Wentylacja i klimatyzacja w instalacji inteligentnego budynku

Czego dowiesz się z artykułu?

• Jaka wentylacja jest najlepsza do domu jednorodzinnego?
• Jakie są rodzaje klimatyzatorów dostępnych na rynku?
• Dlaczego warto włączyć system wentylacji i klimatyzacji w system inteligentnego domu?
• Jak działa wentylacja i klimatyzacja w smart domu?

Domowe powietrze trzeba wymieniać, bo jeżeli nadmiernie wzrośnie w nim ilość niektórych substancji, to staną się one groźne dla zdrowia. To przede wszystkim dwutlenek węgla. Wytwarzamy go oddychając, ale powstaje on również w wyniku pracy kuchenek, pieców, kotłów czy kominków. Jeżeli przy braku dopływu dostatecznej ilości powietrza zamieni się w tlenek węgla, czyli czad, staje się śmiertelnie niebezpieczny.

To także para wodna - efekt oddychania człowieka, ale także skutek suszenia prania, gotowania, kąpieli itp. Jej nadmiar skutkuje zawilgoceniem budynku, co prowadzi do rozwoju grzybów domowych. Niepożądane substancje wydzielają nawet materiały budowlane użyte do wzniesienia i wykończenia domu, a także meble i inne elementy wyposażenia.

Jak widać, wymiana powietrza jest niezbędna w każdym obiekcie mieszkalnym. Chodzi nie tylko o zdrowie domowników, ale także ich komfort oraz stan samego budynku.

Jaka wentylacja najlepsza do domu jednorodzinnego?

Usunąć zużyte powietrze i zastąpić go świeżym z zewnątrz można na kilka sposobów. W budownictwie jednorodzinnym odpowiada za to najczęściej wentylacja grawitacyjna. Sposób jej działania jest prosty - polega na wykorzystaniu naturalnego zjawiska konwekcji, czyli ruchu powietrza wywołanego różnicą jego gęstości i ciśnienia. Chłodne, gęstsze powietrze z zewnątrz wypiera z wnętrza domu powietrze zużyte, które ma wyższą temperaturę i jest rzadsze.

Przed laty nawiew "zapewniony" był dzięki nieszczelnym oknom. Produkowana obecnie stolarka nie ma takich defektów, dlatego niezbędne są nawiewniki, które zakłada się w ramach okiennych bądź w ścianach zewnętrznych. Ważny jest też przepływ powietrza pomiędzy pomieszczeniami. Umożliwiają to podcięte drzwi - pomiędzy ich dolną krawędzią a podłogą powinna być szczelina wysokości przynajmniej 1 cm. Dodatkowo drzwi do łazienek i WC mają w dolnej części specjalne kratki lub otwory.

Zużyte powietrze wydostaje się z budynku pionowymi kanałami wentylacyjnymi wyprowadzonymi ponad dach. Intensywność wymiany powietrza zależy od ich długości. Właśnie w tym tkwi największa słabość wentylacji grawitacyjnej. W domach jednorodzinnych kanały wentylacyjne są stosunkowo niskie, zwłaszcza na poddaszach użytkowych. Ponadto wentylacja nie spełnia swojego zadania wtedy, gdy różnica temperatury w domu i na zewnątrz jest niewielka.

W związku z tym specjaliści zalecają do domów wentylację mechaniczną, w której ruch powietrza wymuszają wentylatory. Oznacza to większe wydatki na energię elektryczną, ale za to uniezależnienie się od warunków pogodowych, większą skuteczność systemu wymiany powietrza, a także możliwość precyzyjnej kontroli wymiany powietrza. Dodatkową zaletą jest to, że nie trzeba wykonywać kominów wentylacyjnych - wystarczy czerpnia i wyrzutnia powietrza.

Niezależnie od wariantu, tradycyjna wentylacja przyczynia się do znacznych strat w bilansie energetycznym budynku. To dlatego, że wraz z usuwanym powietrzem wentylacyjnym, z domu ucieka drogocenne ciepło.

Odpowiednio skonfigurowana i wyposażona centrala wentylacyjna, którą można włączyć w system inteligentnego budynku. (fot. Pro-Vent)

Aby ograniczyć jego straty, warto rozważyć zainstalowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem, czyli rekuperacji. Jej działanie polega na wykorzystaniu zużytego, ciepłego powietrza, do ogrzania świeżego, dostarczanego z zewnątrz. Odpowiada za to wymiennik ciepła (rekuperator) i wentylatory - nawiewny i wywiewny - które wymuszają przepływy powietrza. Rekuperator wyposażony jest w specjalne filtry oczyszczające, dzięki czemu ten rodzaj wentylacji zapewnia nie tylko oszczędności, ale także zdrowy mikroklimat w pomieszczeniach.

Rekuperator wykorzystuje zużyte, ciepłe powietrze, do ogrzania świeżego, dostarczanego z zewnątrz. (fot. Wolf)

Panel sterowania rekuperatorem. (fot. Ventia)

Klimatyzatory - nie tylko do chłodzenia

Jakość powietrza w domu można poprawić montując dodatkowo klimatyzator. Liczba tego typu urządzeń rośnie w ostatnich latach w naszym kraju skokowo. Nie tylko dlatego, że ich ceny stały się bardziej przystępne. Przyczyną są również powtarzające się rokrocznie fale upałów. Wreszcie zmienia się architektura budynków - wiele nowoczesnych brył ma duże przeszklenia, często od południowej strony, gdzie słońce operuje najmocniej.

Może cię zainteresować

Jak ustawiać parametry pracy rekuperatora w zimie? Jaka powinna być odległość czerpni od wyrzutni powietrza do rekuperatora? Ile prądu zużywa klimatyzator w trybie grzania i czym różni się od powietrznej pompy ciepła? Z czego zrobić kanały wentylacyjne w budynku mieszkalnym? O co chodzi z tymi pompami ciepła? Powietrze-powietrze, powietrze-woda? Rekuperator decentralny PRANA w ścianie zamiast centrali wentylacyjnej i sieci kanałów pod sufitem Co lepsze, anemostat czy kratka wentylacyjna? Czy rodzaj gruntu ma wpływ na efektywność pracy GWC? Konsola - klimatyzator do szybkiego nagrzania pomieszczeń Jak wyciszyć wentylator dachowy? Jak zapewnić wysoką wiatroszczelność i wentylację dachu, a jednocześnie redukować koszty? Jak rozplanować instalację systemu wentylacji? Wentylator dachowy Vero-150, cicha praca okapów kuchennych Jakie są przyczyny i skutki rozwoju pleśni? Jak skutecznie z nią walczyć? Jak często trzeba zmieniać filtry w rekuperatorze? Domowy system wentylacji mechanicznej z systemem antysmogowym Rekuperacja w starym domu? To trudne, ale możliwe Czy rekuperacja daje realne oszczędności w ogrzewaniu? Jak zapewnić świeże powietrze w pomieszczeniach? Skutki złej wentylacji Jak bezpiecznie podłączyć okap kuchenny do rekuperatora?

Zobacz więcej Zwiń

W przeciwieństwie do wentylacji, klimatyzacja nie wymaga żadnych kanałów - wystarczy zamontować jednostkę, np. na ścianie, w suficie podwieszanym. W budownictwie jednorodzinnemu stosuje się przede wszystkim urządzenia typu split, rzadziej przenośne, tzw. monoblokowe. Te pierwsze składają się z dwóch części - montowanej w pomieszczeniu jednostki wewnętrznej (znajduje się w niej parownik, filtry i wentylator) i umieszczanej na zewnątrz drugiej jednostki, która mieści sprężarkę, skraplacz i zawór rozprężny. To właśnie te elementy są głównym źródłem hałasu. Oddalone od pomieszczeń mieszkalnych nie są jednak uciążliwe dla domowników.

Obie jednostki połączone są cienkimi, elastycznymi rurkami, którymi przepływa czynnik chłodniczy. Monobloki są w porównaniu z nimi o wiele głośniejsze (wszystkie elementy w jednej mieszczą się obudowie) i mniej wydajne. W ich przypadku ustawiamy sprzęt w chłodzonym pomieszczeniu, a na zewnątrz, zwykle przez uchylone okno, wyciągamy koniec rury o dużej średnicy. To ona wyrzuca rozgrzane powietrze. Takie klimatyzatory przeznaczone są raczej do sporadycznego użytku, a ich zaletą jest możliwość przenoszenia i niska cena.

Głównym zadaniem klimatyzacji jest ochładzanie powietrza w letnie dni, ale nowoczesne jednostki wyposażone są też w inne przydatne funkcje, np.:

• ogrzewanie,
• oczyszczanie powietrza z pyłków, bakterii, kurzu; neutralizowanie nieprzyjemnych zapachów, dymu tytoniowego itp.,
• odświeżanie dodatkowym tlenem,
• jonizacja,
• nawilżanie,
• osuszanie.

Wentylacja i klimatyzacja w domu inteligentnym

Wentylacją mechaniczną, rekuperacją i klimatyzacją można sterować ręcznie, ale zdecydowanie bardziej komfortowa jest opcja automatyczna włączona w system inteligentnego budynku. Takie rozwiązanie daje wiele możliwości.

Przykładowo system może wykorzystywać aktualną prognozę pogody pobraną z Internetu i - uchylając i zamykając okna - samodzielnie wentylować wnętrza. Oczywiście wtedy przekaże informację do instalacji wentylacyjnej (i klimatyzacyjnej), a jej praca zostanie wstrzymana. Może również analizować parametry powietrza za pomocą czujników jakości i włączać wentylację lub klimatyzację, gdy będzie to potrzebne. Choćby wtedy, gdy w łazience bierzemy prysznic albo w kuchni gotujemy obiad i niezbędne jest usunięcie nadmiaru wilgoci.

Jeżeli o łazience mowa - instalację można zaprogramować tak, aby intensywniejsza wentylacja uruchamiała się automatycznie w momencie zapalenia w tym pomieszczeniu światła. Inną opcją jest uruchamianie systemu wymiany powietrza o zadanej porze, np. wieczorem, przed pójściem spać, tak, aby sypialnia zdążyła się przewietrzyć.

Jeżeli do domu przebywają goście, system sam zwiększy dopływ świeżego powietrza. I przeciwnie, wentylacja zastanie wyłączona w czasie naszej nieobecności w domu. System uruchomi ją np. godzinę przed powrotem domowników do domu. Takie rozwiązania są nie tylko komfortowe, ale pomagają też obniżyć koszty eksploatacyjne budynku. Tym znaczniej, im większą powierzchnię ma dom, a jego utrzymanie pochłania więcej energii.

Wentylacja w smart domu to również zwiększenie poziomu bezpieczeństwa - dzięki odpowiedniej reakcji na awarie. Przykładowo w momencie ulatniania się gazu czy wydobywania śmiertelnego czadu automatycznie włączy się intensywna wymiana powietrza.

Instalacja inteligentna składa się z sensorów i aktorów. Te pierwsze dostarczają sygnały do systemu, drugie wykonują jakieś działanie. Przykładowo sensorem jest czujnik gazu, który - po wykryciu jego nadmiernego stężenia - przekaże informację do kontrolera wentylacji, czyli aktora. W efekcie uruchomione zostanie intensywne wietrzenie pomieszczenia. (fot. Satel)

Umieszczony np. na ścianie czujnik analizuje parametry powietrza. W razie potrzeby przekazuje odpowiedni sygnał do centrali systemu, albo bezpośrednio do siłowników zamontowanych w oknach, a te np. otwierają się, aby zapewnić w pomieszczeniu optymalny klimat. (fot. Velux)

Jak działa wentylacja i klimatyzacja w smart domu?

Każda instalacja inteligentna składa się z dwóch zasadniczych grup elementów - sensorów i aktorów. Te pierwsze dostarczają sygnały do systemu. Zaliczamy do nich czujniki, klawiatury, piloty, aplikację na smartfonie itp. W przypadku wentylacji są to przede wszystkim czujniki badające jakość powietrza w pomieszczeniach. Reagują na liczbę osób, opary, wilgoć, badają poziom stężenia dwutlenku węgla. Druga grupa to elementy wykonujące jakieś działanie, jak kontrolery wentylacji i klimatyzacji czy siłowniki montowane na lub w ramach okiennych, dzięki którym okno uchyli się lub zamknie w razie potrzeby.

Do obsługi systemu służą łączniki ścienne, pilot, smartfon, tablet albo komputer (istnieje też możliwość porozumiewania się z domem inteligentnym za pomocą komend głosowych). Dzięki nim można zaprogramować różne tryby i harmonogramy pracy systemu wymiany powietrza. Przykładowo wentylacja będzie pracowała zgodnie z wybraną intensywnością w założonych odstępach czasowych. Oczywiście na bieżąco można też samemu regulować działanie systemu.

W razie wystąpienia nietypowego zdarzenia w domu, np. ulatniania się gazu, system natychmiast zareaguje, ponadto wyśle do nas wiadomość SMS albo e-mail o zagrożeniu. Z kolei z komunikatów na ekranie dowiemy się o funkcjonowaniu samych urządzeń wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, np. o konieczności wymiany filtrów albo ewentualnej awarii centrali wentylacyjnej.

Włączenie systemu wymiany powietrza w system inteligentnego budynku to nie tylko wygoda i bezpieczeństwo, ale też oszczędności. Szacuje się, że instalacja sterowana przez automatykę domową pozwala zaoszczędzić około 30% energii zużywanej na cele wentylacyjne.

Kontrolowanie systemu i sterowanie parametrami powietrza możliwe jest m.in. za pomocą tabletu i smartfona. (fot. z lewej: Ekoklimax, fot. z prawej: Zymetric)

Redaktor: Norbert Skupiński
fot. otwierająca: Velux