Topit, šetřit a větrat?
Energetickou náročnost větrání lze snížit tak, že se instalují tzv. zemní výměníky tepla (zemní registry nebo kolektory), kterými se v topném období přiváděný čerstvý vzduch ještě před vstupem do rekuperátoru předehřívá. Potlačuje se tak riziko zamrzání rekuperátoru a zvyšuje se teplota vzduchu přiváděného do interiéru. V létě se naopak přiváděný vzduch v zemním kolektoru mírně ochladí.
Zemní výměník
Princip zemního výměníku je založen na skutečnosti, že v hloubce 1,2 - 2,0 m pod zemí je celoročně konstantní teplota kolem 8 až 15 ° C. Zemní výměník se skládá z nasávací šachty s filtrem proti prachu, hmyzu a různým nečistotám z podzemního vedení, které vyúsťuje do rekuperátoru. V podzemních rozvodech studený zimní nasávaný vzduch přebírá část tepelné energie země, teplý letní ji tu zase předá. Proto v zimě do rekuperátoru přichází vzduch s teplotou nad 0 ° C i přestože venku mrzne. Zní to jednoduše, ale na správné fungování zemního výměníku je třeba dodržet množství velmi důležitých konstrukčních zásad. Potrubí, kterým se přivádí vzduch, musí mít zvýšenou tepelnou vodivost, hladký vnitřní povrch (i ve spojích) s antibakteriální a antistatickou úpravou, vysokou kruhovou tuhost a samozřejmě musí být vodotěsné a plynotěsné. Není jedno, v jaké zemině je uloženo, protože ne každá má stejné tepelně izolační vlastnosti. Ideální jsou jíly a jílovité zeminy. Délka rozvodů je závislá na množství faktorů a může se pohybovat někde mezi dvaceti až sto metry. Je dobré minimalizovat počet ohybů, vzhledem k nutnosti pravidelného čištění (1 - až 2-krát ročně). Protože (zejména v létě) v potrubí kondenzuje vodní pára, je důležité dodržet minimální dvouprocentní spád a kondenzát odvádět pryč. V opačném případě se nahromaděná voda v tmavém a teplém prostředí zemního výměníku stane zdrojem choroboplodných zárodků a hnilobného zápachu šířícího se po celém domě. Konstrukční chyby zemního kolektoru většinou není možné dodatečně odstranit a finančně náročné zařízení musí být zcela vyřazeno z provozu. Navíc, energetické zisky z provozu zemního kolektoru v kombinaci se vzduchotechnickým systémem s rekuperací nejsou velmi výrazné a ani zdaleka nepokryjí náklady na jeho realizaci.
Solankový výměník
Pro hygienická rizika, které s sebou nese, se zemní kolektor v poslední době nahrazuje solankovým vzduchovým tepelným výměníkem. Princip fungování je velmi podobný, v uzavřeném okruhu v zemi však neproudí přímo přiváděný vzduch, ale cirkuluje zde teplonosné médium (solanka). Díky tomu nedochází k hygienickým problémům se vzduchem jako v případě klasického zemního kolektoru. Solanka pak předává svoji tepelnou energii čerstvému vzduchu v malém výměníku ještě před ventilačním systémem.
Letní opatření
V objektech s nízkoenergetickým či pasivním standardem je možné udržovat vnitřní teplotu na příjemných hodnotách i v horkém létě, přičemž použití energeticky náročnější klimatizace není nutné. Podmínkou je však minimalizace tepelných zisků celkovou konstrukcí objektu, jeho orientací a pasivním stíněním. Kvalitní rekuperační systémy mají zabudovanou tzv.. bajpasovou klapku, která se uplatňuje při nočním větrání v létě, když chladnější venkovní vzduch může snižovat teplotu v přehřátém interiéru. Tehdy klapka automaticky otevře kanál, kterým venkovní vzduch obchází rekuperátor a bez ohřátí se přivádí přímo do místností. Během dne lze do místností přivádět vzduch zchlazen v rekuperačním výměníku odváděným chladnějším vzduchem z interiéru, případně využít možnosti zemního či kapalinového (solankového) výměníku. Toto však neplatí u standardních objektů, kde tepelné zisky vysoko překračují chladicí schopnosti ventilačního systému. Netřeba si proto zaměňovat nucené větrání s chlazením. Při takových případech je zde možnost propojit rekuperační vzduchotechnickou jednotku s klimatizačním zařízením. Tehdy je výhodou, pokud jsou obě zařízení jedné značky. Jednoduchost jejich propojení zajistí, že celý systém se bude dát ovládat jediným centrálním ovladačem. Větrání se tak může řídit automaticky zapnutím klimatizace. S využitím nuceného větrání je vhodné počítat již při plánování stavby nebo významné rekonstrukce. Stavební úpravy související s rozvody sítí kanálů na transport čistého a znečištěného vzduchu jsou totiž rozsáhlé - je třeba počítat se skrytými prostorami v podhledech, se zabudováním rozvodů v podlahách a stěnách. Vstupní náklady na takové zařízení jsou vysoké, ale provoz je ekonomický a s využitím rekuperace v zimě dokonce úsporná. Samozřejmě, že i v případě rekuperační jednotky jde o elektrotechnické zařízení s mechanickými prvky, což vyžaduje pravidelný servis, výměnu filtrů a čištění.
Větrat nebo i topit
Vzduchotechnický systém s rekuperací není zdrojem tepla na vytápění a nezajistí ani přípravu teplé vody. To je třeba řešit samostatně. Tepelným zdrojem může být tepelné čerpadlo, kondenzační plynový kotel nebo kotel na elektřinu. Oblíbené je i zapojení s akumulačním zásobníkem, kam se odkládá tepelná energie např.. ze solárního systému, z krbové teplovodní vložky nebo peletkové pece. Jako záložní zdroj se používají elektrické spirály. Tepelnou energii z těchto zařízení pak můžete rozvádět po objektu a zároveň zajistit i přívod čerstvého vzduchu energeticky nenáročným způsobem. Existují dva vzduchotechnické systémy, jejichž součástí je i rekuperace. Prvním je stejnotlakové větrání, jehož úkolem je plynulý přívod čerstvého, v zimě předehřátého vzduchu. Teplo domova se ale v tomto případě řeší klasickými topnými tělesy, podlahovým vytápěním nebo jejich kombinací. Druhou možností je teplovzdušné vytápění, kombinované s stejnotlakovým větráním. Je to systém, kde kromě rozvodů na přívod čerstvého a odvod znečištěného vzduchu (kuchyně, hygienické zařízení) existuje ještě jedna trasa pro odvod vzduchu ze společných prostor (obývací pokoje, ložnice). Tento interiérový vzduch cirkuluje a v topném období se využívá pro přenos tepla z ohřívače vzduchotechnické cirkulační jednotky do obytných místností. Do cirkulačního okruhu se přimíchává i čerstvý vzduch z exteriéru. Díky přenosu tepla cirkulujícím vzduchem se dá v celém objektu využít i teplo z krbu nebo pasivní tepelné zisky z místností vyhřátých sluncem. Další výhodou oproti stejnotlakovému větrání je možnost využít celou vzduchovou kapacitu objektu. Znamená to, že pokud se přes den zdržujete ve společenské zóně domu, máte k dispozici i vzduch z ložnic a chodeb. Může se proto snížit množství přiváděného vzduchu, a tím i provozní náklady. Cirkulační vzduch se nepřivádí do hygienických zařízení. Ty se vytápějí klasickým způsobem a dle potřeby větrají větracím okruhem vzduchotechnické jednotky. Při dvojici okruhů se používá tento systém i název dvouzónová vzduchotechnická jednotka.
Speciální řešení nejen na speciální situace
Nucené větrání s rekuperací samo o sobě není levný špás. Je třeba již během přípravy projektu nového domu nebo rekonstrukce staršího uvažovat o tom, zda chcete jen větrat, nebo zvolíte teplovzdušné vytápění, např.. se zapojením tepelného čerpadla. Tomu je třeba přizpůsobit i řešení celého obvodového pláště budovy. Pak se nucené větrání s rekuperací může stát součástí systému, který zajistí vytápění, přípravu teplé vody, případně využití sluneční energie a tepla z krbu. Investice se tak stává snesitelná, s přihlédnutím na následný ekonomický a ekologický provoz dokonce výhodnější než při klasickém řešení. Stejnotlakové větrání s rekuperací ale může mít svůj význam v každém objektu, bez ohledu na kvalitu jeho obvodových konstrukcí a ostatní použité technologie. Hlučné a znečištěné prostředí ve městech, problémy s alergiemi (také v důsledku nedostatečného větrání) či rostoucí ceny energií nás stále více nutí přemýšlet o tomto úsporném způsobu větrání jako o řešení, do kterého nás tlačí situace. Můžeme jej tedy považovat za systém blízké budoucnosti, a to i vzhledem na směrnici Evropského parlamentu a Rady 2010/31/EU ze dne 19. 5. 2010 o energetické náročnosti budov. Z jejího obsahu totiž vyplývá, že dříve či později (přesněji do roku 2020) i u nás budeme muset začít stavět v nízkoenergetickém, a ještě lépe v pasivním standardu. K tomu jsme se zavázali spolu s ostatními členskými státy EU.
Autor: Lenka Kostková
