Centrale wentylacyjne zwane również rekuperatorami są sercem systemów wentylacji które znajdują zastosowanie praktycznie we wszystkich typach budynków. Spotkać je można coraz częściej w budynkach mieszkalnych jednorodzinnych, ich stosowanie stało się normą w obiektach handlowych, sportowych, czy przemysłowych.
Centrale wentylacyjne spełniają dwa główne zadania, z których jedno to mechaniczna wentylacja powietrza, drugie zaś, odzysk ciepła z powietrza usuwanego z pomieszczeń i przekazania go chłodnemu powietrzu, które jest do pomieszczeń nawiewane – proces ten nosi nazwę rekuperacji.
W zależności od przeznaczenia rekuperatory składają się z kilku układów realizujących następujące zadania związane z obróbką powietrza w budynku:
- nawiewu/wywiewu,
- oczyszczania,
- ogrzewania,
- chłodzenia
- nawilżania,
- tłumienia hałasu,
- odzysku ciepła,
- automatyki i regulacji,
Układem którym zajmiemy się w niniejszym materiale są wymienniki ciepła odpowiadające za wymianę energii termicznej.
Decydując się na zakup i instalację rekuperatora, inwestor zwraca uwagę głównie na parametr określany jako temperaturowa sprawność odzysku ciepła. Dla części budynków jest on wyznaczony w przepisach i standardach określających energooszczędności poszczególnych systemów i elementów. Wyższa temperaturowa sprawność odzysku ciepła oznacza iż odzyskujemy go więcej, oszczędzając w ten sposób energię. Niemniej jednak sprawność odzysku ciepła nie powinna przesłaniać innych ważnych aspektów związanych z komfortem użytkowników i poprawną pracą systemu. Na co jeszcze zwrócić uwagę ? W zależności od przeznaczenia obiektu należy wziąć pod uwagę:
- możliwość rozdziału nawiewanych i wywiewanych strumieni powietrza,
- tendencje do wykraplania kondensatu i szronienia,
- zdolność do przekazywania wilgoci,
Rodzimy rynek oferuje centrale wentylacyjne z trzema podstawowymi typami wymienników ciepła
Wymienniki krzyżowe
Wymienniki krzyżowe są dość często spotykane w centralach wentylacyjnych. Mając relatywnie do innych niską sprawność odzysku ciepła na poziomie 60 – 75 %, ich zaletą jest prosta konstrukcja wpływająca na cenę kompletnego urządzenia. Kolejną zaletą wynikającą z konstrukcji jest rozdzielenie strumieni powietrza nawiewanego i usuwanego, co eliminuje ponowny powrót zużytego powietrza do pomieszczeń ( zakładamy poprawny montaż względem siebie wyrzutni i czerpni). Z serwisowego punktu widzenia istotnym jest fakt, iż wymienniki krzyżowe nie mają elementów ruchomych, co znacznie ograniczania liczbę potencjalnych usterek jakie mogą się pojawić podczas eksploatacji centrali wentylacyjnej wyposażonej w taki wymiennik. Zdecydowaną ich wadą jest podatność na szronienie przy temperaturach niewiele poniżej 0°C, co może mieć wpływ na znaczne ograniczenie przepływu powietrza w wyniku zatykania wymiennika. Producenci starają się neutralizować ten problem stosując by – pass ograniczające przepływ świeżego powietrza przez wymiennik ciepła. Innym sposobem jest stosowanie wstępnych nagrzewnic świeżego powietrza lub termostaty ograniczające pracę wentylatora po stronie nawiewu do czasu ogrzania wymiennika.
Wymienniki przeciwprądowe
Zwiększające się zapotrzebowanie na temperaturową sprawność odzysku ciepła stało się przyczynkiem do opracowania wymienników o zwiększonej powierzchni wymiany ciepła w stosunku do możliwości wymienników krzyżowych. Wymienniki przeciwprądowe osiągają sprawność odzysku ciepła do 95%. Konstrukcja tych wymienników pozwala na rozdział nawiewanych i wywiewanych strumieni powietrza, co pozwala na instalowanie rekuperatorów w nie wyposażonych w zdecydowanej większości obiektów. Kolejnym atutem wymienników przeciwprądowych jest podobnie jak w wymiennikach krzyżowych, brak części ruchomych w ich konstrukcji co znacznie ogranicza możliwość powstania awarii, jak również nie wymagają podłączenia instalacji elektrycznej. Do wad należy zaliczyć fakt iż nie odzyskują one wilgoci z powietrza usuwanego, co wymusza nawilżanie powietrza nawiewanego. Zaletą takiego rozwiązania jest wyeliminowanie zawracania bakterii, oraz uciążliwych zapachów z powietrza usuwanego. Mankamentem tych konstrukcji jest również zwiększona ilość wykraplającego się kondensatu, co podczas ujemnych temperatur powietrza nawiewanego (zimą) może prowadzić do jego marznięcia, a w konsekwencji spadku sprawności odzysku ciepła. Mając na celu eliminowanie tego zjawiska producenci stosują wstępne nagrzewnice powietrza. Dzięki zaletom centrale wentylacyjne z wymiennikami przeciwprądowymi można rekomendować jako bardzo dobre rozwiązanie dla większości typów obiektów.
Wymienniki obrotowe
Wymienniki obrotowe także należą do często stosowanych w centralach wentylacyjnych. Temperaturowa sprawność odzysku ciepła dochodzi do 90%. Poza wysoką sprawnością odzysku ich zaletą jest możliwość przekazywania wilgoci – do 90% – co pozytywnie wpływa na poprawę mikroklimatu w pomieszczeniach i ogranicza konieczność stosowania nawilżania nawiewanego powietrza. Z eksploatacyjnego punktu widzenia istotnym jest iż w tego typu wymiennikach nie występuje wykraplanie kondensatu. Wymienniki obrotowe zazwyczaj mają możliwość regulacji prędkości pracy wirnika, co pozwala łatwiej dopasować wydajność centrali do bieżących potrzeb. Do wad wymienników obrotowych należy zaliczyć hałas wytwarzany przez urządzenie, mieszanie strumieni powietrza nawiewanego z wywiewanym, oraz konieczność doprowadzenia zasilania elektrycznego do napędu wirnika. Centrale wentylacyjne wyposażone w wymienniki obrotowe z powodzeniem można stosować w pomieszczeniach w których w ciągu roku występują niskie temperatury, ponieważ konstrukcja eliminuje ich oszronienie, a w skrajnych przypadkach zamarznięcie. Kolejną grupę pomieszczeń stanowią te z centralnym ogrzewaniem, lub działającą klimatyzacją. Możliwość odzyskania znacznej części wilgoci powoduje poprawienie mikroklimatu w tego typu obiektach. Nie należy stosować w miejscach takich jak: sauny, baseny, palarnie, pomieszczenia gdzie emitowane są duże ilości nieprzyjemnych zapachów, profesjonalne kuchnie.
Jak ma się zatem temperaturowa sprawność odzysku ciepła w poszczególnych centralach wentylacyjnych do formalnych wymagań zawartych w przepisach, lub standardach wykonania i wyposażenia budynków. Zgodnie z aktualnie obowiązującymi wymaganiami spełnienie progu minimalnej sprawności odzysku ciepła pojawia się w dwóch przypadkach:
- zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Transportu Budownictwa i Gospodarki Morskiej w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie: w instalacjach wentylacji mechanicznej ogólnej nawiewno-wywiewnej lub klimatyzacji komfortowej o wydajności 500 m3/h i więcej należy stosować urządzenia do odzyskiwania ciepła z powietrza wywiewanego o sprawności temperaturowej co najmniej 50%,
- drugi przypadek dotyczy budynków pasywnych dla których zgodnie z wymaganiami określonymi przez Passivhaus Institut Darmstadt sprawność odzysku ciepła powinna być większa niż 80%.
Z kronikarskiego obowiązku trzeba w tym miejscu przypomnieć wymagania w tym zakresie stawiane przez NFOŚiGW dla budynków określanych jako NF15 i NF40. Programy te zostały już wygaszone w 2015r. ale jeszcze nie wszystkie inwestycje nimi objęte zostały zakończone i odebrane. Wymagana temperaturowa sprawność odzysku ciepła wynosiła od minimum 70% w przypadku budynków wielorodzinnych do ponad 85% dla budynków jednorodzinnych.
Jak więc wynika z przedstawionych powyżej wymagań jeżeli budynek nie jest budowany jako pasywny, a kryterium jest wyłącznie sprawność odzysku ciepła to można w nim zamontować centralę wentylacyjną z dowolnym typem wymiennika. Oczywiście przy porównywalnych parametrach należy zwrócić uwagę na pozostałe w/w funkcjonalności jak również na kwestie związane dostępnością i kosztami serwisu jak również części zamiennych.
Powyższy artykuł jest objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą autorów , w przypadku zdjęć należy uzyskać zgodę poszczególnych producentów.
Opracowanie zespół oszczędnybudynek.pl
