Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła. Jak w instalacji wentylacji z odzyskiem ciepła uniknąć błędów?

2019-11-13 9:41 dr inż. Jarosław Müller Politechnika Krakowska, Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza
wentylacja mechaniczna rekuperator
Autor: Andrzej Szandomirski Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła powinna się znaleźć w każdym nowo budowanym energooszczędnym budynku

W domach energooszczędnych instalacja wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, czyli rekuperacją bezspornie powinna być podstawowym elementem wyposażenia technicznego budynku. Jakie są najczęstsze błędy wykonawcze w instalacji wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła?

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła - lokalizacja centrali

Po podjęciu decyzji o zastosowaniu wentylacji z odzyskiem ciepła trzeba ustalić lokalizację centrali. Należy pamiętać, że jest to urządzenie mechaniczne generujące hałas oraz wibracje. Nie ma możliwości wmurowania centrali wentylacyjnej we wnękach piwnic, na strychach czy w magazynach. Nie zaleca się również opierania jej o elementy konstrukcyjne (ściany lub słupy) ze względu na możliwość przenoszenia wibracji. W miejscu łączenia kanałów z centralą należy stosować elastyczne kołnierze. Niestety bywają one nietrwałe, dlatego trzeba pamiętać o kontroli ich stanu technicznego w celu eliminacji powstawania nieszczelności. Ponadto, warto posadowić urządzenie na wibroizolujących podkładkach.

Centrala wentylacyjna powinna być zlokalizowana w dostępnym miejscu, ale z daleka od pomieszczeń sypialnych lub wymagających ciszy. Jest to istotne szczególnie w nocy, kiedy tzw. hałas tła znacząco się obniża i nawet niewielkie podwyższenie poziomu ciśnienia akustycznego (powszechnie określanego hałasem) może być odbierane jako uciążliwe. Dostępność centrali jest również istotna w aspekcie wymiany filtrów oraz zasyfonowania odpływu skroplin. To ostatnie ma bardzo duże znaczenie z dwóch powodów: po pierwsze, syfon zapobiega przedostawaniu się do instalacji powietrznej zapachów z kanalizacji, po drugie, odpływ skroplin z tacy ociekowej pod rekuperatorem znajduje się po stronie ssawnej wentylatora, co oznacza, że przy braku syfonu, skropliny będą cofane siłą podciśnienia generowanego przez wentylator.

Wentylacja z odzyskiem ciepła - kanały powietrzne

Centrala wentylacyjna połączona jest z otoczeniem budynku przez dwa kanały powietrza: czerpny i wyrzutowy. Brak izolacji termicznej w tym pierwszym praktycznie już się nie zdarza – ten błąd wyeliminowano dość dawno, natomiast pomijana jest izolacja kanału wyrzutowego.

Wykonawcy, nie przestrzegając przepisów (warunków technicznych), które jednoznacznie określają grubość izolacji kanału czerpnego i wyrzutowego, nie wykonują izolacji tychże przewodów.

Do niedawna, przy niezbyt wyśrubowanych efektywnościach odzysku ciepła, szczególnie przy tanich rekuperatorach krzyżowo-płytowych, nie wiązało się to z żadnymi konsekwencjami. Obecnie, przy stosowaniu wysokosprawnych wymienników do odzysku ciepła z powietrza wywiewanego, temperatura powietrza w kanale wyrzutowym bardzo często przekracza (w dolnej granicy) temperaturę punktu rosy powietrza otaczającego kanał, co prowadzi do wykraplania się pary wodnej na jego powierzchni. Podczas wykonywania prac należy pamiętać o zaizolowaniu przejścia przez przegrodę zewnętrzną. Istotna jest też ich dokładność – nie można dopuścić do powstawania mostków cieplnych.

Kolejny ważny element stanowi wybór lokalizacji czerpni. Przede wszystkim trzeba zadbać o to, aby pobierać do budynku jak najczystsze powietrze. Przepisy określają minimalną wysokość dolnej krawędzi czerpni nad poziomem gruntu (2 m) – należy o tym pamiętać, szczególnie gdy centrala zlokalizowana jest w piwnicy. Ważne jest, aby latem czerpać jak najchłodniejsze powietrze. Zimą umiejscowienie czerpni względem stron świata nie ma większego znaczenia, natomiast latem ma to ogromną wagę. W związku z tym najkorzystniej zlokalizować czerpnię z północnej albo wschodniej strony – jeżeli spełniony jest warunek czystego powietrza.

Należy także mieć na uwadze, że prędkość powietrza na czerpni nie powinna przekraczać 2 m/s. Większa podwyższa bowiem opory przepływu (a co za tym idzie – zapotrzebowanie energii elektrycznej dla wentylatora), a dodatkowo może generować hałas. Urządzenie może zatkać się liśćmi, kurzem (gdy zasysamy wilgotne powietrze) czy piórami ptaków, dlatego ważne jest, by tak umiejscowić czerpnię, aby można było dostać się do niej w celu usunięcia zanieczyszczeń.

centrala wentylacyjna
Autor: J. Müller Aby centrala wentylacji mechnicznej z rekuperacją działała prawidłowo, podczas jej montażu należy przestrzegać wielu zasad

Może to zabrzmieć kuriozalnie, jednak zdarzają się pomyłki w podłączeniu central z kanałami. Renomowani producenci czytelnie oznaczą króćce w centrali, ale nie zawsze wykonawcy rozróżniają wywiew i wyrzut lub prawidłowo interpretują określenia IN i OUT. Jeżeli natomiast będą tylko strzałki na obudowie centrali, o pomyłkę nietrudno.

Prowadzenie kanałów w przestrzeni domu jest zawsze dużym wyzwaniem, ponieważ w naszej „kulturze instalacyjnej” to element nieestetyczny, w przeciwieństwie np. do rur centralnego ogrzewania, które nam zupełnie nie przeszkadzają. Jest kilka sposobów na ukrycie kanałów: dla najwyższej kondygnacji można prowadzić je m.in. po poddaszu i przebijać się tylko dla podejść do nawiewników. Niezwykle ważna jest dobra izolacja tych przelotów – powinny być szczelne, nie mogą bowiem powodować mostka termicznego. Innym sposobem jest stosowanie łączonych „na wcisk” kanałów z tworzywa sztucznego, które mogą zmieścić się w ścianie g-k.

Kolejnym rozwiązaniem jest prowadzenie kanałów powietrza w posadzce, tak jak rur c.o. – pomysł bardzo ciekawy, jednak należy go wdrażać z umiarem. Czasem spotyka się bardzo duże nagromadzenie tych kanałów obok siebie, ponieważ ze względu na ich mały przekrój konieczne jest zastosowanie systemu „rozdzielaczowego”, lecz taka „podłoga z kanałów” może nie zapewnić właściwej izolacji lub wytrzymałości. Lepszym wyjściem jest prowadzenie takich wiązek pod stropami.

Praca instalacji wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła nie odbywa się bezszelestnie. Producenci central starają się, szczególnie w jednostkach o mniejszych wydajnościach (do 1000 m³/h) przeznaczonych do domów jednorodzinnych, zapewnić jak najniższy poziom mocy akustycznej, aby ich praca była jak najmniej uciążliwa. Aby obniżyć poziom ciśnienia akustycznego w pomieszczeniach mieszkalnych stosuje się szereg zabiegów. Podstawowym jest użycie tłumika akustycznego montowanego zarówno na kanale nawiewnym, jak i wywiewnym. Instalacja tego pierwszego nie budzi wątpliwości, jednak kanał wywiewny jest traktowany po macoszemu, chociaż może przenosić „pod prąd powietrza” hałas generowany przez wentylator.

Niechciane i uciążliwe dźwięki mogą powstawać nie tylko w obrębie centrali. Czasem szum jest również generowany na kształtkach, przepustnicach i innych elementach wyposażenia kanałów. Żeby uniknąć przedostawania się tych dźwięków do pomieszczeń, warto zainstalować krótkie (maks. do 3 m) kanały elastyczne. Nie zyskały one jednak uznania instalatorów, ponieważ w powszechnej opinii zwiększają opory oraz akumulują zanieczyszczenia. Oba te zarzuty są prawdziwe, chociaż – jeżeli odcinek nie będzie zbyt długi, a w centrali wentylacyjnej będzie zamontowany (i regularnie wymieniany) filtr klasy np. F7 – oba problemy nie będą zauważalne, a zdolność tłumiąca będzie nie do przecenienia. Ważnym aspektem instalacji kanałów elastycznych przed nawiewnikami jest tłumienie dźwięków przedostających się z sąsiednich pomieszczeń. Warto również rozważyć instalację skrzynki rozprężnej przed nawiewnikiem, chociaż jej brak trudno nazwać błędem, ponieważ jej obecność jest dużą ingerencją w przestrzeń pomieszczeń i wymaga trudnych negocjacji z użytkownikiem.

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła - obliczenia

Każda instalacja powinna być wykonana na podstawie projektu. Niestety nie zawsze tak jest, często bowiem instalator dobiera urządzenie „na oko”. Z doświadczenia  wynika, że zdarzają się fachowcy, którzy bez szczegółowych obliczeń dość dokładnie trafiali w te same urządzenia, które były dobierane w wyniku szczegółowej analizy. Takich specjalistów jest jednak niewielu, gdyż wymaga to bardzo dużego doświadczenia i dobrego wyczucia, jakiego nabiera się dopiero po kilkukrotnym przeprowadzeniu obliczeń i sprawdzeniu ich w praktyce. Powszechnie podchodzi się do zagadnienia „na skróty”, co niejednokrotnie skutkuje złym doborem urządzeń.

Najważniejsze w tej materii jest właściwe oszacowanie emisji zanieczyszczeń (m.in. dwutlenku węgla, wilgoci, pyłu), na podstawie której można dobrać właściwe urządzenie. Następnie istotne jest dobre zbilansowanie strumienia powietrza (zarówno na każdej kondygnacji, jak i pomiędzy nimi, np. z lekką przewagą wywiewu na wyższej kondygnacji) i właściwe jego rozprowadzenie, aby nie dopuścić do rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń oraz do niekontrolowanego przepływu powietrza z zewnątrz lub na zewnątrz budynku.

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła - wybór producenta automatyki

Na co należy zwrócić uwagę, aby nie żałować błędnego wyboru? Jest kilka parametrów wyraźnie pokazujących, który producent oferuje zbyt uproszczone urządzenie, np. sprawność odzysku ciepła.

Od jakiegoś czasu na rynku funkcjonują urządzenia o wysokiej sprawności odzysku ciepła, uzyskanej poprzez niezbilansowane strumienie powietrza. Jeżeli strumień powietrza wywiewanego będzie większy od czerpanego z zewnątrz, wtedy temperatura, do której podgrzeje się powietrze w wymienniku ciepła, może sugerować wysoką sprawność. Podobny mechanizm wykorzystuje się jako sposób odszraniania rekuperatora – automatyka centrali wyłącza wentylator nawiewny, a ciepłe powietrze tłoczone z budynku usuwa namrożony szron i lód. Jest to metoda skuteczna, ale powinna być stosowana tylko w wyjątkowych przypadkach, bowiem częste utrzymywanie podciśnienia w domu powoduje niekontrolowaną infiltrację powietrza z zewnątrz wszelkimi możliwymi otworami, co z kolei grozi powstawaniem miejscowych przemrożeń w punktach zasysania powietrza o bardzo niskiej temperaturze.

Trzeba sprawdzić, czy centrala wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła została wyposażona w obejście rekuperatora, ponieważ jego zastosowanie jest dużo lepszym sposobem odmrażania. Należy jednak pamiętać, że przy wykorzystaniu obejścia funkcję podgrzania świeżego powietrza przejmie nagrzewnica i jeśli jest to urządzenie elektryczne – będzie drogo. Obejście będzie również wykorzystywane w sytuacji, kiedy odzysk ciepła nie jest pożądany (np. przy nadmiernym cieple wewnątrz pomieszczenia i chłodzie na zewnątrz – wtedy wstępne podgrzanie powietrza świeżego w rekuperatorze nie jest korzystne). Dobre urządzenia wyposażone są w kilka punktów pomiaru temperatury. Jeden to zbyt mało i można się obawiać, że automatyka sterująca odszranianiem będzie polegała na włączaniu grzałki elektrycznej poniżej zadanej temperatury mierzonej przed rekuperatorem – to zbyt prosta i dość kosztowna w eksploatacji metoda. Z tego względu warto poszukać urządzenia, które ma bardziej dopracowaną procedurę. Dobrym wyborem jest też centrala ze zintegrowaną automatyką. Można również, oczywiście we własnym (lub wykonawcy) zakresie, wyposażyć centralę w zestaw czujników temperatury, ciśnienia i przepływu oraz we wszelkiego rodzaju zabezpieczenia. Zdaniem autora warto polegać na decyzji producenta i zakupić urządzenie z kompletną, zintegrowaną, czyli dopasowaną do zastosowanych urządzeń, automatyką.

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła - współpraca z innymi urządzeniami

Dość popularnym ostatnio zagadnieniem jest współpraca central wentylacyjnych z powietrznym wymiennikiem gruntowym, szczególnie tym umieszczonym pod budynkiem. Nie jest to dobre rozwiązanie ze względu na duży koszt, który zwraca się dopiero po bardzo długim czasie. Poza tym zwrot wydatków, czyli oszczędność na wstępnym podgrzaniu powietrza w takim wymienniku, odbywa się kosztem systemu ogrzewania budynku, ponieważ ciepło do podgrzania powietrza w wymienniku jest odbierane od budynku (nie ma innego źródła ciepła dla rur zlokalizowanych bezpośrednio pod nim). Jeżeli instalator nalega na takie rozwiązanie, warto poczytać literaturę fachową (nie tylko strony internetowe wykonawców) oraz zapytać o opinię innych, niezależnych ekspertów, a przede wszystkim raz jeszcze przeanalizować zagadnienie.

Czy artykuł był przydatny?
Przykro nam, że artykuł nie spełnił twoich oczekiwań.
Czytaj więcej