Prevádzka klimatizácie v horúcich dňoch môže výrazne zaťažiť peňaženku. V letných mesiacoch hľadáme možnosti, ako naše príbytky ochladiť. V okamihu, keď nechcete v dome prievan, bránite roztočom, peľom a baktériám, je správny čas na obstaranie vodného chladenia. Pri využití tohto typu chladenia môžete dosiahnuť hygienicky čisté vnútorné ovzdušie, pretože v priestore nedochádza k víreniu prachu ani k jeho nežiaducemu vysušovaniu. Vodné chladenie umožňuje rovnomerné rozloženie chladu po celej budove. Oproti bežnej klimatizácii sa navyše jedná o maximálne tiché riešenie. Klimatizácia dokáže ochladiť interiér naozaj efektívne, ale má to háčik. Tento komfort môže stáť nielen vyššiu spotrebu energie, ale aj investíciu do samotného zariadenia a jeho inštalácie. K dispozícii je pritom aj technika, ktorá sa dnes už v rodinných domoch bežne používa na iné účely - chladenie miestností je jej ďalšou doplnkovou funkciou.
Spôsoby inštalácie vodného chladenia
Vodné chladenie môže byť inštalované centrálne na zabezpečenie ideálnej teploty v celom dome. Systém by mal zahŕňať chladiacu jednotku, chladiacu vežu alebo iné komponenty umiestnené mimo domu, ktoré dodávajú chladenú vodu do sústavy prostredníctvom rozvodného systému.
Integrované chladiace systémy
- Podlahové vodné chladenie: Vodné chladenie môže byť integrované do podlahového vykurovania domu. Tento systém umožňuje pohodlné a rovnomerné chladenie v celom dome pomocou vody cirkulujúcej pod podlahou.
Pri podlahovom vykurovaní sa pod podlahou vášho domu nachádza systém potrubí s vodou. Vo vykurovacom režime teplá voda cirkuluje a vyhrieva miestnosti. Ak chcete chladiť, celý proces sa obráti: potrubím cirkuluje studená voda a odvádza prebytočné teplo. Tento spôsob chladenia umožňuje znížiť teplotu v miestnosti až o 3 °C. Pri podlahovom vykurovaní je výhodou využitie existujúcich rozvodov a takisto veľká teplovýmenná plocha. Limitom je však povrchová teplota podlahy, ktorá by nemala klesnúť pod teplotu rosného bodu (približne 18 °C), aby nedochádzalo ku kondenzácii vodných pár.
- Stropné vodné chladenie: Ďalšou možnosťou je stropné vodné chladenie. Princíp spočíva v tom, že voda prúdi cez rúrky alebo chladiace panely v strope a absorbuje nadbytočné teplo, čím vytvára príjemné chladné prostredie. Tento systém sa veľmi blíži prirodzeným podmienkam, ktoré môžeme vnímať vo vonkajšom priestranstve. Rovnako ako v prípade podlahového chladenia, aj tento systém vďaka umiestneniu nenarúša priestor. Stropné rozvody ponúkajú pri chladení pomocou tepelného čerpadla najvyšší komfort - sálavý chlad vytvára príjemnú klímu bez fúkania studeného vzduchu. Limitom je, rovnako ako pri stenových alebo podlahových rozvodoch, teplota rosného bodu, pri ktorej začnú na povrchu kondenzovať vodné pary. Chladiaci strop preto nemôže mať menej než približne 18 až 20 °C.
- Stenové vodné chladenie: Podobne ako pri stropnom chladení, je možné technológiu chladenia implementovať do stien.
Zónové a exteriérové chladenie
Vodné chladenie môže byť inštalované napríklad iba v určitých miestnostiach domu, ako sú spálne alebo obývacie izby. Príjemnú teplotu je možné zaistiť nielen vo vnútri domu, ale aj v exteriéri. Vodné chladenie je totiž využiteľné napríklad aj na reguláciu teploty vo vonkajších priestoroch, ako sú terasy či záhrady.
Zdroje chladenia vodou
Samotných zdrojov pre vodné sálavé chladenie domu je viac. Môže to byť tepelné čerpadlo, studňa alebo zemný vrt. Rozdiely medzi týmito metódami spočívajú v úspore energie, ale aj v technických možnostiach. Nie všade je vhodné podložie na kopanie studne či vrtu.
Tepelné čerpadlá
Tepelné čerpadlá vedia úsporne využívať teplo z vonkajšieho prostredia na vykurovanie a ohrev vody, no niektoré typy zvládajú aj chladenie. Na rozdiel od klimatizácie tak všetko „vybavíte“ jedným zariadením. Chladiť však nedokáže každý typ tepelného čerpadla. Mali by ste uprednostniť takzvané reverzibilné tepelné čerpadlo, ktoré zvláda aktívne chladenie. Dokáže nielen vykurovať a ohrievať pitnú vodu, ale rovnako ako chladnička vedia pri otočenom (reverzibilnom) chode aj odoberať teplo zvnútra a odovzdávať ho do okolia. Pri výbere tepelného čerpadla sa vždy riaďte tým, či má reverzný chod.
Pasívne chladenie
Pasívne chladenie využíva prirodzenú teplotu okolia. Pri tomto type chladenia sa teplo z interiéru odoberá a následne odvádza von, napríklad do zeme alebo do podzemnej vody, v závislosti od typu tepelného čerpadla. Pasívne chladenie (prirodzené chladenie) funguje v kombinácii s tepelným čerpadlom zem/voda alebo voda/voda. V tepelnom čerpadle zem/voda odoberá soľankové médium teplo z vykurovacieho okruhu prostredníctvom výmenníka tepla a odvádza ho von. Pri tepelnom čerpadle voda/voda túto úlohu preberá podzemná voda.
Keďže na to nie je potrebný kompresor, nie je potrebná žiadna energia. V pasívnom chladení nemusí byť v prevádzke kompresor, čo znižuje prevádzkové náklady. Takéto chladenie prebieha takmer zdarma, pretože k nemu postačí len chod obehového čerpadla. Pasívne chladenie umožňuje znížiť teplotu v miestnosti približne o tri stupne Celzia. Dodatočná námaha potrebná na inštaláciu je nízka a počas prevádzky nevzniká nepríjemný hluk. Majitelia systémov, ktorí chcú svoje tepelné čerpadlá používať na temperovanie, potrebujú takzvaný systém NC-Box, ktorý spája všetky potrebné komponenty.
Aktívne chladenie
Pri aktívnom chladení sa funkcia tepelného čerpadla jednoducho obráti. Na tento účel sa vnútorne obráti cyklus chladiva, prípadne sa vymenia primárne a sekundárne pripojenia. Podobne ako pri chladničke potom tepelné čerpadlo aktívne vytvára chladiaci výkon. Aktívne chladenie sa dá dosiahnuť pomocou tepelného čerpadla zem/voda, vzduchového tepelného čerpadla a tepelného čerpadla voda/voda. Pre aktívne chladenie sú určené tepelné čerpadlá vzduch-vzduch a vzduch-voda.
Pri tomto procese tepelné čerpadlo odoberá elektrinu zo siete, čo znamená, že chladenie je spojené s istým typom nákladov, avšak vďaka vysokej účinnosti sa tieto náklady pohybujú na dolnej hranici. Aktívne chladenie tepelným čerpadlom je účinnejšie než pasívne a rovnako sa lepšie ovláda. Takzvaný reverzný ventil zaisťuje obrátenie toku chladiacej kvapaliny v systéme.
Chladenie vodou zo studne
Najefektívnejšou metódou je chladenie vodou zo studne, kde je stála teplota vody okolo 7 až 12 °C. Ak máte studňu, je toto riešenie ideálne a veľmi ekonomické. Medzi finančne úspornejší spôsob patrí práve chladenie vodou zo studne. Podzemná voda vo forme vlastnej studne má v súvislosti s chladením veľkú výhodu v tom, že jej voda má počas celého roka konštantnú teplotu (7 až 12 °C). Znamená to, že v porovnaní s ostatnými zdrojmi na chladenie je možné efektívne využiť pasívny režim chladenia, a to aj pri pomerne vysokých výkonoch.
Princíp fungovania studničného chladenia
V princípe sa pri chladení vodou zo studne čerpá voda z nasávacej studne spravidla pomocou ponorného čerpadla a tá následne prúdi cez oddeľovací výmenník, kde ochladí vodu v rámci chladiaceho systému. Chladná studňová voda odoberá teplo zo vzduchu v interiéri domu. Potom sa studničná voda ohriata v dome môže použiť na polievanie záhrady alebo sa odvedie do vsakovacej studne, zbernej nádrže alebo do kanalizácie.
Pokiaľ si zaobstaráte akýkoľvek systém chladenia vodou, nikdy by čerpaná voda nemala smerovať zo studne či vrtu priamo do potrubného systému. Nech by ste mali akokoľvek dokonalý filtračný systém, po čase by sa mohlo stať, že aj tak niečo cez filtre prejde a vy by ste si mohli zničiť podlahovku.
Princípom systému dvoch studní je teda čerpanie vody z jednej studne (cez výmenník tepla) a jej následné odvádzanie do druhej studne. Tento spôsob však nie je vhodný pre všetky lokality. Je vhodný najmä v oblastiach s dostatkom spodnej vody a tiež tam, kde je spodná voda ľahko dostupná pod povrchom pôdy. Minimálne množstvo spodnej vody je pritom 0,5 l/m².
V bytových domoch odpadá možnosť využiť chlad vody určenej na polievanie, navyše vo väčšine prípadov nie je studničná voda v bytových domoch ani k dispozícii. Priemerná spotreba pitnej vody v domácnosti je približne 100 l na osobu, z toho približne tri štvrtiny predstavuje studená voda. Analogicky môžeme cez podobný výmenník púšťať vodu, ktorá po ohriatí skončí vo WC, v umývačke riadu, práčke a pod. Práčka, umývačka riadu či kotol na prípravu teplej vody nemusia zohrievať studenú vodu, ale už vlažnú vodu, čím sa šetrí aj na spotrebe elektrickej energie (plynu) na prípravu teplej vody.
Princíp činnosti chladiacej jednotky | Animácia | Angličtina
Sálavé chladenie
Plošné chladenie (stenové alebo stropné) znižuje teplotu v priestore prirodzeným spôsobom - sálaním. Chladivom plošného sálavého systému je pritom voda so vstupnou teplotou 16 °C, ktorá cirkuluje v chladiacich poliach. Výmena tepelnej energie prebieha medzi chladiacou plochou a všetkými teplejšími plochami v interiéri, a to vrátane človeka. Oproti klimatizácii využíva systém sálania, ktorý je neporovnateľne prirodzenejší a príjemnejší než prúdenie vzduchu. Sálavé chladenie pomocou stropov alebo stien nie je také rýchle ako chladenie klimatizačnými jednotkami, ale dodáva do domu veľmi príjemnú klímu bez fúkania studeného vzduchu. Stropné chladenie je najprirodzenejšie a aj najefektívnejšie, pretože ochladený vzduch samovoľne klesá nadol. Jeho hlavnou výhodou je rovnomerné ochladzovanie priestoru bez nepríjemného pocitu prievanu.
Zdravotné benefity sálavého chladenia
Sálavé chladenie prináša aj zdravotné benefity, pretože sa nevytvára žiaden prievan a do priestoru sa nevíri prach, nebezpečné baktérie či roztoče. Pomocou tohto chladiaceho systému tak môžete dosiahnuť hygienicky nezávadný vnútorný priestor. Rozlúčte sa s prechladnutím, so stuhnutým krkom a seknutými krížmi, ktoré často spôsobuje prúdenie vzduchu z klimatizácie.
Fan-coil jednotky
Fan-coil jednotka je v podstate druh klimatizácie, ktorý sa skladá z dvoch komponentov, a síce z výmenníka tepla a ventilátora. Fancoil jednotka využíva na ochladzovanie vzduchu studenú vodu a ventilátor ho vháňa do miestnosti. Fancoil jednotky zabezpečujú oveľa rýchlejšie, účinnejšie a rovnomernejšie ochladenie priestoru - podobne ako klimatizácia, pretože tepelné čerpadlo pre ne vyrába vodu s nižšími výstupnými teplotami.
Fan-coil jednotka dokáže nielen ochladzovať vzduch v letných mesiacoch, ale ponúka aj benefit navyše v podobe odvlhčovania vzduchu alebo kúrenia počas zimy. Fancoily sa môžu používať len v kombinácii s tepelným čerpadlom vzduch-voda. Pre fancoily tepelné čerpadlo vyrába vodu s teplotou 7-12 °C, a teda je nutné použiť aktívne chladenie. Nie je tu potrebné snímanie vlhkosti a fancoily sa môžu namontovať aj dodatočne, nutné sú však rozvody vody a odvod kondenzátu. Aktívne chladenie pomocou fancoilov je efektívne v prípade, že sálavé chladenie nepokryje potrebné množstvo chladu.
Vetracia jednotka s rekuperáciou tepla
Väčšine ľudí sa rekuperácia spája s úsporami pri vykurovaní, keďže jej hlavnou úlohou je spätné získavanie tepla z odvádzaného vzduchu, ktoré tak v zime neodchádza z interiéru pri vetraní. Samotná rekuperácia síce aktívne chladiť nedokáže, môže však zvýšiť efektivitu spomínaného plošného chladenia tým, že rozvrství chlad rovnomerne do celého priestoru.
Druhou možnosťou je pasívne nočné chladenie. Počas letných nocí, keď je vonkajšia teplota často nižšia ako teplota v miestnosti, sa aktivuje takzvaný prepínateľný bajpas, teda obchádzka výmenníka spätného získavania tepla. Ten je štandardne súčasťou takmer každej centrálnej vetracej jednotky. Zapnutie bajpasu umožňuje obísť v letných mesiacoch rekuperáciu a dostať tak do miestnosti chladný nočný vzduch zvonka. Na vetranie s rekuperáciou pritom možno využiť nielen centrálne, ale aj lokálne jednotky.
Dôležité technické aspekty a plánovanie
Chladenie domu nevyžaduje zložité zariadenie, napriek tomu by sa projektu aj montáže mali ujať odborníci. Pre správny návrh chladenia, jeho spôsobu a nastavenia zdroja chladu je potrebné poznať jeden zo základných parametrov domu, a to tepelnú záťaž. Túto vyráta projektant na základe skladby domu, orientácie na svetové strany, množstva presklených plôch a v neposlednom rade na základe počtu osôb a spôsobu využívania objektu.
Pri plošných chladiacich systémoch je nevyhnutné snímanie vlhkosti v priestore, pretože hrozí kondenzácia vlhkosti na chladiacej ploche. Optimalizácia výstupnej teploty chladiacej vody je preto kľúčová. Optimálna teplota v miestnosti je v lete 24 až 26 °C. Dôležitá je však aj vlhkosť a rýchlosť prúdenia vzduchu - jej zvýšenie o 0,1 m/s pociťujeme ako ochladenie o 2 až 3 °C. Studený vzduch prirodzene klesá k zemi, preto nie je potrebné smerovať jeho prúd priamo na ľudí, to by mohlo mať nepríjemné následky.
Netreba zabúdať, že veľký podiel na odolnosti domu voči chladu či teplu má aj vlastnosť, ktorej sa hovorí tepelná akumulácia a tepelná zotrvačnosť. Masívnejšie stavby, napríklad domy murované z tehly, dokážu energiu naakumulovať a vydávať postupne. Takisto ich múrmi z rovnakého dôvodu oveľa pomalšie prestupuje horúčava dovnútra. Vďaka tomu dokážu chlad získaný počas noci udržať v interiéri v priebehu celého dňa, respektíve ho pomaly vydávať do okolitého vzduchu.