Úvod

V poslednej dobe sa stále častejšie stretávame s dopytom po dynamickom riadení prietoku vzduchu do jednotlivých miestností obytných budov, ktoré sú vybavené centrálnou vetracou jednotkou so spätným ziskom tepla. Tento systém regulácie je nazývaný aj ako multizónová regulácia.

Prečo riešiť reguláciu v rezidenčnom sektore

Výrobcovia vetracích jednotiek so spätným ziskom tepla sa neustále snažia zlepšovať parametre jednotiek. S dostupnými technológiami a materiálmi je posun v účinnosti spätného zisku tepla, vlhkosti a spotrebe ventilátorov relatívne malý. Zásadné vylepšenie tak v súčasnej dobe môže priniesť skôr sofistikovanejšie optimalizácia prietoku vzduchu do jednotlivých vetiev. Pri návšteve zahraničných veľtrhov je jasne zrejmé, že si toto uvedomujú aj svetoví výrobcovia vetracích systémov pre obytné budovy.

Naša spoločnosť si túto potrebu všimla už v roku 2018 a začala vyvíjať vlastné zariadenie umožňujúce multizónovú dynamickú reguláciu. V roku 2025, po niekoľkých rokoch testovania, sme predstavili naše riešenie s riadením LUFTaTOR Control a klapkami s microservopohonmi na veľtrhu ISH vo Frankfurte nad Mohanom. V septembri 2025 sme dokončili vývoj distribučných modulárnych boxov tak, aby sme ponúkli riešenie na mieru pre každého klienta.

Prečo sa zvyšuje potreba zónovania

Demografický vývoj a situácia po pandémii COVID-19 otvárajú nové otázky týkajúce sa operatívneho riadenia prietoku vzduchu v obytných budovách. Klesajúca pôrodnosť pod 1,45 dieťaťa na matku [1] a rozvodovosť cez 40 % [2] vytvárajú určitý stupeň neistoty ohľadom využívania priestorov. Premena izieb na kancelárie v čase po pandémii navyše vyžaduje cielené úpravy intenzity vetrania v jednotlivých miestnostiach, nie v celom byte.

základné typy regulácie vetracích systémov s rekuperáciou tepla v rodinných domoch

Trvalá regulácia

Rekuperačná jednotka reaguje na najvyššiu hodnotu škodliviny v akejkoľvek miestnosti. Aj keď škodliviny presahujú požadované hodnoty len v jednej miestnosti, je navýšená intenzita výmeny vzduchu aj vo všetkých ostatných miestnostiach domu. Regulovať je možné na konci vetvy (na výustkách alebo tesne pred nimi vkladaním napr. regulačných prvkov s hluk tlmiacimi účinkami pred výustkami, prípadne klapkami na plénum boxoch) alebo na začiatku vetvy tzn. napr. pomocou klapiek na distribučnej komore. Pri chrbticových rozvodoch v rodinných domoch je obvykle tento spôsob regulácie limitovaný vysokým počtom servisných otvorov potrebných pre servis.

Dynamická regulácia (zónovanie)

Vetranie je v princípe smerované do miestnosti/ miestností, kde vzniká škodlivina. Momentálne je možné využiť tzv. dvojzónovú reguláciu, kedy objekt obvykle projektant rozdelí na dennú a nočnú zónu. Často je riadený časovým harmonogramom alebo čidlami CO ₂ . Za jednotkou sa rozvod s prívodným vzduchom konárov a je tu osadená trojcestná klapka. Ďalšou možnosťou je využiť tzv. multizónovú reguláciu. Tento systém riadenia využíva výhody hviezdicovitého systému rozvodov, ktorého srdcom je distribučný box. Z neho sa rozbiehajú do jednotlivých miestností potrubia. Prietok vzduchu do jednotlivých vzduchovodov je riadený % uzavretia klapiek, ktoré sú buď súčasťou distribučnej komory alebo sú umiestnené na potrubí za ňou. Komora sa pretlakuje vzduchom, ale do vzduchovodov a výustok tečie len toľko vzduchu, koľko je treba. Toto riešenie možno označiť za reguláciu na začiatku vetvy. Regulácia prebieha pomocou pripravených scén, ktoré je možné spínať časovo, tlačidlami, čidlami kvality vzduchu alebo inými spôsobmi, ktoré umožňujú chytré domácnosti (západ/východ slnka, počet pripojených mobilných zariadení do domácej WIFI siete alebo interakcie s ďalšími prvkami smart home ako sú bezpečnostné kamery, múdra tlačidlá a pod.).
Množstvo scén nie je obmedzené. V prípade osadenia multizónovej regulácie na prívod aj odvod je možné
k sebe párovať rôzne skupiny miestností. Napr. v prípade varenia využijeme väčšinu výkonu na odvod vzduchu z kuchynských výustok a prívod nasmerujeme do obývacej izby.

O br. 1 Vľavo – príklad trvalá regulácia, uprostred a vpravo príklady scén pre dynamickú multizónovú reguláciu - režim Varenie a režim Home office (zvýraznené miestnosti sú prioritné, nevýrazné sú vetrané vždy min. 0,1x výmeny vzduchu)

výhody multizónovej regulácie v rodinných domoch

Na vyčíslenie výhod multizónovej regulácie vetrania z pohľadu finančných nákladov na prevádzku domu a kvalitu vnútorného prostredia v podobe priebehu relatívnej vlhkosti bolo nutné vykonať počítačové dynamické simulácie v programe Trnsys v hodinovom kroku.

Pozn. Každá budova je jedinečná rovnako ako jej používatelia a ich správanie. Nie je teda možné jednoznačne označiť akékoľvek výsledky, ktoré nižšie uvádzame za všeobecne platné.

Zadanie

Pre vyčíslenie rozdielu medzi trvale zaregulovaným domom (Scenár A) a dynamickou multizónovou reguláciou (Scenár B) sme zvolili jednopodlažný rodinný dom.

Základná charakteristika domu a používanie

Samostatne stojaci rodinný dom, podlahová plocha 111 m ² , s trocha sedlová, okná orientované na juh, východ a západ sú vybavené vonkajšími žalúziami, lokácie budovy Praha, súčiniteľa prestupu tepla pre tepelnú obálku budovy boli zvolené min. ako normou odporúčanej hodnoty, dom je vykurovaný pomocou tepelného čerpadla vzduch voda
s COP=5, tepelná strata domu 3 kW.

Dom je v našej simulácii používaný trojčlennou rodinou. Z ktorých jedna využíva pracovňu pre tzv. Home office 3x týždenne. Pre zjednodušenie, nie je uvažované so žiadnym režimom prázdnin.

Výkon vetrania

Výmena vzduchu je pre oba scenáre nastavená tak, aby vetraním bola marená rovnaká škodlivina v rovnakej miestnosti zhodným prietokom vzduchu (CO2, vlhkosť, apod.). Týždenný režim simuluje, kde a kedy vznikajú škodliviny. V prípadoch neistoty, kde sa osoby pohybujú je aj v prípade Scenára B, použitá scéna nazvaná Pohyb osôb, kedy vetranie prebieha rovnako ako
pri trvalej regulácii vo všetkých miestnostiach budovy.

Hlavné parametre určujúce výmenu vzduchu pre oba scenáre sú:

 Hladina CO2 - osoba bez pohybu 25 m ³ /h, osoba v pohybe 30 m ³ /h, alebo 240 m ³ /hv prípade neistoty pozície osôb

 Vlhkosť a pachy - boost režim - varenie -120 m ³ /h, kúpeľňa - 80 m ³ /h

V prípade neprítomnosti osôb v dome alebo miestnosti je stanovené vetranie vždy min. Výmenou 0,1 násobnosti výmeny vzduchu.

O
br. 2 Nastavenie prietoku vzduchu v jednotlivých miestnostiach a celkovo pre Scenár A

Obr. 3 Nastavenie prietoku vzduchu v jednotlivých miestnostiach pre Scenár B

Vetracia jednotka

Je zhodná pre oba typy scenárov, je definovaná účinnosťou spätného získavania tepla a vlhkosti.

O br. 4 Zadané hodnoty pre tepelnú (vľavo) a vlhkostnú účinnosť (vpravo)

Jednotka je vybavená spojito riadeným bypassom podľa teploty vzduchu a je bez dohrevu vzduchu. Pre simuláciu vývoja vlhkosti v dome je uvažovaný aj variant s entalpickým výmenníkom, ktorý je zadaný účinnosťou spätného získavania vlhkosti v závislosti od prietoku vzduchu.

Výsledky

P
ozn. Vo všetkých kalkuláciách je cena za jednu kWh stanovená na 10 Sk.
Obr. 5 Mesačné porovnanie celkovej potreby tepla a potreby tepla na vetranie v MWh

Pre Scenár A bola vyčíslená celková ročná bilancia: vykurovanie 10,5 MWh a chladenie 0,244 MWh. Pre Scenár B vyšli tieto výsledky: vykurovanie 8,4 MWh, chladenie 0,342 MWh. Vyššia potreba na chladenie pri Scenári B je daná jednotným zadaním prietokov pre celý rok. Scenár A umožňuje účinnejšie chladenie vďaka vyššiemu prietoku. V prípade vhodnosti využitia bypassu
a nočného predchladenia je vhodné navýšiť prietoky pre celý dom. Pre multizónové systémy je teda vhodné aktivovať vždy scénu s vyšším prietokom.

Celková úspora na vykurovanie je 2100kWh pri COP=5 je úspora 4 200Kč/rok

Spotreba ventilátorov

Z prevádzkových stavov je možné vyčísliť spotrebu energie na chod ventilátorov. V kalkulácii sú uvažované zhodné tlakové straty pre prívod a odvod.

Tab. 1 Vyčíslenie spotreby ventilátorov pre oba scenáre

Celková úspora na chod ventilátorov je 209 kWh, tzn 2 090Kč/rok

Filtre

Tab. 2 Vyčíslenie prietokov cez filtráciu

V prípade Scenára A je uvažovaná výmena filtrov 4x za rok. U Scenára B je možné vzhľadom
k výrazne nižšiemu ročnému prietoku uvažovať o dvoch alebo troch výmenách za rok.

Priemerná cena filtračných sád: G4 + G4: 1 090Kč vr. DPH, Súprava F7+G4: 1589Kč vr. DPH

Tab. 3 Vyčíslenie ceny za filtráciu pre oba scenáre a rôzne sady filtrov

Celková úspora za filtráciu pri scenári B, tri výmeny ročne je 1 090 Kč/rok pre hrubé filtre av prevedení F7 na saní je rozdiel 1 589Kč/rok.

Relatívna vlhkosť v interiéri

Simulácia bola vykonaná pre najchladnejší týždeň roku 2024 pre prípady, keď je jednotka vybavená tepelným alebo entalpickým výmenníkom. Ďalej potom pri interiérovej teplote 21 °C
a 23 °C.

Tab. 4 Priemerná relatívna vlhkosť v najchladnejšom týždni pre všetky miestnosti

O br. 5 Priemerná absolútna vlhkosť pre jednotlivé scenáre

Hlukové parametre

Uvedené hodnoty akustického výkonu LwA (dB) sú pre výkon v nočnom režime (22:00 až 6:30) vypočítané na príklade jednotky DUPLEX 360 PRO-V. Akustický výkon do okolia je vypočítaný pre súčasnú prevádzku oboch ventilátorov a je zmeraný podľa normy ISO 3744. Akustický výkon na hrdlách je zmeraný podľa normy ISO 5136.

Tab. 5 Hladiny akustického výkonu LwA (dB) v nočnom režime pre oba scenáre

Servopohony pre uzatváracie a zmiešavacie klapky: sprievodca výberom Od klientov často dostávame otázky ohľadom servopohonov pre uzatváracie alebo zmiešavacie klapky v systémoch vetrania s rekuperáciou rodinných domov. S klientmi najčastejšie ...

Prvá polovica článku tu.   Osnova článku časť 1: 1) rozmerové rady 2) fyzikálne vlastnosti 3) pokusová časť - situácia   a) pokles teploty v potrubí - výpočet - výstupy merania   Osnova článku časť 2:   b) tepelné straty spojky   - výstupy termokamera     4) skúsenosti ...

V tomto článku sa snažíme objektívne popísať, v čom sú výhody či nevýhody oboch systémov, ktoré používame na sanie a výfuk pri systémoch rekuperácie pre rodinné domy a malé prevádzky.   Ich ...

V rámci našej projekčnej i montážnej praxe sa neustále stretávame s nevhodne navrhnutou skladbou stropu v jednopodlažných domčekoch tzv. bungalovoch. Pri viacpodlažných domčekoch s väzníkovou strechou tento problém sledujeme na ...