Kontrolirano prezračevanje z rekuperacijo - res tako varčno?


Prikazali bomo, da se teoretične izgube pri kontroliranem prezračevanju z rekuperacijo velikokrat napačno primerjajo z izgubami pri prezračevanju z odpiranjem oken. Kljub temu, da prihranki niso takšni, kot jih nekateri obljubljajo, pa je vgradnja kontroliranega prezračevanja z rekuperacijo eden najpomembnejših elementov novogradenj. V tem prispevku se bo namreč predpostavilo idealno prezračevanje z odpiranjem oken, torej da se okna odpirajo dovolj pogosto in se pustijo odprta ravno dovolj dolgo, kar pa bi zahtevalo izjemno, nerealno vestnost prebivalcev.

Namen prispevka je predvsem pokazati, da kontrolirano prezračevanje z rekuperacijo iz 4l hiše ne naredi nujno 1.5 litrske pasivne hiše, kot pogosto slišimo. Pokazati želim tudi pomanjkljivosti kontroliranega prezračevanja ter tako odpreti vrata novim idejam za izboljšanje prezračevanja.

Torej, ukvarjali se bomo s primerjavo varčnosti kontroliranega prezračevanja z rekuperacijo ter prezračevanja z odpiranjem oken. Na stvar moramo gledati iz dveh vidikov, in sicer teoretičnega ter praktičnega.

Najprej poglejmo teoretični vidik. Pri računanju varčnosti prezračevanja se, ko se obravnava kontrolirano prezračevanje z rekuperacijo, ponavadi pozablja na dve stvari. Prvič, da za kontrolirano prezračevanje potrebujemo električno energijo in drugič, da sodobni prezračevalni sistemi ne omogočajo samo prezračevanja prostorov, v katerih se nahajamo, pač pa stalno prezračujejo celotno stanovanje oz. hišo, se pravi tudi prazne sobe. 

Primerjali bomo prezračevanje z rekuperacijo s klasičnim toplotnim izkoristkom 85% (Eko sklad zahteva 80%) ter idealno prezračevanje preko oken, ki je seveda možno samo v teoriji. Za primer bomo vzeli Ljubljansko kotlino s temperaturnim primanjkljajem 3300°C v kurilni sezoni dolgi 210 dni. Prezračevalna naprava naj ima zelo dober električni izkoristek in sicer 0.3 W/m3 (Eko sklad zahteva 0.45 W/m3). Tu naj opozorim, da so navedeni električni izkoristki prezračevalnih naprav mišljeni za popolnoma čiste filtre ter nizke padce tlaka v inštalaciji prezračevanja, realno pa so še nekoliko slabši.

Kot sem omenil že v uvodu, je potrebno upoštevati, da današnji sistemi za kontrolirano prezračevanje večinoma prezračujejo prazne sobe z nezmanjšano močjo in s tem povzročajo nepotrebne izgube. Težje je ovrednotiti te izgube, saj so odvisne od mnogih dejavnikov. Pri večjih hišah je ponavadi več praznih prostorov in so take izgube večje. Dovolj konzervativna ocena je, da kontrolirano prezračevanje po nepotrebnem prezračuje približno polovico hiše. Ponoči po nepotrebnem prezračuje bivalne prostore, podnevi pa predvsem spalnice. Pri tem nismo upoštevali prezračevanja v času, ko hiša oz. stanovanje ni naseljeno. V večini hiš prezračevanje v tem času deluje z nezmanjšano močjo. Kljub temu predpostavimo, da smo zelo vestni, in prezračevanje nastavimo na četrtino potrebne moči, ko zapustimo hišo ter spet nazaj na normalno moč, ko vstopimo v hišo. Ocena je spet zelo konzervativna, saj po mojih izkušnjah le redki spremenijo intenzivnost prezračevanja, ko zapustijo hišo. Prezračevanja ne smemo popolnoma izklopiti, saj bi se v naši odsotnosti v prostorih nakopičili strupeni hlapi, ki izhajajo npr. iz sodobnega pohištva ter talnih oblog, pa tudi neprijetne vonjave, poleg tega pa je že pri zmanjšanju stopnje izmenjave zraka na 1/4 občutiti precej slabši zrak po prihodu nazaj v hišo. S kontroliranim prezračevanjem namreč pri vstopu v hišo ne moremo v trenutku zamenjati slabega zraka, kot lahko to storimo z odpiranjem oken. Predpostavimo, da je hiša polovico časa nenaseljena (služba, trgovina, krožki, ...). Če sedaj seštejemo obe predpostavki, moramo s kontroliranim prezračevanjem prezračevati 100% več kot pri odpiranju oken, če želimo zagotoviti enako kvaliteto zraka, in sicer zaradi prezračevanja praznih sob (torej npr. namesto 100 m3/h 200m3/h) ter še 1/4 več, ker prezračujemo tudi, ko nas ni doma (torej namesto 200 m3/h 250 m3/h), skupaj torej 150% več, kot je potrebno. Slednje je tudi eden od razlogov, zakaj imajo pasivne hiše (kjer ne uporabljajo tudi rekuperacije vlage) problem s presuhim zrakom.

Podajmo razlago še za porabo elektrike, ki je potrebna za poganjanje ventilatorjev pri kontroliranem prezračevanju. Porabljeno elektriko lahko namreč uporabimo za ogrevanje zraka, s tem pa je enakovredna rekuperaciji toplote. Elektriko lahko neposredno uporabimo za ogrevanje zraka ali pa posredno, kjer s pomočjo učinkvite toplotne črpalke proizvedemo tudi štirikrat več toplotne energije (SCOP=4) kot porabimo električne energije.

Poglejmo sedaj, kakšne izgube imamo zaradi prezračevanja, če zračimo s pomočjo odpiranja oken. Pri tem naj še enkrat opozorim, da bomo upoštevali idealno zračenje z odpiranjem oken, torej točno toliko časa, da se izmenja dovolj zraka ter ob točno določenih časovnih trenutkih, kar je v praksi skoraj neuresničljiva predpostavka, predvsem ponoči, ko zaradi tega nebi vstajali in bi zračili manj. Pri prezračevanju z odpiranjem oken bomo zagotovili, da je srednja vrednost koncentracije škodljivih plinov enaka kot pri kontroliranem prezračevanju. Imamo štiričlansko družino, ki je doma v povprečju 12 ur dnevno, in vsako uro potrebuje 120 m3 svežega zraka. To je ekvivalentno 24 ur dnevno po 60 m3/h. V 210 dni dolgi ogrevalni sezoni ima družina tako zaradi zračenja 1668 kWh izgub - izračun. Sedaj pa ponovimo izračun, če uporabljamo kontrolirano prezračevanje z rekuperacijo. Da dosežemo enako kvaliteto zraka, bomo glede na opisane predpostavke potrebovali 150% bolj intenzivno prezračevanje, kar v povprečju znese 150 m3/h 24 ur dnevno - izračun. Dobimo 625 kWh izgub v ogrevalni sezoni, kar predstavlja le 37% toplotnih izgub v primerjavi s prezračevanjem skozi okna. Sedaj izračunajmo še porabo elektrike pri kontroliranem prezračevanju. Da poenostavimo izračun, lahko računamo, kot da prezračujemo 210 dni po  150 m3/h (v resnici 12 ur z 240 m3/h, ko smo doma, ter 12 ur s 60 m3/h, ko smo odsotni). V ogrevalni sezoni tako izmenjamo 756.000 m3 zraka, za kar potrebujemo 227 kWh električne energije (predpostavljena poraba kontroliranega prezračevanja - 0.3 Wh/m3).  Če bi tolikšno količino električne energije pretvorili v toplotno energijo s pomočjo toplotne črpalke z SCOP=4 (pri prezračevanju z odpiranjem oken, kjer ne potrebujemo elektrike za prezračevanje), bi dobili 908 kWh toplotne energije, kar lahko sedaj odštejemo od celotnih izgub pri prezračevanju skozi okna in dobimo 760 kWh, kar lahko sedaj primerjamo z izgubami pri kontroliranem prezračevanju, ki so, kot smo rekli, 625 kWh. Če zaključim, s prezračevanjem skozi okna imamo za omenjene predpostavke le 18% več izgub. Če bi vzel mejne vrednosti za izkoristek (80%) in električno porabo (0.45 kWh/h) prezračevalne naprave, ki jih zahteva Eko sklad, pa bi bilo bistveno slabše v škodo kontroliranega prezračevanja, in sicer bi s kontroliranim prezračevanjem porabili letno kar 500 kWh več.

Če bi želeli biti točnejši, bi morali upoštevati tudi, da kontrolirano prezračevanje takšne izkoristke dosega le v idealnih razmerah, torej popolnoma tesni hiši. Ker takšnih hiš ni, kontrolirano prezračevanje zaradi ustvarjanja nadtlaka in podtlaka v posameznih prostorih povečuje nekontrolirane prezračevalne izgube, saj se zrak intenzivneje pretaka skozi netesna mesta hiše. To je še posebej izrazito v manj tesnih nizkoenergijskih hišah. 

 

Prihranke pri nakupu kontroliranega prezračevanja z rekuperacijo torej ne moremo enačiti s toplotnim izkoristkom rekuperatorja, posebej, če ste lastnik toplotne črpalke ali pa se ogrevate z bistveno cenejšim virom energije kot je elektrika. Izkoristek rekuperatorja nam da primerjavo le s kontroliranim prezračevanjem brez rekuperacije. Ko računate prihranke morate upoštevati še stroške amortizacije naprave za prezračevanje ter cene menjave filtrov. Postavljene predpostavke v našem izračunu poleg tega odražajo zelo kvalitetno napravo z zelo nizko porabo, ki jo v praksi težko dosežemo. Če bi vzeli manj kvalitetno napravo, bi bile tudi izgube hitro višje kot pri prezračevanju z odpiranjem oken. Prav tako nismo upoštevali izgub latentne energije, ki niso zanemarljive in so pri kontroliranem prezračevanju zaradi potrebne večje izmenjave večje (velja za rekuperatorje, ki ne vračajo vlage). Izgube je težje izračunati, saj so odvisne od notranje in zunanje vlažnosti ter notranje in zunanje temperature, ki pa se skozi ogrevalno sezono spreminjajo.

V praksi odpiramo okna tudi precej manj, s tem pa imamo manj izgub, čeprav slabši zrak. Prednost prezračevanja skozi okna je tudi to, da lahko zračimo po potrebi, npr. po kuhanju zelo intenzivno, da se znebimo vonjav in tako skupno manj (če je naš cilj prezračevanja predvsem zmanjševanje neprijetnih vonjav).

Zakaj sem torej sam zagovornik kontroliranega prezračevanja? V praksi namreč ne zračimo idealno, kot je predpostavljeno v tem prispevku. Po enem scenariju zračimo premalo, npr. samo enkrat na dan. Izgube so sicer še precej manjše, vendar pa je tudi kvaliteta zraka zelo slaba, poleg tega pa je vlage preveč, in lahko pride do plesnjenja. Včasih pa okno odpremo in potem v drugi sobi pozabimo nanj, ali pa imamo okno kar stalno priprto. V teh primerih pa so izgube precej večje, kot smo jih predpostavili v izračunu. Idealnega prezračevanja z odpiranjem oken v praksi praktično ni. To pa je praktičen vidik glede na zgornji teoretični.

Še za konec, energijsko varčne hiše so zelo tesne, zato se zrak v njih precej hitreje onesnaži. S kontroliranim prezračevanjem si boste predvsem povečali udobje bivanja ter zagotovili kvaliteten zrak, pri čemer boste ohranili relativno nizke izgube zaradi zračenja. 

 

 

Zadnjič dopolnjenjo: 17.sep.2014

Nazaj na prejšno stran

Komentarji

Posted by Jernej Šorn on
Pohvala avtorju za izčrpen prispevek.

Komentiral bi predpostavke v izračunu.
Po pravilniku o prezračevanju in klimatizaciji se pri izračunu potrebnega pretoka za prezračevanje uporablja kvocient 0.5 pomnoženo z uporabno prostornino nepremičnine. Ta definira, da za je za optimalno bivalno okolje zrak v stanovanju potrebno zamenjati v dveh urah.
Za splošen račun je bolj smiselno uporabiti to srednjo vednost za oba načina prezračevanja, kot predpostavljati, da bomo z odpiranjem oken ustvarili točno določen pretok zraka. To je neizvedljivo zaradi spremenljivih zunanjih in notranjih vplivov(veter, temperatura, vlažnost, pritisk).
Predpostavka, da lahko 227 kW/h električne energije s toplotno črpalko ustvarimo 4x več toplote, se mi zdi preveč specifična za splošni izračun. Velika večina uporabnikov se še vedno ogreva na druge načine.
Vsekakor je kakršna koli splošna primerjava res le dobra iztočnica za občutek koliko lahko prihranimo s kontroliranim prezračevanjem, saj je dejansko naravno prezračevanje z odpiranjem oken bolj kot od vremenskih vplivov odvisno od uporabnika. Ta lahko prezračuje izdatno preveliko količino zraka in izgublja 2x, 3x več kot predpostavljeno ali pa prezračuje premalo.
Posted by Žiga Golob on
Pozdravljeni,

strinjam se z vami, da so predpostavke pri prezračevanju z odpiranjem oken idealizirane. Bolj kot ugotavljanje resničnih vrednosti je namen prispevka pokazati tudi pomanjkljivosti delovanja trenutnih prezračevalnih sistemov ter prikazati, da izračun prihrankov pri uporabi kontroliranega prezračevanja ni nujno takšen, kot ga podajajo trgovci, in je v idealiziranih razmerah lahko celo primerljiv s prezračevanjem z odpiranjem oken.
Strinjam se tudi, da bi bil približek 0.5 kratna izmenjava zraka pri prezračevanju z odpiranjem oken v povprečju bolj realen in sem tudi sam mnenja, da prezračevanje z rekuperacijo znižuje tekoče stroške za ogrevanje povprečnega uporabnika. Vendar pa lahko z idealnim prezračevanjem z odpiranjem oken dosežemo enako kvaliteto zraka s precej manjšo izmenjavo. V tem pogledu se mi zdi trenuten pravilnik slab, saj bi ta moral definirati zahtevano kvaliteto zraka v prostorih in ne le stopnjo izmenjave. Bolj inteligenten prezračevalni sistem bi lahko samodejno zagotavljal enako kvaliteto zraka s precej manjšo izmenjavo.
Želel sem tudi opozoriti, da se sistemi samodejnega prezračevanja praktično ne morejo izogniti uporabi najbolj kvalitetne energije, elektrike. Izgube hiše po drugi strani lahko nadomeščamo z odpadno toploto (npr. kogeneracija, daljinsko ogrevanje iz termoelektrarn,...). Cilj je torej učinkovita raba energije. Neučinkovita poraba energije za ogrevanje nagiba tehtnico še bolj v smer uporabe kontroliranega prezračevanja. Novejše hiše se večinoma ogrevajo s toplotnimi črpalkami, pri starejših hišah (netesna gradnja) pa je tudi kontrolirano prezračevanje precej bolj potratno, saj ustvarja tlačne razlike in povečuje izgube skozi netesna mesta, poleg tega pa obstaja tudi nevarnost kondenzacije v konstrukciji, ki jo z nastavitvijo pretokov v resnici težko odpraviš (spreminjanje tlačnih razmer zaradi odpiranja vrat, neenakomerna zamazanost filtrov).

Kot tudi sami ugotavljate, so prihranki zelo odvisni od posameznega uporabnika in situacije. Vseeno menim, da se samo iz vidika prihrankov pri ogrevanju kontrolirano prezračevanje zaenkrat večinoma ne izplača nikoli, saj so lahko vprašljivi že tekoči stroški. Kljub temu pa v hiše prinaša dodatno udobje, ki po mojih izkušnjah novopečene uporabnike najbolj razveseli. Kar mogoče ni velikokrat omenjeno je tudi dejstvo, da kontrolirano prezračevanje postaja standard, ki bo v prihodnosti močno vplival na ceno nepremičnin, saj je kasnejša vgradnja precej dražja.
Posted by Matej Andjelić on
Kakšno udobje je to, ko ne smeš odpreti niti enega okna, slišati veselja svojih otrok, ko se po griču spuščajo s sankami, ...? Kakšno udobje je to, ko si hermetično izoliran od okolice?
Posted by Žiga Golob on
Takšni, ki bi jim poslušanje otrok skozi odprto okno pri -5°C predstavljalo dodatno udobje, je malo. Ne glede na to, pa te pasivna hiša načeloma temu nič ne prikrajša, le načrtovati jo je potrebno drugače. V tem primeru je najpomembneje, da ima nekoliko močnejše ogrevalne naprave, ki uspejo potem hišo hitro ogreti nazaj na normalno temperaturo. S tem obdržiš vse prednosti pasivne hiše, le stroški ogrevanja so višji ter stroški gradnje, saj potrebujemo precej kompleksnejši ogrevalnni sistem, podoben kot ga poznamo v klasičnih hišah (se pa danes večina pasivnih hiš gradi s takšnim predimenzioniranim ogrevalnim sistemom).
Glede hermetične zaprtosti, pasivna hiša oz. hiša s kontroliranim prezračevanjem ima kvečjemu večjo izmenjavo zraka z zunanjostjo, torej je manj zaprta kot klasična. Zvočno pa je lahko izolirana tudi slabše in so zunanji zvoki slišni. Takšna je npr. moja in bi si želel, da bi bila zvočno bolj izolativna, saj živim razmeroma blizu ceste.
Leave a Reply



(Your email will not be publicly displayed.)


Captcha Code

Click the image to see another captcha.