rekuperacji znajduje się informacja o stratach ciśnienia w kanałach oraz punkcie pracy centrali - czyli miejscu, w którym jej wydajność i spręż spotykają się z wymaganiami instalacji. To właśnie ten punkt pokazuje, jak centrala będzie się zachowywać w codziennej eksploatacji. Dlatego najpierw projekt, potem wybór centrali wentylacyjnej. Projekt nie tylko pokaże, jaką wydajność dobrać, ale też ułatwi porównanie ofert różnych wykonawców. Wystarczy sprawdzić, czy proponowana centrala rzeczywiście pokrywa zapotrzebowanie określone w bilansie przy wymaganym sprężu.

Wydajność i spręż - dwa najważniejsze parametry przy wyborze rekuperatora

To dwa parametry, które na pierwszy rzut oka wydają się techniczną abstrakcją. W praktyce to najważniejsze liczby dla całego systemu wentylacji. To one decydują o tym, czy rekuperator „przepchnie” odpowiednią ilość powietrza przez instalację, czy zrobi to cicho i z rozsądnym zużyciem energii. Niestety, to właśnie przy tych wartościach najczęściej popełnia się błędy przy doborze centrali wentylacyjnej.

Czym jest wydajność rekuperatora?

Wydajność określa, ile powietrza centrala może przetłoczyć w ciągu godziny. Najczęściej podawaną wartością jest maksymalny wydatek w m3/h. Na przykład rekuperator o wydajności 400 m3/h oznacza, że w idealnych warunkach (przy określonym sprężu, ale to wyjaśnimy za chwilę), może przetłoczyć 400 m3 powietrza w ciągu godziny. Tylko że te idealne warunki istnieją głównie... w katalogu. Bo im dłuższe kanały, im więcej kolanek, skrzynek rozdzielczych, filtrów, tłumików i anemostatów, tym większe opory przepływu powietrza. A im większe opory, tym trudniej powietrze dostarczyć. Dlatego producenci podają przy wydajności także drugi kluczowy parametr, czyli spręż dyspozycyjny.

Przeczytaj

Może cię zainteresować

Wentylacja decentralna w modernizacji budynków - poprawa... Systemy wentylacji - który jest najlepszy do Twojego domu? Centrale wentylacyjne a komfort w cieplejszym sezonie....

Dowiedz się więcej

Zobacz więcej Zobacz mniej

Czym jest spręż dyspozycyjny?

Spręż dyspozycyjny (wyrażamy w Pa, czyli paskalach) to zdolność rekuperatora do pokonania oporów powietrza w instalacji. Można to porównać do siły, z jaką dmuchamy przez rurkę. Jeśli jest krótka i prosta, powietrze przepływa łatwo. Jeśli jest długa i poskręcana, lub o mniejszej średnicy, musimy dmuchać mocniej. Im większy spręż, tym silniejsze wentylatory i większa zdolność centrali do utrzymania przepływu powietrza przy rosnących oporach. Ale większy spręż nie oznacza automatycznie lepszego urządzenia. Wydajność i spręż muszą być zawsze bowiem rozpatrywane łącznie, a to najczęściej pomijany aspekt sprawy.

Podajmy przykład, aby to dobrze zobrazować. Potrzebujemy centrali o wydajności maksymalnej 400 m3/h. Według katalogu producenta tak właśnie jest. Tylko że ta wydajność może być osiągana przy bardzo niskim sprężu - np. 50 czy 100 Pa. Jeśli więc instalacja ma duże opory (np. 200-250 Pa), to przy tym samym ustawieniu urządzenia może nie dać rady przetłoczyć więcej niż 250-300 m3/h. Czyli wydajność maleje wraz ze wzrostem sprężu. Dlatego zawsze trzeba patrzeć na wykres charakterystyki centrali, czyli krzywą pokazującą, jak zmienia się wydajność w zależności od wymaganego sprężu. Właśnie na tym wykresie znajdziemy tzw. punkt pracy, który pokazuje, jak centrala będzie się zachowywać w naszej instalacji.

Wykres 1.

Wykres 2. Zależność pomiędzy wydajnością i sprężem na przykładzie dwóch central. Wydajność zawsze spada wraz z wymaganym sprężem, czyli gdy rosną opory przepływu powietrza w instalacji, fot. PRO-VENT

Zbyt duża centrala wentylacyjna - częsty błąd przy wyborze

Od razu rozprawmy się z często funkcjonującym mitem. Wielu inwestorów myśli: „Wezmę większą centralę, będzie lepsza, cichsza i z zapasem”. Tymczasem to błąd. Zbyt duża centrala to większy pobór energii, czyli wyższe koszty na co dzień, droższe (bo większe) filtry, wyższy koszt zakupu czy wreszcie większe gabaryty (problemy z montażem). Optymalny dobór to taki, w którym rekuperator pracuje zwykle, czyli na wydatku projektowym, na 40-50% swojej maksymalnej wydajności. Dzięki temu ma wystarczającą rezerwę mocy na okresy większego zapotrzebowania (np. impreza, gotowanie), a na co dzień działa cicho i oszczędnie.

Warto wspomnieć, co wpływa na potrzebny spręż dyspozycyjny rekuperatora. Spręż bowiem zależy nie tylko od samej długości kanałów, ale również od liczby skrzynek rozprężnych, kolanek, trójników i rozdzielaczy, średnic przewodów, jakości wykonania połączeń (każda nieszczelność to strata ciśnienia), dodatkowych filtrów (np. antysmogowy), nagrzewnic, chłodnic czy nawet tłumików akustycznych. W praktyce typowe domowe instalacje mają opory 150-200 Pa. I to właśnie przy takim sprężu należy sprawdzać, jaką realną wydajność osiąga centrala, a nie tylko patrzeć na maksymalną wartość w katalogu. Dlatego zawsze zwracamy uwagę na wzajemną relacje tych dwóch parametrów.

Co możemy zrobić, jako zwykli, nie obeznani z tematem inwestorzy? Poprosić instalatora o przedstawienie takich danych jak:

wykres charakterystyki centrali,
obliczony punkt pracy dla naszego domu (wydajność i spręż),
określenie jaki jest realny zapas wydajności.

Jeśli instalator rekuperacji nie potrafi tego pokazać, to znak, że centrala nie została dobrze dobrana do projektu.

Sprawność odzysku ciepła - jaka jest realna sprawność rekuperacji?

W materiałach reklamowych rekuperatorów niemal zawsze bardzo eksponowane są liczby: 90%, 94%, 97% sprawności odzysku ciepła. Brzmi imponująco - prawie 100% i często to właśnie ten parametr decyduje o wyborze rekuperatora. Tyle że te procenty nie zawsze mówią o tym, co faktycznie poczujesz w swoim domu. Sprawność odzysku ciepła to pojęcie techniczne, które trzeba rozumieć w odpowiednim kontekście. Każdy system wentylacji usuwa z budynku ciepłe powietrze i wprowadza na jego miejsce to z zewnątrz, o temperaturze, jaka akurat panuje na dworze. Rekuperator sprawia, że część energii cieplnej z powietrza wywiewanego zostaje przekazana powietrzu nawiewanemu przez tzw. wymiennik ciepła. Dzięki temu zimą świeże powietrze, zanim trafi do pomieszczeń, jest już częściowo ogrzane, bez udziału kotła czy pompy ciepła. Najczęściej podawana w katalogach rekuperatorów jest tzw. sprawność temperaturowa odzysku ciepła, czyli stosunek różnicy temperatur nawiewu i wywiewu. Przyjmijmy np., że na zewnątrz mamy -10°C, w domu zaś +21°C. Gdyby nie było odzysku (czyli przy wentylacji grawitacyjnej), do pomieszczeń trafiałoby powietrze o temperaturze -10°C. Dzięki wymiennikowi o sprawności np. 85%, powietrze nawiewane będzie miało już ok. +15°C. To oznacza, że system odzyskał większość ciepła, które w przeciwnym razie zostałoby wyrzucone na zewnątrz. W efekcie, aby osiągnąć 21°C, nasze źródło ciepła musi podgrzać to świeże powietrze tylko o 6 a nie o 31°C.

Prawidłowo dobrana centrala powinna na co dzień pracować wykorzystując około połowy swojej wydajności maksymalnej. Stałe działanie z wydajnością zbliżoną do maksymalnej powoduje wzrost zużycia prądu, większy hałas oraz przyspieszone zużycie wentylatorów, fot. VENTIA

Ktoś z czytających teraz powie, że 85% to mało. Warto jednak sobie zdać sprawę, że te katalogowe wartości rzędu 95% i więcej uzyskuje się podczas badań w laboratoriach - przy bardzo ściśle określonych warunkach, przepływach i temperaturach. W realnym domu sytuacja wygląda inaczej, bowiem zmieniają się przepływy powietrza, różna jest wilgotność, wymiennik może być okresowo oszroniony, włączają się inne elementy systemu (np. bypass, nagrzewnica). Dlatego rzeczywista, sezonowa sprawność rekuperatora przy dobrze wykonanej i wyregulowanej instalacji jest zwykle niższa o 5 do nawet 8% od tej katalogowej. To nie znaczy, że producent zawyża czy zakłamuje wyniki – po prostu laboratorium nie odzwierciedla codziennej eksploatacji. A jeśli jednak w domu na naszym panelu rekuperatora wynik odzysku jest w okolicach katalogu to raczej zamiast czuć satysfakcję szukajmy przyczyny rozbilansowanej instalacji i podciśnienia jakie mamy w domu.

Odzysk ciepła to zwykle najbardziej eksponowana funkcja rekuperatora. Jednak pamiętajmy, że realnie osiągana sprawność z zasady będzie niższa od podawanej w katalogu, fot. GALMET

Znaczenie rodzaju wymiennika

Na sprawność odzysku ciepła wpływa głównie rodzaj wymiennika. Przeciwprądowe osiągają najwyższą sprawność temperaturową, wymienniki przeciwprądowe entalpiczne do 30% wydatku zachowują się jak zwykłe przeciwprądowe, aby następnie wraz z jego wzrostem tracić odzysk. Natomiast wymienniki obrotowe zarówno I jak i II generacji zapewniają mniejszą, lecz stabilniejszą sprawność w całym zakresie pracy i dodatkowo, podobnie jak entalpiczne, odzyskują część wilgoci.

Wysoka katalogowa sprawność cieplna jest oczywiście korzystna, ale nie zawsze najważniejsza i może być złudna. Przyjrzyjmy się dwóm urządzeniom - pierwsze ma sprawność 90%, a drugie 85%. Na pierwszy rzut oka to pierwsze jest więc lepsze. Ale gdy wejdziemy w szczegóły okaże się, że ma wymiennik przeciwprądowy lub przeciwprądowy entalpiczny i wymaga nagrzewnicy wstępnej, aby zapobiec zamarzaniu. Drugie ma wymiennik obrotowy, który z natury nie zamarza i nie potrzebuje dodatkowego źródła ciepła. Dodatkowo pierwsze urządzenie nawiewając suche powietrze nawet o wyższej temperaturze nie zapewni takiego komfortu cieplnego jak drugie, które nawiewać będzie powietrze 2–3°C chłodniejsze, ale nawilżone. Przez co nasze odczucia będą bardziej komfortowe. W praktyce więc to drugie będzie tańsze w eksploatacji i będzie dawać większy komfort, mimo że pierwsze zapewnia większy odzysk. Dlatego należy patrzeć na sprawność w szerszym kontekście - razem z typem wymiennika, co przekłada się na zużycie energii, koszty pracy urządzenia i komfort przez cały rok. Podsumowując, sprawność odzysku ciepła to ważny, ale nie jedyny parametr. Nie wystarczy spojrzeć na liczbę w katalogu. Dla użytkownika końcowego kluczowe jest bowiem to, jaki będzie odczuwał komfort termiczny w rzeczywistych warunkach i czy system będzie pracował stabilnie, bez konieczności dogrzewania powietrza.

Dobry rekuperator: podsumowanie

Rekuperacja to system, który realnie decyduje o komforcie życia w domu. O tym, czy powietrze będzie świeże, ciepłe, odpowiednio wilgotne, nie przesądza logo producenta, lecz to, jak rekuperator został dobrany do budynku, instalacji i potrzeb jego mieszkańców. Świadomy wybór zaczyna się od projektu. To on określa, jak duża powinna być wydajność rekuperatora i z jakim sprężem ma pracować. Kolejna sprawa to sprawność odzysku ciepła - nie jako liczba z katalogu, ale realny komfort termiczny. Do tego dochodzi odzysk wilgoci, który decyduje o tym, czy powietrze nie jest zbyt suche, a więc czy musimy się posiłkować np. zewnętrznymi nawilżaczami. Bardzo ważne jest również zabezpieczenie przed zamarzaniem, które zapewni bezawaryjną pracę przy niskiej temperaturze. Ponadto jego rodzaj może mieć istotny wpływ na koszty eksploatacji i poziom komfortu. Każdy z tych elementów to osobny parametr, ale dopiero ich wspólne zrozumienie tworzy obraz urządzenia dopasowanego do konkretnego domu. Rekuperacja nie jest rozwiązaniem uniwersalnym - jest systemem, który trzeba zaprojektować i dobrać indywidualnie.

Autor: Tomasz Osuchowski