Klimatyzacja w budynkach mieszkalnych

#Instalacje 8 maja 2020

Na rynku dostępna jest szeroka gama urządzeń klimatyzacyjnych. W zależności od funkcji, jaką mają spełniać, wyróżnia się klimatyzatory chłodzące, chłodząco-grzejące oraz systemy pełnej klimatyzacji. Wykonuje się je jako urządzenia przenośne i stacjonarne; jedno- lub wieloczęściowe. Najbardziej popularne są systemy typu split oraz multisplit, składające się z jednej lub kilku jednostek wewnętrznych, wyposażonych w parownik, układ sterujący i wentylator nadmuchowy oraz z agregatu zewnętrznego, zawierającego pompę ciepła, skraplacz i wentylator (obie jednostki połączone są ze sobą za pomocą dwóch przewodów freonowych). Klimatyzatory tego typu charakteryzują się większą wydajnością od kompaktowych urządzeń monoblokowych oraz zapewniają cichszą i bardziej efektywną pracę.

Działanie klimatyzatora

Zasada działania typowego klimatyzatora (pracującego w trybie chłodzenia) oparta jest na szeregu przemian termodynamicznych, jakim poddawany jest niskowrzący czynnik chłodniczy krążący w zamkniętym obiegu urządzenia (np. R410A). Czynnik ten, odbierając w parowniku ciepło od gorącego powietrza, rozpręża się i odparowuje, po czym kierowany jest do sprężarki, gdzie pod działaniem wysokiego ciśnienia ulega sprężeniu. Sprężony gaz trafia następnie na skraplacz, w którym oddaje ciepło do środowiska zewnętrznego, stając się ponownie cieczą. Przepływ czynnika regulowany jest przez termostatyczny zawór rozprężny, kontrolujący jego ciśnienie. Po przejściu przez zawór czynnik kierowany jest z powrotem na parownik, gdzie cały proces rozpoczyna się od początku. Chłodzeniu powietrza towarzyszy jego osuszanie, co wpływa korzystnie na mikroklimat pomieszczeń (właściwy poziom wilgotności ogranicza gromadzenie się zanieczyszczeń oraz powstawanie pleśni).

Klimatyzator chłodząco-grzejący posiada możliwość odwrócenia układu chłodniczego tak, aby ciepło transportowane było z zewnątrz do pomieszczenia — parownik staje się wtedy skraplaczem, a urządzenie działa jak pompa ciepła. Klimatyzatory tego typu są szczególnie przydatne w okresach przejściowych, tzn. wiosną i jesienią, gdy centralne ogrzewanie jest wyłączone. W przypadku domów o bardzo niskim zapotrzebowaniu na energię cieplną mogą ponadto stanowić alternatywę dla tradycyjnych systemów grzewczych.

Klimatyzatory typu split i multisplit

Klimatyzatory typu split występują w kilku wersjach, w zależności od rodzaju i sposobu montażu jednostki wewnętrznej.

• Klimatyzatory ścienne. Charakteryzują się atrakcyjnym wzornictwem i efektownym wyglądem. Umieszcza się je możliwie blisko sufitu, tak aby przepustnice kierowały strumień powietrza w pomieszczeniu od poziomego do ukośnego w dół (chłodzenie) oraz bezpośrednio w dół (ogrzewanie).

• Klimatyzatory kasetonowe. Przeznaczone są do zabudowy w przestrzeni sufitów podwieszanych, przy czym optymalny rozdział powietrza w pomieszczeniu zapewniają jednostki z czterostronnym wypływem powietrza. Powietrze wewnętrzne zasysane jest przez środkową ssawkę i po uzyskaniu odpowiednich parametrów nawiewane z powrotem do pomieszczenia.

• Klimatyzatory kanałowe. Podobnie jak jednostki kanałowe, montowane są w przestrzeni nad podwieszanym sufitem. Powietrze rozprowadzane jest kanałami zakończonymi kratkami nawiewnymi umieszczonymi w suficie lub w ścianach.

• Klimatyzatory skrzynkowe. Z wyglądu przypominają zwykłe grzejniki. Stawiane są na podłodze przy ścianie lub mocowane bezpośrednio do stropu.

Szczególnym rodzajem klimatyzatorów typu split są systemy multisplit, które pracując w trybie chłodzenia, umożliwiają zróżnicowanie temperatury nawiewu w poszczególnych jednostkach wewnętrznych. W bardziej rozbudowanych systemach, wyposażonych w pompę ciepła oraz odpowiednie układy sterowania i regulacji, możliwe jest jednoczesne grzanie i chłodzenie różnych pomieszczeń. W takim przypadku ciepło transportowane jest z obszarów chłodzonych do tych, które należy ogrzać, co pozwala na znaczne oszczędności energii.

Parametry i dobór klimatyzatora

Najważniejszym parametrem, wpływającym na wybór klimatyzatora, jest jego moc chłodnicza i grzewcza. Określa się ją na podstawie bilansu zysków i strat ciepła w pomieszczeniu, na które wpływają: wielkość i kubatura pomieszczenia, termoizolacyjność przegród, wielkość otworów okiennych i drzwi oraz ich orientacja względem stron świata, liczba przebywających w pomieszczeniu osób oraz ilość ciepła oddawanego przez pracujące urządzenia. Przyjmuje się, iż w nowych domach, o zgodnej z normami izolacyjności cieplnej ścian i okien, z 1 m kw. pomieszczenia należy odprowadzić około 100 W ciepła, stąd orientacyjna moc chłodnicza klimatyzatora dla pomieszczenia o powierzchni 20 m kw. wynosi około 2 kW.

Ważnym elementem jest technologia i ekonomia pracy urządzenia. Zastosowanie technologii inwerterowych, dostosowujących wydajność pracy klimatyzatora do aktualnych warunków, pozwala uzyskać lepsze osiągi przy mniejszym zużyciu energii niż w systemach typu on/off.

Innym istotnym parametrem, na który należy zwrócić uwagę, jest hałas, jaki generuje pracujący klimatyzator. Urządzenie działa tym głośniej, na im większą wydajność jest nastawione. Część klimatyzatorów posiada funkcję cichej pracy, znajdującą zastosowanie np. w przypadku jednostek umieszczonych w sypialni. Ze względu na umiejscowienie sprężarki w jednostce zewnętrznej, najcichszą pracą charakteryzują się urządzenia typu split.

Wybierając klimatyzator, warto zwrócić uwagę także na odpowiednią automatykę i sterowanie, które zależą od przeznaczenia pomieszczenia oraz preferencji użytkowników. Sterowanie może być dokonywane ręcznie lub za pomocą pilota.

Centrale klimatyzacyjne

Alternatywą dla stosowania klimatyzatorów, pracujących niezależnie od systemu wentylacji, są centrale wentylacyjno-klimatyzacyjne. Ze względu na miejsce ich usytuowania wyróżnia się centrale przeznaczone do pracy wewnątrz budynku oraz centrale zewnętrzne; zaś z uwagi na typ konstrukcji — urządzenia blokowe oraz kompaktowe. Do podstawowych elementów konstrukcyjnych central klimatyzacyjnych należą następujące sekcje:

— filtracyjna;

— nagrzewnicy pierwotnej (wodnej lub elektrycznej);

— nagrzewnicy wtórnej (wodnej lub elektrycznej);

— chłodnicy (freonowej lub wodnej);

— komory mieszania;

— wymiennika odzysku ciepła;

— nawilżania (komora zraszania, nawilżania parowego, itp.);

— wentylatora nawiewnego i wywiewnego;

— obudowa.

Systemy oparte na centralach wentylacyjno-klimatyzacyjnych, dzielą się na jedno-i dwustopniowe. W układzie jednostopniowym całkowita obróbka powietrza odbywa się w urządzeniu centralnym i z niego powietrze jest rozprowadzane ze stałym lub zmiennym przepływem do pomieszczeń. W układzie dwustopniowym powietrze po wstępnej obróbce w centrali klimatyzacyjnej, uzyskuje ostateczne parametry w urządzeniach strefowych lub np. klimakonwektorach umiejscowionych bezpośrednio w klimatyzowanych pomieszczeniach.

Centrale klimatyzacyjno-wentylacyjne mogą pracować w systemie o stałym wydatku powietrza — CAV (z ang. constant air volume) — lub też w systemie o zmiennym strumieniu objętościowym powietrza nawiewanego — VAV (z ang. variable air volume). W pierwszym przypadku asymilacja zbędnych zysków ciepła i wilgoci realizowana jest poprzez zmianę temperatury powietrza nawiewanego (regulacja jakościowa), zaś w przypadku drugim odprowadzenie zbędnych zysków ciepła odbywa się na drodze zmiennego strumienia objętościowego powietrza nawiewanego (regulacja ilościowa).

 

 

Krzysztof Sornek