Řízené větrání s rekuperací tepla pro rodinné domy a byty – 1. část

mikroklima

Řízené větrání – nezbytnost u vzduchotěsných staveb

Řízené větrání s rekuperací tepla se, v souladu se zpřísňováním stavebních předpisů a implementací evropských směrnic do českých zákonů o energetické hospodárnosti budov, začíná stále více prosazovat do novostaveb rodinných domů a vytváří harmonickou symbiózu s nejmodernějším komfortem v oblasti bydlení.

Pozitivním impulzem pro rozvoj větracích systémů s rekuperací tepla je aktuální program Nová zelená úsporám. Na rozdíl od „první vlny“ je v programu tentokrát instalace těchto systémů přímo podporována v příloze I. Směrnice Ministerstva životního prostředí č. 9/2013 – oblast podpory: C.4. efektivní využití zdrojů energie – instalace systémů nuceného větrání se zpětným získáváním tepla. Při splnění všech předepsaných požadavků může žadatel na instalaci systému získat podporu až 100 000,– Kč.

Rovněž podpora v oblasti B (výstavba rodinných domů s velmi nízkou energetickou náročností) je možná jen s instalací nuceného větrání se zpětným získáváním tepla. Zde je celková podpora až 400 000,– resp. 550 000,– Kč.

Větrací jednotka Zehnder ComfoAir pro rodinný dům v kombinaci se zemním kapalinovým výměníkem ComfoFond-L nejen rekuperuje teplo – získává tepelnou energii z odváděného vzduchu (z kuchyně, WC a koupelny – potrubí žluté barvy) a předává ji přiváděnému čerstvému vzduchu (rozváděného do obývacího pokoje a ložnic – potrubí červené barvy), ale díky zemnímu výměníku navíc vzduch v létě předchlazuje a v zimě předehřívá, a tím současně zabraňuje zamrzání výměníku při nízkých venkovních teplotách. Tepelnou pohodu dotváří topné a chladicí stropy Zehnder Nest, poskytující ve srovnání s podlahovým vytápěním navíc chlazení. Podlahové konvektory Zehnder Terraline, napojené na přívod čerstvého vzduchu z větrací jednotky, zabraňují rosení prosklených stěn a dveří, radiátory Zehnder Yucca zpříjemňují pobyt v koupelně a zabezpečují, že ručníky i osušky máme stále suché. Zehnder – vše pro zdravé, komfortní a energeticky úsporné vnitřní klima.

Obr. • Větrací jednotka Zehnder ComfoAir pro rodinný dům v kombinaci se zemním kapalinovým výměníkem ComfoFond-L

Splnění energetických požadavků

Splnění znamená snížení tepelné ztráty objektu (viz výpočet). Tepelnou izolací pláště domů snižujeme tepelnou ztrátu prostupem, výměnou resp. použitím těsných oken eliminujeme tepelné ztráty infiltrací, ale vytváříme objekt bez přirozeného provětrání a infiltrace. Abychom udrželi v rovnováze základní složky vnitřního ­mikroklimatu (tepelná pohoda, vlhkost, koncentrace CO₂) a omezili ztráty větráním, musíme použít řízené větrání se zpětným získáváním tepla tzv. rekuperací tepla. Z toho vyplývá, že řízené větrání je nutností nejen pro novostavby, ale i rekonstrukce, při kterých dochází k izolaci vnějších stěn a výměně oken.

Splnění energetických požadavků znamená snížení tepelných ztrát objektu:

Q = Q_k + Q_{inf +} Q_větr

kde

• Q – celkové tepelné ztráty
• Q_k – ztráty staveb. konstrukcemi (prostupem)
• Q_inf – ztráty infiltrací – netěstnostmi oken a stavby
• Q_větr – ztráty větráním

Větrací jednotky Zehnder ComfoAir 350 jsou standardně vybavené křížovými protiproudými výměníky tepla s přenosem tepla přes tenké plastové membrány na principu protiproudu. Zajišťují rovnoměrnou výměnu odváděného znečištěného a přiváděného čerstvého vzduchu s rekuperací až 95 %. Díky vysoké účinnosti rekuperace tepla lze dosáhnout úsporu nákladů na vytápění 30 až 50 %. Jednotky Zehnder přináší vysoký komfort, jednoduchou obsluhu, vysokou spolehlivost a účinnost, podtrženou získáním certifikátu od uznávaného institutu „Passivhaus“.

Rekuperace tepla

Rekuperace tepla spočítá ve zpětném získávání tepla (tepelné energie) z odváděného vzduchu a jeho předávání zpět přiváděnému čerstvému vzduchu. K tomu nám slouží větrací jednotky vybavené výměníky tepla. Přenos tepla probíhá přes tenké membrány / plastové desky. Přitom v žádném případě, jak se ještě dnes mnozí mylně domnívají, nedochází k recirkulaci nebo promíchání vzduchu, do místností je vždy příváděn čerstvý čistý vzduch. Rekuperace vrátí do objeku zpět teplo, které bychom ztratili větráním otevřeným oknem. Účinnost zpětného získávání tepla je stěžejním parametrem větracích jednotek. Odděluje levné jednotky s účinností 60–70 % a kvalitní produkty s účinností nad 90 %. Je nutné poznamenat, že výrobci mnohdy uvádějí účinnost, kterou nelze ve skutečnosti dosáhnout. Z tohoto důvodu jsou stále více vyhledávané větrací jednotky s certifikátem uznávaného institutu „Passiv­haus Institut“, ve kterém je uvedená min. účinnost rekuperace větracích jednotek při vyváženém průtoku vzduchu. Díky vyšší účinnosti rekuperace se v chladném období ohřeje přiváděný čerstvý venkovní vzduch na vyšší teplotu a pro tepelnou pohodu v místnosti „dotápíme“ tak menší teplotní rozdíl.

Příklad výpočtu teploty „zrekuperovaného“ přiváděného vzduchu:

Výpočet účinnosti rekuperace:

h = (T2–T1)/ (T3–T1)

kde

• T1 – teplota venkovního vzduchu
• T3 – teplota vzduchu odváděného z místnosti
• T2 – teplota „zrekuperovaného“ čerstvého vzduchu přiváděného do místnosti
• h – účinnost rekuperace = účinnost větrací jednotky

Příklad výpočtu teploty přiváděného vzduchu T2:

• Větrací jednotka Zehnder Comfoair 350 s účinností rekuperace tepla h = až 95 %
• h = 95 %, T1 = –5 °C, T3 = 22 °C, T2 = ?
• T2 = (h × (T3 – T1)) + T1 = (95 % × (22 – (–5)) + (–5) = 20,7 °C
• teplota „zrekuperovaného“ čerstvého vzduchu přiváděného do místnosti = 20,7 °C
• to znamená, že dohříváme pouze rozdíl mezi žádánou teplotou v místnosti 22 °C a teplotou zrekuperovaného přiváděného čerstvého vzduchu 20,7 °C, tj. pouhých 1,3 °C. Tím spotřebováváme podstatně méně tepelné energie než při ohřevu venkovního vzduchu o teplotě –5 °C, pronikajícího do místnosti při větrání oknem!

Rekuperace vlhkosti.

Problémy s nízkou vlhkostí vzduchu v interiéru zvláště v zimním období, kdy klesá venkovní relativní vlhkost pod 20 %, a sesychání dřevěných výrobků v interiéru, odstraňují větrací jednotky vybavené entalpickým výměníkem. Entalpický výměník, ve srovnání s pouze tepelným výměníkem, dokáže předávat z odváděného vzduchu do přiváděného čerstvého vzduchu nejenom teplo, ale taktéž vysoký podíl (až 60–70 %) vzdušné vlhkosti a tak pasivně, bez dodatečné elektrické energie, pomáhá optimalizovat relativní vlhkost vzduchu v rodinném domě.

U entalpického výměníku vodní pára z vlhkého odváděného vzduchu „kondenzuje“ a je násávána přes pórovitou strukturu membrán výměníku do přiváděného vzduchu. Ve srovnání se standardním tepelným výměníkem se nepatrně snižuje množství předávaného tepla, avšak naproti tomu je navrácena energie akumulovaná ve vodní páře, a tím je vyrovnána celková bilance zpětného získávání tepla.

Entalpické výměníky Zehnder jsou, díky inovativní konstrukci s polymerovými membránami, snadno čistitelné propláchnutím vodou, díky čemuž se mnohonásobně zvyšuje jejich životnost bez snižování účinnosti rekuperace. Speciální antibakteriální vrstva polymerové membrány Microban zabraňuje možnosti prostupu odváděných pachů, mikrobů a škodlivin a zachovává vysoce hygienické prostředí. Tyto výměníky nové generace jsou k dodání u všech větracích jednotek Zehnder ComfoAir s průtokem vzduchu 160, 200, 350 i 550 m³/h, stejně jako dodatečně k dříve zakoupeným jednotkám se standardním výměníkem tepla.

Entalpický výměník rovněž zvyšuje komfort větrání i v zimním období, neboť jednotka s entalpickým výměníkem může efektivně pracovat až do venkovní teploty cca –10 °C bez nutnosti snižování výkonu vlivem rizika zamrzání výměníku. Díky tomu není ve většině míst ČR potřeba dodatečná protizámrzná ochrana jako například zemní výměník tepla nebo elektrický předehřívač, zvyšující pořizovací náklady a náklady na elektrickou energii. Pro horské oblasti ČR jsou doporučovány větrací jednotky s entalpickým výměníkem i elektrickým předehřevem, pracující na 100% výkon až do –20–25 °C.