Rekuperacja

 

Jak działa rekuperator?

 

W klasycznym budynku z wentylacją grawitacyjną powietrze jest wymieniane w sposób naturalny (ciąg grawitacyjny w kanałach wentylacyjnych). Jednak występuje tu niekontrolowany przepływ powietrza ponieważ ilość powietrza wyciąganego z budynku przez kominy wentylacyjne i jednocześnie ilość powietrza wprowadzonego do budynku nie jest zawsze taka sama. Zachodzi tu zależność że im większa jest różnica temperatur wewnątrz budynku i na zewnątrz to zwiększa się ciąg grawitacyjny w naszych pionowych kanałach.
Wszystko to przekłada się na koszty ogrzewania – zimą ogrzewamy budynek a na zewnątrz mamy zimno więc wymiana powietrza w budynku jest wtedy największa.

A powinno to wyglądać tak:

Kiedy w domu jest dużo użytkowników to zwiększa się wilgotność i zawartość dwutlenku węgla w powietrzu – powietrze powinno wtedy być intensywnie wymieniane. Gdy budynek jest bez użytkowników lub jest ich mało a powietrze jest o odpowiednich parametrach natężenie wentylacji można zmniejszyć.
Powyższe warunki spełnia jedynie odpowiednio sterowana wentylacja mechaniczna a jeżeli dołożymy do tego jeszcze wymiennik ciepła który odzyskuje ciepło z usuwanego powietrza i przekazuje je do powietrza wprowadzanego do budynku to zyskujemy dodatkowe duże oszczędności energii.

Nawiewane do domu świeże powietrze przechodzi przez rekuperator (wymiennik ciepła) i tu ogrzewa się powietrzem usuwanym z domu (ale się z nim nie miesza !).

Jak widać na pokazanych wykresach w budynku przed termomodernizacją wszystkie straty ciepła były duże, a te na wentylację stanowiły jedynie 35% strat całkowitych. Termomodernizacja zapewnia, że gdy budynek jest szczelny i ciepły, wtedy ciepło tracone w procesie wentylacji to już 57,1% strat całkowitych.

Zatem czy nie warto zainwestować w jego oszczędzanie? Rekuperatory pozwalają na zredukowanie tych strat od 70% do 95%.

Rodzaje wymienników stosowanych w rekuperatorach

Wymienniki krzyżowe

Obecnie najczęściej się stosuje wymienniki płytowe krzyżowe. Świeże powietrze zewnętrzne i powietrze usuwane przepływają w nich w przeciwnych kierunkach między płytami. Zaletą stosowania wymienników płytowych są niskie koszty ich produkcji oraz brak konieczności doprowadzania energii elektrycznej do urządzenia. Dodatkową zaletą jest rozdzielenie strumieni powietrza nawiewanego i usuwanego.

Jednak wadą wymienników krzyżowych jest podatność na szronienie już przy temperaturze -5°C. Szronienie może doprowadzić do zupełnego braku przepływu przez wymiennik powietrza usuwanego z budynku. Aby tego uniknąć, stosuje się obejście (by-pass), pozwalające na zmniejszenie ilości świeżego powietrza przepływającego przez wymiennik. Zamiast tego może być zastosowana nagrzewnica wstępna powietrza świeżego. Sprawność odzysku ciepła w wymiennikach dochodzi do 60%. Łącząc szeregowo dwa wymienniki można uzyskać jej zwiększenie do ponad 80%.

Wymienniki przeciwprądowe

W wymiennikach przeciwprądowych strumienie powietrza płyną równolegle w przeciwnych kierunkach. Sprawność odzysku dochodzi do 85%. Zaletą tego wymiennika w stosunku do krzyżowego jest wyeliminowanie szronienia. Wymienniki przeciwprądowe są coraz częściej stosowane w budynkach jednorodzinnych.

Wymienniki obrotowe

Droższym rozwiązaniem jest wykorzystanie obrotowego wymiennika ciepła. Składa się on z obudowy, wewnątrz której obraca się wirnik z masą akumulującą ciepło.
Stanowią ją płyty miliporowe i folia aluminiowa, tworzące sieć kanalików do przepływu powietrza. Wirnik obraca się z prędkością 10-20 obrotów na minutę. Stały kierunek obrotu pozwala na ogrzanie każdego kanalika powietrzem usuwanym, a następnie schłodzenie powietrzem pobieranym. Zaletą tego wymiennika jest wysoka sprawność odzysku ciepła, dochodząca do 90%. Konstrukcja pozwala na odzysk nie tylko ciepła, ale także wilgoci.

Gdy wymiennik obrotowy zostanie pokryty substancją higroskopijną, zimą będzie ona odbierała wilgoć z powietrza usuwanego i przekazywała ją powietrzu świeżemu. Ponieważ powietrze świeże jest po podgrzaniu przesuszone, wymiennik będzie je nawilżał, poprawiając jego jakość w pomieszczeniu. Regulując prędkość obrotową można zmieniać wydajność i uniknąć zamarzania wilgoci na powierzchni wymiennika. Wadą jest nieszczelność i mieszanie się częściowe powietrza, stosowanie dodatkowego napędu wymiennika oraz wysoka cena.

Instalacja wentylacyjna

Jaką instalację wybrać ? Na co zwracać uwagę?

Na polskim rynku wykonuje się instalacje wentylacyjne od wielu lat. Do tej pory głownie były to instalacje przemysłowe a mechaniczny system wymiany powietrza w domu jednorodzinnym był synonimem luksusu i ekstrawagancji.

System wentylacji mechanicznej zrównoważonej z odzyskiem ciepła zwany rekuperacją, dopiero niedawno zyskał na znaczeniu.

Wykorzystuje się 2 typy instalacji których podział może być różnie ujęty ze względu na :

• rodzaje materiałów
• kształt przekroju
  sztywność
  sposób i przestrzeń prowadzenia

Instalacje w podziale ze względu na materiał wykonania :

• aluminiowe
• tworzywo sztuczne
• stalowe
• poliuretanowe i inne

W podziale według kształtu :

• okrągłe
• prostokątne

W podziale według sztywności :

• elastyczne
• półelastyczne
• sztywne

W podziale ze względu na prowadzenie :

• posadzkowe (zalewane)

• wolno stojące (podwieszane lub leżące).

  GWC – Gruntowy Wymiennik Ciepła

  Bardzo dobrym uzupełnieniem systemu wentylacyjnego dla nowobudowanego czy istniejącego domu jest wykonanie tzw. gruntowego wymiennika ciepła (GWC). Najprościej rzecz ujmując jest to przestrzeń (rura, złoże żwirowe lub wymiennik bezprzeponowy), w której panuje stała temperatura ok. 4-8 stopni Celsjusza – czyli temperatura panująca na głębokości ok. 1,5-1,8 metra pod powierzchnią ziemi.

  Wprowadzone do tej przestrzeni powietrze z zewnątrz wstępnie ogrzewa się zimą oraz schładza latem. W okresie zimowym powietrze wchodzące do budynku może ogrzać się od – 22 stopni na zewnątrz GWC do +2 stopni na wejściu kanału czerpalnego do budynku.

  Oczywiście jest to efekt, który nie zapewni ogrzania budynku, jednak powoduje wymierny zysk energetyczny („za darmo” zyskujemy niemal 20 stopni!), dodatkowo zabezpiecza również system wentylacyjny przed zamarzaniem.

  Latem GWC stanowi skuteczny układ schładzający budynek bez konieczności montowania drogich w eksploatacji klimatyzatorów. Dobrze wykonany GWC schłodzi latem powietrze wchodzące do budynku z +32 do nawet + 15 stopni!

•