- Jak działa wentylacja grawitacyjna?
- Jak działa wentylacja z rekuperatorem?
- Jak wykonać dobry plan dla instalacji wentylacyjnej?
- Na jakie parametry central wentylacyjnych zwracać uwagę?
- Jak zbudowana jest centrala wentylacyjna?
Standardy budowy domów z czasem się zmieniają. Tempo tych zmian jednak bardzo wyraźnie wzrosło w ostatnich latach, od kiedy to głównym kierunkiem rozwoju stała się energooszczędność. Obecny bardzo szybki wzrost cen paliw jeszcze wzmacnia tę tendencję. Nic więc dziwnego, że budujący coraz częściej decydują się na wentylację z rekuperatorem, czyli mechaniczną z odzyskiem ciepła.
Drugi kierunek zmian to dążenie do poprawy komfortu oraz coraz lepszej kontroli nad działaniem domowych instalacji. Tu również wentylacja mechaniczna ma przewagę nad grawitacyjną. Nie zapominajmy jednak, że tradycyjna wentylacja grawitacyjna wciąż dominuje w polskich domach. W nowych także jest często wybierana, ale przede wszystkim taka już jest w milionach już istniejących budynków. Choćby dlatego warto wiedzieć jak działa i jakie warunki trzeba spełnić, żeby była skuteczna. Dla znakomitej większości inwestorów jest też swoistym punktem odniesienia - czymś co już znają i z czym porównują inne rozwiązania.
Wentylacja grawitacyjna
Ten rodzaj wentylacji działa dzięki pionowym kanałom wentylacyjnym w kominach wyprowadzonych ponad dach oraz nawiewnikom (inaczej nawietrzakom) powietrza w ramach okiennych, rzadziej bezpośrednio w ścianach. Kanały kominowe zapewniają wyciąg powietrza, natomiast nawiewniki jego napływ do wnętrz. Sam ruch powietrza odbywa się bez pomocy wentylatorów. Siłą napędową jest tu różnica temperatury i gęstości powietrza. Ciepłe, a więc o nieco mniejszej gęstości, zanieczyszczone już powietrze z wnętrz unosi się kanałami kominowymi ku górze, równocześnie zaś na jego miejsce napływa nawiewnikami chłodniejsze, a więc i gęstsze, czyste powietrze z zewnątrz.
Warto zastanowić się głębiej nad sposobem działania takiego układu, bo wówczas dostrzeżemy jego mocne i słabe strony (ograniczenia). Zrozumiemy też, co i dlaczego jest dla niego szkodliwe, albo nawet uniemożliwia działanie.
Niewątpliwą zaletą jest to, że ten rodzaj wentylacji nie wymaga do działania wentylatorów, ani żadnych innych urządzeń mechanicznych. W związku z tym niepotrzebne jest zasilanie elektryczne, ewentualna awaria sieci energetycznej nie jest więc problemem.
Ponadto wentylacja tego rodzaju jest praktycznie bezgłośna, jeżeli nie liczyć występującego sporadycznie szumu w kanałach lub w nawiewnikach, spowodowanego działaniem silnego wiatru.
Wreszcie, wykonanie takiego systemu wentylacyjnego jest względnie proste i tanie, o ile tylko uda się zgrupować wszystkie kanały wyciągowe w nielicznych kominach.
Zasadniczą wadą jest natomiast to, że działanie takiej wentylacji w praktyce bardzo trudno kontrolować. Jej intensywność zależy bowiem od czynników zewnętrznych. Rośnie zimą, gdy na zewnątrz jest znacznie chłodniej niż w środku, zaś latem wyraźnie słabnie. Trzeba się liczyć z tym, że w ciepłym sezonie niezbędne staje się otwieranie okien i wywoływanie przeciągu.
Wentylacja grawitacyjna nie zużywa wprawdzie prądu, ale tak naprawdę jest wybitnie energochłonna. W sezonie grzewczym wraz z usuwanym powietrzem ucieka bowiem ciepło zużyte na podgrzanie nawiewanego z zewnątrz zimnego powietrza. Za to ciepło zaś coraz więcej płacimy, zasilając instalację grzewczą.
Poza tym bardzo łatwo o błędy, które ograniczają wydolność tego rodzaju wymiany powietrza, lub zupełnie ją uniemożliwiają. Typowy przykład to wymiana starych, nieszczelnych okien na nowe bez nawiewników. W efekcie wymiana powietrza praktycznie ustaje, bo nawet bardzo dobrze wykonane kominy wyciągowe na niewiele się zdadzą, jeżeli nie będzie dopływu świeżego powietrza z zewnątrz.
Wentylacja z rekuperatorem
Mianem wentylacji z rekuperatorem określa się popularnie to co specjaliści nazywają mechaniczną wentylacją nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła. Ta niewątpliwie nieco przydługa i skomplikowana nazwa ma pewną zaletę. Mianowicie stanowi niejako definicję tego sposobu wymiany powietrza.
Mamy tu bowiem zawarte jego dwie zasadnicze cechy:
- zapewniany przez wentylatory, czyli mechaniczny zarówno nawiew, jak i wyciąg powietrza;
- odzysk ciepła, czyli przekazywanie ciepła z powietrza usuwanego z wnętrz (ciepłego) do nawiewanego z zewnątrz (zimnego).
Typowy system tego rodzaju jest zbudowany w ten sposób, że do części pomieszczeń doprowadzone są przewody (rury) nawiewne, do pozostałych zaś wyciągowe. Łączą się one z centralą, z której na zewnątrz prowadzi z kolei czerpnia oraz wyrzutnia powietrza. W samej centrali mamy zaś wentylatory zapewniające ruch powietrza, wymiennik ciepła, filtry, ewentualnie inne elementy, np. nagrzewnicę powietrza.
W przypadku wentylacji mechanicznej przede wszystkim mamy pełną kontrolę nad wymianą powietrza. Chodzi tu zarówno o jej intensywność, jak i to dokąd je dostarczamy i skąd usuwamy. Nie mają tu znaczenia warunki zewnętrzne, ani pora roku.
Drugi bardzo ważny, i chyba najczęściej wskazywany czynnik, to oszczędność energii. Po prostu odzysk ciepła w wentylacji pozwala istotnie ograniczyć zapotrzebowanie budynku na energię do ogrzewania. Trudno tego nie uwzględniać w dobie gwałtownie rosnących cen paliw. Ponadto należy sobie zdawać sprawę, że bardzo trudno jest zmieścić się w limitach zapotrzebowania na energię, wprowadzonych na mocy WT 2021, jeżeli w domu nie założymy wentylacji z rekuperatorem.
Wreszcie jest jeszcze aspekt zdrowotny. Właściwa wymiana powietrza to rzecz absolutnie niezbędna dla naszego dobrego samopoczucia. Ponadto jej niedostatki mogą się skończyć zawilgoceniem i zagrzybieniem budynku. Natomiast dla osób z alergią na pyłki roślin bardzo ważne jest to, że powietrze zewnętrzne nawiewane przez centralę najpierw przechodzi przez filtry.
Wentylacja mechaniczna nie jest, oczywiście, wolna od wad. Przede wszystkim do działania wymaga zasilania energią elektryczną. Problemem nie jest tu jej koszt, bo ten jest niewielki, w porównaniu z oszczędnościami, lecz jej wyłączenie w razie awarii sieci. Na ile jest to realny kłopot - każdy musi ocenić sam, zależnie od tego, na ile często tego rodzaju awarie zdarzają się w danej okolicy.
Niewątpliwie trzeba się liczyć ze znacznym kosztem wykonania wentylacji mechanicznej. To wydatek przynajmniej kilkunastu tysięcy zł.
Wreszcie, instalacja tego rodzaju jest na tyle złożona, że niezbędny jest naprawdę fachowy projekt, a następnie wykonawstwo na równie wysokim poziomie. Błędy mogą mieć bowiem bardzo poważne konsekwencje - od głośnej pracy po niewydolność całego systemu.
Dobry plan instalacji wentylacyjnej
Centrala to zasadniczy element systemu z rekuperacją i to głównie jej większość osób poświęca uwagę. Nie jest to do końca słuszne, bo parametry centrali muszą być przede wszystkim dostosowane do tego, w jakiej instalacji ma ona pracować. Po prostu trzeba ją dopasować do przewidywanego zapotrzebowania na świeże powietrze, długości i układu kanałów itd.
Dlatego tak naprawdę najważniejszym etapem budowy każdego systemu wentylacyjnego jest jego fachowe zaprojektowanie. Specjalista musi przede wszystkim pomyśleć, którędy poprowadzić kanały i jakie one mają być. Wariantów jest sporo, bo można je umieścić w nieużytkowej części strychu, w podłodze, za zabudową z płyt gipsowo-kartonowych. Mogą mieć przekrój okrągły, owalny, prostokątny. Przy tym bardzo różną średnicę, a czasem np. łatwiej ukryć dwa mniejsze kanały niż jeden większy. Oczywiście, w tym wszystkim trzeba jeszcze znaleźć miejsce na centralę, wyrzutnię oraz czerpnię powietrza, zrównoważyć przepływ, uwzględnić hałas związany z pracą wentylatorów oraz wiele innych czynników.
Jak widać, do zrobienia jest sporo, a uwzględnienie wszystkich czynników i znalezienie optymalnego rozwiązania nie jest łatwe nawet dla dobrego fachowca. Dlatego najlepiej, jeżeli projekt instalacji wentylacyjnej powstaje razem z projektem domu, ewentualnie robi się go jeszcze przed rozpoczęciem prac budowlanych. Ma się rozumieć, że da się to wszystko zrobić znacznie później, a nawet w już istniejącym domu (np. w trakcie remontu). Jednak trzeba sobie zdawać sprawę, że im później zadecydujemy o rodzaju wentylacji, tym może być trudniej i drożej. Ewentualnie trzeba będzie zastosować jakieś mniej typowe rozwiązania.
Najważniejsze parametry central wentylacyjnych
Parametry central budzą największe emocje wśród inwestorów. Chyba najbardziej eksponowana jest sprawność. Co to oznacza, że wynosi np. 80%? Po prostu taka część ciepła zostaje odebrana z powietrza wywiewanego i przekazana powietrzu nawiewanemu. Im wyższa sprawność, tym pod względem energetycznym większy pożytek z działania rekuperatora. Trzeba sobie jednak zdawać sprawę, z tego że sprawność nie jest wartością stałą. Będzie się zmieniać w zależności od intensywności wentylacji (szybkości przepływu powietrza przez wymiennik) oraz jego temperatury. Dlatego z pewną rezerwą powinniśmy patrzeć na deklaracje w rodzaju "sprawność do 95%". Owszem, uda się ją osiągnąć, ale tylko w ściśle określonych, laboratoryjnych warunkach. W rzeczywistych warunkach eksploatacyjnych, w skali sezonu grzewczego, 70% będzie i tak bardzo dobrym wynikiem.
Wydajność oraz spręż to dwa parametry, które powinniśmy rozpatrywać łącznie. Pierwszy określa jak dużą wymianę powietrza może zapewnić centrala. Drugi zaś oznacza zdolność do pokonywania oporów przepływu powodowanych przez rurociągi, filtry i inne elementy. Rzecz w tym, że jeżeli rośnie opór przepływu to maleje wydajność. Analogicznie, sama informacja o wydajności centrali nic nam nie mówi, jeżeli nie wiemy przy jakich oporach przepływu ją osiągnięto. Dlatego właśnie pisaliśmy, że nie sposób prawidłowo dobrać centralę, jeżeli nie zaprojektowano jeszcze sieci kanałów powietrznych.
Orientacyjnie można przyjąć, że w średniej wielkości domu jednorodzinnym potrzebny jest spręż na poziomie przynajmniej 150 Pa (paskali), ale podkreślmy, że w każdej instalacji powinno się ją wyznaczyć indywidualnie. W przybliżeniu możemy też założyć, że przy takim sprężu centrala powinna zapewniać przepływ minimum 200 m3/h. Biorąc pod uwagę przepisy tyle będzie wymagane w domu z kuchnią, dwoma łazienkami, garderobą itd. Bardzo dobrze, jeżeli będziemy w stanie dysponować większą wydajnością i zapewnić intensywniejszą wentylację, np. gdy mamy wielu gości. Warto też jednak pamiętać, że na co dzień wiele osób będzie korzystać z mniej intensywnej wymiany powietrza.
Hałas towarzyszy pracy każdej centrali wentylacyjnej, gdyż działają w niej wentylatory. Jednak jego uciążliwość jest w praktyce bardzo różna. Nie chodzi tylko o to, że poszczególne urządzenia charakteryzuje odmienny poziom głośności. Bardzo duże znaczenie ma umiejscowienie centrali. Najlepiej jeśli znajdzie się ona jak najdalej od pomieszczeń, w których najbardziej potrzebujemy ciszy, czyli sypialni, a w nieco mniejszym stopniu gabinetu do pracy oraz pokoju dziennego. Dla odmiany w łazience lub w kuchni dźwięku o podobnym natężeniu raczej nie zauważymy, a jeśli nawet, to najpewniej uznamy go za akceptowalny. Ponadto sama sieć kanałów stanowi nie tylko naturalną trasę rozchodzenia się dźwięków, ale nawet ich źródło, jeżeli fachowiec nie uwzględni przenoszenia się drgań i szumu przepływającego powietrza. Dobry projektant powinien uwzględniać także te zjawiska.
Trzeba też uwzględnić pewne szczególne cechy naszego słuchu. Przede wszystkim sama skala głośności, podawanej w decybelach (dB), nie jest intuicyjnie zrozumiała. W przybliżeniu można przyjąć, że wzrost o 7-10 dB oznacza podwojenie głośności dźwięków. Przy tym im cichsze jest otoczenie, tym czułość naszego słuchu rośnie. Na dodatek odbiór dźwięków o różnej wysokości i charakterystyce jest sprawą dość indywidualną. Dlatego dobrze, jeżeli przed zakupem mamy możliwość posłuchać pracującej centrali. I to koniecznie w pełnym zakresie obrotów wentylatorów, a nie tylko na najwolniejszym biegu.
Masa, wymiary, układ króćców to podstawowe cechy fizyczne centrali. Masą nie musimy się zwykle przejmować, bo to przecież urządzenie montowane na stałe. Natomiast wymiary i umiejscowienie króćców przyłączeniowych są kluczowe dla możliwości montażu. Na szczęście, producenci są tego świadomi i oferują centrale w bardzo różnych konfiguracjach. Musimy też pamiętać, że urządzenie wymaga regularnej kontroli oraz wymiany filtrów, trzeba więc zapewnić do niego przynajmniej w miarę wygodny dostęp.
Co w centrali?
Popularnie całą centralę wentylacyjną nazywa się rekuperatorem. Jednak to nieścisłe, bo tym mianem powinno się określać tylko jedną z jej części, czyli wymiennik ciepła. To element, w którym ciepłe powietrze usuwane oddaje swe ciepło zimnemu nawiewanemu z zewnątrz. Obecnie stosuje się głównie dwa typy wymienników - przeciwprądowe i obrotowe. Oba mogą mieć bardzo wysoką sprawność, ok. 90%, ale zupełnie różni je zasada działania. Przeciwprądowe składają się z równolegle ułożonych kanałów, którymi nawiewane i usuwane powietrze przepływa w przeciwnych kierunkach. Strumienie powietrza nigdy się więc nie mieszają, a wymiana ciepła następuje przez cienkie ścianki kanałów.
Taki wymiennik charakteryzują dość znaczne opory przepływu. Ponadto jest on podatny na zamarzanie skroplin, czyli skondensowanej pary wodnej, wykraplającej się z ochładzanego powietrza zużytego. Wymaga to okresowego odszraniania, np. za pomocą elektrycznej nagrzewnicy albo przez czasowe wyłączenie nawiewu (wówczas przez wymiennik płynie tylko ciepłe powietrze wewnętrzne). Można też połączyć centralę z gruntowym wymiennikiem ciepła (GWC), który wstępnie podnosi temperaturę powietrza nawiewanego.
Druga, mniej popularna konstrukcja, to wymiennik obrotowy. Ma on postać walca z licznymi kanałami powietrznymi. Walec obraca się, a w efekcie przez te same kanały naprzemiennie przepływa ciepłe powietrze z budynku, które oddaje ciepło wymiennikowi, oraz zimne zewnętrzne, które je odbiera. Taka konstrukcja nie jest podatna na zaszronienie, stąd jej popularność w krajach skandynawskich. Wadą jest tu nieco bardziej skomplikowana konstrukcja, gdyż potrzebny jest napęd obracający wymiennik. Ponadto strugi powietrza usuwanego i nawiewanego mogą się w niewielkim stopniu mieszać.
Kolejnym zasadniczym elementem są wentylatory, dzięki którym odbywa się ruch powietrza. W każdej centrali są dwa - nawiewny i wywiewny. To od nich zależy możliwy do osiągnięcia przepływ, zakres jego regulacji, zużycie prądu przez centralę oraz poziom hałasu. Ich jakość oraz prawidłowy dobór przez producenta ma więc zasadnicze znaczenie.
Z kolei filtry pełnią dwie funkcje. Po pierwsze, oczyszczają powietrze nawiewane do wnętrz. To szczególnie ważne dla osób uczulonych na pyłki roślin, którym może to przynieść ogromną ulgę. Filtry zatrzymują też inne zanieczyszczenia, chociażby cząsteczki smogu. Po drugie, filtry zakłada się również po stronie wyciągu, aby w ten sposób chronić wymiennik oraz wyrzutnię powietrza przed zabrudzeniem. Warto sprawdzić jaka jest klasa dokładności filtrów zastosowanych w centrali, czy producent dopuszcza stosowanie dokładniejszych, oraz jak często należy je wymieniać i ile kosztuje nowy komplet. Trzeba jednak pamiętać, że faktycznie potrzebna częstotliwość wymiany będzie zależeć od tego na ile rzeczywiście powietrze wokół domu jest zanieczyszczone. W niektórych centralach automatyka sama sygnalizuje, kiedy filtr zaczyna stawiać już zbyt duże opory przepływu i nadaje się do wymiany.
Automatyka sterująca pracą centrali może być bardzo różna. Minimum to regulacja wydajności z opcją programowania czasowego. Wówczas ustawiamy po prostu intensywność wentylacji w zależności od dnia tygodnia i pory dnia. Coraz częściej możemy przy tym użyć smartfona z odpowiednią aplikacją. Jednak znacznie wygodniejszy jest tak naprawdę wariant, w którym intensywność wentylacji regulowana jest automatycznie, w zależności od wskazań czujników wilgotności powietrza lub zawartości dwutlenku węgla. Wtedy wymiana powietrza zostaje zwiększona, gdy jest rzeczywiście potrzebna, żeby utrzymać odpowiednią jakość powietrza wewnętrznego.
Bypass, nazywany czasem obejściem, to element pozwalający na ominięcie wymiennika, jeżeli temperatura na zewnątrz oraz w środku budynku jest zbliżona i wymiana ciepła po prostu nie ma sensu. Może on być włączany ręcznie lub automatycznie, ten drugi wariant jest znacznie wygodniejszy.
Nagrzewnica wtórna, albo inaczej nagrzewnica komfortu, ma za zadanie podnosić temperaturę powietrza trafiającego do wnętrz. Rzeczywiście poprawia to komfort w czasie silnych mrozów. Ponadto, szczególnie w domach o bardzo niskim zapotrzebowaniu na ciepło, może pełnić rolę istotnego składnika ogrzewania. Jednak nawet i w raczej standardowych budynkach wyposażonych w ogrzewanie podłogowe, może je świetnie uzupełniać. Działa bowiem szybko, podnosząc temperaturę już w ciągu kilku czy kilkunastu minut od włączenia.
Redaktor: Jarosław Antkiewicz
fot. otwierająca: Pro-Vent
Dodaj komentarz