Ztráta tepla pro ventilaci je jednou z nejdůležitějších překážek, které je třeba překonat při snaze snížit náklady na vytápění vašeho domu. Řešením je zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu. K tomu se používají rekuperátory

Někteří lidé si stále myslí, že ventilační jednotky v rodinných domech jsou luxusem, ale používají se stále častěji. Rekuperátory poskytují nejen efektivní větrání, ale také nižší účty za topení.

Vzduchotechnická jednotka - co to je?

Větrací jednotka je zařízení, na kterém jsou založeny systémy nuceného větrání, tj. Mechanické větrání, obvykle přívod a odvod. Používá se pro zajištění výměny vzduchu v místnostech a pro jeho čištění, vytápění, chlazení, zvlhčování nebo odvlhčování. Pokud je jednotka AHU vybavena prvky umožňujícími provádět všechny tyto procesy, nazývá se klimatizace. V rodinných domech se však obvykle instalují jednoduché vzduchotechnické jednotky, které kromě toho, že v budově neustále mění vzduch v určitém množství (bez ohledu na atmosférické podmínky) a mimochodem ho čistí, z něj primárně získávají teplo. Proto se nazývají rekuperátory a jejich hlavním prvkem, nepočítaje fanoušky, je výměník tepla, který je přenáší z odpadního vzduchu na přiváděný vzduch.

Křížové výměníky tepla jsou levnější než protiproudé, avšak jejich teplotní účinnost je nižší, takže pro dosažení vysoké energetické účinnosti rekuperátoru výrobci v některých modelech umisťují dva takové výměníky tepla do série

Které ventilátory ve vzduchotechnické jednotce

Základem mechanického větracího systému s rekuperací je přívodní a odsávací větrací jednotka se dvěma ventilátory. Jeden vytváří tlakový rozdíl ve výfukových kanálech, druhý v přívodních vzduchových kanálech, aby se zabránilo podtlaku v místnostech. Výsledkem by byl vzduch, který by do nich vstupoval obtokem tepelného výměníku pro jeho regeneraci. Díky práci ventilátorů v místnosti dochází k výměně určitého množství vzduchu za jednotku času. Pokud je jejich výkon správně přizpůsoben potřebám budovy, vždy zajistí účinné větrání. Dobrým nápadem je koupit rekuperátor s ventilátory s proměnnou kapacitou. Když nikdo není doma, je malé znečištění ovzduší a nikdo ho nevdechuje, takže není důvod si je vyměňovat tak intenzivně jako při koupeli, vaření nebo domácí taneční párty. Proto je užitečná funkce jak snižování, tak zvyšování účinnosti ventilace ve vztahu k situaci, ve které se rovná požadavkům normy (PN-83 / B-03430). Doporučuje se, aby rozsah regulace kapacity pokrýval 60 až 150% velikosti toku výpočtu. Možnost jeho snížení se vyplatí v zimě, kdy intenzivní výměna vzduchu způsobuje největší tepelné ztráty a často také nadměrný pokles vlhkosti v interiéru, což způsobuje nepohodlí pro členy domácnosti. Ventilátory používané ve vzduchotechnických jednotkách se výrazně liší v množství spotřebované elektřiny. Pokud se rozhodneme zakoupit rekuperátor s ohledem na úspory, měli bychom věnovat pozornost jeho fanouškům DC-EC. To znamená, že jsou napájeny stejnosměrným proudem (DC) a mají střídavý motor s elektronickým (bezkontaktním) komutátorem (EC) a plynulou regulací rychlosti. Takzvané kartáče jsou Achillovou patou elektromotorů. Zajišťují elektrický kontakt mezi rotujícími prvky. Musí být dostatečně pevné, což způsobuje ztrátu výkonu motoru. Tření způsobuje jejich opotřebení, takže je po chvíli musíte vyměnit. Když je tlak na kartáče příliš slabý, vytvoří se elektrický oblouk, který spálí kontaktní body. Odstranění kartáčů z motoru přináší důležité výhody - díky ztrátě skluzu je jeho energetická účinnost vyšší a funguje mnohem tišší. Neexistují žádné rychle se opotřebitelné prvky nebo oblouky, které způsobují rušení rádia. 50% snížení otáček ventilátoru s EC motorem se projeví 88% snížením spotřeby energie, zatímco u více rychlostních ventilátorů se střídavým motorem (AC) jsou tyto změny přímo úměrné. Nekonečně variabilní regulace je samozřejmě přesnější než vícestupňová regulace. Má-li rekuperátor pokročilý automatizační systém, který reguluje účinnost ventilátorů a jsou typu EC, spotřebovává nejméně polovinu elektřiny než rekuperátor se střídavými motory ventilátoru bez automatického regulačního systému. Elektronický řídicí systém rekuperátoru se může starat o vyvážení proudů přiváděného a odváděného vzduchu úpravou otáček ventilátoru (typ EC). Potřeba takové korekce vyplývá například ze znečištěných vzduchových filtrů. Přesná regulace účinnosti je také užitečná pro zajištění správného spalovacího procesu v krbu - zabraňuje podtlaku v interiérech, kvůli kterému by do komínů proudil kouř místo komínu.

Ventilátory jsou poháněny elektřinou. Náklady na tuto energii je třeba vzít v úvahu při zvažování ziskovosti nákupu rekuperátoru. Nejlepší je zvolit zařízení s vysoce účinnými motory typu EC - elektronicky komutovanými, s plynulou regulací rychlosti

Rekuperace tepla ve větrací jednotce: výměník tepla

U ventilační jednotky je její tepelný výměník samozřejmě velmi důležitý. U rekuperátorů jsou nejoblíbenější křížové a protiproudé výměníky tepla. V příčném proudu jsou proudy přiváděného a odváděného vzduchu kolmé k sobě navzájem a v protiproudu - rovnoběžně s protilehlými zatáčkami. Protiproudé výměníky tepla jsou dražší než výměníky tepla s křížovým tokem, ale umožňují regeneraci více energie. Tepelná účinnost výměníku s příčným tokem je asi 60% a protiproud - 90%. To znamená, že pokud je čerstvý vzduch 0 o C a odpadní vzduch z místností je 20 o C, potom, co protéká protiproudým výměníkem, je teplota odváděného vzduchu 2 o C a teplota čerstvého vzduchu je 18 o C. Proto doma s dobrým rekuperátorem třídy, navzdory intenzivní výměně vzduch, v zimě se necítíme studené průvany v místnostech a topení vzduchem nás stojí jen málo. Křížové a protiproudé tepelné výměníky jsou vyrobeny z přilehlých panelů profilovaných tak, aby mezi nimi byly úzké mezery, skrz které proudí vzduch - každou vteřinu vhání dovnitř a druhý vháněl ven. Sloty mohou být profilovány různými způsoby, takže jednotlivá zařízení se mírně liší v účinnosti. Odpor proudění vzduchu je také důležitým parametrem tepelného výměníku. Vyšší účinnost se obvykle hradí vyšším odporem proudění a výslednou vyšší spotřebou energie ventilátorů, takže je třeba hledat kompromis. Výměníky jsou kov (dobře vedou teplo), celulóza (získávají vlhkost, a tím i latentní teplo, což je důvod, proč je jejich účinnost velmi vysoká), ale v rodinných domech se plast často používá. Jsou levné, trvanlivé a neexistují žádné překážky pro jejich umytí. Při nákupu rekuperátoru s hliníkovým nebo celulózovým výměníkem je třeba vzít v úvahu, že během praní bude poškozen a po několika letech bude muset být vyměněn. Pokud však někdo dává energetickou účinnost především, měl by mít zájem o protiproudé výměníky vyrobené z celulózy obsahující vodu absorbující sůl. Říká se jim entalpie.

Protiproudé výměníky tepla zajišťují nejvyšší účinnost domácích rekuperátorů. Většina z nich je vyrobena z plastu, ale také jsou to tzv. Entalpie - od celulózy, skrz kterou může voda pronikat, díky čemuž rekuperátor dosahuje ještě vyšší energetické účinnosti

Výměník vlhkosti ve vzduchotechnické jednotce

V důsledku chlazení odpadního vzduchu ve výměníku tepla kondenzuje voda. Z plastového nebo kovového výměníku proudí do speciální nádoby az ní do kanalizačního systému. V entalpickém výměníku se vsakuje do celulózy. Čerstvý vzduch vstupující do výměníku je suchý, když je chladný, ale s rostoucí teplotou je schopen absorbovat stále více vody. Proto se přizpůsobuje tomu, který je nasycen stěnami celulózového výměníku. Díky tomu, pokud je teplota pod nulou, se ve výměníku netvoří led, který by ho mohl ucpat. Proto není nutný žádný provoz systému proti zamrzání (je vybaven každým rekuperátorem), který způsobuje výrazné snížení účinnosti rekuperace tepla v běžných výměníků tepla. Okamžitá teplotní účinnost protiproudého entalpického výměníku je nižší než u plastu a kovu, ale mnohem důležitější je, že periodická (průměrná) energetická účinnost s ohledem na ztráty při tání výměníku může být mnohem vyšší. Výhodou je také vyšší relativní vlhkost vzduchu vháněného do místností, což v zimě znamená lepší mikroklima. Vysoká cena a krátká životnost jsou překážkou rozšířeného používání entalpických výměníků. Ačkoli umožňují nejnižší spotřebu energie na vytápění a větrání domu, jejich použití není příliš výhodné. Proto se vyskytují hlavně v rekuperátorech určených pro pasivní domy, u nichž je nejdůležitější certifikát potvrzující vysoký stupeň energetické obnovy. Podobný problém se týká regenerativních (rotačních) výměníků tepla. Také nejsou náchylní k zamrzání, díky čemuž mohou v klidu, jako je naše, získat relativně velké množství energie. Jejich konstrukce je však poměrně komplikovaná, což je prodražuje. Mají podobu rotačního bubnu akumulujícího teplo. Buben je poháněn elektrickým motorem, který samozřejmě pohlcuje energii. Výsledkem je, že využití regenerativních výměníků tepla je navzdory vysoké energetické účinnosti rekuperace tepla v rodinných domech méně ziskové než jednodušší a levnější křížové nebo protiproudé výměníky tepla.

Nadřazenost přívodního a odsávacího větrání před gravitací je určena nejen možností rekuperace tepla, ale také čištěním vzduchu přiváděného do místností. K tomu se používají filtry umístěné v rekuperátorech

Regulační systém AHU

Tepelná účinnost tepelných výměníků stejného typu je podobná, ale energetická účinnost rekuperátorů je také určována jinými faktory, a proto se mění. Levnější zařízení zpravidla pracují méně efektivně než dražší, protože šetří drahá řešení, která přispívají ke zvýšení energetické účinnosti. Je silně ovlivněno způsobem, jakým je měnič chráněn před zamrznutím. V důsledku ochlazování odpadního vzduchu z místností se v něm kondenzuje voda. V blízkosti vstupu čerstvého vzduchu může být teplota výměníku záporná a voda zamrzne. Led je překážkou ve vzduchové cestě - může způsobit selhání ventilátoru, který nebude schopen překonat zvýšený odpor proudění, může dojít k poškození ucpaného výměníku. Rekuperátory proto potřebují topný systém výměníku tepla. Nejjednodušším řešením je systém, který zastaví přívodní ventilátor, když teplota na vstupu do výměníku klesne na 3 až 3 ° C. Díky tomu teplota stoupá, ale během této doby nedochází k žádné výměně tepla. Pokročilejší systém nevypíná ventilátor, ale snižuje jeho rychlost - používá se v rekuperátorech s motory s proměnnou rychlostí (EC). Výměna tepla pro tání se nezastaví úplně, takže energetická účinnost rekuperátoru je vyšší. Třetí metodou je použití předehřívače, obvykle elektrické. Když je teplota na vstupu do výměníku příliš nízká, ohřívač se zapne a čerstvý vzduch se zahřeje - teplota stoupne, takže voda nezamrzne. Díky tomu mohou ventilátory vždy pracovat s konstantní účinností, ale účinnost rekuperace tepla přesto klesá - do systému je dodávána další energie a je drahá, protože je elektrická. Takový systém však lze považovat za úsporu energie, pokud je výkon ohřívače plynule regulován, takže spotřeba elektřiny je minimální. U levnějších modelů existuje jednoduchá regulace zapnutí a vypnutí a toto řešení je mnohem méně efektivní. Dražší modely rekuperátorů mají nejen hladkou regulaci rychlosti ventilátoru nebo výkonu ohřívače, ale také tzv. By-pass. Je to klapka, která řídí proudění vzduchu uvnitř rekuperátoru - skrz nebo vedle tepelného výměníku. Možnost obejít výměník tepla je užitečná v létě, takže chladnější čerstvý vzduch není zbytečně vytápěn teplejšími místnostmi vyhřívanými sluncem. Protože v průběhu roku se tato situace střídá s tou, ve které je požadována výměna tepla, s výhodou by-pass je automatický. Rekuperátor pak vždy pracuje v režimu, který v tuto chvíli zajišťuje nejvyšší úroveň pohodlí.

AHU pro malý dům by neměl zabírat mnoho místa. Někteří výrobci tomu přikládají velký význam a umisťují komponenty rekuperátoru do ergonomických pouzder, které usnadňují jejich instalaci na malém prostoru.

Účinnost rekuperátoru

Výběr modelu rekuperátoru by měl být proveden na základě požadované účinnosti jeho ventilátorů - průtoku vzduchu, který jsou schopni poskytnout při určitém tlaku (schopnost generovat dynamický tlak nezbytný k překonání odporu toku). Průtok by měl odpovídat množství vzduchu, které by mělo být odstraněno za hodinu z místností v našem domě - je stanoveno na základě požadavků PN-83 / B-03430. Požadovaná komprese ventilátoru vyplývá z odporu proudění vzduchu ventilačním systémem. Pro jejich přesný výpočet je nutná znalost projektanta sanitární instalace, ale u nekomplikovaných systémů jako v rodinných domech se předpokládá, že dostatečná hodnota dostupné komprese vzduchotechnické jednotky je 150 Pa. Proto lze pro tuto hodnotu stanovit průtok vzduchu, který poskytuje. Závislost dostupné komprese na průtoku je znázorněna křivkou (charakteristikou), jejíž průběh by měl být viditelný na grafu v technických datech zařízení. Protože odpor proudění vzduchu je obtížné určit s vysokou přesností, může se také měnit během provozu ventilačního systému (například kvůli znečištěným vzduchovým filtrům), měli bychom zvolit jednotku pro úpravu vzduchu, jejíž vlastnosti v blízkosti pracovního bodu jsou ploché (změna tlaku o desítky pascalů by neměly způsobit velkou změnu průtoku vzduchu). Pak se ujistíme, že ventilátory zajistí požadovaný ventilační výkon a zároveň budou pracovat ekonomicky a tiše.

Mechanické větrání v energeticky úsporném domě: video

Kategorie:

Provoz domu