STUDII NOI: Recuperatorul de caldura ceramic cu flux alternant – RECONFIRMAREA EFICIENTEI SISTEMULUI DE VENTILAȚIE

Sistemele de ventilatie cu recuperator ceramic compozit, descentralizate, cu flux alternant asigura un amestec optim al aerului.

Rezultatele cercetarilor demonstreaza eficienta ridicata a ventilatiei rezidentiale alternante comparativ cu sistemele centralizate, considerate pana de curand potential mai eficiente. Prejudecatile privind sistemul alternant au fost respinse.

Pentru o lungă perioadă de timp, sistemele de ventilație centralizate au fost considerate a fi optime în zona de ventilare a locuinței, în timp ce unitățile descentralizate au fost deseori considerate doar o soluție temporară pentru clădirile existente. Însă cercetările științifice actuale relativizează această imagine învechită și confirmă eficiența ridicată a ventilației descentralizate a locuinței, care funcționează conform principiului push-pull (flux alternant si recuperator ceramic). Popularitatea acestor sisteme este indicată și de vânzările crescânde ale unităților de ventilație descentralizate, care s-au dublat în ultimii 4 ani, ajungand la peste 200.000 de unitati numai pe piata din Germania. Dar cum diferă în detaliu sistemele de ventilație centralizate și descentralizate, care sunt rezultatele cercetărilor cu privire la ventilația locuintei și care ar trebui să fie consecințele pentru cei interesați de achiziționarea unui sistem de ventilație?

Ventilația controlată a spațiului de locuit este aproape indispensabilă în cursul proiectarii moderne a unei construcții și renovări eficiente din punct de vedere energetic a unei cladiri. Și astfel există acum o varietate de concepte și produse pentru ventilația casei.

Diferența dintre un sistem de ventilație centralizat și descentralizat pentru ventilația locuintei

În ventilarea centralizata un sistem de conducte de ventilație pătrunde în casă sau apartament. Acest sistem de conducte de aer este de obicei situat în tavan sau în podea și este menit să garanteze că, și in cazul unei locuinte aproape etanse, toate camerele de locuit pot fi alimentate uniform cu aer curat. Pe de altă parte, un sistem descentralizat de ventilație asigură doar schimbul de aer în camera în care este instalat. Majoritatea acestor sisteme sunt de tipul push-pull. Denumirea se explică prin faptul că sistemele de ventilație descentralizate ventileaza aerul folosit din cameră inițial spre exterior în cicluri de alternanță constantă („push”) și apoi conduc aer proaspăt spre interior prin aceeași conductă („pull”). Aceasta este similară cu un pendul care se balansează alternativ într-o direcție și apoi în cealaltă direcție. O ventilația internă descentralizată, cu recuperare de căldură, este de asemenea capabilă să extragă printr-un acumulator de căldură ceramic din aerul cald din interior, o mare parte din energia conținută în acesta și, ulterior, să încălzească aerul exterior introdus in locuinta.

Acum un sistem centralizat de ventilație asigură un schimb de aer aproape perfect, dar este asociat și cu un efort considerabil de instalare. Acest lucru genereaza inevitabil costuri mai mari de instalare, iar uneori este posibila numai în clădirile noi. Pentru unitățile de ventilație descentralizate, costul este mult mai mic. O carotare de perete și instalarea și conectarea rapidă a unității sunt suficiente. Cu toate acestea, unii susținători ai sistemelor de ventilație centralizate sugereaza faptul că ventilația descentralizată a spațiului de locuit este doar o  „ventilație de scurtcircuit”. Ca justificare, aceștia susțin, mai presus de toate, că nu numai aerul de cameră viciat, dar în mare măsură si aerul proaspăt, care tocmai fusese introdus in interior, va fi evacuat la exterior în timpul următoarelor cicluri.

Un sistem de ventilație descentralizat ceramic alternant, care funcționează în conformitate cu principiul push-pull este într-adevăr atât de eficient

Cercetările actuale arată însă că obiecțiile prezentate la unitățile de ventilație descentralizate sunt nefondate. Acest lucru este dovedit, printre altele, de Dr. med. Alexander Merzkirch în teza sa de doctorat de la Universitatea din Luxemburg „Eficiența energetică, confortul utilizatorului și analiza costurilor sistemelor de ventilație în clădirile rezidențiale: teste de teren ale noilor unitati și prezentarea prototipurilor conduse de cerere”, care a apărut și sub formă de carte la Editura Shaker în 2015. În ea, savantul examinează, printre altele, eficiența ventilației – adică eficiența ventilației la un debit de volum fix – sisteme de ventilație descentralizate care funcționează pe principiul push-pull. În mod ideal, proporția de aer proaspăt furnizat raportat la cel deja existent în cameră ar trebui să fie aceeași, oferind o valoare ideală a eșantionului de 0,5. Acest lucru asigură că pe de o parte, aerul din cameră conține suficient oxigen, pe de altă parte, ca nu există debite incomode care sa genereze curenti de aer sau temperaturile interioare să fluctueze prea mult. În testul Dr. med. Merzkirch, sistemele de ventilație descentralizate care funcționează în conformitate cu principiul push-pull ating valori excepționale de 0,45 din punct de vedere al eficienței ventilației. Deci, sunt doar marginal departe de valoarea optimă.

Aceste rezultate pozitive confirmă și testele (EwWalt) pe care prof. Dr.-Ing. Dirk Müller și echipa sa de la Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH) le-au desfasurat în cadrul proiectului de cercetare „Evaluarea energetică a instalațiilor descentralizate pentru ventilația controlată a locuințelor cu funcționare alternativă”, in perioada 2016-2018. Pe baza simulărilor complexe de curgere, oamenii de știință arată că, în sistemele de ventilație descentralizate cu recuperator ceramic, atât calitatea aerului, cât și amestecarea aerului sunt excelente. Aceasta are ca rezultat o ventilație eficientă de amestec (intre aerul proaspat si cel deja existent, a nu se confunda cu scurtcircuitarea fluxurilor), care asigură o bună diluare a concentrației de poluanți și a dioxidului de carbon. În plus, grupul de cercetare al Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH) ajunge la concluzii în investigațiile sale că poziționarea sistemelor de ventilație descentralizate cu funcționalitate push-pull are doar o influență relativ mică asupra eficienței ventilației interne.
Studiul a fost finanțat de Institutul Federal de Cercetare în Construcții, Afaceri Urbane și Dezvoltare Spațială (BBSR).

Ce înseamnă rezultatele cercetării pentru cei care intenționează să cumpere un sistem de ventilație pentru locuințe?

Rezultatele combinate ale studiului „Eficiența energetică, confortul utilizatorului și analiza costurilor sistemelor de ventilație din clădirile rezidențiale: teste pe teren ale noilor instalații și prezentarea prototipurilor la cerere” și a proiectului de cercetare „Evaluarea energetică a instalațiilor descentralizate pentru ventilație controlată cu functionare alternanta” – EwWalt arată impresionant că o ventilație descentralizată a locuinței , care funcționează conform principiului push-pull, nu este o soluție de urgență. Mai degrabă aceste unități se caracterizează printr-o eficiență de ventilație foarte ridicată și asigură o bună amestecare a aerului în timpul funcționării. Teama că unitățile descentralizate oferă doar o „ventilație de scurtcircuit” poate fi în mod clar respinsă pe baza rezultatelor cercetărilor actuale. În ceea ce privește poziționarea unităților, o ventilație descentralizată a spațiului de locuit ofera, evident, o mare libertate. Drept urmare, sistemele de ventilație descentralizate pot fi utilizate flexibil și reprezintă o alegere excelentă și favorabilă atât în ​​clădirile noi, cât și în cele existente. Acest lucru este cu atât mai adevărat atunci când vine vorba de o ventilație inovatoare, descentralizată, cu recuperare de căldură ceramica. Aici, un regenerator ceramic asigură că o mare parte din energia termică poate fi utilizată de mai multe ori – adesea cu eficiențe mai mari de 90%. De acest lucru  beneficiază nu numai proprietarii unor astfel de instalații prin costuri mai mici de încălzire, dar și mediul și publicul larg, deoarece sunt necesari mai puțini combustibili fosili. Acest tip de ventilație alternanta asigură un confort ridicat perceput și real datorită vitezei relativ scăzute a aerului, deoarece temperaturile nu pot decât să crească sau să scadă încet și curenții de aer sunt evitați.

 

Cum funcționează unitățile de ventilație descentralizate cu recuperarea căldurii (principiul push-pull)

În sistemele de ventilație care folosesc principiul push-pull( alternant), recuperarea căldurii are loc printr-un regenerator din ceramica compozita, care stochează energia aerului încălzit din încăpere în faza de extracție (Pull, C catre A) și o cedeaza fluxului care intră în faza de  alimentare ulterioară. (Împingeți, B catre D). Astfel, aerul cald de alimentare ajunge întotdeauna în interior, iar aerul uzat al camerei este transportat la exterior ca aer de evacuare. (Imagine: Asociația de ventilație a locuințelor descentralizate, Berlin. IGDWL)

 

Cuvinte cheie „Eficiență a ventilației”

Eficiența ventilației descrie eficiența ventilației în cameră pentru un debit la un volum de aer dat. Este un parametru caracteristic pentru modul în care aerul viciat din cameră și poluanții sunt eliminați din încăpere.  Este important ca aerul proaspăt de alimentare să nu fie evacuat imediat în exterior („ventilație de scurtcircuit”), ci acesta sa înlocuiasca treptat aerul viciat din camera.

Alte avantaje ale sistemelor de ventilatie echipate cu noile recuperatoare de caldura ceramice germane sunt robustetea, simplitatea in constructie, o fiabilitate mult crescuta si preturi mai mici fata de sistemele cu dublu flux, derivate in general din sisteme centralizate reduse la scara. Totodata sunt net superioare vechilor tehnologii cu recuperatoare metalice, din aluminiu sau cupru, avand randamente medii superioare, fara rezistente electrice, filtre generoase si permit cea mai completa si eficienta ventilare.

 

 

Surse:

IGDWL eV – Comunicat de presă 09/2018 – High-Ventilation-Efficiency-Through-Research-Results-frog.pdf) http://igdwl.com/.cm4all/uproc.php/0/Hohe-L%C3%BCftungseffizienz-durch-Forschungsergebnisse-belegt.pdf?cdp=a&_=166e90571d6

EwWalt – Energetische Bewertung der dezentralen kontrollierten Wohnraumlüftung in alternierender Betriebsweise
Dipl.-Ing. Paul Mathis, RWTH Aachen, E.ON Energieforschungszentrum,
Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik
Tim Röder M.Sc., RWTH Aachen, E.ON Energieforschungszentrum,
Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik
Dipl.-Ing. Bernd Klein, HLK Stuttgart GmbH
Prof. Dr.-Ing. Thomas Hartmann, ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden
– Forschung und Anwendung GmbH
Dipl.-Ing. Christine Knaus, ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden
– Forschung und Anwendung GmbH
Der Forschungsbericht wurde mit Mitteln der Forschungsinitiative Zukunft Bau des
Bundesinstitutes für Bau-, Stadt- und Raumforschung gefördert.

https://www.tga-praxis.de/effiziente-dezentrale-wohnraumlueftung
https://www.haustec.de/klima-lueftung/lueftungstechnik/dezentrale-pendellueftungssysteme-sorgen-fuer-optimale-luftmischung
http://www.xn--komfortlftung-3ob.at/fileadmin/komfortlueftung/EFH/N767_05_IKZ_Lueftungseffizienz_dezentraler_Wohnraumlueftung.pdf

Literatura:

1. Deutsches Institut für Normung e.V. DIN 1946 Teil 6. Raumlufttechnik – Lüftung von Wohnungen;
Allgemeine Anforderungen, Anforderungen zur Bemessun, Ausführung und Kennzeichnung,
Übergabe/Übernahme (Abnahme) und Instandhaltung. s.l. : Beuth-Verlag. 2009.
2. —. DIN 18017 – Teil 3. Lüftung von Bädern und Toilettenräumen ohne Außenfenster – Lüftung mit
Ventilatoren. s.l. : Beuth-Verlag. 2009.
3. —. DIN V 4701 Teil 10. Energetische Bewertung heiz- und raumlufttechnischer Anlagen -Heizung,
Trinkwassererwärmung, Lüftung (Vornorm). s.l. : Beuth-Verlag. 2003.
4. —. DIN V 18599 Teil 6. Energetische Bewertung von Gebäuden – […] – Teil 6: Endenergiebedarf
von Lüftungsanlagen, Luftheizungsanlagen und Kühlsystemen für den Wohnungsbau. s.l. : Beuth-
Verlag. 2011.
5. —. DIN EN 13142. Lüftung von Gebäuden – Bauteile / Produkte für die Lüftung von
Wohnungen – Geforderte und frei wählbare Leistungskenngrößen. s.l. : Beuth-Verlag. 2013.
6. —. DIN EN 13141 Teil 8. Lüftung von Gebäuden – Leistungsprüfungen von Bauteilen / Produkten .
s.l. : Beuth-Verlag. 2014.
7. Stergiaropoulos. Energieaufwand maschineller Wohnungslüftung in Kombination mit Heizsystemen.
Dissertation. Universität Stuttgart, IKE-Lehrstuhl für Heiz- und Raumlufttechnik. 2006.
8. Hinweis für Antragsteller. Fassung 30.9.14. veröffentlicht unter www.dibt.de.
9. Prüfreglement Lüftungsgeräte zentral. Stand 24.09.2009. veröffentlicht unter www.passiv.de.
10. Requirements and testing procedures for energetic and acoustical assessment of Passive House
(facade integrated) ventilation systems. 07/2015. veröffentlicht unter www.passiv.de.
11. Commission Regulation (EU) No 1253/2014, Official Journal of the European Union 11.11.2016.
12. Ringversuch zum Vergleich des Prüfverfahrens für dezentrale Lüftungsgeräte mit alternierender
Ventilatordrehrichtung zwischen drei Prüfstellen zur energetischen Bewertung. Forschungsbericht
Fraunhofer IRB Verlag 2017.
13. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. ISO/IEC Guide 98-3:2008-09.
14. ANSYS, Inc. ANSYS CFX-Solver Modeling/Theory Guide – Release 17.0. ANSYS, Inc. 2016.
15. VDI Wärmeatlas. 11. Auflage. Springer Vieweg. 2013.
16. Röder, Mathis, Müller. Verification and Transferability of a Multizone Air Flow Model in Modelica to
a CFD Environment for Decentralized Ventilation Systems. Roomvent&Ventilation 2018.
17. Statistisches Bundesamt. Wirtschaftsrechnungen – Wohnverhältnisse privater Haushalte.
Wiesbaden : Statistisches Bundesamt, 2013.
18. Deutscher Wetterdienst. Windkarten zur mittleren Windgeschwindigkeit. [Online] 2013.
veröffentlicht unter www.dwd.de/DE/leistungen/windkarten/deutschland_und_bundeslaender.html.
19. Horikiri, Yao, Yao. Numerical Simulation of Convective Airflow in an Empty Room. s.l. :
International Journal of Energy and Environment, 2011.
20. Röder, Mathis, Müller. Effects on the Ventilation of a Two-Storey Building Under Different Thermal
Conditions. (Details der Veröffentlichung stehen noch aus)

Alte articole sau link-uri utile:

Recuperatorul de caldura ceramic cu flux alternant, reconfirmarea eficientei acestui sistem de ventilatie de catre doua noi studii in acest sens

Ventilatie orientata spre nevoi, ventilatie rezidentiala controlata, de la Seventilation Germania

Recuperatorul de caldura din ceramica compozita

Diferite modele de recuperatoare descentralizate cu avantaje si dezavantaje

Sistemele de ventilatie cu recuperare de caldura devin o necesitate in sectorul rezidential

Sistemele de ventilatie cu recuperare de caldura sunt bune si vara

Poluarea aerului interior

Izolarea cladirilor si problemele de ventilatie care apar

Ce este poluarea aerului interior?

Locuintele la demisol. Garsoniere sau apartamente mai ieftine.

 

• Sistemele de ventilatie cu recuperare de caldura sunt bune si vara
• Poluarea interioara este mai periculoasa decat cea exterioara
• Oferta personalizata sistem de ventilatie cu recuperare de caldura
• Link-uri utile despre ventilatie
• Calculator nivel CO2 in locuinta, in functie de ventilatie
• Ventilatie versus Aer Conditionat
• Casa izolata care nu mai respira
• Aerisirea casei prin deschiderea ferestrelor
• Beneficiile ventilatiei controlate, cu recuperare de caldura
• Ce implica montajul
• Cum functioneaza un ventilator cu recuperare de caldura regenerativ?
• Certitudini si avantaje ale ventilatiei cu recuperare de caldura
• Sistem descentralizat sau centralizat?