V dnešnej dobe sa kladie veľký dôraz na energetickú efektívnosť a kvalitu vnútorného prostredia. Jedným z kľúčových prvkov systémov vykurovania, ventilácie a klimatizácie (HVAC) sú potrubné ohrievače vzduchu. Tieto zariadenia zohrávajú dôležitú úlohu pri zabezpečovaní tepelnej pohody v budovách a priemyselných priestoroch.
Čo je potrubný ohrievač vzduchu?
Potrubný ohrievač vzduchu je zariadenie určené na ohrev vzduchu prúdiaceho v potrubí ventilačného systému. Používajú sa v centrálnych aj decentrálnych systémoch, ktoré zabezpečujú trvalo dobré vnútorné prostredie. Okrem toho zabraňujú tvorbe plesní a poškodeniu vlhkosťou tým, že odstraňujú vlhkosť. Systémy s rekuperáciou tepla umožňujú aj efektívne využitie tepla. Tým sa na jednej strane šetria náklady majiteľov domov na vykurovanie a na druhej strane sa znižuje zaťaženie životného prostredia.
Konštrukcia a komponenty
Typický potrubný ohrievač vzduchu pozostáva z niekoľkých kľúčových komponentov:
- Skrinka: Zvyčajne je vyrobená z pozinkovaného plechu a obsahuje svorkovnicu, vnútornú inštaláciu a regulátor vykurovacieho výkonu vrátane chladiča výkonového telesa.
- Vykurovacie tyče: Sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele a zabezpečujú samotný ohrev vzduchu.
- Termostaty: Ohrievač je vybavený dvoma termostatmi: pracovným (napr. 60 °C) a bezpečnostným (napr. vypína sa pri 120 °C). Tlačidlo resetovania bezpečnostného termostatu sa nachádza na skrinke.
- Regulácia: Plynulá regulácia sa vykonáva dodávaním regulačného napätia s rozsahom 0-10 V v závislosti od regulačnej odchýlky alebo pomocou zabudovaného regulátora teploty. Ohrievač môže byť vybavený vlastným regulátorom teploty so vstupmi pre snímače TGBK. Regulátor umožňuje pripojenie k riadiacej jednotke Unireg®, alebo s kompletnou riadiacou jednotkou Digireg®.
Princíp fungovania
Princíp fungovania potrubného ohrievača vzduchu je pomerne jednoduchý:
- Prúdenie vzduchu: Vzduch prúdi potrubím ventilačného systému.
- Ohrev vykurovacími tyčami: Vykurovacie tyče, ktoré sú napájané elektrickou energiou, ohrievajú vzduch, ktorý cez ne prúdi.
- Regulácia teploty: Teplota ohriateho vzduchu je regulovaná pomocou termostatov a regulátora výkonu. V prípade dosiahnutia nastavenej teploty pracovný termostat vypne ohrev. Ak by teplota prekročila bezpečnú hranicu, bezpečnostný termostat vypne ohrievač, aby sa predišlo prehriatiu a poškodeniu.
- Distribúcia ohriateho vzduchu: Ohriaty vzduch pokračuje v prúdení potrubným systémom do požadovaných priestorov.
Technické parametre
Dôležité technické parametre potrubných ohrievačov vzduchu:
Prečítajte si tiež: Ako si vybrať ohrievač vody: tlakový alebo beztlakový?
- Regulačné napätie: 0 až 10 V DC
- Odber prúdu pri regulačnom napätí 10 V: do 10 mA
- Rozsah regulačného napätia pre 0-100 % výkonu ohrievača: cca. 0,6 % výkonu ohrievača (podrobnejšie informácie na vyžiadanie)
- Prevádzková teplota na ohrievačoch (pri teplote okolia 40 °C): do 85 °C
- Maximálna teplota na ohrievačoch s elektronickým obmedzením pri nedostatočnom chladení: do 100 °C
- Doba spínania ohrievača: cca 20 s
- Riadiaci obvod: Galvanicky oddelený od sieťového napätia, čím sú zachované podmienky pre obvody SELV
- Prevodník PS-21: Pre riadiace systémy, ktoré nemôžu dodávať riadiace napätie s prúdom 10 mA, je k dispozícii prevodník PS-21
- Krytie: IP43
Inštalácia a prevádzka
Pri inštalácii a prevádzke potrubných ohrievačov vzduchu je potrebné dodržiavať niekoľko dôležitých zásad:
- Umiestnenie: Ohrievače sa montujú za ventilátor v smere prúdenia vzduchu. Medzi ventilátor a ohrievač sa musí vložiť cca 1 m potrubia. Pri inštalácii je potrebné umiestniť ohrievač s ohľadom na kontrolnú činnosť a prístup k tlačidlu resetovania bezpečnostného termostatu.
- Minimálna rýchlosť prúdenia vzduchu: Elektrický ohrievač musí mať minimálnu rýchlosť cez vykurovacie špirály 1,5 m/s, aby sa zachovala správna prevádzka. Nedodržanie tejto rýchlosti spôsobí prehriatie vykurovacích špirál a vypnutie tepelnej ochrany ohrievača.
- Ochrana proti prehriatiu: Pri vypínaní systému HVAC musí byť zabezpečený čas chodu ventilátora minimálne 2 minúty na ochladenie vykurovacích tyčí. Pri vypínaní ventilátorov sa môžu klapky v systéme zatvoriť až po vychladnutí tyčí, inak hrozí poškodenie ohrievača a ostatných zariadení.
Centrálne vs. Decentrálne vetracie systémy
Pri porovnávaní centrálnych a decentrálnych vetracích systémov treba najprv rozlišovať medzi dizajnom a funkciou.
- Centrálny vetrací systém: Pozostáva z vetracej jednotky s ventilátormi a výmenníkom tepla a súvisiaceho systému distribúcie vzduchu. Tým sa vetrá celá budova. Vetracia jednotka nasáva čerstvý vonkajší vzduch a prostredníctvom zabudovaného výmenníka tepla a rozvodov privádzaného vzduchu ho odovzdáva do oblastí s privádzaným vzduchom (obývacia izba, spálne alebo detské izby). Súčasne sa do vetracej jednotky nasáva teplý odvádzaný vzduch z priestorov s odvádzaným vzduchom (kúpeľňa, kuchyňa alebo WC) cez potrubia odvádzaného vzduchu a tiež prechádza cez výmenník tepla. Teplo z odvádzaného vzduchu sa odovzdáva privádzanému vzduchu, a tak sa rekuperuje.
- Decentrálny vetrací systém: Tieto systémy zvyčajne nemajú systém vzduchotechnického potrubia. Jednotky sa inštalujú priamo do vonkajšej steny jednotlivých miestností. Rovnako ako centrálne systémy sú aj decentrálne vetracie systémy vybavené výmenníkom tepla a dokážu odvádzať teplo z odvádzaného vzduchu.
Hlavný rozdiel medzi centrálnymi a decentrálnymi vetracími systémami je v tom, že centrálne systémy sú určené na vetranie celého domu, zatiaľ čo decentrálne vetracie jednotky vetrajú len jednotlivé miestnosti.
Rekuperácia tepla
Rekuperácia alebo inak povedané riadené vetranie je spätné získavanie energie (tepla) z odpadového vzduchu. V prípade vetrania cez okná by teplý vzduch odchádzal z miestnosti bez úžitku von, ale v prípade použitia rekuperačného výmenníka, odovzdá odpadové teplo väčšinu svojho tepla (až viac ako 90 %) čerstvému privádzanému vzduchu.
Stupeň spätného zisku tepla je v prípade centrálnych jednotiek vyšší ako u lokálnych zariadení. Prechod tepla od spotrebovaného vzduchu k privádzanému pritom prebieha cez vstavaný tepelný výmenník, kde teplý odchádzajúci vzduch odovzdá svoje teplo skrz teplovýmennú membránu prichádzajúcemu vzduchu zvonku, bez toho aby sa premiešali.
Prečítajte si tiež: Malý prietokový ohrievač: Čo zvážiť?
Vylepšenou verziou klasickej rekuperácie, ktorá je nazývaná ako pasívna, je možné označiť jednotky, ktoré nielenže ohrievajú čerstvý vzduch teplom zo vzduchu odpadového, ale k tomu ho ešte prihrievajú. Na trhu existujú riešenia riadeného núteného vetrania s elektrickou špirálou alebo systémami fungujúcimi na princípe tepelného čerpadla.
Výhody a nevýhody centrálnych a decentrálnych systémov
| Vlastnosť | Centrálny systém | Decentrálny systém |
|---|---|---|
| Inštalácia | Zložitejšia, vyžaduje potrubné rozvody. Vhodný hlavne pre novostavby. | Jednoduchšia, inštalácia do obvodovej steny. Vhodný pre rekonštrukcie a modernizácie. |
| Prietok vzduchu | Väčší, určený pre vetranie celého domu. | Menší, vetrá len jednotlivé miestnosti. |
| Hladina hluku | Zvyčajne nižšia, vďaka umiestneniu komponentov mimo obytných priestorov a inštalácii tlmičov hluku. | Môže byť vyššia, závisí od konštrukcie, nastavenia a umiestnenia difúzorov. |
| Náklady | Môžu byť vyššie, v závislosti od rozsahu inštalácie. | Môžu byť nižšie pri modernizáciách, keďže nie je potrebný distribučný systém. |
| Údržba | Vyžaduje pravidelnú údržbu filtrov vo vetracej jednotke a vo ventiloch odsávaného vzduchu. | Vyžaduje údržbu filtrov v každej jednotke. |
| Regulácia | Požadované objemy vzduchu pre jednotlivé miestnosti sa vypočítajú vopred a nastavia sa na ventiloch. Celkový objem vzduchu sa nastavuje na samotnej vetracej jednotke. Pomocou riadiacej jednotky má používateľ možnosť nastaviť aj jednotlivé úrovne vetrania podľa potreby. | Všetky centrálne vetracie jednotky majú ventilátory s konštantným prietokom. Vďaka tomu je regulácia vetracích jednotiek veľmi jednoduchá. Počas uvádzania do prevádzky sa požadovaný prietok nastavuje priamo na vetracej jednotke. Udržiavaním konštantného prietoku dokáže vetracia jednotka kompenzovať prípadné znečistenie filtra a vždy zabezpečiť požadovaný prietok do jednotlivých miestností. |
| Ďalšie vlastnosti | Ponúka možnosť temperovaného vykurovania miestnosti. Všetky centrálne vetracie jednotky majú automatický letný bypass, ktorý slúži na obídenie výmenníka tepla počas teplých letných nocí. | Môžu byť inštalované špeciálne do jednotlivých miestností, kde sa napríklad vyskytol problém s vlhkosťou. |
Starostlivosť a údržba
Rovnako ako pri všetkých ostatných technických vymoženostiach dnešnej doby, ktoré nám tak uľahčujú život, je potrebná ich starostlivosť a výnimkou nie je ani rekuperačný systém, o ktorý sa tiež treba starať. Údržba je absolútne nevyhnutná pre hygienickú prevádzku. Všetky vetracie systémy majú filtre, ktoré zadržiavajú nečistoty. Tie sa musia pravidelne čistiť alebo meniť.
Využitie v lete
Rekuperačnú jednotku v kombinácii so zemným kolektorom je možné práve v letnom období použiť ako prírodnú klimatizáciu. Približne +15 °C studený vzduch zo zemného kolektora je prostredníctvom ventilátora rekuperačnej jednotky vháňaný do obytných priestorov, čím je zabezpečené prirodzené klimatizovanie priestorov s takmer nulovými nákladmi.
V teplých letných mesiacoch rekuperácia funguje opačne ako v zimných mesiacoch, to znamená že vonkajšiemu teplu odoberá teplo a zabraňuje tak prehrievaniu interiéru. V chladnejších večerných hodinách môžu byť obytné miestnosti vetrané s vyradením spätného získavania tepla (aktivovaním funkcie pasívneho chladenia) a následne zaistením príjemnej vnútornej klímy.
Prečítajte si tiež: Skúsenosti s prietokovými ohrievačmi