Rekuperacja – na czym polega system wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła?

Rekuperacja, czyli wentylacja mechaniczna to alternatywa dla tradycyjnego sposobu wietrzenia domów i mieszkań. Korzystny wpływ na zdrowie domowników i wyższy standard mieszkania sprawiają, że rekuperacja zdobywa coraz większą popularność. Zastanawiasz się nad montażem systemu rekuperacji? Z tego artykułu dowiesz się, czym jest, jak działa, jak ją zainstalować oraz ile kosztuje rekuperacja.

Co to jest rekuperacja?

Konieczność ogrzania mieszkania lub domu, szczególnie w środkowoeuropejskiej strefie klimatycznej jest kwestią, której nie sposób pominąć przy budowie lub przebudowie własnego lokum. Spośród dwóch form ogrzewania – wentylacji grawitacyjnej i mechanicznej to właśnie ta druga jest obecnie nowocześniejszą, skuteczniejszą i bardziej oszczędną.

Wentylacja mechaniczna, czyli właśnie rekuperacja to proces polegający na odzyskiwaniu energii termicznej zużytego powietrza w celu późniejszego wykorzystania tego ciepła. Zgromadzona energia wykorzystywana jest do ogrzania powietrza z zewnątrz. Dzięki temu możliwe jest zapewnienie w domu jednocześnie ciepła i wentylacji pomieszczeń.

Rekuperacja a wentylacja grawitacyjna

Aby właściwie zrozumieć, czym jest system rekuperacji, najlepiej jest opisać jego działanie, porównując je do funkcjonowania tradycyjnej wentylacji grawitacyjnej. Rekuperacja polega na wytwarzaniu przez specjalną maszynę, rekuperator, obiegu powietrza. Obecne w mieszkaniu, zużyte (pełne dwutlenku węgla i wilgoci) powietrze jest wysysane z mieszkania, a w jego miejsce wtłaczane jest nowe.

Istotne w procesie rekuperacji są dwa czynniki. Pierwszym z nich jest zachowanie ciepła wydalanego na zewnątrz zużytego powietrza. Zgromadzona energia termiczna może dzięki temu posłużyć do ogrzania powietrza wtłaczanego do pomieszczeń domu. Środowisko zewnętrzne nie jest jednak wolne od zanieczyszczeń. Systemy rekuperacji są zaprojektowane w taki sposób, by oczyszczały powietrze pobierane z dworu. W rezultacie domownicy mają możliwość oddychania ciepłym, a przy tym czystym powietrzem.

Wentylacja mechaniczna a grawitacyjna – różnice

Wentylacja grawitacyjna pozbawiona jest zalet rekuperacji. W jej przypadku zamiast specjalnej maszyny wykorzystywane są kominy. Różnica ciśnień między zgromadzonym w pomieszczeniach powietrzem a tym z zewnątrz doprowadza do jego wylatywania.

Jak więc wlatuje powietrze z zewnątrz? Przez wszystkie otwory w ścianach budynku, takie jak szczeliny w oknach i drzwiach oraz wywietrzniki. Nowoczesne, plastikowe okna są jednak wystarczająco szczelne, by całkowicie zatrzymać powietrze z dworu. Wyjścia z tej sytuacji są dwa. Pierwszym jest otwarcie okien, co nie zawsze jest przecież możliwe. Drugim jest ich pozamykanie, co skutkuje koniecznością przebywania w pomieszczeniu z dużą ilością wilgoci, drobnoustrojów i dwutlenku węgla.

Powietrze nie jest bowiem w żaden sposób filtrowane. Wlatuje ono do mieszkania wraz ze wszystkimi składnikami się w nim znajdującymi – smogiem, alergenami itp. Co więcej, dostaje się do domu w takiej samej temperaturze, w jakiej było na zewnątrz, podczas gdy ciepłe (choć zużyte) powietrze z budynku jest odprowadzane na dwór. W rezultacie nowe powietrze wymaga ogrzania.

Jak działa rekuperacja?

Pełne zrozumienie tego, jak działa rekuperacja powietrza, jest możliwe, gdy przedstawiony zostanie schemat wentylacji mechanicznej. Złożony jest on z czterech kanałów wymieniających między sobą dwa strumienie powietrza.

Dwie pierwsze rury do rekuperatora to czerpnia i wyrzutnia. Zadaniem pierwszego z nich jest doprowadzanie świeżego powietrza z zewnątrz do rekuperatora. Drugi kanał zajmuje się wytaczaniem tego, które jest zgromadzone w mieszkaniu. Tak jak zostało wspomniane wcześniej, świeże powietrze może być (i w polskiej strefie klimatycznej zazwyczaj jest) chłodniejsze niż to zabierane z mieszkania.

Z tego właśnie względu rekuperator wyposażony jest w dwa kolejne kanały. Jednym z nich jest wyciąg. To właśnie do niego trafia zużyte powietrze, nim dotrze do wyrzutni. Jego energia termiczna pozostaje wewnątrz wymiennika ciepła, do którego on i pozostałe kanały są podłączone. Umożliwia to tym samym nagrzanie powietrza, które w tym czasie zdążyło trafić z czerpni do kolejnego kanału, którym jest nawiew. W nim zaś dochodzi do filtracji. Skutkiem tego jest wtłaczanie do mieszkania czystego, a przy tym ciepłego powietrza.

Wentylacja mechaniczna a zdrowie

Jedną z największych zalet, jakie ma system wentylacji mechanicznej, jest jego korzystny wpływ na zdrowie domowników. Wewnątrz rekuperatora filtrowane są wszystkie zanieczyszczenia. Do domu nie wpada więc smog powstający ze spalin samochodów i dymu z kominów innych mieszkań, domów czy zakładów pracy.

Oczyszczone powietrze pozbawione jest również pyłków roślinnych. Zalety rekuperacji docenić mogą więc alergicy. W okresie, w którym dochodzi do uczulenia, osoby takie nie muszą otwierać okien i narażać się na przykre konsekwencje choroby. Brak konieczności otwierania okien eliminuje także problem wlatywania do mieszkania owadów w okresie wiosennym i letnim. Zamknięte okna to przecież jednak ryzyko powstania grzyba w mieszkaniu. Rekuperacja zapewnia optymalną wilgotność powietrza, zapobiegając tym samym zagrzybieniu ścian. Lepsza wentylacja pomieszczeń to też lepszy sen i mniejsza senność w ciągu dnia.

Rekuperacja jako niezbędny element domu energooszczędnego i pasywnego

Instalacja rekuperatora jest rozwiązaniem korzystnym finansowo niezależnie od rodzaju domu. Największe zalety odczuć mogą osoby, których budynek mieszkalny został zaprojektowany z myślą o jak największych oszczędnościach energetycznych.

Aby unaocznić różnice między poszczególnymi typami budynków, najlepiej przytoczyć dane dotyczące średniego zużycia energii w każdym z nich koniecznej do ogrzania w ciągu roku jednego metra kwadratowego. W przypadku domów tradycyjnych jest to od 120 (nowsze konstrukcje) do 200 kWh/m² (starsze domy). W budynkach energooszczędnych ilość ta spada do 40 kWh/m². W pasywnych wartość ta spada nawet do 15 kWh/m².

Tak ogromne różnice możliwe są dzięki projektom domów uwzględniającym, jak najlepsze zatrzymywanie energii termicznej wewnątrz budynku. Z tego względu domy energooszczędne (a tym bardziej pasywne) orientowane są na południe, by jak najwięcej energii słonecznej wpadało do pomieszczeń. Co więcej, z tej właśnie strony zwykle jest więcej okien niż od północy, by światło słoneczne mogło dobrze ogrzać dom.

W domach takich stosuje się też nierzadko potrójne szyby i grube warstwy materiałów termoizolacyjnych, takich jak wełna mineralna i piece akumulacyjne uwalniające ciepło przy niewielkim własnym zużyciu energii. Sam budynek zaś ma prostą formę, ograniczającą ilość mostków termicznych, którymi są np. ozdobne elementy elewacji.

Wszystkie te i inne zabiegi pozbawione byłyby sensu, gdyby zastosowana została tradycyjna instalacja z grawitacyjnym obiegiem powietrza. Można wręcz powiedzieć, że o ile rekuperacja w starym domu jest użyteczna, o tyle w budynku energooszczędnym lub pasywnym jest wręcz jedynym sensownym rozwiązaniem, którego zalet nie są w stanie umniejszyć nawet najlepsze wentylacje grawitacyjne.

Minusem budowy domu energooszczędnego lub pasywnego są wysokie koszta jego wzniesienia. Szczególnie w terenach o surowszym klimacie (np. górskim) konieczność zastosowania większej ilości dobrej jakości materiałów izolacyjnych może podnieść koszt budowy domu o kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt procent. Niemniej jednak późniejsza, wielokrotnie tańsza eksploatacja sprawia, że takie domy są opłacalne. Wentylacja mechaniczna w domu jednorodzinnym energooszczędnym lub pasywnym jest więc niezbędnym uzupełnieniem projektu takiego typu budynku.

Wentylacja mechaniczna to nie klimatyzacja

Instalacja rekuperacji może prowadzić do zastanawiania się nad tym, czy mechaniczna wentylacja może służyć jako klimatyzacja. Teoretycznie jest to możliwe. W praktyce jednak są to jednak dwa różne systemy obiegu powietrza w mieszkaniu lub domu.

Przyczyną są różnice w ilości wymienianego powietrza. Rekuperator wentyluje około 30 m³ powietrza w ciągu godziny. Taka wartość pozwala zachować odpowiednią temperaturę wnętrza. Klimatyzacja zaś przetwarza w ciągu godziny do 300 m³ powietrza. Innymi słowy, aby wentylacja mechaniczna schłodziła powietrze do takiej temperatury jak klimatyzacja, musiałaby zużyć nawet 10 razy więcej energii elektrycznej.

Byłoby to więc całkowicie nieopłacalne. Dodatkowo wzrosłyby koszty serwisowania takiego urządzenia wynikające z konieczności jego jeszcze częstszego czyszczenia. Wreszcie sam rozmiar takiej maszyny musiałby być nieporównywalnie większy niż rekuperator i klimatyzator zamontowane osobno.

Rekuperacja oczyszcza powietrze i zapewnia zachowanie energii termicznej wewnątrz budynku. Nie nadaje się jednak do chłodzenia. Do tego przeznaczona jest klimatyzacja, która z kolei nie filtruje powietrza. W upalne letnie dni może jednak oczyścić powietrze i odzyskać nieco chłodu z klimatyzowanego pomieszczenia, zapewniając optymalną temperaturę.

W schłodzonym domu nie trzeba więc włączać klimatyzacji na tak niskie temperatury, jak byłoby to konieczne bez rekuperacji. W rezultacie oszczędza się energię elektryczną, a co za tym idzie – pieniądze. Oba te urządzenia mogą się więc doskonale uzupełniać, ale nie być ze sobą połączone.

Jak wygląda montaż rekuperacji?

Wentylacje mechaniczne składają się z dwóch podstawowych elementów – jednostki centralnej i systemu rur do niej doprowadzonych. Przed montażem niezbędne jest wybranie odpowiedniej lokalizacji centrali rekuperatora.

Centrala musi być umieszczona w miejscu spełniającym trzy warunki. Po pierwsze niezbędne jest zapewnienie do niej łatwego dostępu wynikające to z konieczności wykonywania przeglądów i napraw. Co więcej, jest to duże urządzenie (mniej więcej wielkości pralki automatycznej), a więc należy uwzględnić przestrzeń konieczną do jej postawienia. Problem ten można rozwiązać, montując centralę na suficie.

Niezależnie od tego, czy centrala rekuperatora będzie zawieszona na suficie, czy bocznej ścianie, niezbędne jest, by znalazła się wewnątrz budynku. Nie będzie bowiem właściwie pracować w temperaturach poniżej 0 ℃. Potrzeba umieszczenia jej w pomieszczeniu wymusza też znalezienie dla niej miejsca, w którym nie będzie przeszkadzać domownikom. Jest to urządzenie hałaśliwe, co wyklucza montaż rekuperacji w pomieszczeniach takich jak salon czy sypialnia. Zdecydowanie lepsze będzie więc poddasze, piwnica lub garaż.

Dodatkowe możliwości rekuperacji

Koszt rekuperacji można dodatkowo obniżyć, montując gruntowy wymiennik ciepła. Jest to dodatkowa, znajdująca się na zewnątrz domu, zakopana w ziemi instalacja. Dzięki niej powietrze docierające do rekuperatora w miesiącach ciepłych jest chłodniejsze, a w zimnych – cieplejsze.

Umożliwia to rekuperatorowi pracę z mniejszą mocą, a więc oszczędzanie energii elektrycznej. Co więcej, powietrze dostające się do rekuperatora trafia do niego zawsze w temperaturze dodatniej. Jako że skropliny w nim nie zamarzają, nie ma konieczności rozmrażania rekuperatora.

Istnieją trzy typy gruntowych wymienników ciepła. W zależności od tego montaż instalacji wykonywany jest na poziomie 70 cm lub 1,5-2 m poniżej gruntu. Na takiej głębokości przez cały rok panuje stała, dodatnia temperatura. Montaż na mniejszej głębokości również jest możliwy. Wymaga jednak zastosowania izolacji termicznej instalacji.

Najlepiej, gdyby była to gleba wilgotna. W przeciwieństwie do piaszczystych, suchych gruntów, gliniasta ziemia lepiej kumuluje ciepło. Możliwe jest wypełnienie instalacji glikolem, który nagrzewa się lub ochładza pod wpływem temperatury gruntu. Pozwala to na montaż rekuperatora bez czerpni.

Instalacja przeponowa składa się z pojedynczej rury o długości od 30 do 50 m lub, jeśli nie jest to możliwe, z kilku mniejszych rur. Doprowadzone są one do rekuperatora wewnątrz budynku. Ważne jest, by były nachylone pod odpowiednim kątem. Dzięki temu możliwe jest skapywanie skroplin i właściwy ciąg powietrza.

Drugim rodzajem wymiennika gruntowego jest instalacja bezprzeponowa. W tym przypadku nie ma rury w samej glebie. Zamiast niej jest warstwa żwiru. W zależności od pogody ogrzewa on lub ochładza powietrze. Oczyszczony żwir dodatkowo je filtruje. Trafia do rury zamontowanej dopiero w bezpośredniej bliskości rekuperatora. Wymiennik bezprzeponowy chłodzi lub ogrzewa powietrze wolniej niż przeponowy.

Oprócz nich istnieją także wymienniki płytowe. Są one od góry izolowanie termicznie ze względu na dość płytkie zakopanie (70 – 80 cm). Dzięki szczelinom w płytach z warstwy żwiru napływa powietrze. Dzięki dużej powierzchni instalacji znaczny jest też obszar nagrzewania się lub ochładzania powietrza. Powoduje to, że wymiennik płytowy jest równie skuteczny, jak instalacja przeponowa.

Niezależnie od wybranego typu instalacji pamiętać należy o regeneracji gruntowego wymiennika ciepła. Malejąca w wyniku pobierania energii termicznej temperatura powoduje, że wymiennik działa coraz wolniej. Gdy temperatura wewnątrz niego zbliża się do ciepła gleby, lepiej jest go wyłączyć, by dać mu czas na regenerację.

Kiedy trzeba się zdecydować na rekuperację?

Projektowanie rekuperacji najlepiej jest więc zaplanować już na etapie budowy domu. Umożliwia to takie jego zaplanowanie, by straty ciepła były jak najmniejsze. Najlepiej pokazać to na przykładzie wspomnianych domów energooszczędnych i pasywnych.

Rekuperacja domu ekologicznego eliminuje potrzebę budowy kominów. Ogranicza się tym samym koszta budowy domu. Zaoszczędzone w ten sposób pieniądze można przeznaczyć na instalację rekuperacji, która w przypadku budowanego dopiero domu nie podwyższa jego finalnej ceny w znaczny sposób.

Co więcej, uwzględnienie wentylacji mechanicznej w projekcie pozwala na wykonanie planu budowy wraz z jak najlepszym rozkładem okien. Na tym etapie można także dobrać materiały do izolacji ścian, które będą zatrzymywać w budynku jak najwięcej energii termicznej.

Czy wentylację mechaniczną można zamontować w każdym budynku?

Nie oznacza to oczywiście, że rekuperacja w mieszkaniu lub domu sprzed lat nie jest nigdy możliwa do zainstalowania czy nieopłacalna. Liczyć się należy jednak z możliwym mniejszym uzyskiem ciepła i koniecznością trwającej przynajmniej kilka dni poważnej przebudowy wymagającej kucia ścian.

Poważna ingerencja w ściany budynku jest potrzebna, by zamontować jednostkę centralną filtrującą powietrze i rury do rekuperatora. Niezbędne jest wówczas uwzględnienie położenia już istniejącej instalacji elektrycznej i gazowej. Nie zawsze wywiercenie dziur w stropie jest jednak możliwe.

Rozwiązaniem kompromisowym jest w takiej sytuacji montaż rekuperatora ściennego. Jest on znacznie mniejszy od centralnego (wielkości plafonu), dzięki czemu jego instalacja jest łatwiejsza szczególnie w domach wielorodzinnych. Istnieją dwa typy rekuperatorów ściennych. Pierwszy jest pomniejszoną wersją rekuperatora centralnego. Oznacza to, że nawiew i wywiew powietrza odbywa się jednocześnie.

Drugi rodzaj to urządzenia, w których czerpnia i wyrzutnia pracują naprzemiennie. Mieszanie się powietrza oczyszczonego i nieoczyszczonego jest w nich na tyle niewielkie, że można je uznać za dopuszczalne. Mniejsza jest jednak wydajność takiej maszyny. O ile rekuperator centralny może przewentylować około 30 m³ powietrza na godzinę, o tyle ścienny 20 m³.

Rekuperacja – montaż samemu czy przy pomocy fachowca?

Samodzielnie zainstalowanie rekuperacji jest w zasadzie niemożliwe. Ilość czynników, które należy uwzględnić, jest bowiem na tyle duża, że potrzebne są do tego specjalistyczne umiejętności z różnych dziedzin wiedzy.

Moc każdego rekuperatora trzeba dobrać do danego budynku. Z tego względu wyliczona musi zostać odpowiednia szerokość rur, czerpni, wyrzutni itd. Ustalić trzeba też liczbę przewodów doprowadzających i odprowadzających powietrze do i z rekuperatora. Całość należy także rozplanować tak, by wentylacja efektywnie regulowała temperaturę we wszystkich pomieszczeniach.

Inne czynności niezbędne w procesie montaży rekuperacji to zaślepienie kominów wentylacyjnych w domach, które je mają, wyliczenie zapotrzebowania na ciepło (po zainstalowaniu rekuperacji w miejsce wentylacji grawitacyjnej jest ono mniejsze) i wykonanie samego projektu instalacji.

Jak wybrać odpowiednią firmę do montażu rekuperacji?

Najlepszą firmą do zbudowania systemu rekuperacji jest taka, która wykona wszystkie czynności od początku do końca. Kompleksowa usługa polegająca na wykonaniu projektu do konkretnego domu lub mieszkania i samego montażu daje pewność, że cały system będzie funkcjonował efektywnie i zapewni komfort przebywania w domu.

Wiele przedsiębiorstw nie chce też dokańczać lub przerabiać instalacji wykonanej przez inną firmę. Może się więc spotkać z odmową zamontowania innej niż używana przez firmę centrala lub rury, lub pracy na cudzym projekcie. Firmy nie chcą też czasem kończyć już rozpoczętej budowy ani też rozbudowywać stworzoną przez innych specjalistów rekuperację o np. gruntowy wymiennik ciepła.

Główne korzyści z rekuperacji

Rekuperacja ma szereg zalet, którymi nie może pochwalić się system tradycyjnej wentylacji grawitacyjnej. Oprócz wymienionych wcześniej korzyści zdrowotnych, jakim jest możliwość oddychania powietrzem wolnym od alergenów i smogu, rekuperacja ma też zalety związane z wygodą mieszkania.

Jedną z nich jest utrzymywanie optymalnej wilgotności powietrza. Dzięki temu suche pozostają także okna, lustra i szklane szyby w drzwiczkach mebli. Dodatkową korzyścią jest też to, że umyte podłogi i pranie w takich warunkach schną szybciej.

Co więcej, za sprawą pełnej kontroli nad wentylacją z pomieszczeń można szybko usunąć nieprzyjemne zapachy, które powstają np. w trakcie przygotowywania posiłków. Wiele rekuperatorów można ponadto połączyć z pozostałymi elementami inteligentnego domu. Pozwala to na sterowanie instalacją nie tylko przy pomocy pilota, ale także z poziomu smartfonu lub tabletu.

Rekuperacja to także mniej kurzu i cisza. Jest to osiągane w bardzo prosty sposób. Brak potrzeby częstego otwierania okien, zwłaszcza w chłodniejszych miesiącach roku, sprawia, że hałasy i uliczny pył nie wpadają do mieszkania. Docenią to zwłaszcza te osoby, które mieszkają blisko drogi lub ulicy.

Wady wentylacji mechanicznej

Minusy rekuperacji sprowadzają się do aspektów finansowych. Koszt wentylacji mechanicznej to zazwyczaj kilkanaście tysięcy złotych za sam projekt i montaż. Po instalacji niezbędne jest regularne serwisowanie.

Cykliczne przeglądy i wymiana filtrów powinny odbywać się co kilka miesięcy. Dokładny czas trudno jest jednoznacznie określić. Dotrzymanie warunków gwarancji obliguje klienta do wymiany filtrów co najmniej co 6 miesięcy. W miejscach, w których powietrze jest złej jakości, może być to konieczne nawet częściej, np. co 3 miesiące.

Rekuperator, jako urządzenie działające na prąd, spowoduje też podniesienie rachunków za energię elektryczną. Na szczęście jednak niższe opłaty za ogrzewanie z nawiązką rekompensują pieniądze wydane na prąd.

Ile kosztuje rekuperacja?

Cena, jaką trzeba ponieść za montaż wentylacji mechanicznej, zależy od wielkości domu, kosztów samego rekuperatora i ewentualnych dodatkowych elementów instalacji. Wspomniany wcześniej pułap kilkunastu tysięcy złotych można traktować wyłącznie jako uśrednione szacunki.

Już koszt zakupu rekuperatora jest bardzo różny. Waha się on bowiem od około 4 do 10 tys. złotych. Cena instalacji to wydatek rzędu 5-10 tys. zł w przypadku domu o powierzchni około 120 m². Niektóre osoby doliczą też zapewne koszt montażu gruntowego wymiennika ciepła. W tym wypadku cena zależy zarówno od typu zamontowanego wymiennika, jak i metody wykonywania prac (ręcznie lub przy pomocy koparki) oraz podłączenia rur do rekuperatora. Tu także należy liczyć się z wydatkiem wynoszącym nawet 10 tys. złotych.

Rekuperacja – opinie

Lektura komentarzy osób posiadających w domu system rekuperacji skłania do stwierdzenia, że jest to dobry sposób wentylowania pomieszczeń. Użytkownicy chwalą sobie mniejszą ilość nieprzyjemnych zapachów, właściwą wilgotność powietrza i ciszę, szczególnie gdy mieszka się przy ruchliwej drodze.

Zdania podzielone są bardziej co do kosztów eksploatacji. Wiele osób twierdzi, że rzeczywiście odczuło obniżenie cen rachunków. Z drugiej strony równie duża liczba posiadaczy rekuperacji uważa, że zysków finansowych nie ma, a nawet, że koszta utrzymania tej instalacji spowodowały wzrost kosztów utrzymania domu.

Rekuperacja – czy warto?

Instalacja rekuperacji jest korzystna niezależnie od typu domu lub mieszkania. Zdrowotne korzyści wynikające z jej montażu zdecydowanie przewyższają możliwości, jakie daje tradycyjna wentylacja grawitacyjna. Nawet mimo tego, że koszt wentylacji mechanicznej, zwłaszcza na początku jest wysoki, to późniejsze wydatki są w stanie zrekompensować wyjściową cenę. Z tego względu warto rozważyć montaż rekuperacji nawet w starszym domu.

Rekuperacja to moc korzyści dla domowników przez wiele lat. Poprawa wyciszenia mieszkania, optymalna wilgotność i czyste powietrze wprost przekładają się na lepsze zdrowie mieszkańców. Te dodatkowe, niepoliczalne w skali lat zyski to powody, dla których warto rozważyć montaż systemu rekuperacji w każdym domu lub mieszkaniu.