Co to jest rekuperacja?

Wentylacja grawitacyjna to system, który opiera się na ciągu (zasysaniu powietrza) wytwarzanym przez kominy. Wentylacja mechaniczna natomiast bazuje na kontrolowanym ruchu powietrza nawiewanego i usuwanego w oparciu o urządzenie zwane centralą wentylacyjną.  Centrala ta oprócz regulacji i oczyszczania może także dodatkowo odzyskiwać ciepło z usuwanego brudnego, zanieczyszczonego CO2 i wilgotnego powietrza. Mówimy wtedy o odzysku ciepła, czyli tzw. rekuperacji.

Jak działa rekuperacja?

Podstawą działania rekuperacji jest centrala wentylacyjna, będąca w tym przypadku dodatkowo wymiennikiem ciepła. Rekuperator wyciąga powietrze w dwóch kierunkach jednocześnie. Z zewnątrz napływa zimne, czyste powietrze, z domu wyciągane jest brudne, wilgotne. Ponieważ biegną one w osobnych kanałach, nie mieszają się ze sobą, ale co istotne ciepło z powietrza zasysanego z domu podgrzewa nam zimne nawiewane z zewnątrz. Od rekuperatora biegną kanały wentylacyjne o, najczęściej, zróżnicowanej średnicy, dzięki którym świeże powietrze jest rozprowadzane po całym domu, zaś brudne wyciągane na zewnątrz.

Zasada działania rekuperacji opiera się na kanałach wentylacyjnych:

  • czerpni (kanał 1) – jest to kanał doprowadzający, zaciąga powietrze zimne i świeże z zewnątrz i wprowadza je do wymiennika
  • wyrzutni (kanał 2) – to kanał odprowadzający brudne powietrze z rekuperatora na zewnątrz
  • nawiewie do pomieszczeń (kanał 3) – jest to kanał który doprowadza przefiltrowane i nagrzane powietrze od rekuperatora do pomieszczeń
  • wyciągu z pomieszczeń (kanał 4) – kanał który odprowadza powietrze z pomieszczeń do rekuperatora, czyli zaciąga zużyte ciepłe powietrze i wprowadza na wymiennik

oraz wymienniku.

Na wymienniku ciepła dochodzi do przekazania energii/temperatury. Powietrze z kanału nr 4 przepływając przez wymiennik ciepła „ogrzewa ” go, natomiast powietrze z kanału nr 1 pobiera „pozostawioną” temperaturę/energię z wymiennika. Proces ten nazywa się wymianą ciepła. Po wymianie ciepła, świeże i ogrzane powietrze nawiewane jest do pomieszczeń za pomocą kanału nr 3, a przeciwlegle, przy użyciu kanału nr 2, powietrze zanieczyszczone i pozbawione temperatury jest wyrzucane na zewnątrz.

Wyższość rekuperacji nad grawitacją.

Mówiąc o wentylacji grawitacyjnej mamy na myśli tak naprawdę z jednej strony system kominów przez które powietrze z domu ma być wyprowadzane na zewnątrz oraz z drugiej otwory okienne, drzwiowe i wszelkie nieszczelności, dzięki którym czyste powietrze ma się do wnętrza domu dostawać. Zwróćmy jednak uwagę na fakt, iż kominami ucieka nam nie tylko powietrze brudne, ale i ciepłe, nigdzie tego ciepła nie gromadzimy, a co za tym idzie wiąże się to ze stratami energii. Po drugie powietrze napływające z zewnątrz jest oprócz tego, że czyste to niestety zimne, co oczywiście znów wpływa na podwyższenie rachunków za ogrzewanie.  Dodatkowo napływające powietrze nie jest w zen sposób filtrowane, co oznacza, że do wnętrza domu bez przeszkód wpływają nam zanieczyszczenia, czy alergeny.

Najważniejszy jest jednak trend współczesnego budownictwa, gdzie poprzez dążenie do energooszczędności likwidujemy wszelkie mostki cieplne, wstawimy  stolarkę okienną i drzwiową na ciepłym, izolacyjnym montażu. Wszystko to składa się na tzw. szczelność budynku. Skąd zatem w budynku ma znaleźć się czyste powietrze, jak ma uciekać wilgoć nagromadzona w pomieszczeniach mokrych i co równie ważne, jak pozbywać się wysokiego stężenia CO2, które zwłaszcza w nocy gromadzi się w pomieszczeniach powodując, iż rano jesteśmy niewyspani i mamy uczucie zmęczenia.

Wynika z tego jasno, że wentylacja mechaniczna we współczesnym budownictwie dawno przestała być wyborem, a stała się koniecznością.

Jakie są koszty montażu wentylacji mechanicznej z rekuperacją?

Na koszt zakupu, składa się zakup rekuperatora, kanałów i innych niezbędnych urządzeń. Na koszt użytkowania rekuperacji, składa się konieczność wymiany filtrów, energia elektryczna niezbędna do jej funkcjonowania i okresowe przeglądy.

Koszt instalacji wraz z centralą w porównaniu do całkowitych kosztów budowy domu jest naprawdę niewielki. Dla klasycznego domu z poddaszem użytkowym o powierzchni 150 m2 to kwota ok. 17 000 zł. Przy czym należy pamiętać, iż decydując się na wentylację mechaniczną odpada nam koszt kominów oraz, że ich brak powoduje ograniczenie strat ciepła, co przekłada się na niższe rachunki związane z ogrzewaniem domu.

Koszty eksploatacji to: zużycie energii rekuperatora, to ok. 120 zł rocznie, wymina filtrów co kwartał (50 zł ), rocznie 200 zł. Sumarycznie daje nam to koszt 320 zł rocznie.

Zalety wentylacji mechanicznej z rekuperacją

  • oszczędność energii – ogrzewanie zimnego powietrza czerpanego z zewnątrz poprzez wychodzące brudne
  • utrzymywanie stałego poziomu wilgoci w pomieszczeniach – ochrona przed zawilgoceniem, zagrzybieniem
  • usuwanie nadmiaru  CO2 z pomieszczeń – np., gdy mamy gości i duża ilość osób zwiększa uczucie duszności w powietrzu
  • napływ czystego powietrza z zewnątrz, oczyszczonego z alergenów, smogu poprzez system filtrów w czerpni
  • szybkie usuwanie zapachów np. z kuchni, z WC
  • mniejsza ilość kurzu w domu

Pompa ciepła Daikin Altherma LT

Pompa ciepła Daikin Altherma LT wykorzystuje odnawialne źródło energii: wydobywa ciepło z powietrza atmosferycznego. Cykl termodynamiczny tworzą procesy odparowania, sprężania, skraplania i rozprężania przebiegające w pętli zamkniętej, zawierającej czynnik chłodniczy. Powoduje to „pompowanie” ciepła ze środowiska o niższej temperaturze do środowiska o wyższej temperaturze. Uzyskane ciepło jest przekazywane do domowego systemu ogrzewania centralnego za pośrednictwem wymiennika ciepła. Może on obejmować ogrzewanie podłogowe, grzejniki niskotemperaturowe i/lub klimakonwektory wentylatorowe. W przypadku chłodzenia praca systemu jest odwrócona.

Pompy ciepła Daikin Altherma oferują swoim klientom wyjątkowe korzyści: 

  • tania alternatywa dla kotłów paliwowych – Daikin Altherma może ogrzewać Twój dom aż do 5 razy bardziej efektywnie od tradycyjnych systemów grzewczych opartych na paliwach kopalnych lub na energii elektrycznej, osiągając bardzo wysoki współczynnik wydajności (COP)
  • przyjazne dla środowiska, wykorzystują odnawialne źródła energii takie jak powietrze atmosferyczne
  • niższe koszty energii i brak bezpośredniej emisji CO2
  • pełne rozwiązanie dla komfortu przez cały rok, zapewniają ogrzewanie, ciepłą wodę użytkową, chłodzenie oraz opcjonalnie możliwość podłączenia instalacji solarnej
  • elastyczna konfiguracja
  • pompa ciepła Altherma posiada sprężarkę inverterową Daikin, co w połączeniu ze zmienną nastawą temperatury wody optymalizuje zużycie energii i zapewnia wysoki komfort
  • inverter dopasowuje wydajność systemu do zapotrzebowania ciepła, co zwiększa efektywność, i zapewnia wyjątkowo stabilną temperaturę wewnętrzną;

 

Podstawowe jednostki pompy ciepła:

1A jednostka zewnętrzna pompy ciepła Altherma LT wykorzystuje energię z powietrza
Wydobywa ciepło z powietrza atmosferycznego i zwiększa jego temperaturę do poziomu, który pozwala na ogrzewanie. Następnie jest ono przesyłane do jednostki wewnętrznej przez rury z czynnikiem chłodniczym. Kompaktową jednostkę zewnętrzną można łatwo zainstalować bez wiercenia i kopania. Możliwy również montaż dla mieszkań i apartamentów.
1B jednostka wewnętrzna pompy ciepła Altherma LT serce systemu Daikin Altherma. Jednostka wewnętrzna podgrzewa wodę, która krąży w systemach ogrzewania podłogowego, niskotemperaturowych grzejnikach lub klimakonwektorach oraz dostarcza ciepła wodę użytkową. Jeśli zdecydujesz się na opcję chłodzenia, wówczas jednostka wewnętrzna pompy ciepła Altherma LT jest w stanie zmniejszyć temperaturę wody w celu rozprowadzenia odświeżającego chłodu.

Dodatki:

2 zbiornik ciepłej wody użytkowej pompy ciepła Altherma LT niskie zużycie energii.
Jeśli chodzi o ciepłą wodę użytkową, Daikin Altherma jest systemem inteligentnym. Unikalny układ i specjalne rozmieszczenie elementów systemowych maksymalizuje wydajność energetyczną. Woda wewnątrz zbiornika jest podgrzewana przez energię cieplną pochodzącą z powietrza atmosferycznego dzięki wymiennikowi ciepła podłączonemu do pompy ciepła. Dodatkowa elektryczna grzałka w zbiorniku wody użytkowej jest w stanie zapewnić ciepło wtedy, kiedy jest potrzebne np. W czasie kąpieli pod prysznicem, w wannie lub przy zmywaniu naczyń. W koniecznych odstępach czasu, woda jest automatycznie podgrzewana do 70 st. C, aby zapobiec ryzyku wzrostu bakterii w zasobniku. Dzięki systemowi Daikin Altherma możesz korzystać z wyjątkowego ciepła i czystej, ciepłej wody przez cały czas. W zależności od codziennego zużycia ciepłej wody zbiorniki te dostępne są w różnych wielkościach.
4 zestaw solarny SOLAR KIT pompy ciepła Altherma LT.
Za pomocą zewnętrznego wymiennika ciepła (kolektora) zestaw solarny wychwytuje energię słoneczną i przesyła ciepło do zbiornika ciepłej wody. W przeciwieństwie do zbiorników z dwoma wymiennikami ciepła, ten system pozwala na skuteczne podgrzanie całej zawartości zbiornika za pomocą ciepła słonecznego.
5 kolektor solarny pompy ciepła Altherma LT.
Dzięki swojej wysoce wybiórczej powłoce, wysokowydajne kolektory przekształcają promieniowanie słoneczne na ciepło. Można je montować na dachówce.
6 termostat pokojowy pompy ciepła Altherma LT.
Dzięki przewodowemu lub bezprzewodowemu termostatowi pokojowemu można w szybki, prosty i wygodny sposób regulować temperaturę.

 

O zasadach działania pompy przeczytaj w poprzednim artykule…

Pompa Altherma LT została zastosowana w realizacji Osiedle Zacisze jako źródło ciepła, podgrzewania cwu oraz chłodzenie.

Do pobrania symulacja kosztów ogrzewania, podgrzewania cwu oraz chłodzenia w skali roku na przykładzie domu w zabudowie bliźniaczej Osiedle Zacisze.

Pompa ciepła – zalety, koszty, zasady działania

Pompa ciepła to urządzenie chłodnicze wymuszające przepływ ciepła z ośrodka o niższej temperaturze zwanego dolnym źródłem, do ośrodka o wyższej temperaturze, czyli górnego źródła, w trakcie procesów termodynamicznych zachodzących przy współudziale czynnika chłodniczego. Zatem nie ona wytwarza ciepła, a jedynie „przepompowuje” ciepło między tymi ośrodkami. Do napędu pompa ciepła wykorzystuje energię cieplną w urządzeniach absorpcyjnych oraz energię mechaniczną w urządzeniach sprężarkowych, które są najbardziej popularne na rynku.

Jak wiemy ciepło może występować w przyrodzie do temperatury zera bezwzględnego bez względu na stan skupienia danego ciała. Urządzenia mogą więc przenosić ciepło zawarte w powietrzu, gruncie, czy wodzie do ośrodka o wyższej temperaturze, czyli naszej domowej instalacji centralnego ogrzewania lub ciepłej wody użytkowej.

Działanie powietrznej pompy ciepła

Wentylator tłoczy otaczające powietrze na lamelki parownika, gdzie znajdujący się pod niskim ciśnieniem czynnik chłodniczy ulega odparowaniu pobierając jednocześnie ciepło z otoczenia. Następnie, pary czynnika zostają sprężone sprężarką na skutek czego wzrasta ich temperatura i ciśnienie. Dalej już w postaci pary przegrzanej czynnik trafia do skraplacza, gdzie kondensując oddaje ciepło do instalacji grzewczej. Schłodzony trafia do zaworu rozprężnego, gdzie na skutek gwałtownego spadku cieśnienia oziębia się i ponownie trafia do parownika. Cykl zaczyna się od nowa.

Pompa ciepła jako jedyne urządzenie umożliwia skuteczne wykorzystanie ciepła o niskiej temperaturze, zapewniając komfort cieplny w budynku w cyklu całorocznym. Jeszcze kilka lat temu panowało wśród inwestorów błędne przekonanie, iż tylko „gruntowe” pompy ciepła są zdolne do pracy całorocznej. Dzisiaj wiodący producenci wyznaczają nowe standardy wśród producentów powietrznych pomp ciepła, gwarantując pracę urządzeń do temperatur zewnętrznych rzędu – 25 st. C bez użycia grzałek wspomagających. Należy zdawać sobie sprawę, iż współczynnik efektywności powietrznych pomp ciepła  tzw. COP przy niskich temperaturach zewnętrznych będzie znacznie niższy w porównaniu z gruntowymi pompami ciepła, gdzie stabilizacja temperaturowa dolnego źródła jest większa. Jednak porównując pracę tych pomp ciepła w sezonie grzewczym patrząc na  współczynnik sezonowej efektywności SCOP, różnica będzie niewielka.

Koszty związane z użytkowaniem i montażem

Przykładowo roczny koszt ogrzania domu jednorodzinnego o powierzchni 200 m2 pompą gruntową z SCOP 4.3 to ok. 2 093 zł, a powietrzną z SCOP 3.3 ok. 2 727 zł. Zakładając jeszcze koszt inwestycji: gruntówka wraz z instalacją dolnego źródła ok. 50 000zł, a powietrznej na 30 000 zł należy zadać sobie pytanie o amortyzację takiej inwestycji. Również instalacja kotłowni z powietrzną pompa ciepła to mniej drogiej armatury, tańsza i wygodniejsza obsługa serwisowa, a zatem mniejsze koszty dla inwestora. Nie bez znaczenia jest fakt wykorzystania tej samej pompy ciepła do chłodzenia budynku, bez potrzeby montażu dodatkowych urządzeń klimatyzacyjnych, oraz podgrzewu ciepłej wody użytkowej. Powyższa analiza jednoznacznie wskazuje na ekonomikę stosowania pomp powietrznych w większości budynków mieszkalnych.

Pamiętajmy, że pompa ciepła ma najwyższa sprawność, im mniejsza jest różnica pomiędzy temperaturą dolnego, a górnego źródła. Oznacza to dla nas projektowanie niskotemperaturowych systemów grzewczych w budynkach o maksymalnych parametrach zasilania  do 35 st. C. Dobrze zatem jeszcze na etapie projektowym przewidzieć w budynku taki system ogrzewania, czy też opcję klimatyzowania budynku w oparciu o wykorzystanie klimakonwektorów. Stosując klimakonwektory dla potrzeb ogrzewania pamiętajmy, aby nie przekraczać projektowej temperatury zasilania ponad 45 st. C i dobrze aby miały one możliwość komunikacji z pompą ciepła, co ograniczy nam rachunki za energię elektryczną.

Autor: Grzegorz Pakosiewicz, firma Daikin