Wentylacja z odzyskiem ciepła - czynniki wpływające na sprawność odzysku ciepła
Wentylacja z odzyskiem ciepła jest coraz bardziej popularna. Odzysk ciepła z powietrza wentylacyjnego to sposób na zmniejszenie kosztów ogrzewania domu o ok. 20 proc. Skala oszczędności zależy od sprawności odzysku ciepła, na którą wpływa kilka czynników.
Autor: Andrzej Szandomirski
Instalacja wentylacji mechanicznej nawiewno-wywiewnej w domu jednorodzinnym zwykle opiera się na rekuperatorze – urządzeniu umożliwiającym odzyskiwanie ciepła z powietrza wywiewanego i ogrzewanie nim świeżego
Odzysk ciepła z powietrza wentylacyjnego to jeden ze skutecznych sposobów na znaczne – mniej więcej 20-procentowe – zmniejszenie wydatków na ogrzewanie domu.
W domach z wentylacją mechaniczną stosuje się do tego niewielkie centrale wentylacyjne – rekuperatory. Nierzadko są one połączone w jeden system z gruntowym wymiennikiem ciepła. Daje to możliwość nie tylko oszczędzania, ale także pozyskiwania darmowej energii do ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń.
Co wpływa na sprawność odzysku ciepła?
Zalety zastosowania wentylacji z odzyskiem ciepła są oczywiste – ciągła wymiana niezbędnej ilości powietrza w pomieszczeniach przy jednoczesnym ograniczeniu wydatków na ogrzewanie. Oszczędności są na pewno najważniejszym powodem, dla którego wiele osób decyduje się wydać niemałą kwotę na taką instalację.
Skala oszczędności zależy od sprawności odzysku ciepła, na którą wpływa kilka czynników. Decydując się na montaż systemu, wiemy jedynie, jaką sprawność deklaruje producent rekuperatora. Nie liczmy jednak na to, że w ciągu całego sezonu grzewczego uda się zatrzymać w domu 80-90% ciepła traconego w wyniku działania wentylacji.
Sprawność odzysku ciepła w wymienniku rekuperatora w dużym stopniu zależy bowiem od różnicy temperatury i wilgotności powietrza nawiewanego i wywiewanego, a te parametry wciąż się zmieniają. Trzeba jeszcze brać pod uwagę wpływ innych elementów systemu.
Dużo zależy od staranności zaizolowania sieci przewodów wentylacyjnych, zwłaszcza tych poprowadzonych w nieogrzewanej przestrzeni. Bardzo duży wpływ na sprawność ma także zamarzanie pary wodnej wykraplającej się z powietrza. Jeśli temperatura na zewnątrz jest ujemna, świeże powietrze zasysane do rekuperatora schładza część wymiennika do ujemnej temperatury. Na skutek zetknięcia się powietrza usuwanego z pomieszczeń (zawierającego dużo wilgoci) z zimną powierzchnią wymiennika wykrapla się para wodna.
Powstałe skropliny zamarzają, blokując przepływ powietrza przez wąskie szczeliny wymiennika. Im wyższa jest jego sprawność, tym częściej się to zdarza. W efekcie przepływ powietrza jest utrudniony i może dojść do uszkodzenia silnika wentylatora, który w takich warunkach jest nadmiernie obciążony. Aby do tego nie doszło, wszystkie rekuperatory są wyposażone w system antyzamarzaniowy.
Jak działa system antyzamarzaniowy
W większości niewielkich central wentylacyjnych przeznaczonych do domów jednorodzinnych system antyzamarzaniowy działa w ten sposób, że w warunkach stwarzających ryzyko zamarznięcia wymiennika wyłącza się wentylator nawiewający świeże powietrze, ewentualnie zmniejsza się jego wydajność. nie jest chłodzone (lub jest, ale w mniejszym stopniu), więc temperatura wymiennika wzrasta. W rezultacie lód na jego powierzchni się topi i po pewnym czasie wentylator rozpoczyna pracę z normalną prędkością.
Gdy wentylator nawiewny nie pracuje, ciepło nie jest odzyskiwane, jednak to nie znaczy, że do pomieszczeń nie napływa świeże powietrze.
Ponieważ wywiew cały czas działa, w pomieszczeniach powstaje podciśnienie i przez wszelkie nieszczelności powietrze jest zasysane z zewnątrz – oczywiście zimne. Taki system uruchamia się stosunkowo często, więc wpływ jego działania na ilość traconego ciepła jest duży.
Po co gruntowy wymiennik ciepła?
Jest kilka sposobów na rozwiązanie powyższego problemu. Popularnym i mającym wiele zalet jest zastosowanie gruntowego wymiennika ciepła (GWC), w którym świeże powietrze jest wstępnie ogrzewane, zanim trafi do rekuperatora.
Najważniejsze, że służy do tego darmowe, naturalne ciepło czerpane z gruntu, który na głębokości poniżej 1 m ma przez cały rok dodatnią temperaturę. Przepływające tamtędy mroźne powietrze może się więc ogrzać. Jeśli czas kontaktu powietrza z gruntem będzie dostatecznie długi, ogrzeje się ono do temperatury na tyle wysokiej, by wymiennik rekuperatora nie zamarzł.
Powietrze, przepływając przez GWC, ogrzewa się, gdy temperatura na zewnątrz jest niższa niż w gruncie. Ponieważ zimą taka sytuacja nie należy do rzadkości, korzyści energetyczne z zastosowania takiego rozwiązania są znaczne.
Ma ono jeszcze jedną ważną zaletę – latem powietrze w kontakcie z gruntem się ochładza. Nawiewane do domu obniża w nim temperaturę, wyraźnie poprawiając mikroklimat w upalne dni. Takie chłodzenie nie wymaga żadnych dodatkowych wydatków. GWC jest przy tym systemem prostym, pozbawionym elementów mechanicznych i elektronicznych – właściwie nie ma się co w nim popsuć.
