A gépi szellőztetés egyedi kérdései - Hővisszanyerés, Fagyvédelem
Általános esetben a fűtésre fordított energia kb. harmada a szellőzéssel, szellőztetéssel keletkező hőveszteség pótlását fedezi. Ennek az értéknek a nagymértékű csökkentésére használhatjuk a légtechnikai rendszerekben a hővisszanyerős berendezéseket, megoldásokat.
(Ezek a berendezések lényegében különböző kialakítású hőcserélők melyek működési elve arra épül, hogy a kintről beszívott (hideg) levegőt előmelegítjik a lakótérből elszívott meleg levegővel.)
Egy hővisszanyerős berendezésről működés közben készült hőkamerás felvétel. Jól látszódnak a különböző hőmérsékletű áramló levegőrétegek és a hőcserélés létrejöttének zónája, a hőcserélő betét.
(forrás: passipedia.org)
Hővisszanyerők típusai elhelyezkedésük szerint lehetnek lakás és/vagy épületléptékben központiak, illetve helyiek. A helyi más szóval helyiségszellőztetési megoldások esetén bár a légtechnikai vezetékhálózat kiépítését megspóroljuk a rendszer alapvetően csak homlokzattal rendelkező helyiségek szellőztetésére alkalmas. Így a belső helységek és az irányított átáramlás csak korlátozottan lehetséges és a teljes rendszer kiépítése a több, helyi berendezés miatt anyagilag sem feltétlenül kedvezőbb. Ennek ellenére bizonyos egyedi esetekben – főleg pl. felújítás – alkalmas megoldás lehet. 
Működési elvük szerint két fő hővisszanyerési megoldás ismert.
Az u.n. rekuperatív hőcserélés során a hőcsere mellett anyagátadás (pl. nedvességátvitel) nem valósul meg, míg a regeneratív elvű berendezésekben az is történhet. Az ilyen berendezésekben van egy rotációs (forgódobos) eszköz - mely hol a friss, hol a távozó levegővel találkozik – és ez segíti elő a hőcserélés létrejöttét. A forgódob kialakításától függ a nedvességátvitel mértéke, de ebben az esetben természetesen a légáramok bizonyos mértékű keveredése sem zárható ki.
A forgódob működési elve. (forrás: archiexpo.com)
Rekuperatív megoldás esetén az energiavándorlás az elszívott és a befújt légáram közötti mozdulatlan hőátadó felületeken, a légáramok keveredése nélkül valósul meg. Ebben az esetben a hővisszanyerésért egy speciálisan kialakított lemezes hőcserélő elem felel. Ezen betétek kialakítása az áthaladó levegőáramok haladási irányának függvényében többfélék is lehetnek (keresztáramú, ellenáramú, ill. ezek keverése).
Lemezes hőcserélő típusok.
(forrás: haustechnikdialog.de)
A keresztáramú hőcserélő működési elve (forrás: top-fertighaus.de)
A gyakorlatban a legelterjedtebb megoldások a rekuperátor elvű, lakás szinten központilag kialakított berendezések. Hőcserélési hatékonyság alapján az ellenáramú megoldás tekinthető a leghatékonyabbak.
Ellenáramú lemezes hőcserélő működési elve (forrás paul-lueftung.net)
Passzívházak esetében a szellőztető berendezésekkel szemben több fontos kritériumot is megfogalmazunk, és ezek jó része összefügg a hővisszanyerővel is.
A hővisszanyerés hatásfoka a hulladékhő hasznosításának nagyságrendjét mutatja meg. Az ablakos szellőztetés hatásfoka 0 %, szellőztető berendezések esetében nagyságrendben 30 és 90 % közötti értékről beszélhetünk. A 60 % feletti hővisszanyerés jónak tekinthető, 80 % felett pedig kiváló. Passzívházakban alkalmazott berendezésekkel szemben elvárás, a minimum 75%-os hővisszanyerési hatékonyság (hőenergia hatékonysági kritérium).
A hatékonyság meghatározása során a viszonyítás sem mellékes. Passzívházak és minősített berendezések esetében ezt az értéket a beszívott friss levegő és a kidobott levegő vonatkozásában határozzák meg. Ebben az esetben a mérleghatár a termikus épületburok! Minél jobban lehűl a kidobott levegő, annál hatékonyabb a készülék. A különböző berendezések összehasonlíthatóságánál a problémát az okozza, hogy a gyártók sokszor a helységből elszívott levegő és a befújásra kerülő szellőző levegő viszonylatában határozták meg a hőenergia hasznosítási hatékonyságot, és ez a metódus a fentitől eltérő (magasabb) eredményeket ad. A két eltérő számítási metódus között 12-15%-os különbség is elképzelhető, így berendezések összehasonlításakor fontos tisztázni az adatok helyességét.
További tényező a komfortkritérium, mely meghatározza, hogy a szellőző levegő minimum hőmérséklete még a -10° C külső esetén sem lehet 16.5° C-nál alacsonyabb illetve, hogy a szellőztetés maximális villamosenergia igénye a szállított levegő térfogatáramára viszonyítva nem haladhatja meg a 0.45 Wh/m3 értéket.
A berendezés választásánál figyelni kell annak beüzemelés során történő beszabályozhatóságára és üzemeltetés közbeni szabályozhatóságára is. Általános elvárás, hogy a normál működés (100%) mellett legyen lehetőség egy csökkentett és egy növel (70, illetve 130%) légtérfogat szállítási üzemre is.
A berendezés működési zajszintje nem haladhatja meg a lakóhelyiségben mért 25dB, és a telepítési helyiségben mért max. 35 dB értéket.
A higiéniai kritériumokat a megfelelő szűrők alkalmazásával lehet biztosítani. Alkalmazandó szűrő minőségek: külső-levegő szűrő min F7, távozó-levegő szűrő min G4.
Külön kiemelendő a berendezés és a hőcserélő fagyvédelme, amire azért van szükség, hogy biztosítható legyen a készülék és a rendszer rendeltetésszerű és szabályos működése komolyabb külső fagyok esetén is. A lakótérből távozó meleg, párás levegő a szellőztető berendezésben a hőcsere hatására lehűl, és a benne tárolt pára egy jelentős része lecsapódik. Ennek a kondenzátumnak - melynek az elvezetéséről gondoskodni kell – a lefagyása károsíthatja a készüléket, ezért szükséges gondoskodni a fagyvédelemről. Alap esetben a lefagyás veszélye elkerülhető a beszívott (hideg) levegő mennyiségének csökkentésével, extrém hideg esetén annak leállításával is, ám ebben az esetben nem teljesül az a kritérium, hogy a szellőztetés minden esetben, folyamatosan (akár hideg időben is) biztosítható legyen.
Komplett, hővisszanyerős lakásszellőztető berendezés működési elve talajkollektoros (ground heat exchanger) fagyvédelemmel. (forrás: paul thermos operating manual)
Ezért a folyamatos működéshez mindenképpen javasolt valamilyen kiegészítő fagyvédelem kiépítése is. Ennek során a beszívott levegő előmelegítése történik meg vagy valamilyen előfűtő berendezés (elektromos, vagy melegvizes kalorifer), illetve valamilyen geotermikus temperálás (talajkollektor, folyadékos talajhőcserélő) alkalmazásával.
További, passzívházak épületgépészeti kérdéseivel foglakozó bejegyzéseink:
- Géli szellőztetés előny vagy hátrány?
- Lakóépületek levegőminősége - a légkezelés
- Egy passzívházba kell fűtés?
Ha tetszett a bejegyzés csatlakozz a Facebook csoportunkhoz!
Még több energia, még több tudatosság, még több építészet!
