Větrání, rekuperace a další možnosti (Stavíme energeticky úsporný dům – 4.díl)0

Jakými způsoby můžeme větrat?

Jakými způsoby můžeme větrat?

Nárazové větrání otevřením oken

Nejjednodušším řešením je pravidelné větrání otevřením oken. Nejúčinnější je otevřít okna na protilehlých stěnách budovy a udělat průvan. Jednoduchým výpočtem se dá doložit, že takovéto větrání je více než dvakrát energeticky úspornější než větrání pootevřeným oknem, ventilační klapkou nebo mikroventilační spárou, kterými jsou některá moderní okna vybavena. Osobněvětrám v zimě tak, že otevřu okno v přízemí a v prvním patře na chodbě (a všechny dveře mezi) a tím si vytvořím dostatečný proud vzduchu i při bezvětří. Základní nevýhodou tohoto postupu je ovšem to, že si na to musí obyvatelé domu vzpomenout a do jisté míry i to, že se při takovémto větrání krátkodobě nepříjemně sníží teplota.

Obr.1 Schéma větrání s rekuperací tepla

Mikroventilace

Někteří výrobci oken nabízí takzvanou mikroventilaci, tj. možnost vytvoření určité štěrbiny, kterou může pronikat venkovní vzduch. Výhodou je, že na větrání nemusíme myslet a nedochází k poklesu teploty jako u větrání plně otevřeným oknem. Od mikroventilace ale rozhodně nelze čekat, že zajistí přiměřené větrání za všech okolností. V zimě, pokud je rozdíl teplot velký nebo pokud fouká vítr, může být větrání příliš vysoké. Naopak v teplých obdobích za bezvětří nedochází k větrání prakticky vůbec. Zjednodušeně řečeno mikroventilace může pomoci, pokud je používána s rozmyslem a jako doplněk klasického větrání.

Nucené větrání pomocí ventilátoru

Použití ventilátoru zajistí více méně konstantní a zpravidla nastavitelný průtok vzduchu. Nevýhodou je určitá hlučnost (šumění), a pochopitelně určitá (naštěstí poměrně malá) spotřeba elektrické energie. Otvor pro přívod a odvod vzduchu představují narušení těsnosti obálky domu (měly by proto být těsně uzavíratelné). Dnes se většinou navrhuje nucené větrání už s rekuperací tepla.

Obr.2a Schéma deskového výměníku tepla s křížovým proudem

Obr.2b Deskový výměník tepla (foto)

Nucené větrání s rekuperací tepla

Jedinou možností, jak tepelnou ztrátu větráním výrazně snížit, je rekuperace (zpětné získávání tepla) z vypouštěného vzduchu. Rekuperace je ovšem možná jen v systémech s nucenou ventilací. Při rekuperaci tepla dojde k předání tepla z použitého vzduchu odcházejícího z budovy do čerstvého vzduchu nasávaného zvenku (obr.1).  Tato výměna tepla probíhá ve výměníku tepla, který je hlavní součástí rekuperační jednotky. V praxi se setkáme s několika typy výměníku:

• Deskový výměník – v současné době asi nejběžnější typ výměníku pro malé jednotky. Odváděný vzduch je od přiváděného vzduchu oddělen tepelně vodivými deskami (nerez ocel, hliník, plasty). Obvyklé je provedení s kolmým křížením proudů ve tvaru čtverce (obr.2a,b). Teplotní účinnost těchto výměníků je mezi 40 až 80 %.
• Rotační regenerační výměník –  nachází uplatnění především u větších zařízení. Funguje tak, vzduch prochází otvory v pomalu rotujícím válci a předává mu teplo (obr. 3a,b). Výhodou je vysoká účinnost, snadná regulace, relativně malé rozměry a možnost přenosu nejen tepla citelného, ale i tepla vázaného (ve formě latentního tepla vodní páry, vlhkosti). Teplotní účinnost rotačních výměníků je 60 až 80 %, vlhkostní účinnost 10 až 20 % a potažením povrchu hygroskopickou vrstvou se dá zvýšit až na 60 až 70% .

Další typy výměníků, jako je například výměník s tepelnými trubicemi (obr.4) nebo systémy, kde přenos vzduchu obstarává kapalina, se zatím u nás ve sféře bydlení výrazně neuplatnily.

V poslední době se na trhu objevují i malé rekuperační větrací jednotky, které se zabudují do otvoru ve vnější stěně a využijí se  pro větrání jednotlivých místností (není tedy třeba dělat vzduchotechnický rozvod).

Zajímavý decentrální systém větrání, který nepotřebuje žádné rozvody nabízí firma firma A-INVENT. Zařízení  inVENTer  pracuje Systém inVENTer pracuje ve 4 fázích:

1. teplý vzduch z místnosti je vysáván zevnitř ven a teplo z něj odebírá keramický výměník (akumulátor).
2. po 70 sekundách je akumulátor nabitý ventilátoru obrátí směr proudění.
3. ventilátor nasává zvenku studený čerstvý vzduch který se ohřeje naakumulovaným teplem z akumulátoru.
4. po dalších 70 sekundách seproces dostává znovu do fáze 1.

 
Obr.3a,b Schéma rotačního výměníku

Na stránkách Rekuperace.cz najdete kromě dalších informací i kalkulátor, umožňující přibližný výpočet teplot nasávaného a vypouštěného vzduchu pro různé teploty a je zde i řada užitečných informací o praktickém provedení rekuperačních jednotek

Využití tepelného čerpadla pro větrání

Účinnost rekuperace je možné dále zvýšit použitím tepelného čerpadla. Princip tepelného čerpadla spočívá v tom, že můžeme odebírat teplo ze zdroje o nižší teplotě a předávat je do média o teplotě vyšší.

Tepelným čerpadlem můžeme proto snížit teplotu odcházejícího vzduchu i pod teplotu vzduchu nasávaného. Odcházející vzduch navíc obsahuje teplo i ve formě latentního tepla vodní páry. Přítomnost lidí a různé domácí činnosti (vaření, praní) produkují vodní páru a voda má vysoké výparné teplo. Pokud ochladíme odváděný vzduch pod teplotu rosného bodu, voda zkondenzuje a toto teplo se uvolní. Zpravidla je v systému napřed zařazen rekuperační výměník a teprve na jeho výstupu je umístěn výparník tepelného čerpadla vzduch-vzduch, které odebere další teplo.

Takovéto systémy vyrábí třeba Viessmann, Stiebel Eltron nebo AEG a nabízí je řada tuzemských firem.

Zemní výměník

Další možností, jak snížit tepelnou ztrátu větrání, je použití předehřevu nasávaného vzduchu v zemním výměníku (registru). Je to vlastně dostatečně dlouhá trubka zakopaná do nezámrzné hloubky, skrze kterou přisáváme větrací vzduch. Efekt zemního výměníku je nejvýraznější v zimě, kdy se mrazivý vzduch předehřeje znatelně. Naopak v letních vedrech jej můžeme využít k ochlazování větracího vzduchu.

Obr.4 Schéma výměníku s tepelnými trubicemi

Využití energie slunce

Také zimní zahrada, tj. prosklený prostor na jižní straně domu (obr.5) nebo Trombeho stěna (prosklená jižní stěna, která funguje jako solární kolektor) mohou sloužit k předehřátí větracího vzduchu, a to i když je slunce částečně pod mrakem.

Inteligentní větrací systémy

V hi-tech budovách kde je celý provoz řízen počítačem je možné využít k ovládání větracího systému signálů od čidel vlhkosti nebo koncentrace oxidu uhličitého, a přizpůsobovat tak okamžitou výměnu vzduchu potřebám domu.

Více informací o větrání budov lze najít na stránkách ČVUT.

Zimní zahrada (Zdroj: Fotoarchiv autora)

Z výše uvedeného je vidět, že tepelné ztráty větráním lze snížit téměř na nulu, čím dokonalejší systém ale použijeme, tím více musíme investovat a zpravidla jsou vyšší i provozní náklady (spotřeba elektřiny). Je proto vhodné provést výpočet doby návratnosti pro jednotlivé varianty, které přicházejí v úvahu. Ne vždy jsou technicky výhodná řešení také ekonomicky přijatelná. Například tam, kde topíme levným dřevem, může doba návratnosti investice do dokonalého větracího systému podstatně přesáhnout dobu jeho životnosti.

Autor: Redakce Nazeleno.cz

Více článků od autora