Dziś kolejny post  z serii prostych obliczeń. Na podstawie przykładu wyznaczymy sobie, jaką moc powinna mieć nagrzewnica powietrza w układzie wentylacyjnym.

Przykład

Zatem, skupmy się na konkretnym przypadku. W naszym domu planujemy wykonanie instalacji wentylacji mechanicznej z rekuperatorem o przepływie powietrza  1200 m³/h=0,33m³/s (czyli strumień objętości powietrza) i sprawności temperaturowej 70%.

Dzięki odzyskowi ciepła w rekuperatorze powietrze świeże (pobierane z zewnątrz) ogrzewa się od powietrza ciepłego usuwanego z pomieszczenia. Załóżmy, że jest zima, a temperatura na dworze to -9ºC, natomiast po przejściu przez rekuperator osiąga temperaturę 5ºC. Jednak powietrze to jest jeszcze zbyt zimne, abyśmy mogli  nawiewać je do pomieszczeń. Naszym celem jest podniesienie temperatury powietrza nawiewanego, aby osiągnęło ono temperaturę 20ºC. Z tego powodu zastosujemy nagrzewnicę powierza.

Potrzebną moc nagrzewnicy wyznaczymy z poniższego wzoru:

Q – moc nagrzewnicy powietrza, kW;

V – strumień objętości powietrza, m³/s;

– gęstość powietrza, =1,2 kg/m³;

– ciepło właściwe powietrza, ;

Δ T – różnica temperatur powietrza przed i za nagrzewnicą.

Wynik

Podstawiając wartości do wzoru, otrzymujemy:

W taki oto szybki sposób wyznaczyliśmy wymaganą wielkość nagrzewnicy powietrza. Wiemy, że do ogrzania 1200m³/h powietrza od 5ºC do 20ºC potrzebujemy nagrzewnicę o mocy 6kW.

Parę dni temu robiłam dokładne obliczenia, ile ciepła jest potrzebne do ogrzania domu w ciągu roku w zależności od rodzaju zastosowanej wentylacji. Myślę, że końcowe wyniki są warte zinterpretowania.

Kalkulacje wykonałam dla dwóch wariantach. Najpierw przyjęłam, że w moim budynku wentylacja działa w sposób grawitacyjny. Obliczenia powtórzyłam dla drugiego przypadku, ale założyłam, że wentylacja jest realizowana mechanicznie.

Wyniki

Zastosowanie w domu centrali wentylacyjnej z odzyskiem ciepła spowodowało  zmniejszenie zapotrzebowanie na ciepło dla budynku aż o połowę.

Wniosek jest taki, że najwięcej ciepła “ucieka” z naszych domów poprzez niekontrolowany przepływ powietrza w wentylacji naturalnej. Ciepło, a wraz z nim pieniądze, które wydaliśmy na ogrzewanie, tracimy bezpowrotnie przez komin wentylacyjny. W przypadku, gdy zastosujemy wentylację mechaniczną (instalacja z rekuperatorem) zyskujemy duże oszczędności. Odzyskujemy ciepło z powietrza usuwanego i ogrzewamy nim świeże powietrze z zewnątrz, które dostarczamy do wnętrza domu.

Koszty prądu do zasilania wentylatorów

W obliczeniach uwzględniłam, że będzie większe zużycie prądu do napędu wentylatorów w centrali. Z drugiej strony, skoro zmniejszy się zapotrzebowanie na ciepło, to skróci się czas pracy kotła c.o. W efekcie potrzeba mniej prądu do napędu pompy obiegowej oraz regulacji kotła. Moje wyliczenia pokazały, że ten zysk prawie w całości pokrywa potrzeby na energię elektryczną dla wentylacji mechanicznej.

Podsumowując, zastosowanie układu wentylacji mechanicznej w domu jest bardzo korzystne ekonomicznie. Wydatki na ogrzewanie zmniejszą się około o połowę.  Generuje to bardzo duże oszczędności w ciągu roku, a czas zwrotu kosztów, które poniesiesz na zakup i montaż instalacji jest naprawdę krótki.

Gdy zamierzasz wybudować sobie dom, zaczynasz czytać fachową prasę, przeglądasz w internecie strony firm oraz producentów materiałów budowlanych. Poznajesz nowe tendencje w budownictwie oraz najnowocześniejsze rozwiązania technologiczne. Na pewno poświęcasz dużo czasu na wybranie systemu ogrzewania, ale też zaczynasz myśleć nad rozwiązaniem wentylacji w domu.

W Polsce nowo powstające budynki jednorodzinne przeważnie wyposażone są w wentylację grawitacyjną. Wentylacja mechaniczna niestety nadal należy do rzadkości. Zapewne myślisz, że instalacja wentylacji mechanicznej znacząco wpłynie na koszt Twojego domu. W zeszłym tygodniu projektowałam instalację wentylacji mechanicznej do domku jednorodzinnego i na tym przykładzie przedstawię Ci koszty takiej instalacji. Może najpierw zacznę od przybliżenia Tobie budynku.

Opis budynku

Dom jest dwukondygnacyjny, niepodpiwniczony. Nie należy do najmniejszych, bo ma powierzchnię użytkową 240 m2 i kubaturę 700m3. Na parterze znajduje się salon (36m2) oraz gabinet (15m2), a na piętrze cztery sypialnie (21m2, 19 m2, 16m2, 42m2).

Opis instalacji

Na podstawie obliczeń dobrałam podwieszaną centralę wentylacyjną nawiewno-wywiewną z odzyskiem ciepła (wymiennik krzyżowy). Rekuperator nie posiadała w sobie nagrzewnicy, więc aby podgrzać świeże powietrze pobierane z zewnątrz zastosowałam małą, kanałową nagrzewnicą elektryczną. Praca centrali będzie regulowana za pomocą sterownika naściennego. W tym przypadku zaproponowałam rozbudowany regulator z możliwością programowania tygodniowego oraz sterowania pracą okapu w kuchni. Po włączeniu okapu, centrala zaczyna pracować na najwyższym biegu.

Świeże powietrze, które zostało poddane obróbce w centrali, rozprowadziłam za pomocą kanałów wentylacyjnych typu Spiro oraz Flex. Wszystkie przewody nawiewne i wywiewne należy zaizolować, aby ograniczyć do minimum straty ciepła. Główne przewody są prowadzone przez nieogrzewany garaż i poddasze, a w mieszkaniu instalacja jest rozprowadzona przestrzeni sufitu podwieszanego w korytarzach.

Koszty

Post miał być o kosztach, a tu najwięcej miejsca zajął mi opis wentylacji. Bez tego niestety byś nie wiedział, co ujęłam w cenie instalacji. Zatem koszty przedstawiają się następująco:

• centrala wraz z rozbudowaną automatyką - 7 000 PLN netto
• przewody wentylacyjne, kształtki, izolacja, nawiewniki i wywiewniki – 3 000 PLN netto
•  montaż instalacji wentylacyjnej – 2 500 PLN netto

Jak już obliczyłeś cały koszt wyniósł 12 500 PLN netto. Największy koszt trzeba ponieść na centralę. Oczywiście ceny są orientacyjne, ale na ich podstawie możesz szacunkowo określić, jaką część budżetu pochłonie instalacja wentylacyjna w Twoim domu. Jak widzisz, wykonanie takiej instalacji kosztuje tyle co kino domowe, a w ten prosty sposób zapewniasz sobie zawsze świeże i czyste powietrze w domu na wiele lat.

Skoro tu trafiłeś, to pewnie jesteś w trakcie budowy domu albo też zamierzasz w niedalekiej przyszłości wybudować swoje własne gniazdko. Codziennie jesteś zasypywany jakimiś nowinkami technologicznymi. Na pewno masz już tego wszystkiego przesyt. A tu czeka Ciebie jeszcze wybór systemu wentylacyjnego. Zastanawiasz się, czy może zdecydować się na wentylację grawitacyjną, czy też wentylację mechaniczną. Grawitacyjna jest stosowana od wielu lat. To tradycyjne rozwiązanie. Na pewno wiesz, że potrzeba tylko wybudować odpowiedniej wysokości komin i dzięki “tajemniczej siłe” układ działa. Masz też świadomość, że to nie żadne czary-mary tylko ruch powietrza wywołany jest różnicą jego gęstości.

Wentylacja mechaniczna z odzyskiem ciepła dla Twojego domu

Ale wróćmy do tematu wentylacji mechanicznej. To na niej mamy dziś się skupić. Polega ona na dostarczeniu do Twojego domu świeżego powietrza przy jednoczesnym usunięciu zanieczyszczonego. Wszystko to odbywa się za pomocą centrali wentylacyjnej nawiewno-wywiewnej.
Ruch powietrza musi być wspomagany mechanicznie. Do tego służą wentylatory: nawiewny i wywiewny. Zgodnie z obowiązującymi wymaganiami nie możemy nawiewać do pomieszczeń powietrza zimnego. Dotyczy to okresu zimowego. Nie wyobrażasz sobie chyba przypadku, że powietrze z zewnątrz o temperaturze powiedzmy 7° C dostaje się do Twojej sypialni. Zastanów się, co byś wykorzystał do ogrzania tego lodowatego powietrza? Oczywiście zaraz wpadniesz na pomysł, że może chodzić tu tylko o nagrzewnicę. Dodam, że w przypadku małych instalacji, jakie tworzy się dla domów jednorodzinnych, wykorzystuje się nagrzewnice elektryczne.

Obecnie nieustannie słyszysz o wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii, o oszczędności energii. Zadajesz więc sobie pytanie: Czy w moim domu też mogę w jakiś sposób zamniejszyć koszty na energię? Pewnie, że tak. Tutaj pojawia się tak bardzo modne słowo - rekuperacja, inaczej odzysk ciepła. Czy zdajesz sobie sprawę, jak wiele dzięki temu możesz uzyskać?

Zaczniemy może od poznania słowa rekuperacja. Podstawową definicję możesz znaleźć tutaj. Ale nas interesuje wykorzystanie jej w wentylacji. Zatem polega ona na odzysku ciepła z powietrza usuwanego i wykorzystanie tego ciepła do ogrzania powietrza nawiewanego. Masz więc podgrzewane powietrze za darmo, co oznacza, że w centrali możesz umieścić znacznie mniejszą nagrzewnicę. Mniejsza nagrzewnica - mniejsze koszty za prąd - większe oszczędności. A oszczędności możesz przeznaczyć na przyjemności.

Zatrzymajmy się jeszcze przy odzysku ciepła. Najprostszym elementem służącym do tego jest sekcja w centrali wentylacyjnej z wymiennikiem krzyżowym. Zachodzi w nim wymiana ciepła pomiędzy powietrzem nawiewanym a wywiewanym.

Prześledźmy co dzieje się w wymienniku krzyżowym. Mamy do rozpatrzenia dwa przypadki: okres zimowy i okres letni.

Zacznijmy od zimy. Świeże powietrze pobierane z zewnątrz jest bardzo zimne. Natomiat w domu jest ciepło. Powietrze wchodzące do bydunku zostaje ogrzewane poprzez powietrze usuwane z budynku. Proces odzyskiwania ciepła znacznie zmniejszy zapotrzebowanie ciepła na ogrzanie powietrza wentylacyjnego.

Z kolei latem mamy odwrotną sytuację: na zewnątrz panuje upał, a w domu jest chłodniej niż na dworze. Z powietrza wywiewanego “zabieramy” więc chłód i przekazujemy powietrzu nawiewanemu.

Bardzo często zdarza się, że wymiennik ciepła posiada by-pass. Przy jego pomocy powietrze omija wymiennik w sytuacjach, gdy nie jest pożądany odzysk ciepła. Tak dzieje się np. w przypadku nagłego spadku temperatury na zewnątrz w okresie letnim. W takiej sytaucji o wiele korzystniej jest, abyś wykorzystywał bezpośrednio z zewnątrz chłodniejsze powietrze. Nie zależy przecież Tobie latem na dodatkowym podgrzewaniu powietrza nawiewanego.

Wiecej informacji na ten temat znajdziesz w poście o zaletach i wadach wentylacji mechanicznej w domku jednorodzinnym, który ukaże się już niebawem.