Rekuperácia tepla sa stáva neoddeliteľnou súčasťou moderných obytných i pracovných budov. Pre mnohých je však stále nepoznanou témou. Ide o technológiu, ktorá zachytáva teplo z odpadového vzduchu opúšťajúceho budovu a využíva ho na ohrev čerstvého vzduchu vchádzajúceho dovnútra. Jej hlavnou a najdôležitejšou funkciou nie je iba spätné získavanie energie, ale správna a efektívna výmena vzduchu v budove.
Princípy rekuperácie tepla
Rekuperácia predstavuje inteligentné riešenie, ako znížiť energetickú náročnosť budov pri súčasnom zabezpečení optimálnej kvality vnútorného vzduchu. Rekuperačná jednotka navyše filtruje čerstvý vzduch. Trieda filtra použitá v rekuperácii určuje účinnosť filtračného procesu. Rekuperačná jednotka má výmenník tepla, ktorý umožňuje spätné získavanie tepla, ktoré by sa z budovy bežne vyčerpalo - najlepšie jednotky sú schopné rekuperovať až 90 % tepla.
V systéme rekuperácie máme dva prúdy vzduchu (prívod a odvod), ktoré navzájom prechádzajú paralelne vo vnútri ventilátora s rekuperáciou tepla bez fyzického miešania. Potom je vzduch potrubím vedený do vzduchotechnickej jednotky. Rekuperácia tiež odsáva vzduch. Vetranie s rekuperáciou tepla (HRV / HRS) je tiež známe ako mechanické vetranie s rekuperáciou tepla (MVHR).
Celý proces je podobný prirodzenému vetraniu, pri ktorom ventilačný systém odsáva vzduch z vlhkých miestností, ako je kuchyňa, kúpeľňa, a dodáva čerstvý vzduch do všetkých obytných miestností a spální s jedným rozdielom.
Význam filtrovania vzduchu a kvalita vnútorného prostredia
Vonkajší vzduch je filtrovaný pred jeho zavedením do budovy. Vzduchové filtre sú štandardným vybavením rekuperačnej jednotky. Rekuperácia sa stáva trendom v oblasti udržateľného bývania a zároveň predstavuje kľúčovú technológiu pri znižovaní energetických nákladov. Využitie rekuperácie vzduchu môže výrazne prispieť k zlepšeniu kvality vnútorného prostredia, znižovaniu vlhkosti a predchádzaniu plesniam.
Keďže energetické požiadavky a ekologické predpisy sa stávajú stále prísnejšími, rekuperácia by mala byť vnímaná nielen ako užitočný nástroj, ale aj ako nevyhnutnosť pre moderné bývanie. Výhody, ktoré prináša, robia z rekuperácie nielen trend, ale zároveň aj zodpovednú investíciu do budúcnosti našich domovov.
Zavesenie rekuperačnej jednotky
Rekuperácia tepla z kanalizácie
Dajú sa zachytávaním tepla z kanalizácie naozaj ušetriť energie potrebné pre prípravu teplej vody? Koľko percent potreby teplej vody je možné takto v bytovom dome zabezpečiť? Zistilo sa, že 100 %.
Na ohriatie studenej vody na teplú vodu (z teploty 10 °C na 50 °C) je potrebná tepelná energia 46,5 kWh/m3. S menším množstvom tepelnej energie sa teplá voda pripraviť nedá, je to dané fyzikálnymi zákonmi. Napriek tomu bolo možné dosiahnuť hodnotu spotreby tepla potrebného pre prípravu teplej vody výrazne pod hranicu 46 kWh/m3.
Nenašli sa odpovede v odbornej literatúre, na internete ani v žiadnych štúdiách. Konzultácie s odborníkmi boli len na úrovni odhadov či predpokladov. Riešením je inštalácia rekuperačného zariadenia na spätné získavanie tepla z kanalizácie.
Princíp fungovania rekuperačného zariadenia na odpadovú vodu
Základný princíp spočíva v umiestnení tepelného výmenníka do systému domovej kanalizácie pred zaústením do verejnej kanalizácie. Pomocou výmenníka a ďalšieho technologického zariadenia sa odoberá teplo z odchádzajúcej odpadovej vody a na druhej strane zariadenia sa zachytené teplo využíva na prípravu teplej vody.
Keď zariadenie pripraví dostatočne teplú vodu, prestane objekt odoberať teplú vodu z centrálneho zdroja a začne sa dodávať do domu voda pripravená odpadovým teplom. V rekuperačnom zariadení sa zachytáva dostatočné množstvo tepla potrebné pre prípravu teplej vody pre daný bytový dom, ktoré by inak uniklo z domu bez využitia. Do kanalizácie totiž z domu neodchádza len teplo, ktoré prišlo prostredníctvom teplej vody. Do kanalizácie sa dostane aj teplo, ktoré prišlo do objektu vykurovacou sústavou a prenáša sa ohrievaním studenej vody v nádržkách toaliet a ich následným spláchnutím spolu s biologickým teplom v podobe exkrementov.
Zachytením tepla z kanalizácie sa obmedzuje ohrievanie ovzdušia miest. Kanalizačná sústava je obrovský vykurovací kolektor, ktorý vyhrieva (hlavne v zimnom období) podzemie miest. Dokonca sa zistilo, že po začatí zachytávania tepla z kanalizácie zmizli potkany z okolia objektu.
Praktické skúsenosti a výsledky
Prvá inštalácia a ročná prevádzka zariadenia na rekuperáciu tepla z kanalizácie v bytovom dome (88 bytov) v Košiciach sa uskutočnila v období jún až september 2018. V októbri bolo zariadenie uvedené do skúšobnej prevádzky a začali sa zbierať prvé údaje z meračov.
- Počas 7 mesiacov skúšobnej prevádzky bolo možné teplom z kanalizácie zabezpečiť prípravu teplej vody na 88,2 %. Zvyšných 11,8 % teplej vody bolo dodaných štandardným spôsobom od dodávateľa tepla.
- Počas nasledujúcich 5 mesiacov sa podiel dodanej teplej vody ohriatej odpadovým teplom zvýšil na 99,5 %.
- Čo sa týka energetickej náročnosti zachytávania tepla z kanalizácie, dosiahla sa za 7 mesiacov skúšobnej prevádzky priemerná spotreba elektrickej energie 21,8 kWh/m3.
- V nasledujúcich 5 mesiacoch sa spotreba elektrickej energie ustabilizovala na priemernej hodnote 18,6 kWh/m3, pričom elektrická energia je spotrebovaná len na „prečerpávanie“ tepla z kanalizácie do ohrievanej vody, nevyužíva sa priamo na prípravu teplej vody.
Dnes sa garantuje dodávka teplej vody ohriatej odpadovým teplom z kanalizácie na 100 %.
Finančné úspory a legislatívne aspekty
Pre väčšinu investorov je najzaujímavejšia téma „finančná úspora“. Tu sa ale nedajú výsledky zovšeobecňovať. Každý zdroj tepla má rôznu efektivitu výroby a distribúcie teplej vody, rôznu cenu tepla a výsledkom je výrazný rozdiel v platbách, ktoré ľudia zaplatia za prípravu teplej vody. Návratnosť investície teda treba vypočítať pre každý objekt individuálne.
Upozorňuje sa, že stav finančných úspor nastane až po dvoch rokoch od uvedenia do prevádzky. Prvé dva roky po vykonaní akéhokoľvek úsporného opatrenia na zníženie spotreby tepla sa v podmienkach našej legislatívy úspora dosiahnuť nedá. Fixná zložka ceny tepla sa platí podľa spotreby tepla pred dvomi rokmi, čiže aj keby sa znížila spotreba tepla na nulu, fixnú zložku bude odberateľ platiť v plnej výške ešte 2 roky. V konkrétnom prípade objektu tvorí fixná zložka dve tretiny platby za teplo, ktorú treba zaplatiť aj v prípade nulového odberu tepla. Je to dané platnou legislatívou, ktorá tak garantuje príjmy dodávateľom tepla ešte na ďalšie 2 roky.
Pri financovaní projektu cez program SlovSEFF III (prostriedok financovania projektov udržateľnej energie z prostriedkov Európskej banky pre obnovu a rozvoj) je projekt podporený 15 % nenávratným grantom, ktorý sa vypláca po uvedení zariadenia do prevádzky a svojou výškou približne zodpovedá finančným stratám, ktoré sú tvorené nezmenenými fixnými platbami dodávateľovi tepla.
Zavesenie rekuperačnej jednotky
Porovnanie s inými typmi vetrania
Vetranie obytných priestorov je v nových moderných stavbách, v ktorých sa zvlášť dbá na nízke energetické straty a tesnosť stavby, nutnosťou. Takisto je vhodné riadené vetranie s rekuperáciou tepla montovať do starších rodinných domov, ktoré boli rekonštruované. Výpočtová hodnota pre jednu osobu je 60 m³ čerstvého vzduchu na osobu na hodinu.
Spätné získavanie tepla, čiže rekuperácia v podstate znamená, že teplom, ktoré by sme inak vypustili oknom nenávratne preč, dokážeme ohriať čerstvý privádzaný vzduch. Dokonca až s 90 % účinnosťou. To znamená, že ak máme vo vnútri 22 °C a vonkajšia teplota je -10 °C, tak dokážeme ohriať prívodný vzduch až na 19 °C. A to bez nutnosti elektrického ohrevu vzduchu s nákladmi len na chod ventilátorov.
Veľkou výhodou je aj pohodlie a komfort pri využívaní núteného vetrania s rekuperáciou. Na ovládacom paneli si nadstavíte presný časový úsek, kedy počas dňa sa vetranie spustí a na aký výkon. Rekuperácia tepla takisto zabráni veľkým výkyvom teploty pri klasickom vetraní oknami.
Prečo je riadené vetranie s rekuperáciou dôležité pri rekonštrukciách
Pri rekonštrukcii starších rodinných domov sa väčšinou dbá na vizuálnu stránku a zníženie tepelných strát a energetickej náročnosti posilnením izolácií, ale málokto si uvedomí, že pri stavbe týchto rodinných domov boli použité materiály úplne inej kvality a konzistencie ako sú na dnešnom trhu. Takisto sa v minulosti nedbalo na hydroizolácie a tepelné mosty.
Je mnoho prípadov, že po rekonštrukcii fasádnym zateplením a výmenou okien v rodinných domoch a bytoch enormne stúpla vlhkosť a znížila sa kvalita vzduchu a vnútorného prostredia. Výmena vzduchu, ktorá predtým bola (aj keď nechcene) netesnosťami a škárami v konštrukciách, zanikla. A z toho dôvodu často po stenách, v rohoch a popri oknách vidieť v rekonštruovaných objektoch mapy plesní, ktoré nebolo len vidieť, ale aj cítiť. Tomuto sa dá zabrániť práve riadeným vetraním za pomoci centrálnej rekuperačnej jednotky a vhodne navrhnutého rozvodu vzduchu, prípadne za pomoci lokálnych rekuperačných jednotiek.
Takto sa v obytných priestoroch zvýši výmena vzduchu a zníži sa vhodnosť prostredia pre tvorbu nežiaducich organizmov. V lete môžeme rekuperačné zariadenie využívať na vychladzovanie obytných priestorov v noci, keď klesá vonkajšia teplota.
Typy rekuperačných systémov
Keď už sa rozhodnete, že rekuperačná jednotka je pre vás tá správna voľba, je dôležité rozhodnúť sa, aká rekuperácia bude pre vás a váš príbytok tá najvhodnejšia. Opäť stojíte pred rozhodnutím - centrálna alebo decentrálna/lokálna?
Centrálna rekuperácia
Centrálna rekuperácia je zložitejšia na inštaláciu, potrebuje potrubné rozvody pre svoje vstupy a výstupy. Umožňuje vysoké prietoky vzduchu.
Decentrálny/lokálny vetrací systém
Decentrálny vetrací systém alebo nazývaný aj lokálna rekuperácia je druhou možnosťou bez potrubných rozvodov, kedy sú jednotlivé rekuperačné jednotky osadené v obvodovej stene. Umožňuje tiež vysoké prietoky vzduchu.
Rekuperácia a zdravie
Rekuperácia takisto zabráni veľkým výkyvom teploty pri klasickom vetraní oknami. Jednou z úloh je zachytávanie prachu, nečistôt a peľu. V prípade klasického vetrania práve tieto nečistoty vnikajú do interiéru oknami, čo je nepríjemnosť hlavne pre alergikov, aj práve preto je rekuperácia vhodná pre ľudí trpiacich alergiou.
Neduhom väčšiny z nás je nedostatočné vetranie v zime. Pretože nechceme prísť o drahocenné teplo, tak vetráme menej ako by sme mali. Výsledkom je zvýšená vlhkosť a tvorba plesní, ktoré v nás môžu vyvolávať nemalé zdravotné komplikácie, vrátane nežiaducich alergických reakcií.
Vzduch je základom nášho života. Každý deň sa v priemere nadýchneme a vydýchneme približne 20 000-krát, čo zodpovedá približne 12 000 litrom vzduchu. Preto by sme si mali uvedomiť, že na kvalite vzduchu záleží. Vzduch je ten faktor, ktorý má priamy vplyv na našu telesnú a duševnú pohodu a produktivitu. Zabezpečte si prísun čerstvého a zdravého vzduchu každý deň a každú minútu a k tomu vám môže dopomôcť aj rekuperácia.
Údržba rekuperačného systému
Tak ako pri všetkých ostatných technických vymoženostiach dnešnej doby, ktoré nám tak uľahčujú život, je potrebná ich starostlivosť a výnimkou nie je ani rekuperačný systém, o ktorý sa tiež treba starať.
Zemný výmenník a pasívne chladenie
Rekuperačnú jednotku v kombinácii so zemným kolektorom je možné práve v letnom období použiť ako prírodnú klimatizáciu. Približne +15 °C studený vzduch zo zemného kolektora je prostredníctvom ventilátora rekuperačnej jednotky vháňaný do obytných priestorov, čím je zabezpečené prirodzené klimatizovanie priestorov s takmer nulovými nákladmi.
V teplých letných mesiacoch rekuperácia funguje opačne ako v zimných mesiacoch, to znamená že vonkajšiemu teplu odoberá teplo a zabraňuje tak prehrievaniu interiéru. V chladnejších večerných hodinách môžu byť obytné miestnosti vetrané s vyradením spätného získavania tepla (aktivovaním funkcie pasívneho chladenia) a následne zaistením príjemnej vnútornej klímy.
tags: #rekuperacia #tepla #voda