Snižování energetické náročnosti čistých prostor bez ohrožení kvality prostředí

Tématem 24. ročníku konference byla „Čerstvý vzduch a ekologické chladivá“. Konference nabídla prostor pro prezentaci výsledků odborného výzkumu a provedených experimentálních měření, ale i prezentaci firemních a technických řešení. Jedním z podstatných tematických celků byly změny v legislativě a důraz na snižování energetické náročnosti.

Obr. 1: Z konference Vzduchotechnika 2025

Snižování energetické náročnosti čistých prostor podle EN ISO 14644-16

Čisté prostory jsou specifické tím, že v nich dochází k řízení koncentrace částic ve vznosu a dalších parametrů, jako je teplota, vlhkost nebo tlak. Používají se v nejen v nemocnicích, ale i ve výrobě elektroniky nebo v mikrobiologických laboratořích. Tyto prostory jsou navrhovány jako vestavby s udržovaným přetlakem vůči okolí, přičemž klíčovým požadavkem je vysoká čistota přiváděného vzduchu. Proto je součástí vzduchotechnického systému několikastupňová filtrace. Čistota se udává podle počtu částic na metr krychlový, podle ČSN EN ISO 14644-1 se rozděluje na třídy čistoty ISO 1 - 9, kde ve třídě ISO 1 jsou požadavky na čistotu nejpřísnější.

Zajištění požadované kvality prostředí čistého prostoru je výrazně energeticky náročné. Norma EN ISO 14644-16 nabízí řešení, jak snížit spotřebu energie bez ztráty kvality prostředí. Doporučení jsou vhodná nejen pro čisté prostory, ale i pro další typy řízeného prostředí. Doporučuje se například utlumit provoz v případech, kdy to dovoluje režim využití prostoru. Dále může být vhodné snížit objem přiváděného vzduchu nebo snížit požadavky na teplotu a relativní vlhkost. Oddělení prostoru přetlakem by se ale mělo zachovat, aby nedocházelo k přenosu částic. Po každém útlumu je nutné provést kontrolu kvality prostředí před znovuuvedením do provozu.

Vzduchotechnický systém by také měl být vybaven systémem adaptivního řízení, který upravuje průtok vzduchu podle momentální potřeby. Důležitý je i správný výběr vzduchových filtrů o dostatečné dimenzi a vhodné účinnosti, aby zbytečně nezvyšovaly tlakovou ztrátu. Z hlediska návrhu prostoru se doporučuje minimalizovat jeho velikost, volit pouze nezbytnou třídu čistoty a omezit počet osob v prostoru na minimum.

Snižování nákladů na provoz VZT jednotky

Ing. Júlia Jánošová z robatherm Slovensko provedla analýzu celoživotních nákladů na provoz dvou vzduchotechnických jednotek – jedné se základním vybavením a druhé s prémiovými komponenty. Důležité parametry, které ovlivňují energetickou efektivitu, jsou filtry, tepelné výměníky a ventilátory. Z pohledu nákladů byla posuzována spotřeba elektrické energie, potřeba tepla a nároky na údržbu.

V případě použití prémiového filtru je pořizovací cena sice několikrát vyšší, přináší ale výrazně nižší tlakovou ztrátu, a to znamená nižší náklady na elektrickou energii na její překonání. Rovněž se snižují náklady na údržbu během roku, protože kvalitní filtry není potřeba měnit tak často. Při ceně elektřiny 0,20 €/kWh a bez zohlednění budoucího růstu cen energií vyčíslila Ing. Jánošová úsporu za 20 let provozu na 40 900 €.

Významný potenciál úspor přináší rovněž kvalitní výměník pro zpětné získávání tepla s vysokou účinností a nízkou tlakovou ztrátou. Umožní ušetřit jak na provozu ventilátoru, tak na menší potřebě výkonu ohřívačů a chladičů. V tomto případě může úspora během 20 let dosáhnout až 70 000 €.

Další úspory přináší použití ventilátorů s vysokou účinností, které výrazně snižují spotřebu elektrické energie oproti standardním modelům. Kombinace kvalitního návrhu, použití prémiových komponentů a správné údržbě je možné za celou dobu provozu ušetřit celkem 122 000 € při doplňkové investici 11 600 €.

Obr. 2: Porovnání nákladů na nákup a provoz VZT jednotky s běžnými a prémiovými komponenty, autor: Ing. Júlia Jánošová, robatherm Slovensko s.r.o.

Změny v použití chladiv podle Nařízení EU o F-plynech

Dne 11. 3. 2024 vešlo v platnost Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) 2024/573 o fluorovaných skleníkových plynech, o změně směrnice (EU) 2019/1937 a o zrušení nařízení (EU) č. 517/2014. Cílem nové legislativy je snížit a regulovat použití fluorovaných skleníkových plynů, které mají v porovnání s CO₂ o mnoho vyšší potenciál globálního oteplovaní (GWP). Používají se zejména jako chladiva pro chladicí zařízení a tepelná čerpadla.

Nařízení zavádí postupné zákazy podle hodnoty GWP. Od 1. 1. 2025 zakazuje použití chladiv s vyšším GWP než 700 pro komerční a průmyslové aplikace. Dále se ke stejnému datu zakazuje servis a údržba chladicích zařízení s chladivy ≥ 2 500 GWP. Výjimkou zůstává použití recyklovaných nebo regenerovaných chladiv, a to do 1. ledna 2030. Chladiva s GWP ≥ 2 500 se používají například pro chlazení v supermarketech a dalším potravinářském průmyslu. Další omezení vstoupí v platnost 1. ledna 2032, bude platit zákaz použití chladiv s ≥ 700 GWP pro údržbu nebo servis chladicích zařízení.

Regulace se bude vztahovat i na tepelná čerpadla, od 1.  1. 2026 nesmí být pro servis a údržbu použito chladivo s GWP ≥ 2 500. Rovněž zde platí výjimka pro regenerované nebo recyklované chladivo do 1. 1. 2032. Z nařízení je vyňaté vojenské vybavení a technologie určené pro hluboké zmrazení.

Programování v BIM s pomocí AI

Využití BIM v projekci přináší velké množství výhod, například snadnou koordinaci profesí, kontrolu kolizí nebo snadnou správu údajů o budově. Možnosti práce v BIM prostředí lze dále rozšířit pomocí programování, a to i bez hlubších znalostí programovacích jazyků. Ing. Lukáš Michalák a doc. Ing. Zuzana Straková, PhD. ze Stavebné fakulty STU v Bratislavě ukazují, jak lze díky kombinaci algoritmizace a nástrojů umělé inteligence zefektivnit tvorbu vlastních funkcí a podpůrných nástrojů v BIM prostředí.

Díky umělé inteligenci je možné jednoduše vytvořit kód na základě popisu požadované výsledné funkce. Následuje iterační proces, kdy je vygenerovaný kód vložen do programovacího rozhraní BIM a je na základě chyb upravován. Je ale potřeba vzít v potaz limity jazykových modelů, rovněž se hodí mít alespoň základní znalost programovacích jazyků a schopnost rozeznat části kódu, které nedávají smysl.

Touto cestou byl Ing. Michalák schopen vytvořit několik různých nástrojů. Pro správné dělení BIM modelu po jednotlivých podlažích se hodí příkaz na rozdělování stoupacích potrubí. V bodě, kde rovina jednotlivých podlaží protíná potrubí, je automaticky vložena spojka potrubí, která ho rozdělí. Dalším příkladem je automatické osazování prostupů v nosných stěnách s odpovídajícím tvarem a velikostí. Dokonce je možné tímto způsobem i automatizovat výpočet tlakové ztráty na potrubí. Takové nástroje výrazně zrychlují a zpřesňují práci projektanta.

V případě zájmu o bližší informace z konference je možné se obrátit na sekretariát Slovenské společnosti pro techniku prostředí.