Wentylacja z rekuperacją

Inwestorzy, którzy stawiają nowe domy, wiedzą, że taki sposób wentylowania jest wymagany w budynkach energooszczędnych i pasywnych. Spośród licznych korzyści z zastosowania takiego systemu, najistotniejszą jest - odzyskiwanie w wymienniku ciepła części energii z ogrzanego powietrza wewnętrznego, zanim trafi ono na zewnątrz, i przekazywanie jej powietrzu, które dociera do domu. Taki proces pozytywnie wpływa na zmniejszenie zapotrzebowania na energię do jego ogrzania i oznacza wyraźne oszczędności w budżecie. A to zaledwie pierwsza pozycja na długiej liście pozytywnych skutków zastosowania wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła.

Korzyści z zastosowania wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła

W centrali wentylacyjnej producenci montują filtry zatrzymujące pył i kurz, niektóre modele wyposażają w specjalistyczne filtry antysmogowe. Oczyszczają one powietrze zassane do budynku, więc wszyscy domownicy przebywają w czystym środowisku - nie trzeba dodawać, że ma to bardzo pozytywne znaczenie dla alergików, dzieci, seniorów.

Korzystanie z automatycznego regulatora pozwala na kontrolowanie dopływu powietrza oraz na sterowanie intensywnością pracy systemu wentylacyjnego. Użytkownicy mogą zmniejszyć albo zwiększyć intensywność wietrzenia (np. podczas przyjęć, po kąpieli, smażeniu ryby).

W mechanicznych układach z odzyskiem ciepła, prawidłowa wentylacja następuje niezależnie od zmian warunków atmosferycznych (wiatru, temperatury, ciśnienia).

Taką domową instalację można połączyć z gruntowym wymiennikiem ciepła (GWC) i wykorzystać energię cieplną zakumulowaną w gruncie - w zimie do jej przekazania powietrzu kierowanemu do centrali, w lecie do jego schłodzenia. GWC zabezpiecza przy tym wymiennik w centrali przed zamarzaniem skroplin. Dzięki GWC zwiększa się też zysk energetyczny w układzie wentylacji. Inaczej ujmując, w zimie gruntowy wymiennik uzupełnia system grzewczy, natomiast w lecie pełni rolę chłodzenia, przy czym trzeba wyraźnie powiedzieć, że nie zastąpi on klimatyzacji. Za to korzystanie z niego poprawia warunki termiczne wewnątrz budynku, a niektóre rodzaje GWC - również wilgotność powietrza.

W razie zaplanowania zamontowania układu wentylacji mechanicznej z rekuperatorem, na etapie inwestycyjnym unika się kosztów związanych ze wzniesieniem kominów lub prowadzenia tradycyjnych przewodów wentylacyjnych, które są niezbędne przy grawitacyjnym sposobie wentylowania pomieszczeń.

Nieskomplikowana instalacja systemu wentylacji z rekuperatorem

Przewody nawiewne lub wywiewne, poprowadzone do każdego pomieszczenia w budynku, tworzą sieć, która zbiega się w centrali wentylacyjnej. Głównym jej elementem jest wymiennik ciepła, czyli rekuperator (często błędnie nazywa się tak całą centralę). To on odzyskuje ciepło z powietrza usuwanego, następnie przekazuje je nawiewanemu. Jego sprawność wynika z konstrukcji - producenci oferują modele przeciwprądowe, krzyżowe, obrotowe - zadaniem projektanta systemu jest właściwe jego dobranie. W centrali znajdują się wentylatory (nawiewny i wyciągowy), które wymuszają ruch powietrza w przewodach, oraz filtry i sterowniki.

Powietrze z dworu pobiera czerpnia, a zużyte wydala wyrzutnia. Z tego powodu w domach z wentylacją mechaniczną nawiewno-wywiewną nie wznosi się tradycyjnych kominów z kanałami wentylacyjnymi. Zbędne są nawiewniki w oknach. Aby powietrze swobodnie krążyło, skrzydła drzwi muszą być podcięte u dołu (tak samo, jak przy pozostałych rodzajach wentylacji).

W przypadku instalacji decentralnej wystarczy montaż urządzeń w ścianie zewnętrznej budynku. W zależności od zastosowanego wariantu, urządzenie zapewnia filtrację powietrza oraz odzysk ciepła. Tego typu wentylacja pomieszczeń sprawdza się szczególnie w domach modernizowanych, bo nie trzeba budować systemu kanałów wentylacyjnych. (fot. Vents Group)

Budować czy nie budować GWC?

Wielu fachowców uważa, że dopiero razem z gruntowym wymiennikiem ciepła (w skrócie GWC) wentylacja z rekuperatorem stanowi system kompletny. GWC to konstrukcja, której działanie opiera się na wykorzystywaniu ogromnej pojemności cieplnej gruntu i stabilności jego temperatury na określonej głębokości (niezależnych od warunków atmosferycznych panujących na powierzchni).

W wersjach przeponowych (w formie wymienników rurowych) nie ma bezpośredniego kontaktu między ośrodkami, w których następuje wymiana ciepła. W konstrukcjach bezprzeponowych (wymiennik żwirowy, płytowy) zasysane powietrze ma bezpośredni kontakt z gruntem, przez który przepływa. Takie odmiany GWC regulują wilgotność powietrza nawiewanego do budynku – w zimie nawilżają zbyt suche, w lecie odwrotnie, suchsze dodają do zbyt wilgotnego (grunt dobrze wchłania skropliny z ochłodzonego powietrza, albo oddaje parę wodną suchemu powietrzu). Kolejną zaletą bezprzeponowych wersji jest znacząca redukcja zawartości bakterii i grzybów w nawiewanym powietrzu. Oba rodzaje konstrukcji przygotowuje się poniżej poziomu przemarzania gruntu. W skład instalacji GWC wchodzą jeszcze czerpnia i wyrzutnia powietrza.

Urządzeniem opartym na innej technologii jest wymiennik glikolowy (GGWC). Do obsługi typowego jednorodzinnego domu często wykonuje się go w formie odwiertu pionowego o głębokości 80-100 m (ponieważ w ostatnim czasie jego wydrążenie potaniało). Inną opcją jest zakopanie w gruncie, poniżej strefy zamarzania, rury o średnicy 2-4 cm i długości 100-250 m.

W obu odmianach GGWC, rury wypełnia się roztworem glikolu, montuje pompę obiegową wprowadzającą czynnik roboczy w ruch. Krążąc w układzie, schładza się on lub ogrzewa, i przekazuje ciepło powietrzu skierowanemu do domu przez czerpnię. Odbywa się to w dodatkowym wymienniku powietrze-glikol, który trzeba zamontować na czerpni przed wlotem do centrali wentylacyjnej. Układem należy sterować (w celu sprzężenia pompy obiegu glikolu z centralą). Zaletą takiej wersji GWC jest łatwość obsługi - jedynym elementem do regularnych przeglądów jest wymiennik glikol-powietrze.

Montaż GWC w obrysie fundamentowym budynku jednorodzinnego. (fot. Pro-Vent)

Argumenty przemawiające za wykonaniem GWC

Wymiennik w gruncie znacząco poprawia pracę systemu wentylacyjnego, zwiększając jego efektywność, zmniejszając zaś koszty użytkowania. Ponadto polepsza jakość nawiewanego powietrza. W zimie podnosi temperaturę powietrza przed rekuperatorem, eliminując możliwość jego zamarzania. Potwierdzają to następujące dane.

W miesiącach, kiedy temperatura na zewnątrz waha się w przedziale od +1°C do -24°C, a średnio wynosi -10°C, powietrze wypływające z GWC ma +2°C (waha się od +1°C do +3°C). W lecie, kiedy temperatura powietrza atmosferycznego utrzymuje się w granicach 20-35°C (średnio 28°C), temperatura tego wychodzącego z GWC to zaledwie 18°C (waha się od 16 do 24°C). Zatem przy korzystaniu z GWC, podczas krótkotrwałej fali upałów, temperatura powietrza w pomieszczeniach powinna pozostawać na komfortowym poziomie (pod warunkiem, oczywiście, zasłaniania okien roletami i rzadkiego otwierania drzwi wejściowych i tarasowych). Natomiast najlepsze antidotum na długotrwałe gorąco - kiedy wentylacja mechaniczna z GWC nie ochładza powietrza wystarczająco - to stosowanie sprawnej instalacji klimatyzacyjnej.

Jaka centrala wentylacyjna?

Szczególnie polecane są modele zużywające mało energii elektrycznej. To istotna cecha, gdyż prąd pobierają wentylatory, wymuszające przepływ powietrza w systemie, jak również pokonujące opory przepływu powietrza, powodowane przez wymiennik ciepła, czyli rekuperator (składa się on z wielu wąskich kanałów).

Inne ważne parametry urządzenia to:

• spręż, generowany przez wentylatory (czyli siła tłoczenia powietrza w przewody wentylacyjne);
• sprawność odzysku ciepła przez wymiennik (wartość 95% deklarowana w warunkach laboratoryjnych w rzeczywistości to raczej 80–85%);
• poziom hałasu (wytwarzany głównie przez wentylatory);
• regulacja prędkości wentylatorów (płynna ułatwia osiągnięcie oczekiwanych oszczędności energii).

Centrala nawiewno-wywiewna z wymiennikiem przeciwprądowym o wydajności do 750 m3/h i sprawności odzysku ciepła do 98%. Wyposażona w silniki EC, automatyczny by-pass i filtr powietrza nawiewanego klasy F7. (fot. Vents Group)

Układanie instalacji wentylacji z odzyskiem ciepła

Przewody najlepiej poprowadzić na etapie budowy domu, w szachtach instalacyjnych w ścianach, w podwieszanych sufitach, na posadzce nieużytkowego poddasza. Dawniej dość powszechnym błędem było stosowanie nieizolowanych przewodów, które zwiększały ryzyko wydzielania się skroplin oraz powodowały zmniejszenie sprawności odzysku ciepła, szczególnie jeśli część z nich ułożono w nieogrzewanych strefach domu. Skropliny niejednokrotnie spływały z przewodów na ściany, wywołując ich zawilgocenie. Specjalne, dobrze izolowane przewody wentylacyjne są lepsze, gdyż tłumią szumy, towarzyszące pracy centrali. Nie można samowolnie zmniejszać ich średnicy (wyznaczonej przez projektanta układu), ponieważ grozi to zwiększeniem oporów przepływu powietrza i szumów oraz nieprawidłowym działaniem centrali.

Stosowanie przewodów elastycznych (fleksów) dopuszcza się na krótkich odcinkach i tylko w miejscach, w których trudno wykorzystać przewody sztywne, np. przy połączeniu z centralą, z anemostatami. Wadą fleksów jest wytwarzanie większych oporów powietrza, niż w przewodach gładkich i sztywnych, a także możliwość ich zgniecenia w trakcie wykonywania zabudowy.

Anemostaty montuje się na zakończeniach przewodów wentylacyjnych w pomieszczeniach. Służą do regulacji natężenia przepływu powietrza. Lepiej sprawdzają się wersje z aluminium lub stali, ponieważ trudniej osiada na nich kurz, niż na PVC.

Czerpnię osadza się w ścianie budynku, podbitce dachu bądź jako element GWC.

Wyrzutnię - w ścianie szczytowej albo w dachu (jako gotowy komin).

Centrala wentylacyjna powinna trafić do nieużytkowego, lecz ocieplonego pomieszczenia, daleko od sypialni (do garażu, czystej kotłowni, garderoby, spiżarni). Zwykle wiesza się ją na ścianie, na wysokości umożliwiającej swobodne korzystanie z tego wnętrza, zapewniającej łatwy odpływ kondensatu oraz wygodny dostęp do wymiennych filtrów. Na ścianie trzeba pozostawić tyle miejsca, aby możliwe było ułożenie od centrali prostego przewodu wentylacyjnego o długości co najmniej 80 cm.

Konserwacja instalacji wentylacyjnej

Zabrudzenie filtrów to przyczyna zwiększenia się oporów przepływu powietrza w instalacji i zużycia energii elektrycznej przez centralę. Powinno się je zatem regularnie kontrolować, najlepiej co 2-4 miesiące, i w razie konieczności oczyścić, bądź wymienić. Warto kupić model z sygnalizacją zabrudzenia filtrów - kiedy pojawi się zabrudzenie, elektroniczny system wyświetli komunikat na regulatorze.

Prawidłowa konserwacja instalacji polega także na oczyszczeniu przewodów wentylacyjnych co 3–6 lat, sprawdzeniu układu odprowadzania skroplin raz w roku oraz oczyszczeniu jej co 2 lata.

Lilianna Jampolska
fot. otwierająca: L. Jampolska