Klimatizačné zariadenia

Klimatizácia (označovaná skratkou AC z anglického air conditioning) je úprava kvalitatívnych parametrov vzduchu v uzatvorených priestoroch alebo zariadenie (systém zariadení) na takúto úpravu a rozvod takto upraveného vzduchu. Hlavným znakom klimatizácie je úprava teploty a vlhkosti vzduchu, čím sa odlišuje od ventilácie, ktorá zabezpečuje len výmenu vzduchu za čerstvý.

Klimatizácia je niekedy nevyhnutná, napríklad v nemocniciach, niektorých vlakoch alebo v niektorých druhoch baní.

Princíp

Schéma chladiaceho okruhu:
1. kondenzor 2. expanzný ventil 3. výparník 4. kompresor

Klimatizačné zariadenie pre vytvorenie tepelnej pohody v miestnosti využíva princíp chladiaceho okruhu, ktorý tvoria nasledovné deje:

1. kompresia (stlačenie plynov)
2. skvapalňovanie (kondenzácia)
3. expanzia
4. vyparovanie

V 1. fáze sú pary chladiaceho média privedené do kompresora, kde sú stlačené (a dôsledkom stlačenia aj zohriate).

V 2. fáze je chladiace médium pri vysokej teplote a tlaku privedené do výmenníka – kondenzátora, kde je ochladzované okolitým vzduchom (médium kondenzuje). Uvoľnené teplo je odvádzané do vonkajšieho priestoru ventilátorom.

V 3. fáze je kvapalina transportovaná cez kapiláru, alebo expanzný ventil, za ktorým sa prudko zníži tlak, a tým i teplota.

V 4. fáze médium pokračuje do ďalšieho výmenníka – výparníka. Kvapalina sa začne odparovať, čím odoberá teplo z priestoru výparníka, spravidla ochladzovanej miestnosti. Na distribúciu studeného vzduchu do miestnosti slúži ventilátor, ktorý je umiestnený pri výparníku. Potom je chladivo v plynnom skupenstve privedené do kompresora a cyklus sa opakuje.

Otočením prúdenia chladiva v systéme pomocou štvorcestného ventilu sa výparník a kondenzátor vymenia, čo umožní na vnútornej jednotke v kondenzátore odovzdávať teplo a teda miestnosť vykurovať.

Typy zariadení

Vonkajšia jednotka split klimatizácie

Vnútorná jednotka split klimatizácie

Split systémy

Split klimatizačné systémy, určené pre jednu miestnosť, pozostávajú z oddeleného kondenzátora s kompresorom, ktorý sa nachádza vo vonkajšom prostredí a vnútornej jednotky, ktorá obsahuje výparník. Navzájom sú prepojené medeným izolovaným potrubím, ktoré vedie chladiace médium.

MultiSplit systémy

MultiSplit klimatizačné systémy určené pre viac miestností (zväčša 2 až 5), pozostávajú z oddeleného kondenzátora s kompresorom, ktorý sa nachádza vo vonkajšom prostredí a viacerých vnútorných jednotiek, ktoré obsahujú výparníky. S vonkajšou jednotkou je každá vnútorná jednotka prepojená medeným izolovaným potrubím, ktoré vedie chladiace médium. Každá vnútorná jednotka je individuálne ovládaná vlastným ovládačom, ale všetky vnútorné jednotky bežia v rovnakom režime (chladenie alebo vykurovanie).

Twin, Tripple a DoubleTwin systémy

V prípade že je miestnosť veľká alebo značne členitá je možné použitie Split systému, v ktorom sa chladiaci výkon vnútornej jednotky rozdelí na dve, tri alebo až štyri vnútorné jednotky, čím sa zabezpečí rovnomernejšie rozloženie distribúcie chladu alebo tepla v miestnosti. Prepojovacie potrubie vedené od vonkajšej jednotky sa v miestnosti rozdelí na viac vetiev v rozbočovačoch (refnetoch) a pripoja sa k nemu vnútorné jednotky. Všetky vnútorné jednotky majú spoločný ovládač a pracujú naraz s rovnakými parametrami a nastaveniami.

Mobilné

Mobilná split klimatizácia

Mobilný split systém tvorí vnútorná jednotka na kolieskach prepojená flexibilnými rúrami s vonkajšou jednotkou, podobne ako pri pevne nainštalovaných split systémoch.

Mobilná hadicová klimatizácia

Celú klimatizáciu tvorí jedna jednotka na kolieskach, ktorá obsahuje kondenzor aj výparník. Odvod kondenzátorom zohriateho vzduchu je zabezpečený ventilátorom, ktorý je napojený na hadicu, ktorá sa musí vyviesť do vonkajšieho prostredia. Nevýhodou tohto typu klimatizácie je jej znížená účinnosť, lebo na ochladzovanie kondenzátora používa vzduch z klimatizovanej miestnosti. Z toho vyplýva ďalšia nevýhoda, že tento typ klimatizácie neustále odčerpáva vzduch z miestnosti, a tým vytvára podtlak, ktorý spôsobuje prenikanie neklimatizovaného vzduchu do miestnosti.

Existujú aj mobilné klimatizácie s dvomi hadicami, ktoré riešia tieto nevýhody. Druhá hadica slúži na prívod vzduchu z vonkajšieho prostredia na ochladzovanie kondenzátora. Zároveň tým nevzniká v miestnosti podtlak, lebo klimatizačná jednotka vzduch v miestnosti len recirkuluje.

Okenné klimatizácie

Okenná klimatizácia sa montuje priamo do okna miestnosti. Výparník sa nachádza v priestore miestnosti a kondenzor je v kontakte s vonkajším prostredím.

VRV (VRF) systémy

VRV (VRF) klimatizačné systémy sú určené pre viac miestností (až do 64), pozostávajú z oddeleného kondenzátora s kompresorom, ktorý sa nachádza vo vonkajšom prostredí a viacerých vnútorných jednotiek, ktoré obsahujú výparníky. Prepojovacie potrubie vedené od vonkajšej jednotky sa v budove rozdelí na viac vetiev v rozbočovačoch (refnetoch) a pripoja sa k nemu vnútorné jednotky. Každá vnútorná jednotka je individuálne ovládaná vlastným ovládačom. Celá systém môže byť doplnený centrálnym ovládačom prípadne zariadením na rozpočítavanie nákladov (spotreby).

VRV (VRF) tepelné čerpadlo

Systém umožňuje režim chladenia alebo vykurovania. Systém je dvojtrubkový.

VRV (VRF) s rekuperáciou tepla

Systém umožňuje režim súčasného chladenia aj vykurovania, čím umožňuje prečerpávanie energie v rámci budovy. Systém je trojtrubkový (prípadne aj 2 trubkový). Vnútorné jednotky sú pripojené cez BS-boxy, v ktorých sa prepína požadovaný režim.

Vplyv na zdravie

Klimatizácia (s filtrovaním vzduchu, úpravou vlhkosti) sa používa v miestach so zvýšenými nárokmi na čisté a hypoalergénne prostredie, ako sú operačné sály a nemocničné priestory. Pri extrémne teplom počasí dokáže zabrániť dehydratácií a kolapsom z prehriatia organizmu.

Nesprávne používanie klimatizácie vplyvom cirkulujícího vzduchu nastaveného na extrémne nízke teploty a zlým smerom može viesť k vysychaniu očí a ich páleniu, bolestiam hlavy, stuhnutým krčným svalom, vysušenej koži, angíne, zhoršeniu astmy a podobne. Zásadním opatrením je vyhýbanie sa tepelným šokom pri prechodoch medzi klimatizovaným a vonkajším prostredím. Zanedbaná údržba klimatizačných zariadení, hlavne výmena filtrov, môže viesť k znečisťovaniu klimatizovaného vzduchu. Najrizikovejšie je šírenie choroboplodných mikroorganizmov, najmä Legionelly.^[1][2]

Kúrenie klimatizáciou

Klimatizácia je vo svojej podstate tepelné čerpadlo vzduch/vzduch, preto je možné s ňou za veľmi nízke náklady rovnajúce sa asi jednej štvrtine (oproti vykurovaniu elektrickým priamovýhrevným telesom). Klimatizácia v tomto prípade obráti svoj chod a z vnútornej jednotky bude vychádzať teplý vzduch a z vonkajšej zase studený. Parameter SCOP^[3] udáva sezónny COP parameter. Ten určuje efektivitu klimatizácie na kúrenie v danej klimatickej oblasti. Čim je SCOP vyšší, tým ekonomickejšia je prevádzka klimatizácie na kúrenie.

Režim kúrenia je v klimatizáciach bežný štandard. Je veľmi zriedkavé sa v dnešnej dobe stretnúť s klimatizáciou, ktorá tento režim nepodporuje.

Referencie

Literatúra

• SZÉKYOVÁ, Marta; FERSTL, Karol; NOVÝ, Richard. Vetranie a klimatizácia. 1. vyd. Bratislava : Jaga group, 2004. 422 s. ISBN 80-8076-000-4.

Iné projekty

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Klimatizácia

Fyzikálny portál Chemický portál