| Gdy budując dom stawiamy na jego energooszczędność, powinniśmy wybrać wentylację z odzyskiem ciepła. Instalacja wprawdzie nie jest tania, ale za to potem płacimy znacznie mniej za ogrzewanie. Ciepłe powietrze nie ucieka wtedy po prostu przez komin... Nowo budowane domy są bardzo szczelne, problemem staje się więc dostarczenie do wnętrza odpowiedniej ilości świeżego powietrza. Tradycyjna wentylacja grawitacyjna nie zda egzaminu, a wietrzenie jest mało efektywne. Potrzebne jest takie rozwiązanie, które pozwoli kontrolować natężenie przepływu powietrza, czyli wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna. Czemu jednak przy okazji nie zyskać oszczędności w kosztach ogrzewania domu? Jak odzyskuje się ciepło? Centrala wentylacyjna z odzyskiem ciepła, czyli rekuperator "ogrzewa" świeże powietrze ciepłem pobieranym z powietrza wywiewanego z pomieszczeń. Gdy przyjrzymy się, jaką temperaturę ma powietrze "dostarczane" przez tradycyjną wentylację grawitacyjną i przez rekuperator, nie będziemy mieli wątpliwości, że nasze korzyści mogą być duże. Centrala jest urządzeniem skomplikowanym, a oprócz samego rekuperatora niezbędna jest sieć kanałów wentylacyjnych. Powietrze z zewnątrz jest pobierane przez umieszczoną najczęściej w ścianie domu czerpnię i kanałem trafia do centrali wentylacyjnej. Następnie przez filtr jest kierowane do wymiennika ciepła. Zimą jest w nim podgrzewane, latem zaś schładzane. Szybkość przepływu powietrza reguluje wentylator wbudowany w centralę. Gdy powietrze ma już pożądaną temperaturę, jest siecią izolowanych termicznie przewodów rozprowadzane po budynku. Dostaje się do pomieszczeń przez kratki nawiewne umieszczone zazwyczaj w suficie. Następnie kratki wywiewne wyciągają zużyte powietrze i przesyłają je znowu siecią kanałów z powrotem do centrali. Tam, oczyszczone przez filtr, dostaje się do wymiennika i jest kierowane do umieszczonej na dachu wyrzutni. Powinna się ona znajdować w odległości przynajmniej 15 m od czerpni, żeby nie dochodziło do zanieczyszczenia powietrza pobieranego. Co zyskamy z rekuperatorem Trzeba porzucić tradycyjny tok myślenia, w którym wentylacja jest mało istotna, bo usuwa tylko zużyte powietrze. Musimy mieć świadomość, że napływające przez rozszczelnione okna powietrze jest zimne, zaś ciepłe - za jego ogrzanie przecież płacimy - jest po prostu wyrzucane na zewnątrz. Energooszczędny dom z założenia musi być przede wszystkim szczelny. Ale wiadomo, że problem wymiany powietrza musi być tak rozwiązany, żeby budynek nie uległ zawilgoceniu, a przebywający w nim ludzie odczuwali maksymalny komfort. I właśnie takie warunki zapewnia rekuperator, wymieniający powietrze w całym domu mniej więcej raz na godzinę. Dzięki temu powstająca w wyniku np. gotowania czy prania wilgoć jest natychmiast usuwana i nie powoduje powstawania pleśni lub grzybów. Żeby przepływ powietrza wewnątrz domu odbywał się bez przeszkód, konieczne jest zapewnienie pod wszystkimi drzwiami szczeliny wentylacyjnej szerokości min. 1 cm lub wykonanie w ich dolnej części otworów. Powstające w trakcie użytkowania domu ciepło (tzw. bytowe) jest wykorzystywane do dogrzewania domu, pozwalając tym samym na zmniejszenie kosztów ogrzewania. Centrala z odzyskiem ciepła jest też bardzo korzystna dla alergików, gdyż nie powoduje ruchu powietrza, podnoszącego kurz. Grzejąca wentylacja Jak to jest możliwe? Otóż dzięki wymiennikowi ciepła, zimą rekuperator wprowadza do domu świeże powietrze o temperaturze niewiele niższej niż wewnętrzna. Przy sprawności wymiennika wynoszącej ok. 90% różnica ta przez większość sezonu grzewczego wynosi najwyżej 4°C. Można też wykorzystywać ciepło słoneczne mocniej nagrzewające pomieszczenia na poddaszu. To całe "odzyskane" ciepło jest równomiernie rozprowadzane do wszystkich pomieszczeń, utrzymując w nich pożądaną temperaturę. Latem, dzięki wentylacji z rekuperatorem okna pozostają zamknięte, co zapobiega dostawaniu się owadów do wnętrza. Niektóre centrale są wyposażane w układy chłodzenia, można więc też obniżać temperaturę powietrza o kilka stopni. Pamiętać jednak należy, że podstawową funkcją rekuperatora jest wentylowanie budynku, a nie ogrzewanie go. Podwyższa temperaturę z 15 do 17-18°C, ale nie jest alternatywą dla systemu ogrzewania. |
| Rodzaje wymienników W centrali rekuperacyjnej wymiennik ciepła może być krzyżowy, obrotowy lub przeciwprądowy. Największą sprawność ma wymiennik przeciwprądowy, jednak jest to urządzenie o sporych gabarytach. Z kolei wymienniki obrotowe są montowane głównie w instalacjach przemysłowych, ze względu na emitowany dość znaczny hałas. W domach jednorodzinnych najpopularniejsze są wymienniki krzyżowe, najtańsze a dzięki prostej budowie mało awaryjne i stosunkowo ciche. Wymiennik krzyżowy - to skrzynka, w której powietrze nawiewane i wywiewane przechodzi przez szereg wąziutkich przewodów. Konstrukcja wymiennika jest na stałe zamontowana wewnątrz centrali, ruch powietrza wywołują wentylatory. W wymienniku obrotowym obraca się cały jego rdzeń, powodując ruch powietrza wewnątrz urządzenia. Natomiast w wymienniku przeciwprądowym strumienie powietrza przepływają wewnątrz urządzenia w przeciwnych kierunkach. Analizując wady i zalety tych urządzeń, największe wątpliwości może budzić informacja o ich szronieniu już w temperaturze -5°C. Rzeczywiście, w zimie, przy niskiej temperaturze zewnętrznej, wilgoć z usuwanego powietrza - na skutek kontaktu z zimnymi elementami wymiennika - osiada w postaci kryształków lodu i w skrajnych przypadkach może całkowicie zahamować jego przepływ. Produkowane obecnie rekuperatory są jednak wyposażane w odpowiednie urządzenia - najczęściej wstępne nagrzewnice - które całkowicie eliminują to zjawisko. Czy zaśniesz przy centrali? Mogą z tym być trudności, bo centralę trudno zaliczyć do urządzeń bezgłośnych. Podstawowym źródłem dźwięku są wentylatory. W wysokiej klasy centralach nie pracują szczególnie głośno, ale za to są dość drogie. Sam wymiennik też nie jest cichy - im ma wyższą sprawność, tym bardziej hałasuje. Aby ten hałas zmniejszyć, stosuje się tłumiki, montowane na kanale zarówno nawiewnym, jak i wyciągowym. Wynika z tego, że centrala powinna być umieszczona z dala od sypialni. Najlepiej, gdy znajdzie się w jakimś pomieszczeniu niemieszkalnym - na strychu, w kotłowni lub garażu. Jaki rekuperator wybrać Podstawowym parametrem, jakim się należy kierować przy wyborze centrali, jest poziom emitowanego przez nią hałasu. Dlatego warto wybrać urządzenie droższe, ale pozwalające spokojnie spać w nocy. Dobrej klasy centrale, wykonane z wysokiej jakości podzespołów, są podczas pracy prawie niesłyszalne. Drugim bardzo ważnym parametrem jest stopień odzysku ciepła. Wielu producentów podaje teoretyczną sprawność centrali w warunkach idealnych. Ale nasza będzie pracować w warunkach rzeczywistych. Dlatego warto zwrócić uwagę na wartość odzysku ciepła przy różnych trybach pracy. Okaże się bowiem, że użytkowa sprawność centrali jest o wiele niższa od podawanej przez producenta. Wymienniki o wysokiej sprawności mają też większe opory przepływu. Ich wentylatory zatem zużywają więcej energii elektrycznej. Czyli: zastosowanie centrali wysokosprawnej może być ekonomicznie mniej korzystne niż mniej sprawnej, za to o mniejszych oporach w wymienniku. Ważny jest też tzw. spręż wentylatorów, który powinien być dobrany do oporów instalacji. Przy sprężu zbyt małym powietrze nie dotrze do najbardziej oddalonych nawiewników. I wreszcie koszt wymiany filtrów. Z reguły czeka nas to co kwartał. Zatem, im droższe filtry, tym droższa eksploatacja. Zarówno projekt instalacji, jak i dobór rekuperatora należą do fachowca. Jednak orientacyjnie można przyjąć, że dla domu o powierzchni 130 m2 odpowiednie będzie urządzenie o wydajności ok. 250 m3/h. |
| Jeszcze większy odzysk ciepła Rekuperator obniża koszty wentylacji, jednak jego eksploatacja kosztuje. Dlatego coraz większą popularność zdobywają gruntowe wymienniki ciepła prawie nie potrzebujące energii elektrycznej. Wiąże się z tym co prawda wyższy koszt instalacji - droższy rekuperator - ale znacznie zmniejszają opłaty eksploatacyjne. Do współpracy z takimi wymiennikami najlepsze są centrale przeciwprądowe oraz takie, w których wentylatory (nawiewny i wywiewny) sterowane są niezależnie. Pozwalają indywidualnie dopasować ich pracę do dodatkowego oporu, jaki stwarza wymiennik gruntowy. Wymiennik powinien być tak zaprojektowany, żeby nawet przy bardzo niskiej lub bardzo wysokiej temperaturze zewnętrznej, pobierane w nim powietrze miało temperaturę zbliżoną do temperatury gruntu wokół niego. Wymiennik gruntowy nie może być zbyt mały, bowiem może się zdarzyć, że ziemia przestanie oddawać ciepło lub chłód. Zatem większe będą koszty działania centrali z odzyskiem ciepła zimą i mniejszy komfort korzystania z chłodzenia latem. Jednak nawet przy odpowiednio dużym wymienniku, przyda się niezależna czerpnia powietrza, która będzie używana zamiast wymiennika, w razie potrzeby jego regeneracji. Przyda się ona także wiosną i na jesieni, gdyż pobieranie ciepła z wymiennika gruntowego jest w tym czasie nieopłacalne. Ale uwaga. W lecie wymiennik gruntowy nie powinien współpracować z rekuperatorem, gdyż napływające z niego chłodne powietrze po zmieszaniu z usuwanym ogrzanym nie da oczekiwanego chłodu w domu. Wymiennik gruntowy można wykonać jako rurowy i bezprzeponowy. Wymiennik rurowy to czerpnia powietrza i rury zakopane na głębokości 1,5-2 m 4. Rury łączy się z systemem wentylacyjnym w budynku poprzez rekuperator. Przy czym, im większy wymiennik, tym większa jego moc. Latem można ochłodzić powietrze nawet o 12°C. Wymiennik nie może być za krótki lub ułożony zbyt płytko, bo nie osiągnie się wtedy odpowiedniej temperatury powietrza. Średnica rur musi pozwalać na przepływanie powietrza z prędkością nie większą niż 3 m/s. Im mniejsza, tym mniejsze są opory przepływu i mniej prądu zużywa wentylator wymuszający ruch powietrza. Rurociąg warto wykonać z materiałów o podwyższonej przewodności cieplnej - uzyska się lepszą wymianę ciepła między gruntem a powietrzem wewnątrz rury. Na wydajność wymiennika ma wpływ m.in. wilgotność gruntu, np. różnica pomiędzy przewodnością suchego piasku a piasku o wilgotności 20% jest ponad dwukrotna. Im bardziej wilgotny grunt, tym lepiej przewodzi ciepło, czyli rurociąg może być krótszy (a więc tańszy). Wymiennik bezprzeponowy tworzy się z płukanego żwiru, przez który przepływa powietrze i pobiera z gruntu ciepło albo chłód. Największą zaletą takiego złoża jest zmiana właściwości przepływającego przez nie powietrza. Staje się ono bardziej czyste, gdyż jest filtrowane z kurzu i alergenów. Zawiera mniej drobnoustrojów niż powietrze na wlocie, nie rozwijają się w nim grzyby i pleśnie. Ponadto latem powietrze jest osuszane, a zimą nawilżane, co poprawia mikroklimat w domu. Istota wymiennika sprowadza się do wykorzystywania stałej temperatury ok. 10°C panującej na głębokości 4-5 m pod ziemią. Montaż wymiennika na takiej głębokości byłby jednak bardzo drogi lub, ze względu na ukształtowanie terenu, wręcz niemożliwy. Dlatego buduje się go na niewielkiej głębokości lub nawet na powierzchni, a temperaturę złoża reguluje się grubością izolacji (jest nią styropian zabezpieczony folią budowlaną). W wymiennikach gruntowych można latem ochłodzić powietrze o 10-12°C, a zimą podgrzać nawet z -18 do 0°C. W najbardziej zimnych miesiącach, układ wymiennik gruntowy - centrala z odzyskiem ciepła może dostarczyć nawet 50% ciepła, a latem - zaspokoić całkowite zapotrzebowanie na chłód. Praca wymiennika wymaga dostarczenia niewielkiej ilości energii elektrycznej potrzebnej do pokonania oporów przepływu powietrza. Zysk jest jednak znacznie większy - przy zużyciu 1 kW energii elektrycznej uzyskujemy do 40 kW energii cieplnej. Hanna Czerska |
