envelope redakcja@polskiinstalator.com.pl home ul. Wąski Jar 9
02-786 Warszawa











35Dziś świat oczekuje dostarczania w krótkim czasie coraz to nowszych, lepszych i bardziej wydajnych rozwiązań technicznych. Rozwój urządzeń nie może być jednak okupiony zwiększeniem ich energochłonności.

Powinien podążać w kierunku „ECO”, a także kompatybilności z dostępnymi już na rynku rozwiązaniami – szczególnie w zakresie dostępu, nadzoru i zarządzania pracą urządzeń przez internet. Producenci prześcigają się zatem w konstruowaniu urządzeń, które będą spełniać powyższe cechy.

34Wyzwania techniczne, wyzwania formalne
Centrale wentylacyjne służą do zapewnienia odpowiedniej wentylacji w budynkach różnego przeznaczenia, w związku z czym powinny spełniać wymagania Komisji Europejskiej (w zależności od przeznaczenia budynku: rozporządzenie KE nr 1253/2016 lub 1254/2016) między innymi w zakresie 1akonieczności stosowania układu odzysku ciepła (UOC) w układach wentylacyjnych. Wydawać by się mogło, że centrale wentylacyjne nie są urządzeniami zbyt skomplikowanym, niestety, nic bardziej mylnego. Aby to pozornie proste konstrukcyjnie urządzenie działało poprawnie i z powodzeniem spełniało swoje funkcje, producenci muszą się zmierzyć z szeregiem wyzwań, takich jak: aerodynamika, przejmowanie ciepła, energochłonność, rozkład strug powietrza, opory przepływu, hałas, szczelność i przecieki wewnętrzne oraz zewnętrzne, mostki termiczne, wytrzymałość mechaniczna, bezpieczeństwo użytkowania i serwisowania, intuicyjność sterowania i obsługi, atrakcyjny wygląd… Dodajmy do tego obowiązek spełnienia wszystkich wymagań formalno-prawnych (kilkunastu-kilkudziesięciu norm, rozporządzeń i przepisów krajowych i unijnych), które – z powodu znacznego tempa wprowadzania oraz częstych korekt i zmian – muszą być nieustannie analizowane i śledzone. Zdarza się przy tym, że treść przepisu jest wieloznaczna lub wręcz sprzeczna z innymi przepisami, co oczywiście przyprawia producentów o ból głowy lub wręcz wprowadza rynkowy chaos.

Wieloznaczność interpretacji wywołuje również dezorientację u klientów, którzy, nie dysponując pełną wiedzą techniczną, nie potrafią sprowadzić kilku urządzeń do „wspólnego mianownika”, aby w sposób rzetelny i prosty porównać ich cechy. I tak dla przykładu zdawałoby się łatwy w interpretacji zapis KE, że „Wszystkie DSW (dwukierunkowe systemy wentylacji) muszą być wyposażone w obejście odzysku ciepła”, interpretowany jest przez producentów w różny sposób, przez co na rynku można spotkać rozmaite sposoby obejścia wymiennika ciepła, np.:

  • zastosowanie tzw. wkładu letniego,
  • zastosowanie przepustnicy i systemu kanałów zewnętrznych w układzie pracy ręcznej lub poprzez wykorzystanie siłownika (tryb pracy półautomatycznej i automatycznej),
  • zastosowanie przepustnicy wewnętrznej (praca pół- lub automatyczna) z pełnym odcięciem możliwości przepływu powietrza przez wymiennik. 

Ta mnogość rozwiązań w jednym tylko aspekcie bywa czasem odbierana przez zdezorientowanych klientów jako próba oszustwa. Zwłaszcza gdy producent nie opisuje szczegółowo zastosowanego rozwiązania, a posługuje się ogólnikowymi określeniami, np. „obejście UOC: tak”. Po tym dłuższym wstępie pora jednak przejść do omówienia kierunków zmian w centralach wentylacyjnych oferowanych na naszym rynku.

Swobodna konfiguracja i rozbudowa systemu
Jako odpowiedź na potrzeby zgłaszane przez klientów, którzy, najprościej mówiąc, oczekują urządzeń dobrej jakości i w adekwatnej do tego cenie, gros producentów postawiło na modułowość oraz uniwersalność. Centrale są zazwyczaj oferowane w kilku wariantach w zakresie oferowanych funkcji i możliwości instalacji. Wprowadzenie wariantu pozwalającego podczas montażu na samodzielny wybór kierunku wejść/wyjść oraz strony inspekcyjnej (lewa/prawa) na obudowie daje instalatorom możliwość aranżacji i adaptacji urządzenia nawet w bardzo specyficznych warunkach w obiekcie.

Również użytkownicy mają większe możliwości co do bieżącej i przyszłej aranżacji oraz rozbudowy systemu wentylacji i samej centrali. Dziś nie muszą już podejmować ostatecznej decyzji na etapie zakupu jednostki wentylacyjnej i zamykać sobie drogi do rozwoju systemu w przyszłości. Mogą go rozbudowywać o dodatkowe urządzenia i aplikacje. Oczywiście, najpierw powinni upewnić się, czy dany producent oferuje taką możliwość, bowiem część producentów postawiła na tani i prosty sterownik, który obsługuje jedynie podstawowe funkcje sterowania. Dalsza rozbudowa czy modernizacja wiąże się wtedy z koniecznością wymiany sterownika i panelu operatorskiego, co znacząco podnosi koszt takiej operacji, zwłaszcza że do wymiany zwykle musi być zaangażowany serwis producenta. Na drugim biegunie znajdują się producenci, którzy nawet przy wyborze najtańszego wariantu, tzw. podstawowego, umożliwiają jego dalszą rozbudowę, zapewniając, że poprzez stopniowe doposażanie urządzenia można uzyskać centralę wentylacyjną nawet klasy „premium”. Jest to dobra wiadomość, zarówno dla inwestorów, którzy podczas budowy i wyposażania nowo powstających obiektów muszą liczyć się z dużymi wydatkami, jak i dla instalatorów – zyskują oni szansę bezproblemowego doposażania i wprowadzania zmian w zainstalowanej już centrali w ślad za zmieniającymi się potrzebami i oczekiwaniami użytkowników. Rozbudowa taka zazwyczaj polega na zainstalowaniu dodatkowego modułu rozszerzeń lub wykorzystaniu już gotowych, ale „uśpionych”, dodatkowych możliwości wbudowanego sterownika podstawowego.

36Nowoczesne systemy sterowania
Możliwość wprowadzania wspomnianych zmian dotyczy zarówno zewnętrznych modułów peryferyjnych, takich jak: chłodzenie, grzanie, dodatkowe oczyszczanie powietrza (np. filtracja antysmogowa) czy nawilżanie, jak i stopnia automatyzacji procesów podstawowych i dodatkowych. Jest to realizowane poprzez możliwość zastosowania całej gamy czujników oraz układów wykorzystujących sztuczną inteligencję oraz zdolność „samouczenia się” systemu. Zamiast dotychczasowego ręcznego programowania parametrów pracy układu oraz wprowadzania ich korekt po wystąpieniu zmiany czynników wewnętrznych i zewnętrznych (np. zmiany temperatury, wilgotności, liczby osób czy ich aktywności) coraz częściej wykorzystuje się rozwiązania, które w sposób automatyczny i bez ingerencji użytkowników dostosowują parametry i intensywność pracy centrali do bieżących potrzeb. Działanie to cechuje dbałość o komfort użytkowników, ale też o ich „kieszeń”, ponieważ uwzględniany jest aspekt ekonomiczny.

1bZaawansowane rozwiązania w zakresie automatyki i sterowania mogą zmniejszyć wydajność wentylacji do minimum lub wręcz wyłączyć urządzenie, jeśli np. jakość powietrza jest zadowalająca, a w budynku nie przebywają użytkownicy. Skorygują nie tylko ilość powietrza wentylacyjnego, ale również jego jakość (poprzez zmianę intensywności ogrzewania czy klimatyzacji pomieszczeń). Wszystkie te działania mają jeden wspólny cel: realizację określonego poziomu komfortu w chwili zaistnienia takiej potrzeby, przy uwzględnieniu priorytetów pracy poszczególnych urządzeń zależnie od ich bezpośredniej energochłonności. Oznacza to, że najpierw wykorzystywane są elementy najmniej energochłonne, a jeśli ich pełne użycie jest niewystarczające dla zapewnienia żądanego przez użytkownika stanu (np. temperatury), uruchamiane są stopniowo elementy i moduły bardziej kosztochłonne, przy czym zachowana jest możliwość ich indywidualnej parametryzacji.

37Wszelkie działania powinny zatem zmierzać w kierunku maksymalnego odciążenia użytkowników od zajmowania się zainstalowanymi urządzeniami, a w razie pojawienia się takiej potrzeby – umożliwienia im zmiany parametrów pracy centrali z dowolnego miejsca i w dowolnym czasie przy wykorzystaniu sterowania przez internet.

Moduły internetowe są już niemalże standardowym wyposażeniem układów sterowania centralami wentylacyjnymi. Stanowią nieocenioną pomoc w diagnostyce pracy urządzeń oraz umożliwiają udzielenie zdalnego wsparcia użytkownikom lub mniej doświadczonym instalatorom. Według naszych obserwacji, 85-88% zgłoszeń serwisowych dotyczy „awarii”, które udaje się usunąć zdalnie poprzez zmianę lub korektę konfiguracji sterownika i wprowadzonych nastaw. Gdy nie ma konieczności wysyłania specjalistycznego serwisu, koszty ponoszone przez zgłaszającego są minimalne lub wcale ich nie ma.

Zastosowanie modułu internetowego umożliwia zdalne sterowanie centralą wentylacyjną oraz w większości przypadków pozwala na samodzielną aktualizację oprogramowania. Jest to istotna cecha, ponieważ pozwala wprowadzać unowocześnienia w zakresie sterowania orazeliminować ewentualne błędy wykryte we wcześniejszychwersjach oprogramowania.

Wydaje się zatem, że automatyka i sterowanie centralą wentylacyjną jest elementem, bez którego ekonomiczna i komfortowa praca urządzenia nie jest po prostu możliwa.

Sygnalizacja zabrudzenia filtrów
Innym korzystnym trendem jest szerokie zastosowanie systemów sterowania w oparciu o przetworniki ciśnienia. Dzięki temu możliwe jest bieżące informowanie użytkownikówo stopniu faktycznego zabrudzenia filtrów, które nie jest przecież równomierne, szczególnie przy zastosowaniu róż-nej klasy filtracji dla nawiewu i wywiewu. Ponadto rozwiązanie to pozwala zrównoważyć przepływy przez wymiennik ciepła, co maksymalizuje jego sprawność oraz umożliwia gama możliwości w zakresie „strefowania” i precyzyjnego wykorzystania systemów wentylacyjnych w miejscu fak-tycznego zapotrzebowania. Ma to niebagatelne znaczenie przy optymalizacji kosztów użytkowania rozbudowanychi złożonych systemów, szczególnie układów z elementami klimatyzacji i ogrzewania (np. eliminacja pomieszczeń niewykorzystywanych w danym momencie).

Wracając do tematu systemów informacji o stopniu zabrudzenia filtrów (wymóg wprowadzony przez KE), warto zauważyć, że do lamusa powinny odejść wszelkie rozwiązania, które generują taką informację jedynie na podstawie wypracowanej przez układ określonej liczby godzin, ponieważ nie odzwierciedlają one rzeczywistych warunków pracy i stopnia zanieczyszczenia powietrza, zarówno nawiewanego, jak i wywiewanego, w zmiennych warunkach pór roku i użytkowania obiektu. Systemy informacji opierające się tylko o presostat ciśnienia również nie są idealnym rozwiązaniem, gdyż „zaskakują” użytkowników informacją o osiągnięciu maksymalnego stopnia zabrudzenia filtra. Wymusza to międzyokresową, wizualną kontrolę stopnia zabrudzenia filtrów oraz kupowanie wkładów „na zapas”, aby po wystąpieniu komunikatu móc je natychmiast wymienić (np. gdy centrala ma blokadę uniemożliwiającą dalszą jej pracę bez wymiany filtrów).

Potwierdza się zatem twierdzenie, iż wyższy nakład inwetylko skutkują obniżeniem kosztów jej użytkowania, ale też wanie użytkowników. Najbardziej rozbudowane systemy go stanu związanego z pracą urządzeń (np. informacja filtrów czy przypomnienie o wyznaczonej dacie przeglądo dalszych działań.


Lekkie, trwałe i wygłuszające obudowy
Układ sterowania stanowi „mózg” systemu wentylacji, nie jest jednak jedynym ważnym elementem całości. Istotnym elementem jest również obudowa, czyli to, z czym mamy pierwszy kontakt wizualny. Obudowa, oprócz trwałości, niewielkiej wagi i rozmiarów oraz spełniania szeregu wymagań technicznych (w końcu to w jej wnętrzu mają miejsce wszelkie procesy związane z prawidłowym przepływem powietrza, jego filtracją oraz odzyskiem ciepła), powinna być również miła dla oka i stanowić „wizytówkę” umożliwiającą szybkie rozpoznanie producenta czy modelu. Mając to wszystko na uwadze, coraz częściej wybór w zakresie materiału obudowy koncentruje się na tworzywach sztucznych. Jest to materiał, który już na dobre zagościł w wielu innych branżach (np. motoryzacyjnej), a którego zalety wykorzystuje coraz śmielej również branża HVAC. Dzięki jego zastosowaniu udaje się konstruować obudowy, które są trwałe i wytrzymałe, pomimo rezygnacji z wszechobecnej do niedawna konstrukcji metalowej (obustronne okładziny z blach stalowych na szkielecie z profili aluminiowych).

Rozwiązanie takie zostało m.in. wykorzystane w centrali wentylacyjnej VENA Optima Pro, którą wdrożyła do produkcji Firma Bartosz. W opinii producenta, zmiana obudowy pozytywnie wpłynęła na szereg parametrów:

  • poprawiła znacząco izolacyjność termiczną (minimalizacja mostków termicznych na elementach konstrukcyjnych centrali) bez istotnego pogorszenia parametrów wytrzymałości mechanicznej oraz szczelności;
  • zapewniła brak przecieków zewnętrznych;
  • zdecydowanie polepszyła właściwości w zakresie tłumienia hałasu w porównaniu do dotychczas stosowanych materiałów (blachy ocynkowane lub aluminiowe z izolacyjnym wypełnieniem pianką poliuretanową lub wełną mineralną). 

Dzięki zastosowaniu obudów z tworzyw sztucznych znacząco zmniejsza się hałas emitowany na zewnątrz oraz hałas emitowany do instalacji. Część central wyższych klas ma dodatkowe elementy minimalizujące hałas – rozprzestrzenianie się fal akustycznych jest zmniejszone na skutek większej zdolności ich pochłaniania przez zamknięto-komorową strukturę właściwych lub dodatkowych powierzchni izolacyjnych obudowy oraz poprzez jej odpowiednie ukształtowanie. Tego typu rozwiązania, wraz z wyposażeniem centrali w wentylatory nowej generacji, np. ze specjalnie profilowanymi łopatkami, dają znaczące efekty w ograniczeniu obciążenia hałasem.

Kolejnym pozytywnym skutkiem rezygnacji z obudowy metalowej na rzecz tworzywowej jest istotne obniżenie masy centrali – rzędu nawet 40%. W obudowach tworzywowych nie występuje również zjawisko korozji oraz ograniczone są wewnętrzne mostki termiczne na przegrodach separujących poszczególne masy powietrza. Z uwagi na brak korozyjności oraz wodoodporność wykorzystywanych materiałów, a także łatwość obróbki tworzyw, nie ma potrzeby stosowania odrębnych elementów w postaci np. tac ociekowych z króćcem odprowadzającym powstające skropliny. Zamiast tego najczęściej wykorzystuje się odpowiednie profilowanie dna obudowy umożliwiające montaż króćca odpływowego, a coraz częściej spotykanym rozwiązaniem jest zastosowanie zintegrowanego syfonu kulowego o niewielkich rozmiarach, umożliwiającego jednocześnie wybór kierunku prowadzenia dalszej instalacji odprowadzania skroplin. Rozwiązanie takie eliminuje konieczność stosowania dodatkowych konstrukcji wsporczych celem podłączenia instalacji odwodnieniowej centrali oraz daje pewność szczelności połączenia taca – syfon.

37Tworzywa sztuczne są dziś wykorzystywane nie tylko do wykonania obudowy centrali oraz elementów zamocowania i posadowienia, jak: zaczepy, zawiasy i wszelkiego typu zamknięcia, nóżki itp. Niejako ukoronowaniem możliwości ich wykorzystania jest wykonanie „serca” centrali rekuperacyjnej, czyli samego wymiennika ciepła, z tworzywa sztucznego.

38Takie rozwiązanie ma oczywiście zarówno gorących zwolenników, jak i zagorzałych przeciwników, jednak zakorzeniło się na rynku na tyle solidnie, iż nic nie wskazuje na to, aby w najbliższym czasie miało się w tym temacie coś zmienić. Wręcz należy się spodziewać jego dalszej ekspansji i stopniowego wypierania rozwiązań z wymiennikami aluminiowymi, choćby z uwagi na stale rosnące ceny aluminium na rynkach światowych.

Prosty montaż
Większość central oferowanych na rynku, oprócz typowego sposobu posadowienia w pozycji stojącej, można także podwiesić na ścianie za pomocą listwy montażowej lub wbudowanych zaczepów (zawiesi). Centrale do podwieszeń pod stropem na ogół stanowią odrębne typoszeregi z uwagi na ich specyficzną budowę, związaną z koniecznością zminimalizowania ich wysokości. Taka budowa wymaga innego rozmieszczenia poszczególnych elementów składowych centrali, stąd też konieczność tworzenia odrębnych grup central podwieszanych. Wysoka uniwersalność centrali wentylacyjnej jest możliwa do osiągnięcia również w zakresie króćców podłączeniowych instalacji związanych z centralą. I nie mam tu na myśli tylko wyboru kierunków wejść/wyjść króćców, lecz również wybór wersji: wariant izolowany bądź nie.

39System przeciwzamrożeniowy UOC
Wymienniki ciepła typu przeponowego umożliwiają znaczne ograniczanie strat energii na potrzeby wentylacji, ale muszą być wyposażone, szczególnie w naszych warunkach klimatycznych, w zabezpieczenia przed szronieniem. Wykroplona wilgoć z powietrza usuwanego gromadzi się w kanałach wymiennika, powodując wzrost oporów przepływu na skutek częściowej niedrożności kanalików, przez co zachodzi konieczność jej odprowadzania z wymiennika. Dodatkowo, w różnych częściach wymiennika panuje różna temperatura. W rekuperatorze mamy do czynienia z niskimi jej wartościami, zarówno po stronie powietrza świeżego (zewnętrznego), jak i wyrzutowego, a temperatura jest tym niższa, im wyższy jest stopień odzysku ciepła. Wraz z ujemną temperaturą pojawia się lód.

Odprowadzanie kondensatu najczęściej odbywa się współprądowo w stosunku do przepływającego powietrza, co znacząco usprawnia jego usuwanie (woda jest niejako wypychana przez przepływające powietrze), jednak usuwanie wilgoci w kierunku wyrzutni, czyli strefy o ujemnej temperaturze, niesie ryzyko zamarzania kondensatu. Dlatego w takim rozwiązaniu niezbędne jest zastosowanie systemu podnoszenia temperatury powietrza świeżego powyżej zera. Na rynku istnieją również rozwiązania z odprowadzaniem kondensatu przeciwprądowo (wymienniki spiralno-przeciwprądowe), które charakteryzują się inną budową i kształtem kanalików UOC, z czego wynika ich przewaga w zakresie odporności na zamarzanie.

40Najbardziej rozpowszechnione metody odszraniania wymienników UOC to:

  • zastosowanie elektrycznej nagrzewnicy wstępnej i podgrzewanie powietrza świeżego np. do temperatury +1°C – system stosunkowo prosty i tani inwestycyjnie, obarczony jednak większymi kosztami eksploatacyjnymi wynikającymi ze zwiększonego zużycia energii elektrycznej na potrzeby nagrzewnicy;
  • wykorzystanie by-passu UOC – system wymagający dodatkowych nakładów w postaci nagrzewnicy wtórnej podgrzewającej powietrze świeże, które podczas rozmrażania wymiennika całkowicie lub w znacznym stopniu kierowane jest za pomocą obejścia UOC do instalacji nawiewnej. W tym procesie nie zachodzi odzysk ciepła lub zachodzi jedynie w niewielkim stopniu, co powoduje, że powietrze nawiewane ma temperaturę zbliżoną do temperatury zewnętrznej, ponieważ ciepłe powietrze (wywiewane) służy jako czynnik rozmrażający wymiennik ciepła;
  • wykorzystanie recyrkulacji powietrza wywiewanego do podniesienia temperatury na czerpni, tzn. całkowite lub częściowe zmniejszenie udziału powietrza zewnętrznego w nawiewie na skutek przekierowania ciepłego powietrza wywiewanego na czerpnię. Rozwiązanie to nie powinno być stosowane tam, gdzie mamy do czynienia z powietrzem wywiewanym o niezadowalających parametrach jakościowych, czyli należy je łączyć z monitorowaniem parametrów powietrza wywiewanego, np. przy wykorzystaniu czujnika jakości powietrza. W razie niespełniania norm jakościowych, należałoby zastosować inny sposób rozmrażania, np. nagrzewnicę wstępną. To powoduje znaczny koszt takiego rozwiązania z uwagi na konieczność dublowania systemów;
  • dysproporcja powietrza, czyli zmniejszanie ilości powietrza nawiewanego w stosunku do ilości powietrza wywiewanego – rozwiązanie stosunkowo proste i tanie inwestycyjnie, nie wymagające stosowania żadnych dodatkowych elementów. Niestety, zmienia ono bilans powietrzny budynku i nie może być stosowane tam, gdzie takie zmiany są niedopuszczalne. 

1cProducenci central wentylacyjnych stosują również inne metody zabezpieczania wymienników, jednak zazwyczaj łączą one w sobie wyżej opisane. Na przykład możliwe jest użycie innego typu nagrzewnicy wstępnej (zamiast elektrycznej – np. gazowej) lub wykorzystanie GWC do podniesienia temperatury powietrza świeżego. Te rozwiązania również mają słabe strony, jak np. dodatkowe koszty, potrzeba dodatkowych zabezpieczeń czy konieczność regeneracji złoża GWC.

Mnogość rozwiązań dostępnych na rynku daje klientom możliwość wyboru centrali wentylacyjnej idealnie dopasowanej do jego oczekiwań. Każde rozwiązanie ma zarówno zalety, jak i wady, a rolą producenta nie jest obecnie narzucenie użytkownikowi sztywnego rozwiązania, tylko umożliwienie mu personalizacji centrali wentylacyjnej i dostosowania jej do uwarunkowań konkretnej inwestycji.


 

pi