Vetranie a rekuperácia – základné požiadavky pre pohodu v dome
Stavby poriadne zaizolujeme, kúpime si kvalitné, nepriepustné okná a zrazu zistíme, že sme až príliš zavákuovaní a máme potrebu to drahé a kvalitné okno otvoriť. A vypustíme spolu s vydýchaným vzduchom aj teplo, ktoré sme vyrobili? Vetranie a rekuperácia je téma vysoko aktuálna a my sa jej budeme venovať nielen v tomto úvodnom blogu.
Nútené vetranie s rekuperáciou je nevyhnutným prvkom a technológiou moderných stavieb, ktoré minimalizujú prirodzenú infiltráciu kvalitným a tesným obalom. V týchto stavbách je pomer tepelných strát spôsobených nevyhnutnou výmenou vzduchu vskutku zásadný, vzhľadom k minimálnym tepelným stratám prestupom jednotlivými konštrukciami. Okrem úsporných a energetických dôvodov je pochopiteľne dôležité aj hľadisko hygienické.
Na trhu sa vyskytuje celý rad technických prevedení vetracích systémov a rekuperačných jednotiek zaisťujúcich nútenú výmenu vzduchu so spätným získavaním tepla. Každé riešenie má spravidla svoje výhody i nevýhody, popri preukázateľných technických parametroch, ktoré súvisia s účinnosťou, hlučnosťou, komfortom riadenia a možností ovplyvnenia chemicko-fyzikálnych vlastností vzduchu, sú dôležité taktiež sekundárne väzby na vykurovacie a chladiace systémy, charakter budov a ich užívateľov.
Základné rozdiely medzi jednotlivými spôsobmi vetrania so spätným získavaním tepla.
V zásade rozlišujeme 3 základné prístupy ako je možné rozdeliť technologické celky, ktoré slúžia pre spätné získavanie tepla pri nevyhnutnom vetraní obytných priestorov. Najlacnejším a najjednoduchejším riešením sú nepochybne decentralizované rekuperačné jednotky (obr.2), ktoré nie sú závislé na rozvodoch vzduchu a riešia lokálne vetranie priestoru, v ktorom sú inštalované. Lacnejšie produkty na trhu nie sú dostatočne účinné a nezaisťujú skutočne kvalitnú výmenu vzduchu. Drahšie jednotky sa na druhej strane svojou cenou vyrovnajú inštalácii základnej centrálnej jednotky s rozvodmi a montážou. Centralizované riešenie, pokiaľ je odborne navrhnuté a zrealizované, prináša istotu vyvetrania všetkých priestorov. Nevýhodou je určite väčšia priestorová náročnosť a vyššie nároky na koordináciu relizácie. Pre decentralizované jednotky je tiež výhodou možnosť vetrať len tie priestory, v ktorých je to potrebné.
Obr. 1 Centralizovaná rekuperačná jednotka
Obr. 2 Decentralizovaná rekuperačná jednotka
Obr. 3 Komplexná viacúčelová jednotka
Množstvo inštalácií s centrálnou vzduchotechnickou jednotkou a ich prevádzka zbytočne „prevetráva“ a presúša obytné priestory. V mnohých prípadoch je zase centralizované riešenie už nerealizovateľné vzhľadom k požiadavkám na interiér a neschopnosť umiestniť vzduchotechnické rozvody.
Ďalej je možné rozdeliť spätné získavanie tepla podľa jeho aplikácie, je možné využiť energiu odpadového vzduchu, odpadovej vody a ďalších foriem tepla, napr. z priemyselnej výroby. V tomto článku sa však venujeme hlavne nútenému vetraniu s rekuperáciou za účelom hygienickej výmeny vzduchu a ďalším súvislostiam s týmto konkrétnym druhom rekuperácie..PNG)
Obr. 4 Rozdelenie rekuperačných jednotiek
Napokon je možné rozdeliť rekuperáciu podľa použitého princípu, spôsobu, ktorým svoj cieľ dosiahneme (Obr. 4). Jednotlivé riešenia ovplyvňujú účinnosť spätného získavania tepla a charakter čerstvého vzduchu, najmä vlhkosť.
Okrem základných rekuperačných jednotiek sa na trhu vyskytujú aj komplexné viacúčelové stroje (obr. 3), ktoré v rámci jedného zariadenia riešia komplexne aj ďalšie požiadavky súvisiace s vykurovaním a ohrevom teplej vody. Typickým príkladom sú tepelné čerpadlá vzduch/voda, ktoré využívajú odpadový vzduch k ohrevu vody. Výhodou takéhoto riešenia je vyšší energetický výťažok odpadového vzduchu a skutočné využitie nielen citeľného, ale aj skupenského tepla pri kondenzácii vzdušnej vlhkosti odpadového vzduchu. Ďalšie komplexné jednotky využívajú klasickú rekuperáciu a odpadový vzduch je ešte využitý tepelným čerpadlom, ktoré využíva aj teplo vonkajšieho vzduchu, pre výrobu teplej vody pre vykurovanie i ohrev pitnej vody.
Sekundárne väzby: Teplovzdušná a teplovodná vykurovacia sústava
Pre nízkoenergetické a pasívne domy sa na Slovensku rozšírili systémy teplovzdušného vykurovania s absenciou teplovodnej vykurovacej sústavy s konvekčnou a sálavou zložkou vykurovania. Základná myšlienka vynechať klasickú vykurovaciu sústavu sa osvedčila najmä v malých drevostavbách v pasívnom štandarde. Ak však boli tepelné straty objektu väčšie ako 10kW alebo sa jednalo o klasické stavby s chladnejšími povrchovými materiálmi interiérov, nebola častokrát docielená požadovaná tepelná pohoda kvôli chýbajúcemu sálavému teplu. Ďalšou nevýhodou výhradne teplovzdušného vykurovania je relatívne vysoká teplota vody pre teplovodný register zaisťujúci dohrev cirkulačného vzduchu. Po týchto skúsenostiach sa začalo teplovzdušné vykurovanie kombinovať s vykurovacími telesami. Ideálnym riešením je rozloženie vykurovacieho tepelného toku v optimálnom pomere medzi dohrievaný vzduch a veľkoplošné sálavé vykurovacie systémy podlahové alebo stenové. Požiadavky náročných užívateľov však nekončia len pri zabezpečení tepelnej straty, ale aj tepelnej záťaže. Okrem vykurovania obytného priestoru sa stáva samozrejmou požiadavkou i chladenie. Ako zdroj chladu je možné pasívne využitie zemného horizontálneho kolektoru, vertikálneho vrtu, alebo samotné aktívne chladenie, pri ktorom opäť využívame potenciál pôdy alebo vonkajšieho vzduchu. Ako docieliť požadovaný komfort v interiéri a odvedenie nežiadúcich tepelných prebytkov? Popri štandardých riešeniach, ako sú klimatizačné jednotky, sálavé chladiace stropné moduly, chladenie vzduchu privádzaného vzduchotechnikou, sa ponúka riešenie, ktoré elegantne kombinuje nútené vetranie s podlahovým teplovodným vykurovacím a chladiacim systémom, napr. systém AirConomy®..png)