Projektování vzduchotechniky

Projektování vzduchotechnického systému (HVAC) je komplexní a multidisciplinární proces zahrnující různé aspekty, jako jsou tepelné zisky a ztráty, množství čerstvého a cirkulačního vzduchu, potřebná úprava vnitřního prostředí, energetická účinnost a udržitelnost. Tento proces zahrnuje několik fází, od analýzy potřeb a návrhu systému po instalaci a údržbu. V neposlední řadě je třeba provázat kompletní koordinaci jednotlivých profesí s cílem splnění požadavků investora či architekta.

Níže jsou podrobněji popsány jednotlivé kroky a faktory, které je třeba vzít v úvahu při projektování vzduchotechnického systému.

Fáze projektování vzduchotechnického systému

Analýza požadavků

Účel budovy

Typ budovy (rezidenční, komerční, průmyslová) a její účel (např. kanceláře, nemocnice, školy) ovlivňuje požadavky na vzduchotechniku

Požadavky uživatelů

Počet lidí, kteří budou budovu používat, jejich aktivity a očekávání týkající se komfortu

Čistota vzduchu: Odstranění znečišťujících látek, jako jsou prach, mikroorganismy, těkavé organické látky (VOC), CO₂ a jiné škodlivé látky
Filtrace vzduchu: Použití filtrů pro zachycení částic a znečišťujících látek
Řízení emisí: Zajištění, že emise z interních zdrojů (např. tiskárny, kuchyně, chemikálie) jsou minimalizovány nebo efektivně odváděny
Stabilní teplota: Udržování teploty v komfortním rozmezí, obvykle mezi 20-24 °C v závislosti na sezóně a typu prostoru
Teplotní gradient: Minimalizace rozdílů teplot mezi různými částmi prostoru.
Optimální vlhkost: Udržování relativní vlhkosti v rozmezí 30-60 %, což je ideální pro lidské zdraví a pohodlí
Regulace vlhkosti: Použití zvlhčovačů nebo odvlhčovačů podle potřeby, zejména v klimatických zónách s extrémní vlhkostí
Čerstvý vzduch: Zajištění dostatečného přívodu čerstvého vzduchu pro odstranění škodlivin a udržení vysoké kvality vzduchu
Výměna vzduchu: Splnění norem pro minimální počet výměn vzduchu za hodinu (např. dle NV č. 361/2007 Sb., ve znění NV č. 93/2012 Sb. ASHRAE 62.1, EN 16798-1)
Minimální průvan: Zajištění, že proudění vzduchu nevyvolává nepříjemný pocit průvanu u uživatelů
Hluková úroveň: Omezení hluku způsobeného provozem vzduchotechniky, aby nebyl rušivý pro uživatele

Výpočet tepelných zisků a ztrát

Tepelné zisky

Zisky tepla z osvětlení, elektrických zařízení, lidí a slunečního záření včetně zisku z větrání

Tepelné ztráty

Ztráty tepla přes obálku budovy (stěny, okna, střechy) včetně ztrát z větrání

Návrh systému

Volba typu systému

Centrální systémy (vzduch je upravován a distribuován z jednoho centrálního místa), lokální, decentrální jednotky (každý prostor má vlastní jednotku pro úpravu vzduchu), kombinované systémy
Vhodná výbava vzduchotechnických jednotek a sestav

Ventilátory - radiální, axiální, EC motory, AC motory
Filtry – předfiltry, koncové filtry, filtrace pro čisté prostory
Zpětné získávání tepla - Deskové výměníky, deskové výměníky s přenosem tepla, protiproudé, trubkové, výměníky s kapalinovým okruhem, výměníky s přirozeným oběhem chladiva – tepelné trubice, rotační (regenerační) výměníky, přepínací výměníky, tepelná čerpadla
Výměníky - elektrické, vodní, plynové, přímé výparníky
Vlhčení – parní zvlhčování, adiabatické zvlhčování

Způsob úpravy vzduchu

Systémy s konstantním objemem vzduchu CAV (Constant Air Volume ) dodávají konstantní objem vzduchu při proměnné teplotě. Jednodušší, levnější, ale méně energeticky efektivní
Systémy s proměnným objemem vzduchu VAV (Variable Air Volume) umožňují regulovat objem vzduchu v závislosti na potřebách prostoru. Energeticky efektivnější a flexibilnější při řízení klimatu

Dimenzování zařízení

Výpočet potřebného výkonu vzduchotechnické jednotky a ventilátorů

Umístění vzduchotechnického zařízení

Vnitřní prostředí (strojovny vzduchotechniky, podhledová část, zabudování zařízení dle požadavku architektů), venkovní provedení (střecha nebo okolní plocha objektu)

Návrh rozvodů

Dimenzování potrubních kanálů pro přívod a odvod vzduchu s optimální průřezovou rychlostí v návaznosti na tlakové ztráty vzduchovodu, volba materiálů a izolace zamezující tepelným ztrátám a povrchové kondenzace

Regulace a automatizace

Senzory

Teplotní senzory: Monitorují teplotu vzduchu v různých částech budovy
Vlhkostní senzory: Sledují úroveň vlhkosti a pomáhají při regulaci zvlhčování nebo odvlhčování.
CO₂ senzory: Měří koncentraci oxidu uhličitého a zajišťují přívod čerstvého vzduchu pro udržení zdravé kvality vzduchu
Pohybové senzory: Zjišťují přítomnost osob v místnosti a upravují nastavení systému podle obsazenosti
Tlakové senzory: Monitorují tlak v potrubí a kanálech pro zajištění správného průtoku vzduchu.

Řídicí jednotky

Lokální řídicí jednotky: Řídí jednotlivé zóny nebo místnosti nezávisle na ostatních částech budovy
Centrální řídicí jednotky (BMS - Building Management System): Integrují a koordinují všechny prvky vzduchotechnického systému v celé budově

Energetická účinnost a udržitelnost

Optimalizace spotřeby energie

Použití energeticky úsporných zařízení, rekuperace tepla, zónování a dalších možností jako je řízení vzduchotechnického systému pomocí VAV regulace s proměnným průtokem

Účinnost ventilátorů

Typy ventilátorů: Moderní ventilátory s proměnlivou rychlostí (EC ventilátory) mají vyšší účinnost než starší typy s konstantní rychlostí
Optimalizace průtoku vzduchu: Správné dimenzování ventilátorů a optimalizace průtoku vzduchu snižují energetické ztráty