Úspora energie ve vzduchotechnických zařízeních
© Fotolia.com
Netěsnosti vzduchotechnického potrubí znamenají nejen energetické ztráty, ale i další potíže a všechny se projevují růstem nákladů.
Úkolem vzduchotechnického potrubí je dopravovat za hygienicky a energeticky optimálních podmínek vzduch, sloužící k požadované či nezbytné obnově vzduchu v místnosti.
Zpravidla se tak děje přiváděním co nejčistšího venkovního vzduchu za současného odvádění znečištěného vzduchu z místnosti.
Vzduchotechnické potrubí je nezbytné k dopravě venkovního vzduchu do zařízení sloužícího k jeho úpravě a dále k jeho přivádění do místnosti (přívodní vzduch), jakož i k odvodu odpadního vzduchu z místnosti.
V budoucnu (počínaje rokem 2020) bude nutné vzduchotěsnosti VZT systémů věnovat větší pozornost, a to jak z hygienických důvodů, tak zejména kvůli úsporám energie z hlediska norem EPBD o úsporách energie.
Nedostatečná vzduchotěsnost způsobuje úniky, jež mohou mít různé následky; všechny však mají společného jmenovatele: zvýšené náklady.
Následky úniku zapříčiněných nedostatečnou vzduchotěsností VZT potrubí jsou tedy velmi rozmanité a projevují se mnoha způsoby.
V následujícím textu se chci blíže věnovat pouze normativním předpisům pro VZT potrubí a dopadům úniků na spotřebu energie a náklady.
Nutnost úspory energie
Cíle v oblasti úspory energií stanovené v evropské směrnici o energetické náročnosti budov 2002/91/ES jsou realizovány prostřednictvím nařízení o úsporách energie a dále prostřednictvím různých norem a směrnic.
Pro ventilační a klimatizační zařízení platí v první řadě norma DIN EN 13779: „Větrání nebytových budov – Základní požadavky na větrací a klimatizační zařízení“.
Norma DIN EN 13779 definuje takzvané třídy SFP (= Specific Fan Power, tj. specifický výkon ventilátoru); jedná se o celoevropsky platnou veličinu příkonu ventilátoru na m3 přepraveného objemu vzduchu (jednotka: W·m-3·s).
Hodnota SFP je také (energetickým) ukazatelem kvality kompletního optimalizovaného ventilačního a klimatizačního zařízení! Snížit potřebný výkon ventilátoru a optimalizovat hodnotu SFP lze snížením tlakových ztrát, použitím účinnější ventilační techniky a také snížením množství unikajícího vzduchu. Norma DIN EN 13779 vzduchotěsnost zařízení sice zmiňuje a uvádí různá doporučení, nepoužívá se však jako přímý faktor při výpočtu.
Pro projektanty a provádějící firmy se proto jedná o nedostatečnou pomůcku k optimalizaci zařízení a v konečném důsledku pro plnění smlouvy, neboť norma DIN EN 13779 v bodě A.8.1 požaduje: „Sjednané objemové proudy vzduchu (např. objemový proud venkovního vzduchu na jednu osobu) musejí být v obytných zónách vždy dodrženy. Při dimenzování objemového proudu vzduchu ventilátoru musejí být zohledněny netěsnosti vzduchotechnického systému a jednotky k úpravě vzduchu.“
Je třeba si uvědomit, že s každým krychlovým metrem unikajícího vzduchu se plýtvá upraveným vzduchem, že ventilátor musí dopravit adekvátně větší množství vzduchu, že musí být dimenzováno větší VZT zařízení a že se tedy kromě výrobních nákladů zvyšují zejména náklady provozní.
Změna objemového proudu se na potřebném výkonu ventilátoru projeví následovně:
 |
Příklad: Zvýšení objemu o 10 % = zvýšení příkonu o 33 % |
| V1 | teor. bez úniků potřebného objemového proudu vzduchu | V2 | proud vzduchu s unikajícím vzduchem |
| P1 | výkon vent. pro teor. potřebný obj. průtok | P2 | výkon vent. s unikajícím vzduchem |
Specifický výkon ventilátoru PSFP [W·m-3·s] se dle DIN EN 13779 vypočte z elektrického příkonu motoru ventilátoru ve wattech tak, že se vydělí jmenovitým objemovým proudem vzduchu ventilátoru v m3·s-1.
Změna hodnoty SFP při změně proudu vzduchu se tedy vypočte následovně:
 |
Pro SFP z toho vyplývá funkce |  |
Normy a stav techniky v oblasti vzduchotěsnosti
Snaze o úsporu energie vycházejí vstříc mezinárodní normy v oblasti VZT potrubí tak, že se škála tříd těsnosti EUROVENT rozšířila o „třídu vzduchotěsnosti D“ v normě DIN EN 13779, a to na základě normy DIN EN 12237.
Klasifikace dle normy DIN EN 12237 pro kulaté a hranaté VZT potrubí:
| Třída vzduchotěsnosti | Mezní hodnota statického tlaku (ps) Pa | Mezní hodnota míry úniku vzduchu (fmax) m3 × s-1m-2 | |
|---|---|---|---|
| Kladná | Záporná | ||
| A | 500 | 500 | 0,027 × pt0,65 × 10-3 |
| B | 1 000 | 750 | 0,009 × pt0,65 × 10-3 |
| C | 2 000 | 750 | 0,003 × pt0,65 × 10-3 |
| D | 2 000 | 750 | 0,001 × pt0,65 × 10-3 |
S dnes ještě běžnými standardními vzduchovými kanály se v praxi často nedosahuje ani třídy vzduchotěsnosti A.
V některých normách např. EN 16798 se můžeme najít nové dělení tříd těsnosti VZT potrubí:
Tato norma je též někdy nazývána jako EPBD (Energy Performance Building Development ) a jako minimální uvádí třídu B, doporučená je třída těsnosti C:
Ztráty způsobené úniky
Úniky lze lépe znázornit, když si představíte, že byste vzduch přenášeli v kbelíku jako vodu. Pomyslete na to, kolikrát by se netěsnící kbelík při přenášení určitého množství vody, resp. v průběhu určité doby vyprázdnil.
Převedete-li tento model na běžnou velikost vzduchových kanálů (1000 × 500 × 1500 mm = objem 750 l) s povrchem 4,5 m2 při systémovém tlaku 250 Pa, můžete jej ilustrovat následovně:
Hodinový objem unikajícího vzduchu při třídách vzduchotěsnosti dle DIN EN 12237
| Třída vzduchotěsnosti A 21,1 × objem součástí 15 832 l/hod. |
Třída vzduchotěsnosti B 7 × objem součástí 5 277 l/hod. |
Třída vzduchotěsnosti C 2,3 × objem součástí 1 759 l/hod. |
Třída vzduchotěsnosti D 0,78 × objem součástí 586 l/hod. |
Pokud se zamyslíte nad již vyslovenými důsledky tohoto obrovského objemu unikajícího vzduchu, jenž přijde nazmar, musí vám být jasné, že vzduchotěsnosti je v předpisu VDI 6022 a stále častěji i v normách a směrnicích zcela oprávněně přikládán stále větší význam.
Je zřejmé, že s energeticky optimálními VZT zařízeními je nezbytné počítat již ve stadiu projektování, v němž je rovněž třeba rozhodnout o použitém VZT potrubí.
Shrnutí
Při nevyužití potenciálu úspory energie pomocí těsnějšího vzduchotechnického potrubí je nutné kvůli únikům zvýšit dimenzování všech komponent VZT zařízení a počítat s vyššími provozními náklady. Se zvyšujícími se požadavky na výkon ventilátoru je obtížnější dodržet požadované hodnoty SFP a normy EPBD.
Levné opatření ke zlepšení hodnoty SFP a dodržení normy EPBD představuje zhotovení těsnějšího VZT potrubí; po dokončení montáže je však lze provést pouze ve velmi omezené míře, pokud vůbec. Rozhodnutí o vzduchotěsnějších rozvodech musí proto padnout již ve fázi projektování.
Perspektivní projektování a provádění VZT zařízení, jež odpovídá dnešnímu stavu techniky, je nezbytné k dlouhodobému plnění požadavků na úsporu energie a zamezení vzniku regresních nároků vzniklých neplněním požadavků kladených na zařízení.
Nedodržení norem ostatně představuje porušení povinnosti, z něhož pak vyplývají příslušné právní důsledky.
Ještě informace pro ekologicky smýšlející čtenáře:
Sečteme– li energii spotřebovanou ventilátory na pokrytí úniků vzduchu vlivem netěsností ve vzduchotechnickém potrubí – odpovídá tato hodnota zhruba roční výrobě jaderné elektrárny a posuďte sami – nedala by se tato energie využít lépe?
Nabízíme kompletní sortiment zahrnující VZT jednotky, požární klapky, čisté prostory, potrubní systémy, distribuční elementy, indukční jednotky, pasivní stropy a další příslušenství pro vzduchotechniku.