Czym kierować się przy wyborze i montażu klimatyzatorów?

Zależnie od potrzeb klimatyzatory instalujemy na stałe lub ustawiamy jako urządzenia przenośne. Coraz większą popularność zdobywają też instalacje grzewczo-chłodnicze współpracujące z gruntowymi lub powietrznymi pompami ciepła.

Jak działa klimatyzator?

Do schładzania pomieszczeń mieszkalnych wykorzystywane są najczęściej klimatyzatory sprężarkowe, działające w podobny sposób jak domowa lodówka. Konstrukcyjnie mogą tworzyć pojedyncze, kompaktowe urządzenie lub rozdzielone na zespół wewnętrzny i zewnętrzny połączony rurami tworzącymi obieg chłodniczy.

Obie wersje pracują na tej samej zasadzie, ale różnią się funkcjonalnością i zakresem zastosowania. Efekt chłodzenia uzyskuje się na skutek zjawiska pobierania ciepła przy rozprężaniu czynnika chłodniczego zwanego popularnie freonem.

Obieg pracuje w następujący sposób: sprężarka tłoczy gorący czynnik chłodniczy poprzez skraplacz, gdzie zostaje on wstępnie schłodzony. Po dojściu do kapilary lub zaworu rozprężnego następuje gwałtowne jego rozprężenie, co znacząco obniża temperaturę i poprzez parownik (wymiennik ciepła) następuje wychłodzenie strumienia powietrza z pomieszczenia nawiewanego przez wentylator.

Klimatyzatorem ściennym Nebula Black można sterować za pomocą smartfona. Fot. Haier Iglotech.

Czynnik chłodniczy, który pobrał ciepło z przepływającego powietrza wraca do sprężarki i proces chłodzenia biegnie na nowo. Obieg z dodatkowymi elementami może pracować również jako urządzenie grzewcze tzw. pompa ciepła, gdy parownik i skraplacz zamienią się rolami.

Klimatyzator można wtedy wykorzystać jako urządzenie dogrzewające w chłodne dni. W rzeczywistości klimatyzator zawiera jeszcze wiele elementów sterujących jego pracą i zabezpieczających przed uszkodzeniem, a obieg czynnika musi zapewniać absolutną szczelność.

Klimatyzator kasetonowy z obwodowym przepływem powietrza. Fot. Haier Iglotech.

Chłodzenie i wymiana powietrza

Zapewnienie kompleksowej klimatyzacji pomieszczeń wymaga nie tylko utrzymania pożądanej temperatury, ale również dobrej jakości powietrza uzyskiwanej dzięki skutecznej wentylacji i oczyszczaniu.

W domach wyposażonych w wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepłą i podłączoną do gruntowego wymiennika ciepła, możemy dodatkowo wykorzystać ją również do zwiększenia efektywności schłodzenia pomieszczeń w okresie letnim.

Dzięki niej możliwy będzie nawiew wstępnie schłodzonego powietrza, co umożliwia zapewnienie nawet intensywnej wentylacji bez odczuwalnego pogorszenia komfortu cieplnego, gdy wymiana powietrza odbywa się przez bezpośredni nawiew gorącego powietrza zewnętrznego czy uchylone okna.

Orientacyjnie można przyjąć, że wykorzystanie wentylacji mechanicznej z przepływem powietrza przez GWC jako wspomagającej pracę klimatyzatorów, pozwoli na zmniejszenie zapotrzebowania ich mocy o ok. 10-15% .

Dostosowując instalację wentylacyjną do nawiewu zimnego powietrza z GWC, rekuperator powinien być wyposażony w obejście wymiennika ciepła tzw. bypass, gdyż w trybie normalnej pracy nawiewane powietrze będzie podgrzewane przez strumień powietrza wywiewanego.

Jak dobrać moc chłodniczą?

Moc potrzebna do schłodzenia pomieszczeń w okresie upałów z reguły przewyższa tę, jakiej potrzebujemy do ogrzewania w sezonie zimowym. Wyższe też będą koszty użytkowania, gdyż do zasilania klimatyzacji wykorzystujemy wyłącznie energię elektryczną.

Określenie zapotrzebowania na moc chłodzenia jest dość skomplikowane i wymaga uwzględnienia wielu czynników zewnętrznych (ukierunkowanie względem stron świata, wielkość i rodzaj oszklenia, izolacji cieplnej ścian) oraz wewnętrznych (mocy urządzeń wytwarzających ciepło, akumulacji cieplnej przegród czy liczba przebywających osób).

Szczególnie wysokie zapotrzebowanie na moc chłodniczą występuje w tzw. budynkach pasywnych zorientowanych dużą powierzchnią oszklenia w kierunku południowym lub południowo-zachodnim.

Te domy są dostosowane do pozyskiwania znacznej energii cieplnej z nasłonecznienia w sezonie grzewczym, co z kolei w okresie letnim prowadzi do przegrzewania pomieszczeń (moc grzewcza od słońca sięga 300-400 W na 1 m² oszklenia) i w efekcie wymaga instalowania kosztownych i energochłonnych urządzeń klimatyzacyjnych.

W takich domach konieczne jest więc instalowanie również osłon przeciwsłonecznych - markiz, rolet - co w pewnym stopniu ogranicza nadmierne nagrzewanie promieniami słonecznymi. W typowych warunkach użytkowania można przyjąć jako bazową moc chłodzenia wartość 100-120 W/m² powierzchni pomieszczenia.

Klimatyzator - przenośny czy stacjonarny?

Funkcjonalność, a przede wszystkim efektywność chłodzenia zależy od głównie od rodzaju używanego klimatyzatora - czy jest to urządzenie przenośne, czy tez zamontowane na stałe.

Klimatyzatory przenośne to urządzenia kompaktowe, które w jednej obudowie zawierają zarówno sprężarkę, skraplacz i parownik, a do ich funkcjonowania konieczne jest wyprowadzenie rury na zewnątrz domu pozwalającej na chłodzenie skraplacza.

Klimatyzator przenośny Alpicair. Fot. Ventia.

W praktyce wykazują dość niską skutecznością schładzania pomieszczenia, gdyż cyrkulacja powietrza chłodzącego agregat powoduje napływ ciepłego powietrza zewnętrznego do pomieszczenia, a na dodatek sprężarka pracuje głośno.

Lepszą efektywnością charakteryzują się klimatyzatory przenośne wyposażone w dwururowy obieg powietrza schładzającego skraplacz, co eliminuje konieczność zapewnienia nawiewu do pomieszczenia powietrza zewnętrznego (cyrkulacja powietrza odbywa się wewnątrz rur).

Klimatyzatory stacjonarne - z reguły typu split- składają się z dwóch jednostek - zewnętrznej ze sprężarką i skraplaczem oraz wewnętrznej z parownikiem i zespołem nawiewnym. Rozwiązanie takie umożliwia umieszczenie głośnej sprężarki w znacznej odległości od chłodzonego pomieszczenia, a niewielką i cichą jednostkę wewnętrzną można zamocować w optymalnym miejscu.

Obie jednostki połączone są hermetycznie cienkimi rurkami którymi przepływa czynnik chłodniczy.

Klimatyzator typu split - do jednej centrali można podłączyć jedno urządzenie. Fot. Daikin.

Choć ten rodzaj klimatyzatorów najczęściej montowany jest na stałe, to dostępne są również urządzenia przenośne szczególnie przydatne, np. w domkach letniskowych, gdyż po sezonie możemy je łatwo zdemontować i zabrać do domu.

Do chłodzenia kilku pomieszczeń przeznaczone są klimatyzatory pracujące w układzie multi-split składającym się z jednej jednostki zewnętrznej i kilku współpracujących z nią jednostek wewnętrznych, których wydajność można niezależnie regulować.

Klimatyzacja multi-split - do jednej centrali może być podłączonych kilka urządzeń. Fot. Daikin.

Chłodzenie pompą ciepła

Instalacje grzewcze, współpracujące z pompą ciepła, pozwalają na wykorzystanie ich w sezonie letnim jako obiegów chłodzących. Oczywiście sama pompa musi być dostosowana do pracy w odwróconym obiegu, a instalacja odpowiednio przystosowana.

Teoretycznie efekt chłodzenia można uzyskać, wprowadzając do zwykłej instalacji grzewczej schłodzoną przez pompę ciepła wodę, ale efektywność schładzania będzie niewielka, a na zimnych częściach instalacji wykropli się para wodna, zawarta w powietrzu ściekająca na ścianę czy parkiet.

Trzeba też pamiętać, że chłodne powietrze jako cięższe gromadzi się przy podłodze, co niekorzystnie wpływa na zdrowie mieszkańców zatem funkcjonowanie, np. ogrzewania podłogowego w trybie chłodzenia powoduje niekorzystny rozkład temperatury (zimne nogi - gorąca głowa).

Pod względem funkcjonalnym najlepsze warunki temperaturowe zapewniają instalacje grzewczo-chłodnicze wyposażone w klimakonwektory - grzejniki wyposażone w wentylator nadmuchowy.

Klimakonwektor kanałowy dwururowy dostosowany do systemów niskotemperaturowych. Fot. Verano.

Ich instalacja może być taka sama jak zwykłych grzejników, np. płytowych montowanych pod oknem, ale również instalowane są jako kanałowe lub moduły sufitowe, gdyż cyrkulację powietrza zimnego i ciepłego wymusza wentylator.

Przy ich instalacji trzeba jednak uwzględnić sposób odprowadzenia skroplin - niekiedy wystarczy tacka ociekowa, ale przy intensywnym chłodzeniu konieczny będzie montaż pompki do skroplin.

Autor: Redakcja BudownicwaB2B
Zdjęcie otwierające: Daikin
Zdjęcia w tekście: Haier Iglotech, Ventia, Daikin, Verano