Hladilna tehnika

Če smo popolni laiki na področju klimatizacije, se bomo zelo težko pravilno odločili in izbrali res najustreznejšo klimatsko naprave ali hladilni sistem.

Prvi nasvet! Če je le mogoče, se o nakupu se odločajmo izven poletne sezone, v miru in prevdarno. Zberimo dovolj kvalitetnih in referenčnih informacij.

Pri nakupu v naglici v višku sezone bomo povsem odvisni od  prodajalcev in zmeda v naši glavi bo znala biti še večja, saj vsakdo ponuja in hvali le tisto, kar ima tisti trenutek v skladišču, res pa je tudi, da nekateri prodajalci o klimatizaciji v resnici prav dosti ne vedo in nas lahko s svojimi zgolj komercialno naravnanimi izjavami prav pošteno zavedejo.

Prodajalec, ki nam kar takoj ponudi klima napravo, ne da bi nas vprašal vsaj nekaj najosnovnejših podatkov o prostoru, želi klimo verjetno predvsem in samo čimprej prodati. O tem, ali bo resnično služila svojemu namenu, ne razmišlja.

Klima naprave kupujmo le pri uveljavljenih dobaviteljih, s tem si bomo zagotovili rezervne dele in servis tudi čez leta. Velja  pravilo, da  zveneča blagovna znamka še ne zagotavlja nujno tudi pričakovanega izvora naprave, kvalitete  in ustreznega servisa.

Nakup klima naprave za nepoznavalca res ni preprosta zadeva. Prav lahko se zgodi, da  kupi mačka v žaklju.

Če hočemo hladiti le en prostor, bo nakup morda  lažji, kot če želimo hladiti več prostorov. Na voljo je več različnih sistemov in pristopov.

Najpomembneje je, da nabavimo klima napravo, ki ustreza po hladilni moči.

Torej moramo najprej vedeti, kakšna je potrebna hladilna moč ! Tu bomo zelo odvisni od ocene in izračunov prodajalca oz. projektanta.

Potrebno hladilno moč izračunamo tako, da upoštevamo vdore toplote v prostor od zunaj in tudi njene izvore v prostoru samem.

Najneugodneje je neposredno dopoldansko, predvsem pa popoldansko sonce, ki neposredno sije skozi nezasenčena okna. Steklene površine moramo zato učinkovito senčiti. Boljša so zunanja senčila (rulete, polkna, žaluzije, tende), kot notranje zavese ali žaluzije, saj v drugem primeru svetlobna energija prav tako zaide v prostor.

Za primer navedimo avtosalone, pri katerih so skoraj obvezne velike steklene  nezasenčene površine in se le-ti zato pogosto spremenijo v prave rastlinjake. Hlajenje takih prostorov zahteva ogromno energije, zato je prvi korak primerno senčenje, drugi korak šele hlajenje.

V stanovanjih in hišah je pogosto dovolj, da hladimo tisti prostor, ki je soncu najbolj izpostavljen. Potem bo tudi v drugih prostorih bolj znosno.

Izračun toplotnih dobitkov je kar zapleten. Laični prodajalci  najpogosteje uporabljajo pavšalno oceno, ki znaša 30 W hladilne moči na kubični meter prostora, ki ga želimo hladiti.

Zavedati pa se moramo, da  ta kriterij velja le za prostore, ki ne odstopajo od povprečja. Imajo lahko okno ali dva proti soncu – vendar zasenčena, lahko so v dobro izolirani mansardi, lahko je v sobi računalnik in človek ali dva.

Vse kar je več, je treba potrebni hladilni moči prištevati.

Za prostore, ki so obrnjeni le na sever, je ta kriterij celo previsok.

Notranje izvore predstavljajo ljudje s 100 – 150 W, hladilniki in hladilne omare, računalniki, razsvetljava ( halogenski reflektorji so  zelo neugodni ), kavomati, pomivalni stroji, skratka vse električne naprave.

Ker se vsa električna moč električnih naprav  v glavnem pretvori v toplotno energijo, lahko kot toplotni izvor upoštevamo kar električno moč v KW, ki je navedena na tablici naprave.

Sicer pa lahko pri prodajalcu, zahtevamo poseben vprašalnik – v kolikor ga seveda ima, s pomočjo katerega bomo lahko sami izračunali potrebno hladilno moč za vsak prostor, razen za prostore s prisilnim prezračevanjem in drugimi specifičnimi pogoji.

Prostori, ki imajo velike notranje izvore, zahtevajo poseben tip klima naprave, ki lahko deluje tudi  spomladi, jeseni in tudi pozimi. Taki prostori so običajno delikatese s hladilnimi omarami, sistemski računalniški prostori, telefonske centrale itd.

Klima naprave lahko tudi grejejo. V tem primeru delujejo v obratnem – reverzibilnem procesu (toplotna črpalka). Namenjene so le za temperiranje v prehodnih obdobjih, torej spomladi in jeseni. Ne smemo nasesti komerciaLnim izjavam nekaterih prodajalcev, da toplotna črpalka lahko deluje tudi do -10°C. Deluje že lahko, vendar njeno delovanje nikakor ni več rentabilno. Ko je zunanja temperatura blizu 0°C, se na zunanji enoti klima naprave nabira led, ki ga mora naprava odtajevati in takrat ne greje. Splošno veljavno je, da so pri temperaturah nižjih od +4°C rentabilnejši klasični načini ogrevanja, n.pr. na plin ali olje.

Lahko pa klima naprave ogrevajo tudi tako, da se jim dogradi toplovodni ali elektro grelnik.

Stanovanjske in pisarniške prostore običajno samo hladimo oz. grejemo,  gostinske, proizvodne itd. pa tudi prezračujemo. V takem primeru  je rešitev kvalitetna, če zrak, ki ga odvajamo iz prostora, nadomeščamo pozimi z ogretim, poleti pa z ohlajenim.

Posamezne prostore lahko hladimo s klima napravami, tako imenovanimi “split” sistemi. Izraz “split” označuje naprave, ki so sestavljene iz ene ali več notranjih in ene zunanje enote. Med zunanjo in notranjo enoto je potrebno napeljati bakrene cevi po katerih se pretaka freon, ki morajo biti dobro izolirane. Od notranje enote je potrebno odvesti vodo, ki se v obliki kondenza izloča na napravi.

Obstajajo tudi tako imenovane prenosne klima naprave, vendar pa si ljudje izraz prenosne napačno razlagajo. Taka naprava je “prenosna” samo takrat, ko jo iz trgovine nesemo domov oz., ko jo jeseni pospravimo izpod okna. Tisti hip, ko jo postavimo pod okno, postane fiksna. Lahko jo tudi čez vikend odnesemo v prikolico na morju, ali jo doma selimo iz dnevne sobe v spalnico, vendar malokdo to v resnici počne.

Bi se tudi pozimi zadovoljili le z enim radiatorjem in ga za seboj vlekli iz prostora v prostor? Primerjava je zelo primerna. Ne bi !

Kljub temu pa imajo prenosne naprave tudi svoj pozitiven namen uporabe. Recimo tam, kjer ni mogoča montaža zunanje enote “split” sistema na fasado.

Vendar moramo vedeti sledeče : tiste naprave, pri kateri je potrebno samo skozi priprto okno pomoliti cev, so običajno v uporabi najslabše. Hladen zrak, ki ga pihajo v prostor, nato uporabijo za hlajenje samega sebe in ga odvajajo ven. Izkoristek teh naprav je zelo slab.

Če se že odločate za prenosno napravo, potem se odločite za tako, ki je sestavljena iz dveh med seboj fleksibilno povezanih delov, od katerih je potrebno manjšega obesiti skozi okno. Izkoristek take naprave je tako dober kot pri “split” sistemu, le da nam naprava dela napoto pod oknom in je nekoliko bolj hrupna.

Večje zgradbe, večje število pisarn v nizu, hiše itd. hladimo s centralnimi hladilnimi sistemi, ki jih sestavlja hladilnik vode (postavljen zunaj, v kleti …) in ventilatorski konvektorji v posameznih prostorih. Konvektorji so lahko priključeni tudi na toplo radiatorsko vodo in potem pozimi tudi grejejo. V tem primeru govorimo o centralnem ogrevanju in hlajenju. Ventilatorski konvektor tako nadomesti radiator in deluje povsem samostojno (samostojna regulacija temperature v prostoru).

Ti sistemi so zelo razširjeni, vendar za njihov nakup  potrebujemo nasvet strokovnjaka oz. prodajalca, ki se ukvarja tudi s tovrstnimi rešitvami.

Za takšne sisteme se odločimo takrat, ko res ne želimo, da bi pod vsakim oknom visela zunanja enota “split” sistema in kazila objekt in končno, ko želimo stvar urediti s sistemskim pristopom, ko ne bo odločal le denar, temveč tudi še kakšen drug prav tako važen kriterij.

Pri “split” sistemih smo omejeni z razdaljo med notranjo in zunanjo enoto, takoimenovani “multi split” sistemi (ena zunanja in več notranjih freonskih enot) so precej občutljivi na razne spremembe temperatur in moči v delovanju, zato morajo vsebovati veliko elektronike in krmilnih elementov, zaradi česar so zato  bolj neugodni za vzdrževanje in popravila.

Hlajenje s hladilniki vode ter ventilatorskimi konvektorji je bolj zanesljivo saj nismo omejeni z razdaljami cevnih povezav, odvisnost od zunanjih vplivov je manjša, sprememba v moči delovanja sistema pa praktično vpliva le na čas delovanja hladilnega agregata.

In še  nasvet. Hlajenje s “split” sistemi je praviloma, vendar ne vedno tudi najcenejše, je pa najhitreje dosegljivo in izvedljivo.

Vodni centralni sistemi so dražji, zahtevajo nekoliko večji montažni poseg, vendar so zelo udobni in zanesljivi v delovanju.

Ko izbiramo vrsto klima naprave in njeno postavitev v prostoru, bodimo zelo pozorni na to, da stalno neposredno pihanje hladnega zraka nekatere ljudi zelo moti.

Prav tako naj razlika  med zunanjo  temperaturo in temperaturo hlajenega prostora  ne bi smela biti večja kot 5°C. Večje razlike so zdravju škodljive, v prehodih iz hladnega na toplo pa za nekatere bolnike celo nevarne.

Zato za bivalne prostore vedno govorimo o pohlajevanju oz. “temperaturi relativnega ugodja”, pri čemer notranja temperatura sledi zunanji. Vzdržujemo le razliko cca. 5°C.

O hlajenju govorimo v tehnoloških prostorih, kjer tehnologija zahteva točno določeno temperaturo prostora.

Želim vam veliko zadovoljstva z vašo klima napravo.

V bivalnih prostorih naj bi  ostala temperatura tudi v vročih poletjih v mejah ugodja za človeka, zato hlajenje prostorov postaja čedalje bolj nujnost in ne razkošje. Je pa res, da  samo hlajenje  zraka  v bivalnih prostorih  še ne pomeni popolne klimatizacije,  če v bivalnem prostoru  ne zagotovimo poleg primerne temperature, še primerno čisti  zrak, njegovo izmenjavo  in primerno vlago. Popolno klimatizacijo, to je izmenjavo zraka,  vzdrževanje temperature in vlage zraka v zaprtem prostoru v mejah zaželenih vrednosti,   lahko zagotovimo samo  z ustreznimi, popolnimi  klimatskimi  napravami.

Popolne  in  tudi delne klimatske naprave so relativno drage, zato  pri individualnih zgradbah  in stanovanjih  ponavadi vgrajujemo samo naprave za hlajenje zraka.

V primeru, da imamo že vgrajen sistem za prisilno prezračevanje,  lahko prigradimo še napravo za hlajenje zraka  in s tem tudi v poletnem obdobju   zagotovimo boljše bivalne pogoje. V primeru, da nimamo vgrajenega prisilnega prezračevanja,  za vgradnjo centralne klimatske  naprave  pa  ni  finančne možnosti,  si lahko  pomagamo z lokalnimi napravami. Vsi se še spominjamo okenskih “klimatov”, ki so  bistveno  vplivali na estetski izgled fasad. Poleg tega so  bili še   zelo hrupni, moteče pa je tudi  bilo kapljanje kondenčne  vode po oknih.

Okenski  klimati  počasi izginjajo iz naših zgradb. V zadnjih letih  se je  zelo  razširil način  hlajenja z deljivimi (“split”)  sistemi,  ki se največkrat uporabljajo za hlajenje  enega prostora. Izraz “split” označuje naprave, ki so sestavljene iz notranje  in zunanje enote.  Za  hlajenje večjih bivalnih prostorov  pa se je uveljavil multi – split  sistem, kjer je možen priklop  do 5 notranjih enot na eno zunanjo enoto.  Proizvajalci so napravo za hlajenje ločili na dva dela in sicer zunanjo in notranjo  enoto. Enoti sta med seboj povezani z dobro izoliranimi cevmi, po katerih  se  pretaka  hladilno sredstvo (freon).  Tako je kompresor, ki je izvor hrupnosti in zračno hlajeni kondenzator nameščen v zunanji enoti. V notranji enoti, je nameščen uparjalnik, ventilator  in filter. Od notranje  enote je potrebno odvesti vodo, ki  se v obliki kondenza  izloča na napravi. Kot hladilno sredstvo (hladivo)  se namesto freona  R 22 uporablja freon  R 407 c, ki je okolju bolj prijazen. Ker je uparjalnik na mestu, ki ga ohlajamo, govorimo torej o neposrednem hlajenju. Kaj torej pomeni neposredno hlajenje?

Po načinu odvoda toplote ločimo neposredno in posredno hlajenje zraka. Če je uparjalnik na mestu, to je v toku zraka, ki hladi prostor, govorimo o neposrednem hlajenju.

O posrednem hlajenju  govorimo takrat, če  v uparjalniku  ohlajamo  drugo sredstvo, ki je nosilec toplote, npr. vodo.

Naprav, ki zrak samo hladijo,  kjer  zraka v celoti  termodinamično  ne obdelamo,  ne moremo uvrščati med   popolne  klimatske  naprave. Popolno klimatizacijo (izmenjavo zraka,  vzdrževanje temperature in vlage zraka v zaprtem prostoru v mejah zaželenih vrednosti)  lahko zagotovimo samo  z ustreznimi, popolnimi  klimatskimi  napravami.  Z njimi lahko  zrak v zaprtem  prostoru  ogrevamo, hladimo, sušimo,  filtriramo, mešamo obtočni zrak s svežim in  reguliramo vlažnost. To  pomeni, da v letnem in zimskem času  lahko  zagotovimo v prostoru določeno  temperaturo zraka,  primerno čisti zrak in tudi  primerno  vlažnost.

Split sistemi omogočajo  glavnem   funkcije hlajenja  in filtriranja zraka. Obstajajo tudi sistemi,  ki omogočajo  delno  vlaženje zraka (v soparnih dneh).

Zaradi nizke cene (veliko serijska proizvodnja), visokega hladilnega števila in  dobrega izkoristka,  ti sistemi dejansko nimajo konkurence, kadar potrebujemo le hlajenje. Seveda to velja le za manjše enote od 2 do 20 kW hladilne moči. Izvedba ima tudi pomanjkljivost, ker je omejena glede na višino med notranjo in zunanjo enoto (15 m). Multi split sistemi so tudi precej občutljivi na razne spremembe temperature in moči, zato ti sistemi vključujejo veliko elektronike. Popravila in tudi vzdrževanje je bolj zahtevno in dražje.

Možna  je tudi izvedba s toplotno črpalko, ki razen omenjenih funkcij omogoča tudi ogrevanje. Normalno lahko ogrevamo samo do zunanje temperature + 5 °C. Kakovostne naprave,   po zagotovilih proizvajalcev,  omogočajo ogrevanje  tudi pri  zunanji  temperaturi  – 10°C, vendar je potrebno  ta zagotovila  jemati z določeno rezervo.

Hladilne moči in grelne moči 2 do 20  kW. Pretok zraka znaša od 10 do 2500 m3/h.  Obstajajo tudi izvedbe hladilne  moči od  0, 7  do 6,5 kW, ki so  namenjene za posamična stanovanja in individualne zgradbe.

Obstajajo  različne izvedbe notranjih  enot in  sicer:

• stenske v enojni in multi izvedbi,
  

• stropne kasetne,
  

• stropne kanalne.

Notranje  enote je zaradi različnih izvedb možno montirati na zid (najbolj razširjena izvedba), na tla, pod, strop, spuščen strop ipd.

Novejši sistemi split in multi –  split so dobavljivi  s frekvenčno regulacijo vrtljajev kompresorja. Te naprave imajo nižjo porabo  električne energije (do 17 odstotkov) v primerjavi z ostalimi klasičnimi sistemi.

Nakup klimatske  naprave ni tako enostavna zadeva. Lahko se nam zgodi, da bomo kupili mačka v žaklju,  posebej če se odločamo za nakup klimatske  naprave v poletnem času. Prodajalec nam ponudi tisto, kar ima v skladišču, ker želi klimatsko napravo  čimprej prodati in nas lahko s komercialno naravnanimi izjavami prav pošteno zavede. Zato naj velja zlato pravilo, da se za nakup, če je le mogoče, odločimo izven poletne sezone.

Najpomembnejše je, da nabavimo  klimatsko napravo, ki ustreza glede na hladilno moč.  Zato moramo pred izbiro vedeti, ali želimo hladiti le en prostor ali pa hladiti več prostorov, ker imamo  na voljo  tudi različne sisteme hlajenja.  Ko izbiramo vrsto naprave in njeno postavitev je pomembno, da upoštevamo tudi dejstvo, da  je lahko stalno neposredno  pihanje hladnega zraka zelo moteče. Prijetno počutje je zato odvisno od pravilnega izbora – mesta notranje enote. Motečemu pihanju hladnega zraka ( temperatura približno 12°C)  se lahko izognemo s pravilnim izborom montaže. Tudi razlika med zunanjo temperaturo in temperaturo hlajenega prostora ne bi smela biti večja od 5 °C. Ne smemo pozabiti tudi hrupnost zunanjih in notranjih  enot, ker nekateri proizvajalci podajajo  hrupnost na razdalji 1m, nekateri na razdalji 10 m. Prav tako je pomembna hrupnost črpalke za kondenz. Nekatere izvedbe črpalk povzročajo dodaten  hrup, ki je  lahko  višji oda same naprave za hlajenje. Že v sami fazi gradnje je možno  montirati povezovalne instalacije in instalacije za odtok kondenza.

Najbolje je izbrati napravo z vgrajenim  mikroprocesorskim krmilnikom za regulacijo temperature v  prostoru. Vse novejše naprave je možno daljinsko upravljati.  Prav tako mora biti vgrajena zaščita proti zmrzovanju uparjalnika, zaščita proti ponovnem zagonu kompresorja, termična zaščita, kompresorja ter  vgrajen sistem za odmrznitev uparjalnika.

Pri izbiri kompresorja imamo dve možnosti. Lahko izberemo batni kompresor ali se odločimo za rotacijski kompresor.

Pri izbiri naprave ne upoštevamo  ocene ali izračuna  hladilne moči, ki jo naredi prodajalec. Primernejše je, da to zaupamo  ustreznemu  strokovnjaku  oziroma projektantu. Potrebna hladilna moč se izračuna  tako, da pri tem upoštevamo  vdore toplote v prostor od zunaj in tudi njene izvore v prostoru. Pomembno, je da so na  steklenih   površinah nameščena senčila, da sonce neposredno ne sije skozi nezasenčena okna.  Boljša so zunanja senčila (rolete, polkne, žaluzije) kot notranje zavese ali žaluzije. Ponavadi je dovolj, da v stanovanjski hiši hladimo tisti prostor, ki je soncu najbolj izpostavljen. Izračun toplotnih izvorov je kar  zahteven,  zato pavšalna ocena  30 W  na kubični meter prostora, ki ga želimo hladiti,  ne velja vedno.  Ta kriterij velja le za prostore, ki ne odstopajo od povprečja  (npr. dva okna proti soncu, vendar zasenčena, dobra izolacija mansarde, v sobi dve osebi in računalnika). Za vse, kar  je zgoraj našteto, je potrebno hladilno moč prišteti k pavšalni oceni 30 W/m3. Za prostore, ki so obrnjeni  na sever, pa je kriterij previsok. Poglejmo še notranje izvore toplote:

• osebe z 100 do 150 W,
• hladilniki, hladilne skrinje,
• računalniki,
• halogenske luči (reflektorji),
• pomivalni stroji,
• ostale električne naprave.

Znane in kvalitetne firme imajo posebne vprašalnike, s pomočjo katerega lahko sami izračunamo potrebno hladilno moč za vsak prostor, razen za prostore s prisilnim prezračevanjem.

Za primer naredimo izračun toplotnih izvorov najneugodnejšega prostora stanovanjske  hiše.

Podatki s sledeči:

• nad prostorom predvidenim za hlajenje  je podstrešje,

• standardna izolacija,

• pod prostorom, predvidenim za hlajenje   je prostor, ki ni hlajen,

• okna in vrata imajo notranje žaluzije,

• število oseb je 4,

• notranji izvori toplote  znašajo 500 W.

Predpostavimo, da bo maksimalna toplotna obremenitev prostora takrat, ko bo sonce sijalo  na zahodno  stran  ovoja  zgradbe, ki ima  tudi največjo površino. Stena z steklenimi vrati na južni strani je v tem času  v senci.

Ocena toplotnih izvorov  q (W/m3) za običajne prostore 50 do 300 m3 je:

• prostori z okni v senci, dobro izolacijo, mala notranja toplotna obremenitev   qa  = 20 do 30 W/m3
• prostori z okni na soncu, z senčili,stand. izolacija srednja topl. obremenitev  qb =  40 do 60 W/m3
• prostori z okni na soncu, brez senčil, slaba izolacija, večja topl. obremenitev qbc = 60 do 90 W/m3

1. Če so sosednji prostori klimatizirani ni odbitkov toplote
2. Slaba  toplotna izolacija (beton 25 cm, opečni blok29 cm, polna opeka 12 cm)
3. Standardna toplotna  izolacija   k = 0,8 – 1,0 W/m2K
4. Dobra toplotna  izolacija (zid 29 cm, mineralna volna ali polistiren 5 cm     k =  0,5  W/m2K)
5. Brez zaščite pred soncem
6. Notranje žaluzije
7. Zunanje žaluzije

Večje hiše lahko hladimo s centralnimi hladilnimi sistemi, ki jih sestavlja hladilnik vode (lahko zunaj ali v kleti) in ventilatorski konvektorji v posameznih prostorih.  Ventilatorski konvektor tako nadomesti radiator in deluje povsem samostojno (samostojna regulacija temperature v prostoru). Vodni sistemi so zelo razširjeni, vendar se pred nakupom   posvetujmo z  ustreznim  strokovnjakom  in ne samo prodajalcem  opreme. Konvektorje lahko priključimo na  toplovodni kotel ali toplotni prenosnik,   da lahko pozimi tudi  grejejo. V tem primeru govorimo o centralnem ogrevanju in hlajenju, kar je razvidno iz slike št.3.

Prednosti vodnega sistema:

• manjša poraba električne energije za konvektorje v primerjavi z  lokalnimi klimatskimi napravami zaradi  krajših razvodov),
• sistem dopušča postopno dograjevanje oziroma širjenje,
• zmanjšanja možnost izgube hladilnega sredstva v primerjavi z freonskimi sistemi,
• možnost uporabe dvocevnega sistema za gretje in hlajenje in s tem znižanje stroškov,
• posegi na fasadi niso potrebni.

Sistem ima tudi pomanjkljivosti: izkoristek sistema   je slabši  zaradi posrednega hlajenja, izvedba je zaradi obsega opreme tudi dražja.

Ker  naprave za hlajenje zraka ali popolne klimatske naprave ne kupujemo za eno ali dve sezoni, je bolje da damo zanjo nekoliko več denarja, ter nabavimo res kakovostno klimatsko napravo ki bo obratovala varčno, tiho, omogočala primerno hlajenje in gretje v  prehodnih letnih  obdobjih. Pri tem ne smemo zanemariti  izvedbo  montaže, ki mora  biti narejena kvalitetno.  Pomembno je tudi, da imamo zagotovljen kvaliteten servis in rezervne dele.