Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór

    Stosowana bardzo często w polskich domach wentylacja grawitacyjna – całkowicie naturalna i bezgłośna – bywa kłopotliwa z powodu zmiennej skuteczności w ciągu roku i potrafi zaskakiwać wstecznymi ciągami w kanałach wentylacyjnych. Jej przeciwnicy chętnie wskazują na wentylację mechaniczną w wydaniu nawiewno-wywiewnym, która niestety bywa dość głośna i kosztogenna z powodu oparcia jej działania na napędach elektrycznych. Złotym środkiem stała się więc wentylacja hybrydowa, łącząca cechy obu wyżej wymienionych. Jej składowe to bardzo ciekawe urządzenia, którym poświęcone zostały poniższe rozdziały.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor 1024x847 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 1. Hybrydowy wentylator MAG produkowany jest w wersji z silnikiem AC, jak i DC.

    Dany system można nazwać wentylacją hybrydową wtedy, gdy naprzemiennie wykorzystuje siły natury (głównie wiatr) i pracę wentylatora zasilanego prądem i wytwarzającego podciśnienie na właściwym poziomie. Jest to więc kombinacja wentylacji grawitacyjnej i mechanicznej, w której ta druga uruchamiana jest tylko wtedy, gdy działanie sił naturalnych jest niewystarczające dla zapewnienia odpowiedniej wymiany powietrza w budynku. Wbrew pozorom nawet gdy system często pracuje w trybie mechanicznym, koszty jakie ponosi inwestor są nieduże. Wynika to z właściwości hybrydowych wentylatorów, których pobór mocy jest zdumiewająco mały – o tym jednak w poniższych rozdziałach. W wielu opracowaniach wentylacja hybrydowa omawiana jest jako system, w którym właściwie jedynym istotnym elementem jest nasada na komin lub na wyjście przewodu (kanału) wentylacyjnego, której najważniejszym podzespołem jest wentylator.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor2 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 2. Klasyczna nasada obrotowa zasilana panelem solarnym to jeszcze większa energooszczedność (Turbowent Solarny Darco).

    Nasady te można spotkać pod nazwami takimi jak nasada hybrydowa, wentylator dachowy czy wywietrzak – za każdym razem chodzi w gruncie rzeczy o ten sam element, który w razie potrzeby w sposób mechaniczny wytwarza ciąg dla prowadzenia skutecznej wentylacji budynku. Tymczasem warte uwagi są też takie podstawowe składowe systemu, jak nawiewaki – zwane też nawietrzakami – oraz moduły regulacyjne, czyli tak zwane stabilery. Coraz częściej dochodzą do tego również mini wentylatory kanałowe – wspomagające ruch powietrza w kanałach, kształtki systemu rurowego, regulatory dla wentylatorów dachowych oraz zestawy czujników oraz higrosterowalne kratki wentylacyjne.

    Nawiewanie powietrza do wnętrza budynku

    Początek drogi dla powietrza w obiegu wentylacji hybrydowej ma miejsce w punktach nawiewu umieszczonych w oknach lub ich pobliżu, bądź też w dowolnych – często zmyślnie zakamuflowanych – miejscach na ścianach zewnętrznych. W najbardziej zaawansowanych wersjach (na przykład system Darco) dzięki swej teleskopowej konstrukcji mogą zostać dopasowane do przegród o różnych grubościach. Wloty nawietrzaków znajdują się na zewnątrz i mają postać czerpni wyposażonych zawsze w osłony przeciwdeszczowe i obowiązkowe siatki ochronne dla zabezpieczenia przed owadami. Zaawansowane technologicznie nawietrzaki w systemie Darco oferują funkcję podgrzewania zimnego powietrza, realizowaną dzięki grzałce uruchamianej przez termostat, gdy temperatura zewnętrzna spada poniżej 4°C. Dla ograniczenia zużycia energii elektrycznej po ponownym wzroście temperatury powyżej 12°C, system grzewczy nawietrzaka automatycznie się wyłącza.

    reklama

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor3 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 3. Nasada Fenko pasuje do kanałów wentylacyjnych m.in. z cegły, pustaków, PCV i blachy.

    Nie trzeba wspominać, że grzałki oczywiście wymagają doprowadzenia przewodu dla ich zasilania. Od wewnętrznej strony budynku często nawietrzaki zakończone są tzw. anemostatami, które wyglądem przypominają zatyczki zakończone szerokimi płaskimi główkami i które wymuszają rozprowadzanie strumienia pobranego powietrza promieniście wzdłuż powierzchni ściany.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor4 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 4. Nasada-hybrydowa Fenko dostępna jest też w wersji na rurę PCV.

    Jest to zabieg podnoszący komfort mieszkańców budynku, gdyż doprowadzane do wnętrza powietrze często jest zimne – chyba że uległo wstępnemu podgrzaniu przez grzałkę – i wywołuje nieprzyjemne uczucie zawiewania zimnem oraz generuje szum. Ponadto anemostaty redukują prędkość nadmuchową powietrza, co sprawia, że podawany strumień jest praktycznie nieodczuwalny. Wspomniany już system Darco oferuje jeszcze jeden ciekawy patent, który zapobiega wydostawaniu się – z różnych przyczyn – powietrza na zewnątrz przez nawietrzak. Mowa tu o swego rodzaju regulowanej przegrodzie, czy wręcz zaworze, dławiącym strumień powietrza w przypadku napływu jego nadmiernej ilości i zamykającym przegrodę podczas prób jego ucieczki z budynku na zewnątrz. Powyższy opis prezentuje jedno z najbardziej zaawansowanych rozwiązań dla realizacji funkcji nawiewu powietrza, jednak warto przyjrzeć się innym rozwiązaniom, które stanowią przeważającą większość oferty rynkowej.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor5 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 5. Nasady VBP zapewniają stałe podciśnienie w kanale i eliminują ciągi wsteczne.

    Chodzi tu o nawiewniki o różnych specyfikacjach i konstrukcjach, z których najprostsze to klasyczne nawiewniki okienne dla różnych typów ram. Charakteryzują się one stałą wartością strumienia nawiewanego powietrza, przy stałej wartości różnicy ciśnień między środowiskiem zewnętrznym a wewnętrznym. Nawiewniki te stały się w ostatnich latach powszechnym rozwiązaniem wyposażanym dodatkowo w moduł tłumiący (wkłady z pianki) i stosowanym w budynkach, w których wymagania odnośnie parametrów akustycznych i redukcji hałasu są bardzo wysokie.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor6 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 6. Opcjonalna obudowa do nasady VBP chroni ją przed wychłodzeniem w zimie.

    Bardziej zaawansowane warianty mają dwa lub trzy tryby pracy, co polega na regulowaniu przepływy ręcznym przełącznikiem. Chodzi tu oczywiście o to, by użytkownik miał możliwość przełączenia między wydajnością maksymalną, średnią i minimalną – za każdy razem uzależniając swoją decyzję od poziomu wilgotności wewnątrz pomieszczenia. Do tego dochodzi często funkcja ukośnego kierowania strumienia powietrza dla większego komfortu mieszkańców budynku. Alternatywą dla tanich – ale skutecznych – nawiewników okiennych, są proste w konstrukcji i łatwe w montażu nawiewniki ścienne, które umożliwiają ograniczenia maksymalnego przepływu nawet jeśli ciśnienie przekracza 10 Pa. Można je montować zarówno w przepustach ściennym jak i na kasetach rolet okiennych.

    Zapewniają wysoką izolacyjność akustyczną i dodatkowo wyposażane są w zamknięcie zapewniające ochronę przy niekorzystnych warunkach atmosferycznych. Są higrosterowane, co oznacza że zmiana przepływu powietrza uzależniona jest w nich od wilgotności względnej wewnątrz pomieszczeń. Część modeli wyposaża się też w czujniki ruchu typu Infra RED o zasięgu do 5 metrów przy kącie wykrywania koło 100-120 stopni. Ich rola jest oczywista: po wykryciu obecności osoby w pomieszczeniu elektronika podejmuje decyzję o otwarciu przepustnicy i przepływ bazowy zostaje natychmiast uruchomiony.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor7 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 7. Nasada hybrydowa Fenko 150 na podstawę dachową – tu na indywidualnym kanale wentylacyjnym.

    Natomiast około kwadrans po opuszczeniu pomieszczenia przez użytkowników budynku, sterowana cyfrowo przepustnica przymyka się redukując przepływ powietrza. Dzięki temu gdy pomieszczenie nie jest użytkowane, generowane są oszczędności energii z tytułu podgrzania mniejszej ilości powietrza wentylacyjnego. Podobnie jak w rozwiązaniach okiennych, także tutaj inwestorzy znajdują w wielu modelach wygodne przełączniki umieszczone na obudowie kratki, dzięki którym mogą dokonać zmiany ustawienia wielkości strumienia bazowego w zależności od potrzeb wentylacyjnych pomieszczenia. Dostępne zakresy regulacji strumienia wahają się w przedziałach od 25 do 100 lub nieco więcej m3/h.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor8 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 8. Nasada hybrydowa mag 200AC na podstawie dachowej.

    Elementy regulacyjne wewnątrz pomieszczeń

    Jak sama nazwa mówi, stabilizatory – zwane nieraz stabilerami – mają za zadanie ograniczać i stabilizować przepływ powietrza w instalacjach wentylacji hybrydowej do jednej i tej samej wartości, utrzymywanej niezależnie od warunków naturalnych panujących na zewnątrz jak i warunków wewnątrz pomieszczenia. Oferowane są w różnych wersjach i rozmiarach, a ich efektywność przy kanałach o wymiarach 140 x 210 mm osiąga poziom do 100 m3/h. Stabilizatory montuje się w poziomej części kanału wentylacji hybrydowej tuż za kratką wentylacyjną, choć można też sięgnąć po modele scalone z kratką i stanowiące połączenie obu elementów lub wariant z opcjonalnie doczepianą kratką wentylacyjną, stanowiącą dekoracyjne czoło urządzenia.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor9 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 9. Nasada hybrydowa Schiedel Fenko zamontowana na pustakach Schiedel.

    Typowymi materiałami z których wykonuje się stabilizatory są stal nierdzewna (np. szczotkowana lub chromowana) i tworzywa sztuczne, natomiast sam montaż najczęściej sprowadza się do zastosowania specjalnych rozpórek lub pianki montażowej. Wracając do ich działania – jest ono czysto mechaniczne i polega na stopniowym zamykaniu przepustu w proporcji zgodnej z przyrostem siły przepływu powietrza. Jeśli więc ciepłe powietrze jest zbyt gwałtownie wysysane z pomieszczenia, przepustnica w stabilizatorze odchyli się tak, by ruch powietrza zdławić i utrzymać na optymalnym poziomie, który zapewnia komfort i zarazem właściwą wentylację.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor10 1024x985 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 10. Przegląd produktów dla wentylacji hybrydowej DARCO.

    Każdy stabilizator posiada konstrukcyjnie określoną maksymalną wartość przepływu powietrza, która musi być zgodna ze stosownymi przepisami dotyczącymi wentylowania różnych pomieszczeń, co oznacza, że dla pomieszczeń mieszkalnych, sypialnianych, kuchennych czy łazienek i toalet trzeba indywidualnie dobierać stabilizatory o właściwych parametrach, uwzględniając również ich powierzchnię (kubaturę) i liczbę osób standardowo z nich korzystających (ilość osób śpiących w sypialni itd.). Do elementów regulujących wentylację hybrydową i montowanych wewnątrz pomieszczeń należy zaliczyć również kratki i wywiewniki, przy czym chodzi tu o modele bardziej złożone, które rzeczywiście wpływają na przepływ powietrza, a więc o wywiewniki i kratki wielobiegowe oraz higrosterowalne. W przypadku tych pierwszych regulacja jest czysto mechaniczna i polega na ręcznym przełączaniu miedzy dwiema różnymi wartościami przepływu powietrza, za których utrzymanie odpowiada wbudowany w urządzenie mini-stabiler.

    Te drugie zaś to urządzenia, które znajdują zastosowanie przede wszystkim w pomieszczeniach, w których wymagana jest funkcja okresowego zwiększenia wielkości strumienia usuwanego powietrza, a więc w łazienkach połączonych z WC oraz pokojach z aneksem kuchennym. W urządzeniach tych dzięki specjalnej regulacji automatycznej, wydajność jest zależna od wilgotności panującej w pomieszczeniu i gwarantuje jej utrzymanie na odpowiednim poziomie. Funkcja wymuszenia jest uaktywniania za pomocą włącznika światła lub za pomocą oddzielnego włącznika – w zależności od sposobu podłączenia urządzenia do prądu elektrycznego – zaś wyłączana jest automatycznie po upływie wprogramowanego czasu aktywności, który wynosi około 15-20 minut.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor11 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 11. Nasada Turbowent Hybrydowy pracująca na osiedlu mieszkaniowym w Nałęczowie.

    Elementy wywiewne

    Nasady kominowe, nasady hybrydowe, wentylatory dachowe, wywietrzaki – wszystkie stanowią końcowy etap obiegu powietrza w systemie hybrydowej wentylacji. Ich serce stanowią energooszczędne wentylatory, często dwu lub trzybiegowe, zasilane prądem DC i pobierające bardzo niewiele energii elektrycznej (moce rzędu 5-10 Wat). Mimo niewielkich mocy są w stanie zapewnić jednemu pomieszczeniu wydajność wentylacji na poziomie 200 m3 na godzinę na najszybszym biegu. Cechują się ponadto bardzo cichą pracą, która jest właściwie niesłyszalna dla domowników, gdyż typowe mierzone przy urządzeniach poziomy hałasu oscylują – zależnie od modelu – wokół wartości z przedziału 20-40 dB(A). Wracając do samych nasad – występują w różnych średnicach, dopasowanych oczywiście do standardów przyjętych dla Europy i Polski oraz z opcjami montażu w różnych systemach, takich jak cała paleta przewodów i rur wentylacyjnych, tradycyjne ceglane kanały wentylacyjne, pustaki wentylacyjne, bloczki wentylacyjne – ceramiczne, wapiennopaskowe, itp, najważniejsze typy dachówki i kilka innych. Stowarzyszenie Polska Wentylacja z siedzibą w Warszawie w swoich publikacjach wskazuje na trzy dominujące linie produktowe nasad produkowanych przez trzech różnych – w tym polskich – producentów i przeznaczonych do wentylacji hybrydowej. Ich wspólną cechą jest niskie podciśnienie wytwarzane w ten sposób, by imitowało podciśnienie powstające naturalnie do czapki kominowej lub bezpośrednio na zakończeniu kanału, przy czym można je umieszczać na kanałach prostokątnych i okrągłych.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor12 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 12. Nasada Turbowent Tulipan dla instalacji hybrydowych jest bardzo kompaktowym rozwiązaniem.

    Obie też odmiany występują w wersjach standardowych, bardziej zautomatyzowanych dzięki sterownikom, oraz zasilanych z sieci elektrycznej bądź z opcjonalnie dołączanych paneli solarnych – ta ostatnia opcja to wariant z maksymalną energooszczędnością. Tak jak w poprzednio omówionym rozwiązaniu (Fenko), nasady Turbowent są wyposażone w silnik małej mocy, sprzężony z ich głównym elementem obrotowym. Z reguły w polskich warunkach ich silniki są wyłączone i nasady obracają się samoczynnie, jednak kiedy ciąg kominowy słabnie, wówczas następuje uruchomienie silników dla wzmocnienia siły ciągu w kanałach do oczekiwanej wartości. W sytuacji gdy rotacja takiej nasady jest już zbyt wysoka i dochodzi do nadmiernego zwiększenia siły ciągu, silnik zaczyna działa jak hamulec poprzez spowolnienie ruchu obrotowego nasady. Oczywiście decyzje w tym zakresie podejmuje mikroprocesorowy sterownik, w którym administrator systemu może określić oczekiwaną wydajność nasady dla trzech trybów pracy w ciągu doby (każdy tryb to inna wydajność wentylacji).

    Jednocześnie administrator ma umożliwioną stałą obserwację parametrów pracy nasady na wyświetlaczu programatora, który pokazuje m.in. prędkość obrotową i stan pracy nasady. Stowarzyszenie Polska Wentylacja w nasadzie VBP, zaprojektowanej przez francuską firmę, określaną mianem „wynalazcy wentylacji hybrydowej” (lata 80-te ubiegłego wieku), upatruje klucz do modernizacji budynków z niewłaściwie działającą wentylacją naturalną, choć oczywiście produkt ten może być stosowany również w nowych obiektach.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor13 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 13. Specjalna konstrukcja łopatek umożliwia poprawne funkcjonowanie wentylacji naturalnej.

    Podczas pracy, nasada ta generuje podciśnienie i prędkość przepływu powietrza taką, jak w wentylacji naturalnej i w przeciwieństwie do poprzednio opisanych rozwiązań, tu projektanci założyli przeważający udział pracy w trybie mechanicznym przy jednoczesnym wspomaganiu ciągu siłami natury, które poprawiają wydajność nasady i zmniejszają zużycie energii elektrycznej przez wentylator. Nie wyklucza to jednak optymalizacji w razie bardzo dobrych warunków dla działania naturalnej wentylacji – w razie potrzeby czujnik umieszczony w kanale wentylacyjnym wyłącza wentylator co zmniejsza koszty użytkowania urządzenia. Konstrukcja korpusu nasady i geometria łopatek wentylatora zostały opracowane tak, by powodować minimalne opory przepływu powietrza i w razie awarii lub przerwy w zasilaniu umożliwiać wentylowanie pomieszczeń w sposób grawitacyjny. Nasada VBP nadaje się do montażu zarówno na pojedynczych jak i zbiorczych kanałach, czy też na grupie kanałów indywidualnych, pod warunkiem scalenia ich w tak zwanej komorze zbiorczej.

    elementy wentylacji hybrydowej cechy oraz funkcje i dobor14 792x1024 - Elementy wentylacji hybrydowej – cechy oraz funkcje i dobór
    Fot. 14. Schemat wentylacji hybrydowej Darco z jednym kanałem wentylacyjnym.

    Podsumowanie

    Każdy z elementów instalacji hybrydowej pracuje bez przerwy przez cały rok. Ta intensywność szczególnie dotyczy nasad dachowych, które wystawione są bezpośrednio na duże skoki temperaturowe (zimą mróz, latem upał) jak też na działanie wilgoci i wody (deszcz, śnieg) oraz wiatru i wszystkiego tego, co ze sobą niesie – drobinek, pyłów, itp. Dlatego mimo, że przepisy prawa nakazują minimum coroczną kontrolę sprawności i czystości instalacji, zdrowy rozsądek podpowiada by wszystkie te urządzenia kontrolować co pół roku lub wręcz co kwartał, szczególnie gdy ich konstrukcja czyni ich czyszczenie łatwym i szybkim do wykonania obowiązkiem.

    Łukasz Lewczuk
    Na podstawie materiałów
    publikowanych m.in. przez Uniwersal Sp.
    z o.o., Venture Industries Sp. z o.o., Darco
    Sp. z o.o., Schiedel Sp. z o.o., Ventosystem
    Sp. z o.o. sp.k.,
    Aereco Wentylacja Sp. z o.o. oraz
    Stowarzyszenie Polska Wentylacja

    ZOSTAW ODPOWIEDŹ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here