asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví
Partneři kategorie

Teplo a chlad inteligentního domu

10.11.2009
Přívlastek „inteligentní“ si musí jeho nositel zasloužit svými schopnostmi, vlastnostmi i talentem. Inteligentní však může být i dům a podmínky, které musí splňovat, jsou v mnohém podobné. Ideální je, když výborné vlastnosti ukáže ve všech parametrech. Zvláště v těch, které jsou pro jeho obyvatele nejnákladnější. A těmi jsou určitě spotřeba při vytápění a chlazení.

Téma cen a spotřeby energií ve společnosti neustále rezonují, zvláště když jde o zdražování. A o to jde prakticky vždy, protože snižování cen energií, s malou výjimkou v případě elektrické energie, se jen tak nedočkáme. Primární a nejvíce využívané zdroje jsou u nás právě ty nejdražší. Elektřina, plyn, ropa. Ještě stále jsme nedocenili význam obnovitelných zdrojů a technologií, které je dokážou využívat. Odrazují nás možná předsudky, nedůvěra, neznalost, možná výška vstupních investicí, ale to všechno se dá překonat. Tak je to i v případě stavby inteligentního domu. První otázka většiny lidí by byla určitě jednoduchá: Proč?

Asi proto, že je na čase začít přemýšlet v dlouhodobých souvislostech. Nemyslet jen krátkodobě, což v případě stavby znamená krátkozrace, ale zohlednit všechny možné faktory, které budou mít vliv na kvalitu bydlení i budoucích uživatelů, rovněž proto, že tento typ domu splňuje nejvyšší nároky na energetickou náročnost, ale přitom nijak neomezuje komfort používání. Právě naopak, využívá tzv. „zelenou“ energii, čímž se alespoň částečně distancuje od konvenčních vyčerpatelných zdrojů, které navíc znečišťují životní prostředí.

Kromě toho můžeme s inteligentním domem elegantně a jednoduše komunikovat prostřednictvím ovládacího panelu. Protože je inteligentní, dokáže vám říci, že ho něco trápí, že se něco porouchalo nebo že něco není nastaveno ideálně. A navzdory tomu všemu, co musí splňovat, aby se označeními inteligentní a nízkoenergetický mohl pyšnit, nezaostává ani v takové důležité oblasti, jakou je architektura a design. Ukážeme si to na konkrétním příkladu stavby, držící na Slovensku v kategorii rodinných domů prvenství.

Jak vytápět nově
Abychom se v budoucnosti nemuseli trápit nad tím, kde vzít peníze na účty za spotřebu vytápění, věnujme už v současnosti pozornost jeho zefektivnění. Nedůvěra našich stavebníků k novým, u nás ještě stále málo využívaným způsobům vytápění a chlazení je připravuje o možnost provozovat dům opravdu efektivně a s výraznými finančními zisky. Propočty v případě inteligentního nízkoenergetického domu to jednoznačně dokazují.

Jde o důmyslný organismus, který sice na počátku vyžaduje vyšší vstupní investice, ale vůbec nejde o rozdíl propastný. Hlavními součástmi otopného a chladicího organismu naší stavby je šest slunečních kolektorů, 335 metrů vrtů, tepelné čerpadlo, krbová vložka, elektrická spirála, zásobník vody – média na vytápění, systém podlahového vytápění a stropního chlazení, systém přípravy teplé pitné vody, vzduchotechnika a technologie bazénové haly. Nelekněte se všech zmíněných součástí, protože v konečném důsledku bude efektivnost vytápění stoupat a náklady klesat.

Vytápění
Označit nejdůležitější část nového způsobu vytápění může být náročnější. V našem případě však můžeme podobný přívlastek přisoudit multifunkčnímu zásobníku, který je základnou pro vstup i výstup tepla. S kapacitou 820 litrů – což je dostatečné množství pro velkou stavbu (přibližně 600 m2 obytné plochy) – získává energii na ohřev média prvotně ze slunečních kolektorů. Dále pak prostřednictvím tepelného čerpadla využívá geotermální energii vrtů. Zásobník přijímá teplo i z krbové vložky a pro případ nouze dokáže spolupracovat i s elektrickou spirálou. Ohřáté médium je tak dostatečným zdrojem tepla i pro systém podlahového vytápění. Jde o nízkoteplotní systém, kterému na vstupu postačuje teplota vody 40 °C. Po odevzdání tepla odchází s hodnotou 32 °C.

Jako v každé domácnosti i v tomto případě se výrazné množství energie spotřebuje na přípravu teplé užitkové vody. Voda se ohřívá ve spirále vlnící se uvnitř multifunkčního zásobníku. Následně se v cirkulačním oběhu mísí a odchází do rozvodů.

Také nesmíme zapomínat na bazénovou halu, kde je nutný zdroj tepla jednak na ohřev vody v bazénu, jednak i pro vzduchotechniku. Bazénová hala pracuje s trochu vyšším teplotním spádem 55/45 °C, což však stále nedosahuje hodnot běžně využívaných otopných systémů, kdy se teploty šplhají až ke spádu 75/55 °C, a tím i k vyšším energetickým vstupům.

Schéma otopného a chladicího systému. Sluneční kolektory, tepelné čerpadlo, krbová vložka a elektrická spirála jsou zdroji energie pro multifunkční zásobník, kde se ohřívá médium pro vytápění i vzduchotechniku a také užitková voda. Ze zásobníku potom putuje do jednotlivých rozvodů.    Obr.: Stiebel Eltron



Vypočítaná hodinová potřeba tepla konkrétního inteligentního domu
- vytápění – podlahový systém 40/32 °C    22,7 kW
- příprava teplé vody (průměr 24 hodin)    1 kW
- technologie vzduchotechniky v bazénové hale    0,6 (7)* kW
- technologie ohřevu vody v bazénu    3,0 (20)* kW
- celkem    27,3 kW

*Hodnota počítaná při znovuobnovení provozu po delší pauze za extrémně chladných podmínek a při napouštění celého bazénu

Plánovaná průměrná roční spotřeba tepla domu
- vytápění    44,6 MWh    160 GJ
- příprava teplé vody    8,5 MWh    31 GJ
- technologie – bazén    10,7 MWh    38 GJ
- celkem    63,8 Mwh    229 GJ

Srovnání tepelného čerpadla s klasickými zdroji tepla
Kotel na dřevo    50 – 70 %
Elektrokotel    95 – 98 %
Kotel na hnědé uhlí    65 %
Kotel na koks    70 %
Atmosférický kotel na zemní plyn    90 %
Kondenzační kotel na zemní plyn    108 %
Tepelné čerpadlo    300 – 700 %

Chlazení bez hluku
Při slově chlazení se většině z nás vybaví klasická klimatizace. Jednoznačně jde o nejvyužívanější způsob, který je sice stále zdokonalován, ale existují i jiná řešení. Na příkladu inteligentního domu si ukážeme i způsob výhodnějšího chlazení. Zmíněných 335 metrů hlubinných vrtů je ideálním zdrojem chladu, za který nemusíte platit. V hloubce 15 metrů je stálá teplota kolem 10 stupňů. Médium (tzv. solanka) s touto teplotou se z vrtu dostává do systému, kde je ohříváno na 18 °C energií vytěženou ze solanky odcházející ze systému chlazení. Ta má 24 °C.

Způsob chlazení v inteligentním domě bude pro mnohé netradiční. Jde o systém stropního chlazení. Bude pracovat jako podlahové vytápění, jenže ve stropu na principu klesání chladného vzduchu. Tak dokáže plnohodnotně nahradit klasickou klimatizaci. Kromě toho budoucí obyvatelé domu nepoznají tzv. vrtulníkový efekt – hlučnost, která je neoddělitelnou součástí klasických klimatizací. Čerpadla na cirkulaci média jsou umístěna v suterénu a produkují minimální hluk. Zbavíte se i starostí s výměnou filtrů, pravidelnou servisní údržbou a vířením vzduchových a prachových částic. Odstraní se i zdravotní problémy, které při používání klimatizace pociťuje nejeden z nás.

V neposlední řadě je zajímavé i cenové srovnání. Pro tento konkrétní projekt byla vypočítána nezbytná spotřeba na výrobu chladu přibližně 15 kWh pro klimatizaci. Podle  propočtů by se průměrná roční potřeba energie projevila v peněžence uživatele sumou asi 20 000 Kč. Zmíněné stropní chlazení však zahrnuje pouze spotřebu dvou 200W oběhových čerpadel, která ročně představuje zhruba 400 Kč. Investice do samotných vrtů představovala asi čtvrt milionu Kč, což je srovnatelné s adekvátním generátorem v případě klimatizace.

Tento způsob chlazení v inteligentním domě je pro našince z kategorie méně tradičních. Jde totiž o systém stropního chlazení. Pracuje na principu klesání chladného vzduchu. Podobně jako podlahové vytápění dokáže ve stropu plnohodnotně nahradit klasickou klimatizaci. Velkou výhodou je zejména odstranění hluku, spojeného s klasickou klimatizací, rovnoměrná distribuce chladu a mimořádně ekonomický provoz.   
Foto: KKH

… a potom nastoupí Crestron
Na uvedených systémech není nic převratného. Často jsou využívány v zahraničí a stále intenzivněji pronikají i k nám. Každý z nich však po své vlastní linii a s vlastním separátním systémem ovládání. Abychom se v případě této konkrétní stavby vyhnuli obrovskému množství ovladačů, měřičů a instalací, které by působily chaoticky, nabízíme řešení v podobě řídicího systému Crestron.

Jde o řídicí systém zabezpečující integrované ovládání celého složitého systému spolu s možností sledování potřeby energií v jakékoliv denní či noční době.

Zabezpečuje i zpracování výsledků a následné nastavení optimální provozní doby jednotlivých složek. Zajímavostí je, že grafika na displeji ovládacího panelu může být vytvořena podle konkrétních požadavků uživatele, se zřetelem k použitým technologiím i s přihlédnutím k případným omezením (máte-li slabší zrak, je možno přizpůsobit velikost písmen a znaků).

Odborníci se však shodují, že v případě rodinného domu je složitější nastavit ideální pracovní podmínky všech zařízení, neboť život rodiny je mnohem rozmanitější než pracovní rytmus v kancelářích administrativních budov.

Finance na závěr
Zaujal vás nový způsob vytápění či chlazení, ale opět vás znepokojuje otázka vstupních investicí? Pořízení slunečních kolektorů, tepelného čerpadla nebo inteligentního řídicího systému opravdu není levná záležitost.

Využití zmíněných technologií však jednoznačně nahrává finanční rozpočet. Plánovaná roční spotřeba energie na výrobu tepla stojí uživatele inteligentního domu při současných cenách asi 50 000 Kč. Pokud by investor zvolil jen vytápění elektřinou, ročně by zaplatil přibližně 200 000 Kč. V případě plynu, kde sumu samotné spotřeby ještě zvýší případné vybudování plynové přípojky a určitě i zvyšování cen, by se částka za spotřebu tepla pohybovala kolem 100 000 Kč.

Ještě o něco jednodušší by to v podobném případě měli například v Německu nebo Rakousku, kde vlády dotují projekty s využitím technologií, jako jsou sluneční kolektory, tepelná čerpadla či geotermální vrty.

Budoucnost rozhoduje
Kritici vysokých vstupních nákladů si na mušku určitě vezmou termoizolační zasklení, nadstandardní izolaci a pochopitelně i celý integrovaný řídicí systém. Všechny tyto součásti jsou totiž neoddělitelně spojeny s inteligentním domem. Jste-li však už dnes rozhodnuti udělat něco pro kvalitu svého budoucího bydlení a rozhodli jste se pro stavbu inteligentního domu, neodradí vás ani vyšší investice. Každý přeci touží po domě svých snů, který mu zabezpečí nejen pohodlné bydlení, ale i rozumné využití energie.


Peter Kaštíl
Foto: ABB Komponenty, KKH, K-system, Rolf Benz, Siemens, Stiebel Eltron

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media