Rekuperacja

Byłoby świetnie, gdyby Twoja decyzja o zastosowaniu wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła zapadła jeszcze na etapie projektowania budynku. To zapewni oszczędności już w fazie jego budowy. Oszczędzicie bowiem na wznoszeniu kominów wentylacyjnych, gdyż będą one niepotrzebne. Co ważne, architekt uwzględni w projekcie przestrzenie do poprowadzenia przewodów wentylacyjnych tak, by ich przebieg był jak najprostszy. No i by były niewidoczne. To wyeliminuje także niepotrzebne opory przepływu powietrza i  zwiększy efektywność instalacji. Szukanie miejsca na przewody wentylacyjne, gdy budynek już stoi, często komplikuje nieco sytuację co nie znaczy, że realizacja rekuperacji w takim wypadku jest niemożliwa. 

To zrozumiałe, że projektanci i wykonawcy budynków, koncentrują się na tym, by maksymalnie ograniczyć straty ciepła. Stosują coraz lepsze izolacje ścian, szczelne okna i drzwi. To dobry kierunek, jeśli nie zapomni się przy tym, że o komforcie przebywania w budynku decyduje nie tylko komfort cieplny, ale także jakość powietrza którym mają oddychać mieszkańcy. Zbyt szczelny budynek zwiększa w wewnętrznym powietrzu koncentrację wielu zanieczyszczeń. Trudno w to uwierzyć, ale jest ich tam od 3 do 5 razy więcej niż na zewnątrz! Te zanieczyszczenia pochodzą z materiałów budowlanych i wykończeniowych. Człowiek dokłada swoje, bo oddychając, zużywa zawarty w powietrzu tlen, a wydycha do niego dwutlenek węgla (CO2). To powietrze jest po prostu niezdrowe.

Bez sprawnej wentylacji komfort przebywania w budynku jest fatalny. 

Tradycyjna wentylacja grawitacyjna pozwala ciepłu wraz z powietrzem bezkarnie uciekać na zewnątrz, nie oglądając się na to, ile wysiłku włożyliśmy, by to powietrze ogrzać. Dlatego pozwalająca tym procesem sterować wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła ma przed sobą przyszłość. Rekuperacja. Trudne słowo, ale warto je zapamiętać.

System rekuperacji nie tylko gwarantuje odzyskiwanie ciepła z wyrzucanego na zewnątrz powietrza. To obniża nam koszty ogrzewania. Ale rekuperacja to coś więcej. Dzięki zastosowanym filtrom, nie dopuści do środka kurzu, czy insektów, a także skutecznie obniży zawartość pyłów zawieszonych PM 2,5 wtedy, gdy na zewnątrz atakuje nas smog.

Jakie powinny być parametry powietrza i ile go należy dostarczyć do budynku?

W uproszczonych metodach o jakości powietrza świadczy zawartość w nim dwutlenku węgla (CO2). Pisaliśmy już o tym, więc wiecie już, że stężenie CO2 w pomieszczeniu zależy w znacznym stopniu od ilości powietrza świeżego doprowadzanego z zewnątrz. Aby zapewnić mieszkańcom domu  komfort oddychania świeżym powietrzem, powinniśmy dostarczyć dla każdej osoby nie mniej, niż 20 m3 świeżego powietrza w ciągu godziny. Taki rekuperator musi się nieźle napracować! Projektując system, nie zapomnijcie o tym parametrze. 

Regulacja temperatury w pomieszczeniach nie stanowi problemu, ale jest jeszcze jeden czynnik, który decyduje o poczuciu komfortu. To wilgotność względna powietrza w pomieszczeniu. Zalecany zakres wilgotności zimą to 40-60% jednak nie mniej niż 30%. Latem wilgotność nie powinna przekraczać 70%. Właściwie zaprogramowana rekuperacja może pomóc w zachowaniu tych parametrów. Ułatwia bowiem zachowanie właściwej temperatury w budynku, nie pozwalając na skraplanie się pary wodnej w chłodniejszych strefach pomieszczeń. 

Dobrze zaprojektowany system rekuperacji pozwala na regulowanie intensywności jego pracy, w zależności od indywidualnych potrzeb mieszkańców domu. To ważne, bo przecież każdy system wentylacji zużywa prąd, a prąd kosztuje. No i po co system ma prężyć mięśnie wtedy, gdy nikogo nie ma w domu ☺ ?

Sterowanie pozwala uwzględniać czas nieobecności mieszkańców, wymogi temperaturowe w poszczególnych porach doby, a nawet zwiększone zapotrzebowanie na świeże powietrze podczas planowanego spotkania z większą grupą przyjaciół.

• Jeśli należysz do ludzi oszczędnych, niełatwo godzisz się z taką sytuacją, gdy ciepło które ma ogrzewać Twój dom, mówiąc wprost – idzie w komin. Komin wentylacji grawitacyjnej. 
  Rekuperacja rozwiązuje ten problem. Koniec z myśleniem o wentylacji grawitacyjnej. Pora na wentylację mechaniczną.
  Odzyskujemy ciepło z powietrza wyrzucanego, przejmuje je powietrze nawiewane do pomieszczeń. Tak działa rekuperacja. Twoja gospodarność otrzymuje nagrodę w postaci zmniejszonych kosztów ogrzewania. Brawo!
• Masz jeszcze jeden argument dla zastosowania rekuperacji. Zdrowie. Nie chcemy Cię straszyć, ale konsekwencją złej wentylacji i oddychania zanieczyszczonym powietrzem może być astma lub inne choroby dróg oddechowych, a nawet nowotwory. Pozwól rekuperacji dostarczać Ci świeże powietrze!
• Jeśli jeszcze nie jesteś przekonany, musisz wiedzieć, że osoby przebywające przez dłuższy czas w źle wentylowanych budynkach uskarżają się na tzw. syndrom chorego budynku. Nie wiemy jak Ty, ale my z zasady wolimy unikać jakichkolwiek syndromów ☺.
• Niesprawnie działająca wentylacja w pomieszczeniach z gazowymi urządzeniami grzewczymi może doprowadzić do wydzielania się tlenku węgla. O konsekwencjach zatrucia tlenkiem węgla z pewnością słyszałeś. Wentylacja mechaniczna może uratować Ci życie.
• O grzybie i pleśni np. na nadprożach, o zaparowanych szybach w oknach, o skroplonej parze wodnej na chłodnych powierzchniach ścian właściwie nie musimy pisać, bo takie skutki złej wentylacji widziałeś już nie raz. Wtedy nie wiedziałeś, że można temu zaradzić. Teraz już wiesz. Znasz słowo REKUPERACJA.

Zawsze możne być lepiej :)

Nie ma wyjścia, musisz poznać przy tym kolejne rozwiązanie - GWC, czyli gruntowy wymiennik ciepła. To urządzenie, którego zadaniem jest zwiększenie efektywności energetycznej systemu rekuperacji. Czyli jeśli planujesz w swoim domu montaż systemu wentylacji mechanicznej z rekuperacją, powinieneś rozważyć jego rozbudowę właśnie o GWC. Dlaczego? W zależności od pory roku zadaniem GWC jest wstępne ogrzanie lub schłodzenie powietrza, zanim trafi ono do rekuperatora. Po prostu będzie się on musiał mniej natrudzić, by ogrzać lub schłodzić powietrze, bo to czerpane z zewnątrz, będzie już nieco schłodzone lub ogrzane w czasie swej podróży przez GWC. Jak sama nazwa wskazuje, wymienniki gruntowe montuje się pod ziemią (pod powierzchnią gruntu). Postanowiono wykorzystać zjawisko polegające na tym, że podczas ekstremalnych temperatur zewnętrznych, temperatura pod ziemią jest znacznie łagodniejsza. Na zewnątrz upał 30 stopni lub mróz minus 20 stopni, a 1 – 2 metry pod ziemią? Zawsze jest tam kilka stopni powyżej zera. I jest to temperatura raczej stała. Dzięki temu obróbka cieplna powietrza przepływającego przez wymiennik gruntowy, odbywa się w sposób zupełnie naturalny, efektywny i tani. Dodatkowo jest to rozwiązanie skuteczne i w pełnej zgodzie z ekologią. Zasadą działania systemów GWC jest to, że przepuszczają one płynące do rekuperatora powietrze przez grunt, wykorzystując jego właściwości termiczne. W zależności od zastosowanego sposobu kontaktu powietrza z gruntem, GWC dzielą się na kilka rodzajów, różniących się budową.

• Wymienniki przeponowe: powietrze w nich płynie, nie mając bezpośredniego kontaktu z gruntem, ale jest od gruntu oddzielone (tzw. przeponą). Najbardziej znanym przykładem takiego wymiennika jest GWC rurowy.
• Wymienniki bezprzeponowe: z zasady są bardziej skuteczne, ponieważ wymiana ciepła między powietrzem i gruntem następuje w sposób bezpośredni. Wyróżniamy tutaj GWC żwirowy oraz GWC płytowy.

Jeśli już zdecydowałeś się na instalację rekuperacji, warto zrobić krok dalej. Mając rekuperację, obniżasz koszty ogrzewania. Ale można je obniżyć bardziej. Mając rekuperację warto zainstalować pompę ciepła, a wtedy ciepła woda i ogrzewanie także przestaną obciążać Twoją kieszeń. Sprawdź, co możesz zyskać.

Nie uwierzysz, ale możesz iść jeszcze krok dalej. Do działania pompy ciepła i rekuperacji potrzebny jest prąd. Możesz mieć własny. Poczytaj o fotowoltaice.

Planując wydatki związane z zakupem i posiadaniem rekuperacji przygotuj się na trzy etapy.
Etap pierwszy to wybór i zakup właściwego rekuperatora. 
Etap drugi to montaż całego systemu.
Etap trzeci to koszty użytkowania instalacji.
Im droższy (lepszy) rekuperator kupisz, tańsza będzie jego eksploatacja.
Cena rekuperatorów waha się od 7 000 do 25 000 PLN w zależności od rodzaju i mocy urządzenia. A te parametry wynikają z wielkości obiektu w którym ma pracować rekuperacja oraz wymogów indywidualnych. Wyliczy Ci to fachowiec.
Podobnie jest z montażem: zależy od rodzaju i wielkości budynku.
Musisz szacować, że koszt całkowitego systemu wentylacyjnego z montażem to wydatek pomiędzy 17 a 35 tysięcy PLN, w zależności od zastosowanych rozwiązań, typu i sposobu prowadzenia przewodów wentylacyjnych oraz modelu rekuperatora.
Raz w roku wskazany jest przegląd systemu i radzimy go nie unikać. To koszt ok 100 PLN.
Raz na kwartał powinieneś wymienić filtry, a to wydatek ok. 50-70 PLN za komplet. 
Jako, że rekuperator to urządzenie zużywające prąd, twoje rachunki za energie elektryczną wzrosną o ok. 150 – 260 PLN rocznie. Zważywszy, że dzięki rekuperacji możesz zaoszczędzić nawet 50% kosztów ogrzewania, da się wytrzymać, prawda?

1. Czy planując rekuperację trzeba budować kominy do wentylacji grawitacyjnej?
   Z projektu architektonicznego budynku eliminuje się kominy do wentylacji grawitacyjnej        (i tak musiałyby zostać zaślepione), a niższe zapotrzebowanie budynku na ciepło warto uwzględnić przy obliczaniu strat cieplnych na wentylacji (szczególnie ważne przy pompie ciepła).
2. Czy kupować okna z nawiewnikami?
   Okna w domu z rekuperacją powinny być maksymalnie szczelne: bez jakichkolwiek nawiewników. Całe potrzebne powietrze dostarcza rekuperacja. To dobra wiadomość, bo okna pozbawione dodatkowych „gadżetów" są również tańsze!
3. Jaką wybrać firmę?
   Takiej instalacji nie wykonasz ze szwagrem☺. System wymaga precyzyjnych obliczeń, decydujących o rodzaju, mocy, a tym samym cenie rekuperatora, przekroju kanałów itp. Wybierz raczej firmę wyspecjalizowaną w rekuperacji niż firmę od wszystkich instalacji. 
   Błędy popełnione na etapie projektu lub wykonawcze na etapie montażu potrafią sprawić, że system nie tylko nie osiągnie zakładanych oszczędności na ogrzewaniu, ale również nie zapewni optymalnego komfortu w domu.
4. Kiedy uruchomić system rekuperacji, np. gdy w domu trwają jeszcze prace wykończeniowe?
   Montaż rekuperatora i uruchomienie systemu to ostatni etap. Pamiętaj, by zrobić to dopiero po zakończeniu prac wykończeniowych: najlepiej już po pomalowaniu ścian. Nie wolno uruchamiać systemu przed zakończeniem wszystkich prac, w szczególności malarskich, tynkarskich. Ściany po malowaniu powinny być suche. Nadmierna wilgoć i pył w powietrzu na etapie wykończeniowym są wrogiem rekuperacji. Instalacja, czyli kanały wentylacyjne, a także sam wymiennik ciepła w rekuperatorze może ulec wtedy poważnemu zanieczyszczeniu i awarii!
5. Wietrzenie poprzez otwieranie okien czy już nie?
   Dom z rekuperacją wietrzy się sam przez cały czas: zużyte powietrze jest wyciągane, świeże przefiltrowane powietrze nawiewane. Zamknijcie okna! Ich otwieranie nie jest już potrzebne. Wiemy, nawyki ciężko zmienić: jesteśmy przyzwyczajeni do wietrzenia przez otwarcie okien, ale...nie potrzeba! Otwierając okna latem niepotrzebnie wpuścimy do domu insekty i kurz, a zimą wychłodzimy go. Oczywiście możesz otwierać okna, ale nie musisz.
6. Używanie systemu rekuperacji wyłącznie na jednym biegu.
   Sterownik rekuperatora najlepiej zaprogramować w taki sposób, by uwzględniał rytm dobowy domowników. Gdy w domu między 7.30 a 17.30 nikogo nie ma, system pracować może na najniższym 1 biegu lub nawet na trybie nieobecności. Poza tymi godzinami dobrze jest ustawić 1 lub 2 bieg, w zależności od ilości osób, która w tym czasie przebywa w pomieszczeniach. Biegi regulujemy również w zależności od pory roku: niższe podczas najwyższych i najniższych temperatur, wyższe w porach przejściowych.

Gruntowy wymiennik ciepła to rozwiązanie poszerzające właściwości rekuperacji w domu. Inaczej mówiąc, GWC bez rekuperacji nie działa. Natomiast rekuperacja bez GWC działa, a co istotne - ze wspomaganiem płynącym od GWC może pracować bardziej efektywnie.

Dobrze zaprojektowany i starannie wykonany system GWC może przynosić realne korzyści oraz podnosić komfort termiczny domu. 

O GWC zwykło się mówić, że to idealny sposób na komfortową klimatyzację oraz tańsze ogrzewanie. Z pewnością możemy tak powiedzieć w przypadku budownictwa pasywnego i energooszczędnego. To dlatego stosowanie rekuperacji oraz GWC powinno się planować już na etapie projektu domu. Wielkie okna od nasłonecznionej strony nie dadzą takiemu systemowi wielkiej szansy na uzyskanie pożądanej temperatury. Choć walor świeżego powietrza w domu przez cały rok jest nie do pogardzenia.

Jeśli dobrze zaprojektujemy dom, już na starcie przyjmując założenie, że będzie w nim rekuperacja i GWC, możemy liczyć na oszczędności. Zaoszczędzimy choćby na budowie kominów wentylacyjnych.      

Wstępnie ogrzane przez GWC powietrze oraz odzysk ciepła przez rekuperator, to z pewnością niższe rachunki za ogrzewanie.

Posiadanie rekuperatora nie jest jedynym warunkiem decydującym o sensowności zakupu gruntowego wymiennika ciepła. Istotne jest także, by powierzchnia gruntu, jaką dysponujemy pod tę inwestycję, dawała szanse na umieszczenie w nim elementów systemu GWC. To nie może być mała powierzchnia. To nie może być powierzchnia zadrzewiona. Przeanalizujcie razem z inżynierem OZE lub fachowcem z firmy oferującej montaż GWC możliwości, jakie daje Wasza działka.

Choć wymagana głębokość posadowienia systemu GWC nie jest duża, to dostęp do wykopu powinien pozwalać na precyzyjny montaż elementów. Jakość wykonanych prac jest warunkiem prawidłowej pracy GWC. Wszelkie niedokładności i brak nadzoru nad każdym etapem robót montażowych (których obraz za chwile przykryje ziemia) zemszczą się w przyszłości tym, że oczekiwany efekt działania GWC będzie znikomy lub żaden.

Czym różnią się rodzaje wymienników?

• GWC RUROWY (PRZEPONOWY)
  Rurowy wymiennik ciepła składa się z ciągu rur, zwykle wykonanych z tworzyw sztucznych. Aby zwiększyć powierzchnię wymiany ciepła, strumień powietrza rozdzielany jest na kilka rurociągów, łączących się ponownie na końcu wymiennika.
  Rurowy wymiennik ciepła jest rozwiązaniem dość popularnym i promowanym, choć niestety posiada kilka istotnych wad.
  Po pierwsze, wymiana ciepła w tym wymienniku jest ograniczona przez fakt oddzielenia powietrza od gruntu ścianką rury. Aby uzyskać skuteczność porównywalną do wymienników bezprzeponowych, należałoby ułożyć rurociąg o bardzo dużej długości. Minusem tego rozwiązania jest więc także duży obszar montażu. Czy Twoja działka na to pozwala? 
  Po drugie, należy zawsze zapewnić odpowiedni spadek rur, aby wewnątrz wymiennika nie zalegał skroplony kondensat. Powietrze zawsze ma pewien poziom wilgotności i się skrapla na wewnętrznej powierzchni rur. Dzięki spadkowi, kondensat spłynie do najniższego miejsca w rurociągu, a tam przeniknie do gruntu przez specjalnie utworzoną studzienkę chłonną. Gdyby nie było spadku, powietrze nawiewane do budynku mogłoby być złej jakości (możliwość tworzenia się w rurociągu glonów, grzybów i pleśni).
• GWC ŻWIROWY (BEZPRZEPONOWY)
  Ideą wymiennika żwirowego jest przepuszczanie powietrza przez wykop ze żwirem lub kruszywem o dużej granulacji. W ten sposób powietrze, przeciskając się przez szczeliny mięedzy kamykami kruszywa, ma już bezpośredni kontakt z materiałem, z którym zachodzi wymiana ciepła. W tym przypadku nie ma problemu z odprowadzaniem kondensatu, ponieważ wchłania się on w złoże.
  Rozwiązanie to ma jednak niestety pewne wady. 
  Pierwszą z nich są opory powietrza, które powstają w wyniku zderzania powietrza z kruszywem. Można sobie wyobrazić, że szczeliny miedzy kamykami kruszywa są niewielkie i aby powietrze przez nie przepływało, zwykle konieczne jest zastosowanie dodatkowego, pomocniczego wentylatora. 
  A to wymaga energii, która kosztuje. 
  Po drugie: wymiennik żwirowy wymaga cyklicznej regeneracji złoża, by powietrze miało stale dobrą jakość. Jak więc widzicie, nie jest to rozwiązanie optymalne z punktu widzenia eksploatacji.
   
• GWC PŁYTOWY (BEZPRZEPONOWY)
  Wymiennik płytowy także wymaga stosunkowo dużej działki, by móc go zastosować. GWC płytowy jest bezprzeponowy i składa się ze specjalnie przygotowanych płyt z tworzywa sztucznego. Płyty układane są w rzędach na specjalnych klockach dystansowych. Dzięki temu, pod płytami, tworzy się przestrzeń do bezpośredniej, maksymalnie skutecznej wymiany ciepła, między przepływającym powietrzem i specjalnie przygotowanym podłożem.
  Istotna jest tutaj także warstwa izolacji nad całą powierzchnią płyt wymiennika, aby termiczne właściwości gruntu nie zmieniały się przez cały rok.
  Brak przepony, czyli bezpośredni kontakt powietrza z podłożem (specjalną warstwą kruszywa) sprawia, że nie ma w tym przypadku problemu z zaleganiem skroplonego kondensatu, ponieważ nadmiar wody jest odprowadzany bezpośrednio do gruntu. 
  Wymiennik płytowy ma nawet 3 razy niższe opory powietrza niż wymiennik żwirowy. Nie ma zatem potrzeby stosowania żadnych wentylatorów wspomagających. Wystarczy ten, który jest w rekuperatorze i wciąga do niego powietrze z GWC. Dzięki takiej technologii płytowy gruntowy wymiennik ciepła pracuje w sposób nieprzerwany. Regeneracja złoża jest w tym przypadku niepotrzebna.
  Warto uzmysłowić sobie, ile jest istotnych wymogów mających finalnie wpływ na efektywną pracę GWC, choćby na podstawie zasad montażu wymiennika płytowego. 
  Aby zamontować płytowy gruntowy wymiennik ciepła, wystarczy wykop o głębokości 0,7 – 2 m. Jest to więc dość płytkie posadowienie. Może się jednak zdarzyć, że na Twojej działce stosunkowo wysoko występują wody gruntowe i nawet taka głębokość posadowienia nie będzie możliwa. W takim wypadku wymiennik gruntowy można zamontować powyżej poziomu tych wód i podnieść poziom gruntu, wykonując nasyp przykrywający instalację. Wysokość nasypu musi gwarantować instalacji GWC ochronę przed zmieniającymi się zewnętrznymi warunkami termicznymi, w każdej porze roku. 
  Pod wymiennikiem należy usypać podsypkę żwirowo-piaskową o grubości ok. 5 cm i granulacji ok. 10-20 mm. Następnie bezpośrednio na podsypce układa się płyty wymiennika oraz kolektor. Bardzo ważna jest, nakładana na wymiennik gruntowy, warstwa izolacji. To ona umożliwia tak płytkie posadowienie wymiennika, ponieważ dzięki niej uzyskujemy stabilne warunki temperaturowe. Takie, jakie zwykle panują na głębokości nawet 8 metrów. Tak więc na wymienniku układa się warstwę izolacji (styropianu) w postaci płyt o grubości łącznej min. 15 cm. Izolację układa się szeroko, bo z 2-metrowym naddatkiem poza obrys wymiennika.