Řízené větrání a optimální rovnováha vlhkosti a CO2
Proč vybavujeme domy řízeným větráním s rekuperací? Především proto, abychom zajistili dostatečný přívod čerstvého vzduchu a současně odvedli vlhkost a škodliviny, které se v domě tvoří. Vyšší intenzita větrání nám v interiéru zajistí kvalitní a čerstvý vzduch s nízkou úrovní CO2, ale v mrazivých zimních dnech povede s vysokou pravděpodobností k vysoušení vzduchu a nízké vlhkosti v interiéru. Zajištění odpovídající kvality vzduchu a současně omezení problému s nízkou vlhkostí vyžaduje více opatření. Firma Brink má v tomto ohledu dlouhodobé zkušenosti a její systém větrání se vzduchotechnickým rozvodem Air Excellent se snaží tento problém řešit komplexně od samého počátku.
Tento článek vychází z desítek lez zkušeností výrobců firem Brink a Ubbink na evropském trhu a jejich distributora pro ČR firmy ŠTORC TZB s.r.o. Větrání a s ním spojené vysoušení vzduchu je nutné vnímat a řešit v souvislostech.
Jaká je optimální vlhkost vzduchu a koncentrace CO2?
Dosažení nízkých hodnot koncentrace CO2 a současně vyšších hodnot relativní vlhkosti je v zimních měsících obtížné. Možným řešením je správný návrh, instalace a regulace systému větrání. Jsou však situace, kdy ani to nestačí a musíme přikročit k doplnění technologie, která nám pomůže zvýšit vlhkost v interiéru, nebo musíme udělat kompromis v kvalitě prostředí.
Současné zajištění optimálního vnitřního klima v zimních měsících v podobě nízké koncentrace CO2 a ideální vlhkosti vzduchu je v praxi obtížně dosažitelné. Pro odvod CO2 je potřeba více vzduchu než pro odvod vlhkosti.
Optimální vlhkost vzduchu v zimních měsících s ohledem na uživatelský komfort a současně s ohledem na to, aby nedocházelo k namáhání konstrukcí stavby (kondenzace), je někde v rozmezí 40–50 %. V extrémních mrazech je pro většinu osob krátkodobě akceptovatelná vlhkost klesající k 30 %.
Optimální úroveň koncentrace CO2 v interiéru by měla být do 1 000 PPM. Vyhláška 268/2009 nám uváděla, že by koncentrace CO2 v interiéru neměla dlouhodobě přesáhnout 1 500 PPM. Měli bychom mít na paměti, že se zvyšujícím se požadavkem na kvalitu vzduchu (nižší hodnoty CO2 v interiéru) se zásadně zvyšuje požadavek na intenzitu větrání a tím logicky i odvod vlhkosti z domu. Například pro dosažení koncentrace CO2 1 250 PPM potřebujeme přivádět přibližně 16 m3/h vzduchu na osobu. Pro koncentraci 1 000 již 24 m3/h vzduchu na osobu a pro koncentraci 800 PPM je to až 35 m3/h vzduchu na osobu. Každým m3 navíc, který přivádíme současně odvádíme i vlhkost z interiéru.
Jak je patrné, současného plnění ideálních podmínek koncentrace CO2 a relativní vlhkosti v zimních měsících není snadné dosáhnout. Na prvním místě tedy musíme optimálně dimenzovat, nastavit a řídit větrání a zároveň by optimalizace či změny systému měly být možné i během provozu větrání.
Optimální nastavení průtoku vzduchu do jednotlivých místností
Přesné dimenzování a především nastavení průtoku vzduchu do jednotlivých místností je základním předpokladem optimálního větrání. Je vhodné, aby množství přiváděného vzduchu do obytných místností odpovídalo produkci CO2 v jednotlivých místnostech, tedy počtu osob, které se zde dlouhodobě zdržují. Počet osob dlouhodobě využívající místnosti se ale v čase může měnit. Proto je vzduchotechnický rozvod Air Excellent vybaven regulačními klapkami a clonami, které umožňují přesné nastavení průtoků nehledě na koncové distribuční elementy. Průtoky vzduchu lze kdykoli upravit podle aktuální situace a zkušeností s provozem. Nepřevětráváme, větráme pouze tam a tolik, kolik je potřeba. Je vhodné, když VZT rozvod má určité rezervy a přesné nastavení se provede pomocí regulace průtoku. To umožňuje v budoucnu určité úpravy průtoku.
Rozdělovací DBox ve vzduchotechnickém rozvodu Air Excellent jsou vybaveny regulačními klapkami nebo clonami a lze tak snadno a přesně upravovat průtok vzduchu do jednotlivých místností.
Optimální nastavení větrací jednotky
Přesné nastavení větrací jednotky je jedním z dalších nezbytných kroků pro správné větrání. Větrací jednotky Brink umožňují snadné nastavení a úpravu průtoku dle aktuální potřeby. Větrací jednotky Brink nastavujete přímo v hodnotách m3/h, které vidíme na displeji větrací jednotky. Větrací jednotky Brink jsou navíc vybaveny automatickou regulací konstantního průtoku, která udržuje nastavené rovnotlaké větrání navzdory měnícím se povětrnostní podmínkám a zanášení filtrů, které mají vliv na odpor VZT rozvodu.
Nastavení jednotky přímo v hodnotách m3/h velmi usnadňuje a zpřehledňuje nastavení větrání. Montážní firma i uživatel mají přesnou informaci o intenzitě větrání.
Přesné nastavení senzorů CO2 Brink podle požadované hodnoty PPM a průtoku vzduchu v m3/h.
Řízení větrání dle koncentrace CO2
Systém větrání je možné vybavit senzory CO2 umístěnými v nejdůležitějších obytných místnostech. Senzory CO2 pak dle aktuální kvality vzduchu (přítomnosti osob) řídí plynule průtok vzduchu větrací jednotky. Regulace Brink umožňuje přesné nastavení senzorů přímo v hodnotách PPM. Navíc dává uživateli zpětnou vazbu o aktuálním průtoku vzduchu a koncentraci CO2. To umožňuje optimalizovat větrání. V průběhu roku tak můžeme měnit nastavení intenzity větrání a kvalitu vzduchu (hodnoty PPM).
Řízené větrání bychom měli být schopni řídit. Nastavení horní hranice senzorů tak můžeme v zimních měsících měnit v rozsahu 1 000 až 1 500 PPM, dle požadavku uživatelů. Regulace větracích jednotek Brink je tomuto uzpůsobena.
Zónové větrání Brink a 3cestný ventil
Systém větrání Brink je možné rozšířit o 3cestný ventil a rozdělit tak dům například na denní a noční část. Dojde tím ke snížení celkové míry větrání při zachování kvality prostředí. Na straně přívodu do obytných místností je zónové větrání řízeno časovým programem nebo senzory CO2 a na straně odtahu pak vlhkostním senzorem nebo nárazovými tlačítky. Větrací jednotka tak pracuje s menším objemem vzduchu a omezuje se tak i vysoušení vzduchu v chladných měsících.
3cestný ventil
Účinnost zpětného zisku tepla entalpických výměníků bývá nižší jak klasických protiproudých výměníků. Výměníky Brink se pohybují na hodnotách 86 % ZZT a 70–77 % zpětného zisku vlhkosti (hodnoty dle PHI)
Entalpické výměníky a zpětný zisk vlhkosti
Jednotky Brink Flair je možné vybavit vyspělými entalpickými výměníky, které vrací část vlhkosti zpět do přiváděného vzduchu.
Nejnovější generace entalpických výměníků Brink je tvořena polymerovou membránou opatřenou antibakteriální vrstvou. Výměníky Brink propouští výhradně vodní páry a jejich vysoká účinnost zpětného zisku vlhkosti je doložena uznávanými certifikáty.
Množství přenesených vodních par závisí na rozdílu vlhkosti na stranách výměníku. Je-li produkce vlhkosti v interiéru nízká, nebo je-li intenzita větrání vysoká, není zpětný zisk vlhkosti dostatečný (výměník nemá co vracet) a dochází k postupnému poklesu vlhkosti v domácnosti. Není-li možné optimalizovat větrání a snížit průtok vzduchu, pak musíme pro zajištění požadované vlhkosti doplnit zvlhčovač vzduchu.
Pozn. bude-li naopak produkce vlhkosti v domácnosti vysoká, entalpický výměník bude vracet podstatně vlhčí vzduch než je žádoucí. V takovýchto případech není použití entalpického výměníku vhodné. Výměník je možné v budoucnu do větracích jednotek doplnit na základě zkušeností s reálným provozem.
Zvlhčovač EVAP
Pro případy, kde regulace průtoku vzduchu a entalpický výměník nevyřeší nízkou vlhkost vzduchu, dodává firma Brink zvlhčovač EVAP. Zvlhčovač Evap pracuje na základě přirozeného principu odpařování vody (adiabatický proces). Suchý vzduch proudí skrz zvlhčovanou matrici a odpařuje vodu z jejího vlhkého povrchu, čímž se zvyšuje jeho vlhkost.
Zvlhčovač Evap se umísťuje za větrací jednotku na přívodní potrubí do domu a funguje zcela nezávisle. Regulace spíná, je-li obsah vlhkosti venkovního vzduchu a vzduchu přiváděného do domu příliš nízký.
Pro napájení zvlhčovače Evap se používá výhradně čerstvá studená voda, která prochází přes vodní LegioSafe filtr umístěný ve výměnné kazetě a po průtoku zvlhčovačem je voda odvedena do odpadu (nedochází k žádné recirkulaci vody).
Zvlhčovač EVAP je určen pro zvlhčování v běžné rezidenční výstavbě a je schopen zajistit odpovídající vlhkost přiváděného vzduchu.
Závěr
Správný název pro „rekuperaci“ je řízené větrání se zpětným ziskem tepla. Tak jak vyplývá z názvu, neměl by být systém větrání „statický a neměnný“ tak, jak jej někdo od stolu navrhl a na stavbě někdo nastavil, ale naopak by měl umožňovat řízení podle aktuálního stavu a potřeb. Životní styl jednotlivých domácností se liší a v čase vyvíjí (mění se počet členů domácnosti). Proto systém větrání Brink umožňuje určité změny a úpravy nastavení. Tímto je myšleno především nastavení průtoků vzduchu do jednotlivých místností a nastavení větrací jednotky. Obdobně tak, jak upravujeme nastavení topného systému v průběhu topné sezóny, můžeme upravovat nastavení systému větrání.
Na základě mnohaletých zkušeností s problémem nízké vlhkosti vzduchu víme, že vysoušení interiéru je mnohdy umocňováno nevhodnou regulací větrací jednotky, zvyšováním jejího výkonu beze smyslu či špatným zaregulováním VZT rozvodu. Řešením problémů s nízkou vlhkostí vzduchu tak nejsou „zázračné jednotky se zázračnými entalpickými či rotačními výměníky“, ale komplexní a smysluplné řešení větrání od jeho návrhu, po jeho regulaci, nastavení reálných hodnot a provoz.
Nízká úroveň vlhkosti v interiéru může být ovlivněna:
- Vysokou teplotou. Zvýšíme-li teplotu vzduchu například z 22° C/40 % na 25 °C, klesne nám relativní vlhkost na 33 %. S každým zvýšením teploty o 1 °C nám klesá vlhkost přibližně o 2,5 %.
- Nekontrolovaným „paralelním“ větráním. Netěsný dům, nebo zbytečné otvírání oken, když v domě běží vzduchotechnika. Časté používání digestoře s odtahem vně domu, kdy musí být otevřeno okno. Do současných domů je vhodnější recirkulační digestoř, kde rekuperace si s vyšší vlhkostí poradí.
- Špatné dimenzování nebo zaregulování VZT rozvodu. Do vybraných místností jde více vzduchu, než je potřeba a naopak.
- Špatně nastavená větrací jednotka a její regulace. Provoz na větší vzduchový výkon, než je ve skutečnosti nutné.
- Zbytečné zvyšování míry větrání, než je ve skutečnosti nutné. Například osazování infrasenzorů a vlhkostních senzorů do koupelen, kdy dochází ke zvýšení míry větrání v celém domě při každém použití koupelny. Je-li dům s řízeným větráním dobře dimenzován, neobjevují se problémy s vysokou vlhkostí.
Příklad regulace větrací jednotky Brink Flair na základě koncentrace CO2. Z grafického záznamu je patrné, jak vzduchový výkon kopíruje úroveň koncentrace CO2. Regulace Brink umožňuje monitorování a následnou optimalizaci větrání.
Firma ŠTORC TZB - autorizované zastoupení a importér Raychem, Brink, Ubbink a Ventmann pro ČR. Nabízíme komplexní systém větrání se zpětným získáváním tepla Brink a Ubbink, distribuční elementy Ventmann, podlahové vytápění Raychem, regulace, ochrana ...