Rekuperácia tepla (VZT). Povinnosť alebo nutnosť?

Je nutné mať v dome od roku 2021 pasívne vetranie, teda rekuperáciu tepla?

Neexistuje jediný predpis, ktorý by ľudí nútil mať v dome vetranie s rekuperáciou tepla (VZT). Prečo teda mnohí architekti tvrdia, že rekuperácia je nevyhnutná?

Táto požiadavka vyplýva z výpočtov. Podľa energetickej triedy A0 pre domy s takmer nulovou spotrebou energie platnej od roku 2021 sa posudzujú tri hlavné zložky energetickej hospodárnosti budovy:

• Tepelnoizolačné vlastnosti obalových konštrukcií budovy
• Tepelné straty a zisky domu
• Príprava tepla a výroba z obnoviteľných zdrojov

Tepelnoizolačné vlastnosti obalových konštrukcií

...sa postupne zlepšujú už od roku 1960. Zateplené boli aj prvé panelové domy. Mali takzvané sendvičové steny, kde stredná vrstva tvorila tepelnoizolačný betón. Impulzom k zatepľovaniu bola v tých rokoch najmä snaha o nezávislosť od dodávok energie zo susedných krajín, ako aj ekológia = zápach z početných komínov.

Neskôr prišiel rok 2010, kedy sme začali brať zatepľovanie vážnejšie. Odvtedy pravidelne pripravujeme trh s produktmi, konštrukčnými detailmi a remeslom, aby sme dokázali doručiť dnes požadované domy triedy A0. Najslabším článkom sú okná, ktoré treba vyberať zodpovedne. Pri konečnom rozhodnutí rád poradí každý architekt alebo vykurovací technik.

Treba povedať, že kvalitný tepelný obal budovy je pre jej obyvateľov výhodný, pretože znižuje počet kritických miest obalu (tepelných mostov) a teda výskyt plesní. Znižuje potrebu tepla, a tým eliminuje príliš suchý vzduch a množstvo prachových častíc, ktoré upchávajú pľúca a prenášajú roztoče a vírusy.

Ako pri všetkom, aj tepelnoizolačný obal by sa nemal preháňať. Od určitej hrúbky má pridávanie hrúbky izolácie vplyv na úsporu. Pri fasádnych stenách sme dosiahli hrúbku 600 mm polystyrénu, kde teoreticky trvá pol roka, kým teplo unikne z konštrukcie (pri úplnej vzduchotesnosti domu).

Tepelné straty a zisky, nútené vetranie

...budovy je teplo, ktoré uniká z domu cez vyššie spomínaný obal budovy. Pri výpočte sa upravujú hrúbky izolácie a hľadajú sa možnosti zmysluplných úspor v detailoch. Práve tu prichádza na rad jedna z najdôležitejších úloh vykurovacieho projektanta — šetriť náklady na výstavbu aj na prevádzku domu. Teplo sa stráca aj vetraním. Pri dodržaní minimálnej výmeny vzduchu n = 0,50, teda 50 % objemu vzduchu v dome za hodinu, dosahujeme tepelnú stratu 10-15 kWh/m² * rok. Keď musíme splniť normu s maximálnou tepelnou stratou 20,40 kWh/m² * rok, zostáva nám veľmi málo priestoru pre prestupy cez tepelný obal objektu. Preto architekti hromadne siahajú po rekuperácii s účinnosťou 85-90 % (85-95 % tepla sa vráti zo „špinavého“ vzduchu späť pri ohreve čerstvého vzduchu).

V zemných domoch na túto rekuperáciu tepla využívame zeminu a na vetranie pasívne vetranie. Pasívne vetranie však dokáže vrátiť len 10-15 % tepla a norma neuznáva akumuláciu tepla v zemine pod zeleňou strechou. Preto sa rozhodujeme posudzovať zemné domy podľa metodiky Passive House Planning Package (PHPP), ktorá oveľa presnejšie zodpovedá nameraným hodnotám. V PHPP sa ukazuje, že rekuperácia pomáha len minimálne. Výpočtový program PHPP zachytáva realitu s vysokou presnosťou. Preto rekuperáciu nepoužívame. Oficiálne sa však na posudzovanie musí použiť STN a ČSN, kde je rekuperácia nevyhnutná. Postupne sa dostávame aj k výskumu, teda k overovaniu reality v spolupráci s univerzitami.

Okrem tepelných strát má dom aj vnútorné tepelné zisky, ktoré treba zohľadniť. Patria sem počítače, sporáky, varné dosky, predpokladaný počet ľudí v dome a chladničky. Okná sa zarátavajú do vonkajších tepelných ziskov, teda množstva tepla získaného zo slnka cez okno, ako najlacnejší solárny panel. Treba poznamenať, že okná orientované na juh majú počas roka väčšie tepelné zisky než straty. Uvažujem s oknami s parametrami pre pasívne domy, teda Uw = 0,85 W/m²K (toto platí od Uw = 1,10).

Veľkou otázkou sú tepelné zisky vo vzťahu k úsporám na izolácii a vykurovacích prvkoch, ako aj predchádzanie prehrievaniu v lete. Prehrievanie v lete bude s meniacou sa klímou najčastejšou otázkou pre vykurovacích špecialistov. Predpisy však takéto posúdenie pre obytné budovy nevyžadujú. Je to výlučne zodpovednosť projektanta a ochota investorov vynaložiť prostriedky na komplexné riešenie domu.

Výroba tepla a produkcia z obnoviteľných zdrojov, život mimo siete

Tu nastupuje alchýmia vykurovacieho projektanta. Musí vybrať čo najmenej produktov, ktoré spolu zabezpečia zmysluplnú výrobu tepla potrebného v dome. Produkty a zariadenia musia spoľahlivo spolupracovať, teda ide o riešenie odolné voči chybám. Prirodzene sem patrí aj výroba energie z takmer nekonečnej energie slnka.

Najmenšia kombinácia pozostáva z troch prvkov. Systém I:

• Sálavé panely
• Kachle s výmenníkom na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV) a vykurovanie priestoru
• Fotovoltika

Alternatívou je kompaktná jednotka, ktorá integruje všetky časti: Systém II:

• Vykurovanie domu - distribúcia tepla
• Rekuperácia teplaOhrev TÚV, kombinovaný s fotovoltaickými panelmi alebo tepelným čerpadlom zem-voda. Tepelné čerpadlo vzduch-voda musí byť v chladných mesiacoch kombinované s predohrevom.
• Doplnkové kachle - voliteľné

Z ponúkaných možností jednoznačne volíme jednoduchšie, menšie produkty. Dôvody sú:

• Jednoduchšie produkty sú lacnejšie na inštaláciu.
• Jednoduchšie produkty sú spoľahlivejšie a majú dlhšiu životnosť, aj pri čiastočnej poruche.
• Pri jednoduchšom systéme s oddelenými časťami sú opravy jednoduchšie. Nahradí sa iba malá časť alebo úsek novým. Oprava je samozrejme oveľa jednoduchšia a rozložená v čase.
• Možnosť žiť mimo siete, teda sebestačne

Život mimo siete a tepelné čerpadlo

Vďaka veľmi nízkej potrebe tepla na vykurovanie krátkeho domu si klient môže vybrať spôsob vykurovania. Tepelné čerpadlá a rekuperácia sú navrhnuté na veľmi nízku, no nepretržitú spotrebu. Zapnuté tepelné čerpadlo spotrebuje v zime asi 20 kWh/deň pre dom triedy A1 a asi 10 kWh/deň pre dom triedy A0. Rekuperácia spotrebuje dodatočne 1 kWh/deň. Spotreba domácnosti (počítač, varenie, pranie, vianočné osvetlenie) predstavuje v zime 8 kWh/deň. Teplo z dreva (drevo ako batéria) sa ľahko vyrába a vyžaduje 1-1,5 kubického metra ročne. Existuje však výrazný rozdiel medzi spotrebou 8 kWh/deň a spotrebou 19-29 kWh/deň. Rekuperácia v kombinácii s tepelným čerpadlom by pri off-grid systéme vyžadovala viac než dvojnásobnú kapacitu batérií a fotovoltiky. Preto odporúčame jednoduchší vykurovací systém bez rekuperácie.

Inštalácia systému 12-16 kWp oproti systému 29-38 kWp predstavuje pri živote mimo siete výrazný rozdiel v nákladoch.

Príklad spotreby energie v dome

• Práčka: 0,30 kWh/deň
• Varenie: 1-2 kWh/deň (varené jedlo - mäso alebo koláč)
• Osvetlenie: 0,20 kWh/deň
• Chladnička: 0,40 kWh/deň
• Rýchlovarná kanvica / na cesty: 0,2 kWh/deň (3 kávy / 1 l čaju denne)

Záver

Rekuperácia tepla má zmysel a je pre väčšinu domov nevyhnutná. Podstatné je zvážiť, kedy ju použiť a kedy ju obísť. V prípade nášho krátkeho domu sa rozhodujeme systém obísť, pretože skúsenosti našich klientov naznačujú, že rekuperácia sa tu neoplatí. Zemný akumulátor okolo a pod domom zaisťuje požadovanú tepelnú stabilitu a pasívne vetranie zabezpečuje čerstvý vzduch.