Czym jest wentylacja decentralna i jakie ma zalety?
Czym jest wentylacja decentralna i jakie ma zalety?
Większość osób zna tylko dwa rodzaje wentylacji - tradycyjną grawitacyjną oraz z rekuperatorem, czyli z centralą i odzyskiem ciepła. Jednak możliwych wariantów jest o wiele więcej. Jednym z nich jest tzw. wentylacja decentralna. Dzięki niej mamy kontrolowaną mechaniczną wentylację z funkcją odzysku ciepła, ale bez konieczności rozprowadzania kanałów powietrznych w budynku.
Mianem decentralnej zwykło się określać jeden z rodzajów wentylacji mechanicznej, najczęściej z odzyskiem ciepła. Jednak budowa takiego systemu jest zupełnie inna niż typowej wentylacji z rekuperatorem. W zwykłej wersji mamy bowiem centralę wentylacyjną i całą sieć kanałów. W centrali znajdują się dwa wentylatory - jeden zapewnia nawiew powietrza, drugi jego wyciąg. Natomiast w wymienniku ciepła zużyte już powietrze usuwane oddaje swe ciepło świeżemu powietrzu nawiewanemu z zewnątrz. Uzupełnieniem są filtry oczyszczające powietrze, a zwykle także elektryczna nagrzewnica, pozwalająca oczyścić wymiennik z zamarzających w czasie mrozów skroplin.
Jednak z samej centrali nie byłoby żadnego pożytku, gdyby nie system kanałów, który łączy ją z poszczególnymi pomieszczeniami. Niezbędne są także dwa przewody łączące centralę z czerpnią oraz wyrzutnią powietrza - to połączenia ze środowiskiem zewnętrznym. Do każdego wnętrza trzeba zaś doprowadzić przynajmniej jeden kanał powietrzny, zapewniający wyciąg lub nawiew. Konieczne jest też zapewnienie przepływu powietrza od pomieszczeń z nawiewem (pokoje) do tych z wyciągiem (kuchnia, łazienki, garderoba). Dlatego właśnie drzwi w pokojach powinny mieć przynajmniej minimalne podcięcia przy podłodze, a łazienkowe i kuchenne nawet otwory. Przecież, jeśli nie będzie możliwości przepływu powietrza, to jego ruch - a więc i wymiana - ustanie.
Odmianę decentralną wymyślono zaś po to, żeby nie trzeba było rozprowadzać kanałów po domu. Poza tym efekt jej działania jest w zasadzie taki sam - mamy kontrolowaną wymianę powietrza, oraz odzysk ciepła. Wszystko dlatego, że w każdym wietrzonym pomieszczeniu umieszcza się osobną jednostkę, swego rodzaju miniaturowy rekuperator.
Wentylacja decentralna naprzemiennie usuwa i nadmuchuje powietrze
Prosta budowa systemu
Brak sieci kanałów to podstawowy wyróżnik wentylacji decentralnej. A to właśnie konieczność ich ułożenia jest największym kłopotem. W istniejących, już wykończonych budynkach układanie takich rurociągów o dużej średnicy zwykle w ogóle nie wchodzi w grę. Jednak i w nowych domach jest to często dość kłopotliwe. Ponadto nie każdy chce mieć taki rozbudowany system kanałów wentylacyjnych, choćby z obawy o to, że z czasem, gdy ulegną zabrudzeniu, mogą stać się siedliskiem bakterii i grzybów. Czyszczenie ich jest zaś kłopotliwe.
W wersji decentralnej kanały nie są potrzebne, bo każda jednostka (miniaturowy rekuperator) montowana jest na ścianie zewnętrznej. A właściwie w niej, bo obudowa urządzenia jest równocześnie rurą przechodzącą przez grubość ściany. To przez nią płynie powietrze. Oczywiście, po każdej ze stron jest odpowiednio zakończona. Po stronie pomieszczenia to estetycznie wyglądająca maskownica, natomiast po zewnętrznej jej odpowiednie ukształtowanie chroni przed wpływami atmosferycznymi - deszczem, śniegiem, działaniem wiatru.
Budowa minirekuperatora do wentylacji decentralnej. (fot. Marley)
Wymianę powietrza zapewnia cichy, wysokiej jakości wentylator. Ale nie działa on stale jako wyciągowy, lecz w naprzemiennym cyklu nawiew/wyciąg, zmieniając kierunek przepływu co kilkadziesiąt sekund. Ma to dwie bardzo ważne konsekwencje.
Po pierwsze, wymiana powietrza działa skutecznie bez potrzeby montażu nawiewników w ramach okien lub ścianach. Przypomnijmy, że w innych systemach zasada jest odmienna i jedne elementy zapewniają wyłącznie wyciąg, a inne tylko nawiew. Dlatego np. tradycyjna wentylacja grawitacyjna w wielu domach przestaje działać po wymianie okien na nowe, szczelne i bez nawiewników. W wersji decentralnej takich problemów nie ma, bo to sam minirekuperator zapewnia zarówno nawiew, jak i wyciąg powietrza. Nawiewniki okienne stają się po prostu niepotrzebne. Jeśli już są, to należy je zaślepić, żeby nie zaburzały wymiany powietrza.
Po drugie, jednostka zapewniająca wentylację decentralną ma wbudowany wymiennik ciepła, który umożliwia odbieranie go z powietrza usuwanego, a następnie przekazywanie powietrzu nawiewanemu. Zyskujemy więc w pełni kontrolowaną, działającą niezależnie od zmian warunków atmosferycznych, wentylację mechaniczną oraz oszczędzamy ciepło.
Trzeba jednak dodać, że takiej zdecentralizowanej wentylacji w pewnych sytuacjach nie zrobimy. Przede wszystkim nie będziemy w stanie założyć urządzeń w pomieszczeniach położonych w środku budynku, z dala od ścian zewnętrznych. Takim może być np. toaleta bez okna, której wszystkie ściany są ścianami wewnętrznymi. Ponadto zdecentralizowana wentylacja musi obejmować cały budynek, albo przynajmniej jego wydzielone pod względem wymiany powietrza strefy. Nie będzie dobrze działać wentylacja łazienki, w której pozostawimy kanał wyciągowy wentylacji grawitacyjnej, a we wszystkich sąsiednich pomieszczeniach założymy minirekuperatory wentylacji zdecentralizowanej. Bo one będą naprzemiennie powodować w tych wnętrzach powstawanie podciśnienia (faza wyciągu) oraz nadciśnienia (faza nawiewu powietrza). Grawitacyjny wyciąg w łazience może zaś działać prawidłowo, tylko wówczas, gdy ciągle panuje w niej pewne podciśnienie względem sąsiednich wnętrz. To gwarantuje, że powietrze zawsze płynie z innych pomieszczeń do łazienki, a nie odwrotnie.
Zresztą, gdy robimy wentylację decentralną w łazience, to warte rozważenia jest założenie w niej 2 minirekuperatorów. W takim układzie komunikują się one między sobą i zawsze pracują synchronicznie - gdy jeden wyciąga powietrze, to drugi nawiewa je do łazienki. Następnie zamieniają się rolami. Dzięki temu w łazience nigdy nie powstaje nadciśnienie i powietrze z niej (wraz z zapachami) nie przedostaje się do sąsiednich pomieszczeń.
Dlatego, chociaż budowa zdecentralizowanej wentylacji jest dość prosta, to zawsze warto skonsultować się z fachowcem, który dobierze wariant najlepiej dopasowany do konkretnego budynku.
Wymiana ciepła
Jak jest zbudowany sam element zapewniający wymianę ciepła? Najczęściej to ceramiczny blok z mnóstwem drobnych kanałów, którymi przepływa powietrze. Przy tym przez te same kanały powietrze przepływa naprzemiennie w przeciwnych kierunkach - jako wyciągane (usuwane) i nawiewane do pomieszczeń. Właśnie takie naprzemienne działanie stanowi istotę pracy takich urządzeń. Przede wszystkim cykle wyciągu i nawiewu trwają krótko, około 1 minuty każdy. Na etapie usuwania przez blok ceramiczny przepływa ciepłe powietrze pochodzące z ogrzewanych pomieszczeń. Wówczas masa bloku się nagrzewa.
Potem następuje faza nawiewu i przez podgrzane uprzednio kanaliki bloku płynie od przeciwnej strony zimne powietrze zewnętrzne. Oczywiście, nagrzewa się w ten sposób, zanim trafi do wnętrz.
Wysoka sprawność
Sprawność odzysku ciepła w takim wymienniku jest bardzo wysoka i może nawet przekraczać 90%. To wynik nawet lepszy niż w przypadku wielu typowych central wentylacyjnych. Przy tym nie ma tu elementów, które fałszowałyby rzeczywiste osiągi, takich jak długie kanały. Bo przecież powietrze płynąc długimi rurami nieuchronnie ochładza się lub ociepla. Jeśli np. centrala wentylacyjna znajdzie się w chłodnym garażu, to straty ciepła będą nieuchronne. W przypadku urządzeń decentralnych nie marnujemy też drogiej energii elektrycznej na podgrzewanie wymiennika, żeby usunąć z niego zamarzające skropliny. Wentylatory potrzebują zaś jedynie niewielkiej mocy, bo nie muszą pokonywać oporów przepływu generowanych przez długie kanały.
Brak szronu
Poważnym problemem w większości central wentylacyjnych jest zamarzanie skroplin, czyli pary wodnej wytrącającej się z ciepłego powietrza wewnętrznego, gdy zostaje ono schłodzone przez strugę znacznie zimniejszego powietrza z zewnątrz. To kłopot już kiedy temperatura powietrza zewnętrznego spada do ok. 0°C. Zaszroniony wymiennik traci bowiem przepustowość i gorzej przewodzi ciepło. Jeśli go nie rozmrozimy, to po pewnym czasie ruch powietrza stanie się w ogóle niemożliwy. W związku z tym w systemach centralnych stosuje się np. elektryczne grzałki lub rozbudowuje układ o gruntowy wymiennik ciepła (GWC), dzięki czemu temperatura powietrza nawiewanego zostaje podniesiona.
W wentylacji zdecentralizowanej problem zaszronienia wymiennika w ogóle nie występuje i nie ma potrzeby stosowania elektrycznych grzałek. Po prostu, nawet w czasie największych mrozów, kiedy wymiennik zostaje mocno schłodzony, to po kilkudziesięciu sekundach przepływa przez niego strumień ciepłego powietrza wewnętrznego. Wówczas nie tylko ogrzewa go, ale też zabiera ze sobą ewentualne skropliny, nawilżając w ten sposób nawiewane powietrze.
Cicha praca i energooszczędność
Wentylatory w jednostkach wentylacji decentralnej są tak dobrane, żeby pracowały bardzo cicho i zużywały znikome ilości prądu. Pierwszy wymóg jest oczywisty, bo przecież urządzenie znajduje się w salonie, sypialniach itd., a więc w miejscach, gdzie ewentualny hałas byłby bardzo uciążliwy. Na szczęście, przy odpowiedniej konstrukcji i wysokiej jakości jest to jak najbardziej do osiągnięcia. Tym bardziej, że jeden taki wentylator nie musi przetłaczać ogromnych ilości powietrza, a ponadto nie jest potrzebny wysoki spręż, czyli zdolność do pokonania dużych oporów przepływu.
Dzięki tym cechom wystarcza niska moc wentylatorów, wynosząca zaledwie kilka watów. Może ona wynosić np. od 3 do 11 W, w zależności od biegu. W efekcie nawet kilka sztuk, wystarczających na cały dom, zużywa mniej prądu niż jedna standardowa żarówka.
Łatwe sterowanie wentylatorami
Samą cykliczną zmianę kierunku przepływu bardzo łatwo osiągnąć. Wystarcza do tego zmiana kierunku obrotów wentylatora. Nie ma tu więc żadnych skomplikowanych elementów mechanicznych, co gwarantuje długą bezawaryjną pracę.
Zmiana wydajności też nie przysparza kłopotu, bo żeby zmniejszyć lub zwiększyć ilość wymienianego powietrza wystarczy zmienić prędkość obrotową wentylatorów. Takie decentralne minirekuperatory mają najczęściej 3 lub 4 biegi, dające bardzo znaczne zróżnicowanie przepływu. Może to być np. zakres od zaledwie 16 do 60 m³/h. W ten sposób można naprawdę dobrze dopasować intensywność wentylacji do faktycznych potrzeb.
Pod tym względem wentylacja decentralna ma w gruncie rzeczy sporą przewagę nad typowymi układami z centralą wentylacyjną.
Przede wszystkim, mamy tu bezpośrednią kontrolę nad tym ile powietrza zostanie wymienione w każdym pomieszczeniu z osobna. Przecież zmiana prędkości obrotowej jednego wentylatora wpływa tylko na jedno pomieszczenie. W systemach centralnych w łatwy sposób możemy zmienić wyłącznie intensywność wentylacji całego domu. Zmiana ustawień wentylatora w centrali nie daje przecież możliwości zróżnicowania.
Technicznie możliwe jest wprawdzie zmniejszanie np. ilości powietrza nawiewanego do pojedynczych pomieszczeń, ale nie jest to popularne. Bo jeśli ma to się odbywać automatycznie, to potrzebny jest cały system przepustnic wyposażonych w elektryczne siłowniki. Zresztą nawet taki system ma poważne ograniczenia. Bo przecież nie da się zmniejszyć lub zwiększyć wymiany powierza w pomieszczeniach, gdzie jest tylko wyciąg (łazienka, kuchnia, toaleta), nie wpływając na wentylację sąsiednich wnętrz z samym nawiewem (pokoje mieszkalne). Po prostu działanie całego układu opiera się na tym, że w sposób ciągły przepływa pomiędzy nimi powietrze. W systemie decentralnym jest inaczej, bo w jego przypadku każde wnętrze z minirekuperatorem ma zapewniony nawiew i wyciąg powietrza w zupełnie niezależny sposób.
Ponadto w wersji decentralnej kanały mają znikomą długość, zaledwie ok. 0,5 m. Wszystko dlatego, że muszą one jedynie przejść przez ścianę zewnętrzną. W efekcie opory przepływu powietrza są bardzo niskie i z ich pokonaniem wentylator radzi sobie bez trudu nawet przy najniższej prędkości obrotowej.
W wersji z centralą wentylacyjną i siecią kanałów powietrznych sprawa jest znacznie bardziej skomplikowana. Kanały mają zwykle dość mocno zróżnicowaną długość, odmienny przebieg, różną liczbę kształtek (kolan, trójników itp.). W efekcie zróżnicowany jest też opór jaki stawiają przepływowi strumienia powietrza. Oczywiście, w prawidłowo wykonanym systemie zostaje to odpowiednio wyregulowane przepustnicami. Ale taka regulacja działa w pełni tylko przy określonej z góry intensywności wentylacji. Z kolei zmniejszenie prędkości obrotowej wentylatorów zmniejsza nie tylko wielkość strumienia powietrza, ale również jego zdolność do pokonania oporów przepływu w kanałach. Może się okazać, że w niekorzystnym przypadku ruch powietrza w takim kanale o dużych oporach praktycznie zamiera i wentylacja w danym wnętrzu przestaje działać.
Intensywnością wymiany powietrza można sterować nawet zdalnie. Co ważne - w każdym pomieszczeniu możemy ustawić ją inaczej. (fot. Vents Group)
Kontrola nad systemem
Fakt, że każdy nasz minirekuperator jest właściwie w pełni niezależnym urządzeniem nie znaczy wcale, że mając ich kilka i chcąc zmienić intensywność działania wentylacji w domu, musimy robić to ręcznie chodząc po całym budynku. Wszystkie można włączyć np. w sieć Wi-Fi i kontrolować je zdalnie. Przy czym zdalnie to zarówno z jednego miejsca w domu (siedzimy na kanapie w salonie, a zmieniamy ustawienia wentylacji w sypialniach), jak i nawet będąc poza domem. Ma się rozumieć, że da się w takim systemie ustawić też automatyczną zmianę intensywności wietrzenia, zależnie choćby od pory dnia. Pamiętajmy, że zmniejszając wymianę powietrza nocą, albo gdy dom stoi pusty, bo jesteśmy w pracy, oszczędzamy ciepło.
Możliwości sterowania są naprawdę bardzo duże. Od najprostszej wersji, gdy zmieniamy intensywność wymiany powietrza przyciskiem wprost na obudowie minirekuperatora, aż po włączenie ich w system tzw. inteligentnego budynku.
Redaktor: Jarosław Antkiewicz Fot. otwierająca: Vents Group
Człowiek wielu zawodów, instalator z powołania i życiowej pasji. Od kilkunastu lat związany z miesięcznikiem i portalem „Budujemy Dom”. W swojej pracy najbardziej lubi znajdywać proste i praktyczne rozwiązania skomplikowanych problemów. W szczególności propaguje racjonalne podejście do zużycia energii oraz zdrowy rozsądek we wszystkich tematach związanych z budownictwem.
W wolnych chwilach, o ile nie udoskonala czegoś we własnym domu i jego otoczeniu, uwielbia gotować albo przywracać świetność klasycznym rowerom.
Dnia 20.10.2022 o 20:20, Elfir napisał:
Najpierw może poznaj różnice między klimatyzacją a wentylacją.
Ok, mamy wentylację mechaniczną. Przy nawiewie jest filtr, który zatrzymuje zanieczyszczenia z zewnątrz. To z jakiego otoczenia ma się nagle pojawić ...
5 godzin temu, Gość Jan Polakowszki napisał:
Przez 20 lat zarządzałem infrastrukturą w bardzo dużym biurowcu i wiem jak często trzeba czyścić wentylację mechaniczną i ją dezynfekować. Jeżeli ktoś zadaje pytanie czym mają się brudzić, to chyba ta osoba wczoraj ...
11
