Klimatizace

   

1. Úvod

2. Klima a faktory, které je ovlivňují

3. Klimatizace - princip
4. Typy klimatizačních jednotek
5. Návrh klimatizačního zařízení
6. Důležité informace o návrhu, montáži, zapojení a provozních podmínkách
7. Údržba klimatizačních zařízení
8. Orientační ceny za  montáž klimatizačního zařízení
9. Záruka na klimatizační jednotky MIDEA
10. Chladivo  - freon
Použitá literatura
 


1. Úvod

Klimatizace a vzduchotechnika mají u nás dlouhou tradici. V těchto oborech u nás působí řada renomovaných firem a výrobců. Odborná úroveň projektantů je překvapivě vysoká. Na našem trhu se můžeme setkat s nejmodernějšími klimatizačními systémy z celého světa. Klimatizační zařízení je nákladná investice a jako takové, vyžaduje kvalifikovanou obsluhu a údržbu, se kterou je nutno počítat v provozních nákladech.

Odborník v oboru klimatizace musí mít znalosti zejména z oblastí:

  • vzduchotechniky a psychrometrie

  • chlazení

  • vytápění

  • elektrotechniky, regulace  řídících systémů

Dobré inženýrské a dodavatelské firmy dodávají kompletní systém klimatizace, který splní požadavky zákazníka, ať je to restaurace, hotel, operační sál, administrativní budova nebo čisté provozy pro výrobu léčiv či jinou technologii.

 

2. Klima a faktory, které je ovlivňují


Pod pojmem "klima" budeme dále rozumět vzájemné působení teploty, tlaku, vlhkosti a pohybu vzduchu v našem okolí.

Rozlišujeme:

  • venkovní klima, které je závislé na poměrech v atmosféře

  • vnitřní klima, t.j. stav vzduchu v místnosti, na který působí vnitřní a vnější vlivy.

Vnitřními vlivy se rozumí osoby a jejich činnost, zařízení místnosti, stroje, přístroje a osvětlení.

Vnějšími vlivy pak venkovní klima, sluneční radiace, poloha a orientace budovy, druh a provedení stavby.


 
3. Klimatizace – princip

Klimatizačním zařízením pro další výklad budeme rozumět zařízení zejména na chlazení vzduchu a jeho filtraci. Větrací zařízení na rozdíl od klimatizace musí být v provozu celoročně.

Úkolem klimatizačního zařízení je odčerpat teplo z místnosti jinam. Podle množství tepla, které vzniká v místnosti, tepelné zátěže, volíme velikost klimatizačního zařízení. Čím větší tepelná zátěž, tím větší a dražší zařízení.

 Split - umístění

Obr. č. 1 Umístění nástěnné klimatizační jednotky

Princip chladícího cyklu:

Základem klimatizačního zařízení je kompresorový chladicí okruh. Je v principu stejný jako chladicí okruh v chladničce.

  • Ve výparníku dochází k odpařování chladiva (změna skupenství chladiva z kapalného na plynné). Při odpařování dochází k odebírání tepla z klimatizovaného prostoru.

  • V kompresoru dochází ke stlačení chladiva (zvýší se teplota a tlak chladiva).

  • V kondenzátoru dochází ke zkapalnění chladiva. Teplo odebrané z klimatizovaného prostoru je odváděno kondenzátorem do okolního prostoru.

  • Zkapalněné chladivo má za kondenzátorem vysoký tlak, který je snížen kapilárou na požadovaný vypařovací tlak.


Princip chladícího okruhu

Obr. č.  2 Schéma chladícího okruhu

 

Moderní klimatizační zařízení mohou pracovat i obráceně a to tak, že mohou zaměnit funkci kondenzátoru a chladiče (výparníku). Takovému zařízení říkáme tepelné čerpadlo, protože přečerpává teplo zvenku do místnosti a může pracovat i při záporných venkovních teplotách a vytápět místnosti. Provozní náklady takového zařízení jsou velice nízké. V porovnání s elektrickým topením nám postačí pro 1 kW tepelného výkonu pouze 350 W elektrického příkonu. Obecně platí, že vytápění klasickým tepelným čerpadlem se nemusí vyplatit zejména pro jeho vysokou pořizovací cenu.

V případě klimatizace s funkcí tepelného čerpadla je to jinak. Zde jsme si klimatizaci opatřili za účelem chlazení. Její verze jako tepelné čerpadlo je o cca 10 % dražší a tato investice se už může vyplatit.

Samotná klimatizace je v provozu přibližně 60 dní v roce a to cca 8 hodin denně. Tepelné čerpadlo může být v provozu nejméně dalších 200 dní v roce a to nepřetržitě. Je třeba porovnat náklady na topení v konkrétním místě, komfort provozu klimatizace - tepelného čerpadla a potom se rozhodnout.



 

4. Typy klimatizačních jednotek

4.1. Okenní klimatizátory kompaktní

Okenní klimatizátor

Obr. č. 3 Okenní klimatizátor

Jde o zařízení, která jsou velmi rozšířená v USA, Japonsku a v tropech. Zařízení se vyrábějí s chladicím výkonem 2 až 6 kW. Jednotky se zabudují do okna nebo do zdi tak, že část s kondenzátorem, který je vystrčen do venkovního prostoru a část s výparníkem - chladičem - vyčnívá do místnosti. Jedním motorem je poháněn venkovní i vnitřní ventilátor.

Jde o nejlevnější zařízení v ceně od 15 do 40 tisíc Kč. Dodávají se i jako tepelná čerpadla. Je též možná verze s přímým elektrickým ohřívačem vzduchu. Některé typy umožňují přívod malého množství čerstvého vzduchu.


4.2. Mobilní klimatizační jednotky

Jednotky mohou být v provedení kompakt (obr. č. 4) nebo s odděleným kondenzátorem s výkony okolo 2,5 kW. Provedení kompakt je opatřeno ohebnou hadicí o průměru cca 100 mm, kterou se odvádí ohřátý vzduch z kondenzátoru mimo místnost. U jednotek s odděleným kondenzátorem je venkovní díl spojen ohebnou dvoutrubkou hadicí o délce 5m s vnitřní jednotkou. Mobilní klimatizátory se používají do místností, kde právě potřebujeme zmírnit nesnesitelné účinky tepla. Hodí se pro stánek se zbožím, které velmi trpí teplem (například čokoláda). Je možné ho přepravovat  chatu nebo za poplatek pronajmout do některých hotelových pokojů. Jednotky mají hlučnost cca 50 dB(A), vybaveny jsou spínacím dálkovým ovládáním a regulátorem teploty. Ceny se pohybují od 17.000 Kč výše.

              

Mobilní klimatizační jednotka

Připojení mobilní klimatizační jednotky

Obr. č.  4 Mobilní jednotka kompakt

Obr. č.  5 Připojení mobilní jednotky

           

4.3. Klimatizační jednotky SPLIT

Klimatizační jednotky s tímto označením jsou dělené, a sestávají vždy nejméně ze dvou dílů. Vnitřní díl, ve kterém je chladič (výparník) a filtr vzduchu, bývá pověšen v místnosti na zdi, pod oknem, nade dveřmi, v mezistropu ap.Venkovní díl (kondenzační jednotka) obsahuje kompresor, ventilátor a kondenzátor (viz. obr. č. 6 ).


Split - umístění

Obr. č. 6 Venkovní a vnitřní jednotka

Venkovní a vnitřní jednotky se spojují dvojicí měděného potrubí o průměru 8 až 16 mm, které je pokryto cca 10 mm izolací. Společně s potrubím se vede elektrický kabel. Z popisu je zřejmé, že vnitřní díl je mimořádně tichý (30-45 dB). Kondenzační jednotku umísťujeme na střechu, na fasádu pod okna, na dvůr a jinde. Její hlučnost je od 45 dB.


Obr. č. 7 Instalační/montážní schéma vnitřní a venkovní jednotky

MONTÁŽNÍ DÍLY

Číslo dílu

Název dílu

1 Montážní deska
2 Montážní šrouby
3 Kotvící hmoždinky pro montážní desku
4 Dálkový ovladač
5 Průchodka zdí
6 Kryt průchodky zdí
7 Montážní šroub
8 Samolepicí montážní páska
9 Stahovací plastiková páska
10 Hadice odvodu kondenzátu
11 Izolace instalačního potrubí

UPOZORNĚNÍ !

Klimatizační jednotka musí mít samostatný jištěný elektrický přívod z důvodu zamezení přetížení a nepravidelné práce během rozběhu kompresoru.

  • Maximální převýšení mezi vnitřní a venkovní jednotkou může činit až:
  • 5 m pro chladící výkony 2,3 až 3,6 kW,
  • 10 m pro chladící výkony 5,3 až 7,0 kW.
  • Maximální povolená délka potrubí mezi vnitřní a venkovní jednotkou může činit až:
  • 10 m pro chladící výkony 2,3 až 3,6 kW,
  • 15 m pro chladící výkony 5,3 až 7,0 kW.

Jednotky jsou též v provedení tepelné čerpadlo a mohou být vybaveny elektrickým nebo teplovodním ohřívačem. Ovládání jednotek a automatická regulace jsou vždy součástmi zařízení. Jednotky mívají též dálkové infračervené ovládání. U jednotek se nastavují otáčky ventilátoru, teplota, směr proudění vzduchu. Poslední modely MIDEA se pyšní fuzzy logikou.

Regulace chladicího výkonu je zpravidla dvoupolohová -zapnuto, vypnuto. Po dosažení nastavené teploty se chlazení (topení) vypíná. Další variantou je plynulá regulace, která je řešena několika způsoby.

 

Do skupiny splitů patří i jednotky s označením SET FREE nebo VRV. Z pohledu klasicky vzdělané obce evropských projektantů jde o zázrak techniky. Jedna venkovní jednotka může pracovat až se 16 vnitřními jednotkami. Celý systém je řízen vlastním počítačem. Provoz tepelného čerpadla je samozřejmostí. Toto zařízení umí přečerpávat teplo z místnosti, kde je ho přebytek do místností, kde je ho zrovna nedostatek.




5. Návrh klimatizačního zařízení

Úkolem klimatizačního zařízení je odčerpat teplo z místnosti do venkovního prostředí. Podle množství tepla, které vzniká v místnosti, tepelné zátěže, volíme velikost klimatizačního zařízení. Čím větší tepelná zátěž, tím větší a dražší zařízení.

Návrh typu, velikosti a umístění klimatizačního zařízení by měla provést vždy kvalifikovaná osoba.

Tepelnou zátěž se snažíme snížit na minimum. Nejvýznamnější tepelná zátěž vzniká osluněním okny. Okno orientované na osluněnou stranu může dodávat do místnosti až 450 W/m2 zasklené plochy okna. Pro snížení tepelné zátěže z oslunění slouží žaluzie, markýzy, dvojité i trojité zasklení, fólie, antireflexní sklo a jiné stínící prostředky. Zastíníme-li okno, musíme někdy svítit, což z tepelně technického hlediska je zase zvýšení zátěže.

Další významnou složkou tepelné zátěže jsou lidé. Na osobu běžně počítáme 150 W, ale například při sportu či tanci mohou produkovat až 270 W/osobu.

Nemalou zátěží je i potřeba čerstvého vzduchu, jehož letní výpočtová teplota je cca 32°C. Do klimatizovaného prostoru se může dostat nuceně, přirozeně nebo infiltrací. Je potřeba dávat pozor na teplo, které produkují stroje např. počítače. Veškerá energie přivedená do strojů se promění v teplo a zvýší tepelnou zátěž.

Výpočet tepelné zátěže klimatizovaného prostoru je popsán normou ČSN 73 0548 (1985). Pro zjednodušený výpočet tepelné zátěže lze použít jednoduchý formulář dle VDI 2078 (1992)     FORMULÁŘ  -  Poznámky k FORMULÁŘI.

 

Klimatizace pro servery a další kancelářskou techniku.

Proč potřebují servery klimatizaci?

Veškerá energie, kterou přivedeme do počítače a do dalších technologických zařízení, které jsou v místnosti se přemění v teplo. Úkolem klimatizačního zařízení je toto teplo odvézt z místnosti do venkovního prostředí.

Většina klimatizačních jednotek, určených pro komfort je konstruovaná z důvodu co nejnižší ceny tak, že klimatizační jednotky jsou schopny pracovat v režimu chlazení pouze při teplotách venkovního vzduchu vyšších jak 16 °C. V případě nižších teplot venkovního vzduchu dochází ke změnám tlakových (teplotních) poměrů v chladícím okruhu a může dojít ke zničení klimatizačního zařízení.

Aby bylo možné klimatizační jednotky použít pro chlazení i v zimním období, je potřeba zařízení doplnit o následující příslušenství:

  • Souprava pro zimní provoz (proporcionální regulátor nebo presostat)

  • Vyhřívání kompresoru

  • Automatický restart

Cena za dodávku kompletního příslušenství se pohybuje okolo 5.500,- Kč

 


6. Důležité informace o návrhu, montáži, zapojení a provozních podmínkách

O návrhu klimatizačního zařízení již pojednává kapitola č. 5, ale stále platí, že návrh typu, velikosti a umístění klimatizačního zařízení by měla provést vždy kvalifikovaná osoba.

Základní zásady:

Montáž jednotky musí provést odborná a proškolená firma !

Velikost zařízení volíme vždy podle stanovené tepelné zátěže.

 

Pro umístění vnitřní jednotky platí tyto zásady:

SPLIT příklad umístění

  • Jednotku instalujte v místě, které poskytuje dostatek prostoru kolem jednotky – viz obr.č.7.

  • Jednotka má být umístěna tak, aby nebyly žádné překážky na vstupu a výstupu vzduchu.

  • Jednotku instalujte v místě, které je schopné unést její tíhu.

  • Umístění jednotky musí umožňovat vyjmutí filtru směrem dolů.

  • Jednotka musí být nainstalována v místě, které není vystaveno přímému slunečnímu záření (jinak vznikají problémy s přenosem signálu z dálkového ovladače !).

  • Doporučujeme jednotku nainstalovat doprostřed místnosti (stěny).

Pro umístění venkovní jednotky platí tyto zásady:

  • Jednotku instalujte v místě, které poskytuje dostatek prostoru

  • kolem jednotky – viz horní nákres.

  • Jednotku instalujte v místě, které není vystaveno silnému větru.

  • V místě, které je suché a kde je zajištěna dostatečná výměna vzduchu.

  • Jednotku instalujte v místě, které je schopné unést její tíhu a které

  • umožňuje její vodorovné umístění. Současně by její umístění nemělo

  • zvyšovat hladinu hluku nebo zesilovat případné vibrace (chvění).

  • Umístění jednotky by mělo být zvoleno tak, aby provozní hluk nebo

  • odváděný vzduch z kondenzátoru neobtěžoval sousední uživatele projektu.

  • Pro umístění venkovní jednotky nejsou vhodné prostory, kde hrozí

  • nebezpečí úniku hořlavých plynů.

 

  • Maximální převýšení mezi vnitřní a venkovní jednotkou může činit až:

  • 5 m pro chladící výkony 2,3 až 3,6 kW,

  • 10 m pro chladící výkony 5,3 až 7,0 kW.

  • Maximální povolená délka potrubím mezi vnitřní a venkovní jednotkou může činit až:

  • 10 m pro chladící výkony 2,3 až 3,6 kW,

  • 15 m pro chladící výkony 5,3 až 7,0 kW.

  • Nástěnné klimatizační jednotky MIDEA jsou napájeny 230 V a každá jednotky musí mít samostatně jištěný elektrický přívod (jištění viz montážní manuál).

  • Při chlazení dochází k odvlhčení vzduchu a na chladiči se sráží voda, která se musí odvést.

  • V režimu chlazení dochází ke vzniku kondenzátu ve vnitřní jednotce, který se musí odvést do odpadu buď samospádem nebo je nutné použít speciální malé čerpadlo.

  • V režimu tepelného čerpadla dochází ke srážení vody na výměníku venkovní jednotky a je nutné opět zajistit odvod kondenzátu.

Provozní podmínky klimatizačního systému

Pro správnou činnost klimatizačního systému bez úpravy pro zimní provoz   je potřeba zajistit následující podmínky :

 

Režim chlazení

venkovní teplota : 18 až 43 °C
teplota v místnosti : 17 až 32 °C
POZOR !
Relativní vlhkost musí být nižší jak 80%. Nebezpečí kondenzace vodních par na povrchu vnitřní jednotky !!!
Režim topení venkovní teplota : -5 až 27 °C
teplota v místnosti : 0 až 30 °C
Režim venkovní teplota : 11 až 43 °C
teplota v místnosti : 17 až 30 °C

Je-li klimatizační systém provozován mimo výše uvedené provozní rozsahy, může dojít k aktivaci některé z ochran nebo k poškození klimatizačního zařízení !!!

 


7. Údržba klimatizačních zařízení

Vnitřní jednotka je vybavena vzduchovými filtry, které je nutné pravidelně čistit (minimálně 1 x měsíčně).

 

 


8. Orientační ceny za montáž klimatizačního zařízení

  • Cena za jeden metr propojovacího chladivového potrubí 850,- Kč/bm

  • Cena za jeden metr kondenzátního potrubí 160,- Kč/bm

  • Cena za konzolu pod venkovní jednotku 680,- Kč

  • Cena za montáž a uvedení do provozu 1 systému (dle složitosti) od 4.500,- do 10.000,- Kč

  • Čerpadlo kondenzátu vč. plovákového čidla 3.500,- Kč

  • Souprava pro zimní provoz 5.500,- Kč

Uvedené ceny jsou bez DPH

 


9. Záruka na klimatizační jednotky MIDEA

Záruční podmínky na nástěnné klimatizační jednotky MIDEA platí po dobu 12 měsíců ode dne uvedení do provozu. V případě, že uživatel uzavře nejpozději do 30-ti dnů od předání zařízení s naší firmou dlouhodobou servisní smlouvu, bude prodloužena záruční doba na 36 měsíců. V případě, že uživatel neuzavře s naší firmou dlouhodobou servisní smlouvu je povinen zajistit minimálně 1x ročně servisní činnost prováděnou oprávněnou firmou.

Uživatel je povinen minimálně 1x měsíčně zajistit vyčištění vzduchových filtrů!

Zhotovitel si vyhrazuje právo namátkových kontrol zařízení. V případě závažných nedostatků je zhotovitel oprávněn odstoupit od záruky.

 


10. Chladivo - Freon

 

Toto slovo se stalo v posledních letech strašákem chladicí techniky. Po sedmi letech platnosti zákona č. 86/1995 Sb. o ochraně ozónové vrstvy Země nastala v této oblasti legislativy významná změna a dále tuto problematiku řeší zákon o ochraně ovzduší č. 86/2002 Sb. s platností od 1.6. 2002. Další informace lze najít na www.chlazeni.cz a nebo zde.

Chladivo - R22

Jeho rozšíření u nás nastalo po roce 1990, kdy postupně vytlačovalo chladivo R12, jednak pro svoji objemovou chladivost, jednak jako ekologicky přijatelnější. Ze všech dále uvedených chladiv jako jediné obsahuje chlór, působí tedy na ozónovou vrstvu Země a jeho používání v budoucnu je značně problematické. v době zpracování tohoto textu (srpen 2001) existovaly dva materiály, řešící budoucnost tohoto chladiva:

Nařízení vlády č. 2037/2000 evropského parlamentu a Rady ze dne 29.6. 2000 o látkách, které působí vyčerpávání ozónové vrstvy. To stanoví pro látky HCFC (např. R22):

Od 1.7. 2002 zákaz použití ve všech nových zařízení s vyjímkou klimatizačních reverzibilních (chlazení/topení) o chladícím výkonu do 100 kW.

Od 1.1. 2004 zákaz použití ve všech nových zařízení.

Od 1.1. 2010 zákaz použití nově vyrobeného chladiva pro údržbu a servis stávajících zařízení.

Od 1.1. 2015 zákaz používání zařízení s těmito chladivy s tím, že před 1.1. 2008 bude přezkoumána možnost zkrácení tohoto termínu.

Dnes se používá náhradou za chladivo R22 chladivo R410a nebo R407c.

 

Chladivo - R407c

R407c - jedná se o směs tří chladiv R32, R125 a R134a.

R32 - Nejlepší chladivo, ale hořlavé.

R125 - Přidání pro snížení hořlavosti.

R134a - Přidáno pro snížení tlaku.

Výhody R407c:

Není toxické

Není hořlavé

Neničí ozónovou vrstvu

Zkušenosti s chladivem R407c jsou však velmi malé. Mimo provozní nepříjemnosti, které vyplývají z toho, že jde o zeotropní směs, vyžaduje toto chladivo jiné oleje a jiné servisní vybavení.

 


Použitá literatura

  • CHYSKÝ, J., HEMZAL, K., a kol.: Technický průvodce – Větrání a klimatizace. Brno: Bolit – B press, 1993. 481 s.

  • Firemní podklady firmy MIDEA

  • Internet