Wentylacja z odzyskiem ciepła elementy rekuperacji Dostarczenie właściwej ilości świeżego powietrza do budynku oraz usuwanie z niego powietrza zanieczyszczonego to zadania wentylacji mechanicznej. Z zewnątrz pobierane jest świeże powietrze za pomocą czerpni i dostarczane przez przewód wentylacyjny do centrali wentylacyjnej. W rekuperatorze powietrze przechodzi przez wymiennik. Tam następuje wymiana ciepła z powietrzem wyciąganym z pomieszczeń. Po przejściu przez centralę wentylacyjną powietrze zostaje dostarczone do pomieszczeń użytkowych, takich jak salon, sypialnia, pokoje dzienne, pokoje dziecinne, gabinety. Następuje to poprzez sieć przewodów nawiewnych. Przepływ powietrza w instalacji jest wymuszany przez wentylatory centrali wentylacyjnej. Centrala wentylacyjna z odzyskiem ciepła oraz elementy podstawowe i dodatkowe stanowiące wentylację z odzyskiem ciepła, stanowią uzupełnienie systemu grzewczo-klimatyzacyjnego budynku. Jakie elementy wchodzą w skład wentylacji z odzyskiem ciepła?
Rekuperacja stanowiącą system odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego zawiera podstawowe elementy, do których należą: rekuperator, czyli centrala wentylacyjna z odzyskiem ciepła, elementy nawiewne oraz wywiewne, czerpnia, wyrzutnia, przewody wentylacyjne. Centrala wentylacyjna z odzyskiem ciepła Celem rekuperatora jest zapewnienie wymiany powietrza w budynku wraz z odzyskiem ciepła i filtracją powietrza. Centrala wentylacyjna z odzyskiem ciepła składa się z wymiennika ciepła odpowiedzialnego za efektywność odzyskiwania ciepła. Działanie wymiennika polega na przepływie zimnego i ciepłego powietrza przez kanaliki przylegające do siebie. Powoduje to wymianę energii pomiędzy strumieniami powietrza. Rodzaje wymienników ciepła stosowanych w rekuperatorach: wymienniki obrotowe rotor, składający się z przemiennie nawiniętej taśmy aluminiowej karbowanej i płaskiej tworzących kanały przelotu powietrza. Rotor stanowi masę akumulacyjną wymiennika, która pozwala na magazynowanie dużych ilości energii. Strumienie powietrza nawiewanego i świeżego przepływają przez kanały wymiennika oddając bądź pobierając energie cieplną. Standardową funkcją wymiennika obrotowego jest także odzysk wilgoci. Zaletą wymienników obrotowych jest bardzo duża sprawność, małe gabaryty oraz stosunkowo prosta konstrukcja. Do wad natomiast należy zaliczyć możliwość przenikania powietrza pomiędzy strumieniami, konieczność doprowadzania energii do napędu silnika rotora oraz zużywanie się części ruchomych. wymienniki krzyżowe - aluminiowe płyty, obudowane w blachę stalową, ocynkowaną. Pomiędzy lamelami przepływa powietrze nawiewane i wywiewane, w kierunku krzyżowym wobec siebie i odseparowane od siebie. Powietrze usuwane przepływa przez co drugi kanał pomiędzy płytami nagrzewając je, a powietrze świeże przez pozostałą część kanałów, pobierając ciepło od ogrzanych płyt. Do zalet wymiennika krzyżowego zaliczamy wysoką sprawność, prostą konstrukcję, rozdzielenie strumieni powietrza nawiewanego i usuwanego, brak części ruchomych, niezawodność oraz szczelność. Wadami wymiennika są znaczne rozmiary, możliwość wystąpienia szronienia szronienie już przy temperaturze poniżej -5 C, brak odzysku wilgoci. Ze względu na stosunkowo niskie koszty ich produkcji oraz brak konieczności doprowadzania energii zewnętrznej do ich pracy wymienniki krzyżowe są najczęściej stosowane. wymienniki przeciwprądowe elementy, których konstrukcja jest podobna do konstrukcji wymiennika krzyżowego. Różnica polega na ułożeniu kanalików znajdują się równolegle do siebie, a powietrze przepływa w nich w przeciwnych kierunkach. Zwiększona powierzchnia wymiany ciepła powoduje zwiększenie efektywności w porównaniu z wymiennikami krzyżowymi, nawet do wartości około 90%. Zaletą wymienników przeciwprądowych w stosunku do krzyżowych jest obniżenie temperatury, w której występuje szronienie i zatykanie się wymiennika. Wymiennik przeciwprądowy jest droższy, ale coraz chętniej stosowany w domach jednorodzinnych. wymienniki regeneracyjne - wbudowane są w instalację wentylacyjną w ten sposób, że powietrze odprowadzane z pomieszczenia i powietrze zewnętrzne wprowadzane do pomieszczenia stykają się na przemian z wypełnieniem wirnika, który obraca się w płaszczyźnie prostopadłej do obu
strumieni. Poprzez regulację prędkości obrotowej wirnika można sterować wydajnością wymiany ciepła. Aby nie dochodziło do mieszania się obu strumieni powietrza stosuje się śluzę powietrzną, doprowadzając niewielką ilość świeżego powietrza do kanału wylotowego powietrza wywiewanego. Wymienniki regeneracyjne charakteryzują się efektywnością ciepła na poziomie 80-95% oraz wilgoci na poziomie 75-85%. Do zalet tego wymiennika zalicza się zwartość konstrukcji i małe gabaryty, mniejsze niebezpieczeństwo szronienia niż dla wymiennika krzyżowo-płytowego, możliwość odzysku zarówno ciepła, jak i wilgoci. Natomiast wadami tego wymiennika jest konieczność ciągłego doprowadzania mocy do napędu wirnika, brak szczelności, co powoduje możliwość przenikania zapachów i zanieczyszczeń ze strumienia powietrza usuwanego z pomieszczenia do powietrza nawiewanego oraz potencjalnie większe ryzyko awarii w porównaniu do rekuperatorów, z uwagi na występowanie części ruchomych. Centrale wentylacyjne z odzyskiem ciepła w swojej budowie zawierają wentylatory, które służą do zapewnienia ruchu powietrza w instalacji wentylacyjnej. Można wyróżnić dwa rodzaje wentylatorów stosowanych w rekuperatorach, które różnią się sposobem zasilania: wentylatory stałoprądowe oraz wentylatory zmiennoprądowe. W centralach wentylacyjnych z odzyskiem ciepła zaleca się stosowanie wentylatorów stałoprądowych. Ich zastosowanie umożliwia zapewnienie wydajności systemu do aktualnych potrzeb użytkowników oraz powoduje znaczne obniżenie kosztów użytkowania rekuperatora. Elementami centrali wentylacyjnej z odzyskiem ciepła są także sterowniki i filtry. Filtry służą do filtracji powietrza nawiewanego i wywiewanego. Ich funkcją jest oczyszczanie powietrza, a także ochrona wymiennika ciepła przed zabrudzeniem i zwiększenie jego okresu eksploatacji. Regulacja strumienia powietrza w zależności od zapotrzebowania budynku zależy od sterowników. Wydajność systemu rekuperacji może odbywać się poprzez sterowanie ręczne bądź automatyczne. Ze względu na praktyczność oraz możliwość ustawienia regulacji strumienia powietrza zgodnie z programem czasowym, sterowniki automatyczne pozwalają na regulację bieżących wartości parametrów powietrza w pomieszczeniu, zapewniając właściwą intensywność wymiany powietrza. Elementy nawiewne oraz elementy wywiewne Elementy końcowe instalacji wentylacyjnej. Elementy nawiewne służą do wprowadzenia świeżego powietrza do budynku, natomiast elementy wywiewne zapewniają wyprowadzenie powietrza z pomieszczenia. Konstrukcja elementów nawiewnych oraz wywiewnych powinna umożliwić regulację oraz zapewnić założoną wartość przepływów powietrza. Czerpnia powietrza Element służący do pobierania świeżego powietrza o możliwie największej czystości. Stanowi element początkowy instalacji wentylacyjnej. Zamieszczany jest w ścianie, w dachu lub w sąsiedztwie budynku. Istotne jest, by czerpnia była właściwie zabezpieczona przed przedostawaniem się do niej jakichkolwiek niepożądanych elementów z zewnątrz.
Wyrzutnia powietrza Urządzenie służące do odprowadzania zużytego powietrza. Stanowi element końcowy instalacji wentylacyjnej. Wyrzutnia jest montowana w ścienia, na dachu lub na terenie przylegającym do budynku. Ważne jest, by wyrzutnia była właściwie zabezpieczona przed przedostawaniem się do niej jakichkolwiek niepożądanych elementów z zewnątrz. Przewody wentylacyjne Element służący do transportowania powietrza. Instalacji wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła wyróżnia się cztery typy kanałów: przewód czerpny, przewód nawiewny, przewód wywiewny oraz przewód wyrzutowy. przewód czerpny łączy czerpnię powietrza z centralą wentylacyjną. Funkcją przewodów jest zapewnienie transportu powietrza zewnętrznego do urządzenia, gdzie następuje jego obróbka termiczna oraz jakościowa, przewód nawiewny łączy centralę wentylacyjną z elementami nawiewnymi znajdującymi się w pomieszczeniach. Służy do transportowania powietrza, które zostało poddane obróbce termicznej i jakościowej, przewód wywiewny łączy elementy wywiewne znajdujące się w pomieszczeniach sanitarnych oraz pomocniczych do centrali wentylacyjnej. Transportują powietrze zawierające wilgoć oraz zanieczyszczenia, przewód wyrzutny znajduje się pomiędzy centralą wentylacyjną a wyrzutnią powietrza, zlokalizowaną w dachu budynku bądź na ścianie. Zapewnia transport powietrza na zewnątrz budynku, które oddało swoją energię w centrali wentylacyjnej. Dodatkowe elementy systemu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła gruntowy wymiennik ciepła, elementy grzewcze, elementy chłodzące, pompy ciepła stanowiące element grzewczy lkuc chłodzący powietrze wentylacyjne. Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) Stanowi instalację wspomagającą oraz uzupełniającą dla instalacji wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła. Gruntowy wymiennik ciepła jest umieszczony na odpowiedniej głębokości w gruncie sąsiadującym z budynkiem. Zanim świeże powietrze dotrze do instalacji rekuperacyjnej wewnątrz budynku, przepływa przez gruntowy wymiennik ciepła. Zadaniem gruntowego wymiennika ciepła jest wstępne podgrzewanie powietrza, a latem schładzanie powietrza nawiewanego do pomieszczeń. Elementy grzewcze Stanowią dodatkowe nagrzewnice wtórne powietrza wodne lub elektryczne. Instalowane są najczęściej w przewodach nawiewnych zlokalizowanych poza centralą. Ich funkcją jest podgrzanie
powietrza dostarczanego do pomieszczeń. Elementy chłodzące Stanowią dodatkowe chłodnice powietrza. Instalowane są najczęściej w przewodach nawiewnych zlokalizowanych poza centralą. Elementy chłodzące służą do wspomagania wentylacji mechanicznej, ich zadanie polega na schładzaniu powietrza wentylacyjnego. Pompy ciepła jako element grzewczy lub chłodzący powietrze wentylacyjne Element służący do celów takich jak wyżej wymienione elementy grzewcze oraz elementy chłodzące. Różnica polega na dużo wyższej efektywności przy pracy pompy ciepła w porównaniu z elementami grzewczymi lub elementami chłodzącymi. Opracowanie redakcja, www.klimatyzacja.pl, www.ogrzewnictwo.pl Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji