sobota, 20. oktober 2012

Kontrola temperature v pasivni hiši

Čeprav so novice na blogu bolj redke, pa to ne pomeni, da se nič ne dogaja :) Dogaja se največ doslej, ugotovil sem, da bi moral krepko popraviti objavo o psiholoških obremenitvah med gradnjo, ker se mi bo počasi skeglalo. Ampak o napredku kdaj drugič, moram prej še obkljukati temo, ki ji graditelji pasivnih hiš ponavadi namenjajo najmanj časa in je med bolj pomembnimi odločitvami v poteku gradnje. Govorim seveda o kontroli notranjega okolja.

Čeprav bi bilo fino, če bi se dalo avtomatsko kontrolirati otroke, ženo, psa, pa je v pasivni hiši pravzaprav zelo pomembna kontrola nekaterih pogojev v hiši, ki močno vplivajo na kvaliteto bivanja in tudi na naše končne račune porabe energije. Skupni imenovalec vseh ukrepov je temperatura, ta pa je odvisna od senčenja/osončenja, temperature ogrevalnega medija, prezračevanja in zasedenosti hiše. Pa če grem po vrsti....

NA TEMPERATURO V HIŠI VPLIVAJO:

1. SONCE:
Saj smo vendar delali hišo, ki bo izkoriščala sonce, zakaj bi ga ne sprejeli z odprtimi rokami? :) Enkrat sem že povedal, pa bom vseeno malo papige - pasivno hišo je težje ohladiti, kot ogreti! Zato je pravzaprav sonce  lahko tudi velika nadloga. Večino leta je zunaj dovolj toplo, da sončnih dobitkov, razen za pripravo tople vode, ne rabimo prav dosti, vsi ostali sončni žarki pa morajo biti skrbno dozirani, da hiše ne pregrejemo (čeprav na srečo troslojna okna v praksi prepustijo precej manj toplote, kot dvoslojna). Zlasti problematično je pozno popoldansko, poletno (zahodno) sonce, ki ima veliko moč in zelo neugoden kot, saj sveti globoko v prostore. Rešitev v tem primeru je pravzaprav samo ena - SENČENJE. Se pravi montaža žaluzij (ali rulet, če ste pripravljeni živeti v temi oz pri režastih vzorcih v prostoru). Kako takšno senčenje avtomatiziramo, v nadaljevanju....

2. OGREVALNI MEDIJ:
Večina pasivnih hiš, ki se gradijo pri nas ima vgrajeno ogrevalno napravo, ki toploto preko medija (največkrat voda) prenese do prostorov. Kako toploto proizvedemo, ni stvar te objave, gre se bolj za to kako, koliko in kam to toploto razporediti po hiši. Ena možnost je talno gretje, druga radiatorsko ogrevanje, ki naj bi bilo zaradi svoje hitre odzivnosti (in nižje cene vgraditve) boljša varianta. Ko se soočimo s sistemi regulacije, je pravzaprav 99%  inštalaterjev (v 2012) še vedno z miselnostjo klasičnih potratnih hiš in hočejo zadevo zakomplicirati do onemoglosti (kar seveda prinese finančne posledice). Centralne regulacije motoriziranih mešalnih ventilov s senzorji zunanje in notranje temperature, na podlagi katerih nato naprava prepračuna temperaturo v dvižnem vodu, so za ''naše'' hiše popoln ''overkill'' (pretiravanje). Pa če povem bolj razumljivo - te ultra regulacije za 400, 500 in več evrov smatrajo, da jeseni, ko je zunaj povprečno 15°C lahko po ceveh v stanovanje pošljejo vodo 40°C (vsi   primeri so za radiatorje), pozimi, med najhujšim mrazom pa predvidevajo, da ima hiša precej izgub in teperaturo dvižnega voda dvignejo. Pasivna hiša je baje koplicirana, vendar v primeru regulacije dvižnega voda, tako zeeeelo preprosta. Hiša ima neverjetno konstantno notranje okolje, toplote za ogrevanje je potrebno zeeelo malo, pa še to zares samo v enem letnem času - se pravi, da je primerjanje z zunanjo temperaturo skorajda nesmisel. Po večih pogovorih s strojniki smo prišli do zelo preproste rešitve. Temperatura dvižnega voda je mirno konstantna, lahko je določena s termostatskim mešalnim ventilom ali fiksno nastavljenim mehanskim mešalnim ventilom (to je slabša opcija, ker lahko temperatura na vstopu v ventil niha, s tem pa tudi izstopna). Tam nastavimo naprimer 35°, potem pa je samo še stvar potreb, kdaj bomo to toploto rabili. Za dostavo toplote rabimo črpalko, ki jo lahko vklaplja  navaden sobni termostat za 20€, vendar je vseeno bolj prilagodljiv tisti s tedensko programsko uro ( za 50€ :), ker lahko dodamo nekaj fine regulacije, sploh tiste, z nižjo nočno temperaturo, čeprav traja nekaj dni, da se po izklopu gretja kaj pozna :)  Termostatski ventili v prostoru pa uravnavajo mikroklimo, glede na to, kako jih nastavimo (čeprav prezračevanje precej izenačuje vse skupaj, tako da ne pričakovati razlik temperature v stilu 5°C, razen, če zaprete dovod prezračevanja, kar pa zaradi bilance rekuperatorja ni dobro). Vedno sem tudi bil zagovornik rešitve, da ko ni potreb, naj črpalke mirujejo, vendar kar nekaj centralnih regulacij te opcije ni predvidelo. Verjetno smatrajo, da je potreba ves čas :) Problem je seveda, ker takšna regulacija ob zadostni temperaturi v prostoru ne ugasne črpalke ampak zniža temperaturo dvižnega voda. In pridemo do absurda, ko po ceveh pasivne hiše preganja samo še mrzlo vodo. Takšno ''nonstop'' poganjanje črpalk je 2x energijsko potratno - prvič ker črpalke porabljajo elektriko, drugič ker precej hitreje shladijo zalogovnik. Skratka ena optimalna varianta je: termostatski mešalni ventil in varčna črpalka (razred A) vezana na sobni termostat, ki jo vklaplja in izklaplja.

3. PREZRAČEVANJE:
Poleg tega, da skrbi za svež zrak, je prezračevanje tudi pogosto uporabljen način regulacije temperature. Ta njegova prednost je hkrati tudi največja slabost, saj zaradi dejstva, da vpliva na vse prostore, težko dosežemo večje temperaturne razlike med prostori. V teoriji...   :)  Kako bo (je) v praksi, pa bo napisano med komentarji :) Opomba 2015: Prezračevanje se je z leti pri vseh uporabnikih izkazalo kot neučinkovit način ohlajevanja hiše, saj ima zrak majhno sposobnost prenašanja energije, pretoki pa so izjemno majhni. Najučinkoviteje se hišo shladi ponoči z odprtjem oken.
Tista o bypass zaklopki, ki naj bi ponoči ohladilo hišo, je bolj kot ne neučinkovito. Tisto, kako s prezračevanjem odvajamo odvečno toploto ob obiskih ravno tako čeprav če npr. pred navalom sorodnikov - v primeru božičnega kosila za 20 sorodnikov- vklopimo pospešeno prezračevanje, je skok temperature malo manjši.
Imajo pa vsi rekuperatorji možnost programiranega delovanja in so kot taki precej neodvisni, čeprav jih je možno  vključiti tudi v centralno kontrolo (smisel takšnega početja je manjši kot pri ostalih ukrepih, saj sama mašina deluje precej dobro neodvisno) Splošni režimi prezračevanja so taki, da je najmanjša hitros namenjena nezasedenemu objektu, srednja za normalno delovanje, maksimalna pa za kuhanje. V teoriji se lahko uporablja za zminimaliziranje sprememb temperature v ekstremnih pogojih - rekuperator nastavimo na minimalno prezračevanje podnevi v toplih mesecih in ponoči pozimi (ter takrat, ko nas ni doma), na srednje pa ravno obratno - ponoči poleti in pozimi čez dan. Ampak kot sem že rekel, primarno je prezračevanje namenjeno svežemu zraku. Za segrevanje in ohlajanje morajo biti potrebe objekta zelo majhne, da jim uspe slediti.

4. ZASEDENOST HIŠE:
Število oseb precej vpliva na temperaturo. Babica in dedek, bosta težko ogrela prostor, če pa zraven dodate  ene 4 vnuke, bo pa hitro prevroče :) Ko bodo iznašli kontrolo za to, bom prvi, ki bo o tem poročal, do takrat, pa je pomembno samo to, da je za centralno regulacijo pomembno koliko ljudi je v hiši in kdaj, da se zna prilagoditi.

Evo, tole tole  so osnovne predpostavke, ko se odpravimo do prodajalcev, v iskanju optimalnega sistema, ki bi po možnosti avtomatiziral vse skupaj, da ne bi npr. poleti prišlo do tega, da pridemo zvečer domov in je v hiši 35° samo zato, ker smo zjutraj pozabili spustiti žaluzije. JE PA TRG POPOLNOMA NEPRILAGOJEN PASIVNIM HIŠAM, saj te večinoma samo čukasto gledajo, ko prideš s kakšno zahtevo.

VARIANTA 1 - CENTRALNA KONTROLA (pametne inštalacije TORU.SI)
Kar precej časa sem vložil v tole, pa so na koncu sosedje s svojo zahtevo po odkupnini za geodetsko zbrko odločili, da v to ne grem. Produkt je oskubljena (PH prilagojena) verzija produkta Pronergy, ki ga tržijo pri Proventu (tam je del velikih sistemov javnih stavb), pri obeh pa je imel prste vmes Darko Torkar, ki je razvil software za kotrolo žaluzij, dvižnih vodov in lahko tudi prezračevanja (beseda ''lahko'', ker se je kontrola prezračevanja izkazala za ne preveč dobro, ker mašine že imajo svojo pamet). Izhodišče vsega je notranja temperatura. Sistem ima notranje referenčne senzorje temperature (lahko z merilci CO2, za določitev zasedenosti objekta) in zunanjo vremensko postajo, ki spoznava smer osončenja in hitrost vetra.
1. Žaluzije se krmilijo glede na lego sonca in glede na temeperaturo v prostoru - če je v hiši pod nastavljeno temperaturo, ostanejo dvignjene, ko se dvigne nad določeno, se žaluzije spustijo in to samo na tisti strani hiše, kjer je sonce. Največja prednost je možnost, ne samo dviga in spusta žaluzij v naprej določene pozicije, ampak tudi možnost spremembe naklona in s tem prepuščanja svetlobe. Inštalacije zahtevajo 4 žice, stikalo in centralno omarico. Del žic gre na stikalo, ki lahko kadarkoli ''vskoči'' v centralno kontrolo in celo se lahko nastavi čas, koliko časa po ročnem posegu naj avtomatika ne spremenja žaluzije, ki smo ji dali ročni ukaz, del pa v skupni prostor, v centralno omarico.
2. ogrevalni krogi se prilagajajo glede na temperaturo v prostorih. Mehanizem kontrolira mehanski mešalni ventil, lahko tudi izklopi črpalko. Nočni (počitniški / odsotnostni) režimi  se lahko dosežejo z znižanjem temperature dvižnega voda ali izklopom črpalke. Solarna kontrola iztisne maksimum iz Wilo solar ST črpalke, ki je ena redkih črpalk z vstopnim signalom 0-10V, ki ji (bolj ali manj) zvezno regulira število vrtljajev v odvisnosti od tega koliko tople vode pripravljajo kolektorji - pri vakumcih je ta kontrola cela znanost, navadne solarne črpalke pa ne izkoristijo vsega potenciala, ki ga kolektorji ponujajo.
3. Prezračevanje:   vključitev kontrole prezračevanja je povzročila več zmede kot koristi, zato se baje temu izogiba, se pa lahko rekuperator priklopi na skupni software zaradi možnosti spremljanja na PC-ju.
4. Zasedenost objekta  - v kombinaciji s senzorjem za CO2 je sistem zmožen ugotoviti ali smo doma ali na dopustu in sam ''zamenjati ploščo''.
Prednosti: Že preiskušen in popravljen sistem, ki predstavlja optimalno delujočo celoto, ki bi jo morali (jo bodo) razviti tudi drugi; Strokovno narejen software, s slovenskim avtorjem, kar pomeni tudi možnost nadgradenj in hitrejšo rešitev nevšečnosti; En vmesnik za vse - pa še ta po principu nastavi in pozabi - čeprav je možno dobiti software za na PC, kjer se igramo s pregledom delovanja, vendar je po moje to bolj za upravljalce večjih sistemov, ki rabijo oddaljen dostop. Strokovno pripravljen projekt, saj pregleda PZI in naredi svoj PZI, ki ga morajo upoštevati tudi električarji, ki napeljujejo žice.
Slabosti: Cena! Za našo hišo bi vse skupaj prišlo preko 7.000€, kar je kljub temu, da imamo 16 žaluzij, ki bi jih vodili, 3 ogrevalne kroge in solar, po moje preveč. Ker je povpraševanja malo, je tudi cena intelektualnega dela visoka, čeprav je po moje največ rezerve v materialnih stroških.


VARIANTA 2 - CENTRALNA KONTROLA (pametne inštalacije Marko Jankovec)
Podobne stvari je očitno ugotovil tudi eden prvih pasivnozidanih graditeljev Marko, ki je seveda uporabil svoje elektro znanje, da je izdelal sistem centralne kontrole, ki je zaenkrat v zadnjih fazah preiskušanja. Kaj in kako je to naredil lahko preberete tu, je pa članek plačljiv.
Razvil je modularni sistem krmilnikov, kar v praksi pomeni dobre možnosti  dodajanja števila ''kontroliranih predmetov (oseb? :) ) in razzširitev sistema na ogrevanje in prezračevanje. Kolikor sem razumel, zaenkrat deluje na žaluzijah. Markov sistem je tudi centraliziran, se pravi, da vse žice vlečete na eno mesto, krmili pa se ga lahko ročno, časovno ali pa na podlagi senzorskih podatkov. Zanimivo je, da nima predvidenih lokalnih stikal, ker, tako kot je sestavljen, omogoča konflikt med ukazom stikala in avtomatike in bi dolgoročno ''skurilo'' motor. Peš kontrola je vedno možna preko računalnika, telefona ali tablice, skratka ni da ni, in v tem primeru stikala pravzaprav niti ne potrebujemo. Je pa že Marko sam ugotovil, da po tem, ko sistem uglasiš, pravzaprav stikal ne rabiš. Bo pa krmilnik imel brezžični vmesnik za daljince, če bi kdo rad ekstra komfort.

Prednosti: Sistem razvija nekdo, ki živi v pasivni hiši :) Resno, meni je to najpomembnejše, ker bo tako znal poenostaviti stvari in jih ne zakomplicirati... drugače pa bo zagotovo cenejši, kot so velike tržne pogruntavščine.
Slabosti: Ni še narejen :) Za ostalo pa premalo poznam, da bi lahko sodil.


VARIANTA 3 - LOKALNE REŠITVE

Ogrevanje: Za kontrolo ogrevanja sem napisal že zgoraj, sistem s fiksno nastavitvijo temperature dvižnega voda in vklopom črpalke preko sobnega termostata. Slabost variante s termostatskimi ventili je enaka kot pri radiatorskih - ventili so po 5-10 letih potrebni menjave. Vodni kamen jih baje uniči. Sem pa predlagal, da bi sistem napolnili z deževnico, pa mi noben ne zna povedati, ali bi to delovalo :)

Solar:  Solarni seti z dodano elektroniko - npr seltronov set S2 solar 30 + sgc14 je komplet vsega za priklop solarja, z Wilo solarno črpalko in diferenčnim regulatorjem, pa stane vse skupaj 450€. Diferenčni regulatorji imajo nastavljeno s koliškšnim % se črpalka vrti minimalno (ko kolektor ravno prične segrevati), nato pa ji po korakih, glede na temperaturno razliko na kolektorju in v zalogovniku zvišujejo hitrost. Seveda ima varovanje sistema z izklopom črpalke pri prevelikih temperaturah, nočno pohlajevanje, počitniški način...skratka ni da ni, v kombinaciji z merilnikom pretoka tudi možnost izračuna pridobljene energije.

Žaluzije: Za to sem dobil 2 ponudbi - prva od firme Sorel, ki pa je s preko 4000€ za naš sistem predraga in preveč neprilagojena, druga boljša pa kar od Senčil Bled oz Somfy-ja, katere kontrolerje dodajajo svojim žaluzijam.Somfyjev sistem lahko deluje žično ali brezžično (sistem RTS). Pri rts-u je potrebno zraven motorja vgraditi rts sprejemnike ob montaži. Nato pa za vsako žaluzijo dobimo stilko oblikovano stikalo, ki ga lahko pritrdimo kamorkoli, ker je v resnici daljinec. Celoten sistem je možno povezati s centralnim 6 kanalnim daljincem, na katerem je možno ločeno kontrolirati 6 skupin (npr. vzhodne, južne, zahodne žaluzije, spalnico, otroške sobi), za vsako od teh lahko nastavimo timer. V daljinec vnesemo čas in geografsko širino, zato da lahko predvidi poti sonca in tako kontrolira dviganje in spuščanje.
Prednosti: Cena - z 2400€ je najcenejši sistem vodenja žaluzij kar sem ga našel; ni potrebno vleči kablov; sistem se širi, ker je del korporacije. Za vse dobimo garncijo.
Slabosti: Cena - kljub temu, da je najcenejši, je še vedno predrag. Največja slabost, pa je neodzivnost na notranjo temperaturo. Res je, da pozimi ponavadi žaluzij ne spuščamo, problem pa je lahko spomladi ali jeseni, ko je v hiši prehladno, žaluzije pa se spustijo zaradi programske ure. AMPAK - Somfy je to težavo, oz. željo kupcev že zaznal, tako da se do konca leta obeta izdelek, ki bo povezljiv z RTS sistemom in bo dajal prednost temperaturi.

Prezračevanje: Skupaj z rekuperatorjem dobimo lcd display na katerem nastavimo željene režime in se zadeve več ne dotikamo :)

Evo, to je to, danes malo daljše, vendar je pač bolj zapleteno :) Bo pa iskanje in letanje naokrog krajše :) Kaj smo izbrali mi? Lokalne rešitve - seltron in somfy rts. Razlog je znan.