Jednotka s rekuperáciou tepla je zariadenie so systémom mechanického vetrania. Obnovuje energiu z extrahovaného vzduchu. Vďaka tomu minimalizujeme tepelné straty a náklady na vykurovanie. 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. Rekuperačná jednotka navyše filtruje čerstvý vzduch. Trieda filtra použitá v rekuperácii určuje účinnosť filtračného procesu. Takže jednotka na spätné získavanie tepla je výhodná pre domácnosť nielen z dôvodu minimalizácie výdavkov na vykurovací systém, ale aj zo zdravotných dôvodov. Čo by ste ešte mali vedieť?
Čo je to vetranie s rekuperáciou tepla?
Vetranie s rekuperáciou tepla (HRV / HRS) je tiež známe ako mechanické vetranie s rekuperáciou tepla (MVHR). Ventilačný systém sa používa na odsávanie zatuchnutého vzduchu z miestností a jeho nahradenie čerstvým a filtrovaným vonkajším vzduchom, zatiaľ čo sa značná časť energie spotrebovanej na vykurovanie domu spätne získava a prenáša späť do priestorov.
Celý proces je podobný prirodzenému vetraniu, pri ktorom ventilačný systém odsáva vzduch z takzvaných vlhkých miestností, ako je kuchyňa, kúpeľňa, a dodáva čerstvý vzduch do všetkých obytných miestností a spální s jedným rozdielom. Správna činnosť prirodzeného vetrania závisí od poveternostných podmienok a vzduchotesnosti domu.
V obdobiach jar – leto, keď je teplotný rozdiel medzi vnútorným a vonkajším vzduchom pomerne malý, sa prietok vzduchu zníži alebo dokonca úplne zastaví. V jesenno-zimnom období by malo prirodzené vetranie fungovať správne, ak zabezpečíme prívod vonkajšieho vzduchu do vnútorného priestoru, dôsledkom však budú tepelné straty.
Mechanické vetranie so spätným získavaním tepla (MVHR), je na mnohých trhoch stále „len“ alternatívou prirodzeného vetrania ako primárneho riešenia, stáva sa však každým rokom čoraz populárnejším. Prečo je to tak? Správne navrhnutý a správne namontovaný vetrací systém s rekuperáciou tepla zaručuje efektívnu výmenu vzduchu v dome po celý rok. Okrem vyššie uvedeného je vonkajší vzduch filtrovaný pred jeho zavedením do budovy. Vzduchové filtre sú štandardným vybavením rekuperačnej jednotky. Ak je navyše nízka kvalita vonkajšieho vzduchu, je možné pred ventilátor s rekuperáciou tepla dodatočne namontovať vzduchový filter proti smogu.
Okrem toho má rekuperačná jednotka výmenník tepla, ktorý umožňuje spätné získavanie tepla, ktoré by sa z budovy bežne vyčerpalo – najlepšie jednotky sú schopné rekuperovať až 90% tepla. Ako to funguje? V systéme rekuperácie máme dva prúdy vzduchu (prívod a odvod), ktoré navzájom prechádzajú paralelne vo vnútri ventilátora s rekuperáciou tepla bez fyzického miešania. Vo výmenníku tepla jednotky sa teplo zo „zatuchnutého“ odsávaného vzduchu z domu prenáša na „čerstvý“ vzduch privádzaný zvonka, aby sa v prípade potreby zohrial.
Systémy rekuperácie tepla sú široko odporúčané asociáciami HVAC a tiež čoraz viac zákonodarcami EÚ, pretože dokonale vyhovujú trendu energetickej efektívnosti. Ak plánujete stavbu energeticky efektívneho alebo pasívneho domu, je povinnou voľbou mechanické vetranie so spätným získavaním tepla, nakoľko v týchto domoch je v dôsledku izolácie znefunkčnená bežná cirkulácia vzduchu a bez rekuperácie dochádza k zvýšeniu hladiny CO2 v priestore nad normu, čo môže spôsobovať únavu, bolesti hlavy, malátnosť a v neposlednom rade aj zníženie imunity obyvateľov domu.
Typy vetrania s rekuperáciou tepla
Typický systém mechanického vetrania je vyrobený z rekuperačnej jednotky, ventilačných potrubí na distribúciu čerstvého, filtrovaného vzduchu a odvádzaného starého vzduchu, vzduchových ventilov na prívod a odvod vzduchu v miestnostiach a nasávacej a výfukovej žalúzie v stene alebo na streche. Existujú však aj iné typy systémov mechanického vetrania. Systémy mechanického vetrania so spätným získavaním tepla môžeme rozdeliť do dvoch skupín podľa typu rekuperačnej jednotky a riešenia vzduchotechnického potrubia.
- Centralizovaná rekuperačná jednotka
- Decentralizovaná rekuperačná jednotka
Centralizovaná rekuperačná jednotka sa používa na vetranie celej budovy (domu), bytu alebo skupiny bytov. Takáto rekuperačná jednotka je zvyčajne pripojená na napájací a odsávací potrubný systém, ktorý distribuuje čerstvý vzduch zvonka a odsáva starý vzduch aj z rekuperácie tepla.
Druhá skupina predstavuje decentralizované bezrozvodové rekuperačné jednotky na vetranie jednej miestnosti alebo malého bytu. Takéto zariadenia majú kompaktný dizajn, nízku kapacitu prúdenia vzduchu a nie je potrebné inštalovať potrubie pre prívod a odvod vzduchu.
Navyše v bezrozvodových rekuperačných jednotkách môžeme rozlíšiť dve riešenia podľa typu inštalovaného výmenníka tepla:
- s rekuperačným výmenníkom tepla (tzv. Jednotka „push-pull“)
- doskovým výmenníkom tepla
Jednotky „push-pull“ sú založené na cykle prepínania medzi prívodom a odsávaním vzduchu na rovnakom mieste (napr. 70 sekundové cykly). Tento druh zariadení je možné pripojiť do väčších systémov na synchronizáciu prevádzky (jedna jednotka pracuje v režime napájania, druhá v režime extrakcie).
Pri výbere tohto riešenia je potrebné zvážiť niekoľko problémov. Po prvé, existuje riziko, že sa prívodný a odvodný vzduch môže zmiešať. Ďalšou vecou je, že vďaka jednoduchému a kompaktnému dizajnu jednotky je účinnosť spätného získavania tepla menšia ako pri štandardnej centralizovanej jednotke s rekuperáciou tepla, ale na druhej strane je kompaktná konštrukcia veľkou výhodou pri retrofitných projektoch v starých domoch.
Decentralizované jednotky s rekuperáciou tepla s protiprúdovým výmenníkom sú veľmi podobné centralizovaným jednotkám. Samozrejme, že sú menšie a neexistuje možnosť pripojenia potrubí (existujú určité výnimky). Vzduch je privádzaný a odsávaný v jednej jednotke namontovanej na vonkajšej stene – odvádzaný vzduch pod privádzaným vzduchom.
Ako funguje rekuperácia tepla?
Rekuperačná jednotka nie je nič iné ako vzduchotechnická jednotka vybavená rekuperačným výmenníkom. Je určený na efektívnu výmenu vzduchu v priestoroch, inými slovami na odsávanie zatuchnutého vzduchu a prívod čerstvého vzduchu. Zároveň však aj rekuperuje teplo z odsávaného vzduchu.
- Čerstvý vzduch je nasávaný cez vetrák z vonkajšej strany.
- Potom je vzduch potrubím vedený do vzduchotechnickej jednotky.
- V rámci jednotky je vyčistený na filtroch.
- Ďalej sa cez zimu ohrieva vo výmenníku tepla alebo sa v lete ochladzuje.
- Potom sa distribuuje do celej budovy prostredníctvom potrubného systému.
- Rekuperácia tiež odsáva vzduch.
- V miestnostiach je vzduch odsávaný vzduchovými ventilmi alebo grilmi.
- Ďalej sa transportuje cez vyhradený systém potrubí odvádzaného vzduchu do vzduchotechnickej jednotky.
- Skôr ako sa vzduch dostane do jednotky, vyčistia ho vzduchové filtre.
- Vo výmenníku tepla sa vykurovacia alebo chladiaca energia prenáša z odvádzaného vzduchu na privádzaný vzduch.
- Nakoniec sa zatuchnutý vzduch odsáva do vonkajšej strany cez výfukovú mriežku.
Zariadenie jednotky s rekuperáciou tepla
Účinnosť rekuperačnej jednotky závisí predovšetkým od kvality a typu komponentov, z ktorých je vyrobená. Pri výbere systému spätného získavania tepla by ste to mali vedieť. Preto je dobré vedieť, akú funkciu každý z nich zvláda a aký vplyv majú na účinnosť systému spätného získavania tepla.
Ventilátory
Rekuperačná jednotka má dva samostatné ventilátory. Jeden ventilátor dodáva vzduch a druhý ho odsáva. Poháňajú vzduch, aby sa pohyboval potrubným systémom. Prevádzka ventilátorov musí byť automatizovaná. Navyše určujú, koľko hluku bude rekuperácia generovať a ako dlho bude spoľahlivo fungovať.
Ventilátory sú najdôležitejšou súčasťou každej vzduchotechnickej jednotky. Spotreba energie, kapacita prúdenia vzduchu / dostupný tlak a emisie hluku rekuperácie závisíia od nich. Väčšina rekuperácií je ponúkaná s radiálnymi ventilátormi, dozadu zakrivenými obežnými kolieskami a EC motormi. V porovnaní s motormi na striedavý alebo jednosmerný prúd majú motory EC nižšiu mieru spotreby energie a väčší rozsah regulácie otáčok (napr. v jednotkách HRU PremAir a HRU WALL).
V starších jednotkách sú k dispozícii ventilátory na striedavý alebo jednosmerný prúd a obežné kolieska zahnuté smerom dopredu. Decentralizované jednotky HRU môžu byť vybavené aj axiálnymi ventilátormi.
Tepelné výmenníky
Výmenník tepla je hlavným prvkom jednotiek na spätné získavanie tepla, pretože zvyšuje jeho funkčnosť. Je zodpovedný za spätné získavanie tepla z odvádzaného vzduchu. Môžeme rozlišovať niekoľko typov výmenníkov tepla. Najobľúbenejší je krížový výmenník tepla, ktorý sa dobre hodí v malých systémoch rekuperácie tepla pre obydlia a kancelárie. Účinnosť tohto výmenníka tepla je okolo 70%.
Rotačný výmenník tepla je pokročilejšie a nákladnejšie riešenie. Jeho účinnosť je tiež vyššia a môže dosiahnuť 90%. Pri prevádzke však vytvára viac šumu. Najvyššiu účinnosť dosahujú protiprúdové výmenníky tepla. Na druhej strane si tieto vyžadujú inštaláciu sofistikovanejšieho riadiaceho systému (napr. HRU PremAir).
Väčšina rekuperácií na trhu je vybavená doskovými protiprúdovými výmenníkmi tepla. Protiprúdové výmenníky tepla dosahujú účinnosť až nad 90%, ale výrobné náklady sú v porovnaní s jednoduchou konštrukciou krížových výmenníkov tepla oveľa vyššie.
Riadiaci systém
Riadiaci systém je srdcom rekuperačnej jednotky. S malým zásahom používateľa bude jednotku prevádzkovať s maximálnou účinnosťou a bude automaticky regulovať parametre jej chodu. Riadiaci systém umožňuje reguláciu teploty a prietoku vzduchu, ako aj činnosť ventilátorov. Rekuperácia môže byť vybavená špeciálnymi sondami a senzormi, ktoré inicializujú spúšťanie a zastavovanie sekvencií ventilátorov vo vhodnom čase.
Plášť rekuperačnej jednotky
Jednoduchá a pohodlná údržba jednotky sa nachádza na jej obale. Kľúčovou vlastnosťou je dobrá tepelná a zvuková izolácia plášťa. To umožňuje utlmiť činnosť jednotky a minimalizovať hladinu hluku. Taktiež znížuje tepelné straty z jednotky.
Úlohou plášťa je teda udržať všetky komponenty na správnom mieste a zaručiť príslušnú tepelnú a zvukovú izoláciu. Dizajn plášťa tiež určí umiestnenie spojovacích hrdiel potrubia (na vrchnej / bočnej strane) a typ montáže jednotky (podlaha / stojan, stena, pod strop).
Ďalšou dôležitou vecou je ľahký prístup k filtrom, ktoré je potrebné pravidelne vymieňať, a k výmenníku tepla na čistenie. Kvalitná rekuperácia bude pamätať aj na pohodlný prístup k ďalším komponentom, ako sú ventilátory a teplotné sondy, ktoré môžu byť v prípade poruchy potrebné vymeniť (napr. HRU PremAir).
Existujú rôzne konštrukcie plášťov, ale najobľúbenejšie sú:
- prefabrikované sendvičové panely „oceľový plech – izolačný plech“ (izolácia z minerálnej vlny, PIR alebo PUR peny)
- plášť vyrobený z oceľového plechu (často lakovaný) s vnútornými konštrukčnými prvkami z EPS, XPS alebo EPP
- samonosný dizajn plášťa vyrobený z EPP (napr. HRU PremAir)
- plášť vyrobený z oceľového plechu s izoláciou z expandovanej gumy
Filtre
Trieda filtrov určuje, ako dobre sa bude vzduch čistiť od prachu a iných nečistôt. Úlohou filtrov je zastaviť všetky nezdravé látky a nedovoliť im dostať sa do miestností. V rekuperačnej jednotke sa používajú samostatné filtre na prívod a odvod odvádzaného vzduchu. Je tiež možné namontovať ďalšie filtre pre vyššiu účinnosť filtrácie vzduchu.
Rovnaký princíp platí pre jednotky na prívod a odvod vzduchu. Filtre sa používajú z dvoch dôvodov – prvým je zabezpečenie dobrej kvality vnútorného vzduchu a druhým je ochrana vnútorných komponentov VZT jednotky (ventilátory, výmenník tepla).
Príslušenstvo
Každá jednotka môže byť vždy upravená pre lepšiu a spoľahlivejšiu prevádzku. K tomu môžete zvoliť ďalšie príslušenstvo. Rekuperačná jednotka môže byť vybavenýá ďalším filtrom (uvedeným vyššie) a tlakovým spínačom na kontrolu jeho znečistenia.
Na želanie je možné namontovať predhrievač na ohrev studeného vonkajšieho vzduchu pred jeho vstupom do výmenníka tepla alebo sekundárny ohrievač na zvýšenie teploty privádzaného vzduchu, ktorý vstupuje do miestností.
V neposlednom rade špeciálne senzory vlhkosti (hladina RH) alebo CO2 (hladina oxidu uhličitého) umožnia regulované vetranie (DCV) a reguláciu podľa skutočných potrieb.
Dôležité parametre pri kúpe rekuperačnej jednotky
Ak ste sa už rozhodli, že chcete nainštalovať systém rekuperácie tepla, mali by ste predtým, ako si vyberiete jednotku rekuperácie tepla, poznať dva základné parametre, aby ste sa mohli správne rozhodnúť. Akú kapacitu prúdenia vzduchu jednotky potrebujete? Aký je dostupný tlak jednotky a prečo je taký dôležitý?
Kapacita prúdenia vzduchu
Kapacita rekuperačnej jednotky určí optimálnu rýchlosť výmeny vzduchu v budove. Je potrebné vypočítať príslušnú hladinu prúdenia vzduchu pre prívod a odvod vzduchu. Normálna výmena vzduchu v dome by mala byť okolo 0,7 krát za hodinu. Ako to vypočítať? Vynásobte využiteľnú podlahovú plochu priemernou výškou miestnosti. Je to samozrejme veľké zjednodušenie a architekt by mal vykonať podrobný výpočet na základe typov miestností, objemov miestností a počtu obyvateľov. Vyššie uvedené informácie sú v súlade s normou EN 16798-1: 2019.
Dostupný tlak rekuperácie alebo externý statický tlak
Mnoho kupujúcich nevenuje veľkú pozornosť dostupnému tlaku jednotky. Je to chyba, pretože tento parameter hrá v jednotke zásadnú úlohu, rovnako ako účinnosť systému rekuperácie. Môžete si ho predstaviť ako silu, ktorú generuje rekuperácia na tlačenie vzduchu pozdĺž potrubného systému a na nasávanie vzduchu z exteriéru. Ak je externý statický tlak príliš nízky, vzduch nebude môcť dosiahnuť posledné vzduchové ventily v potrubí.
Napríklad na trhu sú ponúkané jednotky s vonkajším statickým tlakom menej ako 100 Pa, ale za veľmi atraktívnu cenovú hladinu. Ich bežnou vadou (spôsobenou nedostatočným výkonom) je tepelné preťaženie ventilátorov, ktoré je potom potrebné vymeniť, čo spôsobuje ďalšie náklady. Navyše sa takéto zariadenie vyznačuje veľmi nízkou energetickou účinnosťou a účinnosťou, a preto neplní svoju funkciu.
Účinky predimenzovania alebo poddimenzovania HRU?
Začnime tým, že jednotka na spätné získavanie tepla by mala byť trochu predimenzovaná. Pravidlom je vyberať rekuperačnú jednotku takým spôsobom, aby fungoval na svojej 70 – 75% maximálnej kapacity. To zaručuje, že sa v prípade potreby použije záložný prúd vzduchu, napr. keď máme viac hostí alebo vyššiu aktivitu. Ale dôsledky poddimenzovania, inými slovami, príliš malého VZT sú kritické, jednoducho náš ventilačný systém nebude plniť svoju funkciu. Posledné vzduchové ventily v potrubnom systéme nedosiahnu určené prúdenie vzduchu, ak rekuperácia nebude mať dostatočnú kapacitu alebo dostupný tlak a to môže viesť k nulovému prietoku v premise. V takejto miestnosti nebudete mať žiadnu výmenu vzduchu.
Kam inštalovať jednotku s rekuperáciou tepla doma?
Na začiatku by ste si mali prečítať pokyny výrobcu o umiestnení jednotky. Zvyčajne sú podobné pre rôzne modely a výrobcov. Je to preto, že existujú všeobecné pravidlá týkajúce sa prevádzkového prostredia jednotky. Preto by mala byť jednotka s rekuperáciou tepla namontovaná vo vnútorných priestoroch, v priestoroch s celoročnou teplotou nad nulou a vzduch by mal byť mierne suchý, pokiaľ výrobca neumožňuje iné podmienky. Rekuperačná jednotka by mala byť inštalovaná takým spôsobom, aby kanály vedúce von a odvádzaný vzduch boli čo najkratšie. Zníži sa odpor prúdenia vzduchu. Takto dosiahnete najlepší výkon pri nízkej spotrebe energie.
Preto sa bežne rekuperačná jednotka nachádza v garáži alebo inej technickej miestnosti. Predtým, ako sa rozhodnete pre umiestnenie, skontrolujte tam vlhkosť vzduchu. Mali by ste zvoliť ľahko prístupný priestor pre pravidelnú údržbu, opravy alebo len na overenie správneho fungovania komponentov. Umiestnenie HRU by tiež malo umožniť demontáž alebo výmenu neskoršej jednotky.
Ľudia, ktorí žijú v dvojpodlažnom dome, sa nemusia báť, že sa vzdajú miestnosti. Dvojpodlažné domy majú väčšinou podkrovie. Väčšinou sa nepoužíva na nič konkrétne iné ako na skladovanie; je teda pravdepodobné, že poskytne aj dostatok priestoru pre vetracie kanály.
Pri uvažovaní o podlahovej alebo stojanovej jednotke nezabudnite, že vyžaduje pevnú podlahu. Menšie jednotky je možné inštalovať na stenu. Musíte pamätať na to, že to vyžaduje špeciálne montážne konzoly pre bezpečné pripevnenie jednotky k stene.
Pamätajte, že podlahová jednotka musí byť namontovaná na vhodnom podklade s minimálnou výškou, aby bol zaručený odtok kondenzátu. Odtokové potrubie musí byť inštalované s minimálnym spádom smerom do kanalizácie.
Ako nainštalovať rekuperačnú jednotku?
Pri inštalácii jednotky s rekuperáciou tepla zvážte použitie čo najkratších kanálových trás do exteriéru. Budete tiež musieť zapojiť ovládací panel alebo pripojiť jednotku k LAN routeru / prepínaču, pokiaľ ste si nevybrali jednotku s bezdrôtovou komunikáciou. Spotrebič vždy namontujte podľa pokynov výrobcu. Môžete si vybrať z rôznych typov upevnenia a umiestniť jednotku rôznymi smermi. Pomocou voliteľného montážneho držiaka, ktorý je k dispozícii pre vašu jednotku, ho môžete pripevniť alternatívnym spôsobom tak, aby vyhovoval miestnosti. Môžete napríklad zavesiť jednotku pod strop.
Umiestnenie prívodu vzduchu by malo v lete zabezpečiť najchladnejšiu možnú teplotu vzduchu. Vyberte si severnú stranu a pripevnite ho najmenej 2 m nad úroveň terénu. Odvod odvádzaného vzduchu musí byť v minimálnej vzdialenosti 1,5 m od prívodu vzduchu, najlepšie na druhej strane budovy. Najpopulárnejšou metódou plánovania vedenia v domácnosti je kaskádový prístup.
Ak sa rozhodnete nainštalovať rekuperáciu do nového domu, mali by ste to zvážiť v projekte úplne na začiatku. V prípade dodatočných projektov je plánovanie systému spätného získavania tepla komplikovanejšie a vyžaduje väčšie stavebné práce. Dobrým nápadom potom je spojiť inštaláciu mechanického vetrania s rekuperáciou tepla s inými stavebnými prácami alebo modernizáciou vodoinštalácie a TZB.
Ako často sa v HRU vymieňajú filtre?
Existuje niekoľko odporúčaní týkajúcich sa výmeny filtrov. Niektorí odporúčajú vymeniť filtre každých 6 mesiacov, iní každé 3 – 4 mesiace. Ale vo všeobecnosti ide o veľmi individuálny problém a filtre je potrebné vymeniť vždy, keď sa znečistia. To si na druhej strane vyžaduje pravidelné kontroly. Ako často teda kontrolovať stav filtra …
Najlepšie by bolo skontrolovať filtre každé 2 – 3 mesiace. Ak určite vyzerajú špinavo, musíte ich vymeniť. V opačnom prípade nebude prúdenie vzduchu dostatočné a filtračný výkon sa zníži (do priestorov sa dostane špinavý vzduch). To opäť znamená, že HRU neplní svoju funkčnosť, výkonnosť a efektívnosť sa výrazne zhoršuje.
Keď to zhrnieme, oplatia sa systémy spätného získavania tepla? Inštalácia mechanického vetrania so spätným získavaním tepla v dome je určite nákladnejšou investíciou v porovnaní s gravitačným vetraním. Napriek tomu zaručuje spätné získavanie tepla a nepretržitý prísun filtrovaného čerstvého vzduchu po celý rok. Toto je najlepšie riešenie pre ľudí, ktorí chcú dýchať zdravý vzduch a zabezpečiť svojej rodine najlepší komfort bývania, ako aj pre ľudí, ktorí radi znižujú mesačné účty za vykurovací systém a zvyšujú svoje pohodlie.
