Rekuperacja


Pojęcie „rekuperacja” (wentylacja z odzyskiem ciepła) pojawiło się w naszym kraju kilka lat temu, a stosowanie tego systemu w domach jednorodzinnych jest wciąż czymś nowym. Jednak o ile jeszcze kilka lat temu mało kto był w stanie rozszyfrować to pojęcie, tak w dzisiejszych czasach jest ono coraz bardziej znane i powiększa się liczba osób, które zdecydowały się na jej instalację we własnym domu. Niestety, wciąż mamy do czynienia ze zjawiskiem niedoinformowania, co jest wynikiem tego, że wentylacja mechaniczna nie jest standardowo zawierana w projektach obiektów budowlanych. Część projektantów i architektów wciąż poleca kominy grawitacyjne, które sprawdzały się przed wieloma laty. Teraz technologia budowy jest jednak inna i pojawiło się wiele innowacji, z których zdecydowanie warto skorzystać.

Co więc skłania inwestorów do tego, że obiektem ich zainteresowania pada klimatyzacja i wentylacja, a także wybierają rekuperator, wydając pieniądze na rozwiązanie, z którym wcześniej nie mieli do czynienia? Odpowiedzi może być bardzo wiele, każdy inaczej odbiera poszczególne argumenty, ale jedno jest pewne – rekuperacja posiada bardzo wiele zalet, dzięki którym szybko rośnie liczba jej zwolenników.

Celem każdego, kto buduje nowy dom, jest zapewnienie sobie oraz swojej rodzinie optymalnych, komfortowych warunków do życia i znalezienie jak najbardziej energooszczędnych rozwiązań. Poszukując wygody i zdrowia, inwestujemy duże pieniądze w szczelne okna, ocieplenie ścian i rozbudowane systemy ogrzewania, po czym wprowadzamy się, oczekując doskonałych warunków do życia każdego dnia. Jednak po jakimś czasie pojawia się dyskomfort – poranki są męczące, samopoczucie nie jest najlepsze, a na ścianach pojawia się grzyb. Nie pomaga otwieranie okien, a posiadane oszczędności znikają, wraz z ciepłym powietrzem, które wylatuje przez okno. Gdzie został popełniony błąd i dlaczego nie jest tak, jak być powinno? Prawda jest taka, że domy budowane w nowej technologii należy rozszczelnić.

W takiej sytuacji najlepszym wyjściem jest wentylacja mechaniczna, w szczególności układ nawiewno-wywiewny z odzyskiem ciepła, który daje wiele korzyści – zarówno pod względem ekonomiczności, jak również komfortu.

Jakie są zalety takie rozwiązania?

  • zapewnia stały dopływ świeżego powietrza,
  • pozwala na sporą oszczędność energii cieplnej, zużywanej do ogrzewania,
  • eliminuje przeciągi i nie emituje hałasu,
  • zapewnia odpowiednią wilgotność w pomieszczeniu, zatrzymując rozwój grzybów czy pleśni,
  • filtruje powietrze, zapewniając komfort drogom oddechowym i osobom z alergiami,
  • jest skuteczne w usuwaniu niepożądanych zapachów, dwutlenku węgla, pary wodnej i kurza, a także rozmaitych substancji chemicznych wytwarzanych przez materiały budowlane czy wyposażenie domu.

Obecnie zauważamy dwa zjawiska związane z zapotrzebowaniem rynku na rekuperatory:

  • regularny wzrost popytu wśród inwestorów budujących nowe domu, a co za tym idzie wzrost świadomości społeczeństwa,
  • coraz większe zainteresowanie klimatyzacją i rekuperacją wśród osób, które modernizują swoje domu i chcą zadbać o odpowiednią jakość powietrza w codziennym życiu. Zaliczają się do tego grona również osoby, które krótko mieszkają w nowych domach i zauważają problemy związane z brakiem odpowiedniej wentylacji.

Planując budowę nowego domu albo termomodernizację obiektu już istniejącego, problem „niezdrowego” budynku dotyczyć będzie także Ciebie, w związku z czym warto pomyśleć o tym już teraz. Korzystniej jest zapobiegać, niż leczyć!

Zasada działania rekuperatorów

Wentylacja z odzyskiem ciepła

Na koszty ogrzewania w dużej mierze wpływają straty ciepła, spowodowane wentylacją pomieszczeń. Ciepłe powietrze z wnętrza jest wyciągane, a na jego miejsce napływa świeże, często dużo chłodniejsze, które trzeba ogrzać. Praktycznie połowa dostarczanego ciepła służy na ogrzanie nawiewanego powietrza. Aby zminimalizować straty energii w budynku w tym celu w systemie wentylacyjnym instaluje się rekuperator.

Rekuperator jest urządzeniem umożliwiającym ogrzanie świeżego powietrza, napływającego z zewnątrz do pomieszczeń. Dzięki temu urządzeniu można odzyskać aż do 95 % ciepła z wentylowanych wnętrz.

Rekuperator jest swego rodzaju wymiennikiem ciepła, do którego dołączone są dwa wentylatory (nawiewny i wywiewny). Zasada działania jest dość prosta. Powietrze dopływające do wnętrza budynku w wymienniku odbiera ciepło z powietrza wywiewanego. W urządzeniu tym zamontowane są również filtry, które zatrzymują zanieczyszczenia z zewnątrz. Całym system jest sterowany poprzez sterownik. Urządzenie jest centralą wentylacyjną.

Jakie są typy wymienników ciepłą stosowane w rekuperatorach?

Wyróżniamy trzy rodzaje rekuperatorów, ze względu na typ użytego wymiennika: krzyżowe, przeciwprądowe ( proste i spiralne) oraz obrotowe.

Wymienniki krzyżowe

Zbudowane są płyt stalowych, aluminiowych lub tworzywa sztucznego, które są ułożone naprzemiennie sekcjami nawiewu i wywiewu. Powietrze przepływa przez wymiennik prostopadle na krzyż. Obieg powietrza jest wymuszany przez wentylatory. Sprawność takiego wymiennika wynosi ok. 60 %- 70%. Zastosowanie dwóch takich urządzeń podnosi sprawność układu do 85%. Wymienniki krzyżowe charakteryzują się małą wagą oraz kompaktową budową oraz niskim poziomem hałasu. Przy niskich temperaturach powietrza ( poniżej 2 st. C) może występować szronienie wymiennika, które negatywnie wpływa na pracę całego układu.
Wymienniki tego typu stosowane są zazwyczaj w małych instalacjach wentylacyjnych domów jednorodzinnych i budynków o małej kubaturze. Większe modele tych rekuperatorów są stosowane do wentylowania hal magazynowych i produkcyjnych.

Wymienniki przeciwprądowe

W wymienniku przeciwprądowym powietrze nawiewane i wywiewane przepływają w stosunku do siebie w przeciwnych kierunkach. Wyróżniamy wymienniki przeciwprądowe proste oraz spiralne.

Urządzenia przeciwprądowe proste zbudowane z płyt ułożonych równolegle. Natomiast spiralny przeciwprądowy wymiennik wykonany jest z folii aluminiowej, zwijanej w formie walca. Skręcone zwoje pozwalają na wydłużenie drogi wymiany ciepła między dwoma strumieniami powietrza. Dzięki takiemu rozwiązaniu wymiennik nie ulega oszronieniu. Sprawność urządzeń przeciwprądowych wynosi do 85 %.

Wymienniki obrotowe

Do układu wmontowany jest wirnik, który obracając się na przemian przechodzi przez obszar powietrza wywiewanego i nawiewanego. Wirnik wykonany jest z pofalowanej aluminiowej blachy, która jest nawinięta na walec i napędzany jest silnikiem. Element ten pełni funkcję magazynowania energii cieplnej. Płaszczyzna wymiany ciepła dużo większa niż w poprzednich modelach. Co daje efekt dość dużej wydajność w stosunku do niewielkich jego rozmiarów. Jednak jego wadą jest nieszczelność i mieszanie się częściowe strumieni powietrza. Dlatego jego sprawność wynosi w granicach 70%- 85%. Ten typ urządzenia jest odporny na szronienie.

Jakie funkcje spełnia rekuperator ?

Podstawową funkcją wentylacji jest dostarczanie świeżego powietrza i usuwanie ,, brudnego” a wentylacja wyposażona w rekuperator dodatkowo odzyskuje ciepło z pomieszczeń wentylowanych. Dzięki czemu napływające powietrze do pomieszczeń posiada niewiele niższą temperaturę, co wnętrze. W okresie grzewczym daje to duże oszczędności w kosztach ogrzewania budynku. Pomaga również usuwać nieprzyjemne zapachy i zanieczyszczenia z pomieszczeń wentylowanych. Urządzenie to daje również możliwość sterowania intensywnością wymiany powietrza, zależnie od indywidualnych potrzeb. Dzięki filtrom nawiewane powietrze do wewnątrz budynku jest wolne od zanieczyszczeń, pleśni, bakterii, drobnoustrojów oraz zapachów pochodzących z zewnątrz.

We współpracy z gruntowym wymiennikiem ciepła (GWC) rekuperator może też ochładzać nawiewane powietrze latem i zużywać mniej energii elektrycznej zimą. Inne funkcje, jakie spełnia rekuperator to usuwanie wilgoci i nieprzyjemnych zapachów z wnętrza budynku, a także zapobieganie powstawaniu grzybów oraz pleśni na ścianach i sufitach. Dzięki czemu utrzymujemy bardzo dobry mikroklimat w pomieszczeniach wentylowanych, przyjazny dla naszych organizmów.

Wpływ wentylacji z odzyskiem ciepła na zdrowie i samopoczucie człowieka

Jakość powietrza ma duże znaczenie dla naszego zdrowia. Im dłużej przebywamy w zamkniętym pomieszczeniu tym bardziej odczuwamy tego skutki we własnym samopoczuciu. Wilgoć, zaduch, dwutlenek węgla, nieprzyjemne zapachy oraz to, z czego nie zdajemy sobie sprawy jak drobnoustroje, bakterie i wirusy, a nawet wyziewy niebezpiecznych związków chemicznych wpływają znacząco na nasz organizm. Sick Building Syndrome (SBS)- to syndrom tzw. chorego budynku. Objawia się on u człowieka szeregiem dolegliwości, związanych z niedostateczną wentylacją w pomieszczeniu oraz złą jakością powietrza. Bóle i zawroty głowy, zaburzenia pamięci, brak koncentracji, zaburzenia oddychania, przypominające objawy astmy oskrzelowej, podrażnienia błon śluzowych oraz gardła to tylko część tych syndromów, które są reakcją organizmu na nadmiar nagromadzonych w powietrzu czynników takich jak:

  • dwutlenek węgla i tlenek węgla
  • nadmiar pary wodnej i niedobór tlenu
  • zanieczyszczenia pyłowe, biologiczne i chemiczne

W wilgotnych i dusznych pomieszczeniach doskonale rozwijają się różne bakterie, grzyby i pleśnie, które mają bardzo negatywny wpływ na zdrowie człowieka. Dlatego sprawna wentylacja z odzyskiem ciepła jest jednym z najlepszych rozwiązań na poprawę naszego komfortu i zdrowia. System wentylacji z rekuperatorem nie tylko poprawia samopoczucie przez realizowanie stałego dopływu świeżego powietrza i płynną jego regulację, ale także usuwa wszelkie szkodliwe czynniki z wentylowanego pomieszczenia, a tym samym dba o jakość tego powietrza. Filtry i jonizatory umieszczone w systemach central wentylacyjnych zatrzymują 99 % zanieczyszczeń z powietrza nawiewanego do wewnątrz. Powietrze w wyniku procesu rekuperacji jest osuszone, posiada temperaturę dostosowaną do parametrów termicznych wnętrza, czyste i świeże. Ma to bezpośredni wpływ na nasze zdrowie, między innymi objawiające się:

  • poprawą komfortu i naszego samopoczucia fizycznego i psychicznego
  • brakiem przeciągów i tzw. fal chłodnego powietrza, więc nie przeziębiamy się
  • brak zanieczyszczeń i alergenów w powietrzu wentylowanym, co bezpośrednio odczują alergicy.

Obecnie najwięcej naszego czasu spędzamy w pomieszczeniach zamkniętych, które to często są wnętrzami dość szczelnie zamkniętymi, izolowanymi od środowiska zewnętrznego. Trudno tu mówić o dobrej atmosferze, jeżeli brakuje świeżego powietrza. Nowoczesne systemy wentylacji z rekuperatorem gwarantują nam utrzymanie pełnego zdrowia i samopoczucia.

Instalacja rekuperatora

Montaż wentylacji z odzyskiem ciepła to nie tylko czyste i świeże powietrze w pomieszczeniach, ale też obniżenie kosztów za energię cieplną o ok. 30 %. Ale tu musimy od razu określić do jakiego układu odniesienia mamy to porównywać- nie do budynku z niedziejącą prawidłowo i nie mierzalną grawitacją ale do np układu z wentylacją mechaniczną bez rekuperatora o takim samym wydatku powietrza. I tu możemy porównać różnice w kosztach energii elektrycznej zużytej do zapewniania nawiewu na np. poziomie 18-20 stopni do budynku. O ile w rekuperatorze dla typowego domu czyli 160m2 i strumieniu powietrza w okolicach 280m3/h wynosi 1 kW to moc nagzrewnicy w wentylacji bez odzysku ciepła powinna być w okolicach 4 kW.

Zatem o instalacji z rekuperatorem warto pomyśleć na etapie projektowania budynku. Wynika to z konieczności zaplanowania i doprowadzenia przewodów wentylacyjnych do każdego z pomieszczeń w budynku. W zależności od zapotrzebowania na świeże powietrze oraz jego wymian różne będą parametry i rozprowadzenia kanałów wentylacyjnych, a także moc i rodzaj samej centrali. Generalnie przewody wentylacyjne mają znaczące średnice i na etapie projektowania nowego budynku łatwo je zaplanować w przestrzeniach budowlanych, tak, aby nie szpeciły i nie burzyły aranżacji pomieszczeń. O montażu wentylacji z odzyskiem ciepła warto również pomyśleć na etapie generalnego remontu pomieszczeń. Centrala wentylacyjna (rekuperator) montowana jest pod sufitem, zazwyczaj w tzn. pomieszczeniach gospodarczych np.: strych, piwnica lub inne tego typu miejsca. Z tego względu nie ma to wpływu na charakter wnętrz oraz poziom hałasu w pomieszczeniach gdzie przebywają ludzie.

Jakie są zalety i wady stosowania systemu z odzyskiem ciepła?

Jak każdy system wymiany powietrza również system wentylacji z rekuperatorem ma swoje plusy i minusy. Do jego zalet niewątpliwe należy niezawodność oraz utrzymanie stałych parametrów powietrza na poziomie ludzkiego komfortu. Tym bardziej że poziom ten można regulować i dostosować do własnych indywidualnych potrzeb w każdym wentylowanym pomieszczeniu. Regularna wymiana powietrza sprawia, że nie ma niebezpieczeństwa wystąpienia zawilgoceń, a tym samym tworzenia się pleśni, ponieważ powietrze jest skutecznie osuszane. Ważnym aspektem jest również jakość powietrza. Dzięki filtrom nie przedostają się do pomieszczeń zapachy z zewnątrz, pył, kurz oraz inne alergeny, których niestety nie unikniemy przy innych sposobach wentylacji wnętrza. Tego typu wentylacja zapewnia w budynku odpowiedni mikroklimat. Rekuperacja to również obniżenie rachunków za ogrzewanie, dzięki wysokiej skuteczności odzysku ciepła z pomieszczeń wentylowanych.

Wadą takiej instalacji to przede wszystkim wyższe nakłady inwestycyjne niż w przypadku tradycyjnych systemów wentylacji. Szczególnie koszty takiego systemu mogą być wyższe w przypadku modernizacji, czyli instalacji takiego systemu w budynku już istniejącym, nieposiadającym wentylacji mechanicznej. Dlatego warto o tym pomyśleć na etapie projektowania nowego budynku, bo będzie to nas mniej kosztowało. Drugim zagadnieniem jest hałas takiej wentylacji. Jednak dzięki dobremu projektowi i umieszczeniu kluczowych urządzeń w miejscach oddalonych od tzw. ciągów ludzkich oraz dobra izolacja termiczna i akustyczna kanałów wentylacyjnych, pozwoli na skuteczne wyeliminowanie tej wady. Należy tutaj również podkreślić, że przy zastosowaniu tego systemu wentylacji nie ma potrzeby otwierania okien, co dodatkowo eliminuje hałas z ulicy.

Wentylacja taka również zajmuje przestrzeń. Kanały wentylacyjne mają dość znaczące średnice. Jednak ich umiejętne zaprojektowania i zagospodarowanie w przestrzeniach pod sufitowych nie powinno znacząco wpłynąć na przestrzenie i aranżacje w budynku.

Ostatnim minusem jest to, że wentylacja cały czas pracuje w całym budynku, niezależnie od ilości przebywających w nim osób. Nie można jej wyłączyć całkowicie w pomieszczeniach, gdzie akurat nikogo nie ma. Jednak można ją wyposażyć w automatyczny system regulacji intensywności wymiany, ale to podraża koszt całej instalacji.

Na co zwrócić uwagę wybierając rekuperator

Rekuperator jest sercem całego układu odzysku ciepła. Od jego wyboru zależy skuteczność całej instalacji wentylacji, a przede wszystkim jej energooszczędność, niskie koszty eksploatacji, wydajność i bezawaryjność. Najistotniejsze cechy wpływające, na jakość i funkcjonalność tego urządzenia to:

  1. Wydajność rekuperatora- urządzenie powinno być tak dobrane, aby zapewniało wymianę powietrza w pomieszczeniu w górnej granicy normy.
  2. Spręż rekuperatora- parametr określający, jakie opory przepływu powietrza w instalacji jest w stanie pokonać urządzenie, zapewniając prawidłową wentylację pomieszczeń. Im wyższy spręż tym lepsze urządzenie. Jednak bez przesady. Bezpieczny spręż powinien zawierać się w granicach 150- 200 Pa.
  3. Wymiennik ciepła- ten element odpowiada za odzysk ciepła. Standardem jest odzysk w granicach 90-95%. Przed wyborem centrali wentylacyjnej należy zwrócić uwagę na rodzaj wymiennika. Najbardziej efektywne są przeciwprądowe.
  4. Wentylatory- rekuperator pracuje 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu. Dlatego powinien być wyposażony w trwałe i energooszczędne wentylatory. Te nowoczesne, zasilane prądem stałym, charakteryzują się mniejszym poborem prądu oraz emitowanego hałasu, a także większą trwałością.
  5. Obudowa- dobra izolacja termiczna i akustyczna. Obudowy rekuperatorów najczęściej stosowane są z blachy ocynkowanej lub tworzywa sztucznego. Dodatkowo powinny być zaizolowane styropianem lub pianką.
  6. Sterowanie- powinno być tak dobrane, aby urządzenie nie wymagało codziennej obsługi. Optymalny system sterowania to sterownik z funkcją tygodniowego programowania, możliwością regulowania nastaw pracy wentylatorów, odczytem temperatur oraz możliwością sterowania urządzeniami peryferyjnymi np. nawiewnikami, przepustnicami czy kratkami wentylacyjnymi.
  7. System antyzamrożeniowy- w system chroniący wymiennik przed szronieniem przy niskich temperaturach, zapewnia bezawaryjną pracę całego układu.
  8. By-pass w rekuperatorze- to rozwiązanie, które niezależnie od pory roku i temperatury zewnętrznej, tak steruje strumieniem powietrza, aby utrzymać zadane parametry komfortu w pomieszczeniach wentylowanych. Dobrej klasy urządzenia posiada bypass automatyczny i stuprocentowy.

FAQ

1. Myślę o rekuperacji, ale kiedy to się zwróci?
Niestety nie zwróci się nigdy, przynajmniej w sposób widoczny dla kieszeni tzn. na znacznie obniżonych rachunkach za ogrzewanie. Koszt poniesiony na zakup systemu + koszty eksploatacyjne są na tyle duże, że nie zwróci się w okresie inwestycyjnym a za taki przyjmuje się okres 7 lat. Nie zwróci się jak wiele elementów znajdujących się w nowo budowanym domu. Czy zwróci się ładniejszy włącznik do światła, większy telewizor, droższa dachówka itd. Też nie .

2. Ale czytałem/-am t że oszczędza do 30 % ciepła, czy to jest prawda ?
Tak, ale potrzebny jest odpowiedni układ odniesienia. Czyli nie dom z wentylacją grawitacyjną, która nie działa, ale taki np. dom z wentylacją mechaniczną o porównywalnym założonym strumieniu powietrza, ale bez odzysku. I wtedy mamy widoczne różnice na zużyciu energii na dogrzewanie powietrza nawiewającego.

3. Czy budować kominy do wentylacji grawitacyjnej jak jest w projekcie , tak na wszelki wypadek?
Aby odpowiedzieć na to pytanie należy przeanalizować projekt, gdyż architekci projektując wentylację grawitacyjnie tez różnie to robią. Generalnie w tej części domu gdzie jest wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna nie powinno być otwartych kominów wentylacji grawitacyjnej. Pomieszczenia z wentylacją grawitacyjna to garaż, pomieszczenie techniczne oraz kotłownia. Pomiędzy tymi pomieszczeniami a częścią mieszkalną powinny być drzwi szczelne oddzielające te strefę wentylacji mechanicznej od grawitacyjnej. Czasami zdarza się że kierownik budowy lub wykonawca domu namawia na budowę kominów grawitacyjnych, tak na wszelki wypadek, jak będzie coś nie tak z wentylacją mechaniczną. No cóż, zawsze można je wybudować i zamknąć, ale akurat ten wydatek jest zupełnie zbędny.

4. Czy konieczne jest zostawienie przepustów w stropach?
W stropach lanych lub innych prefabrykowanych na pewno warto, aby nie ponosić później dodatkowych kosztów związanych z ich wykonaniem. Ale jeśli nie o nich zapomni to też nie jest wielki problem. Za pomocą koronki wiertniczej, bezudarowo można wykonać idealne otwory bez narażania stropu na niepotrzebne drgania. Natomiast w popularnych stropach typu Terriva przepustów na etapie przygotowania stropu nie wykonujemy.

5. A co z kominkiem, czy są jakieś szczególne wymagania?
Kominek powinien być z zamkniętą komorą spalania oraz powinien być przygotowany przewód doprowadzający świeże powietrze do komory spalania połączony za pomocą krućca tak aby powietrze zewnętrzne nie wylatywało pod kominkiem ale bezpośrednio do komory spalania. Budujemy tylko komin spalinowy, wentylacja grawitacyjna w salonie przy kominku nie jest wskazana.

6. Jak rozwiązać kwestię okapu w kuchni?
Zgodnie ze sztuką wentylacji mechanicznej w kuchni powinien być wywiew od rekuperacji, i sprawdza się to to momentu kiedy tylko podgrzewamy potrawy lub gotujemy potrawy raczej bezzapachowe. Kiedy zaczynamy smażyć rybę lub gotować bigos wtedy wskazane jest wspomaganie okapem kuchennym i najlepiej z wyrzutem na zewnątrz budynku , nad dach. Zakłócenie układu wentylacji oczywiście występuje ale jest ono na tyle krótkotrwałe że możemy je pominąć. Okap z filtrem węglowym pomimo że nie zakłóca wentylacji nie jest tak skuteczny w usuwaniu zapachów.

7. Czy przy rekuperacji można otwierać okna?
Oczywiście można , jeśli ktoś lubi i chce to nie ma z tym najmniejszego problemu. Nie należy się zastanawiać czy wyłączyć rekuperator czy nie. Teoretycznie jedno zakłóca drugie, ale praktycznie nikt nie jest w stanie tego odczuć. Wentylacja mechaniczna jest dla użytkownika a nie odwrotnie i jeśli mamy ochotę otworzyć okno – róbmy to i nie przejmujemy się włączoną centrala wentylacyjną.

8. O czym musze pamiętać użytkując wentylacje mechaniczną?
Przede wszystkim o wymiennie filtrów i to nalży do obowiązków użytkownika. Przynajmniej raz do roku a i dwa razy nie zaszkodzi.

Przykładowe realizacje

Zapraszamy również do zapoznania się z serią naszych porad:

Przeczytaj również opisy central wentylacyjnych rekomendowanych przez firmę Klimat-Dom