- Dlaczego, przy doborze rekuperatora, ważne są parametry: wydajność i ciśnienie dyspozycyjne?
- Za co odpowiada parametr: sprawność temperaturowa?
- Co decyduje o efektywności odzysku ciepła?
- Jakie są metody odladzania w wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła?
- Jak sterować centralą wentylacyjną?
Planując system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, można szacunkowo założyć wymagany strumień powietrza wentylacyjnego, bazując na przeciętnych warunkach użytkowania. Decydujące jest w tej kwestii stężenie dwutlenku węgla wydzielanego w wyniku oddychania oraz ilość pary wodnej powstającej podczas kąpieli czy gotowania.
Dzięki opcji ręcznego bądź automatycznego sterowania intensywnością wentylacji, dostosowuje się ją do aktualnych potrzeb. Ważne, aby można było to robić w szerokim zakresie, przy jak najmniejszych stratach ciepła. W domach jednorodzinnych pożądana intensywność wymiany powietrza zależy od liczby aktualnie przebywających w nim osób, ich aktywności, pory roku, dnia i warunków atmosferycznych.
Jednostka centralna (będąca sercem układu) zawiera wentylatory - nawiewny i wywiewny - a w przypadku instalacji z odzyskiem ciepła również wymiennik, tworząc zespól nazywany rekuperatorem. Znajdują się w nim także filtry oczyszczające powietrze, system sterowania oraz system antyoblodzeniowy.
Dlaczego, przy doborze rekuperatora, ważne są parametry: wydajność i ciśnienie dyspozycyjne?
Efektywność odzysku ciepła i inne walory użytkowe central wentylacyjnych zależą od szeregu parametrów technicznych. Ich porównanie pozwala na dopasowanie urządzenia do potrzeb obiektu.
Podstawowe parametry uwzględniane przy doborze rekuperatora do konkretnej instalacji to wydajność i ciśnienie dyspozycyjne. Podawane są one jako wartości maksymalne. Z uwagi na ich wzajemną zależność, wzrost wymaganego ciśnienia powoduje spadek wydajności. Dla dokładniejszej oceny centrali zapoznajmy się z wykresem charakterystyki w układzie ciśnienie- wydajność. Umożliwi to sprawdzenie, czy uzyska osiągi niezbędne do prawidłowego działania w projektowanej instalacji. Warto też porównać charakterystyki przy pracy z różną mocą wentylatorów - o ile producent udostępnia wykres pokazujący pobór mocy, zależnie od przepływu i ciśnienia. Pozwoli to na ustalenie poziomu energochłonności napędu.
Nie zapominajmy, że na omawiane parametry wpływają również filtry. Zależnie od stopnia dokładności oczyszczania powietrza (klasy filtra), stawiają dodatkowy opór przepływu. Nominalne przepływy po stronie nawiewu i wywiewu powinny być zrównoważone, ale w praktyce trudno to osiągnąć.
Za co odpowiada parametr: sprawność temperaturowa?
Ten parametr budzi najwięcej emocji wśród użytkowników, gdyż podawane przez producentów wartości zawierają się w bardzo szerokich granicach. Sprawność określaną jako sprawność temperaturową wyznacza się poprzez wzajemną zależność temperatury po stronie nawiewu i wyciągu, i ocenia w warunkach laboratoryjnych. W rzeczywistości ulega ona znacznym wahaniom - zależnie od warunków atmosferycznych czy intensywności przepływu powietrza - zatem porównanie efektywności odzysku ciepła różnych central wymagałoby przeprowadzenia pomiarów w identycznych warunkach (temperatura, wilgotność powietrza).
Ciśnienie akustyczne
Centrale wentylacyjne są niekiedy źródłem dokuczliwego hałasu, zwłaszcza gdy zostają zamontowane w pobliżu sypialni. Natężenie dźwięków podawane w dokumentacji jako poziom ciśnienia akustycznego niezbyt dokładnie określa ich uciążliwość, gdyż nie uwzględnia częstotliwości istotnych dla wrażliwości ucha ludzkiego. Wartość ta powinna odnosić się też do określonej wydajności, gdyż praca z pełną mocą z reguły skutkuje znacznie większym hałasem. Uciążliwe dźwięki mogą być też generowane przez nieodpowiednie zamontowanie centrali (powodujące np. wibracje podłoża), jak i przez system rur czy nawiewników, co bywa trudne do lokalizacji i wyeliminowania.
Co decyduje o efektywności odzysku ciepła?
Elementem decydującym o efektywności odzysku ciepła jest wymiennik. Obecnie ze względu na wymaganą przepisami unijnymi efektywność odzysku, instalowane są głównie modele przeciwprądowe lub krzyżowo-przeciwprądowe. Ani jedne, ani drugie praktycznie nie powodują mieszania powietrza wywiewanego i nawiewanego. Poza tym oba rodzaje sprzętu usuwają parę wodną zawartą w wywiewanym powietrzu. W rezultacie tracone jest tzw. ciepło utajone, zawarte w parze wodnej, która po ochłodzeniu ulega kondensacji, oddając ciepło do otoczenia.
Przy niskiej temperaturze zewnętrznej może też dochodzić do zamarzania wylotu, co ogranicza przepływ. Wymienniki takie powinny więc mieć system odlodzeniowy. Efektem usuwania wilgotnego powietrza jest również obniżenie wilgotności w pomieszczeniach. Przy niskiej temperaturze zewnętrznej następuje nadmierne wysuszenie powietrza, co niekorzystnie wpływa na zdrowie mieszkańców i sprzęty. W instalacjach z wymiennikami tego typu z reguły montowane są więc nawilżacze - w wybranych pomieszczeniach lub centralnie.
Specyficzną konstrukcję i bardzo wysoką efektywność przejmowania ciepła mają wymienniki obrotowe. Ciepłe, wywiewane powietrze opływa część obracającego się bębna o dużej zdolności przejmowania energii, i przekazuje do niego ciepło. Nagrzany fragment bębna przemieszcza się w strefę powietrza nawiewanego i je ogrzewa. Wymiennik umożliwia odzyskanie ciepła kondensacji pary wodnej i jest odporny na zamarzanie. Niestety, wraz z przekazywanym ciepłem następuje częściowe przenikanie powietrza wywiewanego, co może powodować rozchodzenie się nieprzyjemnych zapachów po całym domu.
Jakie są metody odladzania w wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła?
Powszechnie instalowane wymienniki przeciwprądowe i krzyżowo-przeciwprądowe ulegają oblodzeniu przy niskiej temperaturze na zewnątrz. Usuwane powietrze w końcowym odcinku przepływu przez wymiennik ma już temperaturę zbliżoną do tego nawiewanego, a zawarta w nim para wodna ulega skropleniu, i w temperaturze poniżej 0°C zamarza. W efekcie, gromadzący się lód zmniejsza przekrój przepływu, ograniczając wydajność wentylacji.
Problem ten rozwiązuje umieszczenie grzałki sterowanej termostatem na wlocie powietrza zewnętrznego. Wytworzone w ten sposób ciepło wraca do budynku. Inna metoda odladzania to wykorzystanie obejścia - bypassu - wyposażonego w przepustnice sterowane termostatem umieszczonym w kanale wyrzutni. W przypadku spadku temperatury na wlocie, otwierany jest kanał obejściowy i przymykany przepływ do wymiennika. Dzięki temu wywiewane powietrze mniej się ochładza. Sterowanie przepustnicami może odbywać się dwustanowo (otwórz-zamknij) i cyklicznie (do czasu pełnego rozmrożenia) lub proporcjonalnie, dostosowując przepływy do temperatury na wylocie. Wada tego rozwiązania to nawiew niekiedy bardzo zimnego powietrza, zwłaszcza przy sterowaniu dwupołożeniowym.
Kanał bypass wykorzystywany jest również okresie letnim, w trybie pracy wentylacyjnej bez odzysku ciepła. Zamknięcie przepływu przez wymiennik i otwarcie obejścia zmniejsza opory przepływu, zatem wentylator może pracować z mniejszą mocą. Natomiast w budynkach wyposażonych w klimatyzację rekuperator działa jak w sezonie grzewczym (bez obejścia), z tym że w odwrotną stronę - następuje schładzanie nawiewanego powietrza, a nie jego podgrzewanie. Zapobiegać zamarzaniu można również dzięki gruntowemu wymiennikowi ciepła (GWC), który wstępnie podgrzewa powietrze nawiewane.
Jak sterować centralą wentylacyjną?
Sposób zarządzania centralą wentylacyjną ma decydujący wpływ na skuteczność reagowania na zmiany warunków pracy i dostosowanie do nich parametrów działania. Jednak rozbudowanie układu w znaczącym stopniu wpływa na cenę urządzenia. Najprostsze modele ze sterowaniem ręcznym umożliwiają ustawienie pożądanej intensywności wentylacji i ewentualnie zaprogramowanie jej w różnych porach dnia czy w cyklu tygodniowym.
W urządzeniach z automatyką wydajność wentylacji samoczynnie dostosowuje się do aktualnych warunków, zapewniając zrównoważenie nawiewu i wywiewu, niezależnie od stopnia zanieczyszczenia filtrów czy innych zmian w oporach przepływu. Wydajność regulują też czujniki stężenia dwutlenku węgla oraz wilgotności powietrza. Sygnalizowana jest konieczność wymiany filtrów. Samoczynnie uruchamia się system odladzania za pomocą siłowników proporcjonalnych. Bieżącą kontrolę i diagnostykę umożliwia odczyt na wielofunkcyjnym monitorze (z opcją komunikacji przez Wi-Fi).
Rekuperator a zużycie prądu
Rekuperator wymaga dostarczenia energii elektrycznej do napędu wentylatorów i osprzętu, co znacznie rzutuje na koszty użytkowania i poziom oszczędności energetycznej. Pobór prądu zmienia się również z uwagi na zmienną wydajność wentylacji (choć na to ma wpływ sposób sterowania mocą silnika). Za bardziej oszczędne uznawane są napędy z silnikami EC (elektronicznie komutowanymi), które w szerokim zakresie prędkości obrotowych uzyskują wysoką sprawność. Elementem prądożernym jest też grzałka elektryczna w układzie odladzania wymiennika, choć trudno określić czy inny sposób podgrzewania byłby korzystniejszy pod względem oszczędności energetycznej.
Centrala wentylacyjna: Odpowiednie wymiary
Przy wyborze centrali wentylacyjnej warto też zwrócić uwagę na jej wymiary i masę oraz średnicę rur przyłączeniowych. Problem może pojawić się przy montażu dużego urządzenia, np. na trudno dostępnym poddaszu. Jego znaczny ciężar wymusza niekiedy wzmocnienie stropu. Średnica podłączeń powinna odpowiadać ułożonemu orurowaniu, gdyż ewentualne redukcje zwiększają opory przepływu i mogą stać się przyczyną dodatkowego hałasu.
Redaktor: Redakcja BudujemyDom
Zdaniem naszych Czytelników
Gość B52
31 Dec 2019, 19:20
może się okazać po latach że ta rekuperacja to taka sama bajka jak wymiana starych układów centralnego ogrzewania na nowoczesne o malej pojemności teraz zalecają akumulatory wody bo mała pojemność układu wcale nie obniża kosztów a wręcz odwrotnie