Větrání a teplovzdušné vytápění rodinných domů, bytů a bazénů

Transkript

1 ATREA s.r.o. Představení divize Větrání a teplovzdušné vytápění rodinných domů, bytů a bazénů 1

2 pohled na zemi z kosmu - cca 20 % obyvatelstva spotřebuje 80 % energií jak dlouho - kdy se probudí Čína a bude v noci světlo i v Africe? 2

3 vliv větší poptávky po energiích + problémy na Blízkém Východě cena ropy se v květnu 2006 pohybovala přes 70 USD/barel. 3

4 Jaká je reakce států závislých na dovozu plynu a ropy? => Zpřísnění stavebních předpisů Celková spotřeba energií - srovnání norem a předpisů hodnota energie v kwh/m2a elektro energie na provoz domácnosti 400 elektro energie na provoz vzduchotechniky 350 ohřev teplé vody topení běžná výstavba v ČR do cca 1990 SNB 1980 (Švédsko) WschVo 1984 (SRN) WschVo 1995 (SRN) Nízkoenergetický dům - obecně Energeticky pasivní dům obecně - požadavky Švédska z roku 1984 překonala SRN až v roce

5 Rozdělení objektů Maximální hodnoty spotřeby energie na topení pro jednotlivé kategorie objektů Nízkoenergetické objekty - max 70 kwh/m2.a - max 50 kwh/m2.a Energeticky pasivní objekty - max 15 kwh/m2.a Energeticky úsporné objekty Co znamenají v souvislosti s energeticky pasivními domy údaje: ? max 15 kwh/m2a spotřeba energie na vytápění rok (topnou sezónu) v přepočtu na m2 podlahové plochy max 40 kwh/m2a spotřeba celkové energie na provoz objektu za rok v přepočtu na m2 podlahové plochy cca 15 kwh/m2a - topení cca 11 kwh/m2a ohřev - TUV, cca 14 kwh/m2a provoz domáctnosti max 120 kwh/m2a primární energie - přepočet na základní energetickou surovinu (spotřeba objetu vč. přenosových ztrát - např. u elektro max 40 * 3) 5

6 Rozdělení objektů Zatímco v SRN jsou na objekt stanoveny výsledné parametry spotřeby a je na projektantovy jakými konstrukcemi požadavek splní, v České republice jsou definovány součinitele prostupu tepla pro jednotlivé kategorie objektů v ČSN je zakotven pojem PASIVNÍ DŮM. Použití konstrukcí s parametrem U ale ještě neznamená, že realizovaný objekt bude mít spotřeby energií dle obecných požadavků na EPD závisí i na dalších faktorech. Zpřísnění ČSN v roce v normě definovány požadavky na konstrukce pro PASIVNÍ DŮM 6

7 Vliv chování uživatelů Velmi šetrně se chovající majitelé NED objektu mohou dosáhnout takové spotřeby energie, jako nešetrní majitelé EPD. Dvě rozdílné rodiny v typově stejném domě nebudou mít shodné spotřeby energií. Spec. Energy consumption for heating (measured) Building Stock Low Energy Houses BESTAND Passive Houses NEH Passivhäuser 7

8 Zlepšování izolačních parametrů konstrukcí (obecně) cca 1985 cca 1995 cca 2005 U = ~ 0,44 U = ~ 0,22 U = ~ 0,1 U = ~ 0,88 U = ~ 0,31 U = ~ 0,15 Dřevostavba Masivní stavba 8

9 Vzduchotěsnost objektů Použití těsných oken a dokonalé napojení a vzájemné utěsnění všech konstrukcí nutná podmínka, aby přes plášť budovy neproudil vzduch a neřízeně odváděl teplo z objektu U dřevostaveb často zajištěno tzv. parozábranou (obvykle PE folii); nutno dbát i na utěsnění a napojení veškerých prostupů instalací přes plášť budovy 9

10 Vzduchotěsnost - měření dle EN parametr (n 0,6/h-1 při Δp = 50 Pa) měření Zjišťování netěsných míst 10

11 Vzduchotěsnost - měření V [m3/h] p [Pa] 11

12 Vzduchotěsnost - vyhodnocení Objemový tok vzduchu V [m3/h] 10000,0 V ,0 100,0 n50 = 10,0 V50 V 1,0 1 [ h-1 ] Tlakový rozdíl p [Pa] Regresní přímka Naměřené hodnoty V obestavěný prostor objektu ( m3 ) V50 množství vzduchu potřebné pro udržení rozdílu tlaku 50 Pa ( m3/h ) Pro EPD nutno n50 0,6 [ h-1 ] 12

13 Tepelné ztráty Celkové tepelné ztráty se skládají z: - prostu tepla přes konstrukce (průchod přes stěny, okna, podlahu, střechu) - infiltrací (průchod vzduchu přes spár oken a netěsnosti v konstrukcích) - větrání (výměna vzduchu) 13

14 Shrnutí stavební části Díky dokonalým tepelně izolačním parametrům konstrukcí a oken je na minimum potlačena ztráta prostupem. Vzduchotěsný plášť budovy eliminuje ztrátu infiltrací. Zde je problém vyřešen, maxima je dosaženo. Co ale vnitřní mikroklima a větrání? 14

15 ZÁKLADNÍ VELIČINY, KTERÉ MUSÍ BÝT V INTERIÉRU OBJEKU V ROVNOVÁZE : TEMPEROVÁNÍ OBJEKTU: Požadavek na držení interiérové teploty dle požadavku (vazba na tepelné ztráty domu) RELATIVNÍ VLHKOST INTERIÉRU (s důrazem na topné období): Doporučuje se udržet v rozsahu 40 50% (v zimním období) ODÉROVÉ MIKROKLIMA V OBJEKTU (obsah CO2; odvod škodlivin a výparů): Přívodem čerstvého vzduchu udržení CO2 dle zvolené třídy mikroklima (např. 0,12 % - třída kvality C ) 15

16 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20,0-25,0 Měření z (EPD Rychnov) 0:00 0:46 1:32 2:18 3:04 3:50 4:36 5:22 6:08 6:54 7:40 8:26 9:12 9:58 10:44 11:30 12:16 13:02 13:48 14:34 15:20 16:06 16:52 17:38 18:24 19:10 19:56 20:42 21:28 22:14 23:00 23:46 0:00 0:46 1:32 2:18 3:04 3:50 4:36 5:22 6:08 6:54 7:40 8:26 9:12 9:58 10:44 11:30 12:16 13:02 13:48 14:34 15:20 16:06 16:52 17:38 18:24 19:10 19:56 20:42 21:28 22:14 23:00 23:46 průběh teploty, relativní a měrné vlhkosti 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20,0-25,0 - ČERVENÁ venkovní teplota ( C) - MODRÁ interiérová teplota ( C) Měření z (EPD Rychnov) 16

17 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 Měření z (EPD Rychnov) 0:00 0:46 1:32 2:18 3:04 3:50 4:36 5:22 6:08 6:54 7:40 8:26 9:12 9:58 10:44 11:30 12:16 13:02 13:48 14:34 15:20 16:06 16:52 17:38 18:24 19:10 19:56 20:42 21:28 22:14 23:00 23:46 0:00 0:46 1:32 2:18 3:04 3:50 4:36 5:22 6:08 6:54 7:40 8:26 9:12 9:58 10:44 11:30 12:16 13:02 13:48 14:34 15:20 16:06 16:52 17:38 18:24 19:10 19:56 20:42 21:28 22:14 23:00 23:46 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20,0-25,0 0:00 0:46 1:32 2:18 3:04 3:50 4:36 5:22 6:08 6:54 7:40 8:26 9:12 9:58 10:44 11:30 12:16 13:02 13:48 14:34 15:20 16:06 16:52 17:38 18:24 19:10 19:56 20:42 21:28 22:14 23:00 23:46 0:00 0:46 1:32 2:18 3:04 3:50 4:36 5:22 6:08 6:54 7:40 8:26 9:12 9:58 10:44 11:30 12:16 13:02 13:48 14:34 15:20 16:06 16:52 17:38 18:24 19:10 19:56 20:42 21:28 22:14 23:00 23:46 průběh teploty, relativní a měrné vlhkosti 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20,0-25,0 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 - MODRÁ relativní vlhkost interiéru (%) - ČERVENÁ relativní vlhkost venkovního vzduchu (%) Měření z (EPD Rychnov) 17

18 Měření z (EPD Rychnov) 0:00 0:45 1:30 2:15 3:00 3:45 4:30 5:15 6:00 6:45 7:30 8:15 9:00 9:45 10:30 11:15 12:00 12:45 13:30 14:15 15:00 15:45 16:30 17:15 18:00 18:45 19:30 20:15 21:00 21:45 22:30 23:15 0:00 0:45 1:30 2:15 3:00 3:45 4:30 5:15 6:00 6:45 7:30 8:15 9:00 9:45 10:30 11:15 12:00 12:45 13:30 14:15 15:00 15:45 16:30 17:15 18:00 18:45 19:30 20:15 21:00 21:45 22:30 23:15 průběh teploty, relativní a měrné vlhkosti MODRÁ měrná vlhkost interiéru (g/kg s.v. cca na m3 vzduchu) - ČERVENÁ měrná vlhkost venkovního vzduchu (g/kg s.v.) Měření z (EPD Rychnov) 18

19 průběh teploty, relativní a měrné vlhkosti Relativní vlhkost vzduchu relativní vlhkost [%] 70 Teplota vzduchu interiérová exteriérová březen duben duben teplota [ C] 10 březen exteriérová únor prosinec interiérová 15 leden 0 20 Měrná vlhkost vzduchu 5 9,00 8,00-5 duben březen únor leden prosinec -10 měrná vlhkost [g/kg s.v.] 0 7,00 6,00 interiérová exteriérová 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 únor leden prosinec 0,00 19

20 Vlhkost a teplota vzduchu Venkovní vzduch těchto parametrů (spodní zelený bod): te = - 5 C rh = 70% měrná vlhkost 1,8 g/m3 Ohřejeme na teplotu 20 C (obvyklá interiérová teplota) horní zelený bod, obsah vody v m3 vzduchu zůstane stejný, relativní vlhkost klesne na cca 12 %. 20

21 Vlhkost a teplota vzduchu Pokud budeme venkovním vzduchem těchto parametrů (spodní modrý bod): te = - 5 C rh = 70 % měrná vlhkost 1,8 g/m3 nahrazovat vnitřní vzduch (horní bod): te = 20 C rh = 50 % měrná vlhkost 8,2 g/m3 V obestavěném prostoru 300 m3 intenzitou 100 m3/hod (tj. výměna n= 0,3) pak bez výdeje vlhkosti z činnosti osob (vaření, mytí atd.) by za 1 hod. klesla interiérová vlhkost z 50% na 37%. Je potřeba vyvážit intenzitu větrání s produkcí vnitřní vlhkosti. Měření z provozu EPD Rychnov potvrzují, že je to možné. 21

22 Modelování koncentrace CO2 Matematický model místnost 60m3/h 22

23 Modelování koncentrace CO2 Matematický model prostor bytu dokonale propojeného 200 m3 23

24 Modelování koncentrace CO2 Matematický model prostor domu dokonale propojeného 500 m3 24

25 Měření koncentrace CO2 Rh a CO2 INTERIÉRU EPD Rychnov měření % Ø koncentrace CO2 (ppm) I-06 XII-05 XI-05 X-05 IX-05 VIII-05 VII-05 VI-05 V-05 IV-05 III-05 II-05 Ø relativní vhkos t (%) I-05 ppm EPD Rychnov - měření CO2 a rh v interiéru 25

26 Větrání x ztráta tepla Je možné větrat, aniž bychom teplo otevřeným oknem ztratili? Je možné toto teplo vrátit zpět do objektu? 26

27 Odpověď je: 27

28 Co je to rekuperace tepla? Znovuzískávání odpadního tepla v křížovém nebo protiproudém výměníku odpadní teplý vzduch předává svou energii nasávanému čerstvému (obvykle chladnějšímu ) vzduchu. Tyto dva okruhy se za žádných okolností nemísí jsou dokonale od sebe odděleny! 28

29 2 možnosti jak větrat Při stavbě domu je možné mimo jiné použít tyto varianty pro zajištění dokonalého větrání s rekuperací tepla a vytápění: 1) Řízené větrání v kombinaci s klasickou topnou soustavou (radiátory, podlahové vytápění atd.) 3) Teplovzdušné vytápění a větrání 29

30 30

31 Řízené větrání s rekuperací - Vzduch je odsáván z WC, koupelen, kuchyně - Čerstvý vzduch je přiváděn do obytných místností - Výměnu vzduchu a rekuperaci zajišťuje rovnotlaká větrací jednotka - Temperování objektu zajišťuje samostatná otopná soustava 31

32 Větrací jednotka DUPLEX 220, 360 Rozměry 750 x 465 x 290 mm Účinnost 92 % Ventilátory s AC řízením Ovládání vypínačem - 2 stupně otáček 32

33 DUPLEX 230 / 330 / 500 EC Rozměry 750 x 530 x 355 Účinnost 89% Ventilátory s EC řízením Ovládání - CP stupňů výkonu - udržování konstantního průtoku vzduchu 33

34 úvaha Proč ale u pasivního a nízkoenergetického domu realizovat dvě soustavy? Není možné zajistit temperování objektu pomocí instalovaného systému vzduchotechniky? V mnohých státech realizováno pomocí rovnotlakého VZT systému, hovoří se o problémech s nízkou interiérovou vlhkostí na konci topné sezóny : Kde je problém? Je možné i jiné řešení? 34

35 vzduch jako nosič tepla Omezení - vzduch můžeme ohřát na max. teplotu 50 C pak už dochází k termickému rozpadu prachu (hygiena) U rovnotlakého větracího systému pro temperování objektu musíme stále přivádět venkovní vzduch celodenním přívodem 100 m3/h (obvyklá hodnota větrání pro čtyřčlennou rodinu při plném obsazení) a max. možným dohřevem na 50 C jsme schopni do objektu přivést topný výkon W. Tato hodnota je dokonce i pro pasivní domy nedostatečná!! Při zvýšení přívodu vzduchu dle požadavku tepelných ztrát objektu - pro 2 kw trvale cca 200 m3/h - dochází v topném období k vysušení interiéru právě výměnou vnitřního (vlhkého) vzduchu za venkovní (suchý). 35

36 řešení dvouzónový systém 36

37 Režimy provozu REŽIM č.3 - cirkulační - využívá se pouze cirkulující vzduch interiéru - nasává se v nejvyšší části objektu a v největší místnosti přízemí centrální mřížkou (C1) - průchodem vzduchotechnickou jednotkou se přefiltruje a dle potřeby dohřeje - přivádí se do obytných místností, které temperuje Výhody cirkulačního okruhu: - při temperování není nutné větrat, nevysušuje se interiér - cirkulací jsou tepelní zisky (krb, slunce) rozváděny do celého objektu - obyvatel, sedící v přízemí má k dispozici i vzduch z podkroví (kapacitní článek, možnost snížení intenzity větrání = provozní úspory) - vhodným dimenzování VZT jednotky (ohřívače a cirkulačního ventilátoru je možné temperovat i objekty do tepelné ztráty cca 8 kw = možnost použití pro větší objekty 37

38 Režimy provozu REŽIM č.3 (cirkulační) bez ohřevu. 38

39 Režimy provozu REŽIM č.3 (cirkulační) s ohřevem. 39

40 Režimy provozu REŽIM č.1 v tomto nastavení se teplovzdušné vytápění provozuje ve stejném principu, jako rovnotlaká větrací jednotka vzduch je odváděn z WC, koupelen a kuchyně přiváděn do obytných místností 40

41 Režimy provozu REŽIM č.1 (větrací). 41

42 Režimy provozu REŽIM č.2 větrací + cirkulační vytápěcí: - vzduch je samostatným okruhem odváděn z WC, koupelen) - po rekuperaci je přiváděný venkovní čerstvý vzduch přimíchán do cirkulačního vzduchu a následně přiveden do obytných místností - je využito všech výhod obou režimů (cirkulačního + rovnotlakého větracího), je možno temperovat objekt bez jakéhokoliv snížení komfortu pro uživatele - oba okruhy (větrací i cirkulační) jsou dokonale odděleny, odváděný vzduch z WC, koupelen a kuchyní se nedostává do obytné části 42

43 Režimy provozu REŽIM č.2 cirkulační + větrací 43

44 Režimy provozu REŽIM č.2 cirkulační + větrací + ZVT 44

45 Detail odvětrání koupelen a kuchyní Schéma odvětrávacího okruhu v objektu (i1) 45

46 Přívod vzduchu do obytných místností Do obytných místností je vzduch přiváděn plochým rozvodem v tl. izolace podlah, ukončených podlahovou vyústkou. (U NED domů podmínka; u EPD možno přívod realizovat i ze stropu ventily záleží na posouzení odborného projektanta) 46

47 Režimy provozu REŽIM č.4 podtlakové větrání (odsávání WC, kuchyně, koupelen) 47

48 Zemní výměník tepla V letním období se vzduch procházející zemním výměníkem tepla (plastová trubka uložená v zemi) ochlazuje od okolní zeminy možno použít pro ochlazování interiéru (částečná náhrada strojní klimatizace) V zimním období se přiváděný vzduch průchodem trubkou od okolní zeminy ohřívá energetický přínos 48

49 Režimy provozu REŽIM č.2 cirkulační + větrací + ZVT 49

50 Režimy provozu REŽIM č.5 přetlakové větrání (možnost využití pro noční předchlazení, ve spojení se zemním výměníkem tepla i pro chlazení interiéru) 50

51 Napojení na zdroje tepla maximální teplota topné vody (UT) ze zdroje tepla, vhodná pro jednotky řady DUPLEX RB, RC,RD,RDH,RK je 55 C obvykle se teplota topné vody pro výpočty volí a navrhuje na C jedná se o nízkoteplotní topný systém => možné napojení i na tepelná čerpadla a solární systémy 51

52 Napojení na zdroje tepla Pro zajištění temperování objektu potřebuje jednotka DUPLEX R_ zdroj tepla IZT tepelné čerpadlo Plynový kotel Elektrický kotel Elektrický ohřívač do potrubí 52

53 IZT Integrovaný zásobník tepla IZT 615 / 915 / 380 -základní ohřev pomocí elektrospirál - možnost připojení dalších zdrojů tepla, využívajících obnovitelných zdrojů (kotel na biomasu, solární systém) - možnost připojení tepelných čerpadel - příprava topné vody a ohřev TUV v jednom zařízení. 53

54 IZT Integrovaný zásobník tepla Výhody koncepce akumulační náplně (= topná vody systému objektu) a vnořeného výměníku pro průtočný ohřev teplé užitkové vody: vyloučení vzniku bakterií LEGIONELLY (není nutné pravidelně zahřívat zásobník na vysoké teploty) teploty odstranění usazování agresivních kalů delší životnost dobré rozvrstvení teploty vody po výšce zásobníku využití výkonu solárního systému 54

55 IZT Integrovaný zásobník tepla IZT 615 / 915 / 380 model 2006 zachování výhod předchozí koncepce díky stratifikátoru dokonalejší rozvrstvení teplot po výšce zásobníku maximálně možné využití výkonu solárního systému 55

56 Realizace 1. pasivního domu v ČR (2004) 56

57 Realizace 1. pasivního domu v ČR (foto 07/2006) 57

58 Technická místnost Kromě nádrže IZT (zdroj tepla), vzduchotechnické jednotky DUPLEX RB, vývodu cirkulačního zemního registru je k dispozici i umyvadlo, sprcha, WC a pračka = DOKONALÉ VYUŽITÍ PROSTORU 58

59 Technická místnost 59

60 VHKOST INTERIÉRU EPD Rychnov měření

61 EPD RYCHNOV spotřeba energií EPD Rychnov tabulka parametrů objektu výp. zimní te= -18 C; Ø tabulková teplota topného období = 3,6 C; tabulková délka topného období 256 dní,instalovaný solární systém aktivní plocha 5,4 m2;místo stavby Rychnov u Jablonce nad Nisou; 133,5 m2 podl. plochy hodnoty teoreticky vypočtené a tabulkové Spotřeba energie na provoz domácnosti (kwh/rok) Spotřeba energie na provoz VZT systému (kwh/rok) Spotřeba (kwh/rok) energie na vytápění Spotřeba energie na ohřev TUV (kwh/rok) Solární systém přínos ( kwh/rok ) Spotřeba energie na vytápění v kwh/m2a. Celková spotřeba Rychnov kwh/rok. energie EPD * ** * ** (vč. provozu VZT systému) (do této spotřeby je také zahrnuta energie na provoz měřících ústředen: celkově 262 kwh/rok) , * +bez zisků 9589 ** - bez * +zisky akt.solárů *** zisků okny aktiv.solárů * - při započítání teoretických pasivních solárních Hodnoty reálně měřené započítání pasivních solárních zisků okny *** - bez započítání aktivních solárních zisků solárním systémem a pasivních solárních zisků okny 61

62 EPD RYCHNOV celkové provozní náklady (topení, ohřev TUV, provoz domácnosti) porovnání s NED Porovnání celkových nákladů stejná dispozice domu, různé parametry U stavebních konstrukcí: Provozní náklady porovnání dle cen energií 2005 x 2006: K-ce doporučené: 3479 Kč (navýšení 14,7 %) K-ce realizované EPD: 546 Kč (navýšení 3,2 %) Porovnání rozdílu celkových nákladů k-ce doporučené bez rekuperace x EPD s rekuperací s účinností 85% Kč Kč 62

63 Porovnání provozních nákladů - EPD Náklady (Kč/rok) (spotřeba r.2005; ceny energií dle jednotlivých roků) Kompletní provoz elektro Náklady dle sazby D35 provoz VZT spotřeba domácnosti paušální platba za jistič ohřev TUV vytápění (16 hod. nízký a 8 hod. vysoký tarif) Severočeské energetiky dle jednotlivých období Porovnání provozních nákladů - NED 2006 Náklady ( Kč/rok) (spotřeba r.2005; ceny energií dle jednotlivých roků) Porovnání provozních nákladů - BD Náklady ( Kč/rok) (spotřeba r.2005; ceny energií dle jednotlivých roků) provoz VZT spotřeba domácnosti paušální platba za jistič ohřev TUV vytápění 2003 provoz VZT spotřeba domácnosti paušální platba za jistič ohřev TUV vytápění EPD = energeticky pasivní dům NED = nízkoenergetický dům BD = běžná stávající- výstavba

64 Děkuji Vám za pozornost 64

65 více informací