Rekuperatory – metody schładzania powietrza nawiewnego latem


Pomimo szeregu zalet rekuperacji, niestety nie sprawdza się ona w okresie letnich upałów. O ile w przypadku dużych instalacji wentylacyjnych z rekuperatorem projektanci zakładają wymagane wartości temperatury zarówno latem jak i zimą, w zależności od wymagań i specyfiki obiektu, to w domach jednorodzinnych jest to tylko opcja dodatkowa. W dużych centralach najczęściej występuje sekcja chłodnicy freonowej lub na wodę lodową i jest to wymóg. Opcjonalnie centrala nie posiada chłodnicy, ale projektowana jest odrębna instalacja schładzająca, której moc uwzględnia również schłodzenie powietrza zewnętrznego doprowadzanego przez układ wentylacyjny.
W przypadku wentylacji domowej okna powinny być generalnie zamknięte. W przypadku, gdy na zewnątrz jest 30 stopni i centrala dostarcza powietrze o tej samej temperaturze, niestety w wewnątrz budynku powietrze również się podgrzewa i jest to sytuacja niekorzystna. O ile w pierwszym okresie mamy odzysk chłodu, gdyż w domu temperatura jest niższa, i powietrze nawiewane jest chłodniejsze niż na zewnątrz to krótkim okresie temperatury się wyrównują i odzysk chłodu szybko się kończy.

Jak zatem używać wentylacji mechanicznej latem?
W dzień na minimum, ze względu, chociaż by na łazienki, i minimalną ilość powietrza do oddychania, natomiast w nocy, kiedy temperatura spada do około 16 wentylujemy z maksymalną wydajnością, chyba ze hałas pochodzący z centrali na to nie pozwala. Niestety, jeśli w upalne i parne noce temperatura jest powyżej 20 stopni nic to nie pomoże. W upalne dni często okna są otwierane, w przypadku, gdy w domu są dzieci często również i drzwi tarasowe.

Dlaczego zatem w przypadku upałów w ciągu dnia komfort przy otwartych oknach jest większy niż przy zamkniętych oknach i pracującej wentylacji?xx
Temperatury nawiewu są takie same, ale za w przypadku rekuperacji mamy najczęściej jedną wymianę na godzinę, przy otwarty oknach 5-6 wymian. Mamy większą prędkość przepływu powietrza ,, tzw. przeciąg’’ Prędkość przepływu, jedna z 3 składowych komfortu cieplnego ( temperatura, wilgotność, prędkość powietrza) jest wiesza. Efekt będzie podobny jak w przypadku wentylatora domowego. Nie ochładza powietrza a odczuwamy jakby było chłodniej.

Metody schładzania powietrza nawiewanego
Rozważamy możliwości ochładzania powietrza zewnętrznego nawiewanego przez instalację wentylacji mechanicznej z rekuperatorem zaprojektowaną w domu jednorodzinnym o powierzchni od 140m2-300m2 . Projektowana ilość powietrza nawiewanego dla takich budynków to od 280m/3h – 600m3/h. Przy takim strumieniu mamy od 1-1.5 wymiany na godzinę w pomieszczeniach ,,czystych’’ czyli tam gdzie powietrze jest nawiewane. Przy założeniu, że na zewnątrz mamy 32 stopnie i temperaturę nawiewu chcielibyśmy mieć w okolicach 20 stopni (minimalna temperatura nawiewu nie powinna być niższa niż 16stopni C ) wymagana moc chłodnicza w zakresie 1,5kW -3 KW. Jeżeli dostarczymy taką moc chłodniczą do układu wówczas nawiewamy powietrze schłodzone a wentylacja mechaniczna może pracować z pełną mocą w ciągu dnia bez przegrzewania budynku.
Do schłodzenia powietrza możemy wykorzystać:

a) Gruntowe wymienniki ciepła (GWC)
b) Chłodnica glikolowa podpięta to gruntowej pompy ciepła
c) Chłodnica oparta na układzie sprężarkowym

Gruntowe wymienniki ciepła

IMG_1882Prawidłowo wykonamy wymiennik gruntowy ( zarówno glikolowy, rurowy, żwirowy , Provent-GEO) jest w stanie zmniejszyć temperaturę o około 8 -10 stopni w stosunku do temperatury zewnętrznej. Z zalet takiego rozwiązania możemy tu wymienić niskie koszty eksploatacyjne takich rozwiązań. Dodatkowy prąd zużyty przez wentylator wspomagający, pompę obiegową glikolu, czy zwieszenie poboru prądu przez wentylator nawiewny to około 40-60W. Natomiast z głównych wad należy wymienić: zużywanie zdolności chłodniczej złoża w miarę upływu czasu, czyli np. w sierpniu moc chłodnicza jest inna niż w czerwcu. Dodatkowo podnoszenie wilgotności względnej w budynku w lato działa nie korzystnie, dotyczy to głownie wymienników rurowych. Mówimy tu tylko o wadach i zaletach w odniesieniu do zdolności chłodzenia powietrza.

Chłodnica glikolowa podpięta to gruntowej pompy ciepła

20130219_110249Układ do wykorzystania tylko tam gdzie ogrzewanie budynku oparte jest na PC gruntowej. W tym przypadku złoże w lato jest niewykorzystane ( tylko do CWU ) Złoże przygotowane jest pod PC czyli moc jest znacznie większa niż w przypadku tradycyjnych GWC, odpada problem zużywania się złoża, oraz nie ponosimy kosztów inwestycyjnych związanych z przygotowaniem dolnego źródła ciepła. Najprostszym sposobem jest wpięcie się w źródło dolne i montaż niezależnej pompy obiegowej, tak aby PC nie pracowała. Sterowanie załączeniem pompy najczęściej za pomocą czujnika pogodowego lub kanałowego. Wtedy koszty związane z eksploatacja to tylko 40-60W , czyli praca pompy obiegowej. Polecamy aby mając PC i rekuperację taki układ wykonać , gdyż koszty inwestycyjne  takiego rozwiązania są stosunkowo nieduże , a komfort używania wentylacji w lecie znacznie się zwiesza.

Chłodnica oparta na układzie sprężarkowym

IMG_2870Elementem chłodzącym jest chłodnica freonowa zamontowana na kanale nawiewnym. Mamy tu typowy układ z czynnikiem chłodniczym , najczęściej R410A .Chłodnica połączona z agregatem zewnętrznym od klimatyzatora. Z racji że obecnie są tylko urządzenia inverterowe koniecznym elementem jest sterownik do agregatu, aby kontrolował pracę sprężarki. Sterowanie 0-10V pozwala płynnie dopasować zapotrzebowanie na moc chłodniczą. Planując podłączenie chłodnicy w przyszłości należy zakupić centralę która posiada automatykę sterującą do chłodnicy 0-10 V . Z zalet należy wymienić stabilną nastawioną temperaturę nawiewu nawet 16 stopni. Jest to układ sprężarkowy czyli koszty eksploatacyjne większe niż w poprzednich opcjach ale i największe możliwości chłodzenia i sterowania.  Dodatkowo najwięsze przesuszenie powietrza latem, czyli brak uczucia duszności.

Czy jeśli zamontujemy jeden z tych elementów będziemy mieli w domu efekt klimatyzacji?
Niestety nie . Projektując wentylację kierujemy się ilością powietrza potrzebną do oddychania i w tym przypadku 1 w/h będzie jak najbardziej prawidłowa natomiast projektując klimatyzację należy przyjąć około 4-5 w/h/ . Czyli dostarczenie do budynku 2-3 kW chłodu to jakbyśmy projektowali schłodzenie w pomieszczeniu około 30-35m2 a nie domu, który ma 200m2. W przypadku domów zacienionych, gdzie nie ma okien narażonych na zyski od słońca, szczególnie parterowych, pozbawianych okien dachowych, gdzie są zadaszenia i rolety oraz dodatkowo dobra izolacja tam montaż powyższych elementów do chłodzenia ma sens i jak najbardziej się sprawdzi. W innym przypadku, aby uzyskać komfort temperaturowy w lato konieczne jest zamontowanie dodatkowych klimatyzatorów, zaprojektowanych do miejscowego schładzania powietrza działających na zasadzie cyrkulacji, czyli bez dostępu świeżego powietrza. Należy mieć również świadomość, że klimatyzacja w domu to nie jest 18 stopni. Projektując klimatyzację dobieramy tak urządzenia aby uzyskać temperaturę o 6-8 stopni w stosunku do temperatury zewnętrznej, czyli jeżeli na zewnątrz jest 32 stopnie to komfortowa temperatura to 24-25 stopni.