Ako chladiť a nepodkurovať si

Ako sa teda v lete schladiť a čo najmenej pritom zohriať planétu? Dom dôkladne zateplite (tepelná izolácia totiž chráni nielen pred únikom tepla z domu v zime, ale aj pred jeho prenikaním do domu v lete), rozumne vetrajte a pri tienení a regulácii teploty v okolí domu sa spoľahnite na stromy. Už pri plánovaní stavby myslite na orientáciu zasklených plôch na svetové strany a na ich tienenie… a o klimatizácii premýšľajte čo najskôr. Možností chladenia je totiž viacero, a keď o nich začnete uvažovať už pred stavbou domu, budete mať výber omnoho širší.

Krátko o princípoch

Väčšina zariadení určených na chladenie pracuje na princípe tepelného čerpadla alebo tepelné čerpadlo využíva. Na rovnakom princípe pracujú chladničky, klimatizácie typu split či multisplit a využívajú ho aj mnohé zariadenia chladiace vodou (tu slúži tepelné čerpadlo ako zdroj chladu, resp. spôsob ako ochladiť vodu používanú na chladenie). Vyžívajú súvislosť medzi tlakom, objemom a teplotou v plynoch (pri zvýšení tlaku sa zmenší objem a zvýši teplota a naopak) a tiež to, že pri zmene skupenstva z plynného na kvapalné (resp. naopak) je potrebné látke teplo odobrať (respektíve dodať). A teplo potrebné na skupenskú zmenu chladiacej kvapaliny sa odoberá z okolia a dodáva okoliu.

Na jednom konci je teda vonkajší vzduch (výhodou je jednoduchá inštalácia zariadenia), zemina v istej hĺbke či studničná voda (výhodou je ich stabilná teplota), na druhom konci je ochladzovaný (prípadne aj ohrievaný) vzduch alebo voda. Medzi nimi cirkuluje chladivo (látka, ktorá absolvuje spomínanú skupenskú zmenu za vhodných podmienok), ktoré teplo na jednej strane odoberá a na druhej odovzdáva.

Pri kúpe si všímajte: chladiaci výkon; vzduchový výkon; tepelný výkon (pri kombinovaných zariadeniach); energetickú triedu – uvádza sa podobne ako pri domácich spotrebičoch a jednoduchým spôsobom napovie, aká je spotreba zariadenia v porovnaní s inými podobnými. Nemusí byť však uvedená na všetkých výrobkoch (napríklad v katalógoch či na internete) – povinne by ňou mali byť označené vystavené produkty; koeficienty COP a EER, ktoré vám tiež môžu poslúžiť na orientáciu v účinnosti zariadení, udávajú pomer výkonu a príkonu (EER pre chladenie a COP pre vykurovanie) – čím vyššia hodnota, tým účinnejšie zariadenie (na dosiahnutie rovnakého výkonu spotrebuje menej energie). Zariadenia v energetickej triede A majú COP 3,6 – 3,2, v triede B 3,2 – 2,8 atď. COP aj EER sú však pohyblivé hodnoty (iná je napríklad účinnosť chladenia vzduchom pri vonkajšej teplote 30 °C, iná pri 35 °C), preto je dôležité, aby boli uvedené hodnoty pre normalizované podmienky. Ak sa má zariadenie využívať celoročne, je dobré poznať sezónny koeficient (SEER a SCOP), ktorý udáva priemernú účinnosť zariadenia pri rôznych vonkajších teplotách; hlučnosť zariadenia – mala by byť uvedená hodnota akustického výkonu, ktorá je ľahko porovnateľná. Ak je udaný akustický tlak, musí byť uvedené, v akej vzdialenosti sa udáva; spôsob a možnosti prúdenia vzduchu.

Najobľúbenejšie a najznámejšie

Na schladenie interiérov bytov a rodinných domov sa jednoznačne najčastejšie používajú zariadenia typu split alebo multisplit: vo vonkajšej jednotke, ktorá obsahuje najhlučnejšie časti – ventilátor a kompresor s motorom, sa teplo odovzdáva okolitému vzduchu, vnútorná (s výparníkom a ventilátorom) ho odoberá vzduchu v miestnosti. Medzi nimi cirkuluje chladivo v tenkých medených rúrkach, ktoré sa ľahko ukryjú do stien.

A tu je podstata popularity tohto zariadenia – možno ho bez väčších problémov inštalovať kdekoľvek a kedykoľvek a na rozdiel od starších kompaktných zariadení (napr. okenných, podokenných, alebo tzv. mobilných jednotiek) neobťažuje hlukom. Klimatizácie typu split sú dostupné v rôznej kvalite a teda aj rôznych cenových úrovniach, s rôznymi výkonmi, spotrebou, či ďalšími funkciami (napríklad filtrácia vzduchu alebo možnosť zariadením nielen chladiť, ale aj vykurovať).

152970

Ako funguje tepelné čerpadlo 1. Srdcom tepelného čerpadla je kompresor, ktorý uzatvára cyklus chladiva v okruhu – pred kompresorom sú pary chladiva pod nízkym tlakom, kompresor ich stláča na vysoký tlak, pričom sa pary zohrejú.

2. Pary s vysokým tlakom a teplotou prúdia do kondenzátora, kde odovzdajú teplo okoliu (napríklad vzduchu alebo vode) a skvapalnia sa. Z kondenzátora odchádza kvapalné chladivo. 3. Kvapalné chladivo stále s vysokým tlakom prúdi cez expanzný ventil, ktorý zníži jeho tlak, a tým aj teplotu na nižšiu než je teplota okolia. 4. Studené kvapalné chladivo s nízkym tlakom prúdi do výparníka, kde sa mení na pary. Na zmenu skupenstva (vyparovanie) je potrebné teplo, ktoré sa odoberie z okolia (napríklad v klasických splitových klimatizačných jednotkách sa teplo odoberá zo vzduchu prúdiaceho okolo výparníka vo vnútornej jednotke). Pary chladiva pod nízkym tlakom nasáva kompresor a celý proces sa opakuje.

152960

Úsporné „klímy“

Na klasický chladiaci cyklus sa spotrebuje pomerne veľa energie – na pohon kompresora, čerpadiel, ventilátorov…, preto je logické, že sa hľadajú cesty ako ušetriť. Jednou z možností je takzvaný inverter, teda frekvenčne ovládaný kompresor. Oproti štandardným nárazovým on/off systémom (keď teplota v miestnosti poklesne pod nastavenú hodnotu, kompresor sa vypne a znova sa zapne na plný výkon, keď teplota o istú hodnotu prekročí nastavený parameter) sa v tomto prípade výkon kompresora reguluje plynulo podľa potrieb miestnosti – keď sa teplota v miestnosti priblíži k nastavenej hodnote, znížia sa otáčky kompresora, čím sa znižuje spotreba a zvyšuje účinnosť zariadenia.

K celkovej úspornosti klimatizácie môže prispieť aj jej univerzálnosť – niektoré zariadenia fungujú len v „jednosmernej prevádzke“, iné dokážu cyklus zmeniť, takže môžu podľa potreby vzduch v miestnosti buď chladiť, alebo ohrievať. Pri vykurovaní totiž pracuje tepelné čerpadlo (ktorým klimatizácia v podstate je) omnoho efektívnejšie než iné vykurovacie zariadenia – energia vynaložená na „presun“ tepla môže byť až päťnásobne nižšia než samotné odovzdané teplo. To znamená, že za istých podmienok môže byť spotreba klimatizácie používanej na vykurovanie päťkrát nižšia než spotreba elektrického ohrievača pri porovnateľnom vykurovacom výkone. Celková energetická efektívnosť zariadenia využívaného na chladenie aj vykurovanie je teda lepšia než efektívnosť čisto chladiacich klimatizácií – energiu minutú na chladenie aspoň čiastočne vykompenzuje energia ušetrená pri vykurovaní rovnakým zariadením. Pre túto dvojkombináciu hovorí aj fakt, že rozdiel v cene oproti porovnateľnej „jednosmernej“ klimatizácii nie je veľmi výrazný.

Pri klimatizačných zariadeniach sú štandardom prachové filtre (na elektrostatické zachytávanie bežného prachu), niektoré typy klím sú však doplnené aj o ďalšie možnosti filtrácie – formaldehydový filter, filtre odstraňujúce pachy, ktoré môžu byť príčinou migrény a chronickej únavy, filtre zachytávajúce veľmi jemné častice prachu a cigaretový dym, filtre ničiace alergény, bunkové steny a jadrá baktérií , čím baktérie úplne zabijú, systémy odstraňujúce roztoče či chlpy zvierat… rôzne filtračné systémy ocenia najmä ľudia trpiaci alergiami a ďalšími ochoreniami. V ponuke sú rôzne režimy, až po také, ktoré fungujú ako účinné čističky vzduchu. Pri klimatizačných zariadeniach sú štandardom prachové filtre (na elektrostatické zachytávanie bežného prachu), niektoré typy klím sú však doplnené aj o ďalšie možnosti filtrácie – formaldehydový filter, filtre odstraňujúce pachy, ktoré môžu byť príčinou migrény a chronickej únavy, filtre zachytávajúce veľmi jemné častice prachu a cigaretový dym, filtre ničiace alergény, bunkové steny a jadrá baktérií , čím baktérie úplne zabijú, systémy odstraňujúce roztoče či chlpy zvierat… rôzne filtračné systémy ocenia najmä ľudia trpiaci alergiami a ďalšími ochoreniami. V ponuke sú rôzne režimy, až po také, ktoré fungujú ako účinné čističky vzduchu.

152963

Viac než pol tepelného čerpadla, alebo odparovací chladič

Ďalšou možnosťou ako pri chladení ušetriť, je nepoužiť v chladiacom cykle kompresor. Usporí sa tak všetka energia potrebná na jeho pohon. Bez kompresora, ktorý by stláčal plyn a menil ho na kvapalinu znovu použiteľnú na chladenie, sa však chladiaci cyklus neuzavrie… Riešením záhady je iný typ chladiva – voda. Podstata a celá technológia odparovacieho chladiča je umiestnená mimo domu, v boxe tvaru kocky s hranou približne 1 meter. Do interiéru sa z neho privádza vonkajší vzduch ochladený na zvolenú teplotu vzduchotechnickým rozvodom a vyfukuje vzduchotechnickou výustkou, väčšinou ukrytou v podhľade alebo umiestnenou pod stropom. Chladenie je založené na rovnakom fyzikálnom princípe ako pri klasickej klimatizácii – odobratí tepla z okolia pri skupenskej zmene kvapaliny na plyn.

Na rozdiel od klasických klimatizácií tu však ako chladivo slúži voda a chladiaci okruh sa neuzatvára – chladivo v zariadení necirkuluje, ale privádza sa vždy nové (odparovacie chladiče potrebujú pripojenie na prívod studenej vody) a jeho pary odchádzajú do interiéru spolu s ochladeným vzduchom. Voda, ktorá sa zmení na vodné pary, vzduch nielen ochladí, ale zároveň ho aj zvlhčí. Odparovacie chladiče sa dajú v našich klimatických podmienkach používať vďaka tomu, že zároveň so vzrastajúcou vonkajšou teplotou u nás klesá vlhkosť vzduchu, a tak je pri chladení vzduchu zvýšenie jeho vlhkosti príjemné napríklad pre astmatikov, vyššia vlhkosť však zároveň ovplyvňuje pocit tepelnej pohody (vlhší vzduch nám pripadá teplejší). Vlhkosť vzduchu s teplotou 20 až 23 °C býva u nás za bežných podmienok okolo 70 %, a podobné hodnoty dosahuje aj vzduch ochladený v odparovacom chladiči.

Ochladený a zvlhčený vonkajší vzduch sa z odparovacieho chladiča privádza vzduchotechnickým potrubím do interiéru a vyfukuje výustkami, obyčajne umiestnenými pod stropom alebo zabudovanými v podhľade. Keďže sa do miestností privádza chladený vzduch zvonka, musí sa z miestnosti vzduch aj odvádzať – na rozdiel od klasickej klimatizácie je teda najlepšie pootvárať okná, ktorými bude z interiéru odchádzať teplý vzduch, nahradený privedeným chladným. Ovládanie je podobné ako pri klasických klimatizačných jednotkách – pohodlne si nastavíte teplotu, otáčky ventilátora, časovač… (Climat)

152966

Za aj proti

K ekologicky (ale aj finančne) motivovaným „za“ patrí nízka energetická náročnosť (vystačí s energiou na pohon ventilátora vzduchotechniky) a úplná absencia chemikálií v podobe technických chladív. Výhodou je aj relatívne nízka cena samotného zariadenia. Keďže v odparovacích chladičoch chladivo necirkuluje, nepotrebujú kompresor, preto sa pri ich prevádzke spotrebuje podstatne menej energie – v porovnaní s klasickými klimatizačnými jednotkami je to len okolo 20 – 40 %. K spotrebe energie však treba pripočítať aj spotrebu vody – pri plnom výkone je to asi 18 – 20 litrov za deň (teda približne dve vedrá).

Cena zariadenia samotného je oproti splitu nižšia asi o 1/3 (porovnanie ceny montáže je problematické, pretože závisí od individuálnych podmienok). Ako to už býva, aj toto zariadenie má okrem výhod aj svoje nevýhody, respektíve obmedzenia – nie je napríklad vhodné do malých miestností. Problematické je aj jeho využitie v bytoch (najmä kvôli umiestneniu vonkajšej jednotky), a tiež jeho funkčnosť pri dlhých vzduchotechnických rozvodoch. Odparovacie chladiče sú ideálne pre bungalovy, vrchné poschodia rodinných domov alebo domy s otvorenou dispozíciou. Najlepšie je počítať s týmto systémom už pri stavbe domu, kedy sa najľahšie ukryjú nielen rozvody a výustky vzduchotechniky, ale aj vonkajšie jednotky.

Tento typ klimatizácie nie je univerzálny a jeho použitie je výhodné najmä v suchom letnom počasí – čím extrémnejšie podmienky, čím vyššia teplota a nižšia vlhkosť vonkajšieho vzduchu, tým účinnejšie chladí. Pochybnosti o hygienickosti – či napríklad vo vlhkom prostredí chladiacich kanálikov nenarastú riasy a plesne – sú podľa slov dodávateľa celkom zbytočné (a jeho presvedčenie je doložené aj európskymi certifikátmi). Senzory, ktoré kontrolujú kvalitu vody, totiž zabezpečia jej automatické dopúšťanie a výmenu. Ak sa zariadenie nepoužíva, voda zo zásobníka sa vypustí a zvlhčovacie kanáliky sa rýchlo vysušia.

Ekologické aspekty Niekedy sa argumentuje ekologickosťou vodných systémov oproti systémom s technickými chladivami, aj tu sa však v mnohých prípadoch používa na chladenie vody tepelné čerpadlo s účinným technickým chladivom. Navyše, dnešné chladivá musia spĺňať prísne požiadavky – musia byť netoxické a nehorľavé.

152968

Chladiť, vetrať alebo oboje?

V prípade odparovacích chladičov sa do ochladzovanej miestnosti nedopravuje chladivo, ale priamo ochladený vzduch, čím sa vlastne dostávame k ďalšej možnosti – chcete chladiť vzduch cirkulujúci v miestnosti alebo privádzať zvonka čerstvý ochladený vzduch? Každá z možností má svoje výhody aj nevýhody. Vonkajší vzduch môže byť teplejší než vzduch v miestnosti, a tak na jeho ochladenie musíte odobrať viac tepla, a teda pravdepodobne spotrebujete aj viac energie. Na druhej strane ochladením vzduchu cirkulujúceho v miestnosti sa nezmenia ostatné jeho parametre, ako je napríklad podiel CO₂, ktorý stúpa s dĺžkou vášho pobytu miestnosti. A keď v horúcom lete otvoríte okná… I keď pri splitoch, ktoré sú pre rodinné domy a byty najbežnejším spôsobom chladenia, nie je spojenie s vetraním obvyklé, v ponuke sú aj takéto zariadenia. Chladenie spojené s vetraním je typické najmä pre iné systémy. Okrem veľkých objektov aj pre nízkoenergetické domy, kde nútené vetranie súvisí tiež s vykurovaním teplým vzduchom a rekuperáciou (energeticky aj ekonomicky výhodný systém spätného získavania tepla z odpadového vzduchu).

V energeticky pasívnych a nízkoenergetických domoch sa, ako inak, vysporiadali s chladením spôsobom energeticky naozaj nenáročným. Nutnou podmienkou však je počítať s ním už pri plánovaní stavby domu. Čerstvý vzduch sa do domu privádza cez takzvaný zemný výmenník – dostatočne dlhú rúru, zakopanú asi meter pod zemou. Prechodom cez chladnú zem sa vonkajší vzduch ochladí a do domu prichádza čerstvý a „klimatizovaný“, pričom náklady na takúto prevádzku sa v podstate rovnajú spotrebe malého ventilátora. Pri investičných nákladoch treba počítať so zemnými prácami a najlepšie aj so špeciálnym potrubím s antibakteriálnym povrchom. Pri ochladzovaní vzduchu totiž dochádza ku kondenzácii vody na stenách potrubia, čo vytvára ideálne prostredie na rast rias a baktérií – i keď odborníci tvrdia, že len v tom prípade, ak sa preruší vetranie, ktoré spôsobuje v rúre prievan pre baktérie a riasy neprípustný. Aj tu sa treba, podobne ako pri klasických klímach, priebežne zbavovať kondenzátu – zemný výmenník musí mať dostatočný spád smerom k zbernej nádobe.

Chladenie vodou znamená často vyššiu investíciu – tepelné čerpadlá zem/voda alebo voda/voda, ktoré sa používajú ako zdroj chladu, patria totiž medzi mimoriadne efektívne, ale aj nákladné zariadenia, čo môže mnohých záujemcov odradiť. Pripočítať treba aj náklady na realizáciu chladiacich stropov. Investičné náklady sú síce podstatne vyššie než pri bežných splitoch, prevádzkové však môžu byť nižšie až o 60 %. Ak sa tepelné čerpadlo využíva ako zdroj chladu aj tepla, zvýšené investičné náklady sa vrátia o tri až päť rokov.

Ďalšie možnosti chladenia vodou

Podobne ako dokážu meniť svoj chladiaci a vykurovací cyklus tepelné čerpadlá v niektorých klimatizačných zariadeniach chladiacich (alebo ohrievajúcich) priamo vzduch, dokážu ho prepínať aj niektoré tepelné čerpadlá, pôvodne známe ako zdroj tepla pre vodu používanú na kúrenie. Tieto zariadenia – tepelné čerpadlá zem/voda, voda/voda, vzduch/voda, ktoré sú známe svojou vysokou účinnosťou pri vykurovaní, odovzdávajú (a po novom aj odoberajú) teplo vode. Rovnako dobre ako ohrievať teda dokážu vodu aj vychladiť a studená voda sa potom dá rôznymi spôsobmi použiť pri chladení miestností – napríklad v zariadeniach, v ktorých sa cirkulujúci vzduch chladí vodou, tzv. fan-coiloch alebo v chladiacich stropoch.

152989

Chlad nad hlavou

Úplne bezprievanovú a za istých podmienok aj energeticky nenáročnú metódu chladenia vodou predstavuje stropné chladenie, podobne ako s podlahovým vykurovaním či vetraním s pomocou zemného výmenníka s ním však musíte počítať už pri projektovaní domu. Chladiace médium – voda ochladená na požadovanú teplotu – prúdi v rúrkach zabudovaných v strope. Teplota chladiacej vody nemusí byť veľmi nízka, pretože stropné chladenie pracuje s kombináciou sálania chladu a ochladzovania vzduchu. Vďaka tomu je už teplota vzduchu 24 až 26 °C príjemná (stačí, ak chladiace médium s teplotou asi 16 °C ochladí celú plochu stropu na 18 až 19 °C).

Zdrojom chladu môže byť tepelné čerpadlo (napr. zem/voda so zemným vrtom, voda/voda alebo vzduch/voda), ktoré je univerzálnym, a teda ekonomickým riešením – v lete na chladenie a v zime na vykurovanie. Najjednoduchší a tiež najlacnejší spôsob však je využiť na chladenie vodu zo studne – jej teplota na vytvorenie príjemného chladu v dome zvyčajne úplne postačuje. Voda cirkulujúca v rúrkach stropného chladenia sa vychladí od studničnej vody jednoducho a lacno – v protiprúdovom výmenníku tepla. Prevádzkové náklady na chladenie tak predstavujú cenu spotreby cirkulačného čerpadielka (podobne ako pri chladení vzduchu v zemnom kolektore).

Inštalácia stropného chladenia: v stropnej betónovej konštrukcii – vyžaduje prípravu pred začatím stavby, realizácia je pomerne náročná a prístup pri opravách zložitejší; podomietková inštalácia – chladiace rúrky sa upevňujú do kovových hrebeňov na strope a zatrú sa vrstvou omietky. Tento spôsob je vhodný, ak stavebná výška miestností neumožňuje zníženie o sadrokartónové podhľady; do sadrokartónových podhľadov je praktickým riešením pre všetky rozvody v dome. Jednoduchý prístup v prípade poruchy; chladiace kazety – kazetové moduly so zabudovanými rúrkami. Pre malé rozmery je ich ukladanie prácne, zložitejšie sa umiestnia svietidlá a konštrukčné otvory.