Keď vojdeme do prehriatej miestnosti vybavenej klimatizáciou, prvá reakcia väčšiny z nás je, zapnúť ju na maximálne chladenie, aby sme čo najskôr dosiahli tepelnú pohodu. Takýmto konaním spôsobujeme svojmu telu teplotný šok a na niekoľko minút ho vystavíme prievanu studeného vzduchu z klimatizácie. Výsledkom môžu byť zdravotné problémy: prechladnutie či zápal dýchacích ciest. Naozaj však nie je nutné stáť v prúde studeného vzduchu kvôli tomu, aby nám aj v najhorúcejších letných dňoch nestekal pot po tvári.

Nároky na technické riešenie, výkon aj efektivitu klimatizácie budov, kancelárií, hotelov, škôl ale i rodinných domov sa výrazne zmenili. Znížením tepelných strát vďaka zatepleniu budov, ďalšími zdrojmi tepla ako sú úžitkové technológie, osvetľovacie systémy a výpočtová technika ako aj výrazne presklenými plochami na vonkajších fasádach sa dostáva do popredia otázka zabezpečenia tepelnej pohody aj v teplých letných mesiacoch.

Dnes teda už nestačí vybaviť budovu zdrojom tepla, ale treba zabezpečiť aj komfort pri užívaní stavby v horúcich letných mesiacoch. Klasické riešenie použitím klimatizačných jednotiek výrazne zvyšuje investičné náklady, kladie zvýšené nároky na priestor pre technológiu chladenia a pre veľké priemery rozvodov chladného vzduchu. Výrazne zasahuje do architektúry interiérov osadením výustiek klimatizácie, ktoré časom aj pri úzkostlivej údržbe zájdu prachom a nepôsobia esteticky.

Pri návrhu sú podstatné prevádzkové náklady, a to náklady na údržbu, ale hlavne energetické náklady na prevádzku. Sálavé chladenie vychádza nepomerne lacnejšie ako klasická klimatizácia.

Ďalším argumentom proti použitiu klasických riešení klimatizácie klimatizačnými jednotkami je požiadavka pohody užívateľov stavby. Klimatizačné jednotky spôsobujú značnú akustickú nepohodu, najmä hlukom rotačných častí klimatizačných jednotiek a hlukom prúdiaceho vzduchu. No najvážnejším strojcom nepohody je prúd chladného vzduchu, ktorý sa v miestnosti mieša s prehriatym vzduchom.

Kapilárne rohože
Aj na slovenskom trhu je k dispozícii technológia sálavého stropného vykurovania a chladenia systémom kapilárnych rohoží. Tento systém v oblasti zabezpečovania tepelnej pohody budov je založený na jednoduchom princípe, inšpirovanom prírodou. Rastliny, živočíchy i ľudský organizmus majú na rozvádzanie tekutín hustú sieť jemných kapilár, pričom systém predstavuje ideálny spôsob termoregulácie. Kapilárne rohože tiež využívajú prírodou preverenú technológiu na vykurovanie a klimatizáciu miestností.

Systém kapilárnych rohoží, ktoré sú naprojektované a vyrobené na mieru pre každú jednotlivú inštaláciu, odstraňuje všetky nepriaznivé dopady klasickej klimatizácie a výrazne zefektívňuje prevádzku chladenia, ale aj vykurovania budov. Tenké kapilárne rohože sa ukladajú tesne pod povrch stropov, stien či podláh (v podlahách len na vykurovanie).

V malých priemeroch kapilár obsahujú malé množstvo chladiaceho alebo vykurovacieho média, preto je ich reakčný čas minimálny a reakcia na zmeny teploty v interiéri takmer okamžitá. Miestnosti sa tak rýchle zohrejú alebo ochladia v závislosti od meniacich sa vonkajších či vnútorných vplyvov. To je vlastne vylepšenie rúrkových sálavých systémov (klasické podlahové kúrenie), kde je výrazná akumulácia tepla alebo chladu v strope, a tým sa obmedzuje reakcia na zmeny vonkajších pomerov.

Vykurovanie aj chladenie jedným systémom
Kapilárne rohože sa správajú ako tichá klimatizácia. Pracujú bez pohybu vzduchu a bezhlučne. Aj v nočných hodinách, keď je málo okolitých akustických vplyvov a my sme omnoho citlivejší na rušivé vnemy, chladenie kapilárnymi rohožami pracuje bez toho, aby nás čo i len minimálne obťažovalo hlukom. To je obrovský rozdiel oproti klasickým fancoilom. Pri osadení v spálňach rodinných domov je použitie kapilárnych rohoží omnoho vhodnejšie ako osadenie podlahových konvektorov s ventilátorom, ktoré v nočných hodinách môžu pôsobiť veľmi rušivo a po čase a po opotrebení a zanesení rotačných častí zariadenia sa budú prejavovať ešte hlučnejšie.

Kapilárne rohože tiež výrazne znižujú investičné náklady, pretože nimi môžeme riešiť vykurovanie aj chladenie jedným systémom. Pri osadení do stropu alebo do stien môžeme systémom v lete chladiť a v zime vykurovať. Pri inštalácii do podlahy sa, samozrejme, prevádzka chladenia neodporúča, aby sme zabránili efektu studenej podlahy. Možnosť vykurovať aj chladiť z jedného systému nám dáva práve sálavý charakter šírenia tepla alebo chladu, ktorý nenaráža na problém prúdenia teplého vzduchu smerom nahor, pretože šírenie tepla je realizované v prevažnej miere (60 – 90 %) sálaním a konvekčná zložka tvorí len nízke percento.
Malý rozostup kapilár (10 – 30 mm) zaručuje rovnomernú teplotu povrchu, a tým aj príjemné prostredie v miestnosti. Skryté, zabudované kúrenie aj chladenie neobmedzuje architekta pri riešení interiéru. Použitie rohoží je možné nielen pri stavbe nového domu, ale aj pri jeho rekonštrukcii. Ideálne je osadenie kapilárnych rohoží v objektoch s tepelným čerpadlom ako zdrojom tepla či chladu.

Vetranie s rekuperáciou
Nízkoenergetické (NED) a pasívne domy (PD) sa v krajinách EÚ postupne stávajú štandardom pre novú výstavbu. Už to nie sú experimenty, ale úplne bežná masová produkcia obytných sofistikovaných budov. Zaobstarávacie náklady na výstavbu pasívnych domov sú pritom len o 5 – 7 % vyššie než je to pri klasickej výstavbe, ale spotreba energie na vykurovanie je až o 90 % nižšia! Ďalším efektom je možnosť úplného vylúčenia klasických vykurovacích systémov, výrazné zvýšenie komfortu bývania, kvalitne riešené vetranie bez prievanu a vyšší efekt využitia obnoviteľných zdrojov energií.

Charakteristika teplovzdušných a vetracích sústav
Vo výstavbe nízkoenergetických a pasívnych domov sa dnes v Európe uplatňujú dva systémy:
- rovnotlakový vetrací systém s rekuperáciou a ohrevom (väčšinou však doplňovaný ďalším zdrojom tepla v miestnostiach),
- cirkulačný systém teplovzdušného vykurovania s riadeným podielom čerstvého vzduchu a rekuperáciou tepla.

Využitie odpadového tepla
Ďalší spôsob získavania tepla je použitie odpadového tepla prostredníctvom vetracích zariadení s jeho spätným získavaním. Cieľom tohto systému je vrátiť z odpadového vzduchu čo najväčšiu časť jeho tepelnej kapacity a preniesť ju do nasávaného čerstvého vzduchu. Proces môže prebiehať buď samočinne tzv. rekuperáciou, ktorá pracuje na základe teplotného rozdielu medzi prúdiacimi vzdušnicami, alebo ide o prívod energie z iného zariadenia, napr. tepelného čerpadla. Riadeným vetraním so spätným získavaním tepla dokážeme z tepelnej bilancie domu vylúčiť stratu vetraním, čo napríklad pri objekte s celkovou stratou 9 kW môže byť až 30 % ročných nákladov na vykurovanie a pri dome so stratou okolo 6 kW to môže dosiahnuť aj 50 % ročných nákladov.

Riadené vetranie
Použitie spôsobov rekuperácie je veľa. Často sa pri nízkoenergetických domoch využíva aj riadený spôsob vetrania s rekuperáciou a vhodne riešený spôsob kontrolovaného prirodzeného vetrania.

Celý systém prívodu a odvodu vzduchu je veľmi jednoduchý. Vydýchaný vzduch sa vedie cez výmenník. V tomto zariadení sa studený vonkajší vzduch od použitého teplého ohreje, a tým sa môže získať až 90 % tepla. Ak je systém na spätné získavanie tepla kvalitne navrhnutý, je jeho nadbytok možné využívať na dodatočný ohrev privádzaného vzduchu alebo na ohrev teplej vody v tepelnom čerpadle. K tomuto systému je tiež bez problémov možné pripojiť aj solárne zariadenie na podporu ohrevu teplej vody, čo sa najčastejšie využíva pri riešení pasívnych domov.

Rekuperácia
Základná rekuperačná jednotka sa skladá z doskového alebo rotačného výmenníka tepla, ventilátorov, filtra a ovládania, ktoré sú umiestnené v skrinke, tepelnotechnicky a akusticky prispôsobenej. Týmto systémom sme schopní získať naspäť energiu, vloženú do vykurovania, ktorú by sme stratili nekontrolovaným vetraním. Rekuperačné jednotky sa líšia svojimi rozmermi i výkonmi. Menšie sa môžu montovať aj na vnútorné steny miestností a tie väčšie je vhodné umiestniť do medzistropu.

Existuje aj decentrálny kombinovaný prístroj na vetranie i vykurovanie, ktorý nám zaistí v miestnosti čerstvý filtrovaný a predhrievaný vzduch, ale aj temperovanie priestoru elektrickým vykurovacím telesom. Táto jednotka je vhodná aj ako doplnok akejkoľvek vykurovacej sústavy alebo ako doplnok solárneho vykurovania. Dá sa inštalovať aj dodatočne bez potrebných rozvodov vzduchu. Iným riešením je využitie centrálnej vetracej jednotky pre celý dom, napríklad aj s možnosťou napojenia a spoločného spínania s kozubom.

Ďalší spôsob predstavuje spojenie vetrania, vykurovania a ohrevu teplej vody do jednej jednotky. Základom tohto systému je tepelné čerpadlo vzduch – voda. Teplý vzduch odsávaný z kuchyne, kúpeľne a WC odovzdáva svoje teplo priamo vo výparníku tepelného čerpadla.

Teplo vytvorené tepelným čerpadlom je k dispozícii napríklad pre podlahové vykurovanie a tiež ohrieva vodu vo vnútornom zásobníku. Tento systém sa dá ešte doplniť a pripojiť na solárne kolektory, a tak môžeme cca 30 % ročnej spotreby tepla na vykurovanie a ohrev teplej vody pokryť slnečnou energiou.

Vetracie systémy s núteným obehom
Systémy núteného vetrania zaisťujú prívod a súčasne i odvod vzduchu z vnútorných priestorov budov pomocou mechanických strojových zariadení, najčastejšie ventilátorov. Celkové vetranie sa dnes používa už univerzálne, hlavne pri vyrovnanej bilancii množstva privádzaného a odvádzaného vzduchu. Tieto komfortné systémy majú svoje nesporné výhody:

- Ideálna je možnosť spätného získavania tepla z odvádzaného vzduchu na predohrev vzduchu privádzaného - s účinnosťou až 90 %. Tým sa často dá úplne vylúčiť nutnosť ďalšieho dohrevu privádzaného vzduchu, pretože sa zároveň využívajú aj všetky teplotné zisky v budovách - z metabolizmu osôb, osvetlenia, technológie a pod.

- Dokonalá filtrácia privádzaného, prípadne cirkulačného vzduchu na špeciálnych tkaninových, prípadne i elektrostatických filtroch zachycuje mikročastice veľkosti 1 až 3 mikróny s účinnosťou 95 až 99 %.

- Jednoduchá automatická regulácia výkonu vetrania podľa momentálnych požiadaviek (napr. podľa počtu osôb v priestore) sa uskutočňuje na základe vyhodnotenia údajov senzorov vlhkosti, senzorov prchavých látok alebo CO2 či senzorov pohybu osôb.

- Je tu možnosť úplnej hermetizácie okien v budove, čím sa celkom vylúči nežiaduca infiltrácia prachu a výrazne zníži prenos hluku z ulice do vnútorného prostredia budovy.

- Systém má zaručené fungovanie aj pri nepriaznivých tlakových podmienkach v budove (napr. pri letnej inverzii).

- Je tu možnosť inštalácie výmenníkov na chladenie, prípadne vlhčenie privádzaného vzduchu.

Systémy kombinovaného vetrania
V bytovej výstavbe sa používa predovšetkým kombinácia núteného odťahu s prirodzeným prívodom vzduchu škárami okien (napr. odsávanie sociálnych zariadení, miestne odsávanie v kuchyniach a pod.).

Tieto systémy zároveň prevetrávajú obytné miestnosti, ale iba za predpokladu neutesnených okenných škár, čo pri dnešných supertesných oknách už vôbec nie je pravda. Tým sa stávajú odsávacie ventilátory sociálnych zariadení a kuchynských digestorov úplne neúčinné, takže neodvetrajú dostatočne ani WC, kúpeľne ani kuchyne, ale nemôžu ani zaistiť prívod čerstvého vzduchu do obytných miestností!

Výrobcovia okien tento problém riešia inštaláciou štvrtej polohy krídel s mikroventiláciou, ale tým sa zase znehodnocuje proklamovaná „úspora tepelnej energie tesnými oknami“ a vetracia funkcia sa aj tak úplne nezaistí.

Systémy prívodných podlahových štrbín v okenných krídlach, parapetoch, prípadne automaticky regulovaných podľa relatívnej vlhkosti vracajú problém späť k netesným okenným škáram a sú spojené s problémami diskomfortu pri intenzívnom prívode chladného vzduchu lokálne priamo do pobytovej zóny obytných miestností. Zásadnou nevýhodou týchto systémov je vylúčenie rekuperačných zariadení, zvlášť pre nízkoenergetické a pasívne objekty, kde spotreba tepla na vetranie už prevyšuje transmisné straty budov.

Systémy hybridného vetrania, ktoré využívajú riadenú kombináciu núteného a prirodzeného vetrania sú zatiaľ realizované iba vo vývojových projektoch a pre hromadné využitie v rodinných domoch sú príliš nákladné.

Rovnotlakové vetracie systémy
V západnej Európe sa na vetranie budov uplatňujú systémy núteného vetrania s vysoko účinnou rekuperáciou tepla ako úplne štandardné a energeticky najúčinnejšie riešenia.

Tieto systémy zaisťujú riadené rovnotlakové vetranie pre rodinné domy i viacpodlažné bytové domy, zároveň s doohrevom privádzaného vzduchu, predchladením v letnom období a s účinným využitím všetkých interných a externých energetických ziskov.

Systémy zaisťujú prívod čerstvého filtrovaného vzduchu do každej obytnej miestnosti a kuchyne a súčasne odťah odpadného vzduchu zo sociálnych zariadení, WC, kúpeľne a kuchyne.

Nízkoenergetické domy (NED) sa doplňujú základnou vykurovacou sústavou (telesá ÚV, podlahové vykurovanie, atď.), pre pasívne domy (PD) bez vykurovacej sústavy postačuje ohrev privádzaného vzduchu potrubným ohrievačom, prípadne v kombinácii s kozubovou vložkou alebo iným bivalentným zdrojom, výhodne však s cirkulačným okruhom, ktorý zabraňuje extrémnemu znižovaniu relatívnej vlhkosti v zimnom období.

Technické riešenie
Vetracia jednotka sa umiestňuje výhodne pod stropom WC, v technickej miestnosti alebo v inom priestore. Alternatívne sa dá inštalovať na pôjde alebo na stene v technickej miestnosti či v šatníku.

Rozvody čerstvého vzduchu sa inštalujú podľa umiestnenia a typu stavby:

- Kanálové potrubia z pozinkovaného plechu s rozmerom 160 x 40 mm sú uložené v tepelnoizolačnej vrstve podlahy, pričom vyústenie je riešené cez podlahové vyústky s reguláciou. Systém je určený pre novostavby. Vetvový rozvod z centrálnej podlahovej rozvodnej šachty vylučuje akustické ruchy medzi obytnými miestnosťami.

- Rozvody pod stropom z kruhového potrubia (pozinkovaného či z PVC) s tanierovými vyústkami sú určené pre novostavby s podhľadmi.

- Rohové rozvody z kruhového potrubia pod stropom (pozinkované, z PVC, s akustickými tlmičmi) sa zakrývajú sadrokartónom (SDK, Fermacellom, atď.), tryskové vyústky sú pod stropom (Coandov efekt). Systém je určený pre dodatočné inštalácie a na revitalizáciu panelových bytových domov.

Vo všetkých variantoch je zaistené dokonalé čistenie všetkých potrubných rozvodov.

Výhody núteného vetrania s rekuperáciou tepla

Sú nimi:

- záruka hygienicky nutnej trvalej výmeny vzduchu s možnosťou nárazového zvýšenia pri externom signále z WC, kúpeľne či kuchyne,

- úspora až 90 % nákladov na vetranie,

- vylúčenie vzniku plesní,

- záruka tepelného komfortu v miestnostiach prívodom vzduchu s minimálnym teplotným rozdielom,

- využitie všetkých interných aj externých tepelných ziskov z priestorov na predohrev vetracieho vzduchu a krytie jeho zvyškových transmisných strát,

- prívod dokonale filtrovaného vzduchu výrazne obmedzuje vznik alergických a respiračných onemocnení,

- pri nastavení výkonu na maximum jednotky až 330 m3/h (cez by-pass) sa dajú priestory účinne chladiť v letnom období, prípadne aj s použitím nočného predchladenia,

- systém umožňuje automatické riadenie na požadované hodnoty CO2 a relatívnu vlhkosť,

- kompletizovaný stavebnicový systém zabezpečuje jednoduchú inštaláciu, a to aj svojpomocne,

- pri inštalácii zemného registru (ZR) sa v letnom období privádzaný vzduch účinne predchladzuje (až o 18 °C) a v zimnom období predhrieva (až o 20 °C).

Vykurovanie s riadeným vetraním a rekuperáciou
Teplovzdušné cirkulačné vykurovanie s riadeným vetraním s rekuperáciou tepla sa stáva štandardným riešením pri moderných nízkoenergetických a pasívnych rodinných domoch.

Dvojzónový systém zaisťuje v primárnom okruhu teplovzdušné vykurovanie s cirkuláciou vzduchu a kontinuálnou filtráciou, zároveň s riadeným podielom čerstvého vzduchu buď ručne alebo automaticky (senzormi vlhkosti, CO2, prchavých látok).

Sekundárny okruh zaisťuje úplne oddelené odvetranie sociálnych zariadení a kuchýň, s rekuperáciou tepla s účinnosťou až 90 %. Podľa nastavenia regulátora sa potom dá celý systém prevádzkovať v piatich režimoch od rovnotlakového vetrania, cez zmiešané vykurovanie a vetranie, čisto teplovzdušné vykurovanie až po cirkulačné letné chladenie v kombinácii s cirkulačným zemným výmenníkom tepla.

Koncepčné riešenie cirkulačného vzduchotechnického systému s vetraním
Cirkulačný a čerstvý vzduch sa do obytných miestností rozvádza spoločne z centrálnej rozdeľovacej komory jednotlivými plochými vzduchovodmi z pozinkovaného plechu s rozmerom 200 x 50 mm, ktoré sú uložené v tepelnoizolačnej vrstve podlahy pod nášľapnou vrstvou. Vyústenie rozvodov do miestnosti cez podlahové vyústky s reguláciou sa odporúča umiestniť pod oknami kvôli eliminácii chladu a kvôli prípadnému zastavaniu nábytkom.

Týmto centrálnym systémom sa vylučujú akustické ruchy medzi obytnými miestnosťami. Pri maximálnom výkone privádza štandardná podlahová vyústka 250 x 100 mm až 90 m3/h vzduchu, t. j. pri spáde 45/20 o C je to vykurovací výkon až 700 W.

Cirkulačný odpadový vzduch sa z jednotlivých miestností odvádza pod dverami bez prahov do predsiene či chodby, odkiaľ sa odsáva stenovou mriežkou pod stropom a odvádza späť k jednotke.

V jednotke sa cirkulačný a čerstvý vzduch filtruje filtrom G4 (F7) s účinnosťou až 97 %, ohrieva na teplovodnom registri, prípadne chladí na výparníku reverzného tepelného čerpadla a radiálnym pomalobežným ventilátorom sa rozvádza cez rozdeľovaciu komoru s tlmičom hluku späť do obytných miestností.

V jednotke sa do cirkulujúceho vzduchu súčasne primieša v nastaviteľnom pomere čerstvý vzduch, ktorý sa privádza z fasády alebo zemného registra cez filter a predhrieva sa v rekuperačnom protiprúdovom výmenníku s účinnosťou až 90 %.

Odpadový vzduch zo sociálneho zariadenia a vodná para z kuchyne sa trvalo, prípadne s nárazovým zvýšením, odvádza odsávacími ventilmi s reguláciou a potrubnými kruhovými rozvodmi priemeru 100 až 125 mm privádza k jednotke. Tieto rozvody sa osadzujú do stropov alebo podstropných zákrytov. V rekuperačnom výmenníku sa odovzdáva teplo čerstvému vzduchu a po ochladení sa odpadový vzduch odvádza menším vetracím ventilátorom cez fasádne žalúzie do atmosféry.

Odsávacie digestory nad sporákmi sa navrhujú ako cirkulačné s uhlíkovými filtrami na zachytenie pachov a s nastaviteľným výkonom 150 až 550 m3/h.

Reguláciu vzduchových výkonov, a tým aj teplôt v jednotlivých miestnostiach zaisťujú ručne ovládané klapky v podlahových vyústkach s rozmerom 250 x 100 mm.

Zvýšenie teploty v kúpeľniach sa rieši inštaláciou vykurovacích rebríkov s teplovodným alebo elektrickým ohrevom, prípadne inštaláciou podlahového vykurovania (napr. vykurovacie fólie).

Pri maximálnom výkone privádza štandardná podlahová vyústka 250 x 100 mm až 90 m3/h vzduchu, t. j. pri spáde 45/20°.

Charakteristika teplovzdušného systému s riadeným vetraním
- Spoločným systémom podlahových plochých potrubí sa v dome rozvádza teplonosné (prípadne chladiace) médium (cirkulačný vzduch) zároveň s vetracím prípadne aj chladeným vzduchom.

- Je tu možnosť zvýšenia nárazového množstva odsávaného vzduchu zo sociálnych zariadení a kuchýň prostredníctvom externých signálov až na dvojnásobky priemerných množstiev na intenzívny odťah pachov. Systém umožňuje ručné spínanie alebo prostredníctvom pohybových senzorov s riadením dobehu podľa ukazovateľov relatívnej vlhkosti alebo koncentrácie CO2 .

- Zlučuje sa funkcia cirkulačného vykurovania a nezávisle riadeného vetrania s rekuperáciou tepla do jediného agregátu.

- Systém predstavuje úsporu nákladov na rozvody a telesá ďalšieho zdroja tepla.

- Je tu tiež záruka hygienicky nutných trvalých výmen vzduchu v dome s možnosťou riadeného nárazového zvýšenia.

- Úspora znamená až 90 % nákladov na vetranie.

- Ďalšou výhodou je rýchle vykúrenie s pružnou reguláciou teploty.

- Dokonalá filtrácia cirkulačného a vetracieho vzduchu zabezpečí aj celkové zníženie prašnosti v dome.

- Systém dovoľuje inštaláciu elektropolarizačného filtra a umožňuje chladenie, vlhčenie i odorizáciu cirkulačného vzduchu.

- Sú tiež zaistené optimálne hodnoty CO2 a relatívnej vlhkosti (bez negatívneho vysúšania vnútornej klímy) buď v ustálenom prevádzkovom režime, alebo pomocou senzorov.

- Letné nočné „predchladenie“ interiéru je veľmi účinné.

- Všetky energetické zisky v dome z prevádzky domácnosti sa využívajú na predohrev vetracieho vzduchu prostredníctvom rekuperácie.

- Solárne zisky z oslnených okien, prípadne zisky z kozubových kachlí sa okamžite prenášajú do ostatných neoslnených miestností.

- Cirkulačným zemným potrubným registrom sa privádzaný vetrací vzduch v zime účinne predhrieva a v lete ochladzuje.

- Dokonalou cirkuláciou sa využíva objem vzduchu v celom dome (zvlášť pri minimálne obsadených alebo trvale nevyužívaných domoch a bytoch s čiastočnou infiltráciou vzduchu netesnosťami stavebných konštrukcií).

(mez)
Spracované z podkladov firmy ATREA Z a spoločnosti G- TERM Slovensko