Pohodlné větrání s regenerací tepla

Článek ve formátu PDF je možné stáhnout zde

z německého originálu časopisu de, 7/2008, vydavatelství Hüthig & Pflaum Verlag GmbH München,

upravil Ing. Josef Košťál, redakce Elektro

V pasivním domě představuje větrání obytné místnosti s regenerací tepla centrální energetickou soustavu. Zvýšení účinnosti v procesu větrání s regenerací tepla je z tohoto důvodu rozhodujícím kritériem kvality. Pasivní domy a rostoucí racionální energetické vědomí zvyšují potřebu regenerace tepla. Na tento trend reaguje stále více odborných firem, které na tomto rostoucím trhu nabízejí technicky vyzrálé systémy a díky tomu také optimalizaci energetické účinnosti větracích zařízení.

Pro zajištění větrání v obytných domech se stále více používají větrací přístroje s regenerací tepla. Odváděný (upotřebený) vzduch je přitom odváděn z kuchyně, koupelny a WC přes soustavu vedení (vinuté plášťové trubky nebo ploché kanály) k ventilačnímu přístroji, ve kterém je umístěn větrák (obr. 1).

Teplo odváděného vzduchu je v tomto přístroji převedeno přes výměník tepla na studený čerstvý vzduch, který se při tomto procesu ohřeje. Díky vysoce účinnému protiproudému kanálovému výměníku tepla je převedeno až 90 % odpadního tepla, přičemž se vnější (venkovní) vzduch o teplotě 0 °C ohřeje asi na 18 až 19 °C. Tento ohřátý čerstvý vzduch je dopravován další soustavou vedení do obývacího pokoje, ložnice a dětského pokoje. Trubky a ploché kanály jsou integrovány do základních částí budovy, a nejsou tedy pro obyvatele domu viditelné.

Pro instalaci trubek a kanálů je třeba mít k dispozici projekt, který zajistí výrobce těchto přístrojů nebo projektová kancelář. To se rovněž týká určení objemových toků vzduchu pro každý pokoj. Přibližně lze určit projektové objemové toky podle přiložené tabulky. Vzduchové potrubí by měli pokládat zkušení a vyškolení montéři (k tomuto účelu nabízejí výrobci těchto přístrojů školení pro montéry). Vzduchové ventily v jednotlivých místnostech se nastavují podle projektových objemových toků.

Na obr. 1 je zobrazen také výměník tepla – trubka o délce asi 30 až 40 m uložená 1 až 1,5 m v zemi. V tomto výměníku je ohříván studený nasátý a filtrovaný vnější vzduch (zelená filtrační schránka na obr. 1) o teplotě asi –15 až –10 °C na teplotu 0 až 2 °C. Tepelným zdrojem je výlučně okolní půda (v zimě asi +5 °C).

Téměř úplná regenerace tepla

Je to již deset let, co započal vývoj přístroje, který podstatným způsobem popostrčil kupředu otázku regenerace tepla. Thermos – přístroj na regeneraci tepla – pracuje se špičkovou hodnotou účinnosti η = 99 % regenerace tepla při 200 m³·h^–1 objemového toku vzduchu.

Tato mimořádně vysoká hodnota souvisí se dvěma komponentami tohoto přístroje, kterými jsou:

celopěnový plášť,
protiproudý kanálový výměník tepla.

Celopěnový plášť je vyroben z polypropylenu a svým principem připomíná termokonvici. Díky tomuto principu je proces přenosu tepla téměř hermeticky odstíněn od instalačního prostoru. To má za následek, že odvětrávaný vzduch ochlazený ve výměníku tepla (asi 2 °C) nepřijímá díky tepelné izolaci z polypropylenové pěny tloušťky 80 mm (obr. 1) žádné teplo z instalační místnosti (asi 20 °C). Z tohoto důvodu nedochází přes odvětrávaný vzduch k úniku tepla z místnosti do venkovního prostoru. Je tím také s velkou rezervou splněno ustanovení evropské normy EN 308 (zkušební norma) pro ideální izolaci pláště o tloušťce 50 mm (pěna). Protože v celé konstrukci pláště není použit žádný plech, pracuje tento přístroj bez tepelného mostu (obr. 2).

Protiproudý kanálový výměník tepla je druhou podstatnou komponentou tohoto přístroje. Celkem 10 000 šachovnicově uspořádaných kanálů ve výměníku tepla umožňuje přenos tepla do čtyř směrů (obr. 3). S teplosměnnou plochou 60 m^{2 lze přenést značně více tepla než u běžných výměníků tepla s teplosměnnou plochou 6 až 24 m2. Velkoobjemový výměník tepla poskytuje navíc zjevně větší průřezovou plochu průtoku, což umožňuje pomalejší proudění vzduchu.}

Výsledkem tohoto uspořádání je:

menší ztráta tlaku a menší spotřeba energie (asi 40 W při objemu vzduchu 150 m³·h^–1),
nižší hladina hluku díky menší rychlosti proudění vzduchu v přístroji.

Tento přístroj byl až do současnosti neustále vylepšován v mnoha detailech:

používají se speciální ventilátory bez komutačního hluku, díky čemuž tento přístroj pracuje velmi tiše – asi 30,4 dB(A) při objemu vzduchu 150 m³·h^–1 (tlak 100 Pa, vzdálenost 3 m),
u letního obtoku je novou klapkovou mechanikou dopravován téměř všechen chladicí vzduch z geotermálního výměníku do budovy (kolem výměníku tepla odváděného vzduchu),
u výměníku tepla dochází pouze k nepatrným vnitřním ztrátám tlaku; toto, stejně jako použití optimalizovaného spínacího napájecího zdroje, vede k menší spotřebě elektrické energie.

Přístroj Thermos je certifikované zařízení pro pasivní domy a lze ho doplnit výměníkem tepla s přenosem vlhkosti, přístrojem do jalové podlahy a přístrojem na regeneraci tepla pro jednotlivé místnosti.

Obr. 1. Dům s větracím zařízením a regenerací tepla

Obr. 2. Izotermická mapa z pasivního domu – svislý řez přístrojem Thermos (okrajové tepelné podmínky: instalační prostor 20 °C, vnější vzduch 0 °C)

Obr. 3. Profil proudění výměníku tepla

Tabulka orientačních objemových toků podle typu místnosti