Klimatizácia, vetranie a chladenie sú tri rôzne, ale často zamieňané koncepty. Každý z nich má svoje špecifické využitie, výhody a nevýhody. V tomto článku sa pozrieme na rozdiely medzi nimi a na to, ako si vybrať správne riešenie pre váš domov alebo pracovisko.
Úvod
Je všeobecne známe, že teplota a kvalita vzduchu výrazne vplýva na pozornosť a celkový komfort. Klimatizácia a rekuperácia sú dve populárne technológie, ktoré zlepšujú kvalitu bývania. Kým klimatizácia zabezpečí rýchlu úpravu teploty, rekuperácia ponúka dlhodobé riešenia pre zdravší vzduch a úsporu energie. Tieto dve technológie sa skvele dopĺňajú. Klimatizácia sa postará o tepelnú pohodu a rekuperácia o kvalitu vzduchu. Preto je dôležité pochopiť rozdiely medzi nimi, aby ste si mohli vybrať to najlepšie pre svoje potreby.
Vetranie
Vetranie je proces výmeny vzduchu v interiéri s vonkajším vzduchom. Jeho hlavným cieľom je zabezpečiť prísun čerstvého vzduchu a odstrániť znečistený vzduch, ktorý obsahuje oxid uhličitý, vlhkosť, prach a iné škodliviny. Kvalitné a pravidelné vetranie je dôležité z dvoch hľadísk:
- Dosiahnutie zdravého a príjemného vnútorného ovzdušia.
- Prevencia kondenzácie a plesní.
Typy vetrania
Existuje niekoľko typov vetrania, ktoré sa líšia svojím princípom fungovania a účinnosťou:
- Prirodzené vetranie: Predstavuje najrozšírenejší spôsob vetrania. Patrí sem vetranie otvorenými oknami, infiltrácia vzduchu netesnosťami či vetranie pomocou tzv. schodiskových šácht. Vetrať môžete jednostranne jedným oknom, oveľa efektívnejšie je však krížové vetranie prostredníctvom okien, ktoré sú situované oproti sebe. Najlepší spôsob predstavuje komínový efekt, resp. schodisková šachta, kde sa čerstvý vzduch dostáva do celého domu oknami zhora nadol. Jeho účinok oceníte najmä počas letných nocí, keď sa v interiéri ľahšie a rýchlejšie vymení horúci vzduch za chladný. Nevýhodou prirodzeného vetrania je, že sa nedá ovládať a treba naň neustále myslieť, je teda veľmi nestále. Závisí od človeka, ktorý však ľahko zabúda a často otvára okno až vtedy, keď je v miestnosti neznesiteľný vzduch, alebo ho začne bolieť hlava. V zimnom období môže prirodzené vetranie spôsobovať ekonomické straty, pretože pri dlhšej výmene vzduchu vychladí miestnosť natoľko, že ju treba znova vykurovať. Okrem toho nedokáže upravovať vzduch, ako je jeho ohrev, chladenie, zvlhčovanie či filtrácia. Dovnútra teda vpúšťame čerstvý vzduch, ale automaticky to neznamená, že aj čistý.
- Nútené podtlakové vetranie: Kombinuje prirodzený prívod a nútený odvod vzduchu. Aby nútené podtlakové vetranie fungovalo správne, musí byť v tom čase do obytných miestností privádzaný čerstvý vzduch cez okná, dvere, štrbiny alebo mriežky. Ak nie je prívod dostatočne zabezpečený, vplyvom podtlaku sa vzduch nasáva z vonkajšieho prostredia cez netesnosti. Tento spôsob vetrania má niekoľko nevýhod. Privádzaný vzduch je neupravovaný, v zimnom období môže obťažovať chladom, v lete zase zvyšuje teplotu v miestnosti. Preto sa oplatí dôsledne zvážiť, kadiaľ budeme privádzať čerstvý vzduch do interiéru. Odvádzaný vzduch so sebou odnáša okrem škodlivín aj teplo, ktoré musíme do miestnosti dodať vykurovaním.
- Nútené vetranie s rekuperáciou: Je nútené vetranie so spätným získavaním tepla, ktoré využíva nútený prívod aj odvod vzduchu. Pri rekuperačnom vetraní sa využíva princíp spätného získavania tepla z odvádzaného vzduchu. Z vnútorných priestorov je znečistený vzduch odsávaný a potrubím vedený do rekuperačnej jednotky. V nej prechádza cez štrbiny rekuperačného výmenníka, kde predohrieva čerstvý vzduch, ktorý prúdi smerom dnu v oddelených susedných štrbinách. To všetko bez toho, aby sa odvádzaný a privádzaný vzduch vzájomne premiešavali.
Rekuperácia
Tento typ vetrania je známejší pod názvom rekuperácia. Súčasťou tejto technológie je rekuperačné zariadenie určené na vetranie s minimálnym únikom tepla, ktoré funguje na princípe výmeny tepla. Z odvádzaného vzduchu odoberá teplo, ktoré následne využíva na zohriatie prichádzajúceho čerstvého vzduchu zvonku. Výhodou rekuperácie je aj to, že si viete určiť, akú teplotu vzduchu chcete mať, s akou vlhkosťou a v akej kvalite. Rozvody rekuperácie sa zvyčajne montujú pod podlahu, stropný podhľad alebo strop, a to tak, aby neboli v blízkostí spální a izieb, v ktorých chcete mať ticho.
Prečítajte si tiež: Rekuperácia v byte: Čo si treba všímať
Komponenty rekuperačného systému
- Rekuperačná jednotka je srdcom systému. Potrubné rozvody prepájajú jednotku s miestnosťami. Samostatne sú vedené pre prívod vzduchu aj jeho odvod. Potrubia môžu byť pozinkované, takzvané spiro, alebo plastové z PE, PVC, EPE. Zvyčajne majú kruhový alebo hranatý prierez, ale môžu byť aj oválne. Montujú sa do podhľadov alebo horných rohov miestností, kde sú obkladané sadrokartónom.
- Rekuperačný výmenník (rekuperátor), v ktorom odvádzaný vzduch odovzdáva energiu (teplo alebo chlad) privádzanému vzduchu prúdiacemu opačným smerom. Odovzdávanie tepla prebieha stenami výmenníka. Ak chceme udržať stabilnú úroveň vlhkosti, treba vybrať typ s entalpickým výmenníkom, ktorý umožňuje aj spätné získavanie vlhkosti. Výmenník je vhodné minimálne raz ročne vyčistiť, tento úkon možno urobiť svojpomocne alebo to nechať na servisného technika.
- Rozdeľovací box pre prívod a pre odvod vzduchu je najčastejšie používaný pri plastových potrubných rozvodoch s malou výškou.
- Obtoková klapka umožňuje obtok rekuperačného výmenníka, je riadená automaticky. Uplatňuje sa napríklad pri nočnom vetraní v lete, keď chceme, aby chladnejší vonkajší vzduch znížil teplotu v prehriatom interiéri.
- Riadiaca jednotka zabezpečuje riadenie a ovládanie režimov vetrania cez ovládač. Ten môže byť dotykový nástenný v interiéri alebo ako aplikácia v mobile, tablete či počítači. K riadiacej jednotke je možné pripojiť aj ďalšie vstupy, napríklad z vypínačov osvetlenia, snímačov vlhkosti alebo CO2.
Výhody a nevýhody rekuperácie
Výhody:
- Úspora energie vďaka spätnému získavaniu tepla.
- Stály prívod čerstvého vzduchu.
- Filtrácia vzduchu od peľov, prachu a smogu.
- Nízke prevádzkové náklady.
Nevýhody:
- Vyššia vstupná investícia.
- Nechladí aktívne, iba pasívne (s výnimkou aktívnej rekuperácie).
Klimatizácia
Klimatizácia je proces úpravy vzduchu v interiéri, ktorý zahŕňa chladenie, ohrievanie, zvlhčovanie, odvlhčovanie a čistenie vzduchu. Jej hlavným cieľom je zabezpečiť tepelnú pohodu a komfort v miestnosti. Klimatizácia ochladzuje alebo ohrieva vzduch v miestnosti podľa potreby. Klimatizácia sa navrhuje tak, aby bol v celom dome zabezpečený taký vzduch, ktorý spĺňa čo najširšie spektrum požiadaviek. Preto je dobré úvahy o klimatizácii zahrnúť už do projekčnej prípravy domu. V takom prípade sa dajú navrhnúť a umiestniť najvhodnejšie trasy pre vzduchotechnické potrubia tak, aby nenarúšali interiér domu. Ak však už nemáte možnosť úprav, pretože dom už máte postavený, netreba zúfať - klimatizácia sa dá inštalovať aj dodatočne. Navyše, existujú aj mobilné klimatizácie.
Princíp fungovania klimatizácie
Klimatizácia funguje na princípe kompresie a kondenzácie pracovnej látky. Chladivo cirkuluje v uzavretom okruhu, pričom mení svoje skupenstvo z kvapalného na plynné a naopak. Pri odparovaní chladiva sa odoberá teplo z okolitého vzduchu, čím sa vzduch ochladzuje.
Typy klimatizácie
Existuje niekoľko typov klimatizácie, ktoré sa líšia svojou konštrukciou a spôsobom inštalácie:
- Split klimatizácia: Skladá sa z vonkajšej a vnútornej jednotky. Vonkajšia jednotka obsahuje kompresor a kondenzátor, vnútorná jednotka obsahuje výparník a ventilátor.
- Mobilná klimatizácia: Je prenosná a nevyžaduje zložitú inštaláciu. Je vhodná pre menšie priestory a dočasné použitie.
- Centrálna klimatizácia: Je určená pre väčšie budovy a pozostáva z jednej vonkajšej jednotky a viacerých vnútorných jednotiek.
Klimatizácia v automobiloch
Klimatizácia sa stala v poslednej dobe takmer neoddeliteľnou súčasťou vozidla. Oproti minulosti sa v moderných vozidlách podstatne zväčšila presklená plocha, čo spôsobuje tzv. skleníkový efekt - výrazný nárast teploty vzduchu v interiéri. Vysoká teplota vzduchu negatívne vplýva na pozornosť vodiča a teda bezpečnosť jazdy. Dôležitý aspekt zohráva aj komfort cestovania, keďže ľudia trávia na cestách čoraz viac a viac času.
Aby klimatizácia v klasickom vozidle so spaľovacím motorom fungovala, musí byť v prvom rade naštartovaný motor, pretože ten poháňa kompresor pomocou remeňa. Elektronika v moderných systémoch spustí najskôr kontrolný mechanizmus, či sú splnené všetky podmienky na činnosť. Ak áno, zapne kompresor. Pri verziách s konštantným výkonom to urobí pomocou elektromagnetickej spojky, pri verziách s premenlivým výkonom (ktorých je v dnešnej dobe väčšina) prostredníctvom špeciálneho ventilu, ktorý v podstate škrtí prietok chladiva kompresorom. Výnimkou sú hybridné autá (resp. elektromobily), ktoré majú kompresor klimatizácie poháňaný elektromotorom, takže funguje aj vtedy, keď elektronika spaľovací motor vypne.
Prečítajte si tiež: Vetranie prevádzky: podrobný článok
Komponenty klimatizačného systému v automobile
- Kompresor: Je to zariadenie, ktoré zabezpečuje cirkuláciu chladiva v klimatizačnej sústave. Kompresor nasáva studené chladivo v plynnom skupenstve z výparníka, stláča ho a následne vytláča zahriate chladivo v plynnom stave pod tlakom cca 1,6 MPa do kondenzátora. Kompresor je v činnosti len pri zapnutej klimatizácii, pričom nasáva a následne stláča iba chladivo v plynnom stave. Kompresor je mazaný olejom obsiahnutým v chladive.
- Kondenzátor: V kondenzátore sa ochladzuje chladivo, ktorého teplota sa pohybuje v rozmedzí 60 až 90 °C. Pri tomto ochladzovaní prechádza z plynného skupenstva do kvapalného skupenstva - kondenzuje.
- Zásobník chladiva so sušiacim filtrom: Táto časť slúži ako zásobovacia a zároveň vyrovnávacia nádobka. Množstvo chladiva, ktoré je potrebné pre správnu činnosť, závisí na rôznych prevádzkových podmienkach klimatizačného zariadenia a zásobník chladiva dokáže svojim objemom pokryť rôzne prevádzkové stavy. Sušiaci filter má za úlohu pohlcovať - prijímať vodu a nečistoty nachádzajúce sa v chladive.
- Expanzný ventil: Reguluje množstvo chladiva, ktoré vstupuje do výparníka. Regulovať množstvo chladiva je dôležité z prevádzkového stavu, keďže množstvo chladiva vo výparníku v závislosti na okamžitom prevádzkovom stave by malo byť len také, aby prešlo celé z kvapalného do plynného skupenstva.
- Výparník: Vo výparníku sa prevádza chladivo z kvapalného skupenstva s vysokým tlakom do plynného skupenstva s nízkym tlakom. Pri tomto procese odoberá chladivo svojmu okoliu teplo, ktoré potrebuje k odparovaniu. Potrebné množstvo tepla sa odoberá zo vzduchu, ktorý prúdi okolo povrchu výparníka. Vzduch prúdiaci okolo výparníka sa nielen ochladzuje, ale voda v ňom obsiahnutá aj kondenzuje (vzduch sa vysušuje - preto sa čelné sklo pri pustenej klimatizácii rýchlejšie odrosí).
Výhody a nevýhody klimatizácie
Výhody:
- Rýchle a účinné chladenie alebo ohrievanie vzduchu.
- Zníženie vlhkosti vzduchu.
- Zlepšenie komfortu v horúcich alebo chladných dňoch.
Nevýhody:
- Vyššia spotreba energie.
- Môže spôsobovať suchý vzduch a šírenie baktérií, ak nie je pravidelne servisovaná.
- Pri zlom nastavení hrozí prechladnutie, bolesti hlavy alebo svalov.
Chladenie
Chladenie je proces odstraňovania tepla z priestoru alebo objektu. Jeho cieľom je znížiť teplotu v danom priestore alebo objekte. Chladenie môže byť realizované rôznymi spôsobmi, napríklad:
- Evaporačné chladenie: Využíva odparovanie vody na zníženie teploty vzduchu.
- Stropné chladenie: Využíva rúrkový register a chladiacu kvapalinu, ktorá prúdi v ňom. Tá ochladzuje jednotlivé miestnosti.
- Zemné chladenie: Využíva teplotu zeme na chladenie vzduchu alebo vody.
Evaporačné chladenie (Adiabatické chladenie)
Evaporačné chladenie, inak adiabatické chladenie / chladenie vzduchu, sú čoraz viac obľúbený spôsob ako urobiť pracovné podmienky vo výrobe znesiteľnejšie aj pri výnimočne vysokých vonkajších teplotách. Každý systém chladenia má svoje výhody aj nevýhody. Chladenie vzduchu je ekologický spôsob s minimálnou záťažou na prírodu. Z 1 kW elektrickej energie dokážu chladiče vzduchu vyrobiť až 25 kW chladiaceho výkonu. To je ale pomer! Takáto výroba chladu je 4 až 10 násobne energeticky účinnejšia, ako pri klimatizácii. Účinnosť závisí od reálnych parametrov odvodených od klimatických podmienok v danom okamihu.
Výhody evaporačného chladenia
Pri teplote nasávaného vonkajšieho vzduchu napríklad 35 °C a RH 35 % a prietoku vzduchu 10 000 m3/h dokáže evaporačná jednotka dodať chladiaci výkon na úrovni 25 kW a na výstupe zo zariadenia tak môžeme dosiahnuť teplotu fúkaného vzduchu 25 °C. Vzhľadom na objem fúkaného vzduchu, predpokladanú výmenu vzduchu v objekte a ďalšie faktory je možné povedať, že jeden evaporačný chladič vzduchu dokáže pri ideálnych podmienkach účinne znížiť teplotu vzduchu o 10 °C na ploche cca 100-150 m2.
Stropné chladenie
Tento typ chladenia interiérov v súčasnosti ešte nie je natoľko rozšírený, predstavuje však azda najspoľahlivejší a zároveň najekologickejší spôsob ochladzovania vnútorných priestorov. Základom systému stropného chladenia je rúrkový register a chladiaca kvapalina, ktorá v ňom prúdi. Tá ochladzuje jednotlivé miestnosti. K nevýhodám stropného chladenia patrí v prvom rade nutnosť počítať s ním už počas projektovej prípravy, či už v prípade novostavby alebo rekonštrukcie. Rátajte tiež s pomerne vysokým rozpočtom na jeho zadováženie. Ak ide o plošné chladiace systémy, neodporúčajú sa inštalovať do miestností so zvýšenou vlhkosťou, pretože by hrozilo zrážanie pár v oblasti stropu. V kuchyni si treba vypomôcť riadením vetraním, kvalitným digestorom, prípadne meračom vlhkosti.
Zemné chladenie
Rekuperacia nie je primarne urcena na chladenie takze aj ked ma bypass tak realne sa s nou chladit neda. Kedze nechces zemny register, kde by sa vzduch chladil tak je to problem. Ked raz nasava zvonku napr 35 stupnovy vzduch, ktory sa vnutri jednotky zmiesa s napr 23 stupnovym z vutra domu, tak co z toho realne dostanes??? Cize ak chces ucinne chladit, tak musis dat jedine klimu. Ak ju vsak pripojis na kvapalinovy zemny vymenik tak klimu potrebovat nebudes. Tam vsak treba obetovat asi 50m2 na pozemku kde zakopu potrubie.
Prečítajte si tiež: Vetranie s vonkajšími posuvnými dverami
Studňa ako náhrada zemného registra
Prvú zimu po spustení rekuperácie som mal obrovské problémy so zamŕzaním rekuperátora (zemný register som neriešil kvôli hygiéne). Potom som pred rekuperátor namontoval vodný výmenník - chladič MKW250, cez ktorý čerpám vodu zo studne. Túto zimu pri najväčších mrazoch -12°C bola teplota vody zo studne 11°C, ktorú prívodný vzduch schladil na 6°C. Tzn. chladič má ešte rezervu aj pre väčšie mrazy. Vodu z chladiča vypúšťam do dažďovej kanalizácie. Prietok vody som nastavil na 100 lit/hod. Na vstupe rekuperátora neklesla teplota vzduchu pod 10°C - treba povedať, že vzduch neprihrieva len studničná voda, ale aj meter prívodného vduchového potrubia a vonkajšie steny chladiča, ktoré som nezateploval. Toto riešenie, podobne ako zemný register, má v letných horúčavách bonus - funguje ako jemná klíma "zadarmo". Rekuperátor má otvorený bypass a do izieb prichádza čerstvý vzduch 19°C, čím udrží teplotu v dome na 25°C. "Zadarmo" = cena za elektrinu pre čerpadlo 30W , t.j.
Výhody a nevýhody chladenia
Výhody:
- Zníženie teploty v priestore.
- Zlepšenie komfortu v horúcich dňoch.
- Možnosť využitia obnoviteľných zdrojov energie (napr. zemné chladenie).
Nevýhody:
- Niektoré systémy vyžadujú vysoké investičné náklady (napr. stropné chladenie).
- Niektoré systémy sú závislé od klimatických podmienok (napr. evaporačné chladenie).
Ako si vybrať správne riešenie?
Pri výbere správneho riešenia pre vetranie, klimatizáciu a chladenie je potrebné zvážiť niekoľko faktorov:
- Typ budovy: Iné riešenie je vhodné pre rodinný dom a iné pre byt alebo komerčnú budovu.
- Klimatické podmienky: V oblastiach s horúcimi letami je potrebná účinná klimatizácia alebo chladenie.
- Energetická efektívnosť: Je dôležité vybrať riešenie s nízkou spotrebou energie.
- Náklady: Treba zvážiť investičné a prevádzkové náklady.
- Osobné preferencie: Niekomu vyhovuje prirodzené vetranie, iný preferuje komfort klimatizácie.
Rekuperácia alebo klimatizácia?
Odpoveď nie je univerzálna. Rekuperácia je ideálna pre dlhodobý komfort, zdravie a úsporu energie. Klimatizácia pomáha v letných horúčavách, ale nie je náhradou za vetranie, keďže vôbec nevetrá.
Zvážte tieto kritériá:
- Ak máte dobre zatienený, zateplený dom, tak ideálna je rekuperácia s bypassom a nočným režimom.
- Ak bývate v podkrovnom byte alebo v budove s veľkým presklením, zvážte kombináciu oboch systémov. Rekuperácia pre vzduch, klimatizácia ako záloha pre letné horúčavy.
- Pri alergikoch či malých deťoch je rekuperácia výhodnejšia; zabezpečí stálu výmenu a filtráciu vzduchu.
tags: #vetranie #klimatizacia #chladenie #2 #stu