Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła — rekuperacja

Dlaczego wentylacja grawitacyjna nie wystarcza

Tradycyjna wentylacja grawitacyjna działa dzięki różnicy gęstości powietrza ciepłego i zimnego oraz różnicy ciśnień między wnętrzem budynku a otoczeniem. W szczelnym, dobrze izolowanym budynku — takim jak dom niskoenergetyczny czy pasywny — ten mechanizm jest zawodny z kilku powodów.

Po pierwsze, w okresie letnim, gdy temperatury zewnętrzne i wewnętrzne są zbliżone, ciąg grawitacyjny praktycznie zanika. Po drugie, w szczelnie wykonanych budynkach brak niekontrolowanych infiltracji sprawia, że bez mechanicznego nawiewu nie ma skąd pobrać świeżego powietrza. Norma PN-EN ISO 13788 wskazuje, że niewystarczająca wentylacja przy dobrej izolacji prowadzi do gromadzenia wilgoci i wzrostu stężenia CO₂.

Zasada działania rekuperatora

Centrala rekuperacyjna (wentylator nawiewno-wywiewny z wymiennikiem ciepła) pobiera zużyte powietrze z pomieszczeń, przepuszcza je przez wymiennik, a następnie usuwa na zewnątrz. Jednocześnie świeże powietrze zewnętrzne przechodzi przez ten sam wymiennik po drugiej stronie — nie mieszając się z wywiewanym — i zyskuje ciepło oddane przez powietrze wywiewane.

Podstawowe parametry charakteryzujące centralę rekuperacyjną:

Parametr	Wartość typowa	Uwagi
Sprawność odzysku ciepła (η)	75–92%	Zależy od typu wymiennika
Wydajność powietrza	150–600 m³/h	Dla domu jednorodzinnego 150–350 m³/h
Pobór mocy elektrycznej	30–150 W	Zależy od przepływu powietrza
Poziom hałasu	poniżej 30 dB(A)	W trybie normalnym

Typy wymienników ciepła

Wymiennik krzyżowo-przeciwprądowy (entalpiczny)

Najczęściej stosowany typ. W centrali z wymiennikiem entalpicznym dochodzi do odzysku zarówno ciepła jawnego, jak i utajonego (wilgoci). Sprawność odzysku może przekraczać 85%. Wymiennik wykonany z materiału przepuszczającego parę wodną pozwala na utrzymanie odpowiedniej wilgotności powietrza nawiewanego w okresie zimowym.

Rotacyjny wymiennik ciepła

W wymiennikach rotacyjnych obracające się koło cieplne akumuluje ciepło w masie magazynującej. Rozwiązanie to osiąga bardzo wysokie sprawności (ponad 90%), ale stwarza ryzyko przenoszenia zanieczyszczeń między strumieniami powietrza, co jest niepożądane w obiektach mieszkalnych.

Projektowanie instalacji wentylacyjnej

Poprawnie zaprojektowana instalacja wentylacyjna nawiewno-wywiewna musi uwzględniać:

• Bilans powietrza — przepływ nawiewny powinien równoważyć wywiewny z tolerancją ±10%.
• Lokalizację nawiewników — pokoje dzienne i sypialnie (pokoje „czyste").
• Lokalizację wywiewników — kuchnia, łazienki, WC (pokoje „brudne").
• Trasowanie kanałów z minimalną liczbą kolanek i ograniczaniem długości prostych odcinków powyżej 15 m.
• Szczelność kanałów — klasa A lub B według EN 12237.
• Grunt-powietrzny wymiennik ciepła (GWC) jako element wstępnego podgrzewania powietrza w zimie.

Grunt-powietrzny wymiennik ciepła (GWC)

GWC — zwany też wymiennikiem gruntowym lub studnią kanadyjską — to rura zakopana na głębokości 1,5–2,5 m, przez którą powietrze zewnętrzne przepływa przed wejściem do centrali rekuperacyjnej. Na tej głębokości temperatura gruntu w Polsce waha się od ok. +6°C zimą do ok. +12°C latem, co pozwala na wstępne podgrzewanie powietrza zimą (redukcja ryzyka zamarzania wymiennika) i chłodzenie latem.

Certyfikacja i normy

Centrale rekuperacyjne dopuszczone do stosowania w Polsce muszą spełniać wymagania dyrektywy ErP (Energy Related Products) i rozporządzenia UE nr 1253/2014 dotyczącego systemów wentylacyjnych. Centrala oznaczona klasą A+ lub A++ potwierdza wysoką efektywność energetyczną.

Odniesienia

• PN-EN 13141-7 — Wentylacja budynków. Badanie działania składników/wyrobów do wentylacji mieszkaniowej.
• Rozporządzenie UE nr 1253/2014 w sprawie systemów wentylacyjnych — eur-lex.europa.eu
• Poradnik REHVA: Residential Ventilation — rehva.eu