Recuperatorul de căldură într-o casă izolată

După ce ai izolat pereții și podul și ai pus ferestre cu garnituri, casa nu mai primește aer proaspăt pe la rosturi. Aerul trebuie adus și scos pe un drum plănuit, iar odată cu el pleacă din casă căldura. Recuperatorul de căldură (ventilarea mecanică dublu flux cu recuperare) trece cea mai mare parte din căldura aerului evacuat în aerul proaspăt, fără ca cele două să se amestece.

Aici afli cum funcționează, cum alegi între un aparat central și aparatele de perete, ce cifre contează pe fișa tehnică, ce etanșeitate cere casa, pe unde trec tuburile la o renovare și cum îl întreții. Locul ventilării în succesiunea lucrărilor este explicat în ghidul despre ordinea renovării energetice. Debitele minime pentru bucătărie și baie și variantele fără recuperare sunt tratate în categoria Umiditate și condens.

Cum funcționează

Un aparat dublu flux are două ventilatoare și patru racorduri: aerul exterior intră, trece prin schimbătorul de căldură și ajunge, ca aer introdus, în camere; aerul extras din bucătărie și băi trece prin același schimbător, pe alt canal, și iese afară ca aer evacuat. Normativul de ventilare I5-2022 admite la casele individuale această variantă, „ventilare mecanică cu două circuite (dublu flux), cu recuperarea căldurii din aerul evacuat”, cu recuperatoare statice sau termodinamice, aer-aer, cu plăci sau rotative (pct. 6.1.2).

Același normativ definește eficiența recuperatorului ca raport de temperaturi (pct. 5.6): cât s-a încălzit aerul exterior trecând prin schimbător, împărțit la diferența dintre aerul extras și cel exterior. Exemplu: afară sunt 0 °C, aerul extras are 21 °C, iar eficiența este 84%. Aerul proaspăt iese la 0 + 0,84 × 21 = 17,6 °C. De încălzit mai rămân 21 − 17,6 = 3,4 grade, adică 16% din cât ar fi trebuit fără recuperare.

Schimbătoarele cu plăci (recuperative) separă fluxurile prin pereți subțiri și transferă doar căldură. Cele regenerative, rotative sau cu flux alternant, încarcă pe rând o masă acumulatoare și, după I5-2022, transferă și umiditate. Schimbătorul entalpic folosește o membrană care lasă să treacă vaporii.

Central sau aparate de perete

Sistemul central are un singur aparat, de obicei într-o cameră tehnică, în pod sau într-o debara, și tubulatură spre fiecare cameră. Aparatele descentralizate se montează prin peretele exterior, cameră cu cameră; cele alternante lucrează în pereche, unul scoate aerul și încarcă acumulatorul de căldură, celălalt introduce aer, apoi își schimbă rolurile.

Organizația germană a consumatorilor (Verbraucherzentrale) confirmă: aparatele de perete se montează mai ușor în clădiri existente, dar cer mai multă întreținere, consumă mai mult curent și pot aduce dezavantaje la protecția la zgomot. Cifrele de recuperare ale celor două familii nu se compară direct: aparatele de perete sunt testate după altă parte a standardului, iar un producător declară pentru același aparat 90% după procedura de agrement germană și 93% sau 91% după EN 13141-8, în funcție de debit. Alegerea o face proiectantul de instalații, după camere, trasee posibile și zgomotul străzii.

Cifrele de pe fișa tehnică

Un reper public sever este certificarea Passivhaus Institut. Un aparat central primește certificatul dacă are randament de recuperare de cel puțin 75%, consum electric specific de cel mult 0,45 Wh pe metru cub de aer, scăpări de aer între fluxuri și spre exterior sub 3% și dacă introduce aerul la cel puțin 16,5 °C când afară sunt −10 °C. Consumul se măsoară la 100 Pa presiune externă, deci cu o rețea de tuburi reală în spate.

În exportul bazei de date a institutului pentru aparatele de până la 600 m³/h, secțiunea de climat temperat rece cuprinde 381 de aparate certificate: randamentul merge de la 75% la 94%, cu mediana 84%, iar consumul specific de la 0,19 la 0,45 Wh/m³, cu mediana 0,30. Metodologia Mc 001-2022 recomandă pentru casele noi NZEB recuperare cu „eficiența nominală ≥ 75%” și consum specific „≤ 0,15…0,30 Wh/m³”. Verbraucherzentrale recomandă un randament de peste 80%.

Atenție la condițiile de măsurare. Fișa europeană de produs a unui aparat central dă 86% și 0,21 Wh/m³ la debitul de referință și 50 Pa; în baza Passivhaus, același model are 84% și 0,26 Wh/m³. Compară aparatele la debitul din proiect și după aceeași metodă, nu valorile maxime din prospect.

Consumul de curent se estimează așa: debitul înmulțit cu consumul specific. La 120 m³/h și 0,30 Wh/m³, aparatul trage 120 × 0,30 = 36 W, iar într-un an întreg, 36 × 8760 h ≈ 315 kWh. Verbraucherzentrale dă pentru o casă unifamilială circa 200–400 kWh pe an și notează că instalațiile bune recuperează de 15–20 de ori mai multă căldură decât energia electrică pe care o consumă. Cât valorează asta în facturi afli cu metoda din articolul despre economia după izolare.

Etanșeitatea: când are sens recuperarea

Aerul care intră pe la rosturi ocolește schimbătorul: aparatul recuperează căldura doar din aerul care trece prin el. De aceea Mc 001-2022 leagă recuperatorul de etanșeitate: pentru casele cu n50 sub 1,5 schimburi pe oră la 50 Pa recomandă ventilarea mecanică cu recuperarea căldurii și arată că, pentru ca ventilarea dublu flux să lucreze eficient, „este necesară asigurarea unei permeabilități la aer a anvelopei clădirii cât mai reduse”. Limitele din metodologie sunt n50 sub 3,0 h⁻¹ la ventilarea naturală, sub 1,5 h⁻¹ la cea mecanică și sub 1,0 h⁻¹ la NZEB.

Pentru casele existente, tabelul 2.14a din aceeași metodologie dă valori indicative ale n50 între 0,33 și 10,86 h⁻¹, după tâmplărie și adăpostirea clădirii. Diferența arată de ce casa ta trebuie măsurată, nu ghicită: testul cu ventilatorul montat în ușă, după SR EN ISO 9972, descris în articolul despre termoviziunea casei. I5-2022 cere ca montajul tubulaturii să păstreze etanșeitatea la străpungeri și recomandă testul după ce găurile în anvelopă au fost făcute. Un loc de verificat la orice test este racordul ferestrelor cu zidăria; cum se leagă fereastra de izolație afli din articolul schimbi întâi ferestrele sau izolezi întâi?.

Tubulatura: trasee, zgomot, curățare

I5-2022 limitează viteza aerului în locuințe la 5 m/s în conductele verticale și 6 m/s în cele orizontale, pentru zgomot, și cere atenuarea zgomotului transmis între camere legate prin aceeași rețea. Certificarea Passivhaus admite pentru aparat o putere acustică de cel mult 35 dB(A) și urmărește sub 25 dB(A) în camerele de locuit și sub 30 dB(A) în încăperile funcționale, cu atenuatoare pe tuburi. Un aparat certificat care depășește limita trebuie, după certificat, montat separat acustic de camere: citește certificatul întreg.

Tuburile prin podul neîncălzit se izolează termic, iar cele cu aer rece, adică priza de aer exterior și evacuarea, primesc izolație rezistentă la difuzia vaporilor, continuă, altfel condensează (I5-2022, pct. 7.1). Rețeaua are capace de vizitare pentru curățare, iar scăpările conductelor rămân sub 5% din debit. Verbraucherzentrale recomandă curățarea tubulaturii de către o firmă de specialitate după circa zece ani, cu verificarea reglajului, pentru că debitele se pot dezechilibra la curățare.

Priza de aer proaspăt se amplasează, după I5-2022, la cel puțin 8 m pe orizontală de punctul de gunoi, de o parcare pentru trei sau mai multe mașini, de capetele de coș și de ventilațiile de canalizare, de preferință spre o stradă liniștită și accesibil pentru întreținere. Aparatul însuși are nevoie de o încăpere fără îngheț, de o scurgere de condens cu sifon și pantă și, la un model central, de cel puțin 70 cm liberi în față pentru schimbarea filtrelor, după instrucțiunile de montaj ale unui producător.

Montajul la renovare: pe unde trec tuburile

Schema de bază: aer introdus în camera de zi și în dormitoare, aer extras din bucătărie, baie și cămară, iar între ele aerul trece pe sub uși sau prin grile de transfer. La o casă cu parter și pod neîncălzit, tuburile de introducere pot coborî din pod prin planșeu, iar fiecare trecere prin stratul etanș se etanșează cu manșoane. Unde nu există pod, traseele merg prin tavane false pe hol, prin dulapuri înalte sau prin șapă, cu tuburi plate. Tavanul fals de pe hol se montează după pozarea tuburilor; execuția lui este explicată pe finisareacasei.ro, în articolul despre montajul tavanului fals din rigips.

Ordinea contează. Cele două găuri mari prin peretele exterior, pentru aer proaspăt și evacuat, sau găurile pentru aparatele de perete, se fac înaintea termosistemului, ca racordul cu izolația să fie etanș. Dacă aparatul stă într-un spațiu încălzit, I5-2022 cere ca pierderile tuburilor reci spre exterior să intre în calculul energetic, deci acestea se țin scurte.

Nu orice casă veche primește ușor un sistem central. I5-2022 însuși admite ventilarea naturală organizată sau extracția mecanică cu admisie naturală acolo unde ventilarea cu recuperare nu poate fi aplicată și dă ca exemplu clădirile rezidențiale vechi. Pentru casa ta decide proiectantul de instalații, după traseele posibile.

By-pass-ul de vară și protecția la îngheț

Vara, în nopțile răcoroase, schimbătorul ar încălzi inutil aerul proaspăt cu aerul cald din casă. I5-2022 cere ca recuperarea să fie reglată pentru a evita supraîncălzirea aerului introdus în perioada caldă; practic, aparatul are o clapetă de by-pass care trimite aerul pe lângă schimbător. Recuperatorul nu este aer condiționat: debitul lui e dimensionat pentru aer proaspăt, nu pentru răcire.

Iarna, aerul extras se răcește în schimbător, umezeala lui condensează, iar la ger condensul poate îngheța. Certificarea Passivhaus prevede protecție la îngheț până la −15 °C, fără să fie afectată ventilarea. Un aparat certificat folosește un preîncălzitor electric de 1500 W care ține aerul la −3 °C, iar ca a doua treaptă oprește ventilatorul de introducere. Fără aer introdus, extracția pune casa în depresiune. Dacă ai sobă, șemineu sau centrală cu tiraj natural, I5-2022 cere prevenirea depresiunii care ar întoarce gazele de ardere în casă: strategia la îngheț o verifică proiectantul de instalații, cu coșarul și cu operatorul autorizat ANRE pentru aparatele pe gaz. Circuitul preîncălzitorului îl face un electrician autorizat ANRE. Află de la proiectant temperatura exterioară de calcul a localității tale și compar-o cu limita de −15 °C.

Filtrele și întreținerea

I5-2022 cere ca recuperatorul să fie protejat cu un filtru de cel puțin ePM2,5 > 45%, după clasificarea SR EN ISO 16890. Passivhaus Institut recomandă ePM1 50% pe aerul exterior și ISO Coarse 60% pe aerul extras. La unele aparate de perete, filtrul standard este unul grosier, lavabil, iar cel fin se cumpără separat: întreabă ce filtru e inclus.

I5-2022 nu admite, din motive igienice, filtre din prima treaptă folosite mai mult de un an înainte de curățare sau înlocuire; Verbraucherzentrale recomandă schimbarea filtrelor de aer proaspăt la 3–6 luni și o revizie cu curățare o dată pe an. Indicatorul de filtru de pe aparat te ajută să nu ratezi momentul.

Umiditatea iarna și reglajul automat

Aerul rece de afară conține puțini vapori. Cu formula presiunii de saturație folosită de Organizația Meteorologică Mondială, aerul de −5 °C cu 80% umiditate relativă are 3,4 hPa presiune de vapori; încălzit la 21 °C, unde saturația este 24,8 hPa, ajunge la circa 14%. În casă, umiditatea crește din gătit, duș și respirație, dar o ventilare mai mare decât cea din proiect usucă aerul. Soluția este reglajul corect, nu oprirea aparatului. Schimbătoarele entalpice recuperează și o parte din umiditate: în baza Passivhaus, cele 82 de aparate certificate cu recuperare de umiditate au rate de iarnă între 35% și 90%. I5-2022 cere ca alegerea transferului de umiditate să fie examinată pentru fiecare proiect.

Reglajul automat după dioxid de carbon sau umiditate adaptează debitul la ocupare. I5-2022 clasează calitatea aerului după CO₂ peste nivelul exterior, de la sub 400 ppm (IDA 1) la peste 1000 ppm (IDA 4), și prevede reglarea după CO₂ în funcție de prezența oamenilor. Fișa europeană a unui aparat arată efectul în calcul: factorul de comandă este 1,0 la comanda manuală, 0,85 la un senzor și 0,65 la doi sau mai mulți senzori, iar consumul anual de curent calculat scade în aceeași ordine.

Hota din bucătărie

Hota și recuperatorul fac lucruri diferite. Gura de extracție a recuperatorului din bucătărie asigură ventilarea de bază, iar I5-2022 cere ca aerul extras din bucătării să treacă întâi printr-un filtru pentru grăsimi. Ghidul Passivhaus Institut pentru hote recomandă, la casele cu necesar de căldură foarte mic, hota cu recirculare: filtrează grăsimea și mirosul, dar nu scoate umezeala, deci bucătăria are nevoie în continuare de extracție de bază, recomandată la cel puțin 0,5 schimburi pe oră. Hota cu evacuare afară e posibilă, dar cere aer de compensare: într-o casă foarte etanșă, la 250 m³/h, ghidul indică o deschidere cu diametrul liber de 140 mm ca să nu se depășească 50 Pa depresiune. Funcționarea ei simultană cu o sobă sau un șemineu care își ia aerul din cameră nu este recomandată.

Încălzește casa? Și pompa de căldură

Recuperatorul reduce pierderile prin ventilare, dar nu este o sursă de căldură. Wolfgang Feist, de la Passivhaus Institut, arată limita: cu 30 m³/h aer proaspăt pe persoană, încălzit cu cel mult 30 K ca praful din aer să nu se descompună, aerul duce circa 300 W pe persoană, adică 10 W/m² la 30 m² de persoană. Doar o casă cu pierderi foarte mici se poate încălzi numai prin aerul introdus; o casă renovată obișnuită are nevoie de calorifere, încălzire în pardoseală sau alt sistem.

Cu pompa de căldură, recuperatorul se completează: pierderile mai mici prin ventilare scad sarcina termică după care se dimensionează pompa, deci ventilarea se decide înaintea sursei de căldură. I5-2022 admite și recuperatoare termodinamice, cu pompă de căldură pe aerul evacuat.

Greșeli frecvente

• Recuperator montat într-o casă încă neetanșă, fără test de etanșeitate, cu aerul rece intrând în continuare pe la ferestre.
• Aparat ales după randamentul maxim din prospect, nu după valoarea la debitul din proiect și la presiunea reală a rețelei.
• Aparatul central montat lângă dormitor, fără atenuatoare pe tuburi și cu viteze mari ale aerului.
• Tuburi de aer rece neizolate sau izolate fără barieră de vapori, care picură în pod sau în tavanul fals.
• Filtre schimbate rar sau înlocuite cu filtre grosiere, cu schimbătorul murdar și debite în scădere.
• Hota pe evacuare pornită într-o casă etanșă fără aer de compensare sau lângă o sobă care își ia aerul din cameră.
• Protecția la îngheț prin oprirea ventilatorului de introducere într-o casă cu centrală atmosferică sau șemineu, fără verificarea depresiunii.
• Aparatul oprit iarna „ca să nu usuce aerul”, în loc de reglarea debitului după proiect sau de un schimbător entalpic.