Rekuperacja w budynkach – nowe urządzenia

Małe centrale wentylacyjne, powszechnie nazywane rekuperatorami, to urządzenia, których zadaniem jest wstępne przygotowanie odpowiedniej ilości powietrza bez znaczącej zmiany jego parametrów. Ich elementami składowymi są wentylatory, filtry oraz wymiennik ciepła, który pozwala odzyskać energię z powietrza usuwanego z pomieszczeń.

Żeby całość pracowała jak najefektywniej, urządzenia te powinny mieć możliwość automatycznego czasowego wyłączania funkcji odzysku ciepła w lecie i kierowania powietrza przez by-pass, a także automatyczny system antyzamrożeniowy.

Centrale powinny też mieć dostęp do podzespołów, tak aby można było łatwo wymienić filtry lub w razie potrzeby wyczyścić wymiennik. Przewody należy zaizolować termicznie, by nie dochodziło do powstawania wilgoci na ich powierzchni. Podobnie jak wymiennik, również same kanały powinny być regularnie czyszczone.

Efektywność

Rekuperatory, coraz chętniej stosowane w domach jednorodzinnych oraz biurach, żeby pracować prawidłowo, a przy tym ekonomicznie, muszą spełniać kilka wymagań. System antyzamrożeniowy jest szczególnie ważny dla wymiennika ciepła, gdyż jest on bardzo podatny na wszelkie uszkodzenia.

Pierwszym krokiem, który powinien podjąć system ochrony przed wpływem zbyt niskiej temperatury, jest wyłączenie wentylatora nawiewnego. Pracuje wtedy jedynie wentylator wywiewny, umożliwiając tym samym ogrzanie wymiennika do określonej temperatury, która jest bezpieczna dla urządzenia. Innym rozwiązaniem jest stopniowe zmniejszanie biegów wentylatora, przez co praca centrali jest bardziej efektywna niż w pierwszym przypadku.

Stosowana jest też nagrzewnica wstępna, której zadaniem jest podgrzanie powietrza do temperatury bezpiecznej, tzn. takiej, przy której nie dojdzie do szronienia wymiennika. Najlepiej, gdy nagrzewnica uruchamia się i wyłącza w określonym czasie, zależnym od temperatury pobieranego powietrza. Kolejnym rozwiązaniem jest zastosowanie recyrkulacji powietrza, przez co do wymiennika dociera powietrze o wyższej temperaturze, chroniąc go tym samym przed zamrożeniem.

Dla użytkownika istotna jest również sprawność wymiennika – przyjęło się, że im jest ona wyższa, tym więcej energii można zaoszczędzić, ale wyższa sprawność samego wymiennika może zwiększać ryzyko jego szronienia. Na rynku dostępne są również rekuperatory wyposażone w obrotowy wymiennik służący do odzysku wilgoci. Sprawności takich central sięgają 95% – jest to wartość maksymalna, uzyskiwana w warunkach laboratoryjnych.

Niektórzy producenci podają średnioroczną sprawność, która wynosi już znacznie mniej, ok. 70%. Na rynku dostępne są również urządzenia, które dzięki wykorzystaniu gruntowych wymienników ciepła osiągają sprawność do 110%, a jej wartość średnioroczna to ok. 80%.

Jakość powietrza

Sterowanie wydajnością wentylatorów może się odbywać za pomocą czujników rozmieszczonych w pomieszczeniach, np. detektorów CO₂ lub czujników wilgotności. W domach jednorodzinnych czy biurach zyski ciepła pochodzą w głównej mierze od ludzi, dlatego czujniki takie są dobrymi sygnalizatorami załączania układu wentylacji.

W momencie gdy zapotrzebowanie na świeże powietrze wzrasta, system automatycznie przełącza biegi wentylatora lub płynnie zwiększa jego prędkość, żeby zapewnić komfort osobom przebywającym w budynku. Taki rodzaj regulacji może również współpracować z BMS, przez co sterowanie wentylacją staje się jeszcze sprawniejsze, bo skoordynowane z działaniem innych urządzeń wchodzących w skład systemu.

Protokoły, na których opiera się praca automatyki, to m.in. Modbus, Opentherm i eBus. Dla większego komfortu niektóre centrale wentylacyjne mają kilka poziomów nawiewu i trybów pracy. Żeby sterowanie urządzeniem było dla użytkownika łatwe i wygodne, rekuperatory wyposaża się w intuicyjne, zgrabne panele sterujące, za pomocą których można ustawić żądane parametry pracy urządzenia.

Energooszczędność

Efektywne i ekologiczne działanie centrali wentylacyjnej to podstawowe kryterium, jakim kierują się obecnie inwestorzy. Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii pozwala obniżyć koszty użytkowania instalacji wentylacyjnej. Niektóre modele urządzeń umożliwiają podłączenie wymiennika gruntowego, dzięki czemu w zimie powietrze jest wstępnie ogrzewane, a latem chłodzone.

Przy temperaturze powietrza zewnętrznego –15°C powietrze w wymienniku gruntowym ogrzewane jest do ok. 8°C, a przepływając przez przeciwprądowy wymiennik ciepła w centrali, dodatkowo ogrzewa się od powietrza usuwanego. Z kolei w lecie powietrze przy przejściu przez wymiennik gruntowy pod wpływem kontaktu ze ścianą rury wykrapla kondensat, obniżając przez to swoją wilgotność. Do pomieszczeń trafia zatem powietrze osuszone, bardziej komfortowe dla użytkowników.

Głównym elementem wpływającym na koszty pracy rekuperatora są wentylatory. Nowoczesne centrale mają wbudowane wentylatory energooszczędne, które pozwalają na bezstopniową regulację prędkości w zakresie 0–100%. Są one mniej energochłonne, a przy tym lepiej i dokładniej dostosowują się do aktualnych potrzeb w budynku.

Silniki elektrycznie komutowane montuje się w urządzeniach takich jak wentylatory czy pompy, żeby zwiększyć ich efektywność energetyczną, a zatem sprawić, by były jeszcze bardziej oszczędne. Ponieważ praca wentylatorów związana jest z emisją hałasu, rekuperatory powinny się cechować dobrą izolacją akustyczną.

Materiałem stosowanym jako izolator, zarówno cieplny, jak i dźwiękowy, jest spieniony polipropylen. Jest on lekki, odporny chemicznie, charakteryzuje się też dużą wytrzymałością na obciążenia i absorpcją energii oraz dźwięków.

Mimo prostej konstrukcji nowe centrale wentylacyjne oferują użytkownikom wiele możliwości. Zaawansowana technologia pozwalająca sterować urządzeniami według potrzeb to kolejny krok na drodze zmniejszania kosztów użytkowania.

Mimo znacznych kosztów inwestycyjnych współpraca z wymiennikiem gruntowym umożliwia uzyskanie dużych oszczędności w trakcie eksploatacji.

Opracowano na podstawie materiałów firm: Alnor, ASK, Ensto, Harmann, Klimor, Nikol, Systemair i Ventia.