V súčasnej dobe sa čoraz viac diskutuje o efektívnych riešeniach pre bytové domy, ktoré zohľadňujú nielen komfort obyvateľov, ale aj energetickú efektívnosť a udržateľnosť. Medzi najvýznamnejšie technológie patrí stropné chladenie a rekuperácia. Tento článok sa zaoberá rôznymi aspektmi týchto systémov a prináša komplexný pohľad na ich využitie v bytových domoch, pričom zohľadňuje skúsenosti a poznatky z praxe.
Úvod do stropného chladenia
Stropné chladenie je technológia, ktorá využíva chladné povrchy stropu na znižovanie teploty v miestnosti. Tento systém funguje na princípe konvekcie a radiácie, pričom teplý vzduch stúpa nahor a je nahrádzaný chladnejším vzduchom. Výhodou stropného chladenia je jeho schopnosť zabezpečiť rovnomernú teplotu bez prievanu, čo zvyšuje komfort obyvateľov. Stropné chladenie je nekompromisne tým najkomfortnejším riešením chladenia Vašej nehnuteľnosti.
Princíp fungovania
Stropné chladenie využíva chladenú vodu na zníženie teploty miestnosti prostredníctvom stropných panelov. Voda cirkuluje v uzavretom systéme, kde sa ochladzuje v centrálnej jednotke a potom prechádza potrubiami v stropných paneloch. Pri tomto systéme sa využíva schopnosť betónových dielcov uchovávať chlad, alebo teplo. Chladiace a vykurovacie prvky sú zakomponované priamo do stredu betónového jadra, sú zaliate.
Typy stropného chladenia
Existujú rôzne možnosti inštalácie stropného chladenia, ktoré sa líšia cenou a vhodnosťou pre rôzne typy budov:
- Sadrokartónový podhľad s integrovaným chladením Rehau Railfix: Ide o najdrahší typ montáže, ktorý je vhodný napríklad pri rekonštrukciách rodinných domov. Rúrky chladenia a vykurovania sú zabudované do sadrokartónových panelov, ktoré sú špeciálne vyrobené a upravené práve na toto použitie. Technológia sa upevňuje pod strop, na pripravenú sadrokartónovú konštrukciu. Platne sú vystužené a majú vyznačenie na skrutky, čím sa eliminuje poškodenie rúrok pri montáži. Tento systém má rýchly chladiaci aj vykurovací nábeh. Výhodou je možnosť inštalácie na všetky povrchy stropov a možnosť integrovať vetracie zariadenia, osvetlenie alebo iné elektrické zariadenia. Odporúčame ho pre nové rodinné domy, pre domy rekonštruované, pre drevené či montované stavby. Systém je možné inštalovať aj do stien. Povrch panelov sa po aplikácii môže natrieť, polepiť tapetou, prípadne je možné naniesť tenkú vrstvu krycej omietky.
- Systém pod omietku (mokrý systém): Vhodné pre rekonštrukcie, kde sa chladiace rúrky umiestňujú pod omietku. Tento systém je všestranný, môže byť použitý nielen do stropu, ale tiež do stien. Na celý systém je nanesená vrstva omietky (preto sa volá mokrý systém). Omietka nespomaľuje reakcie systému, vykurovanie aj chladenie nabieha rýchlo. Ide o najzaužívanejší montážny systém, odporúčame ho aj v domoch, ktoré prechádzajú rekonštrukciou. Omietka musí byť nanášaná postupom, ktorý odporúča výrobca.
- Stropné chladenie integrované v betónovom jadre: Použitie sa odporúča v komerčných a vo veľkých budovách, aplikovať ho vieme aj v rodinných domoch. Tento spôsob chladenia značne prispieva k trvalej udržateľnosti budovy.
Výhody stropného chladenia
- Energetická účinnosť: Stropné chladenie môže byť efektívnejšie než tradičné klimatizačné systémy. Má nižšiu energetickú náročnosť a môže využiť obnoviteľné zdroje energie.
- Komfort: Znižuje teplotné rozdiely v miestnosti a zabezpečuje rovnomernú distribúciu teploty. Jednou z hlavných výhod stropného chladenia je chladenie bez prúdenia vzduchu, čo znamená, že nedochádza k tvorbe prievanu. Žiaden ľadový vietor, ale ani studená podlaha.
- Estetický dizajn: Systémy sú skryté v strope, čo neovplyvňuje interiér.
- Tichá prevádzka: Stropné chladenie je charakteristické tichou prevádzkou.
- Hygiena: Zároveň nevíri prach a nie je potrebné ho čistiť od baktérií ako v prípade klimatizácie.
- Úspora priestoru: Keďže systém stropného chladenia je zabudovaný v strope, nezaberá žiadny priestor v miestnosti.
Nevýhody stropného chladenia
- Vyššie počiatočné náklady: Jednou z nevýhod stropného chladenia sú vyššie počiatočné náklady.
- Riziko kondenzácie: Pri stropnom chladení existuje riziko kondenzácie, najmä v prostredí s vysokou vlhkosťou. Rekuperácia a plošné chladenie, resp. vykurovanie sa dokážu pri správnom nastavení vhodne dopĺňať. Kľúčové je však vyváženie, nastavenie systému tak, aby vzduch neprúdil príliš rýchlo. Rekuperovaný vzduch je odvlhčený, na strope sa teda nebude kondenzovať. Pri tejto kombinácii je tiež dôležité nastaviť prahovú hodnotu vlhkosti (napr. Pri plošnom chladení sa samotný strop ochladzuje na mierne nízku teplotu (asi 19 °C), pričom teplotu rosného bodu stráži termostat FET (teplomer a vlhkomer).
- Náročná inštalácia: Inštalácia stropného chladenia môže byť náročná a vyžaduje si odborné znalosti a skúsenosti.
Zdroje chladenia pre stropné chladenie
Pri bytových jednotkách sa odporúča ako zdroj chladenia využiť tzv. chiller, ktorý sa vie pohodlne vmestiť do technických miestností alebo vonkajších plôch bytu. Ďalšie možnosti:
Prečítajte si tiež: Montáž výstuže pre stropné chladenie
- Tepelné čerpadlo (ideálny scenár pri výstavbe RD s rozšíreným využitím nielen na chladenie)
- Systém 2 studní (energeticky najefektívnejší systém)
Úvod do rekuperácie
Rekuperácia je proces, pri ktorom sa teplo z odpadového vzduchu využíva na ohrev čerstvého vzduchu z vonku. Tento systém zvyšuje energetickú efektívnosť budovy a znižuje náklady na vykurovanie a chladenie. V bytových domoch je dôležité zabezpečiť, aby bol vzduch v interiéri čerstvý a zdravý. Rekuperácia využíva riadené vetranie prostredníctvom výmenníkového systému, ktorý dodáva filtrovaný vzduch do miestnosti. V zime sa čerstvý vzduch ohrieva nepriamo teplom z vnútorného odpadového vzduchu, ktorý sa odvádza von. V lete je to naopak - vzduch privádzaný dnu sa v noci chladí z vonkajšieho prostredia.
Výhody rekuperácie
- Zlepšenie kvality vzduchu: Rekuperácia zabezpečuje pravidelný prísun čerstvého vzduchu.
- Úspora energie: Zníženie nákladov na vykurovanie a chladenie. Zateplením bytového domu sa dá spotreba tepla znížiť o 40 %. S rastom cien energií sú ľudia nútení nimi šetriť. A nejde len o elektrinu. Bežná domácnosť vynaloží najviac peňazí za teplo a ohrev vody. Problém je, že týmto teplom nesmierne plytváme. A nejde len o zbytočné prekurovanie priestorov. Teplo totiž využívame len krátkodobo. Väčšina z neho postupne z domácnosti odchádza ako odpad - či už naviazané vo vode vypúšťanej do kanalizácie alebo v podobe vzduchu vo vetracích šachtách. Takýmto spôsobom mrháme obrovským množstvom tepla bez jeho ďalšieho využitia.
- Ekologická udržateľnosť: Znižovanie uhlíkovej stopy budovy.
- Zníženie vlhkosti: Rekuperovaný vzduch je odvlhčený, čo prispieva k zníženiu rizika kondenzácie pri stropnom chladení.
Systém rekuperácie pre bytové domy
Ján Šmelík vyvinul systém rekuperácie pre bytové domy, ktorý zachytáva teplo len z objektu a vracia ho späť. Tento systém pozostáva z:
- Časti technológie týkajúcej sa rekuperácie vzduchu, ktorá je umiestnená na streche a vyzerá podobne ako bežné vzduchotechnické jednotky, ktoré sú na strechách domov.
- Zostavy zásobníkov, výmenníkov, ventilov, potrubí a jedného alebo niekoľkých tepelných čerpadiel.
- Nádrže na splaškové vody, ktorú robíme na najnižšom podlaží, kde kanalizáciu riadene dochladzujeme a vypúšťame do kanalizačnej sústavy.
Technológia zaberie štandardne jednu miestnosť, zhruba 3 × 4 metre. Plus, ešte tam potrebujeme jednu nádrž na splaškové vody, ktorú robíme na najnižšom podlaží, kde kanalizáciu riadene dochladzujeme a vypúšťame do kanalizačnej sústavy. To znamená, že bytový dom môže na tieto účely použiť napríklad bývalú práčovňu.
Systém si nevyžaduje vstup do bytov. Pohybujeme sa len na najnižšom podlaží a na streche budovy. Na taký štandardný, povedzme 50-bytový dom treba obetovať do tých zhruba 20 m2. S rastúcim počtom bytov nároky nad túto plochu veľmi nestúpajú. Použije sa len o niečo väčší zásobník, kompresor a tak ďalej. Nároky sú približne rovnaké pri malom či veľkom objekte.
Nádrž, v ktorej sa koncentruje kanalizačná voda má rozmery len 2 × 3 m a na výšku 2 m, čiže 12 m3. Je ukrytá za stenou so štandardnou omietkou, takže ani neviete, že tam je. Je to vzduchotesne uzatvorený priestor, takže sa odtiaľ pachy nešíria.
Prečítajte si tiež: Moderné riešenia stenového a stropného chladenia
Vetranie je riadené, pričom vďaka tlakovému senzoru ventilátor na streche pri zmene podmienok autonómne mení svoj výkon. Okrem toho tu je tiež snímač CO2, na základe ktorého môžeme vidieť intenzitu vetrania. Nechýbajú ani požiarne snímače, ktoré zvyšujú bezpečnosť objektu. Ak teda dôjde k nejakému požiaru, systém to zachytí už priamo vo ventilácii. Prípadný požiar je tak detegovaný takmer okamžite, takže hasiči môžu na miesto vyraziť o niekoľko minút skôr.
Kombinácia stropného chladenia a rekuperácie
Kombinovanie týchto dvoch systémov môže priniesť synergické účinky. Stropné chladenie môže pracovať v súlade s rekuperačným systémom, čím sa zlepší celková energetická efektívnosť a komfort. Napríklad, chladenie stropom môže znížiť teplotu vzduchu, ktorý je následne rekuperovaný, čo znižuje potrebu dodatočného chladenia.
Rekuperácia a plošné chladenie, resp. vykurovanie sa dokážu pri správnom nastavení vhodne dopĺňať. Kľúčové je však vyváženie, nastavenie systému tak, aby vzduch neprúdil príliš rýchlo. Rekuperovaný vzduch je odvlhčený, na strope sa teda nebude kondenzovať. Pri tejto kombinácii je tiež dôležité nastaviť prahovú hodnotu vlhkosti. Kombináciou nízkoteplotného podlahového vykurovania a stropného chladenia s riadeným vetraním so spätným získavaním tepla a ich správnym vyladením vytvárame okrem efektívnej prevádzky aj komfortnú, príjemnú a zdravú vnútornú klímu.
Technické a ekonomické aspekty
Pri zavádzaní týchto systémov do bytových domov je potrebné zvážiť technické a ekonomické aspekty. Počiatočné náklady na inštaláciu môžu byť vyššie, ale dlhodobé úspory na energiách a zlepšenie komfortu obyvateľov môžu tieto náklady vykompenzovať. Dôležité je aj zabezpečenie kvalitnej inštalácie a údržby systémov.
Investičná efektívnosť
Investičná efektívnosť stropného chladenia sa priamo viaže na veľkosť chladenej plochy. Čím väčšia plocha, tým v prepočte na m2 vyššia cenová efektivita. Predsa len, využívať ako zdroj chladenia tepelné čerpadlo pri chladiacich plochách rádovo v pár desiatkach m2 bude pomerné drahé.
Prečítajte si tiež: Moderné stropné vykurovacie systémy
Náklady a úspory
Počiatočné náklady na inštaláciu stropného chladenia a rekuperácie môžu byť vyššie, ale dlhodobé úspory na energiách a zlepšenie komfortu obyvateľov môžu tieto náklady vykompenzovať. Zateplením bytového domu sa dá spotreba tepla znížiť o 40 %.
Príklad realizácie
Projekt novostavby bytového domu v Bratislave rieši nízkoteplotné podlahové vykurovanie, stropné chladenie a prípravu TV aplikáciou OZE prostredníctvom kaskády tepelných čerpadiel a tiež riadené vetranie formou centrálnej rekuperácie osobitne v každom byte.
Zdrojom tepla pre bytový dom sú štyri reverzibilné tepelné čerpadlá typu monoblok vzduch - voda HPA-O 13 C Premium s menovitým výkonom 12,9 kW pri A-7/W35. Tepelné čerpadlá budú zapojené v kaskáde pozostávajúcej zo 4 jednotiek. Hlavnou prednosťou tohto riešenia je vysoká modulácia a plynulá regulácia výkonu kaskády v závislosti od aktuálnej potreby tepla.
Príprava teplej pitnej vody sa rieši dvomi zo štyroch tepelných čerpadiel zapojených v kaskáde. Každý byt má centrálnu rekuperačnú jednotku LWZ 130 E-W s objemovým prietokom 50 až 180 m3/hod.
Skúsenosti s chladením do podlahy
Chladenie do podlahy má zmysel používať iba vtedy, ak nepotrebujeme chladiť príliš veľa. Zjednodušene sa dá povedať, že podlahovým chladením dokážete v rodinnom dome znížiť komfortne teplotu cca o 3°C. Podlahové chladenie preto podľa nás treba používať ako „doplnkový systém“ do domu pre zvýšenie komfortu v lete. To znamená, že dom treba navrhovať so snahou čo najviac minimalizovať letné prehrievanie. Musí byť dobre tepelne izolovaný, mať kvalitné okna a hlavne musia byť okná z exteriéru tienené.
Hlavným zmyslom podlahového chladenie s tepelným čerpadlom je využiť rovnaké trubky v podlahe, ako sa v zime využívajú na kúrenie. Takže vstupné náklady na samotný rozvod sú v podstate zanedbateľné. Do podlahy sa môže vháňať teplota vody maximálne okolo 18°C. Ak by tam šla nižšia teplota, na povrchu trubiek by mohol začať vznikať kondenz - čiže by sa orosovali. A celá skladba podlahy by začala vlhnúť a zničila by sa. Pri takejto teplote vody v trubkách sa na povrchu podlahy dá dosiahnuť teplota okolo 21-22°C.
Hoci to znie divne, že bude podlaha chladná, skúseností ľudí, čo to reálne doma majú nie sú pocitovo negatívne. Samozrejme, sú aj takí, čo im to nevyhovuje. Rovnako ako niekto neznáša klímu a niekomu nevadí. Napríklad ak chcete behať naboso, môže to byť pre niekoho problém. Toto je proste individuálna záležitosť. Treba aj upozorniť, že ak máte napríklad malé deti, ktoré sa hrajú na podlahe, nie je to vtedy veľmi ideálne.