Wentylacja i odzysk ciepła

Człowiek spędza do 90% swojego życia w pomieszczeniach zamkniętych, z czego ok. 60% we własnym mieszkaniu. Do utrzymania dobrego samopoczucia i zdrowia konieczna jest odpowiednia wentylacja zapewniająca wystarczającą ilość świeżego powietrza. Powinniśmy uzmysłowić sobie, iż ilość świeżego powietrza, jego wilgotność i temperatura decydują, czy w danym pomieszczeniu istnieją warunki w których dobrze się nam wypoczywa i pracuje.

Wentylacja naturalna, czyli grawitacyjna, (niestety najczęściej spotykana w budownictwie jednorodzinnym), to nic innego jak wentylacja przypadkowa. Zależnie od warunków zewnętrznych, siły i kierunku wiatru, w budynkach przy zamkniętych oknach następuje wymiana powietrza raz za duża, raz za mała. O rozwiązaniu optymalnym nie może być mowy, nadal instalowana wentylacja grawitacyjna to przestarzały wytwór, powodujący niewyobrażalne straty energii oraz wysokie koszty ogrzewania.

Na szczęście dzięki rosnącym standardom życia zwiększają się także wymagania w odniesieniu do stanu powietrza w budynkach. Osiągnięcie optymalnych warunków bytowych w pomieszczeniach możliwe jest tylko z systemem gwarantującym określoną wymianę powietrza, czyli z zastosowaniem wentylacji mechanicznej. Pewnym jest, iż za 5-8 lat wartość budynku zależała będzie w znaczącym stopniu od tego, czy jest on wyposażony w instalację wentylacyjną. Podczas budowy niezbędne już dziś jest przewidzenie skutecznie działającej wentylacji mechanicznej.

Schemat wentylacji

W domach energooszczędnych jedynym słusznym rozwiązaniem jest wyposażenie budynku w centralę wentylacyjną z odzyskiem ciepła i ewentualne doposażenie instalacji w gruntowy wymiennik ciepła (informacje na temat tego rozwiązania w dalszej części artykułu).

Mimo, iż przedsięwzięcie pozornie wydawać może się drogie, jest opłacalne i szybko się zwraca z oszczędności w wydatkach na ogrzewanie. Rozwiązanie to wykorzystuje ciepłe, zużyte powietrze do ogrzania świeżego powietrza wpływającego do budynku, znacząco obniżając koszty ogrzewania.

Instalacja składa się z następujących elementów:

• czerpni i wyrzutni powietrza,
• przewodów wentylacyjnych zakończonych anemostatami,
• rekuperatora, w którym następuje odzysk ciepła – energia z powietrza usuwanego z pomieszczenia zostaje przekazana do świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczenia.

Tego typu wentylacja gwarantuje kontrolowany wypływ i napływ powietrza, a co najważniejsze w rekuperatorze z powietrza wywiewanego następuje odebranie ciepła i przekazywanie go do powietrza nawiewanego. Rekuperator, czyli centrala nawiewno-wywiewna z odzyskiem ciepła, to urządzenie składające się z wymiennika ciepła (krzyżowego lub przeciwprądowego), dwóch wentylatorów oraz filtrów powietrza. W rozwiązaniu tym nie występuje mieszanie się powietrza nawiewanego i wywiewanego, uniemożliwiając przedostawanie się zapachów z powrotem do pomieszczeń. Łatwe w wymianie filtry zdolne są do oczyszczania powietrza nawet z kurzu, dzięki czemu częstotliwość czyszczenia mebli czy urządzeń AGD znacząco się zmniejsza. Mając w szczególności na uwadze alergików, istnieje możliwość zastosowania elektrofiltrów, które tworzą z domu mekkę o idealnych warunkach bytowych, usuwając z powietrza najdrobniejsze cząsteczki.

Uzdatnione powietrze przepływa przewodami nawiewnymi do pomieszczeń mieszkalnych i sypialni. Powietrze zużyte odpływa z tych pomieszczeń poprzez otwory wyrównawcze w postaci kratek lub szczelin w drzwiach, a następnie przez przedpokój do kuchni, łazienki i toalety. W tych pomieszczeniach powietrze zużyte jest zasysane przez otwory wywiewane i dalej odprowadzane do centrali nawiewno-wywiewnej.

Ciepło przekazane z powietrza usuwanego do nawiewanego zmniejsza zapotrzebowanie na energię do ogrzewania domu, co jest jednoznaczne z dużymi oszczędnościami. Projekt instalacji wentylacyjnej powinien zostać wykonany przez specjalistę z doświadczeniem.

Do obowiązków projektanta należy:

• obliczenie oporów powietrza oraz spadków ciśnień w przewodach, dobranie odpowiednich średnic oraz ich długości,
• zaplanować trasy i odpowiednie rozmieszczenie kanałów wentylacyjnych,
• dobranie średnic przewodów, przepustnic oraz mocy rekuperatora i sposobu regulacji pracy wentylatora,
• rozmieszczenie kanałów tak aby powietrze wywiewane było z łazienek, toalet i kuchni, a nawiewane do pokoi,
• zaplanowanie izolacyjności cieplnej i akustycznej kanałów,
• zapewnienie swobodnej wymiany powietrza pomiędzy pomieszczeniami poprzez zaznaczenie w opisie otworów wentylacyjnych czy podcięć jakie należy wykonać w drzwiach.

W czasie budowy najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie izolowanych przewodów, które przyczynią się do wytłumienia szumów, a także ograniczą do minimum ryzyko powstawania skroplin. Należy również unikać firm, które stosują wyłącznie rury karbowane (najłatwiejsze w montażu), odcinki proste powinny zostać wykonane z gładkich sztywnych rur minimalizujących opory oraz szum.

Konieczne jest zwrócenie uwagi na średnice przewodów w projekcie. Zastosowanie innych średnic niż założył projektant na pewno spowoduje nieprawidłowe działanie instalacji wentylacyjnej.

Czerpnie powietrza umieszcza się w ścianie budynku, podbitce dachowej czy w pobliskim terenie jako część gruntowego wymiennika ciepła. Wyrzutnię najczęściej montuje się w dachu, jako gotowy komin lub w ścianie szczytowej budynku.

Rekuperator najczęściej montuje się na poddaszu nad klatką schodową lub łazienką, minimalizując nawet najmniejszy szum urządzenia, by nie zakłócał snu domowników. Innym dobrym miejscem jest garaż lub kotłownia (nie na paliwo stałe, zbyt brudno).

Koszt budowy wentylacji mechanicznej

Dla domu parterowego 120m² koszt szacuje się w granicach 7000-13500zł. W domu wielokondygnacyjnym o powierzchni 150m² za całą instalacje zapłacimy w granicach 15000 – 20000zł. Koszty będą najniższe, jeśli system wentylacji z rekuperatorem zostanie przewidziany w projekcie domu, a instalację wykona się na tym samym etapie budowy co instalację grzewczą i wodno-kanalizacyjną.

Koszty eksploatacyjne są oczywiście przewidziane, ponieważ instalacja pracuje bez przerwy, co oznacza zużycie energii elektrycznej. Najpopularniejsze centrale z maksymalną wydajnością zużywają 200W w ciągu godziny, czyli tyle co 3-4 żarówki 60W. Działając przeważnie na niższym biegu, rzeczywiste zużycie spada minimum o 50%. Pozostałe koszty eksploatacyjne wiążą się z następującymi czynnościami:

• czyszczenie kanałów wentylacyjnych – raz na 3 - 6 lat,
• wymiana filtrów powietrza – raz na 2 - 4 miesiące,
• kontrola instalacji odprowadzania skroplin – raz w roku,
• czyszczenie instalacji odprowadzania skroplin – raz na 2 lata.

Poprawność wykonania instalacji, czyli doświadczenie ekipy instalacyjnej oraz nowoczesny i cichobieżny wentylator daje gwarancję, iż instalacja będzie cicha, a wręcz będzie ograniczać hałasy z zewnątrz, co ma szczególne znaczenie w przypadku pobliskiej ruchliwej ulicy.

Gruntowy Wymiennik Ciepła

Rewelacyjne rozwiązanie pozwalające na znaczne oszczędności energii wykorzystując temperaturę ziemi. Najczęściej GWC to system rur o średnicy 20-40cm i długości około 50m ułożonych pod ziemią, najlepiej w linii prostej (również w kształcie litery U lub S). Rurociąg kończy się czerpnią powietrza wyposażoną w siatkę oraz filtr zabezpieczający przed insektami i gryzoniami. Ważnym jest, aby zastosować w budowie rury z powłoką antybakteryjną, zabezpieczającą instalację przed grzybami i pleśniami, co wiąże się z zabezpieczeniem przed niemiłymi zapachami w domu.

Rzadziej stosowanym rozwiązaniem GWC jest warstwa tłucznia lub czystego żwiru płukanego (o gramaturze 50-90mm), ułożona w gruncie na głębokości ok. 1,5-3m. Ze względu na brak możliwości zabezpieczenia GWC przed wodami gruntowymi jest on znacznie rzadziej stosowany.

Zasada działania jest niezwykle prosta – energia z otaczającego gruntu zostaje przekazana do powietrza zasysanego do pomieszczeń. Nawet największe mrozy czy upały nie mają wpływu na temperaturę poniżej 1,5m, gdzie w zależności od pory roku panuje temperatura 4-8°C.

Rozwiązanie to posiada jeszcze jeden rewelacyjny atut – „darmowe chłodzenie” budynku w okresie letnim. Koszt chłodzenia to tylko energia zużyta do pracy wentylatorów. Biorąc pod uwagę koszty klimatyzacji, zwrot budowy GWC jest wręcz natychmiastowy.

Schemat wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła i GWC.

 Korzystanie z GWC najbardziej opłacalne jest, gdy temperatura powietrza zewnętrznego spada poniżej 0°C lub wzrasta powyżej 20°C. Przełączenie pomiędzy GWC, a czerpnią umieszczoną na budynku może odbywać się za pomocą przepustnicy sterowanej ręcznie lub automatycznie. W najzimniejszych miesiącach GWC współpracujący z rekuperatorem może dostarczyć nawet 50% potrzebnej do ogrzewania energii, a latem - zapewnić chłodzenie pomieszczeń.

Wykonanie GWC zapewniającego przepływ powietrza wynoszący 400 m3/h to koszt:

• 10 000 - 12 000 zł - wymiennik rurowy wykonany z rur z powłoką antybakteryjną;
• 5000 - 8000 zł - wymiennik żwirowy.

Informacje dotyczące gruntowych wymienników powietrza są głównym tematem wielu serwisów internetowych, pozwalając na łatwy wybór. Każde z rozwiązań ma swoje wady i zalety. Dyskusje na forach czy ogólnodostępne informacje on-line pomogą Państwu w wyborze odpowiedniego rodzaju.