Systémy nucené ventilace s rekuperací jsou v oboru stavebnictví čím dál častěji diskutovaným tématem. Energetické úspory, nové normy nebo dotační politika a měnící se životní styl lidí ve prospěch zdraví a pohody jsou hlavními důvody pro rozvoj v oboru kvality vnitřního prostředí. Větrání s rekuperací má na kvalitu vnitřního prostředí zásadní vliv. I přesto trpí toto téma problémem – neznalostí základních pojmů.
Základní pojmy spojené s rekuperací přitom nejsou zcela jasné ani profesionálům, natož-pak zákazníkům. A hledáte-li informace na internetu, setkáte se s mnoha mýty a legendami nebo minimálně zkreslením informací motivovaným zájmy jednoho či druhého výrobce.
I společnost WAFE má snahu základní pojmy vysvětlovat. Dle jejích zástupců znalost základních pojmů výrazně usnadňuje jednání se zákazníky a hledání skutečně funkčního řešení. Pojďme se proto podívat na těch pár vybraných pojmů, jejichž znalost vám pomůže se v oboru lépe orientovat.
Rekuperace
Obecně se jedná o zpětný zisk energie. Energii můžeme zpětně získávat z kinetické energie, z odpadní vody nebo z odpadního, vydýchaného vzduchu. V tomto seznamu pojmů se zabýváme rekuperací tepla z odpadního vzduchu. Cílem rekuperace v souvislosti s ventilací je možnost větrat a neztrácet energii.
Masivní zateplování objektů motivované úsporou energie, ale i dotační podporou s sebou nese negativní dopady na vnitřní prostředí budov. Rodinné domy, ale samozřejmě i veřejné budovy nebo školy, které byly zatepleny, často postrádají jakýkoliv systém nucené ventilace a otevřít okna znamená ztratit teplo, kvůli kterému jsme do zateplení investovali. Jediným efektivním řešením je právě systém nuceného větrání s rekuperací.
Pasivní standard
Termín spojený s legislativou určující standardy energetické náročnosti budov. Pasivní standard dle současné normy platné na území ČR znamená maximální energetickou náročnost na m² na úrovni 15 kWh/rok.
Nízkoenergetický standard
Standard energetické náročnosti pro domy s roční spotřebou energie do 50 kWh/m².
Nová Zelená úsporám
Státní dotační program na podporu výstavby budov s nízkou energetickou náročností. Čerpat dotace mohou všichni investoři do nových budov i rekonstrukcí, kteří splní určitá kritéria. Kritéria jsou spojena právě se snížením energetické náročnosti budovy.
Tepelné čerpadlo
Zařízení, který čerpá teplo z jednoho místa na jiné vynaložením vnější práce. Obvykle je cílem získat teplo v zimě do interiéru nebo se ho v létě zbavit. Používá se při stavbě rodinných domů k efektivnímu vytápění. Často je spřaženo s kotlem, geotermálním vrtem nebo rekuperační jednotkou.
Geotermální vrt
Geotermální energie se dá využít pro chlazení nebo ohřev vnitřního prostředí domu. Teplota v dostatečné hloubce je stabilní oproti prostředí v atmosféře. I v zimě je v zemi dostatečné teplo, aby se dalo využít pro ohřev. K využití této energie je zapotřebí vést geotermálním vrtem do země nosič energie (například nějakou kapalinu), která za pomoci tepelného čerpadla přivádí teplo obsažené v půdě do systému vytápění v rodinném domě.
Kogenerace
Proces, při kterém vzniká elektrická a tepelná energie zároveň. Celkový zisk energie je tak vyšší. Z primárního zdroje, jako je např. plyn, se spalováním získávají dvě člověkem využitelné energetické veličiny zároveň – teplo a elektřina.
Solární panely
Panely, které umožňují vytvářet elektrickou energii ze slunečního záření. Panely využité v rodinných domech buď odvádějí elektrickou energii do sítě, za což majitel domu dostává peníze, anebo elektrickou energii ukládá do baterií. Z baterií je možné elektrickou energii použít na provoz domácích spotřebičů.
Výměník
Základní součást rekuperační jednotky, kde dochází k výměně tepelné energie mezi odpadním teplým vzduchem a čerstvým studeným vzduchem zvenčí. Při výměně nedochází ke smíšení odpadního a čerstvého vzduchu. Dochází pouze k předání energie. Studený čerstvý vzduch se ohřeje vydýchaným odpadním.
Rotační výměník
Výměník používající princip regenerace. Teplo z odpadního vzduchu se nakumuluje do materiálu výměníku a poté je předáno čerstvému vzduchu. Výměník se pomalu otáčí. Na jedné straně se materiál výměníku nabíjí a na protilehlé se vybíjí. Úskalím využití rotačních výměníků je jejich klesající účinnost při vyšším průtoku vzduchu.
Entalpický membránový výměník
Výměník, který kromě zpětného zisku tepla umožňuje i zpětný zisk vlhkosti. Membrána neumožňuje přenos složitějších molekul, než je molekula vody. Entalpické výměníky mají nižší tepelnou účinnost než klasické výměníky. Účinnost se navíc v čase snižuje, jak se opotřebovávají membrány výměníku. Po určité době (většinou po uplynutí záruky) je nutné výměník nahradit zcela novým.
Relativní vlhkost vzduchu
Kapacita vzduchu vázat vlhkost závisí na teplotě. Čím je teplota vyšší, tím více vlhkosti je vzduch schopen absorbovat. Při rekuperaci má tato vlastnost vzduchu dopad na kondenzaci vlhkosti ve výměníku. Jakmile se teplý vlhký vzduch zchladí, aby předal teplo čerstvému studenému vzduchu, začne vlhkost v něm kondenzovat na lamelách výměníku. Běžné rekuperační jednotky tento kondenzát odvádějí do odpadu. Existují však řešení, která umožňují regeneraci vlhkosti a odvod kondenzátu nepotřebují (jako například jednotky WAFE). Ty pravidelně mění směr proudění vzduchu pomocí klapek a výměník vysouší. Přirozená vlhkost se díky tomu vrátí do vnitřního prostředí. Optimální rozmezí relativní vlhkosti v interiéru je mezi 40 a 60 %.
Absolutní vlhkost vzduchu
Absolutní množství vody ve vzduchu v podobě vodní páry udávané obvykle v gramech na kg vzduchu. Je výrazně závislé na teplotě. Např při –10 °C obsahuje vzduch cca 1 g vlhkosti. Při 20 °C je to 8 g. Absolutní vlhkost rovněž závisí na relativní vlhkosti.
Entalpie
Entalpie je fyzikální veličina udávaná v joulech, která vyjadřuje energii uloženou v termodynamickém systému. Jedná se o jeden ze čtyř základních termodynamických potenciálů. O entalpii hovoříme v souvislosti s rekuperací, když pracujeme s teplem i vlhkostí. Tzv. entalpické jednotky pracují s teplem i vlhkostí tak, aby vlhkost v objektu dosahovala optimálního rozmezí. U jednotek bez entalpie v zimním období klesá relativní vlhkost vnitřního prostředí pod optimální úroveň. Příliš suchý vzduch může mít negativní dopady na zdraví, interiér i na samotnou konstrukci stavby.
Kondenzát
Kondenzát vzniká v rekuperační jednotce při výměně energie mezi teplým odpadním a studeným čerstvým vzduchem. Voda obsažená v teplém vzduchu vnitřního prostředí při prudkém ochlazení začne kondenzovat na lamelách výměníku. U běžných jednotek tato voda odtéká na dno jednotky, kde je třeba ji odvádět do odpadu. Nepřetržitý odvod kondenzátu znamená pro vnitřní prostředí trvalé vysušování. Vzniká tak nepříjemně suché prostředí. Obyvatele pálí oči, škrábe v krku, snižuje se imunita. Příliš suché vnitřní prostředí má také negativní dopady na nábytek nebo hudební nástroje. Dlouhodobě je suché prostředí nevhodné i třeba pro dřevěné konstrukce domu.
Technologie WAFE – entalpický klapkový systém – tuto nepříjemnou vlastnost běžné rekuperace výrazně redukuje schopností vracet přirozenou vlhkost zpět do domu. Přirozená vlhkost prostředí vzniká například při vaření, praní nebo sušení prádla. To málo vlhkosti, které při provozu vzniká, tak WAFE pomáhá zachovat a vytvořit tak příjemné a přirozené vnitřní prostředí, kde se dobře dýchá.
Odvod kondenzátu
Odvod kondenzátu je nutný u všech běžných rekuperačních jednotek. Vlhkost, která se sráží ve výměníku při výměně tepla mezi teplým odpadním a studeným čerstvým vzduchem, je nutné odvádět do odpadu.
S technologií WAFE tento odvod nepotřebujete díky klapkovému entalpickému systému, který pravidelně vysušuje výměník a změnou proudění vzduchu vrací přirozenou vlhkost do prostředí. Pokud je stavba přeci jen na místě, kde vzlíná příliš vlhkosti, je možné jednotku WAFE 350 k odpadu připojit a nastavit ji do módu regulace vlhkosti. Jednotka tak bude kondenzát odvádět do té doby, dokud relativní vlhkost vzduchu nebude v požadovaném optimálním rozmezí mezi 40 a 60 % relativní vlhkosti.
Předehřev
Elektrické zařízení, které zajišťuje ohřev vzduchu na vstupu do rekuperační jednotky v momentě, kdy by podnulová venkovní teplota mohla zapříčinit namrzání kondenzátu ve výměníku jednotky. Ve výměníku vzniká kondenzát v momentě, kdy se odpadní vzduch obsahující vlhkost prudce zchladí a předá teplo tomu čerstvému. V tento moment začne docházet ke kondenzaci vlhkosti na lamelách výměníku, jako např. na lahvi od piva, když ji vyndáte z lednice. Pokud se při mrazivých dnech ochladí vzduch tak výrazně, že jeho teplota klesne pod nulu, kondenzující vlhkost začne namrzat a postupem času způsobí úplné ucpání kanálků, kterými proudí vzduch. Proto je nutné u běžných jednotek používat předehřev. Ten ovšem při výraznějších průtocích vzduchu spotřebovává velké množství elektrické energie, což zákazník draze zaplatí.
S klapkovým systémem WAFE je protimrazová ochrana zajištěna pravidelnou změnou proudění vzduchu ve výměníku. Ten se tímto procesem pravidelně vysušuje. Bez předehřevu díky tomu jednotka WAFE vydrží až do hlubokých mrazů kolem –30 °C.
Dohřev
Dohřevem se v souvislosti s rekuperací má na mysli zařízení, které čerstvý vzduch vycházející z jednotky ještě dohřeje na požadovanou úroveň. Dohřev je nutný u jednotek s nižší účinností, protože není komfortní, aby z výduchů čerstvého vzduchu vycházel příliš chladný vzduch. Když má jednotka 90% účinnost, dovede z cca –5 °C udělat cca 20 °C, pokud máte doma cca 22 °C. To je snesitelný rozdíl. U jednotek, které mají pouze 70% účinnost, by už příchozí vzduch měl pouhých 17 °C. To může být vnímáno jako nepříjemný chlad. U takových jednotek je nutný dohřev. Dohřev je také zapotřebí z technického hlediska, nejen kvůli komfortu. Pokud by rozvodovým potrubím do domácnosti tekl příliš studený vzduch, hrozila by kondenzace vlhkosti – na potrubí samotném nebo na jeho koncích. Mohlo by se tak stát, že z koncovky příchozího vzduchu bude např. v obývacím pokoji kapat voda na zem. Dohřev může být zařízen elektrickou spirálou nebo přivedeným teplem z kotle nebo tepelného čerpadla.
WAFE předehřev nevyužívá. Účinnost těchto jednotek je dostatečně vysoká i pro velmi chladné počasí. Pokud však investor počítá např. s tepelným čerpadlem a chtěl by vzduch do jednotky ohřívat, není to problém. Jednotka si díky autonomnímu inteligentnímu systému čidel poradí i s takovou situací.
Klapkový systém EFS
Systém vyvinutý společností WAFE, který umožňuje rekuperaci tepla i přirozené vlhkosti. Jakmile ve výměníku nakondenzuje určitý objem vlhkosti, který rekuperační jednotka spočítá na základě údajů z čidel teploty a vlhkosti, klapky přehodí tok vzduchu tak, aby se kondenzát vysušil a vrátil rozvodovým systémem zpět do domu. Systém pomáhá udržet v domě přirozenou vlhkost. Kromě lepší kvality vnitřního prostřed také snižuje energetickou náročnost rekuperační jednotky, protože odstraňuje potřebu elektrického předehřevu a nutnost instalovat odtok kondenzátu.
Rozvody vzduchu
Rekuperační jednotka přivádí do domu čerstvý vzduch a ohřívá jej vzduchem odpadním. Rozvody vzduchu z jednotky vedou do všech místností, aby se čerstvý vzduch dostal tam, kde je potřeba. Čerstvý vzduch je zpravidla vháněn výduchy nebo dýzami do obytných prostor, jako jsou ložnice, obývací pokoj nebo pracovna. Naopak odpadní vzduch se odsává v místech jako koupelna, kuchyně, chodba nebo toaleta.
Odtah
Vzduch odváděný z koupelen, kuchyně, WC. Vzduch nasycený vlhkostí, vydýchaný vzduch přiváděný na rekuperační jednotku z vnitřku domu.
Přívod
Vzduch přiváděný do objektu za rekuperační jednotkou poté, co mu byla předána energie ze vzduchu odpadního.
Filtr v rekuperační jednotce
Rekuperační jednotky obvykle využívají filtry na přívodu vzduchu do jednotky, čímž zbavují vnější vzduch prachu, pylů i dalších škodlivin. V jednotce jsou také filtry odpadního vzduchu, který je odsáván z interiéru. Odpadní vzduch je tak zbaven prachu a dalších nečistot, které by mohly poškodit vnitřní komponenty jednotky (např. ventilátory). Filtrace vzduchu na přívodu i na odtahu znamená snížení prachových a dalších škodlivých částic v interiéru a zlepšení vnitřního prostředí.
Průtok vzduchu
Průtok vzduchu je základní veličinou pro hodnocení ventilace. Můžeme hodnotit průtok vzduchu rekuperační jednotkou – ten se nastavuje dle velikosti domu, počtu místností a obyvatel. V jednotlivých místnostech se nastavují průtoky vzduchu na koncovkách systému rozvodů. Příliš vysoký průtok vzduchu koncovkou může mít negativní vliv na hluk.
Tlaková ztráta
Rozdíl tlaků mezi dvěma body měření. Pokud se bavíme například o tlakové ztrátě způsobené filtrem, změříme tlak vzduchu při provozu jednotky před filtrem a za filtrem. Rozdíl mezi tlaky je tlaková ztráta.
Tlakovou ztrátu může negativně ovlivnit špatná instalace rozvodů. Výsledkem potom může být nedostatečný průtok vzduchu a nedostatečná ventilace. Zároveň takový systém může jednotku přetěžovat – ventilátory musí jet na vyšší výkon, aby zajistily dostatečné proudění. Tím se může snižovat životnost výrobku.
Constant Flow
Funkce ventilátoru udržovat stabilní průtok vzduchu při měnící se tlakové ztrátě. Jednotka tak fouká stejný průtok vzduchu v m³/h i přesto, že se časem zanášejí filtry a jejich tlaková ztráta se zvyšuje. Jakmile tlaková ztráta dosáhne takové úrovně, že by hrozilo poškození ventilátorů, jednotka WAFE notifikuje zákazníka e-mailem nebo na displeji o nutnosti výměny filtrů a zastaví svůj chod. Po výměně filtrů a jejím potvrzení na displeji jednotky se jednotka uvede opět do standardního provozu.
Mnohé levné rekuperační jednotky nemají constant flow, což zákazníci netuší. Když však jednotka nemá constant flow, postupně se „rozhodí“ průtok vzduchu, který přivádíme a který odvádíme. Zpravidla v budově začne vznikat podtlak, protože filtr na přívodu se ucpe rychleji. V rodinném domě pak např. začne kouřit krb a veškerými netěsnostmi se dostává do domu studený vzduch zvenčí.
Spiro potrubí
Standardizované plechové potrubí pro vedení vzduchu. Často se používá a může i dobře vypadat. Pozor na náklady spojené s instalací – obvykle je spiro náročné na instalaci. Alternativou může být flexi potrubí nebo potrubní systémy z EPP (expandovaný polypropylen), které mají dobré tepelněizolační vlastnosti. Spiro je vždy nutné dobře zaizolovat, aby nehrozila kondenzace vlhkosti.
Flexi potrubí
Standardizované plastově potrubí pro vedení vzduchu. Vyrábí se v různých velikostech. Je snadné na instalaci i údržbu a existuje škála navazujících komponent – od tlumičů přes rozdělovací boxy až po koncovky.
Kapacita rekuperační jednotky
Kapacitou jednotky se obvykle myslí její maximální dosažitelný průtok vzduchu při určité tlakové ztrátě měřené v Pascalech. Např. WAFE 350 má maximální průtok při 100 Pascalech a standardním osazením filtrů M5/F7 na úrovni 300 m³/h. Filtry jsou zdrojem tlakové ztráty. Ta navíc narůstá se zanesením filtrů. Filtry s nižší hustotou vláken a nižší schopností filtrace mají menší tlakovou ztrátu a umožňují jednotce větší průtok.
WAFE PID
Systém plynulé optimalizace výkonu rekuperační jednotky řízený úrovní CO2. Čím více je lidí v objektu, tím více rekuperační jednotka ventiluje. Když doma nikdo není, jednotka běží na minimální výkon a šetří elektřinu. Zákazník nemusí na nic myslet, nemusí se bát, že zapomene vypnout další z mnoha spotřebičů.
Příkon/výkon rekuperační jednotky
Příkon je fyzikální veličina, která vyjadřuje množství energie dodané za jednotku času. Jeho základní jednotkou je watt [W]. Poměr mezi (užitečným) výkonem stroje a jeho příkonem vyjadřuje tzv. účinnost. Rekuperační jednotka tak má příkon ve wattech, což poukazuje na její spotřebu energie v čase (měřeno v kilowatthodinách [kWh]). Její výkon můžeme měřit v objemu vzduchu přemístěném za jednotku času (např. u WAFE 350 až 350 m³ za hodinu). Účinnost rekuperační jednotky je samostatným tématem, které vyžaduje vlastní oddíl – viz Účinnost.
Kilowatthodina
Měrná hodnota elektrické energie spotřebované za jednu hodinu. Aktuální průměrná cena jedné kilowatthodiny je cca 3,79 Kč. Úspory v kWh tak můžeme snadno převést na odhad úspor v penězích. Reálné úspory však vždy závisí na konkrétních cenových podmínkách, které se mohou výrazně lišit sjednaným tarifem uživatele nebo zdrojem energie, který používá.
Těsnost rekuperační jednotky
Těsnost rekuperační jednotky je důležitá veličina, která ovlivňuje účinnost zařízení. Jinými slovy, čím je jednotka těsnější, tím méně uniká vzduch, kam nemá, a maximalizuje se tak účinnost tepelné výměny, která probíhá ve výměníku mezi čerstvým studeným a teplým odpadním vzduchem.
Účinnost rekuperační jednotky
Účinnost je zásadní veličina pro hodnocení kvality rekuperační jednotky. Je to schopnost jednotky využívat teplo z vydýchaného vzduchu k ohřevu vzduchu zvenčí s co nejmenší spotřebou elektrické energie (tak to alespoň vnímá WAFE). Účinnost, která je uváděna u rekuperačních jednotek standardně, zahrnuje v této rovnici pouze schopnost tepelné výměny, nikoliv spotřebu elektrické energie. Ta je udávána zvlášť. Když má tedy jednotka uváděnou účinnost 90 %, znamená to, že je schopna ve výměníku předat 90 % tepla obsaženého v odpadním vzduchu tomu čerstvému. Z pohledu WAFE je ale nutné hledět na celkovou účinnost systému. Tedy nejen na schopnost výměny tepla ve výměníku, ale také na spotřebu elektrické energie. V zimě je totiž tato spotřeba radikálně ovlivněna dalšími zařízeními, jako je například elektrický předehřev – protimrazová ochrana nebo zvhlčovač. WAFE tyto systémy nepotřebuje, protože navrací kromě tepla i přirozenou vlhkost. Celková účinnost systému je tak zpravidla výrazně lepší, než u jiných zařízení.
moje.wafe.cz
On-line webová aplikace umožňující vzdálené ovládání rekuperační jednotky z počítače, tabletu nebo mobilu. Pokud má zákazník jednotku on-line, nemusí k jejímu ovládání instalovat žádné nástěnné ovladače, které obvykle pouze matou další členy rodiny. Díky přístupu k jednotkám on-line může WAFE poskytovat i lepší servis a udržovat software jednotek stále aktuální.
Instalační partner
WAFE využívá služeb několika spolehlivých instalačních partnerů, kteří dle projektu realizují instalaci jednotky u zákazníka v domě, jednotku nainstalují, „zaregulují“ a řádně předají. Jejich úkolem je zajistit také dokumenty o řádném předání od zákazníka. Instalační partneři jsou v aktivitách zdarma školeni.
Projekt nucené ventilace
Dobrý systém nucené ventilace s rekuperací nelze realizovat bez profesionální přípravy. Projekt by měl zpracovávat odborník s dostatkem zkušeností. Vypracování dobrého projektu, který určí trasy potrubí, umístění koncovek odtahů a přívodů vzduchu, dýz, akustických tlumičů a prvků umožňujících regulaci, je náročná práce, kterou málokdo poskytuje zdarma. Pokud ano, nemusí kvalita odpovídat požadavkům zákazníka. Dle projektu by měl postupovat instalatér systému. Malé odchylky při instalaci ve prospěch funkčnosti jsou běžné – není vždy možné při projektování předvídat reálný stav věcí na stavbě. Významné odchylky nebo změnu komponent je však dobré řádně promyslet nebo zkonzultovat s odborníkem. Kvalita komponent hraje zásadní roli v možnostech údržby systému, akustické pohodě a zajištění optimálního průtoku a účinnosti.
Zaregulování rekuperační jednotky
Aby systém nucené ventilace fungoval správně, musí se do jednotlivých místností dostat správný objem vzduchu. Rozvodový systém vzduchu by měl umožňovat nastavení průtoku v jednotlivých koncovkách přívodu čerstvého vzduchu i odtahu vzduchu odpadního. Profesionální instalatér by měl u sebe mít vybavení, kterým po instalaci změří průtoky na všech koncovkách a ověří správné nastavení dle projektu. Pokud toto instalační firma neprovede, může systém fungovat špatně nebo nefungovat vůbec. Optimální průtok vzduchu v jednotlivých koncovkách zajišťuje akustickou pohodu a dostatečné provětrání. Pokud je rozvodový systém špatně navržen nebo nainstalován, může se objevit problém s nadměrným hlukem nebo nedostatečným průtokem. Rekuperační jednotka by měla být vždy nadimenzována tak, aby dostatečný průtok vzduchu mohla zajistit.
PHI certifikát
Certifikát vydávaný Passivhaus Institutem v Darmstadtu. Je výsledkem verifikace vysoce kvalitních rekuperačních jednotek v několika oblastech, jakými jsou účinnost, měrná spotřeba ventilátorů, těsnost, hlučnost.
KRYŠTOF HON,
generální ředitel firmy WAFE, s. r. o.
