Wentylacja i odzysk ciepła (rekuperacja)

[m.grzebinoga]

Przy obecnym bardzo wysokim poziomie zużycia energii jej konwencjonalne źródła takie jak ropa naftowa, węgiel czy gaz, stają się coraz uboższe a tym samym z roku na rok energia staję się coraz droższa. I nie ma co liczyć, że sytuacja się odmieni. Dlatego podczas budowy nowego domu należy poważnie zastanowić się w jaki sposób racjonalnie wykorzystać energię, aby koszty utrzymania i funkcjonowania domu były jak najniższe.

Dlatego nasza firma pragnie przedstawić Państwu praktyczne osiągnięcia techniczne, które pozwolą stosunkowo niewielkim nakładem inwestycyjnym sprawić, że koszty o których mowa spadną do wprost niewyobrażalnie niskiego poziomu w stosunku do tradycyjnych rozwiązań i równocześnie utrzymywać wewnątrz domu najkorzystniejsze warunki klimatyczne.

Wentylacja grawitacyjna:

Podstawową sprawą, którą należy się zająć jest wentylacja.

Tradycyjny, grawitacyjny system wentylacji mieszkań polega na usuwaniu zużytego powietrza za pomocą kanałów. Aby sposób ten działał poprawnie, niezbędne jest spełnienie kilku warunków:

• temperatura wewnątrz domu musi być wyższa niż na zewnątrz
  
• na zewnątrz powinien wiać lekki wiatr
  
• okna i drzwi powinny być "rozszczelnione", aby zapewnić dopływ świeżego powietrza
  
• konstrukcja kanałów wentylacyjnych na dachu powinna być tak zaprojektowana, aby ograniczyć możliwości "wstecznego" wdmuchiwania powietrza
  

Natomiast intensywność wentylacji wzrasta gdy:

• temperatura na zewnątrz maleje względem temperatury w mieszkaniu. Wzrasta ona w sposób liniowy (tzn. wzrost dwukrotny różnicy temperatury wewnątrz i na zewnątrz powoduje dwukrotny wzrost wentylacji). W praktyce okazuje się, że wentylacja grawitacyjna zaczyna działać dopiero, gdy temperatura zewnętrzna spada poniżej 15 st. C, gdyż dopiero w takich warunkach zachodzi dostateczna różnica temperatur.
  
• a także w przypadku, gdy na dworze zaczyna wiać silny wiatr. Wtedy intensywność wentylacji rośnie w kwadracie zmiany prędkości wiatru, czyli dwukrotny wzrost prędkości wiatru powoduje czterokrotny wzrost intensywności wentylacji.
  

Powyższe zależności nasuwają istotne spostrzeżenia:

Zimą, gdy chcemy a nawet powinniśmy ograniczyć wentylację, zachodzi ona w sposób niekontrolowany, gdy okna są rozszczelnione. Szczególnie podczas mrozów i silnych wiatrów następuje ogromna ucieczka ciepła, co powoduje szybkie wychłodzenie mieszkania i co gorsza nadmierne wysuszenie.

Natomiast latem, proces wentylowania mieszkań zachodzi tylko podczas wietrznej pogody. Gdy nie wieje wiatr i jest ciepło, naturalna wentylacja zawodzi zupełnie. Dzieje się to z chwilą wyrównania poziomu temperatur na zewnątrz i wewnątrz, przestaje działać w ogóle we wszystkich budynkach. Wilgoć, nieprzyjemne zapachy nie są usuwane praktycznie wcale.

W tradycyjnym budownictwie wentylacja jest traktowana jako zjawisko mało ważne, bo rozwiązuje się samoistnie. Świeże, lecz zimne powietrze doprowadzane przez nieszczelności stolarki wywołuje nieprzyjemne i szkodliwe dla zdrowia przeciągi, a ogrzane powietrze, czyli energia, za którą z roku na rok coraz więcej płacimy wyrzucane jest na zewnątrz przez kanały wentylacji grawitacyjnej.

Aby zmniejszyć zużycie energii i ograniczyć infiltrację zimnego powietrza zewnętrznego do mieszkań powszechne stosuje się szczelną "stolarkę". W nowych "szczelnych" budynkach z wentylacją grawitacyjną, wentylacja praktycznie w ogóle nie występuje, dzięki szczelnym spoinom okiennym.

Efektem tego działania jest brak wymiany powietrza wewnątrz. Czym to skutkuje?

• Podczas przebywania w zamkniętych pomieszczeniach oddychając zużywany jest tlen. Produkowany jest dwutlenek węgla i wilgoć.
  
• Zmniejszająca się zawartość tlenu w powietrzu i zwiększająca zawartość CO2 wywierają różnorakie skutki na człowieka. Zmniejsza się zdolność koncentracji, pojawia się zmęczenie, mogą nawet wystąpić bóle głowy.
  
• Człowiek produkuje wilgoć; W trakcie gotowania, brania prysznica, kąpieli, ale także pocąc się. Zbyt duże nagromadzenie wilgoci zazwyczaj prowadzi do wkraplania się pary wodnej w pomieszczeniach powodując ich znaczne zawilgocenie. Prowadzi to do rozwoju bakterii i grzybów, wpływając niekorzystnie na warunki bytowania domowników, bardzo poważnie obniżając komfort życia w tych pomieszczeniach. Może to wywołać wiele poważnych chorób. W przypadku, gdy wilgoć nie jest odprowadzana, osadza się ona na ścianach i oknach.
  

Co robimy aby temu zapobiec?

Otwieramy okna. Staramy się regularne wietrzyć mieszkanie - jest to tak zwana wentylacja uderzeniowa - w praktyce jest ona trudna do realizacji. Ponadto ma istotne wady. Trzeba bardzo długo wietrzyć, aby dokonać kompletnej wymiany powietrza i dzięki temu wystarczająco przewietrzyć pomieszczenie; może ponadto Powodować znaczne przeciągi. Poza tym taka metoda wietrzenia powoduje mocne zachwianie jakości powietrza.

W zimie świeże powietrze z zewnątrz jest zimne i niechętnie wietrzymy pomieszczenia, ponieważ prowadzi to do ich wychłodzenia.

Bardziej subtelnym sposobem jest montowanie nowoczesnej stolarki z tak zwaną mikro wentylacją. Czym jest mikro wentylacja? Jest niczym innym jak drogą, ładnie zamaskowaną dziurą w oknie.

Efekt jest taki, że wracamy do punktu wyjścia.

Wentylacja mechaniczna:

Nowoczesny dom jest przede wszystkim szczelny i nie ma w nim miejsca na przypadkowe lub zamierzone szczeliny w oknach czy ścianach. W opisanej sytuacji jedynym rozsądnym rozwiązaniem dla którego nie ma alternatywy, jest system wentylacji wymuszonej, powodujący w sposób mechaniczny wymianę powietrza.

Zastosowanie wentylacji mechanicznej pozwala na:

• Pełną kontrolę nad wentylacją
  
• Pomieszczenia są stale i systematycznie przewietrzane
  
• Nie zmienia się jakość powietrza, ponieważ stale doprowadza świeże powietrze z zewnątrz, a stare powietrze jest odprowadzane
  
• Mamy zapewnioną komfortową wentylację
  
• Pozbawia dom nadmiernej wilgoci, nie dopuszczając do powstania na ścianach i sufitach grzybów, pleśni powodujących gnicie budynku, nie mówiąc już o zagrożeniu dla zdrowia ludzkiego
  
• Filtruje nawiewane powietrze z kurzu i pyłków wywołujących alergię. W związku z tym łagodzi jej objawy
  
• Wentylacja mechaniczna jest zalecana w walce z astmą
  
• Filtry również zabezpieczają pomieszczenia przed dostawaniem się owadów do wewnątrz
  
• Regulacja wielkości wymiany powietrza umożliwia w szybki i skuteczny sposób usunąć z domu zużyte powietrze o nieprzyjemnej, uciążliwej woni. Mam tu na myśli dym papierosów, zapach wydzielany przez zwierzęta lub ich legowiska, zapach lakierów i farb. Dzięki temu do domu można wprowadzić się nawet w trakcie wykonywania prac wykończeniowych, bez względu na porę roku i panującą aurę. Pozwala skutecznie odprowadzić parę i spaliny wydzielane przez kuchnię, nie dopuszcza równocześnie do rozchodzenia się zapachów z kuchni na cały dom. To samo dotyczy łazienek i ubikacji, skąd powietrze jest wyrzucane na zewnątrz budynku
  
• Systematycznie załączana nie dopuszcza do zatchnięcia powietrza, wywołującego poczucie dyskomfortu (w praktyce wentylacja mechaniczna pracuje cały czas a zmienia się jej wydajność)
  
• Utrzymuje w domu powietrze w odpowiedniej czystości, usuwając unoszący się, zjonizowany kurz, powodujący podrażnienie śluzówek - co pozytywnie wpływa szczególnie na osoby podatne na alergię
  
• Odpowiednio zaprojektowana i wykonana mechaniczna instalacja wentylacyjna umożliwia łatwą, przyszłą rozbudowę i poszerzanie funkcjonalności
  

Na schemacie przedstawiono przykładową instalację mechaniczną nawiewno-wywiewną. Kolorem czerwonym zostały zaznaczone przewody wywiewne, którymi zużyte powietrze z pomieszczeń, w których mogą występować przykre zapachy (łazienki, ubikacje, kuchnie, garderoby) jest usuwane na zewnątrz budynku. Zakończenie przewodu wywiewnego nazywane jest wyrzutnią.

Świeże powietrze jest pobierane z zewnątrz przez czerpnię płynie przez filtr oczyszczający i rozprowadzane przewodami - zaznaczonymi na niebiesko - do pokoi. Wprowadzone świeże powietrze powoduje powstawanie w pokojach nadciśnienia w stosunku do pomieszczeń, z których powietrze jest pobierane. Powoduje to przemieszczanie się powietrza i jego wymianę na świeże w obrębie całego domu.

UWAGA! Rozróżnia się dwa rodzaje instalacji wentylacji mechanicznej (jest to ta sama instalacja ale inaczej wyregulowana):

• nadciśnieniowa - ciśnienie w budynku jest wyższe od ciśnienia na zewnątrz budynku
  
• podciśnieniowa - ciśnienie w budynku jest niższe od ciśnienia na zewnątrz budynku
  

Od tego jak instalacja ma być wyregulowana zależy rodzaj zastosowanej stolarki okiennej, a konkretnie uszczelek w niej stosowanych. Prawidłowo wyregulowana instalacja spowoduje prawidłowe uszczelnienie okien.

Odzysk ciepła:

Jak zostało pokazane podczas wentylacji budynku w okresie grzewczym w atmosferę jest wypuszczana olbrzymia ilość ciepła, którego wyprodukowanie kosztowało nas wiele pieniędzy.

Najnowsze osiągnięcia techniki odzysku ciepła doprowadziły do powstania niezwykle efektywnych urządzeń umożliwiających odzysk znacznej części ciepła w procesie wentylacji.

Idea odzysku ciepła jest bardzo prosta. Na rysunku przedstawiono schemat ideologiczny instalacji z odzyskiem ciepła.

Instalacja wentylacji z odzyskiem ciepła bezpośrednio bazuje na wentylacji mechanicznej.

Zużyte i ciepłe powietrze jest pobierane z budynku w miejscach, gdzie może nastąpić jego zanieczyszczenie i gdzie jest ono najcieplejsze tj. z ubikacji, łazienek czy pralni. Przez kratki wentylacyjne zamontowane w tych pomieszczeniach płynie przewodami do centrali wentylacyjnej.

Przed wejściem do centrali powietrze jest filtrowane celem usunięcia zanieczyszczeń mogących negatywnie wpłynąć na jej stan, czyli zatkanie przewodów wymiennika, wzrost oporów, zmniejszenie skuteczności działania.

W tym samym czasie z zewnątrz do centrali wentylacyjnej doprowadzane jest świeże, zimne powietrze. Wewnątrz centrali powietrze zużyte przekazuje ciepło - przez przepony wymiennika - powietrzu świeżemu, a dalej, już schłodzone jest wyrzucane na zewnątrz budynku.

Do pomieszczeń wtłaczane jest świeże i ogrzane powietrze.

Wentylacja tego typu w okresie zimowym, bez dodatkowego dogrzewania, czyli bez dodatkowych kosztów, wprowadza do domu świeże powietrze o temperaturze niewiele niższej od temperatury panującej w domu. Nowoczesne wymienniki posiadają niezwykle wysoką sprawność odzysku i waha się ona w granicach 80 do 92% jest to sprawność maksymalna w warunkach testowych, w praktyce sprawność użytkowa przeciętnie jest na poziomie 60%. Powoduje to, że powietrze wewnątrz przez większą część okresu grzewczego wymaga dogrzania o około 2 do 10 st. C, w zależności od wilgotności względnej powietrza i prędkości przepływu powietrza, nawet przy znacznych mrozach. W praktyce oznacza to, że jeśli powietrze w pomieszczeniach domowych ma temperaturę 22 st. C, to świeże powietrze wdmuchiwane przez wentylację do domu będzie mieć temperaturę 16 do 20 st. C! I jest to osiągane bez dogrzewania go dodatkową energią.

Podstawowymi zaletami zastosowania instalacji z odzyskiem ciepła, oczywiście poza zaletami - jakie były wymienione przy mechanicznej wentylacji - są:

• Podstawową i najważniejszą zaletą jest bardzo wysoka sprawność odzysku ciepła - praktyczna sprawność to 60% (95% jest maksymalną teoretyczną sprawnością dla tego typu konstrukcji)
  
• O ile jest to wymagane, wentylacja pozwala na utrzymanie stosunkowo stałej temperatury we wszystkich pomieszczeniach - niezależnie od kondygnacji, na której są one położone. Dzięki temu ciepło np. słoneczne pozyskiwane w jednym pomieszczeniu może dogrzewać inne.
  
• W okresie letnim pozwala na uśrednienie temperatury w całym domu. Czyli obniżanie jej w pomieszczeniach szczególnie narażonych na działanie promieni słonecznych i podnoszenie w pomieszczeniach nieprzyjemnie chłodnych położonych od strony północnej.
  
• Całkowicie zostają wyeliminowane nieprzyjemne i niezdrowe zimne przeciągi. Ciepłe powietrze jest łagodnie wdmuchiwane i nie powoduje nawet najmniejszego odczuwalnego dyskomfortu, nawet w przypadku intensywnego wprowadzania świeżego powietrza.
  
• Część robocza wymiennika podzielona jest na dwie, niezależne względem siebie przestrzenie. Szczelność wymiennika na poziomie 99,9% zabezpiecza przed mieszaniem się przepływających strug powietrza zużytego ze świeżym.
  
• Budowa wymiennika jest maksymalnie uproszczona, nie posiada w sobie żadnych części mechanicznych. Powoduje to, że praktycznie nie może on ulec uszkodzeniu podczas prawidłowej eksploatacji.
  
• Wymiennik jest w pełni bezobsługowy, a cała instalacja charakteryzuje się cichą i nieuciążliwa pracą.
  

Źródła ciepła:

Aby w pełni uzmysłowić sobie, jak wiele można oszczędzić dzięki wentylacji z odzyskiem ciepła, należy się zastanowić jak wiele ciepła nasz dom może wytworzyć samoistnie.

• Takim źródłem ciepła jesteśmy my sami - człowiek jako źródło ciepła posiada około 100 WAT mocy. Dwadzieścia osób przebywających w domu o powierzchni 200m2 czyli ok. 500m3 kubatury, jest w stanie skutecznie dogrzewać dom wyposażony w centralę wentylacyjną z odzyskiem ciepła.
  
• Również zwierzęta domowe są skutecznym źródłem ciepła.
  
• Gotując obiad, załączamy centralę wentylacyjną, by szybko odprowadzić spaliny i zapachy. Kuchenka wytwarza takie ilości ciepła, iż jest w stanie nie tylko pokryć straty ciepła na wentylacji, lecz również podnieść temperaturę w całym domu. Należy pamiętać, iż koniecznością jest zamontowanie specjalnego filtru przeciw-tłuszczowego w okapie nad kuchenką. Nie zamontowanie takiego filtra, może spowodować zabrudzenie i zatłuszczenie przewodów wraz urządzeniami na nim zamontowanych.
  
• Kolejnym źródłem może być tak chętnie budowany przez nas kominek. Badania wykazały, a praktyka potwierdziła, że kominek w przeciętnym, dobrze ocieplonym i wyposażonym w wentylacje z odzyskiem ciepła domu, często jest wystarczającym podstawowym źródłem ciepła. Nareszcie jest możliwość w pełni wykorzystania ciepła kominka w całym domu, w pomieszczeniach na różnych kondygnacjach, a nie tylko w pomieszczeniach sąsiadujących z kominkiem.
  
• Źródłem ciepła jest gorąca woda. Proszę sobie wyobrazić, jak wiele ciepła jest generowane podczas kąpieli. Ciepło z tej wody, nagrzewając powietrze w łazience, wpływa bardzo pozytywnie na ogrzewanie całego domu. Oczywiście aby na czas kąpieli uzyskać komfortową temperaturę w łazience należy "zakręcić" anemostat lub przepustnicę z siłownikiem. Tuż po kąpieli 'odkręcamy" anemostat, a wtedy gorące i wilgotne powietrze jest momentalnie wysysane z łazienki, a temperatura zostaje odpowiednio rozdysponowana na cały dom. Wreszcie skończą się tak powszechne problemy, z wiecznie zawilgoconą łazienką.
  
• Inne źródła energii to: żelazko do prasowania, pracujący komputer, telewizor, żarówki itp.
  

Podsumowując, w naszym domu jest wytwarzana gigantyczna ilość ciepła. Odpowiednio wykorzystana w ogromy sposób ogranicza konieczność wytworzenia ciepła, "specjalnie" na potrzeby grzewcze.

Dla przeciętnego domu wykonanym w w/w technologii zapotrzebowanie na dodatkową moc wynosi zaledwie 5 do 10 kW.

Praca letnia:

System wentylacji wymuszonej z odzyskiem ciepła sprawdza się cały rok z wyjątkiem okresów letnich upałów. W tym czasie, gdy na zewnątrz jest bardzo gorąco, wcześniej czy później mury domu się nagrzeją. W ciągu dnia centrala nawiewa powietrze zewnętrzne tylko nieznacznie ochłodzone powietrzem wewnętrznym. Nocą natomiast, gdy na zewnątrz robi się chłodniej (poniżej 20 st. C), praca wymiennika spowoduje niepotrzebne podgrzanie powietrza nawiewanego.

Czy można temu zapobiec?

Oczywiście! Dobrze zaprojektowana instalacja rozwiązuje ten problem. Sterownik centrali wywiewno-nawiewnej analizując temperaturę zewnętrzną i decyduje, w jaki sposób powietrze ma być wprowadzane, czy przez wymiennik, czy też pomijając go.

Koszty:

W praktyce koszt inwestycji tej instalacji zwraca się już po 2-3 latach!

Oczywiście w zależności od używanego paliwa. Każdy następny rok to czysty zysk, przechodzący w tysiące zł rocznie!

Mało tego. Odpowiednie podejście już w fazie projektowania domu, może spowodować, że koszt inwestycji w/w instalacji będzie praktycznie zerowy lub nawet niższy od klasycznej instalacji wentylacyjnej!

Może okazać się, iż w sposób znaczący można ograniczyć liczbę grzejników w domu. Dla przypomnienia koszt każdego grzejnika to kilkaset złotych. Przy rezygnacji z 6-7 grzejników oszczędności są już znaczne. Taka sama sytuacja jest z tradycyjnymi kominami, które nie są potrzebne w przypadku zastosowania wentylacji mechanicznej.

Oferta:

Wykonujemy i projektujemy mechaniczne wentylację nawiewno-wywiewne z odzyskiem ciepła. W/w rozwiązania projektujemy kompleksowo, czyli patrzymy na cały budynek jak na całość a nie traktujemy instalacji wybiórczo. Dzięki takiemu podejściu, zastosowane rozwiązania współpracują ze sobą i są najefektywniejsze, zapewniając komfortowe i ekonomiczne warunki wewnątrz budynku.

Produkujemy i sprzedajemy urządzenia i akcesoria potrzebnych do budowy i sterowania instalacji wentylacji mechanicznych z odzyskiem ciepła.