98 Nízkoenergetické domy 3 6.3.4 Akumulace chladu Pro snížení instalovaného výkonu chladicích zařízení a zvýšení jejich provozní efektivity je možné využít akumulace chladu. V nočních hodinách jsou výhodné podmínky pro provoz chladicích zařízení díky nízké venkovní teplotě, případně levnějšímu tarifu elektrické energie. Akumulací chladu do vhodného materiálu lze přenést dostupný chladicí výkon do následujícího dne. Pro chlazení je potom požadován výrazně nižší výkon (i elektrický příkon) chladicích jednotek až o 50 %, část chladicího výkonu je přiváděna z akumulátoru chladu. Pro akumulaci chladu se používá nemrznoucích směsí, binárního ledu nebo ledobank. Nejčastěji se využívá akumulace do ledu. Výhodou použití binárního ledu (ledové krystalky o rozměrech desetin milimetru ve směsi s vodou) je možnost dopravovat jej čerpadly.
6.4 Klimatizační soustavy Pojem klimatizace laická veřejnost často spojuje především s chlazením vzduchu. Termín klimatizace má však širší význam, jedná se o úpravu vnitřního prostředí pro uspokojení základních požadavků osob, jako jsou tepelná pohoda a kvalitní vzduch. Klimatizační soustavy mají zajistit větrání (přívod čerstvého vzduchu a odvod škodlivin), vytápění, chlazení a úpravu vlhkosti vzduchu (zvlhčování, odvlhčování). Podle látky, kterou se přivádí teplo nebo chlad do prostoru, se klimatizační soustavy rozlišují na vodní, vzduchové, chladivové, případně kombinované soustavy. Pro různé druhy budov a požadavků na úpravu vnitřního prostředí jsou vhodné různé druhy klimatizačních soustav. Vzduchové soustavy jsou založeny na přivádění vzduchu, který je vhodně upraven v centrální vzduchotechnické jednotce (směšování čerstvého a oběhového vzduchu, jeho ohřev, chlazení, vlhčení, odvlhčení, filtrace), do prostoru. Využívají se především tam, kde jsou požadovány vysoké průtoky čerstvého vzduchu, např. v divadlech, restauracích, kinech a jiných shromažďovacích prostorách. Vzduchové soustavy je nezbytné použít i v případě požadavků na přesné dodržení teplot, vlhkostí a koncentrací v klimatizovaném prostoru. S ohledem na omezený pracovní rozdíl mezi teplotou přiváděného a vnitřního vzduchu může být zapotřebí relativně vysokých průtoků vzduchu pro zajištění tepelné pohody (vytápění, chlazení). Vysoké průtoky znamenají odpovídající nároky na prostor pro vzduchovody a také potřebu pomocné elektrické energie na pohon ventilátorů pro dopravu vzduchu. U vodních soustav je do klimatizovaných prostor energie přiváděna a odváděna otopnou nebo chladicí vodou. Jako koncové prvky je vhodné využívat nízkoteplotní otopné a vysokoteplotní chladicí plochy s převažující sálavou složkou nebo prvky s více či méně vyrovnaným poměrem mezi konvekční a sálavou složkou (otopná tělesa). Použití vzduchových cirkulačních jednotek (ohřev, chlazení) s ventilátory, tzv. fan-coily, s konvekčním přenosem energie do prostoru znamená
Obr. 6.11 Chladivová soustava pro současné vytápění a chlazení (VRV-WIII); zdroj: Daikin
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS182893
Technické soustavy
99
v celkové bilanci vysokou potřebu pomocné elektrické energie. Přívod čerstvého vzduchu a odvod škodlivin musí zajistit větrací soustava. Chladivové soustavy využívají pro přenos energie přímo oběhu chladiva mezi venkovní jednotkou a vnitřními jednotkami umístěnými v klimatizovaných prostorách. Chladivové soustavy s proměnným průtokem chladiva (VRF, VRV) mohou tvořit složité, avšak optimalizované sítě pro vytápění a chlazení většího počtu místností či celé budovy. Přívod čerstvého vzduchu a odvod škodlivin musí zajistit větrací soustava.
6.4.1 Větrací soustavy Větrání budov slouží k přívodu čerstvého venkovního vzduchu, podle potřeby vhodně upraveného, do vnitřních prostorů budov k zajištění požadované kvality ve vnitřním prostředí. Současně dochází k odvodu vzduchu znehodnoceného škodlivinami produkovanými ve vnitřním prostředí od osob a nábytku, prachem z textilií, palivových spotřebičů, produktů z vaření apod. Větrací soustavy se navrhují podle požadavků definovaných legislativou [24, 59, 62], případně normovými standardy [108]. U obytných budov se vychází z návrhové hodnoty dávky čerstvého vzduchu od 15 do 25 m3/(h.os), případně z doporučené intenzity větrání od 0,3 do 0,5 h-1. V době nepřítomnosti se uvažují snížené hodnoty intenzity větrání. U pracovního prostředí se požadují podle druhu provozu návrhové hodnoty 50 m3/(h.os) a více. Čerstvý vzduch se přivádí do místa pobytu osob tak, aby negativně nepůsobil na osoby. Znečištěný vzduch se odvádí z místností se zdroji znečišťujících látek, nejčastěji z hygienického zázemí, kuchyní, společenských sálů, velkoplošných kanceláří apod. S ohledem na požadavek vysoké těsnosti obvodového pláště energeticky úsporných budov nelze považovat infiltraci spárami oken, dveří apod. za účinné trvalé větrání. Podobně nelze doporučit větrání přívodem venkovního vzduchu podtlakem větracími otvory v kombinaci s nuceným odvodem vzduchu (nucené podtlakové větrání) nebo přirozeným / nuceným odvodem vzduchu. Doporučuje se využít nuceného rovnotlakého větrání se zpětným získáváním tepla, případně vlhkosti. Větrací soustava by měla umožnit regulaci průtoku větracího vzduchu podle aktuálních provozních požadavků v dostatečném rozsahu hodnot podle potřeby od nárazového intenzivního větrání po útlum v době nepřítomnosti osob. Větrací soustava může být řízena podle kvality vnitřního vzduchu na základě počtu přítomných osob nebo čidla koncentrace CO2. Prostory, v nichž jsou umístěny spotřebiče paliv v netěsném provedení (kamna, kotle), nesmějí být větrány podtlakově. Zároveň je nutné ke spalovacím zařízením přivést dostatečné množství spalovacího vzduchu. Je nezbytné vhodně svázat provoz větrání s provozem spalovacího zařízení, aby nedocházelo k provozním problémům. Obecně se však použití spalovacích zařízení v budovách s vysokým stupněm neprůvzdušnosti nedoporučuje, vyjma uzavřených spotřebičů s vlastním přívodem vzduchu. Snížení energetické náročnosti větrání je možné dosáhnout zpětným získáváním tepla, případně vlhkosti (snížení potřeby vlhčení). Zpětné získávání tepla je možné rozdělit na rekuperační systémy, kde se teplo předává mezi odváděným a přiváděným vzduchem přímo přes stěnu výměníku, a systémy regenerační, kde se teplo z odváděného vzduchu předává
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS182893
100 Nízkoenergetické domy 3 do akumulační hmoty a z ní se poté uvolňuje do přiváděného vzduchu. Pro zpětné získávání tepla lze v budovách využívat především: • rekuperační deskové výměníky – nejčastěji v provedení křížovém nebo protiproudém s teplotními faktory od 40 do 90 % podle poměru velikosti teplosměnné plochy a průtoku, • regenerační rotační výměníky – používají se především u velkých zařízení, akumulační hmota výměníku ve tvaru válce rotuje mezi proudem přiváděného a odváděného vzduchu, teplotní faktory se pohybují nad 60 %, u výměníků s hydroskopickou vrstvou je přenášena i vlhkost, • kapalinové teplosměnné okruhy – jsou tvořeny dvěma rekuperačními výměníky vzduch – kapalina, oddělenými kapalinovým okruhem (voda, nemrznoucí směs) pro přenos tepla na větší vzdálenosti, teplotní faktory běžných systémů se pohybují od 30 do 50 %.
6.4.2 Otopné soustavy Pro vytápění se doporučuje navrhovat vodní otopné soustavy jako nízkoteplotní s návrhovou teplotou otopné vody pod 40 °C. Takové řešení umožňuje efektivně využívat obnovitelné zdroje tepla pro vytápění a zároveň dosáhnout vysokého stupně tepelné pohody ve vnitřním prostředí. Nízkoteplotní otopné soustavy je vhodné realizovat jako teplovodní s otopnými tělesy nebo velkoplošné se stěnovými, stropními a podlahovými otopnými plochami, které umožňují udržovat nižší teplotu vzduchu v místnosti oproti konvekčním soustavám při zachování stejné tepelné pohody. Omezeně lze nízkoteplotní vytápění realizovat jako teplovzdušné. Pro zajištění teploty přiváděného vzduchu okolo 30 až 35 °C jsou nezbytné adekvátně vyšší teploty otopné vody (45 až 50 °C). Pro snížení potřebné teploty otopné vody je možné zvětšit teplosměnnou plochu výměníku teplovzdušné vzduchotechnické jednotky. Otopná soustava by měla pružně reagovat na změnu potřebného výkonu vlivem proměnlivých vnějších klimatických podmínek (venkovní teplota, sluneční záření) a vnitřních provozních podmínek (zisky od spotřebičů a osvětlení, příchod osob do místnosti aj.). Otopné soustavy proto musí vykazovat nízkou tepelnou setrvačnost danou především malým objemem otopné vody a tepelným oddělením otopných ploch od hmotných stavebních konstrukcí domu pro snížení tepelné setrvačnosti a zvýšení rychlosti odezvy na změnu vnějších klimatických či vnitřních teplotních podmínek. Jako vhodné soustavy lze uvést různé způsoby stěnového vytápění v podobě trubek či kapilárních rohoží uložených v omítkové vrstvě s podloženou tepelnou izolací, případně vybavených prvky rozvádějícími teplo. Pokud bude využita větrací soustava také pro výlučnou nebo převážnou distribuci tepla pro pokrytí tepelných ztrát (teplovzdušné vytápění), je nezbytné dodržet požadavky na maximální teplotu a rychlost přiváděného vzduchu. Z takových požadavků byla odvozena základní definice pasivního domu. Velká intenzita větrání by navíc mohla v zimních podmínkách vést k nepřijatelně nízké relativní vlhkosti vzduchu.
6.4.3 Chladicí soustavy Z hlediska potřeby chladu a elektrické energie na chlazení se doporučuje využívat sálavé chladicí soustavy (sálavé stropy, sálavé stěny), které umožňují oproti běžným převážně konvekčním soustavám (vodním, vzduchovým, chladivovým) o 15 až 30 % nižší potřebu energie
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS182893