Centrala wentylacyjna w domu jednorodzinnym

Centrala wentylacyjna stanowi serce całej instalacji. Dobrze dobrana, powinna dostarczać odpowiedni strumień powietrza oraz dzięki wymiennikowi ciepła odzyskiwać ciepło z powietrza usuwanego. Podczas wyboru centrali należy zwrócić uwagę na poziom generowanego hałasu oraz przede wszystkim na stopień odzysku ciepła, co przełoży się na koszty eksploatacji systemu. Mogą być zastosowane różne typy wymienników ciepła, z których każdy charakteryzuje się inną sprawnością odzysku ciepła.

Budowa centrali wentylacyjnej

Centrala wentylacyjna, popularnie zwana rekuperatorem, jest najważniejszym urządzeniem w instalacji wentylacyjnej. Centrale wentylacyjne dla domów jednorodzinnych zbudowane są z poniższych elementów:

• wentylatora nawiewnego;
• wentylatora wywiewnego;
• sekcji odzysku ciepła (np. wymiennik krzyżowy, obrotowy, krzyżowy przeciwprądowy);
• filtrów powietrza;
• nagrzewnicy wstępnej (nie zawsze);
• przepustnicy by-pass (nie zawsze);
• automatyki (np. czujniki temperatury, sterownik).

Fot. Centrala wentylacyjna zamontowana w kotłowni (fot. Pro-Vent)

 

Odzyskiwanie ciepła z wentylacji

Świeże powietrze pobierane jest z zewnątrz poprzez czerpnię powietrza, następnie przepływa do centrali wentylacyjnej, gdzie w wymienniku odbiera energię od powietrza wywiewanego. Następnie za pomocą sieci kanałów rozprowadzane jest do pomieszczeń takich jak: pokój dzienny, sypialnie, pokój do pracy. Taki sam strumień powietrza jest usuwany z kuchni, łazienki i WC.

W okresie zimowym zimne, świeże powietrze pobierane z zewnątrz jest ogrzewane strumieniem powietrza usuwanego z pomieszczeń. Pozwala to na znaczne zredukowanie kosztów ogrzewania, nie rezygnując ze świeżego powietrza. Wymiennik, w którym zachodzi odzysk ciepła, jest skonstruowany w taki sposób, że powietrze świeże nie miesza się z powietrzem usuwanym. Z kolei latem powietrze nawiewane jest ochładzane powietrzem usuwanym z pomieszczeń. Cały proces przebiega bezgłośnie i z minimalnym zużyciem energii.

Fot. Sposób odzysku ciepła w rekuperatorze (fot.Pro-Vent)

Stosując dodatkowo przepustnicę z by-passem, powietrze przepływa przez centralę wentylacyjną z ominięciem wymiennika. Dzięki temu elementowi, możemy korzystać z pracy w trybie freecooling do schłodzenia pomieszczenia powietrzem zewnętrznym. Takie rozwiązanie zapobiega zjawisku niepożądanego podgrzewania powietrza nawiewanego do pomieszczenia w okresach przejściowych (wiosna, jesień), gdy np. w pomieszczeniu panuje temperatura 25°C (zyski ciepła), a na zewnątrz temperatura wynosi 20°C.

Centrala pracuje zazwyczaj na średnim biegu, a w przypadku, gdy w domu przebywa większa niż zwykle liczba osób, można centralę włączyć na maksymalnym biegu, co pozwoli na szybkie przewietrzenie pomieszczeń.

 

Wymienniki ciepła w centralach wentylacyjnych

Na naszym rynku mamy dostępne centrale wentylacyjne z trzema rodzajami wymienników ciepła, które różnią się konstrukcją, sprawnością odzysku ciepła i ceną. 

• obrotowy – skonstruowany w kształcie walca, wewnątrz którego obraca się wirnik z masą akumulującą ciepło. Mogą nią być płyty miliporowe i folia aluminiowa, tworzące sieć kanalików do przepływu powietrza. Wymiennik obraca się z prędkością około 10-20 obrotów/minutę. Przez część wymiennika przepływa powietrze usuwane, ogrzewając kanaliki, które następnie przekazują ciepło na zewnątrz. Pokrywając wymiennik substancją higroskopijną, w zimie będzie możliwy odzysk wilgoci z powietrza wywiewanego. Jest to najdroższy typ wymiennika, posiada najwyższą sprawność odzysku ciepła dochodzącą do 80-90%.
• krzyżowy – jest zbudowany z prostopadle ułożonych płytek. Powietrze świeże i powietrze usuwane przepływają pomiędzy płytkami w przeciwnych kierunkach. Powietrze nie ma możliwości mieszania się, nie ma możliwości odzysku wilgoci z powietrza usuwanego. Wymiennik jest podatny na szronienie już przy temperaturze -5°C, co można zminimalizować stosując nagrzewnicę wstępną lub obejście (by-pass). Ze względu ma niski koszt tego wymiennika jest on najczęściej stosowany, jednak jego sprawność to 60-70%.
• krzyżowy przeciwprądowy – działa w podobny sposób jak wymiennik krzyżowy, lecz strumienie powietrza przepływają równolegle, co sprawia, że sprawność odzysku ciepła wynosi 85-95%. Strumienie przepływającego powietrza nie mieszają się. Udoskonalona konstrukcja wymiennika przyczyniła się do wyeliminowania zjawiska szronienia się.

 

Rola nagrzewnicy wstępnej w centrali

W wymienniku ciepła ciepłe, wilgotne powietrze omywa powierzchnię wymiennika o znacznie niższej temperaturze, więc na powierzchni wymiennika wykrapla się wilgoć. Centrala wentylacyjna z odzyskiem ciepła powinna być wyposażona w króćce odprowadzające skropliny na zewnątrz centrali.

Gromadzenie szronu na wymienniku występuje, gdy jego powierzchnia osiągnie temperaturę niższą od zera. Zagrożenie to pojawia się, gdy temperatura zewnętrzna spadnie poniżej -5°C (-9°C). Szronienie obniża sprawność wymiennika, a często jest pomijanym problemem. 

Centrala powinna być wyposażona w system antyzamrożeniowy wymiennika. W zależności od typu centrali i zastosowanego przez producenta rozwiązania mogą być następujące sposoby na zabezpieczenie wymiennika przed zamarznięciem:

• zastosowanie gruntowego wymiennika ciepła, który dostarcza do centrali powietrze o temperaturze powyżej 0°C;
• nagrzewnica wstępna – wstępnie ogrzewa powietrze zewnętrzne do temperatury, przy której nie występuje szronienie i chroni wymiennik ciepła przed zamarznięciem;
• by-pass – na czas rozmrażania otwiera obejście wymiennika i kieruje zimne powietrze obejściem, ciepło ze strumienia powietrza wywiewanego ogrzewa wymiennik i oszrania go.

 

Współpraca centrali wentylacyjnej z okapem kuchennym

Gdy posiadamy kuchenkę elektryczną, wówczas możemy podłączyć okap kuchenny do centrali wentylacyjnej. Na linii pomiędzy okapem a centralą montuje się presostat, który wykrywa pracę centrali. Należy pamiętać o zamontowaniu specjalnych filtrów tłuszczowych, które wyłapią zanieczyszczenia i zapobiegną zabrudzeniu przewodów wentylacyjnych. Załączając okap kuchenny, centrala wentylacyjna zaczyna pracować na najwyższym biegu. Przed okapem należy zamontować przepustnicę, a na pozostałych kanałach wywiewnych należy zamontować przepustnicą zwrotną. Oprócz okapu należy zamontować w kuchni niezależny anemostat wywiewny.

 

Jaki rekuperator wybrać? Na co zwrócić uwagę przed zakupem?

Obecnie producenci zasypują nas ogromem urządzeń. Na rynku jest dostępnych wiele typów central wentylacyjnych przeznaczonych dla małych instalacji w domach jednorodzinnych. Przy tej mnogości urządzeń skąd wiedzieć, które z nich jest odpowiednie, na co zwrócić uwagę, aby wybrać najlepsze rozwiązanie? Zatem, jakie parametry powinna mieć idealna centrala?

• odpowiednia wydajność – przepływ powietrza powinien być każdorazowo dopasowany do specyfiki obiektu. Należy dokładnie obliczyć bilans powietrza nawiewanego i wywiewanego, co powinno być zawarte w projekcie instalacji wentylacyjnej. Przewymiarowana centrala to nie tylko większe wydatki na zakup urządzenia, ale później również wyższe koszty eksploatacji. Z kolei w drugą stronę, gdy centrala będzie miała zbyt mały przepływ, wymiana powietrza będzie mało skuteczna.
• niski poziom hałasu – każde urządzenie generuje hałas, lecz przy wyborze należy zwrócić uwagę, które jest najcichsze. Centralę wentylacyjną powinniśmy lokalizować możliwie daleko od sypialni, gdyż przepływ powietrza wywołuje szum.
• wysoka sprawność odzysku ciepła – wybierz takie urządzenie, które zapewnia największy odzysk energii. Największe sprawności posiadają centrale z wymiennikami przeciwprądowymi i obrotowymi i wynoszą one więcej niż 80%.
• zużycie energii przez wentylatory – sprawdź współczynnik SPF wentylatorów, który określa ile energii elektrycznej potrzebuje wentylator do przetłoczenia strumienia 1m³/h powietrza i wybierz urządzenie o najmniejszym wskaźniku.
• spręż – sprawdź, czy spręż wentylatorów jest wystarczający, aby pokonać opory powietrza podczas przepływu powietrza przez sieć przewodów wentylacyjnych. 

Przy wyborze centrali nie zapomnijmy sprawdzić sposobu jej montażu (stojąca, czy podwieszana), wymiarów i wagi, a także kosztów materiałów eksploatacyjnych (filtry).

 

Normy głośności wentylacji

Wymagania akustyczne stawiane instalacjom wentylacyjnym określane są zwykle wartością dopuszczalnego poziomu dźwięku w pomieszczeniach podanym w dB(A). Dopuszczalny poziom dźwięku w pomieszczeniach mieszkalnych wynosi od 30 (pokój dzienny, sypialnia) do 40dB(A) (łazienka, toaleta). Niezwykle ważne jest prawidłowe wyznaczenie średnic przewodów wentylacyjnych oraz dobór elementów nawiewnych i wywiewnych, gdyż zapewnia to odpowiedni poziom hałasu. Zbyt mała średnica kanału dla określonego przepływu skutkuje wyraźnie słyszalnymi szumami w instalacji.

Źródła hałasu w instalacjach wentylacyjnych:

• wentylatory;
• przepustnice regulacyjne;
• kratki nawiewne;
• kratki wywiewne.

 

Elementy tłumienia hałasu w instalacjach wentylacyjnych:

• komory tłoczne i ssawne;
• tłumiki akustyczne;
• rozgałęzienia kanałów;
• skrzynki rozprężne;
• tłumienie na zakończeniu kanału;
• izolacja kanałów wentylacyjnych;
• chłonność akustyczna pomieszczenia.

Fot. Tłumik prosty (fot. Alnor)

Fot. Elastyczny tłumik akustyczny (fot. Alnor)