Ο τοπικός, μη κεντρικός μηχανικός αερισμός με ανάκτηση θερμότητας αμφίδρομης ή διασταυρούμενης ροής, είναι μια σημαντική και πλέον απαραίτητη λύση στη σύγχρονη κατασκευή. Πολύ σύντομα η μελέτη μηχανικού αερισμού θα απαιτείται από τους πολεοδομικούς κανονισμούς στην έκδοση οικοδομικών αδειών, αντίστοιχα όπως η μελέτη θέρμανσης, ψύξης, αερίου κλπ.
Παρότι παρουσιάζεται στην Ελληνική αγορά ως κάτι καινούργιο και πρωτοποριακό, αυτή η τεχνολογία έχει εξελιχθεί και δοκιμαστεί εδώ και πολλές οι δεκαετίες στην υπόλοιπη Ευρώπη και όχι μόνο στην βόρεια όπως πολλοί θα πιστεύουν.
Για παράδειγμα στη γειτονική Ιταλία που αντιμετωπίζει κλίματα εκ διαμέτρου αντίθετα, από το κρύο των Άλπειων μέχρι τον καύσωνα της Σικελίας, έχουν αναπτυχθεί και προταθεί εύκολες, εύχρηστες και οικονομικές λύσεις που θα αναλύσουμε ακολούθως.
Σήμερα είμαστε τυχεροί να έχουμε στη διάθεσή μας τέτοιες αξιόπιστες και δοκιμασμένες λύσεις που μας επιτρέπουν να γνωρίζουμε ξεκάθαρα όλα τα θετικά και αρνητικά τους σημεία, τις ποιοτικές και ποσοτικές τους διαφορές που αιτιολογούν τη διαφορά στο κόστος αγοράς.
Σε αυτό και στο επόμενο άρθρο θα συγκρίνουμε τον μηχανισμό αμφίδρομης ροής Pico hp2 της εταιρίας Tecnosystemi με τον αντίστοιχο διασταυρούμενης ροής PureAir της εταιρίας PosaClima.
Σε κάθε περίπτωση και ανάλογα με τις απαιτήσεις του ιδιοκτήτη, τις παραδοχές του μελετητή, τις κλιματολογικές συνθήκες ή τον προϋπολογισμό του έργου πρόκειται για δύο επιλογές αποδεκτές και αποτελεσματικές.
Οι διαφορές τους στηρίζονται στον τρόπο σχεδιασμού και λειτουργίας τους. Ο μηχανισμός αμφίδρομης ροής Pico hp2 εναλλάσσει τον αέρα μέσα από την ίδια διαδρομή (σωλήνα), ενώ ο διασταυρούμενης ροής Aircare ES έχει δύο διαφορετικές διαδρομές εισαγωγής και εξαγωγής του αέρα.
Από αυτή η διαφορά λειτουργίας προκύπτουν μεγάλες αποκλίσεις στα αποτελέσματα που προσφέρουν και επισημαίνονται στα σημεία Ανάκτηση θερμότητας, Εξυγίανσης χώρου, Αεροστεγανότητας, Ποιότητας εναλλάκτη, Ηχομόνωσης, Ποιότητας φίλτρων, Θερμομόνωσης, Κατανάλωση ρεύματος και Κόστους:
- Ανάκτηση θερμότητας
Αμφίδρομη ροή – Pico ho2
Το πραγματικό ποσοστό ανάκτησης θερμότητας στους μηχανισμούς αμφίδρομης ροής, κυμαίνεται μεταξύ του 35% με 45% παρότι αναφέρεται στις περιγραφές τους ότι οι εναλλάκτες παρέχουν ανάκτηση που φτάνει και έως το 93%.
Αυτό γιατί λόγω κατασκευής και του τρόπου λειτουργίας, χρησιμοποιείται η ίδια διαδρομή για την απαγωγή και την προσαγωγή του αέρα. Έτσι η απόδοση του κεραμικού εναλλάκτη μειώνεται με την πάροδο της ώρας (των 70 δευτερολέπτων) μέχρι να μηδενιστεί και να αναστραφεί η ροή του αέρα.
Δηλαδή ενώ στην αρχή ο ψυχρός αέρας εισέρχεται και για τα πρώτα δευτερόλεπτα αποδίδει μέχρι και το 93%, στον υπόλοιπο χρόνο ο εναλλάκτης ψύχεται μέχρι να «αδειάσει» η θερμοχωρητικότητά του. Άρα στον κύκλο ανάκτησης των 70 δευτερολέπτων, ξεκινάει με 93% απόδοση και τελειώνει με 0%. Αυτή είναι η συνέπεια της διακοπτόμενης και εναλλασσόμενης ροής αέρα μέσα από την ίδια οπή.
Παρότι οι εναλλάκτες ως τεμάχια μπορεί να είναι πιστοποιημένοι σε εργαστηριακές συνθήκες για έναν μεγάλο βαθμό απόδοσης έως και 93%, σε πραγματικές συνθήκες, προσφέρουν πολύ μικρότερο βαθμό απόδοσης. Για αυτό τον λόγο άλλωστε αναφέρεται στις προδιαγραφές του κατασκευαστή «ανάκτηση έως 93%» και όχι συγκεκριμένο ποσοστό ανάκτησης ανά ταχύτητα. Η πιστοποίηση που έχει αναφέρεται στο κεραμικό υλικό του εναλλάκτη μετρημένο σε εργαστηριακές συνθήκες, αλλά όχι στο τελικό αποτέλεσμα που προσφέρεται στον χώρο όταν ο μηχανισμός τοποθετηθεί στο κτίριο.
Ομοίως για τον ίδιο λόγο, ο όγκος του αέρα που ανανεώνεται είναι το μισό από την ονομαστική ποσότητα που παρέχει. Δηλαδή όταν είναι σε λειτουργία ένας μηχανισμός των 80μ³/ώρα, σημαίνει ότι για μια ώρα προσάγει προς μία κατεύθυνση αυτή την ποσότητα του αέρα.
Στην λειτουργία της ανάκτησης, για μισή ώρα θα κάνει προσαγωγή αέρα και στην υπόλοιπη μισή θα κάνει απαγωγή. Αυτό σημαίνει ότι σε μία ώρα θα έχει ανανεώσει την μισή ποσότητα από τα 80μ³/ώρα, δηλαδή 40μ³/ώρα. Οι μηχανισμοί παρέχουν πραγματική ανάκτηση θερμότητας από 11,5μ³/ώρα έως και 37μ³/ώρα, δηλαδή το μισό της ονομαστικής τους ισχύς.
Διασταυρούμενη ροή – Aircare ES
Αντιθέτως οι μηχανισμοί διασταυρούμενης ροής έχουν εγγυημένη και πιστοποιημένη και συγκεκριμένο ποσοστό ανάκτησης θερμότητας σε κάθε μία από τις 5 ταχύτητες.
Αυτό γιατί οι ροές του αέρα είναι συνεχής, μη διακοπτόμενες και διασταυρώνονται μέσα στον εναλλάκτη, χωρίς όμως να έρχονται σε επαφή. Δηλαδή ο αέρας που αποβάλλεται, μεταφέρει τη θερμική του ενέργεια στον εισερχόμενο, χωρίς αυτές οι δύο ροές να έρχονται σε επαφή.
Η πιστοποίηση TÜV SÜD αφορά στο εξακριβωμένο αποτέλεσμα που παρέχει η μηχανή κατά τη χρήση της και όχι μόνο το ποσοστό ανάκτησης του εναλλάκτη στη μέγιστη θερμοχωρητικότητά του. Τέλος η ροή του αέρα και η ανάκτηση που προσφέρει είναι σταθερή και μετρήσιμη ανά ταχύτητα, από 15μ³/ώρα έως και 41μ³/ώρα.
- Εξυγίανση χώρου
Ένας από τους πιο σημαντικούς λόγους της χρήσης του μηχανικού αερισμού είναι η αποβολή των μικροβίων που πιθανώς έχουν μείνει σε έναν κλειστό χώρο. Ιδιαίτερα με τον Covid-19 έχει αποδειχθεί ότι σημαντικό μέτρο της καταπολέμησής του και της μείωσης της εξάπλωσης είναι ο καλός αερισμός των χώρων. Σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να νοηθεί ότι ο μηχανικός αερισμός με ανάκτηση θερμότητας προσφέρει απολύμανση ενός χώρου. Αυτό είναι διαφορετικό αντικείμενο που δεν μπορεί να προσφερθεί με δυο ανεμιστήρες, κάποια φίλτρα και μια ή δύο οπές σε έναν τοίχο. Εξυγίανση-φρεσκάρισμα δεν είναι το ίδιο με την απολύμανση. Ας δούμε τις διαφορές των μηχανισμών σε αυτό τον σημαντικό τομέα:
Αμφίδρομη ροή – Pico ho2
Λόγω του τρόπου λειτουργίας τους οι αμφίδρομοι μηχανισμοί χρησιμοποιούν την ίδια όδευση με αποτέλεσμα τα μικρόβια που ενδεχομένως αποβάλλονται, να μένουν μέσα στον εναλλάκτη. Συνεπώς κατά την εισροή του αέρα, τα μικρόβια ενδέχεται να επανέλθουν στον χώρο και τα φίλτρα που υπάρχουν δεν παρέχουν προστασία από μικρόβια αλλά κρατάνε τα μικροσωματίδια έως κάποια διάσταση.
Διασταυρούμενη ροή – Aircare ES
Αντιθέτως ο μηχανισμός διασταυρούμενης ροής αποβάλλει συνεχώς τον εσωτερικό αέρα μέσω του εναλλάκτη, χωρίς να τον φέρει σε επαφή με τον εισερχόμενο αέρα. Δηλαδή η εσωτερική ροή του αέρα μεταφέρει τη θερμικής της ενέργεια στον εξωτερικό αέρα και τα μικρόβια που ενδεχομένως υπάρχουν στο εσωτερικό, αποβάλλονται πλήρως χωρίς τον κίνδυνο να επανέλθουν στον χώρο.
- Αεροστεγανότητα
Η ατμοσφαιρική πίεση του αέρα επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό το κτιριακό κέλυφος. Αυτό σημαίνει πως στην περίπτωση δυνατού αέρα, οι επιφάνειες επί του κελύφους θα υποστούν αρνητική πίεση.
Αμφίδρομη ροή – Pico ho2
Οι μηχανισμοί αμφίδρομης ροής αποτελούνται από μια διαμπερή τρύπα στον τοίχο η οποία θα μένει πάντα ανοιχτή.
Δηλαδή ακόμα και μετά την τοποθέτηση του εναλλάκτη στην τρύπα μαζί με τον ηλεκτρονικό μηχανισμό ελέγχου, δεν δίνεται η δυνατότητα σφραγίσματός της.
Διασταυρούμενη ροή – Aircare ES
Αντιθέτως οι μηχανισμοί διασταυρούμενης ροής σφραγίζουν καλύτερα τον εξωτερικό και εσωτερικό χώρο, με αποτέλεσμα να προσφέρεται καλύτερη αεροστεγανότητα. Δηλαδή παρότι και σε αυτή την περίπτωση υπάρχουν δύο διαμπερής τρύπες στον τοίχο, μέσω του μηχανισμού που είναι πολύ πιο συμπαγής, δεν επιτρέπεται η ανεξέλεγκτη εναλλαγή του αέρα στον χώρο και όταν δεν λειτουργεί κλείνουν οι οδεύσεις με ειδικά κλαπέτα.
- Ποιότητα εναλλάκτη
Αναφερόμενοι στους θερμικούς εναλλάκτες διευκρινίζουμε ότι υπάρχουν τριών ειδών: κεραμικοί, ενθαλπικοί και μεταλλικοί. Οι τελευταίοι τείνουν να εγκαταλειφθούν γιατί έχει παρατηρηθεί ότι στο εσωτερικό τους δημιουργούνται συμπυκνώματα και γενικά ήταν μια αρχική τεχνολογία που δοκιμάστηκε και εγκαταλείφθηκε. Η ποιότητα απόδοσης του κάθε εναλλάκτη εξαρτάται από την ταχύτητα του αέρα που τους διαπερνά, τη συνολική επιφάνεια της εναλλαγής και το υλικό.
Αμφίδρομη ροή – Pico ho2
Ο αμφίδρομος μηχανισμός έχει στο εσωτερικό του έναν σφαιρικό κυψελοειδή κεραμικό εναλλάκτη ο οποίος είναι περιμετρικά μονωμένος με ειδικό τεμάχιο πολυστερίνης. Με αυτό τον τρόπο διατηρείται η λαμβάνουσα θερμοκρασία για όσο χρονικό διάστημα απαιτείται (70 δευτερόλεπτα).
Η επιβεβαιωμένη απόδοσή του φτάνει έως και το 93%, αλλά όπως αναφέραμε παραπάνω, σε πραγματικές συνθήκες αυτό το ποσοστό μειώνεται περίπου στο μισό. Για τον συγκεκριμένο μηχανισμό δεν υπάρχει πιστοποίηση υλικού ως προς τη συμπεριφορά του κεραμικού εναλλάκτη γιατί ακόμα κι αν υπάρχει, δεν ανταποκρίνεται στο τελικό αποτέλεσμα που προσφέρει ο μηχανισμός σε λειτουργία.
Διασταυρούμενη ροή – PureAir
Ο διασταυρούμενος μηχανισμός έχει στο εσωτερικό του έναν τετράγωνο ενθαλπικό εναλλάκτη τεχνολογίας Mitsubishi με 10ετή εγγύηση, όπου λόγω της γεωμετρίας και της φύσης του αποδίδει σταθερά και ανάλογα με την ταχύτητα χρήσης. Το ποσοστό ανάκτησης υπολογισμένο στην 3η ταχύτητα επιβεβαιώνεται στο 74% (πιστοποίηση TÜV SÜD).
Μια από τις βασικές ιδιότητές του είναι ότι μπορεί να εξισορροπήσει την υγρασία μεταξύ των ροών του αέρα μεταφέροντας πάντα το μεγαλύτερο ποσοστό υγρασίας στον όγκο του αέρα που έχει μικρότερο ποσοστό υγρασίας. Αυτό προσφέρει τα εξής σημαντικά πλεονεκτήματα:
- Η ανάκτηση της θερμότητας είναι πιο αποδοτική σε σύγκριση με τους εναλλάκτες κατασκευασμένους από άλλα υλικά (κεραμικό ή μέταλλο)
- Εκμηδενίζεται η πιθανότητα δημιουργίας υγροποιήσεων στον εναλλάκτη, και δεν χρειάζεται ποτέ κάποια συντήρηση ή καθαρισμό
- Το καλοκαίρι ή τον χειμώνα, αποτρέπονται αντίστοιχα τα χαμηλά ή υψηλά ποσοστά της σχετικής υγρασίας
- Ηχομόνωση-παραγωγή ήχου
Με δεδομένο ότι οι τοπικοί μηχανικοί αερισμοί φέρνουν σε άμεση επαφή τον εξωτερικό με τον εσωτερικό χώρο, είναι πολύ σημαντική η σύγκρισή τους ιδιαίτερα όταν πρόκειται για περιοχές με υψηλή ηχορύπανση.
Αμφίδρομη ροή – Pico hp2
Ο μηχανισμός αμφίδρομης ροής είναι μια διαμπερής τρύπα στον τοίχο. Η μετάδοση του ήχου γίνεται μέσω του αέρα και συνεπώς ο ήχος θα περνάει πιο εύκολα με αυτό τον μηχανισμό. Σίγουρα όμως θα περνάει λιγότερο από την περίπτωση που κάποιο διαμέρισμα δεν έχει μηχανικό αερισμός και απλά αερίζει με το παράθυρο σε ανάκλιση. Κατά τη λειτουργία του, η παραγωγή ήχου κυμαίνεται από 25dB έως και 37dB στα τρία μέτρα, ανάλογα με την ταχύτητα που θα επιλεχθεί.
Διασταυρούμενη ροή – PureAir
Ο διασταυρούμενος μηχανισμός έχει πιστοποίηση Dn,e,w = 53 ως προς την ηχομόνωση μέσω του συμπαγούς μηχανισμού του. Κατά τη λειτουργία του, η παραγωγή ήχου κυμαίνεται από 17,90dB έως και 35,70dB στα τρία μέτρα, ανάλογα με την ταχύτητα που θα επιλεχθεί.
- Ποιότητα φίλτρων
Αμφίδρομη ροή – Pico hp2
Τοποθετουνται δύο φίλτρα, ένα στην είσοδο και ένα την έξοδο του εναλλάκτη. Πρόκειται για πολύ απλά φίλτρα που αντιμετωπίζουν τους πιο βασικούς ατμοσφαιρικόυς ρύπους, δηλαδή τα πολύ βαριά αιωρούμενα μικροσωματίδια. Είναι ιδανικό για διαμερίσματα μέσα σε πόλεις όπου ρινίσματα φρένων και ελαστικών από αυτοκίνητα, σκόνες και ρύποι καυσίμων αιωρούνται και εισέρχονται στους κλειστούς χώρους. Στις φωτογραφίες που ακολουθούν, φαίνεται το καθάρισμα ενός φίλτρου μετά από δύο μήνες χρήσης σε διαμέρισμα στην περιοχή των Πατησίων.
Διασταυρούμενη ροή – PureAir
Τα φίλτρα αέρα του διασταυρούμενου μηχανισμού είναι G4/F8 στην προσαγωγή του αέρα και G4 μετά από τον εναλλάκτη. Δηλαδή είναι φίλτρα πολύ πιο ποιοτικά και αποτελεσματικά σε μικρότερες κοκκομετρίες,
- Θερμομόνωση
Αμφίδρομη ροή – Pico hp2
Με δεδομένο ότι πρόκειται για μια ανοιχτή και μη ελεγχόμενη οπή στο κέλυφος, ο μηχανισμός αμφίδρομης ροής λειτουργεί περισσότερο ως μια θερμική απώλεια-θερμογέφυρα όταν δεν είναι σε λειτουργία. Για αυτό τον τρόπο δεν συνίσταται η χρήση διάφορων και πολύπλοκων αυτοματισμών που τον θέτουν εκτός λειτουργίας όταν για παράδειγμα το ποσοστό υγρασίας είναι σε αποδεκτά επίπεδα στο εσωτερικό του χώρου και θεωρητικά δεν απαιτείται η μείωση της υγρασίας. Αυτό γιατί όταν δεν δημιουργείται αμφίδρομη βεβιασμένη ροή αέρα, δεν φορτίζει με θερμοχωρητικότητα ο εναλλάκτης και συνεπώς σε περιόδους με διαφορά θερμοκρασίας Δt>10°C θα είναι απλά μια τρύπα στον τοίχο με τις θερμικές απώλειες που θα επιφέρει.
Διασταυρούμενη ροή – PureAir
Ο μηχανισμός διασταυρούμενης ροής, έχει συντελεστή Uvalue= 0,30 W/m²K, μετρημένο στο σημείο της κάθε οπής και μέσω της συμπαγούς κατασκευής του. Δηλαδή επιβεβαιώνεται ότι οι οπές είναι θερμικά σφραγισμένες και ελεγχόμενες τόσο στη ροή του αέρα όσο και στη μετάδοση της θερμότητας, ανεξάρτητα από το αν είναι σε χρήση ή όχι.
- Κατανάλωση ρεύματος
Αμφίδρομη ροή – Pico hp2
Οι καταναλώσεις είναι πολύ χαμηλές και ξεκινάνε από 1,3W με μέγιστη κατανάλωση στη μεγαλύτερη ταχύτητα τα 3,6W. Δηλαδή μια μέση χρήση στα 1,6W θα κοστίζει σε ετήσιο ρεύμα:
1.6W * 24ώρες = 38.4W ανά ημέρα = 0,0384ΚWh * 365 ημέρες = 14.016 KWh * 0.17€ = 2,38€/έτος
Διασταυρούμενη ροή – PureAir
Οι καταναλώσεις ξεκινάνε από 4W στην 1η ταχύτητα έως 20W στην 5η. Σε αντίστοιχη μέτρηση με μια κατανάλωση στην 3η ταχύτητα με 10W θα είχαμε:
10W * 24ώρες = 240W ανά ημέρα = 0,24ΚWh * 365 ημέρες = 87.60 KWh * 0.17€ = 14,89€/έτος
- Κόστη αγοράς
Αμφίδρομη ροή – Pico hp2
Οι μηχανισμοί διατίθενται σε τρεις διαφορετικές διαστάσεις με τα αντίστοιχα κόστη:
Pico hp2 30 μ³/ώρα = 360€ με ΦΠΑ
Pico hp2 55 μ³/ώρα = 400€ με ΦΠΑ
Pico hp2 80 μ³/ώρα = 440€ με ΦΠΑ
Διασταυρούμενη ροή – PureAir
Ο μηχανισμός διατίθεται μόνο σε μια διάσταση με κόστος 1.364€ με ΦΠΑ
- Τελικά συμπεράσματα από τη σύγκριση των μηχανισμών
Καταλήγουμε στο ότι ο μηχανισμός διασταυρούμενης ροής είναι ποιοτικά ανώτερος σε όλα τα σημεία σύγκρισης από τον αμφίδρομο μηχανισμό, εκτός από την κατανάλωση του ρεύματος και το κόστος αγοράς. Επισημαίνουμε ότι αυτό που προσφέρει το τελικό αποτέλεσμα είναι το σύνολο του μηχανισμού και όχι τα κάθε εξάρτημα ξεχωριστά. Άλλωστε σε NZEB κτίρια με πολύ υψηλές προδιαγραφές αεροστεγανότητας και ενεργειακής απόδοσης, χρησιμοποιούνται κεντρικά συστήματα και μέχρι σήμερα στην Ιταλία αλλά και στην υπόλοιπη Ευρώπη, δεν έχει υπάρξει σχεδιασμός ή υλοποίηση κτιρίου με αμφίδρομους μηχανισμούς. Σίγουρα δεν πρόκειται ποτέ να γίνει αποδεκτό και να πιστοποιηθεί ως NZEB ένα κτιριακό κέλυφος με επιβεβαιωμένες ανοιχτές οπές κατά τη χρήση του.
Σε κάθε περίπτωση η επιλογή ενός αμφίδρομου μηχανισμού Pico hp2 αποτελεί μια έντιμη λύση με δεδομένο το πολύ χαμηλό κόστος αγοράς προσφέροντας την πιο εργονομική και οικονομική λύση σε ανακαινίσεις, υπάρχουσες κατοικίες ή νέες κατασκευές.
Η επιλογή του διασταυρουμένου μηχανισμού PureAir αποτελεί την πιο ποιοτική λύση σε όλους τους τομείς και ιδιαίτερα σε κατασκευές πολύ υψηλών προδιαγραφών η χρήση ενός PureAir θα μπορούσε να αποτελέσει μια ολοκληρωμένη και ποιοτική επιλογή.
Ακολουθεί ένας συνοπτικός συγκριτικός πίνακας
Περισσότερες πληροφορίες για τα παραπάνω προϊόντα σε αυτό τον σύνδεσμο: https://fuvproducts.gr/products/ktiriakos_pneumonas/
Θεόδωρος Σωτήριος Τούντας
Αρχιτέκτων Μηχανικός, Ενεργειακός Σύμβουλος CasaClima
Γενικός Διευθυντής F.U.V. Products, fuv@fuv.gr
Αρχική δημοσίευση
Το άρθρο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Ο Ψυκτικός» στις 14/01/2022.