Rekuperacja inspirowana naturą, czyli czego ptaki uczyły inżynierów

Kiedy oddychasz, wciągasz powietrze do płuc i wypuszczasz je dokładnie tą samą drogą. W efekcie nowa porcja tlenu zawsze miesza się z resztkami dwutlenku węgla w oskrzelach. Ten sam schemat działania ma wentylacja grawitacyjna w starych domach. Świeże powietrze wpada przez nawiewniki w oknach i natychmiast miesza się ze zużytym powietrzem w salonie. Tracisz ciepło wyprodukowane przez instalację grzewczą, a jakość wdychanego powietrza natychmiast spada. Układy oddechowe ssaków i tradycyjna wentylacja mają wspólną wadę konstrukcyjną. Opierają się na jednym kanale dla strumienia wchodzącego i wychodzącego.

Rozwiązanie sprawdzone na wysokościach

Gęś tybetańska potrafi przelecieć nad Himalajami na wysokości 8000 metrów. Ilość tlenu spada tam do 30% w porównaniu do warunków na poziomie morza. W takich warunkach ssaki szybko tracą przytomność z niedotlenienia. Ptaki radzą sobie bez problemu, ponieważ ich układ oddechowy opiera się na przepływie jednokierunkowym.

U ptaków powietrze nie wchodzi i nie wychodzi tą samą drogą. Natura wyposażyła je w system sztywnych rurek i worków powietrznych. Zamiast chaotycznego mieszania gazów, proces ten przebiega w bardzo uporządkowany sposób.

• Ptak robi wdech, a powietrze trafia wprost do tylnych worków powietrznych.
• Gaz przepływa przez płuca zawsze w jednym wyznaczonym kierunku.
• Zużyte powietrze wędruje do przednich worków i dopiero stąd organizm wydala je na zewnątrz.

Dzięki całkowitemu rozdzieleniu dróg transportu wymiana gazowa jest nieprzerwana. Świeże powietrze nigdy nie styka się z już zużytym.

Ptasi mechanizm w domowym rekuperatorze

Inżynierowie zaadaptowali ten sprawdzony biologiczny schemat wprost do systemów dla domów jednorodzinnych. Jeśli instalator montuje w twoim budynku system rekuperacji, opiera go na centrali z wymiennikiem przeciwprądowym. Moduł ten działa dokładnie na zasadzie pełnego oddzielenia strumieni powietrza.

Wewnątrz rekuperatora znajdują się bloki zbudowane z tysięcy cienkich kanalików z tworzywa sztucznego.

• W jednej grupie kanałów płynie ciepłe i wilgotne powietrze wyciągane z łazienki oraz kuchni.
• W drugiej grupie płynie chłodne powietrze zaciągane z zewnątrz przez czerpnię.

Strumienie poruszają się w przeciwnych kierunkach, ale fizycznie się ze sobą nie stykają. Wymieniają się wyłącznie temperaturą przez cienkie ścianki z tworzywa. Szczelne oddzielenie obiegów zapobiega mieszaniu się gazów i gwarantuje ciągły nawiew natlenionego powietrza do wszystkich pokojów.

Zyski w domowym budżecie

W starszych typach central wentylacyjnych montowano wymienniki krzyżowe. Strumienie powietrza przecinały się w nich pod kątem prostym, co bardzo skracało czas wymiany energii. Sprawność odzysku ciepła wynosiła w nich od 50% do 60%.

Zastosowanie przepływu przeciwprądowego znacznie wydłuża drogę wymiany i opiera się na równoległym ruchu powietrza. Przekłada się to na bardzo konkretne oszczędności w sezonie grzewczym. Wyobraź sobie zimowy dzień:

• Powietrze wywiewane z domowych pomieszczeń ma około 20°C.
• Powietrze zasysane z zewnątrz ma temperaturę około 0°C.
• Zimne powietrze ogrzewa się od wyrzucanego strumienia do poziomu około 18°C.

Urządzenia wyposażone w nowoczesne rdzenie osiągają sprawność odzysku ciepła do 95%. Twój dom zatrzymuje energię cieplną, co zauważalnie obniża rachunki za prąd, gaz czy pellet.

Komfort życia w czystym domu

Jednokierunkowy obieg daje pewność, że oddychasz najczystszym możliwym powietrzem. Szczelne kanały w rekuperatorze pozwalają na skuteczną filtrację. Zanim chłodne powietrze wejdzie do wymiennika, przechodzi przez filtry, które zatrzymują pyłki roślin i kurz.

W tradycyjnej wentylacji zapach smażenia z kuchni czy wilgoć z łazienki potrafią roznieść się po całym budynku. Przy rekuperacji większość tych zanieczyszczeń jest od razu usuwana na zewnątrz. Czyste i przefiltrowane powietrze trafia za to prosto do sypialni. Otrzymujesz w ten sposób dom, w którym o wiele lepiej się śpi i odpoczywa, a sam system działa bezobsługowo w tle.

Źródła

• Brown R.E., Brainard B.M., Avian anatomy and physiology
• Recknagel H., Sprenger E., Ogrzewnictwo, klimatyzacja, ciepła woda, chłodnictwo
• Wytyczne techniczne Stowarzyszenia Polska Wentylacja dotyczące sprawności odzysku ciepła w centralach wentylacyjnych
• PN EN 308 2001 Wymienniki ciepła Procedury badawcze wyznaczania wydajności urządzeń do odzyskiwania ciepła w układach klimatyzacji i wentylacji