S narastajúcou úrovňou tepelného izolovania budov je vetranie a prívod čerstvého vzduchu základom zdravého bývania. Dnešné domy sú stavané z kvalitných materiálov a používajú sa okná s výbornou tesnosťou, čo síce prispieva k energetickej úspore, no zároveň znemožňuje prirodzenú výmenu vzduchu. Práve preto je dôležité zabezpečiť v dome stálu a riadenú výmenu vzduchu.
Pojmom rekuperácia označujeme spätné získavanie tepla pomocou rekuperačnej jednotky. Rekuperácia je vlastne spätné získavanie tepla pri vetraní. Predstavuje inteligentné riešenie, ako znížiť energetickú náročnosť budov pri súčasnom zabezpečení optimálnej kvality vnútorného vzduchu. Ide o technológiu, ktorá zachytáva teplo z odpadového vzduchu opúšťajúceho budovu a využíva ho na ohrev čerstvého vzduchu vchádzajúceho dovnútra.
Hlavnou a najdôležitejšou funkciou rekuperačného ventilačného systému však nie je iba spätné získavanie energie (alebo úspory, ktoré poskytuje), ale správna a efektívna výmena vzduchu v budove. Vzduch je základom nášho života. Vedeli ste, že sa každý deň v priemere nadýchneme a vydýchneme približne 20 000-krát? To 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.
Vetranie v domoch, bytoch, ale aj kanceláriách je veľmi dôležité, a to hlavne z dôvodu zdravého a hygienického bývania. Rekuperácia alebo inak povedané riadené vetranie je spätné získavanie energie (tepla) z odpadového vzduchu. Rekuperácia sa stáva trendom v oblasti udržateľného bývania, a zároveň predstavuje kľúčovú technológiu pri znižovaní energetických nákladov.
Ako funguje rekuperácia?
Rekuperačná jednotka je zariadenie, ktoré umožňuje využiť teplotu vzduchu odsávaného z priestoru na ohrev chladného privádzaného vzduchu. Tieto dva „vzduchy“ sú od seba oddelené tak, že nemôže dôjsť k ich premiešaniu. Výsledkom tohto procesu je, že použitý vzduch so všetkými v sebe obsahujúcimi pachmi (pachy z kuchyne, WC, dym …) je odvádzaný mimo objekt a je nahradený čerstvým ohriatym (v lete ochladeným) a prefiltrovaným vzduchom.
V systéme rekuperácie máme dva prúdy vzduchu (prívod a odvod), ktoré navzájom prechádzajú paralelne vo vnútri ventilátora s rekuperáciou tepla bez fyzického miešania. Pohyb vzduchu zabezpečuje ventilátor. Pri nútenom vetraní so spätným získavaním tepla dochádza k odovzdaniu tepelnej energie medzi odvádzaným a privádzaným vzduchom. Tento prenos tepla sa uskutočňuje v rekuperačnom výmeníku vo vzduchotechnickej jednotke. Prúdy privádzaného a odvádzaného vzduchu sú oddelené. Pozitívom je, že nemôže prísť k ich zmiešaniu a tým pádom k prenosu pachov.
Rekuperačná jednotka je tvorená ventilátormi na prívod a odvod vzduchu, filtrami vzduchu zabezpečujúcimi zdravú vnútornú klímu, výmenníkom tepla a automatickou reguláciou riadenia rekuperačnej jednotky. V prípade potreby môže obsahovať aj prídavné výhrevné teleso. Zo všetkých spomenutých komponentov nás bude najviac zaujímať výmenník tepla alebo ak chcete rekuperátor, ktorý môžeme bez preháňania nazvať srdcom celého systému.
Princíp fungovania
Pri zjednodušenom opise princípu centrálne riadeného vetrania s rekuperáciou tepla treba začať pri stavebnom otvore urobenom vo fasáde, alebo presnejšie povedané v obvodovom plášti budovy. Cez tento otvor je prostredníctvom rozvodov do rekuperátora privádzaný čerstvý vonkajší vzduch. Rekuperačná jednotka navyše filtruje čerstvý vzduch. Čerstvý vzduch je najskôr privádzaný priechodkou vonkajšou obvodovou stenou k filtru, kde dôjde k jeho prečisteniu. Je pritom možné aplikovať napríklad peľový filter, ktorý výrazne uľahčuje život alergikom. Vzduchové filtre sú štandardným vybavením rekuperačnej jednotky.
Zároveň sa cez filter privádza do tepelného výmenníka rovnaký objem vydýchaného vzduchu. Vydýchaný vzduch je plný látok, ktoré telu neprospievajú. Prevažuje v ňom oxid uhličitý doplnený baktériami, parou a výparmi napríklad z lepidiel a iných látok. Odpadový vzduch prúdi z miestností, ako sú kuchyne či kúpeľne, s vyššou teplotou do vetracieho zariadenia, kde mu výmenník tepla odoberie časť tepelnej energie a odovzdá ju čerstvému vzduchu, ktorý je do výmenníka privádzaný zvonka. Čerstvý vzduch v tepelnom výmenníku rekuperátora absorbuje tepelnú energiu získanú z odvádzaného vzduchu, odkiaľ je zasa prostredníctvom rozvodov distribuovaný ďalej do jednotlivých miestností budovy.
Čerstvý vzduch prichádzajúci zvonka je teda čerstvý, no zároveň čiastočne ohriaty teplom z výmenníka, teda z miestnosti. Na zachovanie požadovanej teploty v miestnosti (a tým aj tepelnej pohody) potom musíte miestnosť vykurovať omnoho menej než pri vetraní klasickým oknom. Ak máme vo vnútri 22°C a vonkajšia teplota je -10°C, dokážeme prívodný vzduch ohriať až na 19°C. A to bez nutnosti elektrického ohrevu vzduchu, s nákladmi len na chod ventilátorov.
Vysvetlenie jednotiek ERV a HRV
Typy rekuperačných systémov
Pri rozhodovaní o inštalácii rekuperačnej jednotky sa stretnete s dvoma hlavnými typmi systémov: centrálna a decentrálna (lokálna) rekuperácia. Každý typ má svoje špecifiká a je vhodný pre iné typy nehnuteľností.
Centrálna rekuperácia
Centrálna rekuperácia je zložitejšia na inštaláciu, potrebuje potrubné rozvody pre svoje vstupy a výstupy. Rekuperačná jednotka je umiestnená v technickej miestnosti, odkiaľ vedú potrubné rozvody do celej budovy. Týmto spôsobom zabezpečujete rekuperáciu v celej nehnuteľnosti. Každá stavba vybavená centrálnym vetracím systémom disponuje centrálnou jednotkou. Systém kanálov, ktorý je väčšinou skrytý v podhľade či integrovaný v stenách, zásobuje miestnosti čerstvým vzduchom.
V obývacej izbe a spálňach sú zvyčajne umiestnené výustky pre prívod čerstvého vzduchu zvonku (na podlahe, stene či strope), v kúpeľniach a na toalete sú situované otvory s odťahovými ventilmi pre odvod spotrebovaného vzduchu (vďaka tomu je tu priaznivo regulovaná aj hladina vlhkosti). Ostatné miestnosti, ktoré sa nachádzajú medzi týmito hlavnými úžitkovými priestormi, takzvané prepúšťacie zóny, sú prevetrávané vďaka prúdeniu vzduchu z privetrávanej zóny do odvetrávanej. Stupeň spätného zisku tepla je v prípade centrálnych jednotiek vyšší ako u lokálnych zariadení.
Pri výbere centrálnej rekuperačnej jednotky je dôležité, aby bolo vybrané zariadenie správne dimenzované. Čím väčší je vetraný priestor a čím viac osôb sa v ňom obvykle nachádza, tým výkonnejšiu vetraciu jednotku je potrebné voliť. Pri výbere vám bude nápomocný aj parameter "objemový tok vzduchu", ktorý výrobcovia uvádzajú v technickom popise. Napríklad obytnú plochu o veľkosti cca 200 m² možno obslúžiť centrálnou rekuperačnou jednotkou s objemovým tokom vzduchu asi 300 - 400 m³/h.
Decentrálna (lokálna) rekuperácia
Decentrálny vetrací systém, nazývaný aj lokálna rekuperácia, je druhou možnosťou bez potrubných rozvodov. Jednotlivé rekuperačné jednotky sú osadené v obvodovej stene. Decentrálne vetracie zariadenia sa inštalujú do stenových prestupov, resp. otvorov cez obvodovú stenu jednotlivých miestností. Lokálna rekuperácia je vhodná do bytov a menších domov, slúži pre jednu miestnosť. Pre vetranie jednotlivých miestností o priemernej veľkosti 20 - 30 m² potom postačí decentrálne rekuperačné zariadenie s objemovým tokom vzduchu cca 55 m³/h.
Pokiaľ z akéhokoľvek dôvodu nechcete alebo nemôžete pristúpiť k inštalácii centrálnych vzduchotechnických rozvodov, môžete problém riešiť lokálne a len tam, kde je to relevantné, teda v miestnostiach, kde potrebujete pravidelne vetrať ako napríklad v spálňach počas spánku. Reč je o kompaktných rekuperačných jednotkách s jednoduchou inštaláciou bez rozvodov, ktoré sa umiestňujú v obvodových múroch domu, v ktorých je prerazený jediný otvor. Ak sa pre riadené vetranie rozhodnete, je dôležité, aby bolo vybrané zariadenie správne dimenzované.
Porovnanie centrálnej a decentrálnej rekuperácie
| Funkcia | Centrálna rekuperácia | Decentrálna (lokálna) rekuperácia |
|---|---|---|
| Inštalácia | Zložitejšia, potrebuje potrubné rozvody | Jednoduchšia, bez potrubných rozvodov |
| Pokrytie | Celá budova | Jedna miestnosť (byt, menší dom) |
| Umiestnenie | Technická miestnosť, podhľad, steny | V obvodovej stene jednotlivých miestností |
| Objemový tok vzduchu | Vyšší (napr. 300-400 m³/h pre 200 m² obytnej plochy) | Nižší (napr. 55 m³/h pre 20-30 m² miestnosť) |
| Účinnosť | Vyšší stupeň spätného zisku tepla | Nižší stupeň spätného zisku tepla |
| Flexibilita | Rovnomerná výmena vzduchu v celom objekte | Lokálne riešenie pre konkrétne miestnosti |
Typy tepelných výmenníkov
V súčasnosti sú v rekuperačných jednotkách bežne využívané tri konštrukčné prevedenia výmenníkov tepla:
- Doskový výmenník tepla
- Rotačný výmenník tepla
- Entalpický výmenník tepla so spätným získavaním vlhkosti
Doskový výmenník tepla
V doskovom rekuperátore odvádzaný teplý vzduch odovzdáva svoju tepelnú energiu chladnejšiemu privádzanému vzduchu prostredníctvom tenkej hliníkovej dosky. Kondenzát sám o sebe nie je problémom, no pri takýchto rekuperačných jednotkách je veľmi dôležité dbať na to, aby kondenzát nezamrzol. Pri zamrznutí kondenzátu dochádza minimálne k zablokovaniu rekuperačnej jednotky.
Tento typ výmenníka tepla prešiel v posledných rokoch viacerými úpravami. Vďaka nim však účinnosť doskových rekuperátorov vzrástla z pôvodných 50-60% na súčasných 90 až 95%. Spomenúť môžeme zmenu tvaru, ale aj prúdenie vzduchu. Pôvodné rekuperátory mali štvorcový tvar, ktorý je dnes nahradený šesťuholníkovým a krížový prietok vzduchu sa zmenil na protiprúdový. Rekuperačné jednotky s doskovými protiprúdovými výmenníkmi tepla sú naďalej vhodné predovšetkým do regiónov s miernejším klimatickým podnebím bez silných mrazov.
Rotačný výmenník tepla
Tento typ rekuperátora si dokáže veľmi dobre poradiť s náročnejšími klimatickými podmienkami a problém mu nebudú robiť ani nižšie mínusové teploty. Dôvod je jednoduchý: výhodou rotačného rekuperátora je, že vďaka otáčaniu sa nikdy nezamŕza a navyše do interiéru vracia nielen teplo, ale aj časť vzdušnej vlhkosti. Riešiť teda nemusíte ani odvod kondenzátu. Rotačný výmenník tepla je pokročilejšie a nákladnejšie riešenie. Jeho účinnosť je tiež vyššia a môže dosiahnuť 90 %. Pri prevádzke však vytvára viac šumu.
Entalpický výmenník tepla
Moderné rekuperačné jednotky sú vybavené membránovým entalpickým výmenníkom tepla, ktorý dokáže pracovať aj pri nižších vonkajších teplotách. Výhodou centrálnych vetracích jednotiek s entalpickým výmenníkom tepla je predovšetkým rekuperácia vlhkosti. Popri odovzdávaní tepla privádzanému vzduchu dokážu teda tieto rekuperátory spoľahlivo odovzdávať vlhkosť a tým prispieť k optimálnej relatívnej vlhkosti vzduchu v interiéri budov. Entalpický výmenník tepla odovzdávaním vlhkosti privádzanému vzduchu okrem toho eliminuje namŕzanie výmenníka.
Zemný výmenník a kolektor: Efektívne riešenia
Čerstvý vzduch môže byť privádzaný voliteľne cez zemný výmenník (potrubie v hĺbke cca 2m) alebo priamo zvonku. Pre zimnú prevádzku musí byť zabezpečené nezamŕzanie zariadenia. Tomuto je možné zabrániť zemným výmenníkom alebo predohrievacím zásobníkom.
Pri použití zemného výmenníka sa vzduch do domu privádza zo vzdialeného miesta potrubím uloženým pod zemou. V podmienkach strednej Európy je v hĺbke cca 2 metre pod zemou stabilná celoročná teplota okolo 8 °C. V zimných mesiacoch sa vzduch v tomto potrubí ohrieva práve na túto teplotu a do rekuperačnej jednotky už vstupuje zohriaty o niekoľko stupňov oproti vonkajšej teplote. Výmena tepla medzi odvádzaným a privádzaným vzduchom je tak účinnejšia a efektívnejšia.
Ešte viac môžete ušetriť doplnením rekuperátora o tzv. zemný kolektor. Ide v podstate o okruh tvorený rúrkami zakopanými cca 2 m v zemi, cez ktoré prúdi nemrznúca zmes (rovnaký princíp ako pri tepelnom čerpadle zem - voda). Zem, ktorá je v zime omnoho teplejšia než vzduch, odovzdáva tejto zmesi teplo a tá ho prenáša do samostatného tepelného výmenníka. 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.
Výhody riadeného vetrania s rekuperáciou
Rekuperácia prináša celý rad výhod, ktoré zásadne zlepšujú kvalitu bývania a prispievajú k úsporám energie:
- Energetická úspora: Vetranie s rekuperáciou zaisťuje optimálne využitie vytvoreného (teda zaplateného) tepla až s 90 % účinnosťou. Na zachovanie požadovanej teploty v miestnosti (a tým aj tepelnej pohody) potom musíte miestnosť vykurovať omnoho menej než pri vetraní klasickým oknom. Pri správnej kalibrácii môžete ušetriť až 30% nákladov na vykurovanie. Úspora nákladov na energie je evidentná počas zimnej aj letnej sezóny.
- Zlepšenie kvality vzduchu: Rekuperačné jednotky sú vybavené aj účinnou filtráciou, ktorá zachytáva peľ, prach a ďalšie nečistoty a s nimi aj množstvo roztočov a mikroorganizmov. Systém filtruje nasávaný vzduch pred jeho distribúciou do celého domu, čím odstraňuje prach, peľ a iné alergény. Ľudia trpiaci alergiou pocítili výraznú úľavu od ťažkostí po nasťahovaní do domu s rekuperáciou. Na rozdiel od čističiek vzduchu, ktoré filtrujú vzduch v jednej miestnosti, systém vetrania s rekuperáciou filtruje nasávaný vzduch pred jeho distribúciou do celého domu.
- Zdravé vnútorné prostredie: Využitie rekuperácie vzduchu môže výrazne prispieť k zlepšeniu kvality vnútorného prostredia, znižovaniu vlhkosti a predchádzaniu plesniam. Intenzívna výmena vzduchu zabraňuje výskytu plesní. 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. Rekuperácia tomu účinne predchádza vďaka regulácii vlhkosti a zabezpečeniu neustálej výmeny vzduchu.
- Komfort: Rekuperácia zvýši celkový komfort bývania - zabudnite na hluk a zápach z okolia prichádzajúci cez okná, s rekuperáciou budete mať stále vyvetrané bez nutnosti otvárať okná. Rekuperácia tepla takisto zabráni veľkým výkyvom teploty pri klasickom vetraní oknami. Vykurovanie i ochladzovanie priestorov prebieha pri zatvorených oknách, to však neznamená, že okná sa nesmú otvárať. Dom s rekuperačnou jednotkou žije ako každý iný dom. Je len na samotnom užívateľovi, či bude vetrať oknami, alebo nie. Rekuperačná jednotka vás nijako neobmedzuje. Užiť si v lete nerušený spánok v tichej spálni s celonočným vetraním, pri ktorom nepotrebujete mať otvorené okno do ulice? Zdravá klíma v interiéri zvyšuje kvalitu vášho bývania aj života. Automatické nastavenie systému vďaka senzorom dokáže moderná rekuperácia automaticky znížiť alebo zvýšiť výkon podľa potreby.
- Bezpečnosť: Riadené vetracie jednotky, či už s rekuperáciou alebo bez nej, sú prínosom nielen po stránke funkčnej a zdravotnej, ale aj bezpečnostnej. Otvorené okná v čase, keď sa v objekte nikto nenachádza alebo jeho užívatelia spia, môžu totiž znamenať riziko vlámania. V porovnaní s otvorenými oknami znižuje riziko vlámania.
- Tepelná pohoda v lete: V lete môže rekuperačné zariadenie slúžiť na vychladzovanie obytných priestorov. V teplých letných mesiacoch rekuperácia funguje opačne ako v zimných mesiacoch, to znamená, že vonkajšiemu teplu odoberá teplo a zabraňuje tak prehrievaniu interiéru. V lete môžeme rekuperačné zariadenie využívať na vychladzovanie obytných priestorov v noci, keď klesá vonkajšia teplota. Ak v lete nie je spätný zisk tepla žiaduci, možno túto funkciu vypnúť. V takom prípade sa uzavrie tzv. obtoková klapka a vzduch zvonku postupuje okruhom mimo výmenník (letné bypass).
Rekuperácia v kontexte rekonštrukcií
Rovnako je vhodné riadené vetranie s rekuperáciou tepla montovať aj do starších rodinných domov, ktoré prešli rekonštrukciou. Pri rekonštrukcii starších rodinných domov sa väčšinou dbá na vizuálnu stránku a zníženie tepelných strát a energetickej náročnosti posilnením izolácií. Málokto si však uvedomí, že pri stavbe týchto rodinných domov boli použité materiály úplne inej kvality a konzistencie ako sú na dnešnom trhu. Taktiež 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) zabezpečená netesnosťami a špárami v konštrukciách, zanikla. 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 nežiadúcich organizmov.
Údržba a starostlivosť o rekuperačný systém
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. Je dôležité si uvedomiť, že ak chcete mať doma skutočne čistý vzduch, musíte pravidelne meniť filtre. Aj pri rekuperačných jednotkách však platí, že na to, aby dobre fungovali, ich musíte správne nadimenzovať a nainštalovať. Nesprávnou inštaláciou môžete porušiť vzduchotesnosť systému, zvýšiť jeho hlučnosť a spotrebu energie, znížiť účinnosť celého systému, ale aj kvalitu vzduchu v objekte.
tags: #kurenie #rekuperacnou #jednotkou