RACIONALNO VARČNO PREZRAČEVANJE
Decentralno s senzorsko vodeno kontrolo vlage ali z rekuperacijo?
Za varčno prezračevanje stanovanj sta uveljavljena predvsem dva načina zračenja in sicer senzorsko vodeno mehansko prezračevanje brez rekuperacije toplote, najpogosteje na bazi kontrole zračne vlage in mehansko prezračevanje z rekuperacijo – vračanjem dela toplote odpadnega zraka ali tudi kombinacija obeh sistemov. V zadnjem času pa se spet pojavljajo tudi izvedbe kontroliranega samodejnega naravnega prezračevanja, kateremu optimalni približek je prav senzorsko vodeno mehansko prezračevanje brez rekuperacije toplote.
Decentralno prezračevanje s kontrolo vlage je zaenkrat večinoma najbolj racionalno varčna izbira zračenja hiš in stanovanj saj v praksi običajno predstavlja najboljše razmerje z zračenjem povezanih stroškov in prihrankov.
Varčno decentralno senzorsko prezračevanje na bazi kontrolo vlage
Še posebej v Sloveniji je manj znano, da je senzorsko higrosenzibilno prezračevanje teoretično in praktično energetsko varčnejše od navadnega mehanskega prezračevanja ali okenskega zračenja in v praksi večinoma, stroškovno ugodnejše in primerljivo z rekuperacijskim zračenjem. Tako je tudi iz standarda DIN 4701:10 in Nemške državne uredbe o varčevanju z energijo (EnEV) razvidno, da je zračenje z mehanskim prezračevanjem s kontrolo vlage 29% varčnejše glede na okensko zračenje, kar predstavlja le ca. 30 do max 36 % manj prihranka toplotne energije pri zračenju in le ca. 15 do 18% manj prihranka toplotne energije za celotno stanovanje v primerjavi z sistemi z zračenjem z 90% rekuperacijo v NEH objektih (ali še manjšo razliko v povprečnih objektih z slabšo zatesnjenostjo) ob tudi tri ali celo večkrat nižji investiciji glede na različne sisteme primerljivega zračenja z rekuperacijo, ki lahko potrebujejo tudi 20 do 40 let za povrnitev višjih stroškov investicije.
Ta razmerja potrjuje tudi raziskava na vzorčnem stanovanju, ki jo je opravil referenčni nemški Fraunhofer inštitut za gradbeno fiziko, ki celo navaja večje prihranke primarne energije s higrosenzibilnim zračenjem, kot jih dosegajo sistemi zračenja z 80% rekuperacijo. Prednosti senzorskega higrosenzibilnega prezračevanja so predvsem iz naslova racionalizacije zračenja povezanega s senzorsko kontrolo vlage in temu ustreznega samodejnega prilagajanja zračenja za varčevanje z energijo. Primeri iz prakse pa dokazujejo, da je mogoče brez rekuperacije doseči ne samo nizkoenergijski ampak celo plus energijski standard gradnje tudi pri sanaciji starejših graden.
Tudi raziskava Univerze Kassel, Nemčija iz leta 2002 na skupini NEH v praksi ne ugotavlja bistvene prednosti pri prihrankih toplotne energije v prid sistemom zračenja z rekuperacijo toplote v primerjavi z higrosenzibilnim prezračevanjem. Prav tako je iz podatkov DENA –Nemške državne agencija za energijo na osnovi praktičnih primerov razvidno, da se z mehanskim zračenjem brez rekuperacije toplote lahko dosegajo visoki standardi prihrankov energije v stanovanjskih stavbah, tako v novogradnjah kakor tudi pri sanacijah.
Zato se energetsko varčno mehansko prezračevanje s senzorsko kontrolo vlage (higrosenzibilno) lahko uporablja tudi za energetsko varčnejše gradnje. Ustreza tudi SIS 1946:6 standardu za prezračevanje bivalnih prostorov ter uporabi v skladu z EU in DIN standardi za mehansko prezračevanj kakor tudi nemški uredbi o varčevanju z energijo EnEV in standardom za zračenje sanitarij z ali brez oken.
V primerjavi skupaj s stroški investicije pa se decentralno mehansko prezračevanje s kontrolo vlage lahko izkaže za finančno bolj racionalno investicijo od prezračevanja z rekuperacijo celo v primarno energetsko pozitivni gradnji, saj se finančni prihranek pri investiciji lahko porabi za druge energetsko bolj učinkovite ukrepe, kot jo predstavlja prezračevanje z rekuperacijo.
Kako in kdaj je prezračevanje z rekuperacijo toplote lahko racionalno varčno !?
Prezračevanje z rekuperacijo je prezračevanje z delnim vračilom toplote odpadnega izrabljenega zraka. Pri tem proizvajalci rekuperacijskih naprav večinoma navajajo tudi več kot 90% stopnjo izmenjave, oziroma vračanje toplote rekuperacijske enote (ob idealnih pogojih – podobno, kot avtomobilski proizvajalci navajajo porabo goriva vozil, ki pa v praktičnih pogojih pogosto odstopa tudi za več deset odstotkov). Ob upoštevanju DIN 4701:10 standarda za vrednotenje prezračevalnih naprav (in EnEV –Nemške uredbe o varčevanju z energijo) predstavlja rekuperator z 90% učinkovitostjo le ca. 65% vračanja toplote iz prezračevanega zraka v stanovanjih in hišah pri zrakotesnosti n50 <1,5 h-1 (Blow Door test), ki jo za uporabo mehanskega prezračevanja z rekuperacijo predpisuje standard DIN 4108-7 in kar tudi odgovarja zahtevam za zrakotesnost nizkoenergetskih – NEH objektov. Pri energetsko zahtevnejših, kot na primer pasivnih objektih, kjer so zahtevane vrednosti zrakotesnosti blizu ali manjše od n50 < 0,6 h-1 pa se energetska bilanca sistemov zračenja z rekuperacijo toplote zviša in je tako lahko v polnejši meri racionalno varčna. V teh izračunih pa ni zajeta višja poraba za elektrike in vzdrževanje za delovanje centralnih sistemov zračenja z rekuperacijo toplote.
Razlike glede na nazivno vrednost prihranka rekuperatorja nastanejo zaradi dejstva, da ves zrak, ki prihaja v stanovanje ne gre skozi rekuperator, saj stanovanja niso 100% zrakotesna, dodatne izgube pa se lahko pojavljajo še pri odpiranju vrat in oken, kar se v praksi pogosto pojavlja in kar nakazujejo tudi raziskave, ki ugotavljajo, da tudi v stanovanjih prezračevanih z rekuperacijo mnogi stanovalci presenetljivo pogosto odpirajo okna.
Pri zrakotesnosti n50=1,5 h-1 ali slabši je na voljo še do 0,2 ali več urne izmenjave zraka mimo prezračevalnega sistema z rekuperacijo, kar poslabša energetsko bilanco zaradi zmanjšanja količine povrnjene toplote iz prostorov.
Za stroškovno utemeljenost oziroma racionalnost vrste uporabljenega zračenja je potrebno upoštevati razmerje med investicijo in prihranki, ter stroški obratovanja in vzdrževanja v predvideni dobi uporabe prezračevalnega sistema ob upoštevanju zahtev in standardov za prezračevanje. Tako je zaradi opisanih tehničnih dejstev in predvsem zaradi možne relativno višje nabavne cene prezračevanje z rekuperacijo do nadaljnjega manj stroškovno racionalna izbira.
Glede porabe primarne energije je prezračevanje s kontrolo vlage lahko primarno energetsko učinkovitejše celo od prezračevanja z 80% rekuperacijo (v primeru elektrike iz obnovljivih virov). V vsakem primeru pa je higrosenzibilno prezračevanje stroškovno bolj racionalna izbira v objektih, ki ne dosegajo višjih standardov zrakotesnosti od NEH gradenj.
Prezračevanje zrekuperacijo pa je večinoma boljša izbira v primeru večjih stavb oziroma stavb kjer je potreba po večjem volumnu prezračevanja. Lahko je tudi racionalna izbira v NEH gradnjah z malo zidane mase (opeka, beton), ki bi učinkovito akumulirala, oziroma absorbirala in oddajala toploto ali v stanovanjih s potrebo po nadstandardno povečanem zračenju v prostorih (iz raznih vzrokov).
Največja prednost centralnih sistemov zračenja z razvodom prezračevalnih jaškov ter odvodno/dovodno mehansko ventilacijo po stanovanjskih prostorih je možnost izredno učinkovite filtracije v okoljih s precej onesnaženim zrakom, kot na primer vonjav ali izpušnih plinov v bližini prometnic in podmikronskih oziroma nano delcev škodljivih emisij v onesnaženem zraku (ogljeni in HEPA filtri). Ob tem se je potrebno zavedati dražje investicije in predvsem dražjega vzdrževanja ter obratovanja takšne izvedbe zračenja.
Decentralizirano prezračevanje z rekuperacijo – je običajno izvedeno, kot hibridno prezračevanje z delno rekuperacijo
V zadnjem času je na trgu precej prisotno decentralizirano prezračevanje z rekuperacijo s kapaciteto ca 30 do 50 m3/h, kjer enote delujejo v parih z izmeničnim ciklom (menjava smeri zračenja v ca. eni minuti) in se večinoma vgrajuje le v sobe, medtem, ko se za sanitarije večinoma uporablja prekinjeno ventilatorsko zračenje. Pravzaprav gre pri tem za hibridno prezračevanje z le delno rekuperacijo toplote.
Četudi bi ti decentralizirani rekuperatorji vračali 90 % toplote je sama rekuperacija toplote v tako prezračevani stanovanjski enoti precej manjša zaradi odsotnosti rekuperacije v izhodnem zraku sanitarij in še precej manjša v kolikor ne gre za pasivne gradnje tako, da se prednost prezračevanja z rekuperacijo precej zmanjša v primerjavi z na primer senzorskim prezračevanjem s kontrolo vlage, ki se lahko izkaže za finančno racionalnejšo izbiro v seštevku investicije in porabe energije za ogrevanje, kar pa je odvisno od končne cene sistemov zračenja. Dodatno je potrebna v kuhinji vsaj obtočna napa saj takšni rekuperatorji ne dosegajo minimalno potrebnega pretoka zraka za kuhinje. Še dodatni problem je mešanje zraka med prostori, saj zrak ne potuje od sob proti »mokrim prostorom« (sanitarije, kuhinja), kot veleva standard prezračevanja ampak se meša med sobami, kar, na primer, ni primerno v kolikor so v kakšni sobi kadilci. Dodatno je ponoči lahko moteč slišen zvok teh naprav v spalnih prostorih tudi pri minimalni (premajhni !?) stopnji zračenja, medtem, ko pri večji izmenjavi zraka večinoma strmo narašča moteča hrupnost in dodatno pada stopnja rekuperacije toplote. So pa lahko takšne prezračevalne enote ob visoki subvenciji (50% za določena omejena področja) bolj cenovno dostopna investicija.
Še večji paradoks so takšne posamične samostojne rekuperacijske prezračevalne enote, ki kljub izmeničnem ciklu zračenja ne delujejo povezano v parih, saj v vsakem ciklu toplota v eno smer ni rekuperirana (zraka tukaj ni mogoče stiskati v prostoru) zato večinoma v vsakem ciklu zrak dodatno hkrati izmenično nekje uhaja navzven odnosno vstopa mimo brez rekuperacije toplote. Čeprav ima takšna naprava nazivno «90« % vračanja toplote pa vedno izmenjuje polovico zraka (polovico cikla) mimo rekuperatorja in je zato nazivna rekuperacija toplote le polovična (45%) v praksi pa običajno vsaj pol manjša. Odšteti pa je potrebno še izgube zaradi nepopolne zrakotesnosti, tako da v hišah z zrakotesnostjo manjšo od NEH standarda zrakotesnosti (prepustnost tudi do n50 < 3,0 h-1 ali celo večja) realna stopnja rekuperacije toplote pri zračenju strmo pada in od takšne rekuperacije toplote v praksi ostane bore malo varčevalne koristi, še posebej z ozirom na višje stroške investicije v rekuperacijo.
Učinkovite samostojne dvosmerne rekuperacijske prezračevalne enote s sočasnim dovodom/odvodom zraka pa so običajno precej dražje s čimer spet pridemo do vprašanja smotrnosti naložbe, v kolikor ne potrebujemo visoko učinkovite filtracije (ogleni filter) plinov in vonjav okolice, ki jo te lahko nudijo (niso pa vse, oziroma v osnovni izvedbi tako opremljene), kar pa dokaj podraži investicijo in vzdrževanje. Se pa naložba v čist zrak splača v kolikor je zrak okolice problematičen (emisije prometa plini in delci , industrije, kurjave, kmetijstva). Filtracijo zdravju škodljivih delcev PM10 in PM 2,5 (minimalno filter F7) pa tudi plinov in vonjav (ogleni filter,…) pa se lahko doseže tudi z decentraliziranim prezračevanjem brez rekuperacije (redki izvajalci).
Skratka pri uporabi v praksi so varčevalni energetski učinki pri zračenju z rekuperacijo toplote v objektih s slabšo zrakotesnostjo od pasivne gradnje (n50 <1,5 h-1) povprečno precej manjši od pomanjkljivih komercialnih teoretičnih prezentacij (stroškovno pa še slabši, kar pa je sicer odvisno od višine eventualne subvencije), pri čemer smotrnost centralne rekuperacije pride bolj do izraza z hkratnim kanalskim hlajenjem in možni visoki filtraciji – predvsem plinov in vonjav (ogleni filter,…), kar pa spet znatno podraži investicijo in vzdrževanje. Vse ostalo pa lahko običajno solidno opravi pogosto precej cenejše (kljub odsotnosti subvencije) decentralizirano prezračevanje s kontrolo vlage, kjer lahko potem razliko v ceni do dražjega prezračevanja vložite v boljšo izolacijo ali bolj učinkovit vir ogrevanja oziroma energije in boste tako iz denarja zaenkrat iztržili več energetske učinkovitosti, kot v primeru rekuperacije toplote iz zraka. Ob primernih pogojih, predvsem primerni nizki ceni ter določenih zahtevah (velik volumen zraka,…) pa je prezračevanje z rekuperacijo lahko racionalna izbira. Prezračevanje z rekuperacijo je lahko bolj primerno tudi v objektih brez ali z premalo termalne mase, ki bi primerno in učinkovito akumulirala toploto.
Je pa ob pravilni vgradnji in uporabi v vseh primerih navedenih sistemov zračenja možna zadostna prezračenost in preprečen pojav prekomerne zračne vlage, izbira pa je prepuščena tudi (ne)znanju (i)racionalnosti in željam uporabnikov ter strokovnim in »strokovnim« argumentom ponudbe tržne ekonomije in tozadevne (subvencijske) politike.
Primerno izbrano osnovno samodejno prezračevanje z ozirom na standard gradnje in zahteve je racionalna, učinkovita in energetsko varčna ter stroškovno ugodna rešitev prezračevanja !
Za vse nadaljnje informacije glede možnosti, prednostih in stroškovne racionalnosti vašim potrebam prilagojenega varčnega decentralnega prezračevanja, kakor tudi o vgradnji in nakupu ter varčevanju z energijo nas kontaktirajte. Sistem zračenja izvajamo z izbranimi kvalitetnimi prezračevalnimi enotami priznanih EU proizvajalcev. Dodatna pojasnila in informacije pa lahko najdete tudi na naših internetnih straneh.
Viri: DENA, CIPRA, Frauhofer inštitut za gradbeno fiziko Nemčija, DIN V 4701:10, EnEV,
Razmnoževanje in kopiranje tega zapisa delno ali v celoti v komercialne namene ni dovoljeno.