Rekuperacija zraka
Rekuperacija zraka u boravišnom prostoru - OSNOVE (AUTORSKI TEKST)
Današnja novogradnja, sa „debelom“ toplinskom izolacijom, dobrim prozorima (i do 3 stakla) koji brtve skoro 100%, rezulat je naše želje za smanjenjem troškova grijanja/ hlađenja kuće, stana ili sl. Načini dobre gradnje idu tako daleko da se sve više grade tzv. pasivne kuće koje imaju vrlo malu godišnju potrebu za toplinskom energiju (do 15 kWh/m2 prostora).
U svemu ovome pojavljuje se jedan problem. Ugradnjom vanjske stolarije koja je skoro 100 % zrakonepropusna dovodimo u pitanje kvalitetu zraka koji je važan čimbenik zdravog i udobnog življenja. Iz navedenoga slijedi da novogradnjom nastaju kuće koje možemo poistovjetiti s pojmom „termos boce“ – toplinu drže, a zrak ne propuštaju.
Svježi zrak u navedene kuće ipak može ulaziti i to otvaranjem vratiju kod ulaska ili izlaska iz kuće i otvaranjem prozora zbog potrebe provjetravanja prostora.
Otvarati prozore zimi/ljeti (ili ih držati poluotvorene) zbog provjetravanja u direktnoj je suprotnosti s našim glavnim ciljem – da je svrha gradnje kuće s dobrom toplinskom izolacijom smanjenje troškova grijanja/hlađenja.
Koliko nam treba zraka?
Ugljični dioksid je plin koji je proizvod našeg disanja. Prema njemačkom kemičaru i higijeničaru Maxu von Pettenkoferu određena je max dozvoljena koncentracija CO2 u sobnom zraku kao mjerilo zagađenja. Ista iznosi CO2 max = 0,1 vol % ili 1000 ppm (tzv. Pettenkoferov broj).
Osoba koja se bavi nekom uobičajenom aktivnošću, disanjem izbaci tijekom jednog sata 0,5 m3 zraka sa koncentracijom CO2 od 4 vol %. Uz pretpostavku da se u svježem vanjskom zraku, koji ulazi u prostoriju, već nalazi CO2 koncentracije 0,035 vol % i da se zrak u prostoru ne sadrži više od maksimalno dopuštene koncentracije CO2 od 0,1vol % (Pettenkofer) slijedi da je potreban dotok svježeg zraka oko 30 m3/sat po osobi. Tijekom spavanja ta količina može biti 18-20 m3/sat po osobi.
IZVOR: WISSENSWERTES ÜBER DEN LUFTWECHSEL UND MODERNE LÜFTUNGSMETHODEN, (08 Energiesparinformationenen), Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, 2004.
Mjerene vrijednosti CO2 u spavaćoj sobi
Iz prikaza su vidljive promjene koncentracije CO2 u jednoj spavaćoj sobi obiteljske kuće moderne novogradnje, ovisno o prirodnom načinu ventilacije – otvaranjem prozora (učestalost otvaranja i vrijeme trajanja otvorenosti prozora).
Previsok sadržaj CO2 u zraku negativno se odražava na zdravlje ukućana, a posebo na zdrav razvoj djece. Poremećaji se manifestiraju kao: nemiran san, noćno znojenje, jutarnja glavobolja, smanjena koncentracija i sl.
Ostali aspekti potreba za izmjenom zraka
Unošenje vlage u zrak boravišnog prostora svakodnevno se događa, a najčešći „krivci“ su kuhanje, tuširanje, peglanje, sušenje rublja pa i ljudsko znojenje. Stručna literatura navodi da jedna prosječna obitelj u jednom danu proizvede 5 -12 kg vlage koja se integrira u boravišni zrak. Prekomjerna vlaga u prostoru negativno utječe na građevinsku konstrukciju. Može doći do stvaranja plijesni, razvoja bakerija i grinji što sve zajedno utječe na naš dišni sustav.
Kako bi se spriječile navedene negativnosti potrebno je unosom svježeg zraka osigurati minimalno 0,5 izmjena zraka u jednom satu. Ovisno o namjeni prostora, broj izmjena je podložan promjenama.
Npr. prostorija 16 m2 x 2,7 m visine = 43,2 m3
43,2 x 0,5 = potrebno 21,6 m3 u jednom satu svježeg zraka.
Koliko zraka unosimo prirodnim provjetravanjem?
U navedenim primjerima (u nastavku) prikazano je koliko je potrebno vremena da se zrak u jednoj prostoriji u potpunosti izmijeni. Prikazano vrijeme je orijentacijsko i ovisno je o više faktora: otvorenosti prozora, veličini prozora i prostorije, utjecaju vjetra i sl.
Npr. spavaća soba, dvije osobe, prostorija 16 m2 x 2,7 m = 42,3 m3, min. potrebna količina zraka za dvije odobe = 2 x 20 m3/h = 40 m3/h, iz čega slijedi da se cjelokupni volumen zraka u prostoriji treba izmijeniti u cca jednom satu.
Iz dolje navedenih primjera npr. slijedi: prozor bi trebao biti konstantno otvoren na „kip“ (slika a)), tijekom cijele noći, da bi u prostoru dobili dovoljne količine svježeg zraka. Ovo može biti prihvatljivo zbog dobave zraka, ali nikako zimi zbog konstantnog gubitka toplinske energije. Postoji li rješenje ?
RJEŠENJE - SVIH NAVEDENIH PROBLEMA JE U PRIMJENI SUSTAVA REKUPERACIJE ZRAKA
Primjenom sustava s rekuperacijom zraka više ne postoji potreba za otvaranjem prozora jer se u tom slučaju kontinuirano osiguravaju dovoljne količine svježeg zraka.
Što je rekuperacija zraka?
Rekuperacija zraka je postupak izmjene „potrošenog“ boravišnog zraka sa svježim zrakom iz vanjske okoline u uređaju koji se naziva - rekuperator zraka, na način da:
zimi
„potrošeni“ sobni topli zrak tijekom svog prolaska kroz rekuperator zagrijava sviježi zrak koji dolazi izvana (grije ga) i takav dogrijani svježi zrak ulazi u boravišni prostor.
Rezultat: u prostor smo „ubacili“ topli svježi zrak, dok bi na klasičan način izmjene zraka npr. otvranjem prozora u prostor ubacili svježi zrak – ali hladan. Ovime smanjujemo potrebnu energiju za grijanjem prostora.
ljeti
potrošeni klimatizirani zrak iz prostora tijekom svojeg prolaska kroz rekuperator hladi sviježi topli zrak koji dolazi izvana, i takav ohlađeni ulazi u boravišni prostor.
Rezultat: u prostor smo „ubacili“ djelomično ohlađeni svježi zrak, dok bi na klasičan način izmjene zraka npr. otvaranjem prozora u prostor ubacili svježi zrak – ali topli. Ovime smanjujemo potrebnu energiju za hlađenjem prostora.
Rekuperator
Izvedba i primjena sustava
Sustav je primarno namijenjen za novogradnju jer se cijevni razvod zraka izvodi u spušenom stropu, betonskoj međukatnoj ploči i/ili podnom estrihu. Zbog promjena u presjeku međukatnih slojeva, visina i sl. obavezna je suradnja sa arhitektima.
Rekuperatori (kao vidljivi dio) najčešće se ugrađuju u: vešeraj, ostave, podrum, potkrovlje (obavezno grijano).
U već izgrađene prostore rakuperacija zraka prilično teško se primjenjuje jer je cjelokupni cijevni razvod potrebno obložiti (npr. knaufom), potrebno je najčešće pri stropu izraditi mnogo prodora za prolaske cijevi (problemi s postojećim razvodom struje i sl.), problem pronalaska odgovarajuće lokacije za smještaj rekuperatora i sl.
Za ovakve prostore postoji rješenje ugradnje tzv. MINI rekuperatora. Gdje svaka prostorija unutar stana dobiva svoj rekuperator. On se ugrađuje na vanjski zid sobe, na korisniku prihvatljivom mjestu. Iz rekuperatora je potreno u zidu napraviti prodor promjera 200-250 mm kako bi se ostvarila izmjena zraka s okolinom. Na ovaj način izbjegava se cijevni razvod.
Klikni na sliku za uvećanje
Klikni na sliku za uvećanje
Sustav se sastoji od sljedećih elemenata:
- rekuperator,
- kanali za zrak,
- prigušivača buke,
- razdjelnik i sabirnik zraka,
- stropne/zidne zračne kutije i sobni zračni ventili,
- vanjske rešetke za usis i odsis zraka i
- regulacija sustava.
a) Rekuperator
To je najvažniji dio sustava. Efikasnost rekuperacije je tim veća što rekuperator ima bolji stupanj iskoristivosti. Stupnjevi iskoristivosti deklarirani su od strane proizvođača uređaja i mogu se kretati od 65% – 90 %. Najvažniji dio rekuperatora je izmjenjivač topline. On je najčešće izrađen od: celuloze, polimera, aluminija i dr. Kod kupnje rekuperatora potrebno je od proizvođača dobiti informacije o vremenskoj postojanosti izmjenjivača (trenutak njegove zamjene) i načinu održavanja.
Rekuperator, ovisno o izvedbi izmjenjivača, može biti tzv. entalpijski, pri kojem se dio vlage jedne struje zraka preko membrane izmjenjivača prenosi na drugu struju zraka. Ovime se dodatno povečavaju toplinski dobici sustava.
Unutar rekuparatora nalaze se tlačni i odsisni ventilator. Mogu biti sa standardnim ili tzv. EC-motorima. EC motori su kvalitetnije rješenje jer rade s vrlo niskom potrošnjom električne energije.
Na usisnoj strani svježeg zraka i usisnoj strani „potrošenog“ zraka ugrađeni su filteri koji se obavezno mijenjaju 2 -3 puta godišnje. Pojedini rekuperatori su u izvedbi sa tzv. bypass-om pri čemu rekuperator u nekom dijelu svog rada u osnovi ne radi kao rekuperator već je u funkciji klasičnog tlačnog i odsisnog ventilatora. Npr, ljeti noću, svježi vanjski zrak direktno ulazi u prosotorije (bez rekuperacije) tzv. pasivno hlađenje.
Rekuperatori nadalje mogu biti:
- zidne izvedbe i
- podstropne izvedbe (mogućnost ugradnje u spušteni strop)
Sastavni dio rekuperatora je regulacija.
b) Kanali za zrak
Kanalski razvod najčešće se izvodi od:
- polimernih fleksibilnih okruglih cijevi (vanjski promjer 78 mm ili dr.),
- polimernih ovalnih cijevi (npr 50 x 100 mm ili dr.),
- pocinčanih tzv. spiro cijevi.
Klikni na sliku za uvećanje
Cijevni razvod izvodi se do svake boravišne prostorije, a dijeli se na:
a) tlačni cjevovod (dobava svježeg zraka) – dnevni boravak, spavača soba, blagovaona, radna soba,
b) odsisni cjevovod (odvod zraka) – kupaona, WC, kuhinja, vešeraj, ostava.
Kanalski razvod potrebno je povremeno održavati putem sredstava za dezinfekciju i eventualno mehaničkim čišćenjem (poseban pribor).
c) Prigušavači buke
Ugrađuju se na tlačni i odsisni cjevovod odmah do rekuperatora. Namjena im je dodatno prigušenje buke rekuperatora – prema boravišnom prostoru.
d) Razdjelnik i sabirnik zraka
Funkcija mu je da „sabire“ sve dolazne cijevi iz prostorija neposredno prije rekuperatora. Ima revizijski otvor u svrhu čiščenja cijevi za zrak.
e) Stropne/zidne zračne kutije i zračni ventili
Zračne kutije ugrađuju se u zid ili u strop (nevidljive su iz prostora). Na njih se s jedne strane spaja cijev za dovod/odvod zraka, a sa druge strane zračni ventil koji je vidljiv u prostoru.
Zračni ventili razlikuju se po svoj namjeni: tlačni i odsisni ventili.
Obično se u svakoj prostoriji ugrađuje 1 do 2 ventila. Kod svakog ventila postoji mogućnost podešavanja protoka zraka.
f) Vanjske rešetke za usis/odsis zraka
Ugrađuju se na vanjski zid usisnog/odsisnog cjevovoda.
g) Regulacija
Svaki rekuperator zraka ima svoju upravljačku jedinicu koja se najčešće ugrađuje na zid u boravišnom prostoru (poput sobnog termostata). Jednostave upravljačke jedinice najčešće imaju samo mogućnost upravljanja brzinom vrtnje ventilatora (intenzitet provjetravanja), dok su one složenije najčešće digitalne s mogučnošću vremenskog programiranja rada sustava, prikazom svih relevantnih parametara (temperatura, protoka zraka, dojava smtenje i sl.).
Svaka regulacijska jedinica omogućava korisniku da promjenom brzine vrtnje ventilatora bira način provjetravanja:
1. brzina - minimalno provjetravanje (npr. ako ste duže vrijeme odsutni iz stana/kuće, a želite spriječiti pojavu plijesni, vlage i sl.)
2. brzina - smanjeno provjetravanje (npr. noću ili dok ste na poslu)
3. brzina – normalno ili nazivno provjetravanje (za vrijeme boravka u kući, dok obavljate normalne radne aktivnosti)
4. brzina – intenzivno provjetravanje (npr. previše dima (gosti) i sl.)
Rekuperator zraka u pravilu uvijek radi u nekoj brzini i ne isključuje se iz pogona. U protivnom nema dobave sviježeg zraka. Kod pojedinih proizvođača rekuperatora postoji mogućnost daljnskog upravljanja sustava putem PC-a, Smartphona i sl.
Dimenzioniranje sustava
Sustav rekuperacije zraka traži sofisticiran i stručan pristup tvrtke koja izvodi/projektira sustav.
Proračun se bazira na:
- određivanju protočnih količina zraka za svaku pojedinačnu prostoriju ovisno o njezinoj namjeni i broju osoba,
- određivanje/balansiranje dobavne i odsisne količine zraka za cjelokupni prostor (moraju biti identićne),
- određivanju broja zračnih ventila i izbora veličine istog,
- određivanje poprećnog presjeka zračnih kanala,
- određivanje nazivnog protoka zraka rekuperatora i izbor veličine istog,
- ostalo.
Usluge tvrtke MC Solar d.o.o.
U pogledu sustava rekuperacije zraka tvrtka MC Solar je stručna i spremna Vam ponuditi:
- dimenzioniranje/projektiranje sustava,
- prodaju,
- ugradnju,
- puštanje u pogon i
- održavanje i servis.
Usluga „ključ u ruke“
MC Solar d.o.o.
Specijalizirana tvrtka za primjenu obnovljivih izvora energije i naprednih tehnologija
Zadvorska 19 10 020 Zagreb
Tel: 01/ 6537 960
Fax: 01/ 6537 960
Mob: 091/ 9174 747
mail: info@mcsolar.hr