Jednou z pokročilých možností vykurovania a vetrania moderných objektov je implementácia dvojzónového systému teplovzdušného cirkulačného vykurovania a vetrania s rekuperáciou tepla. Tento systém prináša nielen komfort, ale aj významné energetické úspory.
Princíp fungovania teplovzdušného vykurovania s rekuperáciou
Základom systému je centrálna podstropná jednotka, ktorá integruje viacero funkcií. V prípade jednotky DUPLEX RB ide o nízkoteplotný vodný ohrievač, filter triedy G4, cirkulačný ventilátor a ventilátor odpadného vzduchu. Kľúčovou súčasťou je protiprúdový rekuperačný výmenník s účinnosťou až 90 % (bez kondenzácie), zmiešavacia klapka pre reguláciu režimov a vstavaná digitálna regulácia.
Systém funguje na princípe cirkulácie vzduchu. Podlahové rozvody privádzajú zmes cirkulačného a čerstvého vzduchu do podokenných podlahových vyústení v každej obytnej miestnosti. Následne sa vzduch odvádza pod dverami bez prahov do predsiení, kde je nasávaný centrálnymi mriežkami späť do jednotky. Tu prechádza filtráciou, ohrevom a zmiešaním s čerstvým vzduchom, čím sa cyklus uzatvára.
Riadené vetranie s rekuperáciou môže fungovať ako samostatný systém, nezávislý od tradičného vykurovania. Česká firma Atrea adaptovala tento koncept z USA a Kanady, pričom sa líši od bežného riadeného vetrania tým, že vzduch je po predohriatí v rekuperátore dodatočne dohrievaný vo vykurovacom období a takto teplý vzduch je vháňaný do miestností.
Výhody a špecifiká teplovzdušného vykurovania
Teplovzdušné vykurovanie využíva vzduch ako primárne médium na prenos tepla. V porovnaní s vodou je vzduch redší a má nižšiu tepelnú kapacitu, preto na dosiahnutie požadovanej teploty v miestnostiach vyžaduje spracovanie a distribúciu väčších objemov vzduchu. V praxi to môže znamenať až štvornásobné množstvo vzduchu oproti bežnému vetraniu.
Aby sa predišlo neekonomickej prevádzke spojenej s neustálym dohrievaním veľkého objemu čerstvého vzduchu z exteriéru, teplovzdušné jednotky disponujú špeciálnym cirkulačným režimom. V tomto režime sa ohriaty vzduch recirkuluje po dome (s výnimkou hygienických miestností ako sú toalety a kúpeľne), čím sa minimalizujú energetické straty.
Systém umožňuje elegantné napojenie na krbové teleso, ak je plánované na dokurovanie. Teplý vzduch z krbu je nasávaný priamo do jednotky a distribuovaný do celého domu, čím sa predchádza duplicitným rozvodom a zároveň sa zabraňuje prekurovaniu miestnosti s krbom.
Potenciálne nevýhody a ich riešenia
Jednou z potenciálnych nevýhod cirkulačného režimu je možnosť šírenia pachov po celom dome. V prípade fajčenia, intenzívneho varenia alebo použitia vonných tyčiniek sa tieto pachy môžu rozšíriť. Aby sa tomuto predišlo, jednotka pri varení automaticky prepína do režimu bez cirkulácie, kedy vzduch funguje ako pri bežnej vetracej jednotke.
Problém šírenia pachov je tak obmedzený na špecifické situácie a predpokladá sa, že v moderných domácnostiach sa fajčenie v interiéri minimalizuje.
Rozvody vzduchu a ich umiestnenie
V systémoch teplovzdušného vykurovania od spoločnosti Atrea sa privádzaný vzduch zvyčajne distribuuje cez ploché podlahové kanály s rozmermi 50x200 mm, ktoré ústia pod oknami v obytných miestnostiach. Toto riešenie predstavuje zásadný rozdiel oproti vetraniu bez dodatočného dohrievania.
Od roku 2011 sa realizujú aj pasívne domy, kde je vzduch privádzaný na vykurovanie zo stropu. Technická univerzita v Košiciach v spolupráci s firmou Atrea monitoruje parametre a teploty v domoch s rozvodmi zo stropu aj z podlahy, pričom sa analyzujú oba spôsoby vetrania.
Zdroje tepla a chladu pre teplovzdušné systémy
Zdrojom tepla pre teplovzdušné vykurovanie s rekuperáciou môže byť prakticky čokoľvek. Spoločnosť Atrea ponúka riešenie v podobe integrovaných zásobníkov tepla (IZT-U) s objemom 350 až 1400 litrov. Tieto zásobníky akumulujú teplo napríklad zo solárnych kolektorov, lacnejšej nočnej elektrickej energie, tepelných čerpadiel, teplovodných krbových vložiek alebo kotlov na biomasu. Zohriata voda z týchto zásobníkov následne slúži pre teplovodný výmenník vo VZT jednotke alebo pre podlahové vykurovanie.
Pri teplovzdušnom vykurovaní je dôležité vnímať aj pocitovú kvalitu vzduchu. V zime môže dohrievaný vzduch pôsobiť menej sviežo, aj keď pochádza z exteriéru, čo je spôsobené zvykom spájať sviežosť so studeným vzduchom. Pri systémoch Atrea môže teplota privádzaného vzduchu dosahovať 30-45 °C, čím sa zabezpečuje komfortné prostredie.
Kombinácia s chladením
Systém je vhodný pre nízkoenergetické a pasívne domy. Kombinácia s vonkajšou klimatizačnou jednotkou a priamym výparníkom vo VZT jednotke predstavuje pomerne lacný zdroj pre chladenie všetkých izieb a zároveň funguje ako tepelné čerpadlo vzduch-vzduch pre vykurovanie v zime.
Tento systém, hoci nie je štandardnou súčasťou ponuky projektových štandardov, je dôležitý pre pochopenie možností, ak vám bude podobné riešenie ponúknuté.
Jednotky ATREA a ich prevádzkové režimy
Všetky jednotky ATREA, ktoré sa používajú pre systémy teplovzdušného vykurovania, vetrania a chladenia, majú principiálne rovnaké funkcie, režimy a ovládanie. Medzi najčastejšie modely patria:
- DUPLEX RB: Kompaktná jednotka podobná RK5, užšia (675 mm), s nižším výkonom (vykurovanie do 4 kW, chladenie do 3 kW).
- DUPLEX RA5: Podobný výkon ako RA5, s možnosťou podstropného prevedenia.
- DUPLEX RK5: Pre menšie domy alebo pasívne domy, s výkonom vykurovania do 8 kW a chladenia do 5 kW.
Základné prevádzkové režimy sa nastavujú manuálne alebo automaticky cez týždenný režim na ovládači CP Touch alebo prostredníctvom internetovej aplikácie.
Podrobnejší pohľad na prevádzkové režimy:
- Cirkulácia a Cirkulácia závislá: Režim vnútornej cirkulácie bez vetrania, používa sa pri vykurovaní alebo chladení. V závislom režime sa jednotka zapína automaticky alebo manuálne pri požiadavke na vykurovanie/chladenie.
- Rovnotlaké vetranie: Cirkulačný a odpadový ventilátor pracujú s rovnakým výkonom. Do izieb prúdi len čerstvý vzduch po rekuperácii a rovnako sa odvádza odpadový vzduch. Tento režim je vhodný na nepretržité vetranie v lete alebo pri externom signáli z kuchyne na zabránenie šírenia pachov.
- Pretlakové vetranie: Letné pretlakové ochladenie domu, zvyčajne na noc. Vzduch sa nasáva cez fasádu alebo zemný výmenník tepla.
Distribučné systémy a koncovky
Prívod vzduchu do obytných miestností je realizovaný podlahovými kanálmi z pozinkovaného plechu s rozmermi 50x200 mm, ktoré sú integrované do tepelnej izolácie podlahy. Centrálne odsávanie cirkulačného vzduchu sa zvyčajne umiestňuje do chodby na prízemí alebo v blízkosti krbu, na poschodí do chodby.
Mriežky s rozmermi 290x410 mm sa umiestňujú na každom poschodí čo najvyššie k stropu alebo priamo do stropu. Odsávanie odpadového vzduchu prebieha z kuchyne, WC, kúpeľní a skladových priestorov pomocou kruhových ventilov umiestnených pod stropom alebo v strope.
Nasávanie a výfuk vzduchu na fasáde zabezpečujú otvory s priemerom 160 až 250 mm, ukončené mriežkami s rozmermi 350x350 mm.
Zdroje tepla a chladu
Možnosti zdrojov tepla a chladu sú rôznorodé:
- Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch: Vonkajšia klimatizačná jednotka (napr. Fujitsu) pripojená na chladivový výparník vo VZT jednotke. Vykurovanie a chladenie celého objektu. V období silných mrazov sa jednotka prepína na záložný zdroj tepla (napr. elektrický kotol).
- Teplovodné krbové vložky: V prípade použitia teplovodného výmenníka je nutné zapojiť ho do dostatočne veľkého zásobníka (napr. IZT-U 950). Vykurovacia voda a TUV sa potom odoberajú z tohto zásobníka.
- Akumulačné zásobníky: Zabezpečujú teplo pre podlahové vykurovanie, radiátory a ohrev TUV.
V kúpeľniach sa často používajú:
- Teplovodné rebríkové radiátory.
- Elektrické vykurovacie rebríky.
- Kombinované radiátory, ktoré fungujú na teplovodnom okruhu počas vykurovacej sezóny a elektricky v prechodných obdobiach.
Príprava teplej úžitkovej vody (TUV)
Príprava TUV závisí od dostupného zdroja energie:
- Elektrická energia: Samostatný elektrický bojler s vlastným ohrevom.
- Plyn: Plynový kotol, ktorý prioritne ohrieva TUV a následne vykuruje priestory.
- Akumulačný zásobník: TUV sa odoberá z kombinovaného zásobníka IZT, kde je teplota rozvrstvená.
V domoch s riadeným vetraním je dôležité, aby vývod z digestora nebol vedený priamo do exteriéru, ale späť do interiéru, kde sa tuky a aerosoli zachytávajú na filtroch.
Umiestnenie VZT jednotky a rozvodov
Ideálne umiestnenie VZT jednotky Duplex R je na prízemí v technickej miestnosti. Ak táto miestnosť nie je vykurovaná, jednotka sa umiestňuje napríklad v garáži, v nevykurovanej časti domu alebo pod stropom WC na prízemí.
Rozvody vzduchu sa môžu inštalovať do podlahy (prívod do izieb pre prízemie) a do stropu.
Význam núteného vetrania s rekuperáciou v moderných stavbách
Moderné stavby s kvalitným a tesným obalom vyžadujú nútené vetranie s rekuperáciou na minimalizáciu tepelných strát spôsobených nevyhnutnou výmenou vzduchu. Okrem energetických dôvodov je dôležitý aj hygienický aspekt.
Na trhu existuje viacero technických riešení vetracích systémov s rekuperáciou tepla. Rozlišujeme:
- Decentralizované rekuperačné jednotky: Lokálne riešenie bez potreby rozsiahlych vzduchotechnických rozvodov.
- Centralizované riešenia: Vyžadujú potrubné rozvody, ale zabezpečujú vetranie všetkých priestorov.
Pri výbere rekuperačnej jednotky je dôležité zvážiť účinnosť, mieru získavania tepla a charakter privádzaného vzduchu (najmä vlhkosť). Komplexné viacúčelové stroje môžu okrem vetrania riešiť aj vykurovanie a ohrev teplej vody.
Sekundárne väzby: Teplovzdušná a teplovodná vykurovacia sústava
Pre nízkoenergetické a pasívne domy sa na Slovensku rozšírili systémy čisto teplovzdušného vykurovania. V prípadoch vyšších tepelných strát alebo použitia chladnejších povrchových materiálov interiéru sa však ne vždy dosiahne požadovaná tepelná pohoda kvôli chýbajúcemu sálavému teplu.
Po týchto skúsenostiach sa začalo teplovzdušné vykurovanie kombinovať s klasickými vykurovacími telesami, čím sa dosahuje optimálny pomer medzi dohrievaným vzduchom a sálavými systémami (podlahové, stenové).
Požiadavky na komfort zahŕňajú aj chladenie, ktoré môže byť realizované pasívne (zemný kolektor) alebo aktívne. Elegantným riešením je kombinácia núteného vetrania s podlahovým teplovodným vykurovacím a chladiacim systémom.
Výhody riadeného vetrania s rekuperáciou
Riešené systémy riadeného vetrania s rekuperáciou tepla, chladenia a vykurovania prinášajú:
- Úsporu prevádzkových nákladov: Privádzaný čerstvý vzduch je predohriaty v rekuperačnom výmenníku odpadovým teplom, čím sa šetria náklady na vykurovanie.
- Cirkulácia vzduchu: Vnútorný vzduch cirkuluje cez chladič/ohrievač v jednotke, čím sa zabezpečuje vykurovanie alebo chladenie.
- Kvalitný vzduch: Zabezpečuje prísun čerstvého filtrovaného vzduchu, odstraňuje pachy, vlhkosť a plesne, čím zvyšuje kvalitu bývania.
- Energetická účinnosť: Vysoká účinnosť pri nízkej spotrebe energie.
Systémy sú jednoduché na ovládanie, s možnosťou diaľkovej správy a údržby, s minimálnymi investičnými nákladmi.
Zehnder - Úspora nákladov s rekuperáciou tepla
Základné a komfortné vyhotovenie systémov ATREA
Základné vyhotovenie systému pre rodinné domy a byty zahŕňa:
- Rovnotlaková vetracia jednotka DUPLEX 250/300 EASY.
- Elektrický predohrev/dohrev EPO-PTC (nie je podmienkou).
- Systémy podstropných rozvodov vzduchu (kruhový rozvod).
- Prívodné koncové prvky (dýzový prívod).
- Odťahové koncové prvky (tanierové ventily).
Komfortné vyhotovenie je určené pre širšiu škálu aplikácií:
- Rovnotlaková vetracia jednotka EC5/ECV5.
- Predhrievač (napr. kvapalinový, nemrznúca zmes).
- Kvapalinový zemný výmenník tepla (nie je podmienkou).
- Systémy rozvodov vzduchu (ploché kanály).
- Prívodné koncové prvky (podlahové alebo stropné mriežky).
- Odťahové koncové prvky (tanierové ventily).
Jednotky EC5 a ECV5 spĺňajú požiadavky energetickej triedy A. Rekuperačné jednotky s reguláciou RD5 umožňujú plnohodnotné ovládanie cez web.
Rekuperačné jednotky MITSUBISHI Lossnay
Spoločnosť MITSUBISHI ponúka rad rekuperačných jednotiek Lossnay, ktoré zabezpečujú prísun čerstvého vzduchu a zároveň šetria energiu vďaka spätnému získavaniu tepla z odpadového vzduchu.
- Lokálne rekuperácie: Nástenné jednotky s nízkou spotrebou energie a tichým chodom, vyžadujúce iba dva otvory cez stenu. Výmenníky umožňujú spätné získavanie vlhkosti a nepotrebujú odvod kondenzátu.
- Centrálne rekuperácie: Systémy s výkonným spätným získavaním tepla pre zdravé a komfortné vnútorné prostredie.
Jednotky Lossnay sú určené na vetranie, chladenie a vykurovanie obytných priestorov a sú obzvlášť vhodné pre nízkoenergetické a pasívne štandardy.
Princíp rekuperácie tepla
Pri nútenom vetraní so spätným získavaním tepla dochádza k odovzdaniu tepelnej energie medzi odvádzaným a privádzaným vzduchom v rekuperačnom výmenníku. Prúdy vzduchu sú oddelené, čím sa zabraňuje ich zmiešaniu a prenosu pachov.
Účinnosť rekuperácie tepla sa pohybuje od 80 % do 95 % v závislosti od typu výmenníka a prietokového objemu vzduchu. Entalpické rekuperačné výmenníky (ERV) navyše pomáhajú udržiavať vlhkosť privádzaného vzduchu, čo je dôležité najmä v zimnom období.
Teplovzdušné vykurovanie a jeho uplatnenie
Teplovzdušné vykurovanie využíva vzduch ako médium na ohrev miestností bez potreby medzizásobníka. Nasáva, ohrieva a distribuuje vzduch priamo do vykurovaných priestorov. Výkon systému je závislý od množstva vzduchu a je vhodný najmä pre objekty s nízkou spotrebou tepla, ako sú pasívne domy.
V praxi sa teplovzdušné systémy často prevádzkujú s rekuperáciou tepla, kde odpadový vzduch predohrieva vonkajší vzduch, ktorý sa následne ohrieva na požadovanú teplotu a privádza do domu kanálmi.
V Európe sa teplovzdušné vykurovanie využíva zriedkavejšie kvôli jeho relatívne slabému tepelnému výkonu v porovnaní s inými systémami, avšak svoje opodstatnenie nachádza v dobre izolovaných domoch s nízkou spotrebou tepla alebo v rekreačných objektoch.
Batériové úložiská a tepelné čerpadlá
Batériové úložiská sa stávajú kľúčovým prvkom modernej energetiky, pomáhajú riešiť efektívne využitie vyrobenej elektriny z obnoviteľných zdrojov.
Tepelné čerpadlá na vykurovanie sa delia podľa zdroja energie na zem-voda, voda-voda a vzduch-voda. Každý typ má špecifické vlastnosti a nároky na vykurovaciu sústavu.
Energetické audity a podpora obnoviteľných zdrojov
V súčasnosti prebiehajú programy podpory, ktoré umožňujú podnikom uchádzať sa o príspevky na energetické audity a inštaláciu zariadení využívajúcich obnoviteľné zdroje energie.
Rastúci záujem o tieto technológie naznačuje trend smerom k udržateľnejšej a energeticky efektívnejšej výstavbe a prevádzke.
tags: #teplovzdusne #vykurovanie #s #rekuperaciou