Recyrkulacja w HVAC: Definicja, Zastosowanie i Eliminacja

W dziedzinie HVAC, czyli ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, termin recyrkulacja powietrza odnosi się do praktyki mieszania powietrza wywiewanego z pomieszczenia z powietrzem świeżym zewnętrznym, a następnie ponownego wprowadzenia tej mieszanki do tego samego lub innego pomieszczenia. Jest to koncepcja znana i stosowana od dawna w celu optymalizacji zużycia energii, jednak wiąże się z pewnymi ograniczeniami i wymogami.

Co to jest recyrkulacja powietrza?

Recyrkulacja powietrza, w najprostszym ujęciu, to proces zawracania części powietrza wywiewanego z pomieszczenia i ponownego wykorzystania go w systemie wentylacyjnym. Zazwyczaj polega na mieszaniu strumienia powietrza wywiewanego (recyrkulacyjnego) ze strumieniem powietrza świeżego, a następnie wprowadzeniu tej mieszaniny z powrotem do pomieszczeń. Proporcje mieszania mogą być stałe lub zmienne, dostosowywane do aktualnych potrzeb.

Proces mieszania powietrza najczęściej realizowany jest w specjalnej komorze mieszania, gdzie strumienie powietrza o różnych parametrach termodynamicznych (np. powietrze zewnętrzne i recyrkulacyjne) są łączone. Wynikiem tego procesu jest mieszanina powietrza o wypadkowych parametrach cieplno-wilgotnościowych. Parametry powietrza zmieszanego zależą od:

• Parametrów powietrza zewnętrznego,
• Parametrów powietrza wywiewanego (recyrkulacyjnego),
• Stosunku zmieszania.

Stosunek zmieszania regulowany jest zazwyczaj za pomocą przepustnic, które kontrolują intensywność dopływu każdego strumienia powietrza do komory mieszania. Przepustnice te nie tylko regulują proporcje mieszania, ale także wspomagają sam proces mieszania strumieni, często poprzez kierowanie strumieni powietrza pod kątem 90 stopni i wykorzystanie przepustnic o łopatkach współbieżnych.

Zalety i wady recyrkulacji powietrza

Zalety recyrkulacji:

• Oszczędność energii: Główną zaletą recyrkulacji jest zmniejszenie zużycia energii potrzebnej do ogrzania lub ochłodzenia powietrza wentylacyjnego. Ponowne wykorzystanie powietrza, które zostało już wstępnie przygotowane termicznie, redukuje obciążenie energetyczne systemu HVAC.
• Prostota i niski koszt: Recyrkulacja jest stosunkowo prostą i tanią metodą odzysku ciepła w porównaniu do bardziej zaawansowanych systemów, takich jak wymienniki ciepła.

Wady i ograniczenia recyrkulacji:

• Ryzyko pogorszenia jakości powietrza: Recyrkulacja może prowadzić do wzrostu stężenia zanieczyszczeń w pomieszczeniu, ponieważ powietrze recyrkulacyjne może zawierać substancje szkodliwe, pyły, mikroorganizmy, nieprzyjemne zapachy i dwutlenek węgla (CO₂).
• Ograniczenia higieniczne i sanitarne: Stosowanie recyrkulacji jest ograniczone przepisami i normami higienicznymi, szczególnie w pomieszczeniach, gdzie wymagana jest wysoka jakość powietrza, np. w szpitalach, laboratoriach, przemyśle farmaceutycznym i spożywczym.
• Ryzyko pożarowe i wybuchowe: W pomieszczeniach zagrożonych wybuchem lub pożarem recyrkulacja powietrza jest często zabroniona, ponieważ może zwiększyć ryzyko rozprzestrzeniania się ognia lub wybuchu.

Przepisy i normy dotyczące recyrkulacji w Polsce

W Polsce, stosowanie recyrkulacji powietrza regulowane jest przepisami prawa, m.in.:

• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie: § 150 ust. 1 nakłada obowiązek stosowania urządzeń do odzyskiwania ciepła (o sprawności temperaturowej co najmniej 50%) lub recyrkulacji w instalacjach wentylacji mechanicznej ogólnej nawiewno-wywiewnej lub klimatyzacji komfortowej o wydajności 500 m³/h i więcej, o ile recyrkulacja jest dopuszczalna. Ust. 3 precyzuje, że recyrkulacja może być stosowana, gdy przeznaczenie pomieszczeń nie wiąże się z występowaniem bakterii chorobotwórczych, emisją substancji szkodliwych, uciążliwych zapachów oraz przy zachowaniu wymagań ochrony przeciwpożarowej. Ust. 5 nakazuje stosowanie układów regulacji umożliwiających zwiększanie udziału powietrza zewnętrznego do 100% w korzystnych warunkach pogodowych.
• Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 7 czerwca 2010 r. w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów: § 35 ust. 4 zakazuje recyrkulacji powietrza w systemach ogrzewczych i wentylacyjnych, jeżeli mogłaby spowodować wzrost zagrożenia wybuchem.
• Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 26 września 1997 r. w sprawie ogólnych przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy: § 38 ust. 1 określa minimalną ilość powietrza świeżego na 10% ogólnej ilości wymienianego powietrza przy stosowaniu recyrkulacji. Ust. 3 zakazuje recyrkulacji w pomieszczeniach pracy, gdzie występuje narażenie na mikroorganizmy chorobotwórcze, substancje trujące, cuchnące, nagłe wzrosty stężenia szkodliwych substancji, a także w przestrzeniach zagrożonych wybuchem.

Szczególnie restrykcyjne przepisy dotyczą budynków opieki zdrowotnej, gdzie recyrkulacja może być stosowana tylko za zgodą i na warunkach określonych przez właściwego państwowego inspektora sanitarnego.

Jak wyeliminować recyrkulację powietrza?

Eliminacja recyrkulacji powietrza w systemie wentylacyjnym jest stosunkowo prosta i polega na całkowitym otwarciu przepustnic powietrza zewnętrznego oraz zamknięciu przepustnic recyrkulacyjnych. Otwarcie przepustnic powietrza zewnętrznego nawet o 100% powoduje, że do systemu dostarczane jest wyłącznie powietrze zewnętrzne, a powietrze wywiewane jest usuwane na zewnątrz budynku, bez ponownego zawracania do obiegu.

W praktyce, systemy wentylacyjne z recyrkulacją powinny być wyposażone w odpowiednie układy regulacji, które umożliwiają płynne przechodzenie od recyrkulacji do wentylacji z 100% udziałem powietrza zewnętrznego. W korzystnych warunkach pogodowych lub w sytuacjach, gdy wymagana jest maksymalna jakość powietrza (np. w przypadku zwiększonego ryzyka zanieczyszczeń), system powinien automatycznie lub ręcznie przełączać się na tryb wentylacji bez recyrkulacji.

Recyrkulacja a odzysk ciepła z wymienników ciepła

Chociaż recyrkulacja jest prostą formą odzysku ciepła, to w nowoczesnych systemach HVAC coraz częściej stosuje się bardziej zaawansowane metody odzysku ciepła, wykorzystujące wymienniki ciepła. Wymienniki ciepła, takie jak wymienniki krzyżowe, przeciwprądowe czy obrotowe, pozwalają na odzyskanie ciepła z powietrza wywiewanego i przekazanie go powietrzu nawiewanemu, bez mieszania strumieni powietrza. Dzięki temu, możliwe jest osiągnięcie wysokiej efektywności energetycznej przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości powietrza w pomieszczeniach.

W porównaniu do recyrkulacji, odzysk ciepła z wymienników ciepła oferuje następujące zalety:

• Brak mieszania strumieni powietrza: Powietrze wywiewane i nawiewane pozostają oddzielone, co eliminuje ryzyko przenoszenia zanieczyszczeń i zapachów z powietrza wywiewanego do nawiewanego.
• Wyższa efektywność odzysku ciepła: Wymienniki ciepła mogą osiągać wyższą sprawność odzysku ciepła niż recyrkulacja, szczególnie w przypadku wymienników przeciwprądowych i obrotowych.
• Lepsza jakość powietrza: Stosowanie wymienników ciepła pozwala na utrzymanie wysokiej jakości powietrza w pomieszczeniach, ponieważ powietrze nawiewane jest zawsze świeże i nie zawiera zanieczyszczeń z powietrza wywiewanego.

FAQ - Najczęściej zadawane pytania dotyczące recyrkulacji powietrza

Co to jest recyrkulacja powietrza?

Recyrkulacja powietrza to proces mieszania powietrza wywiewanego z pomieszczenia z powietrzem świeżym zewnętrznym i ponowne wprowadzenie tej mieszanki do pomieszczenia w celu oszczędności energii.

Kiedy można stosować recyrkulację powietrza?

Recyrkulacja powietrza może być stosowana w pomieszczeniach, gdzie nie występuje ryzyko zanieczyszczenia powietrza substancjami szkodliwymi, bakteriami chorobotwórczymi, uciążliwymi zapachami i nie ma zagrożenia wybuchem, zgodnie z obowiązującymi przepisami.

Kiedy nie można stosować recyrkulacji powietrza?

Recyrkulacja powietrza jest zabroniona w pomieszczeniach, gdzie występuje ryzyko zanieczyszczenia powietrza, zagrożenie wybuchem, w budynkach opieki zdrowotnej (bez zgody inspektora sanitarnego) oraz w sytuacjach, gdy przepisy BHP tego zabraniają.

Jakie są zalety recyrkulacji powietrza?

Główną zaletą recyrkulacji powietrza jest oszczędność energii na ogrzewanie i chłodzenie powietrza wentylacyjnego.

Jakie są wady recyrkulacji powietrza?

Wady recyrkulacji powietrza to ryzyko pogorszenia jakości powietrza, ograniczenia higieniczne i sanitarne oraz potencjalne zagrożenie pożarowe i wybuchowe.

Jak wyeliminować recyrkulację powietrza?

Recyrkulację powietrza można wyeliminować poprzez całkowite otwarcie przepustnic powietrza zewnętrznego i zamknięcie przepustnic recyrkulacyjnych, zapewniając 100% udział powietrza zewnętrznego w wentylacji.

Czy recyrkulacja powietrza jest bezpieczna?

Bezpieczeństwo recyrkulacji powietrza zależy od rodzaju pomieszczenia i potencjalnych źródeł zanieczyszczeń. W wielu przypadkach recyrkulacja jest bezpieczna, ale wymaga starannej analizy i przestrzegania przepisów.

Jakie przepisy regulują stosowanie recyrkulacji powietrza w Polsce?

Stosowanie recyrkulacji powietrza w Polsce regulują Rozporządzenie Ministra Infrastruktury, Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji oraz Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej, szczegółowo opisane w artykule.

Podsumowanie

Recyrkulacja powietrza jest metodą stosowaną w systemach HVAC w celu zmniejszenia zużycia energii. Chociaż jest to proste i ekonomiczne rozwiązanie, wiąże się z pewnymi ograniczeniami i ryzykiem pogorszenia jakości powietrza. Przepisy prawne w Polsce regulują warunki stosowania recyrkulacji, a w wielu przypadkach zaleca się stosowanie alternatywnych metod odzysku ciepła, takich jak wymienniki ciepła, które zapewniają wyższą jakość powietrza i efektywność energetyczną. W celu eliminacji recyrkulacji, wystarczy otworzyć przepustnice powietrza zewnętrznego na 100%, zapewniając dopływ wyłącznie świeżego powietrza. Decyzja o zastosowaniu recyrkulacji lub jej eliminacji powinna być zawsze podejmowana na podstawie analizy specyficznych wymagań danego pomieszczenia, obowiązujących przepisów i priorytetów dotyczących jakości powietrza i bezpieczeństwa.

Jeśli chcesz poznać inne artykuły podobne do Recyrkulacja w HVAC: Definicja, Zastosowanie i Eliminacja, możesz odwiedzić kategorię Wentylacja.