Rekuperacja w mieszkaniu. Jaki rekuperator do rekuperacji zdecentralizowanej?

Czy można zainstalować rekuperator w mieszkaniu? Odpowiednią jakość powietrza we wnętrzu można zapewnić bez centrali wentylacyjnej i sieci kanałów. Potrzebne są rekuperatory zdecentralizowane.

Nawiew świeżego powietrza do pomieszczeń konieczny do zapewnienia w nich skutecznej wentylacji stoi w sprzeczności z dążeniem do energooszczędności budynków, która w ostatnich latach stała się priorytetem. Dlatego dostrzeżono potrzebę mechanicznego wentylowania szczelnych budynków i odzyskiwania ciepła z usuwanego z nich powietrza. W nowo wznoszonych budynkach coraz chętniej projektuje się więc i wykonuje wentylację mechaniczną nawiewno-wywiewną z rekuperacją. W remontowanych budynkach często jest to niemożliwe albo bardzo trudne i zbyt kosztowne. Zwykle największym problemem jest dyskretne rozprowadzenie kanałów nawiewnych i wywiewnych, czasem także wygospodarowanie miejsca na hałaśliwą centralę wentylacyjną. A co jeśli chcielibyśmy zainstalować rekuperator w mieszkaniu? Znaleziono na to sposób w postaci tak zwanych zdecentralizowanych systemów wentylacji z odzyskiem ciepła, dzięki którym każde pomieszczenie może być potraktowane niezależnie.

Rekuperator regeneracyjny

Rekuperator regeneracyjny ma ceramiczny wymiennik ciepła, który najpierw nagrzewa się od powietrza usuwanego z pomieszczenia, a następnie oddaje ciepło powietrzu, które jest do niego nawiewane. Montuje się go w ścianie zewnętrznej pomieszczenia w otworze o średnicy 15-25 cm.

Rekuperatory regeneracyjne mają wentylatory rewersyjne, które co 1-3 minuty zmieniają kierunek przepływu powietrza. W pierwszym cyklu wentylator usuwa powietrze z pomieszczenia, a ono przepływa przez wymiennik akumulujący ciepło i go nagrzewa. Po przełączeniu wentylatora powietrze przepływa w przeciwnym kierunku - jest pobierane z zewnątrz i tłoczone do pomieszczenia. Po drodze ogrzewa się w wymienniku od zakumulowanego w nim ciepła.

W tym systemie do obsługi jednego pomieszczenia niezbędne są co najmniej dwa rekuperatory pracujące w przeciwnych cyklach pracy. Gdy jeden usuwa powietrze z pomieszczenia, drugi musi nawiewać do niego taki sam strumień powietrza. W jednym wnętrzu można zamontować także więcej niż dwa rekuperatory, ale ich liczba musi być zawsze parzysta. Zależy ona od wielkości strumienia świeżego powietrza, który musi być nawiewany do pomieszczenia.

Typowy rekuperator regeneracyjny nawiewa od 30 do 80 m³/h świeżego powietrza. Musi mieć sterownik umożliwiający zarządzanie jego pracą i dostosowanie jej do funkcjonowania pomieszczenia, np. na podstawie pomiarów wilgotności powietrza albo zawartości dwutlenku węgla.

Rekuperatorów regeneracyjnych nie wolno instalować w pomieszczeniach, w których znajdują się urządzenia odprowadzające spaliny do kominów o ciągu naturalnym, na przykład w salonie z kominkiem czy pomieszczeniu technicznym z kotłem albo gazowym podgrzewaczem wody z otwartą komorą spalania. Mogłyby bowiem spowodować powstanie w nich podciśnienia zakłócającego pracę tych urządzeń.

Rekuperator z wymiennikiem krzyżowo-przeciwprądowym

Przez taki rekuperator jednocześnie przepływają dwa strumienie powietrza. W jedną stronę przemieszcza się świeże powietrze, w drugą powietrze usuwane z pomieszczenia. W wymienniku są naprzemiennie ułożone kanaliki, którymi przepływają oba strumienie. Dzięki temu nie mieszają się one, ale następuje między nimi wymiana ciepła.

Wymienniki są najczęściej z metali lub celulozy polimeryzowanej. W zależności od użytego materiału może w nich zachodzić jedynie wymiana ciepła albo wymiana ciepła i wilgoci.

W przypadku dużej różnicy temperatur strumieni powietrza usuwanego i nawiewanego w wymiennikach rekuperatorów, zwłaszcza zamontowanych w pomieszczeniach o dużej wilgotności, takich jak kuchnie i łazienki, może się wykraplać para wodna. Aby zapobiec jej zamarzaniu i w konsekwencji zapychaniu kanalików wymiennika, na wlocie powietrza zewnętrznego można zamontować grzałkę elektryczną.

Lepszym rozwiązaniem jest wbudowany układ do ochrony przed zamarzaniem.

W wymiennikach entalpicznych zwykle nie dochodzi do szronienia. Para wodna zawarta w powietrzu usuwanym jest przekazywana do powietrza świeżego, nawiewanego do pomieszczenia. Jest to przydatne zimą, kiedy wilgotność względna powietrza spada w wyniku ogrzewania.

Wymiana wilgoci jest możliwa dzięki specjalnej konstrukcji wymiennika. Jest on zbudowany z papieru o grubości 45 µm, odpornego na rozdzieranie i starzenie. Papier o specjalnej strukturze ma oczka o wielkości 0,3 nm. Cząsteczki zanieczyszczeń mają średnicę większą niż 0,3 nm. Cząsteczki wody są mniejsze (0,288 nm), co pozwala im przenikać przez strukturę papieru i dostawać się do świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczeń.

Ochrona przeciwbakteryjna. Warto, żeby wymiennik był zrobiony z materiału pokrytego powłoką antybakteryjną zapobiegającą rozmnażaniu się na nim bakterii i grzybów. Powłoka powinna być odporna na ścieranie, na przykład podczas czyszczenia wymiennika.

Filtry powietrza. Przynajmniej raz w roku trzeba je wymieniać (częstotliwość zależy od jakości powietrza). Prawidłowo funkcjonujące filtry zapewniają odpowiednią czystość powietrza nawiewanego do pomieszczenia i chronią wymiennik przed zbieraniem się w nim zanieczyszczeń.

Silniki. W wielu nowoczesnych rekuperatorach wentylatory mają tak zwane silniki EC (elektronicznie komutowane), czyli pracujące ze zmienną prędkością obrotową i zmniejszonym zużyciem energii elektrycznej. Ilość powietrza przepływającego przez te wentylatory jest na stałym poziomie, mimo wzrastającego (z powodu zabrudzenia filtrów) ciśnienia. Jest to ich największą zaletą, dzięki której mogą zawsze dostarczać do pomieszczenia tę samą, założoną, ilość świeżego powietrza.

Minicentrale wentylacyjne

Do pomieszczeń o dużej kubaturze są przeznaczone naścienne minicentrale wentylacyjne z rekuperatorami o wydajności 300-800 m³/h.

Mają dwa wentylatory, filtry oraz wymiennik ciepła krzyżowo-przeciwprądowy.

Proces nawiewania świeżego powietrza jest zautomatyzowany. Urządzenia mają czujnik, który stale monitoruje stężenie dwutlenku węgla w pomieszczeniu i na podstawie jego wskazań steruje pracą wentylatorów. Dzięki temu nawiewają one do pomieszczenia taką ilość świeżego powietrza, która pozwala uzyskać najwyższy komfort.

Minicentrale zazwyczaj wykorzystują nawiew wyporowy, w którym świeże chłodniejsze powietrze napływa na podłogę pomieszczania, a ciepłe, zużyte jest wyciągane przez górną częścią urządzenia.

Sterowanie rekuperatorem

Do sterowania rekuperatorami wykorzystuje się czujniki CO₂ lub czujniki wilgotności. Pierwsze stosuje się we wnętrzach, w których stale przebywają ludzie, drugie w pomieszczeniach o dużej wilgotności, np. w łazienkach lub pralniach. W bardziej zaawansowanych sterownikach można dodatkowo programować tygodniowe harmonogramy pracy urządzeń. Rekuperatory mogą wtedy pracować z inną wydajnością w ciągu dnia, z inną w nocy, a jeszcze inną mogą mieć podczas naszej nieobecności.

Praca systemów wentylacyjnych w pomieszczeniach mieszkalnych jest oraz częściej uzależniona od wskazań czujnika stężenia CO₂ w powietrzu usuwanym. System sterowania dąży do zmniejszenia tego stężenia przez zwiększanie ilości powietrza nawiewanego do pomieszczenia.

Montaż rekuperacji zdecentralizowanej

Rekuperacja zdecentralizowana jest stosunkowo łatwa do zainstalowania i uruchomienia. Największy problem może sprawić wykonanie w ścianach zewnętrznych otworów o średnicy od 150 do 400 mm, jednego - w przypadku rekuperatorów montowanych wewnątrz muru oraz dwóch - osobno dla nawiewu i wywiewu – w przypadku rekuperatorów montowanych na wewnętrznej powierzchni ściany.