Klimatizácia a ventilácia

Nevyhnutná ventilácia

Súčasné trendy v stavebníctve sú za utesňovanie a izolovanie. Prirodzená výmena vzduchu v hermeticky uzatvorených priestoroch tak klesá na minimum a k výmene vzduchu v miestnosti dochádza za relatívne dlhú dobu. Za týchto podmienok nie je možné vyhovieť hygienickým požiadavkám. Tie hovoria, že intenzitu vetrania v miestnosti je potrebné navýšiť oproti tomu, čo sú naše dnešné zvyklosti. Počas noci, v izbe, ktorú obýva jedna osoba, je potrebné zabezpečiť výmenu najmenej 49 % objemu vzduchu za hodinu. Osoba o váhe 80 kg, ktorá sedí, vydýcha nevetranú miestnosť o veľkosti 60 m3 za hodinu. V priebehu tejto doby stúpne obsah CO2 o 374 ppmv na hodnotu prevyšujúcu 1000 ppmv, čo predstavuje výrazné zdravotné riziká (1 ppmv predstavuje počet molekúl CO2 v objeme vzduchu, ktorý obsahuje 1 milión molekúl vrátane CO2. 1000 ppmv je teda 1000 molekúl CO2 v 1 milióne molekúl vzduchu).

Pobyt človeka vo vnútorných priestoroch hermeticky izolovaných budov sa zvyšuje. Intenzita vetrania v interiéroch by preto mala byť v porovnaní so súčasnými zvyklosťami výrazne vyššia. Autor: Photographee.eu, Shutterstock.

Štandardná klimatizácia = úbytok čerstvého vzduchu

V lete sú vo veľkej miere využívané klimatizácie. Počas horúceho leta, aké zažívame v poslednom čase, sa stávajú stále bežnejšími. Čo sa týka ich funkcií, tak majú široké uplatnenie. Niektoré chladia, iné kúria, často odvlhčujú, výnimočne aj zvlhčujú, filtrujú vzduch… Nastáva však otázka, ako počas ich prevádzky vetrať? Štandardné klimatizačné jednotky neumožňujú riadenú ventiláciu, na rozdiel od jednotiek rekuperačných či vetracích, ktoré však zasa nedisponujú funkciou chladenia. Existuje teda kompromisné riešenie? Odpoveď znie áno.

Doteraz nebolo bežné inštalovať do obytných priestorov klimatizácie s funkciou vetrania (nebolo možné ich zohnať). Dochádzalo iba k inštaláciam komplexných vysoko výkonných vzduchotechnických systémov s možnosťou chladenia aj vetrania, určených do priemyslových priestorov, továrenských hál, kancelárskych budov apod. Z vyššie uvedeného vyplýva, že využívanie klimatizácie bez umožnenia pravidelnej výmeny vzduchu za vonkajší čerstvý negatívne ovplyvňuje zdravie. Dnes je už možné zakúpiť menšie klimatizačné jednotky s integrovanou funkciou ventilácie aj do domácností. Doposiaľ sa však nejedná o bežný produkt. Na českom a slovenskom trhu sa vyskytuje len niekoľko klimatizácií s možnosťou vetrania. Navyše nespĺňajú hygienické požiadavky na čistotu vzduchu v interiéroch v plnom rozsahu, ale len čiastočne. Nepodarilo sa nám v SR ani v Čechách nájsť jednotku, ktorá by plnohodnotne vetrala a tak spĺňala hygienické normy.

Parametre a funkcie

Či už sa jedná o jednotku kompaktnú či delenú (tzv. splitovú), zďaleka nie všetky disponujú všetkými funkciami naraz. Tzv. komfortná klimatizácia ponúka všetky funkcie, tie čiastočné ponúkajú len niektoré. Podľa typu jednotky je možné vykonávať rôzne úpravy vzduchu: výmenu pri jeho znečistení, chladení či ohrev podľa aktuálnej tepelnej potreby, zvlhčovanie či odvlhčovanie podľa miestnych podmienok, filtráciu pre odstránenie prachu a baktérií, prevoňanie na zlepšenie ovzdušia, ionizáciu.

Klimatizácie dnes pomerne bežne ponúkajú rozšírené funkcie ako odvlhčovanie či filtrácia znečisteného vzduchu. Integrovaná možnosť vetrania je však doteraz skôr výnimkou. Autor: 3DPhoto, Shutterstock.

Pri návrhu aj výbere klimatizácie s integrovanou ventiláciou sa spravidla vychádza z:

• tepelnej záťaže (ktorá je súčtom záťaže vnútorných tepelných zdrojov (Qi) a vonkajších tepelných zdrojov (Qc)),

• z nastavených hodnôt prípustnej koncentrácie škodlivín,

• zo súčiniteľa vetracej rovnováhy, ktorý je pomerom množstva umelo odvádzaného vzduchu v m3/h ( Ɛ = Mp / Mo ),

• z intenzity výmeny vzduchu v miestnosti, kde je klimatizácia umiestnená. Jedná sa o frekvenciu výmen všetkého vzduchu za hodinu. S tým súvisia hygienické normy, ktoré určujú optimálnu rýchlosť prúdenia vzduchu v interiéri číslom 0,1 m/s,

• z množstva osôb pravidelne pobývajúcich v klimatizovanej miestnosti a ich priemernej frekvencie návštev daného priestoru.

Chladenie a vetranie v jednom

Klimatizácia s prívodom čerstvého vzduchu pracuje na štandardnom princípe chladenia aj na princípe rekuperácie. Tzv. rekuperačný režim dovoľuje vymieňanie vydýchaného vzduchu. Do jednotky je privádzaný čerstvý vonkajší vzduch, ktorý je zároveň čistený a vo výmenníku je z neho odoberané teplo a vlhkosť. Tie sú potom spätne využívané v prípade spustenej funkcie vykurovania či zvlhčovania vzduchu v miestnosti. Technológia free-cooling potom umožňuje úsporu energií, keď v noci, kedy je vonku chladnejší vzduch ako vo vnútri, vháňa do interiéru vzduch bez tepelnej úpravy. Niektoré klimatizácie tak ponúkajú inovatívne vetranie na vyššej úrovni.

Funkcie ventilácie v podstate nenavyšujú nijako významne spotrebu elektrickej energie. Pokiaľ potom dôjde k vypnutiu chladiacej funkcie a ventilátory pracujú len v režime vetrania, je na rozdiel od kompresoru odoberané skutočne len minimum energie. (Autor : Butsaya, Shutterstock)

Príkladné produkty

Jednotka Daikin Ururu Sarara je vhodným príkladom vyššie uvedeného. Jedná sa o komplexnú vzduchotechnickú jednotku vypracovanú v špičkovom dizajne s využitím najmodernejších technológií. Samozrejmosťou je funkcia chladenia a vykurovania. Integrovaná riadená ventilácia o výkone 23 m3/h zabezpečuje pravidelnú výmenu vzduchu v miestnosti, v priestore cca 26 m2 spraví jeho úplnú zmenu za necelé dve hodiny. Nejedná sa teda o stopercentné naplnenie hygienických noriem, ale v porovnaní so štandardnými jednotkami, za ktorých prevádzky je obvykle vetrané skutočne len sporadicky, sa jedná o veľký pokrok vedúci k zdravotnému komfortu užívateľov. Počas prevádzky jednotky dochádza k významným úsporám. Prispieva k nim hneď niekoľko faktorov. Jedným z nich je invertorová technológia. Odvlhčovanie (technológiou Ekodorai) umožňuje navýšenie tepelného komfortu v lete bez prechladzovania miestnosti. Zvlhčovanie (ktoré je tiež veľmi inovatívnou funkciou) navyšuje pocitovú teplotu (praktické v zimnom období) a prebieha s pomocou vstrebávania vlhkosti z privádzaného vonkajšieho vzduchu (vrátane toho zimného suchého). Filtre sú samočistiace, čo zabezpečuje stabilné prúdenie vzduchu.

Produktom číslo dva na trhu s vetracími klimatizačnými jednotkami je Air Exchanger spoločnosti Hitachi. Jej inštalácia je veľmi jednoduchá. Urobí sa jeden prieraz múru do vonkajšieho priestoru, do ktorého je umiestnená vzduchová hadica aj potrubie chladiva s ovládacím káblom. K ventilátoru je konštruovaný rotačný škrtiaci systém napojený cez vzduchové filtre na prívodné aj odvodné potrubie (zariadenie vlastní dva uzatvorené okruhy), čím je zabezpečené vetranie, potom odvod CO2 a ďalších škodlivých plynov von a čerstvého vzduchu dovnútra. Jedná sa však o symbolický výkon súvisiaci s odvodom vydýchaného vzduchu. Za hodinu odstráni maximálne 12 m3 starého vzduchu a nasaje maximálne 4 m3. Aj tu riadi ventilátory a kompresory invertorový regulátor, plynule mení ich výkon a tým dosahuje významné úspory (a znižuje hlučnosť jednotky). Nedisponuje však funkciou zvlhčovania.

Jednotka Daikin Ururu Sarara je priekopníčka medzi klimatizáciami: disponuje integrovanou ventiláciou a zabezpečuje tak pravidelnú výmenu vzduchu v miestnosti za čerstvý. Zdroj: Daikin Airconditioning Central Europe Czech Republic spol. s r.o.

Nový smer ?

Či už klimatizácie bez vetrania, tak aj klimatizácie s integrovanou ventiláciou majú svoje výhody. Pokiaľ chladíme teplý vzduch odoberaný z vonkajšieho prostredia, spotrebujeme viac energie. Pokiaľ chladíme vzduch cirkulujúci v miestnosti, jedná sa o energeticky úspornejší variant, ale stúpa koncentrácia CO2 (pokiaľ by sme súčasne vetrali napríklad oknami, navýšime opäť spotrebu energie). Ľudia si už uvedomujú, aký nevyhnutný je pobyt na čerstvom vzduchu a že je potrebné pravidelne a intenzívne vetrať. Existuje tak dôvod domnievať sa, že klimatizácie s integrovanou ventiláciou budú udávať ďalší smer vývoja.