Pomen kontroliranega prezračevanja z rekuperacijo


V času, ko so hiše oblekli v izolacijo le izjemoma in so bile ogrevalne potrebe hiše deset ali dvajsetkrat višje, so bile prezračevalne izgube zanemarljive, zato temu niso posvečali pozornosti. Danes pa v želji izboljšanja energetske učinkovitosti prezračevalne izgube, tako kontrolirane kot nekontrolirane, postajajo vedno bolj prevladujoče.

Da bi prezračevalne izgube zmanjšali, lahko izvedemo dva ukrepa. Prvič želimo, da se hiša prezračuje točno toliko, kot je to potrebno, da je v hiši svež zrak. To lahko zagotovimo s pomočjo kontroliranega prezračevanja. Da se vzdržuje razmeroma svež zrak je potrebno na osebo dovesti približno 30 m3 svežega zraka na uro. Poleg tega pa je možno toploto odpadnega zraka izkoristiti za ogrevanje svežega vstopnega zraka s pomočjo posebne rekuperacijske kocke. Svež in odpadni zrak sta speljana preko posebnih kanalov v rekuperacijski kocki tako, da se toplota odpadnega zraka skoraj v celoti prenese na svež vstopni zrak. Pri tem ni fizičnega stika med svežim in odpadnim zrakom, toplota se namreč prenaša preko sten kanalov. Takšnemu prezračevanju rečemo kontrolirano prezračevanje z rekuperacijo toplote.

Poglejmo, kaj se zgodi, če pri prezračevanju ne uporabljamo rekuperacije toplote. Hišo, v kateri živi štiričlanska družina, je potrebno prezračevati z vsaj 120 m3 na uro. Dolgoletni letni temperaturni primankljaj (1971-2000) od začetka novembra do konca marca za Ljubljansko kotlino znaša 2419°C (S temi podatki lahko za omenjeno obdobje s programom izračunate prezračevalne izgube tako, da za zunanjo temperaturo vnesete 0°C ter notranjo 2419°C). Prezračevalne izgube v tem obdobju bi brez rekuperacije toplote znašale 2445 kWh. Če imamo pri tem v mislih, da letne ogrevalne potrebe pasivne hiše s 120 m2 bivalne površine znašajo največ 1800 kWh, je jasno, da je pri pasivnih hišah uporaba prezračevanja z rekuperacijo nujna. Če bi v prejšnjem primeru predpostavili 85% izkoristek rekuperacijske kocke, bi prezračevalne izgube padle na 367 kWh.

Ker podana primerjava kontroliranega prezračevanja z rekuperacijo ter ročnega prezračevanja ni povsem pravična, bralca vabim, da si prebere še podrobnejšo analizo varčnosti prezračevanja z rekuperacijo.

Rekuperator Novus F z možnostjo vračanja vlage
Rekuperator Novus F z možnostjo vračanja vlage in deklariranim izkoristkom > 90%.

Varčnost kontroliranega prezračevanja z rekuperacijo je odvisna tudi od tesnosti objekta. Pri kontroliranem prezračevanju se namreč ustvarijo dodatne tlačne razlike, ki povečajo izgube skozi netesna mesta. Iz tega razloga je pri hišah, ki se prezračujejo s kontroliranim prezračevanjem, najvišja sprejemljiva stopnja izmenjave zraka pri tlačni razliki 50 Pa 1.5 kratnik volumna hiše. Tesnost hiše se določi s pomočjo testa zrakotesnosti oz. blower door testa. Več o tem na spodnji povezavi.

Test zrakotesnosti oz. blower door test

Predgrevanje in ohlajanje zraka pred vstopom v rekuperator

Zrak s temperaturo pod 0 stopinj je potrebno pred vstopom v rekuperator predgreti, saj lahko v nasprotnem primeru ta zmrzne. Topel odpaden zrak iz hiše se pred izstopom v rekuperatorju ohlaja, zaradi česar se iz njega izloča voda. Ta pa lahko zmrzne, če so temperature nižje od 0 stopinj ter tako povzroči poškodbe na rekuperacijski kocki.

Predgrevamo ga lahko na več načinov, v uporabi pa so večinoma trije načini. Prvi, najcenejši je s pomočjo posebnega električnega grelca, vendar pa so obratovalni stroški takšnega sistema potem nekoliko višji, poleg tega pa ta sistem ne omogoča poletnega ohlajevanja zraka.

Druga možnost, ki je bila posebej v preteklosti precej razširjena, je s pomočjo zemeljskega kolektorja, ki se ga zakoplje v zemljo na globino približno dva metra. Kolektor je pravzaprav cev notranjega premera 20 cm, dolg pa je nekje 50 m. Ker je temperatura v globini zemlje višja od 0 stopinj, se pozimi zrak pri prehodu skozi cev ogreje. Prednost sistema je, da za predgrevanje zraka nimamo obratovalnih stroškov, poleg tega pa omogoča tudi poletno ohlajevanje zraka. Slabost sistema pa je ta, da ko se vroč poletni zrak pri prehodu skozi cev ohlaja, pri tem oddaja vodo. Kolektor je zato velik del poletja vlažen, zato se v njem lahko razvijejo plesni. V ta namen so ti kolektorji na notranji strani posrebreni, vendar pa ni nujno, da je s tem možnost razvoja plesni popolnoma izničena, saj lahko plast srebra skozi leta prekrijejo umazanije. Poleg tega je potrebno kolektor skrbno vgraditi pod rahlim naklonom 2°, s čimer zagotovimo možnost odtekanja vode.

Tretja možnost, ki prav tako omogoča poletno ohlajanje zraka, pa je s pomočjo izmenjevalca toplote, ki s pomočjo pozimi predgrete ali pa poleti ohlajene vode predgreje oz. ohladi vstopni zrak. Predgreto ali ohlajeno vodo pa dobimo iz zemeljskega kolektorja, tokrat vodovodne alkaten cevi, zakopane v zemljo, navadno nekje na globini 2 m. Zadostuje nekje 50 do 100 m alkaten cevi debeline 2.54 cm (1 cola). Izmenjevalec toplote je narejen tako, da se skozi hladilna rebra pretaka voda, ki ogreva ali ohlaja zrak, ki prehaja skozi. Prednost pred prejšnjim sistemom je v tem, da se kondenzacija dogaja na enem mestu precej bolj intenzivno. Plesen bi se tako lahko razvila le na majhnem območju, poleg tega pa se mogoče zaradi večje količine kondenzirane vode nečistoče celo spirajo. Pri zakopavanju vodovodne alkaten cevi prav tako ni potrebna takšna skrbnost kot pri prejšnjem sistemu, paziti je potrebno le, da se da cev odzračiti.

Nekatere rekuperacijske kocke, ki vračajo tudi vlago, naj nebi bile tako občutljive na zmrzovanje, zato proizvajalci dovoljujejo delovanje brez predgrevanja do -10°C.

Izmenjevalec toplote za predgrevanje zraka
Izmenjevalec toplote za predgrevanje zraka (zgoraj) ter izoliran razdelilec za prezračevalne cevi (spodaj).

Učinkovitost poletnega ohlajanja zraka

Ohlajanje vstopnega zraka v prezračevalni sistem z namenom poletne klimatizacije večinoma prinese razočaranje. Poglejmo zakaj. Prvi razlog je, da lahko zrak zaradi svoje majhne gostote nosi zelo majhne količine energije. Kot primer vzemimo prezračevalni sistem, ki vsako uro izmenja 150 m3 zraka. Če zrak pred vpihom v hišo ohladimo za 10 stopinj, mu vsako uro na ta način odvzamemo 0.52 kWh, kar pa je nekajkrat manj, kot zmorejo najšibkejše klime. 

Drug razlog pa je, da se pri pasivnih načinih ohlajanja, ko zrak bodisi ohlajamo pri prehodu skozi zemeljski kolektor, ali pa z vodo, zemljina okrog kolektorjev precej hitro ogreje na več kot 15 ali celo 20 stopinj. S tem so možnosti za učinkovito ohlajanje zraka precej omejene in lahko na vrhuncu poletja zrak ohlajamo le za kakšnih 10°C (npr. iz 30°C na 20°C). To pa je nekoliko premalo, da bi lahko iz zraka učinkovito odvajali vlago (ohlajevati bi ga morali vsaj pod 15°C, še bolje, pod 10°C), kar bi precej izboljšalo prenašanje vročine. Nekoliko bolje se obnesejo sistemi, kjer hladno vodo prečrpavamo skozi zemeljske kolektorje, ki jih pozimi uporablja toplotna črpalka. Iz zemljine okrog njih namreč pozimi ter poleti za ogrevanje sanitarne vode prečrpamo precej toplote, poleg tega pa so navadno nekoliko daljši in tako temperaturno bolj stabilni. 

Rozeta za prezračevanje
Rozeta za prezračevanje - vpih zraka

Priporočene vrednosti izmenjave zraka

Prezračevanje naj bi v vsakem prostoru omogočalo vsaj 30 m3 svežega zraka na osebo na uro. Moja izkušnja je, da s takšno izmenjavo zraka lahko pri zmerni aktivnosti ohranjamo nivo CO2 pod 1000 ppm, vonjav pa, dokler se ne pojavi kakšen močnejši vir, kot je npr. kuhanje, skoraj ni zaznati. Drug način podajanja priporočene izmenjave zraka pa je glede na volumen hiše. Navadno se priporoča izmenjava med 0.4 do 0.8 volumna hiše na uro. Osebno mi je ta način manj všeč, saj je za manjše hiše tako ocenjena vrednost lahko prenizka, za večje pa prevelika.

Predvsem v zadnjem času se priporočajo še večje izmenjave zraka in sicer od 36 m3 pa vse do 65 m3 svežega zraka na osebo na uro v primeru pisarn [1], [2]. Kljub temu, da takšne izmenjave omogočajo zelo kvalitetno bivanje, pa je zaenkrat v bivalnih domovih težko vedno zagotoviti že 30 m3/h.

V hiši ljudje namreč nismo enakomerno razporejeni in mnogokrat se zgodi, da se vsi zberemo v določeni sobi. Če imamo torej štiričlansko družino, bi hiša morala takšno sobo prezračevati z minimalno 120 m3/h, kar pa bi bilo za poljubno sobo težko zagotoviti, poleg tega pa bi bilo potratno iz stališča zimskih energijskih izgub ter električnih izgub prezračevalnega sistema. Prav tako bi bilo pri tako velikih pretokih težko zagotoviti dovolj tiho delovanje prezračevanja. 

Tako intenzivno prezračevanje pa bi bilo vseeno možno, če bi bilo prezračevanje inteligentno, torej, da bi prezračevali samo sobe, kjer je to potrebno. V sobah, kjer bi prezračevanje potrebovali, bi se vhodne prezračevalne rozete samodejno odprle, v ostalih sobah pa zaprle. Na tak način bi lahko vedno prezračevali samo toliko, kot je to dejansko potrebno in nebi stalno prezračevali tudi sob, ki niso naseljene.

Na žalost ponudniki še ne ponujajo oz. še nimajo razvitih takšnih inteligentnih načinov prezračevanja. Kljub temu pa lahko takšne rešitve v bližnji prihodnosti pričakujemo, saj omogočajo bistvene prihranke v primerjavi s sedanjimi načini prezračevanja, poleg tega pa nižje stroške ter tudi višjo stopnjo udobja. Da bi bili pripravljeni na takšne rešitve pa je predvsem potrebno vgraditi dovolj prezračevalnih cevi, da lahko omogočimo tudi višjo intenziteto prezračevanja določenih sob, kjer se velikokrat zadržuje več ljudi.

Nekaj resničnih primerov poteka koncentracije plina CO2 pa si lahko pogledate na tej strani.

 

 

Zadnjič dopolnjeno: 10.apr.2015

Nazaj na prejšno stran

Komentarji

Posted by BojanF on
Ne vem, koliko so bolj inteligentni prezračevalni sistemi res smiselni. Če pogledamo vaš primer pasivne hiše, ki ima cca. 350kWh prezračevalnih izgub, pri ceni 0,04€/kWh to pomeni 14€ letno. Tudi če z bolj inteligentnim sistemom to razpolovimo, dvomim da nam prihranek lahko pokrije strošek takšnega sistema. Zato sem mnenja, da je enostavnejši sistem s fiksno razporejenimi dovodi in odvodi vsaj za stanovanjske hiše in stanovanja optimalen.
Posted by Žiga Golob on
So še druge prednosti kot le cena izgubljene toplote. Z razmeroma šibko centralno mašino lahko določene sobe zelo hitro prezračimo, npr. kuhinjo po kujanju, ... Potem je tu pretirana izguba vlage s prezračevanje, zaradi česar lahko hišo bolj intenzivno prezračujemo tam kjer preživljamo čas. Verjetno sem še kaj pozabil, navsezadnje pa bodo takšni sistemi lahko čez nekaj let zelo ceneni.
Leave a Reply



(Your email will not be publicly displayed.)


Captcha Code

Click the image to see another captcha.