Klimatyzacja - podstawowe pojęcia, czynniki chłodzące, typy klimatyzatorów

O klimatyzacji można mówić wówczas, gdy spełnia ona (oprócz innych) dwie zasadnicze funkcje, czyli ochładzanie i regulację wilgotności powietrza. Klimatyzacja zapewnia utrzymanie odpowiednich warunków, w których człowiek czuje się najlepiej, tzw. warunki komfortu cieplnego. Klimatyzacja odbywa się poprzez wymianę powietrza w pomieszczeniu.

Spis treści

1. Jak działa klimatyzacja?
2. Klimatyzacja - jak liczyć moc instalacji klimatyzacyjnej w projekcie?
3. Klimatyzacja - typy klimatyzatorów ze względu na sposób montażu
4. Czynniki chłodzące w klimatyzacji 
5. Jak poradzić sobie z hałasem klimatyzacji?

Jak działa klimatyzacja?

Klimatyzacja, w zależności od typu urządzenia, zastosowanego w instalacji klimatyzacyjnej, reguluje temperaturę pomieszczenia (chłodzi lub grzeje) i wilgotność powietrza. Urządzenia klimatyzacyjne usuwają wodę z powietrza znajdującego się w pomieszczeniu. Przy wilgotności powietrza równej 25-40% człowiek ma wrażenie, że w pomieszczeniu jest chłodniej. Przy wilgotności 60% i tej samej temperaturze odczuwalna jest wyższa temperatura.

Dla organizmu człowieka najkorzystniej jest, gdy temperatura w pomieszczeniu wynosi 18-20°C, względna wilgotność 40-60%. Takie warunki są najbardziej optymalne do pracy. Od temperatury 20°C ciało zaczyna się schładzać w sposób naturalny - gdy jest za gorąco, człowiek poci się, a pot znajdujący się na skórze odparowuje i likwidowany jest nadmiar ciepła z ciała. Jedynym problemem, jaki może zakłócić obieg jest fakt, iż wysoka wilgotność powietrza utrudnia to odparowywanie.

Klimatyzacja - jak liczyć moc instalacji klimatyzacyjnej w projekcie?

Moc chłodnicza klimatyzacji powinna pokryć ciepło, jakie zostanie dostarczone lub wytworzone w klimatyzowanym pomieszczeniu. Ciepło do pomieszczenia przenika różnymi drogami: poprzez nasłonecznione okna, ściany zewnętrzne budynku, ciepło emitują również ludzie i zwierzęta, pracujące urządzenia oraz oświetlenie. Są to tylko podstawowe źródła ciepła, dodatkowo trzeba brać pod uwagę między innymi: przeznaczenie pomieszczenia, liczbę osób, liczbę okien oraz ich rozmieszczenie (północna, południowa, wschodnia, zachodnia ściana) czy rodzaj szyb.

Patrz też: Czyszczenie wentylacji. Jakie są metody czyszczenia wentylacji, na jakie trudności trzeba się przygotować?

Przed przystąpieniem do projektowania klimatyzacji należy zrobić bilans cieplny pomieszczenia. Od jego wyników zależy dobór mocy urządzeń. Jest kilka sposobów wykonania takich obliczeń, jednak w każdym przypadku najpierw trzeba wyliczyć kubaturę pomieszczeń, które będą klimatyzowane. Dopiero potem należy wziąć pod uwagę bilans cieplny. Im dokładniej zbilansuje się pomieszczenie, tzn. im więcej zostanie uwzględnionych parametrów decydujących o ilości dostarczonego ciepła do pomieszczenia, tym dokładniej można obliczyć moc chłodniczą potrzebnego klimatyzatora.

Obliczeń tych można dokonać, w przybliżeniu biorąc pod uwagę np. powierzchnię lub kubaturę pomieszczenia oraz jego przeznaczenie. Przykładowo dla pomieszczeń mieszkalnych przyjmuje się 100 W/m² biorąc pod uwagę powierzchnię lub 30 W/m³ w przypadku kubatury.

Klimatyzacja - typy klimatyzatorów ze względu na sposób montażu

Klimatyzatory, ze względu na sposób montażu, można podzielić na kilka typów:

• klimatyzator kompaktowy - klimatyzator montowany w przegrodzie zewnętrznej (np. w ścianie lub w oknie). Są też przenośne klimatyzatory kompaktowe - ich lokalizację można zmieniać w zależności od potrzeb. Klimatyzatory kompaktowe są dość hałaśliwe, emitują zwykle dźwięki o natężeniu ok. 50 dB
• split - klimatyzator złożony z dwóch jednostek - jedna umieszczona jest na zewnątrz budynku druga wewnątrz, bezpośrednio w klimatyzowanym pomieszczeniu. Połączone są one specjalnymi rurami. System klimatyzacji typu split, służy zazwyczaj jako dodatkowe, a nie główne źródło ciepła. W temperaturze poniżej -10^oC, budynek może być niedogrzany, konieczne będzie zainstalowanie dodatkowego systemu grzewczego np. ogrzewanie elektryczne;
• multi-split - urządzenie, w którym do jednej jednostki zewnętrznej można podłączyć kilka jednostek wewnętrznych. W nowoczesnych systemach super multi-split, klimatyzator może utrzymywać różną temperaturę w poszczególnych pomieszczeniach, a ciepło odzyskane z pomieszczeń wymagających chłodzenia przekazywane jest do pomieszczeń ogrzewanych. W klimatyzatorach split i multi-split można stosować jednostki wewnętrzne przypodłogowe, ścienne oraz sufitowe. Systemy multi-split i klimatyzacja kanałowa są źródłem dźwięku o natężeniu poniżej 30 dB, co czyni je prawie niesłyszalnymi.
• klimatyzacja kanałowa - system, w którym powietrze z jednostki zewnętrznej rozprowadzane jest kanałami do pomieszczeń. W bardziej rozbudowanych systemach powietrze dostarczane jest do centrali klimatyzacyjnej. Z niej, po odpowiednim przygotowaniu (ogrzanie, nawilżenie, oczyszczenie), przez kanały i nawiewniki wypływa do poszczególnych pomieszczeń. Przewaga tego systemu nad innymi urządzeniami polega przede wszystkim na cichej pracy (w pomieszczeniach nie słychać odgłosów pracy urządzeń klimatyzacyjnych).

Czynniki chłodzące w klimatyzacji 

Czynnikami chłodzącymi są najczęściej substancje o niskiej temperaturze wrzenia, które umożliwiają odebranie ciepła z pomieszczenia. Kiedyś stosowane związki HCFC potocznie zwane freonami zastąpione zostały coraz nowszymi mieszaninami o niższej szkodliwości. Zaleca się stosowanie czynników R407C lub R410A. Substancje chłodnicze są silnie higroskopijne, dlatego należy zadbać o to, aby podczas napełniania instalacja była sucha. Woda, wchodząc w reakcję z olejami rozcieńczonymi we czynnikach chłodzących tworzy kwasy, które są przyczyną korozji instalacji klimatyzacji.

W czynniku chłodniczym klimatyzatorów jest rozpuszczony olej, który służy do smarowania sprężarki. W zależności od rodzaju czynnika chłodniczego stosowane są oleje o różnej temperaturze gęstnienia. W niskiej temperaturze następuje wytrącanie oleju, który zbiera się w postaci korków uniemożliwiających przepływ czynnika. Brak przepływu czynnika chłodniczego może doprowadzić do uszkodzenia sprężarki pozbawionej smarowania.

Jak poradzić sobie z hałasem klimatyzacji?

Klimatyzacja zapewnia utrzymanie odpowiednich warunków, w których człowiek czuje się najlepiej - komfort cieplny. Ale pracy każdego klimatyzatora towarzyszy hałas i na ten parametr należy zwracać szczególną uwagę. Długotrwałe przebywanie w pomieszczeniu z głośno pracującym klimatyzatorem powoduje zmęczenie i przytępienie słuchu. Niejednokrotnie jest na tyle irytujący dla użytkowników, że mimo perspektywy przebywania w gorącym pomieszczeniu, klimatyzacja jest wyłączana.

Niektóre klimatyzatory mają funkcję cichej pracy, której włączenie powoduje zmniejszenie obrotów wentylatora. Najczęściej jest ona uruchamiana podczas korzystania z klimatyzacji do mieszkania, szczególnie klimatyzatora w sypialni. Klimatyzatory przenośne - zarówno kompaktowe, jak i typu split - pracują dość głośno. Poziom emitowanego przez nie hałasu wynosi w pomieszczeniu chłodzonym 52-54 dB(A). Cichsze są klimatyzatory stacjonarne okienne - 47-49 dB(A), a najcichsze - ścienne 28-40 dB(A). Poziom hałasu zależy od biegu, na jakim pracuje wentylator i od lokalizacji sprężarki. Klimatyzator pracuje najgłośniej, gdy jest ustawiony na wysoką wydajność. Dlatego nocą dobrze jest ustawić pracę na najniższy bieg, z najmniejszą wydajnością chłodniczą. W większości klimatyzatorów służy do tego funkcja sleep. Najgłośniej pracującym podzespołem w klimatyzatorach jest sprężarka, która w przypadku urządzeń stacjonarnych typu split jest umieszczana razem ze skraplaczem na zewnątrz budynku. Pozwala to zmniejszyć hałaśliwość urządzeń w pomieszczeniu - jest ona najniższa ze wszystkich typów klimatyzatorów.

Mikroklimat w pomieszczeniu ma duży wpływ na zdrowie i samopoczucie człowieka. Istotne czynniki mające wpływ na mikroklimat to wilgotność, temperatura (komfort cieplny) i czystość powietrza. Ważne jest by utrzymywać temperaturę w całym pomieszczeniu na jednakowym poziomie niezależnie od temperatury zewnętrznej.

Komfort cieplny – sytuacja, w której człowiek nie odczuwa ani uczucia ciepła, ani zimna. Organizm znajduje się w stanie zrównoważonego bilansu cieplnego.

Klimatyzacja, poza kontrolą temperatury powietrza, to też kontrola wilgotności, wentylacja i filtrowanie powietrza. Klimatyzacja oczyszcza powietrze ze szkodliwych dymów, gazów, bakterii, grzybów, pleśni i kurzu. W każdej instalacji wentylacji i klimatyzacji, przez którą przepływa powietrze z czasem zatrzymują się różnego rodzaju zanieczyszczenia. Większość klimatyzatorów wyposażonych jest w filtry powietrza, a niektóre modele klimatyzatorów mają specjalne filtry likwidujące rożnego rodzaju zarazki, bakterie i grzyby, a także usuwające nieprzyjemne zapachy. Instalację klimatyzacji czy wentylacji należy poddawać okresowym przeglądom w zakres których wchodzi czyszczenie filtrów i chemiczne czyszczenie wymienników.