Miesięcznik Murator ONLINE

logowanie

Małe instalacje klimatyzacyjne – wskazówki projektowe

tagi tematyczne klimatyzacja
Pierwszym etapem projektowania powinna być zawsze rozmowa z przyszłym użytkownikiem o jego wymaganiach w stosunku do instalacji. Bardzo często potoczne wyobrażenie o funkcji systemu różni się od możliwości poszczególnych urządzeń.

Obliczenia wymiarujące

Aby poprawnie zaprojektować system, należy zwrócić szczególną uwagę na warunki panujące w danym pomieszczeniu. Zyski ciepła trzeba podzielić na zewnętrzne (okna, ściany zewnętrzne, stropodachy, pomieszczenia sąsiadujące) oraz wewnętrzne (ludzie, maszyny i urządzenia, oświetlenie). W zyskach wewnętrznych należy rozróżnić dwa rodzaje strumienia ciepła: ciepło jawne – oddawane przez konwekcję czy promieniowanie (związane z różnicą temperatur), oraz ciepło utajone – przekazywane na drodze parowania. To drugie źródło jest często pomijanym strumieniem, może jednak zaabsorbować znaczną część całkowitej wydajności chłodniczej dobieranych urządzeń. Przy dużym udziale zysków energii od ludzi ciepło utajone może stanowić nawet 35% całkowitych zysków ciepła.
Jeżeli w pomieszczeniu projektujemy również wentylację, należy uwzględnić strumień ciepła transportowany ze świeżym powietrzem. W przypadku gdy powietrze to jest dostarczane z centrali, która ma możliwość jego oziębiania – od całkowitych zysków ciepła należy odjąć strumień chłodu niesiony z powietrzem z centrali. Natomiast jeżeli jest to powietrze zewnętrzne nieuzdatnione – strumień ciepła należy dodać.
W obliczeniach strumienia ciepła bardzo pomocny jest wykres entalpii, czyli zawartości wilgoci (h-x). Jest to podstawowe narzędzie pracy projektanta. Szczegółowy opis ww. wykresu oraz możliwości jego zastosowania przedstawia podręcznik „Uzdatnianie powietrza w inżynierii środowiska dla celów wentylacji i klimatyzacji” [4], w którym znaleźć też można informacje dotyczące obliczeń zysków ciepła oraz zagadnień związanych z uzdatnianiem powietrza w klimatyzacji.

Zyski ciepła od ludzi
Całkowite zyski ciepła można podsumować w następujący sposób:
1. Aktywność fizyczna mała: Φc ≤ 150 [W/osoba]
2. Aktywność fizyczna średnia: 200 < Φc ≤ 300 [W/osoba]
3. Aktywność fizyczna duża: Φc > 300 [W/osoba]
W obliczeniach zysków ciepła pochodzących od ludzi należy uwzględnić również współczynnik jednoczesności przebywania osób w danym pomieszczeniu. Standardowo dla pomieszczeń biurowych przy 2−3 osobach oraz przy projektowaniu instalacji dla sal widowiskowych (gdzie instalacja powinna działać poprawnie przede wszystkim przy pełnym obciążeniu) współczynnik ten przyjmuje się na poziomie 1.0.

Zyski ciepła przez okna
Wynikają one z promieniowania słonecznego oraz, w mniejszym stopniu, z jego przenikania. Dokładne obliczenia ww. zysków wymagają uwzględnienia bardzo wielu czynników, m.in. stron świata, nasłonecznienia, zacienienia, przenikania ciepła, zastosowanych urządzeń przeciwsłonecznych, jakości i liczby szyb w oknach itp. W praktyce inżynierskiej można przyjąć przybliżone, wskaźnikowe wartości zysków ciepła związanych z oknami. Należy w nich uwzględnić strony świata i nierównoczesność występowania.

Zyski ciepła od oświetlenia
Zyski ciepła od oświetlenia można oszacować za pomocą wzoru:

Φc = Ps · s1 · s2 · s0 [W]

gdzie:
Ps – całkowita moc zainstalowanego oświetlenia; na potrzeby projektowania moc tę określa się na podstawie norm oświetleniowych, branżowych lub w oparciu o uzgodnienia z inwestorem,
s1 – stopień równoczesności działania oświetlenia dla rozpatrywanej godziny w ciągu dnia; określa on, jaka liczba punktów oświetleniowych działa równocześnie o danej godzinie dnia; s1 ≤ 1,
s2 – udział ciepła akumulowanego, pojawiającego się w bilansie zysków ciepła pomieszczenia; uwzględnia on, jaka część ciepła lamp oświetleniowych pozostaje wewnątrz pomieszczenia, co z kolei zależy od konstrukcji opraw nieprzewietrzanych; s2 ≤ 1, jeśli natomiast całe ciepło pozostaje w pomieszczeniu, to s2 = 1,
s0 – stopień akumulacji ciepła lampy oświetleniowej, uwzględniający sposób montażu lampy, zdolność akumulacyjną ścian, a ponadto czas, jaki upłynął od chwili włączenia oświetlenia lub jego wyłączenia do chwili obliczania bilansu zysków ciepła; s0 ≤ 1; jeżeli działanie oświetlenia trwa dłużej niż 20 h, to s0 = 1; jeżeli punkt oświetleniowy umieszczony jest w strumieniu powietrza nawiewanego, wówczas s0 = 1.

Przy systemach z bezpośrednim odparowaniem (split, multisplit, VRF/VRV) warto posłużyć się programem wspomagającym projektowanie, choć nie należy tego robić „automatycznie”, przyjmując bezkrytycznie wszelkie rozwiązania czy obliczenia proponowane przez system.
Najważniejsze jest obliczenie zysków ciepła w poszczególnych pomieszczeniach. Chociaż programy doboru urządzeń pozwalają wiele obliczeń wykonać automatycznie, warto samemu, „ręcznie” oszacować niektóre wielkości, aby móc je później porównać z wynikami uzyskanymi przez program. W procedurze wprowadzania danych niezbędnych do obliczeń istnieje wiele punktów, które nawet osobom doświadczonym mogą sprawić kłopot. Łatwo więc o pomyłkę. Bardzo pomocne są tabelaryczne podpowiedzi w niektórych okienkach programów obliczeniowych, które znacznie ułatwiają szacowanie lub dobór odpowiednich wartości.
Zyski ciepła związane ze ścianami zewnętrznymi stanowią z reguły nie więcej niż 5% całkowitych zysków ciepła w pomieszczeniach, więc, pomimo iż programy oferują dość dokładne metody obliczeń w tym zakresie, ich waga w sumarycznych zyskach ciepła nie jest zbyt wielka. Natomiast najważniejszym składnikiem zysków ciepła w pomieszczeniach są najczęściej zyski ciepła przez okna.
Należy ponadto wziąć pod uwagę dane meteorologiczne, które dla powyższych obliczeń są najważniejsze. Umożliwiają one symulację godzinowego rozkładu zysków oraz złożenia ich w sumaryczny wykres. Jest to tym bardziej istotne, że nie wszystkie wartości maksymalne występują o tej samej godzinie, więc dobór urządzeń uwzględniający sumę maksymalnych wskazań może prowadzić do znacznego przewymiarowania instalacji. Niestety, dane meteorologiczne podawane przez programy doboru nie są udostępnione nawet do podglądu, dlatego nie wiadomo, jakie wartości są wykorzystywane do obliczeń. Na podstawie powyższych wytycznych programy przeprowadzają kalkulację kosztów eksploatacji systemu. Obliczenia w oparciu o niezweryfikowane dane nie dają wiarygodnych wyników. Rezultaty tych symulacji są często inne niż w rzeczywistości, przez co użytkownik może zgłaszać zastrzeżenia.
Dla potrzeb obliczania świadectw charakterystyki energetycznej budynków zlokalizowanych w Polsce zostały ostatnio opublikowane uśrednione oraz rzeczywiste dane na stronie Ministerstwa Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej w zakładce Świadectwa energetyczne.
Następnym etapem projektowania jest wybór urządzeń wewnętrznych. Dla klimatyzacji z użyciem klimakonwektorów dobiera się najbliższą jednostkę o równej lub większej wydajności chłodniczej, dla systemów split warto skorzystać z dostępnych programów obliczeniowych, pamiętając o uwzględnieniu warunków pracy urządzeń, przede wszystkim temperatury. Katalogi oraz tzw. szybkie dobory proponują jednostki wewnętrzne pracujące przy temperaturach wg „Euroventu” (temp. zewnętrzna 35°C, temp. wewnętrzna 27°C), które bardzo rzadko są wartościami projektowanymi. Analiza poprzedzająca wybór urządzenia powinna wprowadzać poprawkę, uwzględniającą rzeczywiste (niższe) warunki pracy.

Klimatory oraz urządzenia z bezpośrednim odparowaniem (napełnione czynnikiem ziębniczym)

Na rynku można spotkać tzw. klimatory, które chłodzą powietrze, przetłaczając je przez stale nawilżany materiał. Odparowanie wody odbywa się kosztem ciepła odbieranego od przepływającego powietrza. Dzięki temu jest ono chłodzone i jednocześnie nawilżane. Proces przetłaczania powoduje osadzanie się na materiale grubszych cząsteczek pyłu. Przy stosowaniu klimatorów należy pamiętać, że wymagają one stałej kontroli higienicznej, gdyż wilgotne i ciepłe wnętrze urządzenia stwarza idealne warunki do rozwoju drobnoustrojów. Ponadto, zastosowanie zwykłej, twardej wody sprzyja osadzaniu się kamienia na materiale, co bardzo skutecznie blokuje przepływ powietrza.
Bardziej zaawansowanymi urządzeniami są klimatyzatory, stosowane zarówno w budynkach, jak i w pojazdach. Większość zapewnia tylko wstępną filtrację i oziębianie powietrza recyrkulacyjnego (czerpanego z pomieszczenia). Część z nich to natomiast tzw. urządzenia rewersyjne, czyli pozwalające na przełączanie z chłodzenia na funkcję grzania.
Klimatyzatory przenośne lub stałe (okienne, split oraz multisplit) oziębiają powietrze dzięki zastosowaniu obiegu ziębniczego. Pomimo zaawansowanej technologii sprężarek, odpowiedniego rozprowadzenia ziębnika oraz właściwego sterowania, proces uzdatniania powietrza w dalszym ciągu ogranicza się tylko do jego oziębiania. Ponadto na zimnej powierzchni wymiennika ciepła następuje proces wykraplania wilgoci, co prowadzi do odwilżenia powietrza. W klimatyzacji komfortu jest to zjawisko niekorzystne, ponieważ ciągła praca systemu prowadzi do nadmiernego wysuszania powietrza w pomieszczeniu lub w kabinie pojazdu. Modele z przełączaniem mogą powietrze również podgrzewać.
Proces udoskonalania tego typu urządzeń, oprócz zmiany ich wyglądu, zmierza do rozszerzenia możliwości procesów uzdatniania powietrza. Na rynku spotkać już można klimatyzatory, w których powietrze może być jonizowane lub dokładnie filtrowane.

Podstawowe zagadnienia montażu jednostek systemu split

Właściwe umiejscowienie zarówno jednostki zewnętrznej, jak i wewnętrznej jest jednym z warunków poprawnej i bezawaryjnej pracy całego układu. W niniejszym artykule zakłada się, że urządzenie pracuje w funkcji chłodzenia powietrza. Dokładne omówienie prawidłowej instalacji oraz najczęściej spotykanych awarii można znaleźć w specjalistycznych podręcznikach, poniżej zamieszczono tylko kilka najważniejszych wytycznych.

Dla jednostki wewnętrznej:

• ściana, na której instalowana jest jednostka, powinna mieć odpowiednią nośność,
• brak źródeł ciepła i pary w pobliżu klimatyzatora oraz bezpośredniego promieniowania słonecznego,
• przed jednostką wewnętrzną nie powinno być żadnych przeszkód,
• należy zapewnić możliwość odprowadzenia kondensatu,
• urządzenia nie można instalować nad drzwiami lub w pobliżu okien,
• aby zapewnić dostęp do jednostki, należy z każdej strony (lewej i prawej) pozostawić wolną przestrzeń – większą niż 5 cm, ponadto jednostka wewnętrzna powinna znajdować się możliwie najwyżej, ale z zachowaniem 5-centymetrowego odstępu od sufitu; nie można instalować jednostki w strefie przebywania ludzi lub zbyt blisko tej strefy; minimalna wysokość montażu to ok. 2,3 m.

Dla jednostki zewnętrznej:
• jednostka powinna być zainstalowana w miejscu gwarantującym dostęp zarówno ekipie montażowej, jak i serwisantom,
• do instalacji urządzenia należy wybrać miejsce możliwie najzimniejsze, zapewniające wykorzystanie nienagrzanego powietrza, oraz nienarażone na działanie silnych wiatrów,
• jeżeli jednostka osłonięta jest daszkiem lub ściankami, trzeba zadbać o to, aby odbiór ciepła nie był ograniczany oraz żeby nie następowało zasysanie gorącego powietrza ze skraplacza z powrotem na wymiennik,
• należy pozostawić wolną przestrzeń z tyłu jednostki, większą niż 10 cm, natomiast przed częścią frontową – przynajmniej 70 cm; jeżeli przeszkody przesłaniające urządzenie są wyższe niż 2 m, wartości podawane przez producentów należy odpowiednio zwiększyć,
• w pobliżu wentylatora nie powinny przebywać zwierzęta, nie powinno się także trzymać tam roślin ze względu na możliwość zanieczyszczenia wymienników ciepła sierścią, liśćmi itp. oraz ze względu na potencjalnie szkodliwy wpływ gorącego strumienia powietrza ze skraplacza na otoczenie,
• należy wziąć pod uwagę sąsiadów i wpływ, jaki może mieć na ich życie wydzielające się ciepło i emitowany hałas,
• jeżeli jednostka ma być umieszczona na dachu, należy wcześniej sprawdzić nośność konstrukcji,
• jednostki nie można instalować w pobliżu źródeł wycieku gazów palnych,
• jednostki zewnętrzne, kable zasilające oraz kable komunikacyjne pomiędzy jednostkami powinny znajdować się w odległości przynajmniej 3 m od odbiorników telewizyjnych lub radiowych,
• w związku z możliwością ściekania wody z jednostki zewnętrznej (np. podczas pracy urządzenia w funkcji pompy ciepła) nie należy pod nią składować materiałów, urządzeń i instalacji nieodpornych na wilgoć,
• jednostkę instaluje się częścią ssawną od strony ściany – ze względu na możliwe oddziaływanie wiatru,
• jeżeli jednostka musi stać przodem (częścią tłoczną) w kierunku ściany – minimalna odległość między nią a przegrodą powinna wynosić 70 cm, a maksymalna wysokość ściany – 120 cm,
• przy ustawieniu w narożniku odległość czoła od ściany musi wynosić min. 150 cm,
• jednostka zewnętrzna powinna być zabezpieczona przed śniegiem za pomocą daszka oraz znajdować się na odpowiedniej wysokości nad podłożem.

Partnerzy serwisu

To dzięki tym firmom możemy realizować Wasze potrzeby i zainteresowania

border_left border_right