Więcej niż tylko rekuperator - wentylacja w detalach

Coraz więcej osób budujących nowy dom decyduje się na instalację rekuperacji. W dobie rosnącej świadomości ekologicznej i dążenia do redukcji kosztów ogrzewania, systemy wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła (właściwa nazwa popularnej rekuperacji), stają się standardem, a nie luksusem. Kluczowym elementem każdej instalacji wentylacji jest oczywiście wspomniany już rekuperator. To właśnie on jest sercem systemu, odpowiedzialnym bezpośrednio za nasz komfort i zdrowie na co dzień - wymianę powietrza na świeże, odzysk ciepła/chłodu a co za tym idzie nawiew powietrza o komfortowej temperaturze oraz odpowiedni poziom wilgotności względnej. Rzeczywiście, zadaniem profesjonalnych instalatorów jest dobranie odpowiednich materiałów i ich właściwe zainstalowanie, aby system spełniał w pełni swoje funkcje. Niemniej, świadomość dotycząca pozostałych elementów instalacji rekuperacji może znacząco wpłynąć na końcowy efekt, zarówno pod względem wydajności, jak i komfortu użytkowania. Dlatego też, jeśli jesteś inwestorem, który chce zrozumieć z czego składa się instalacja rekuperacji, poświęć kilka minut na zapoznanie się z innymi, mniej widocznymi, lecz równie istotnymi jej komponentami.

Ważne elementy wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła 

Odpowiednio dobrane kanały wentylacyjne, system rozdzielaczowy, anemostaty, czerpnia i wyrzutnia powietrza, tłumiki akustyczne – to te elementy poza rekuperatorem, które będą miały znaczący wpływ na jakość powietrza w Twoim domu, efektywność działania instalacji oraz poziom hałasu przez nią generowanego. Każdy z tych elementów pełni określoną funkcję, a ich właściwy dobór i montaż są kluczowe dla optymalnego działania całego systemu. Artykuł ma na celu przybliżenie instalacji w całości – czyli zarówno samego rekuperatora, jak i właśnie tych często pomijanych aspektów. Dowiesz się jakie są ich zalety oraz na co warto zwrócić szczególną uwagę. Poznanie pełnego obrazu instalacji pozwoli nie tylko na bardziej świadome podejmowanie decyzji, ale także pomoże Ci zadawać właściwe pytania instalatorowi. Dzięki temu unikniesz niespodzianek, a system będzie nie tylko „jakoś działał”, ale pracował w sposób najbardziej efektywny i trwały.

Rekuperator – serce systemu wentylacyjnego 

Rekuperator jest centralnym elementem systemu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, odpowiedzialnym za wymianę powietrza między wnętrzem budynku a środowiskiem zewnętrznym. Główną funkcją rekuperatora poza samą jego wymianą jest odzyskiwanie ciepła z powietrza wywiewanego i przekazywanie go do powietrza nawiewanego. Dzięki temu możliwe jest znaczące zredukowanie strat energii cieplnej, co w praktyce przekłada się na niższe koszty ogrzewania. Warto jednak zaznaczyć, że rekuperator to urządzenie składające się z wielu istotnych elementów, z których bezpośrednio najważniejszymi pod kątem naszego komfortu są wymiennik ciepła oraz filtry powietrza i na nich się tutaj skupimy.

Typy wymienników ciepła 

Istnieje kilka rodzajów wymienników ciepła, które mogą być stosowane w rekuperatorach. Każdy z nich ma swoje unikalne cechy, które wpływają na nasz komfort. Obecnie na rynku zdecydowanie dominują 4 rozwiązania:

· wymiennik przeciwprądowy - charakteryzuje się najwyższą efektywnością odzysku ciepła, często sięgającą nawet 95%. W konstrukcji tego typu urządzenia strumienie powietrza nawiewanego i wywiewanego przepływają swoimi kanalikami w przeciwnych kierunkach, co pozwala na maksymalne wykorzystanie różnicy wartości temperatury między nimi. Dzięki temu powietrze nawiewane może być podgrzane do temperatury bardzo zbliżonej do temperatury powietrza wywiewanego, co minimalizuje straty energetyczne. Z drugiej strony ten rodzaj wymiennika nie odzyskuje wilgoci co niestety, ale z reguły przekłada się na zbyt suche powietrze w domu w okresie zimowym. Należy też pamiętać, że w jego przypadku konieczne jest stosowanie systemu zabezpieczającego przed zamarzaniem – najczęściej w postaci elektrycznej nagrzewnicy wstępnej;

• wymiennik entalpiczny – ma budowę niemal identyczną, jak model przeciwprądowy. Główna różnica polega na tym, że poza odzyskiem ciepła, zapewnia także odzysk wilgoci z powietrza wywiewanego. Uzyskuje się to dzięki specjalnej membranie, która pozwala na przepuszczanie pary wodnej. Dzięki temu powietrze nawiewane jest nie tylko ogrzewane, ale także nawilżane, co ma istotne znaczenie w sezonie grzewczym, kiedy powietrze wewnątrz budynków staje się, jak już wspomniałem, zbyt suche. Niestety w tego rodzaju wymienniku efektywność odzysku ciepła maleje wraz ze wzrostem ilości nawiewanego powietrza. Już przy wydatku rzędu około 30% wydatku maksymalnego osiąga niższe parametry od pozostałych rodzajów wymienników. Wymaga również zabezpieczenia przeciwzamrożeniowego, ale dla niższej temperatury niż w wymienniku przeciwprądowym.

•  wymiennik obrotowy - to inna filozofia odzysku ciepła w porównaniu do urządzeń przeciwprądowych i entalpicznych. Tutaj mamy będący w stałym ruchu rotor. To on jest odpowiedzialny za wymianę ciepła oraz wilgoci – wszystkie wymienniki obrotowe odzyskują również wilgoć, czyli w okresie zimowym pasywnie nawilżają powietrze w domu. Wykonany jest z blachy aluminiowej, która doskonale akumuluje a następnie oddaje ciepło. Powietrze wywiewane przechodząc przez kanaliki oddaje energię, która następie jest pobierana przez powietrze nawiewane. Co ważne, stopień podmieszania powietrza jest w nich na minimalnym poziomie rzędu 1-3% - w praktyce więc niezauważalne. Wymienniki obrotowe charakteryzują się nieco niższą efektywnością odzysku ciepła w porównaniu do wymienników przeciwprądowych, jednak jest ona z reguły wyższa niż wymienników entalpicznych. Ze względu na fakt, że są w ciągłym ruchu nie ma potrzeby stosowania zabezpieczeń antyzamrożeniowych. Realna temperatura szronienia to dla tego typu wymiennika wynosi -15oC;

• wymiennik obrotowy II generacji – sorpcyjny-entalpiczny - stanowi udoskonaloną wersję tradycyjnego urządzenia obrotowego. Zastosowano w jego budowie naturalny minerał zeolit, którym pokryta jest blacha aluminiowa. To oraz zaawansowana automatyka sterowania sprawia, że udało się znacząco zwiększyć efektywność odzysku wilgoci nawet do 90%, zachowując wysoki poziom odzysku ciepła. To co ważne – w porównaniu do klasycznego wymiennika obrotowego -  ten rodzaj wymiennika działa przez cały rok w ten sposób, że zimą pasywnie nawilża powietrze, a latem pasywnie je osusza. Dzięki temu koszty użytkowania klimatyzacji mogą być niższe nawet o 30%. Poza tym modele ten podobnie jak zwykły wymiennik obrotowy nie potrzebuje zabezpieczenia przed zamarzaniem. Realna temperatura szronienia w jego wypadku wynosi -25oC.

Rodzaje filtrów powietrza 

Rekuperacja przynosi wiele korzyści, a jedną z najważniejszych jest dostarczanie do domu oczyszczonego powietrza. Każdy rekuperator wyposażony jest w dwa filtry (niektóre modele mają nawet trzy, w tym prefiltr), które pełnią istotne funkcje. Pierwszy, znajdujący się na nawiewie, odpowiada za czystość powietrza wewnątrz budynku. Drugi, umieszczony na wywiewie, chroni urządzenie, w tym wentylatory i wymiennik ciepła, przed zanieczyszczeniami. Klasa filtra decyduje o jego skuteczności – może on usuwać tylko większe zanieczyszczenia, jak piasek czy owady, albo zapewniać precyzyjną filtrację powietrza. Rodzaj zastosowanych filtrów zależy od klasy i marki rekuperatora. Obecnie, zgodnie z normą ISO 16890, klasyfikacja filtrów opiera się na ich zdolności do usuwania pyłów zawieszonych. W artykule tym posłużę się jednak poprzednim systemem oznaczeń, który wciąż jest powszechnie stosowany przez producentów. Najczęściej spotykane w rekuperatorach są filtry klasy G4, M5 lub F7. Poniższa grafika ilustruje, jakie zanieczyszczenia są usuwane przez poszczególne klasy filtrów.

Kanały wentylacyjne – układ krwionośny systemu rekuperacji

Rekuperator jest sercem systemu, ale to kanały wentylacyjne stanowią jego układ krwionośny. Ich zadaniem jest transport powietrza do poszczególnych pomieszczeń oraz usuwanie powietrza zużytego. Wybór odpowiednich kanałów ma kluczowe znaczenie dla efektywności całego systemu. Dzielą się na dwa rodzaje – kanały główne, którymi powietrze jest dostarczane do i z rekuperatora oraz kanały systemu rodzielaczowego, którymi powietrze jest kierowane do i z pomieszczeń.

Profesjonalni wykonawcy jako kanały główne (choć można z nich ułożyć cały system) stosują są sztywne okrągłe rury typu Spiro. Wytwarza się je z ocynkowanej blachy i są one trwałym i niezawodnym rozwiązaniem. Ich główną zaletą jest odporność na uszkodzenia mechaniczne oraz możliwość precyzyjnego dopasowania do instalacji. Charakteryzują się również niskimi oporami powietrza.

Niestety często w instalacjach – realizowanych głównie przez osoby zajmujące się rekuperacją dorywczo, lub z nastawieniem wyłącznie na swój zysk - pojawiają się jako główne również izolowane przewody elastyczne typu flex. Mają one dużo niższą trwałość od kanałów Spiro, są też podatne na uszkodzenia i generują znacznie wyższe opory powietrza, co przekłada się na większe zużycie energii. Wytwarza się je z folii aluminiowej pokrytej warstwą wełny mineralnej. Jako zewnętrzna warstwa z reguły występuje laminowane aluminium i folia poliestrowa. Dlaczego są stosowane? Ponieważ ich rozłożenie wymaga znacznie mniejszych umiejętności i zajmuje dużo mniej czasu niż rur Spiro.

Jako kanały systemu rozdzielczego chętnie stosuje się przewody z tworzywa sztucznego. Jednym z nowoczesnych rozwiązań są kanał, których wnętrze pokryte jest powłoką antybakteryjną z jonów srebra, dzięki czemu układ jest odporny na powstawanie grzybów, pleśni czy innych niekorzystnych czynników. Dodatkowo ich niewielkie gabaryty, odpowiednia konstrukcja oraz wysoka odporność mechaniczna sprawiają, że kanały są wyjątkowo odporne na zgniatanie i możliwe jest ich ułożenie w stropie czy posadzce.

System rozdzielaczowy – precyzyjne zarządzanie przepływem powietrza

System rozdzielaczowy to sieć przewodów, która rozprowadza powietrze z rekuperatora do poszczególnych pomieszczeń. Kluczowymi elementem tej sieci są skrzynki rozdzielcze i rozprężne.

• Skrzynki rozdzielcze pozwalają na podział powietrza z jednego kanału głównego na wiele kanałów prowadzących do różnych pomieszczeń. Ich konstrukcja sprawa, że zachowując odpowiednią długość kanałów względem siebie zapewniamy równomierny rozkłady powietrza w całym budynku. Osobno mamy w instalacji skrzynkę rozdzielczą nawiewną, która dostarcza świeże powietrze do poszczególnych pomieszczeń czystych i osobno wywiewną, której zadaniem jest odebrać zużyte powietrze z pomieszczeń brudnych.
• Skrzynki rozprężne są stosowane na końcach przewodów wentylacyjnych, tuż przed anemostatami. Ich zadaniem jest rozprężenie powietrza, a w efekcie zmniejszenie jego prędkości. Dzięki temu minimalizowane są szumy powstające przy przepływie powietrza w instalacji. To właśnie skrzynki rozprężne sprawiają, że powietrze nawiewane do pomieszczeń ma stałe parametry, co zapewnia komfort termiczny i akustyczny.

Anemostaty – punktowe dostarczanie powietrza

Anemostaty to końcowe elementy instalacji rekuperacji, które bezpośrednio dostarczają powietrze do pomieszczeń. Ich rola jest istotna dla równomiernego rozkładu powietrza i zapewnienia odpowiedniego komfortu wewnątrz budynku. Biorąc pod uwagę ich działanie wyróżniamy anemostaty nawiewne i wywiewne.

• Anemostaty nawiewne dostarczają świeże powietrza do pomieszczeń tzw. czystych czyli pokoi, sypialni czy gabinetów. Mogą mieć różne kształty i wielkości, co pozwala na dostosowanie ich do potrzeb estetycznych oraz funkcjonalnych. Na rynku dostępne są przeważnie anemostaty wykonane z blachy stalowej ocynkowanej. Alternatywą są nawiewniki gipsowe. Pamiętajmy jednak, że decydując się na nie warto poszukać takich, które zapewniają efekt coandy – czyli nie będą nawiewały powietrza bezpośrednio w dół, lecz będą rozprowadzały je po suficie. Dzięki temu nie będziemy odczuwać nieprzyjemnego przeciągu czy wiania.
• Anemostaty wywiewne są odpowiedzialne za odprowadzanie zużytego powietrza z pomieszczeń tzw. brudnych. Są one więc umieszczane w kuchniach, łazienkach i innych pomieszczeniach, gdzie konieczne jest szybkie usunięcie wilgoci lub zanieczyszczeń. Ich konstrukcja jest zbliżona do anemostatów nawiewnych, z tą różnicą że pobierają one powietrze z dołu a nie spod sufitu.

Czerpnia i wyrzutnia – wymiana powietrza z otoczeniem

Czerpnia i wyrzutnia to elementy, które łączą system rekuperacji z otoczeniem. To przez nie do budynku trafia świeże powietrze, a zużyte jest odprowadzane na zewnątrz. Mogą być one montowane na elewacji budynku lub na dachu. Ważnym zadaniem czerpni jest bardzo wstępna filtracja powietrza, tak aby do systemu nie dostawały się zanieczyszczenia takie jak owady czy liście. Należy jednak tutaj uważać, aby kratka nie była zbyt gęsta – będzie to powodowało częste jej zatykanie się i konieczność czyszczenia. Bardzo ważne jest, aby czerpnia była wyposażona w daszek oraz okapnik. Pierwszy zapewnia, że nie będzie nam się dostawała woda do instalacji w czasie opadów, a drugi sprawia, że nie będziemy musieli mierzyć się z zaciekiem na elewacji naszego domu. Coraz popularniejsze są tzw. czerpnie i wyrzutnie trapezowe wystające poza obrys budynku, a nie schowane w ścianie.

Tłumiki – komfort akustyczny systemu 

Jednym z problemów, które mogą wystąpić w systemach rekuperacji, jest hałas generowany przez przepływ powietrza. Aby zminimalizować ten efekt, stosuje się tłumiki akustyczne. Są to elementy montowane na drodze głównych kanałów wentylacyjnych lub bezpośrednio za rekuperatorem, których zadaniem jest absorbowanie dźwięków i wibracji.

Najczęściej używane rodzaje tłumików akustycznych to modele okrągłe sztywne i elastyczne.

• Tłumiki okrągłe sztywne - są najskuteczniejszym obecnie rozwiązaniem w instalacjach domowych. Tłumią dźwięki o niskiej i średniej częstotliwości, co znacząco poprawia komfort akustyczny w pomieszczeniach. Warto rozważyć montaż takiego tłumika zarówno na nawiewie, jak i na wyrzucie (nie mylić z wywiewem) powietrza.
• Tłumiki elastyczne - często łączą w sobie funkcje tłumika i elastycznego połączenia między rekuperatorem a skrzynką rozdzielczą. Dzięki swojej konstrukcji absorbują hałas i wibracje. Niestety w praktyce charakteryzują się znacznie gorszymi parametrami tłumienia niż modele sztywne.

Ważne wnioski dla inwestorów

Instalacja rekuperacji to inwestycja, która wymaga nie tylko nakładów finansowych, ale także zrozumienia złożoności całego systemu. Wybór odpowiednich elementów – od rekuperatora, przez kanały, aż po czerpnie, wyrzutnie i tłumiki akustyczne – ma istotne znaczenie dla efektywności, trwałości oraz komfortu użytkowania wentylacji. Warto więc poświęcić czas na dokładne zapoznanie się z możliwościami, jakie oferują nowoczesne systemy oraz na staranny dobór elementów, które najlepiej odpowiadają specyficznym wymaganiom naszego domu.

Należy też pamiętać o tym, że w nowoczesnym energooszczędnym budynku instalacji rekuperacji nie może zabraknąć. Inwestując zaś w dobrze zaprojektowany i wykonany system wentylacyjny, zyskujemy nie tylko oszczędności na ogrzewaniu, ale przede wszystkim zdrowy, komfortowy i przyjazny dom.