Lokalno prezračevanje
Najpogosteje uporabljen tip lokalnega rekuperatorja je enocevni lokalni rekuperator. Ti so sestavljeni iz reverzibilnega aksialnega ventilatorja, ki vsakih 60 – 70 s obrača smer pretoka zraka, prehodnih kosov z zunanjim in notranjim stenskim zaključnim elementom, preprostega filtra, ki je nameščen pod notranjim stenskim elementom ter krmilne regulacije. Naprava je zasnovana tako, da keramični prenosnik toplote najprej privzema toploto iz odvodnega zraka, po spremembi smeri obratovanja (po 60 – 70 s) pa se uskladiščena toplota prenaša na svež zunanji zrak in ga na ta način segreje.
Sestavni
deli
- lokalni rekuperatorji v vseh čistih prostorih,
- odvodni ventilatorji za obremenjene prostore in
- regulacija posamičnega lokalnega rekuperatorja ali skupine lokalnih rekuperatorjev, z ali brez povezave z odvodnim ventilatorjem.
Princip
delovanja
Enocevni lokalni rekuperatorji so na trgu najpogosteje uporabljeni lokalni rekuperatorji. Sestavljeni so iz reverzibilnega aksialnega ventilatorja, ki vsakih 60 – 70 s obrača smer pretoka zraka, keramičnega prenosnika toplote, prehodnih kosov z zunanjim in notranjim stenskim zaključnim elementom, preprostega filtra, ki je nameščen pod notranjim stenskim elementom ter krmilne regulacije. Naprava je zasnovana tako, da keramični prenosnik toplote najprej privzema toploto iz odvodnega zraka, po spremembi smeri obratovanja (po 60 – 70 s) pa se uskladiščena toplota prenaša na svež zunanji zrak in ga na ta način segreje. Tudi v poletnem času je princip delovanja enak, le da je temperaturna slika obrnjena.
Zaradi dvosmernega delovanja enocevni lokalni rekuperatorji niso primerni za vgradnjo v obremenjene prostore, saj bi v ciklu dovoda razširjali vlago in vonjave v ostale čiste prostore objekta. V obremenjenih prostorih so v uporabi odvodni ventilatorji z občasnim delovanjem po potrebi. Ti so s skupino lokalnih rekuperatorjev, ki obratujejo preko skupnega regulatorja, lahko povezani tako, da v času obratovanja odvodnega ventilatorja preidejo v režim izenačevanja podtlaka, ki ga ventilator ustvarja. To pomeni, da v času delovanja odvodnega ventilatorja eden ali več lokalnih rekuperatorjev deluje v režimu dovoda brez rekuperacije, s čimer poskuša izenačiti podtlak, ki bi ga odvodni ventilator sicer ustvaril.
Če primerjamo delovanje enocevnih lokalnih rekuperatorjev z delovanjem centralnega prezračevalnega sistema, lahko opazimo številne razlike v funkcionalnosti, ki izhajajo iz mehanskih razlik med sistemoma in principu delovanja. Animacija na desni nazorno prikazuje omejene razlike, ki so dodatno opisane v tabeli prednosti in pomanjkljivosti spodaj.
Več o enocevnih lokalnih rekuperatorjih proizvajalca Helios si lahko ogledate na povezavi.
Energetski
vidik
Zaradi dvosmernega delovanja in prenosa toplote preko keramičnega izmenjevalnika se sitem prikazuje kot energijsko učinkovit, kar pa ni nujno povsem res v različnih pogojih obratovanja. Ker je pri tovrstnih rekuperatorjih v uporabi reverzibilni aksialni ventilator, ki ne more premagovati velikih tlačnih razlik, se pri veliki temperaturni razliki med prostorom in zunanjostjo objekta ali ob vetrovnem vremenu izkaže, da ventilator v eno smer obratuje precej močneje kot v drugo smer.
V takih situacijah je toplotni izkoristek zelo slab, saj je za optimalni izkoristek potrebna enaka količina dovodnega kot odvodnega zraka (razmerje 50:50).
Tudi v režimu izenačevanja podtlaka, ko z lokalnimi rekuperatorji kompenziramo podtlak, ki ga ustvarjajo odvodni ventilatorji, ni rekuperacije. V taki situaciji je sistem zelo podoben podtlačnemu prezračevalnemu sistemu brez rekuperacije.
Odsotnost rekuperacije v obremenjenih prostorih, zunanji vplivi na sam toplotni izkoristek in negativen vpliv na zrakotesnost objekta kažejo na neprimernost vgradnje enocevnih lokalnih rekuperatorjev v sodobne nizkoenergijske oz. pasivne objekte.
PREDNOSTI
prezračevanje posameznega prostora na energijsko učinkovit način
Osnovni namen je prezračevanje posameznega prostora na energijsko učinkovit način – z rekuperacijo.
Razmeroma majhen poseg
Razmeroma majhen poseg in s tem zanimiva rešitev za obstoječe objekte (velja predvsem za majhna stanovanja, kjer sta potrebna največ 2 lokalna rekuperatorja).
nižja cena v primerjavi s centralnim prezračevalnim sistemom
Zaradi neupoštevanja Pravilnika o prezračevanju in klimatizaciji se kot prednost kaže tudi nižja cena v primerjavi s centralnim prezračevalnim sistemom z rekuperacijo. V primeru vgradnje več lokalnih rekuperatorjev se to hitro spremeni.
na voljo subvencija Eko sklada
Za vgradnjo prezračevalnega sistema z lokalnimi rekuperatorji je na voljo subvencija Eko sklada.
VPLIV NA ZNIŽANJE VČAŽNOSTI V PROSTORIH
Zaradi nizkih zimskih temperatur (tudi pod 0 °C) imamo v naših klimatskih razmerah pozimi razmeroma dober sušilni efekt. To pomeni, da z lokalnimi rekuperatorji, s katerimi pogosto dosežemo premajhno izmenjavo za dosego optimalne kvalitete zraka, po drugi strani precej osušimo prostore in se marsikdaj povsem znebimo plesni.
POMANJKLJIVOSTI
razmeroma velika šumnost pri sorazmerno majhnem pretoku
Osnovna pomanjkljivost prezračevanja z uporabo enocevnih lokalnih rekuperatorjev je razmeroma velika šumnost pri sorazmerno majhnem pretoku. Sodobni, dobro izolirani objekti so tudi zvočno precej dobro izolirani od okolice. To pomeni, da omogočajo doseganje absolutne tišine (vsaj za človeško uho), s čimer so na preizkušnji vsi sistemi objekta, ki potencialno oddajajo šumnost. Ker si v spalnih prostorih želimo čim bolj ohranjati tišino, je razumljivo, da je moteče vse kar povzroča hrup. Zaradi kompaktnosti zgradbe enocevnega lokalnega rekuperatorja, žal ni prostora za uporabo učinkovitih dušilcev zvoka med ventilatorjem in osebo v prostoru. Edini način za znižanje šumnosti je tako zmanjšanje vrtljajev ventilatorja, s čimer pa zmanjšamo tudi pretok. Žal je za spalnice zmanjševanje pretoka na minimum ali celo izklop sistema utečena praksa pri uporabnikih lokalnih rekuperatorjev.
Količina svežega zraka je tako manjša kot jo predvideva Pravilnik o prezračevanju in klimatizaciji
Enocevni lokalni rekuperatorji uporabljajo pretoke med 35 in 50 m³/h, kar pa predstavlja skupni pretok zraka. Ker se smer toka zraka v režimu rekuperacije vsakih 60 – 70 s obrne, je svežega zraka v maksimalni obratovalni moči le polovico skupnega pretoka (20 – 25 m³/h). Količina svežega zraka je tako manjša kot jo Pravilnik o prezračevanju in klimatizaciji (obvezen predvsem za poslovne objekte) predvideva za 1 osebo znotraj prostora. Če bi se Pravilniku želeli vsaj približati, bi potrebovali toliko lokalnih rekuperatorjev kolikor je oseb znotraj posameznega prostora (spalnica za 2 osebi = 2 lokalna rekuperatorja, otroška soba za 1 osebo = 1 lokalni rekuperator, dnevna soba = 3 – 4 lokalne rekuperatorje …). Splošno uveljavljeno je, da se uporablja 1 lokalni rekuperator na prostor. Tako je sistem precej poddimenzioniran in če temu dodamo še hrupnost, zaradi katere dodatno zmanjšujemo pretok, ni čudno da meritve kažejo zelo slabe rezultate kakovosti zraka ob uporabi lokalnih enocevnih rekuperatorjev.
pri enocevnih lokalnih rekuperatorjih ne moremo GOVORITI o filtraciji finih prašnih delcev
Zaradi uporabe aksialnih ventilatorjev se pri enocevnih lokalnih rekuperatorjih ne moremo pogovarjati o filtraciji finih prašnih delcev, kot to poznamo pri centralnih prezračevalnih sistemih. Ko govorimo o filtraciji pri lokalnih rekuperatorjih, ki skozi isto odprtino vršijo nekaj časa dovod in nekaj časa odvod, ne moremo mimo dejstva, da filter nekaj časa nabira prašne delce iz prostora, ki pa jih v drugem delu cikla (po 60 – 70 s) odpihne nazaj v prostor.
razlika v usmerjenem gibanju zraka
Če lokalno rekuperacijo primerjamo s podtlačnim prezračevanjem ali centralnim prezračevalnim sistemom, je razlika tudi v usmerjenem gibanju zraka, ki pri prej omenjenih sistemih obstaja, pri lokalni rekuperaciji pa tega ni. Vsak prostor deluje kot celica zase in smiselne zračne povezave med prostori ni. Če se vonjave nekje pojavijo, po navadi traja precej časa, da se te odstranijo iz prostora, saj jih cikli dovoda in odvoda dalj čas premeščajo v eno ali drugo stran, predno se le toliko razredčijo z dovodnim zrakom, da ne predstavljajo več problema.
možnost montaže le v zunanjo steno
Očitna omejitev lokalnih rekuperatorjev je tudi možnost montaže le v zunanjo steno, praviloma na višino vsaj 2 m nad zunanjim nivojem tal. Prostore ujete v tloris (brez zunanje stene) ali kletne prostore sploh ne moremo prezračevati z enocevnim lokalnim rekuperatorjem. Tudi umestitev lokalnega rekuperatorja v daljšo cev (če bi npr. želeli premostiti en prostor, da bi prišli do zunanje stene) ne pride v poštev, saj bi zaradi izmeničnega pretoka zraka večino časa le pretakali zrak po cevi v eno in nato v drugo smer. Količina svežega zraka bi se tako dodatno zmanjšala, pri daljših cevnih povezavah pa do svežega zraka sploh nebi prišli.
Motnje v delovanju aksialnega ventilatorja
Motnje v delovanju aksialnega ventilatorja niso taka redkost, saj tak ventilator tlačno ni prav zmogljiv, kar pomeni, da ga zmoti že velika temperaturna razlika med notranjostjo objekta in njegovo zunanjostjo, ki povzroča, da se ventilator veliko lažje vrti v eno kot v drugo smer. Posledica je neenakomeren pretok in padec izkoristka vračanja toplote. Situacija se lahko dodatno zaplete, če je zunaj vetrovno, saj lahko zrak za kratek čas prehaja v prostor celo v ciklu odvoda.
možna zmrzal kondenzata v toplotnem izmenjevalcu
Za prezračevalni sistem z dvosmernim delovanjem je v naših klimatskih razmerah lahko problem tudi zmrzal kondenzata v toplotnem izmenjevalcu. Po navedbah proizvajalcev do tega naj nebi prihajalo, žal pa se realni obratovalni pogoji precej razlikujejo od laboratorijskih testnih pogojev in do tega vseeno lahko pride. Običajno se to zgodi, če je lokalni rekuperator nameščen v nadpovprečno vlažen prostor, zunaj imamo zimske razmere s temperaturami pod 0 °C, rekuperator pa je predhodno nekaj časa obratoval v režimu izenačevanja podtlaka, ki ga je ustvarjal odvodni ventilator.
Zaradi uporabe reverzibilnih aksialnih ventilatorjev objekt ne more izražati prvotno izmerjene zrakotesnosti
Kadar govorimo o energijsko učinkovitih in pasivnih objektih, ki jih v zaključni fazi gradnje celo testiramo s testom zrakotesnosti, pa ob vgradnji enocevnih lokalnih rekuperatorjev naletimo na razmeroma veliko protislovje. Med tem, ko smo se z gradnjo objekta potrudili za njegovo zrakotesnost, bomo v fazi vgradnje lokalnih rekuperatorjev objekt spet povsem naluknjali. Zaradi uporabe reverzibilnih aksialnih ventilatorjev objekt nikoli več ne more izražati prvotno izmerjene zrakotesnosti, razen če odprtine ponovno zapremo. Če v tej točki pogledamo še na vse ostale pomanjkljivosti je očitno, da sistem enocevnih lokalnih rekuperatorjev nikakor ni primeren za kvaliteten nizkoenergijski ali pasiven objekt.
CENOVNI VIDIK PRI VEČJEM ŠTEVILU PREZRAČEVALNIH ENOT
Kadar bi bilo v objekt potrebno vgraditi več kot 10 enocevnih lokalnih rekuperatorjev, je cenovno pogosto bolj smiselna izbira centralni prezračevalni sistem. Tako število lokalnih rekuperatorjev ni nobena redkost, še posebej, če se želimo približati smernicam, ki jih navaja Pravilnik o prezračevanju in klimatizaciji.