Pohoda vnútorného prostredia

Komfort nadovšetko

Klíma v miestnosti bezprostredne pôsobí na ľudský organizmus. Relatívna vlhkosť vzduchu, teplota a prúdenie vzduchu ovplyvňujú produkciu tepla naším organizmom a v istom množstve dokážu vytvoriť pocit pohody. Medzi človekom a okolím sa uskutočňuje ustavičná tepelná a látková výmena, ktorá vytvára pocit tepla alebo chladu. Je to subjektívny pocit, človeku sa preto javí miestnosť ako tepelne príjemná alebo nie.

Klimatizačné zariadenia používame preto, aby sme zmiernili vonkajšie a vnútorné vplyvy prostredia na ľudský organizmus. Správne nadimenzované zariadenie tieto vplyvy zmierni, ale pocit pohody na rozkvitnutej záhrade alebo horskej lúke nenahradí.

Ovplyvňujúce faktory

Na klímu prostredia pôsobí niekoľko faktorov, ktoré môžeme nazvať vnútornými vplyvmi: počet osôb a ich činnosť, zariadenie miestností, stroje, prístroje, osvetlenie, a vonkajšími vplyvmi: slnečná radiácia, poloha a orientácia domu, druh a vyhotovenie stavby.

Na nízku vlhkosť sa sťažujeme obvykle v zimnom období a súvisí to s nízkou schopnosťou chladného vonkajšieho vzduchu absorbovať vodné pary. Vetraním v zimnom období sa vzduch s nízkym obsahom vodných pár ohreje na pobytovú teplotu. Tým klesne jeho relatívna vlhkosť pod hodnotu príjemnú pre pobyt ľudí (30 až 70 %). Vlhkosť možno zvýšiť už znížením teploty bez inštalácie ďalšieho zariadenia. Napríklad pri teplote v miestnosti 25 °C a vlhkosti 35 % sa znížením teploty na 20 °C zvýši vlhkosť na 47 %. Minimálna vlhkosť sa udáva 30 %, ale treba si uvedomiť, že pri nízkej vlhkosti sa viac prejavia nepriaznivé elektrostatické vlastnosti materiálov, ktoré vyvolávajú zvýšené dráždenie dýchacích ciest. Ľudský organizmus citlivo reaguje na rýchlosť prúdenia vzduchu. Prúdiacim vzduchom sa organizmus ochladzuje rýchlejšie, a ak je rýchlosť priveľká, pociťujeme ju ako prievan. Teplotu privádzaného vzduchu volíme podľa jeho rýchlosti v zóne pobytu osôb v súlade s hygienickými predpismi, pričom platí: čím je rýchlosť vzduchu väčšia, tým musí byť privádzaný vzduch teplejší.

Vetranie

Vetraním sa zabezpečuje hygienicky vyhovujúci vzduch v miestnostiach. Dosahuje sa potrebná koncentrácia plynov a vlhkosti vo vzduchu. Znížením nadmernej vlhkosti sa napr. zabraňuje poškodeniu objektu kondenzáciou vodnej pary. Vetranie zaručuje aj prívod vzduchu pre spotrebiče, napr. plynový bojler. Koncentrácia škodlivín vo vnútorných priestoroch a bytoch prevyšuje hodnoty škodlivín vo vonkajšom prostredí. Vzduch v miestnostiach sa znehodnocuje dýchaním, potením, varením, kúpaním, zápachom zo sociálnych zariadení. Vzduch znehodnocujú i rôzne chemické látky, napr. formaldehyd, ktorý sa odparuje z nábytku zhotoveného z drevotriesky, alebo CO₂, ktorý sa produkuje pri fajčení. Prirodzené vetranie prináša okrem splnenia cieľa aj množstvo sprievodných negatívnych vplyvov – prach, prievan, vírusy a baktérie. Preto čoraz častejšie volíme vetranie s núteným prívodom a odvodom vzduchu. Nútené vetranie sa neraz dopĺňa rekuperátormi tepla, čo umožňuje využívať teplo z odpadového vzduchu. Vetracia jednotka najčastejšie obsahuje prívodný a odvodný ventilátor, filtre vzduchu, rekuperátor. Dopĺňa sa aj ohrievačom (chladičom) vzduchu a automatickou reguláciu. Vetracie zariadenie na rozdiel od klimatizácie býva v prevádzke celoročne.

Predpísané množstvo čerstvého vzduchu na osobu
Druh miestnosti	Dávka na osobu m3/h
Miestnosť na duševnú prácu (bez fajčenia)	30
Miestnosť na fyzickú prácu (bez fajčenia)	50
Miestnosti s fajčením	60

Klimatizácia

Klimatizačné zariadenia sa v poslednom období stali súčasťou našich domovov, kancelárií a verejných priestorov, pretože výrazne prispievajú k pohode vnútorného prostredia, kde sa teplota pohybuje od 18 °C do 32 °C. Úlohou týchto zariadení je vetranie, chladenie alebo vykurovanie, zvlhčovanie, resp. odvlhčovanie a filtrácia vzduchu. Klimatizačné zariadenie zabezpečujúce všetky tieto činnosti býva komplikované a reguluje sa špeciálnym regulačným systémom. V menších inštaláciách, v priestoroch s rozdielnymi a často sa meniacimi požiadavkami na úpravu vzduchu sa centrálne klimatizačné zariadenie delí na samostatný vetrací systém a decentrálne klimatizačné jednotky, ktoré pracujú len s obehovým vzduchom a zabezpečujú jeho tepelnú, prípadne vlhkostnú úpravu. Vhodným prepojením vetracieho systému a klimatizačných zariadení možno splniť požiadavky kladené na klimatizáciu, často aj s nižšími nárokmi na vložené energie. Výhodou tohto riešenia je možnosť realizácie na etapy podľa potreby, finančných možností a nadobudnutých prevádzkových skúseností.

Vhodný návrh zariadenia a kritériá výberu

Základom klimatizačného zariadenia je kompresorový chladiaci okruh, ktorý je v princípe rovnaký ako v chladničke. Klimatizačné zariadenie má podstatne väčší výkon, a tak sa musí hrejúci kondenzátor, ak sa nechladí vodou, bezpodmienečne umiestniť vo vonkajšom prostredí.

Úlohou klimatizačného zariadenia je odobrať teplo z miestnosti. Podľa množstva tepla, ktoré treba odobrať z klimatizovanej miestnosti (tepelná záťaž) dimenzujeme chladiaci výkon klimatizačného zariadenia. Zariadenie s vyšším chladiacim výkonom je spravidla drahšie, preto sa snažíme znížiť množstvo potrebného odobratého tepla. Najvýznamnejšia tepelná záťaž vzniká oslnením okien. Okno orientované na slnečnú stranu môže dodávať do miestnosti až 450 W/m² zasklenej plochy okna. Tepelnú záťaž z oslnenia tlmia žalúzie, markízy, fólie, antireflexné sklá a iné tieniace prostriedky. Ďalšou dôležitou zložkou tepelnej záťaže sú ľudia. Jeden človek môže vyprodukovať až 270 W. Pri posudzovaní tepelnej záťaže treba zohľadňovať teplo, ktoré vzniká prevádzkou strojov a prístrojov – počítača, chladničky, sporáka a pod. Tepelnou záťažou je aj potreba čerstvého vzduchu, ktorého letná výpočtová teplota je 30 °C.

Pri výbere klimatizačného zariadenia zvážime kúpu zariadenia umožňujúceho reverzný cyklus – tepelného čerpadla. Umožní prikurovanie priestoru v prechodných obdobiach. Nákup tepelného čerpadla zvýši obstarávacie finančné prostriedky o 10 až 15 %. Klimatizácia je v prevádzke približne 60 dní v roku asi 8 hodín denne, a tak kombinácia s vykurovaním predstavuje rozšírenie nepretržitej prevádzky o ďalších 200 dní.

Tepelné čerpadlo na rozdiel od funkcie chladenia prečerpáva teplo z exteriéru do miestnosti a miestnosti môže vykurovať i pri teplotách pod nulou. Prevádzkové náklady sú veľmi nízke a v porovnaní s elektrickým odporovým vykurovaním nám stačí na 1 kW tepelného výkonu len 330 W elektrického príkonu. Preto treba pri výbere porovnať náklady na vykurovanie v konkrétnom mieste, komfort prevádzky kombinácie klimatizácia – vykurovanie a až potom sa rozhodnúť.

Klimatizačné zariadenia sa konštruujú tak, že v klimatizovanom priestore vzduch odvlhčujú. Treba vždy preveriť, či možno zo vzduchu kondenzovanú vlhkosť na chladiči odviesť. Na tento cieľ niekedy slúžia špeciálne malé čerpadlá kondenzátu. Netreba zabúdať, že na kondenzátore vonkajšej klimatizačnej jednotky sa vo vyhotovení s vykurovaním (tepelným čerpadlom) tiež kondenzuje vlhkosť, ktorú treba odviesť, najmä ak máme jednotku v podkrovnom priestore.

Posledným významným kritériom na výber zariadenia je hlučnosť prevádzky, ktorú treba posudzovať v interiéri aj v exteriéri. Hlučnosť zariadení sa pohybuje v určitom rozmedzí danom zvolenými otáčkami ventilátora klimatizačnej jednotky. Zmenou otáčok ventilátora zabezpečujúceho cirkuláciu vzduchu vo vnútornej klimatizačnej jednotke sa mení jej chladiaci výkon. Okrem toho sa mení aj výfuková rýchlosť upraveného vzduchu, vplýva na distribúciu vzduchu v miestnosti. Podľa požadovaného výkonu a požiadavky na vyfukovanie vzduchu sa volia vhodné otáčky ventilátora. Preto pri posudzovaní hlučnosti treba uvažovať s celým rozsahom otáčok. Hlučnosť klimatizačných zariadení pre domácnosť a kancelárie do 30 dB (A) sa považuje za dobrú. Významný vplyv na hlučnosť má umiestnenie kompresora klimatizačnej jednotky. Pri delených klimatizačných zariadeniach sa najčastejšie umiestňuje v exteriéri.

Klimatizácia sa reguluje regulovaná na určitú teplotu. Po jej dosiahnutí sa vypína kompresor a chladič prestane ochladzovať vzduch.

Umiestnenie klimatizačných jednotiek

Najdôležitejšie požiadavky môžeme zhrnúť do niekoľkých bodov:

• 
  
  

  56268

  vnútornú jednotku umiestňujeme tak, aby chladný vyfukovaný vzduch nevytváral prievan;

• pri delených zariadeniach (split) treba pamätať na maximálnu povolenú vzdialenosť medzi vnútornou a vonkajšou jednotkou a ich vzájomné prevýšenie. Pri malých jednotkách je maximálna celková dĺžka potrubia od 8 m do 20 m. Pri väčších jednotkách je to až do 50 m;

• 
  
  

  56269

  klimatizačné jednotky potrebujú miesto na obsluhu a servis, napr. na výmenu filtra;

• pri delených zariadeniach treba voliť také umiestnenie vonkajšej jednotky, aby nenarúšalo architektonický ráz budovy, neobťažovalo hlukom a vytekajúcim kondenzátom okolie;

• na chladiči vnútornej jednotky kondenzuje vlhkosť zo vzduchu, ktorú treba odviesť do odpadu;

• 
  
  

  56267

  klimatizačnému zariadeniu treba zabezpečiť elektrickú energiu, t. j. príkon s predpísaným napätím;

• niekedy (pri lacnejších modeloch) býva ovládanie klimatizácie priamo na klimatizačnej jednotke. Vtedy treba umiestnením jednotky pamätať na dostupnosť jej ovládania. Iné ovládanie, t. j. káblové alebo infračervené, nemá vplyv na umiestnenie jednotky.

Prehľad klimatizačných zariadení

Väčšina klimatizačných zariadení na našom trhu má kompresorový chladiaci okruh. Objavili sa zariadenia, ktoré pracujú s rozstrekovanou vodou, drevnatou filtračnou hmotou a ventilátorom, ktoré ochladzujú vzduch a odoberajú teplo potrebné na odparovanie vody. Po nasýtení vzduchu v priestore je ich účinnosť nulová.

Klimatizačné zariadenia môžeme rozdeliť podľa toho, či sa chlad vytvára centrálne a ukladá do zásobníka (najčastejšie vodné systémy s centrálnym zdrojom chladnej vody), alebo na zariadenia, kde sa chlad tvorí priamo na mieste jeho požiadavky (priame chladenie). Klimatizačné jednotky môžu aj vykurovať, to isté preto platí aj o teple.

Vodné systémy

Majú centrálny zdroj chladiaceho média (vody) so zásobníkom. Chladné médium sa dopravuje potrubnými rozvodmi ku klimatizačným jednotkám (Fan-coil) alebo do špeciálnych výmenníkov (chladných stropov).

Zariadenia fan-coil

Ide o jednotky, ktoré obsahujú vodný ohrievač alebo chladič vzduchu a ventilátor s filtrom. Zdrojom studenej vody je bloková chladiaca jednotka, ktorá sa umiestňuje do exteriéru alebo špeciálnej strojovne. Voda z nej sa rozvádza do fan-coilov, ktoré sa väčšinou umiestňujú nad dvere v miestnostiach. Jednotky v lete chladia, a ak sa k nim privedie teplá voda z ÚK, môžu v zime aj vykurovať. Tento systém sa používa do väčších objektov a spravidla si vyžaduje väčší rozsah stavebných a montážnych prác. Fan-coily bývajú v rôznych vyhotoveniach – kazetová, nástenná, parapetná, podstropná a kanálová jednotka.

Chladené stropy

Sú to špeciálne výmenníky uložené v stropoch miestností pod omietkou. Zabezpečia veľmi kvalitnú, tichú distribúciu chladu do klimatizovaných miestností. Náklady na inštaláciu sú asi najvyššie zo všetkých systémov. Táto technológia sa používa na väčšie systémy a vyžaduje značné stavebné úpravy.

Nasmerovanie prúdu vzduchu z klimatizácie pomocou pohyblivých klapiek Vertikálne a – Nasmerovanie prúdu chladného vzduchu nadol je príjemné, ak sa napríklad v horúci letný deň vrátite domov a chcete sa rýchlo ochladiť. Ak nechcete “sedieť v prievane”, treba prúd chladného vzduchu obrátiť smerom hore, odkiaľ chlad padá nadol na celú miestnosť. b – Pri kúrení je príjemné nasmerovať prúd vzduchu nadol a prehriať si nohy. Teplý vzduch potom prirodzene stúpa nahor. c – Ak sa klapka pohybuje hore a dolu, vzduch sa dostáva rovnomerne do celej miestnosti.     Horizontálne d, e, f – Prúdenie vzduchu možno nasmerovať na jednu stranu miestnosti, do stredu alebo rovnomerne do celého priestoru.

56265

Priame chladenie

Okenné, kompaktné zariadenia

Jednotky sa zabudujú do okna alebo steny tak, že časť s kondenzátorom sa vysunie do vonkajšieho prostredia a časť s výparníkom (chladičom) je v miestnosti. Jedným motorom sa poháňa vonkajší i vnútorný ventilátor. Zariadenia sa vyrábajú s chladiacim výkonom 1,5 kW až do 10 kW. Využívajú sa najmä v USA, Japonsku a tropických krajinách.

Tieto klimatizačné zariadenia sú najlacnejšie a ich cena sa pohybuje od 18000 do 60000 Sk. Dodávajú sa aj ako tepelné čerpadlá, ako verzie s priamym elektrickým ohrievačom vzduchu a niektoré typy umožňujú prívod malého množstva čerstvého vzduchu.

Kompaktné klimatizačné zariadenia môžu byť aj v parapetnom alebo nástennom vyhotovení. Kondenzátor si chladia vzduchom privádzaným a odvádzaným dvoma otvormi v stene.

Klimatizačné zariadenia SPLIT

Klimatizačné zariadenia s týmto označením sú delené a skladajú sa vždy najmenej z dvoch častí. Existujú aj vo vyhotovení, keď sa na jednu vonkajšiu jednotku napojí viacero vnútorných jednotiek (multisplit). Vnútorná časť – chladič a filter vzduchu – sa umiestňuje napríklad na stene, pod oknom, nad dverami, v medzistrope. Jej hlučnosť je 26 až 45 dB. Vonkajšia časť (kondenzačná jednotka) obsahuje kompresor, ventilátor a kondenzátor. Umiestňuje sa v exteriéri, napr. pod strechou, na stene a jej hlučnosť je približne 55 dB. Spojenie jednotiek vytvárajú dvojica medených rúrok s izolačnou vrstvou a elektroinštalácia.

Vnútorné klimatizačné jednotky majú rôzne vyhotovenia: kazetová, nástenná, parapetná, podstropná a kanálová jednotka. Infračervené ovládanie jednotiek a automatická regulácia sú vždy súčasťou zariadenia. Na zariadeniach možno regulovať otáčky ventilátora, teplotu a smer prúdenia vzduchu. Jednotky možno dodať vo vyhotovení s tepelným čerpadlom a s elektrickým dohrevom. Cena jednotiek split sa pohybuje v rozpätí od 45000 do 150000 Sk.

Klimatizačné jednotky do rozsiahlejších budov majú označenie Set Free, VRF alebo VRV, kde jedna vonkajšia jednotka môže pracovať až so 16 vnútornými jednotkami. Systém riadi počítač a súčasťou je tepelné čerpadlo. Toto zariadenie dokáže prečerpávať teplo z miestností, kde je ho prebytok, do miestností, kde je ho nedostatok.

56273

Mobilné klimatizačné zariadenia

Mobilné klimatizačné zariadenia sa navrhujú do miestností, v ktorých práve potrebujeme utlmiť neznesiteľné účinky tepla. Ich hlučnosť je do 55 dB, čo často býva obmedzujúcim faktorom ich použitia. Mávajú spínacie hodiny a regulátor teploty. Jednotky môžu mať oddelený kondenzátor s výkonom 5 kW alebo kompaktné vyhotovenie. Cena sa pohybuje od 20000 Sk.

Odvlhčovacie zariadenia

Tieto zariadenia sa vyvinuli predovšetkým na odvlhčenie interiérových miestností s bazénmi a iných vlhkých miestností, pričom nahrádzajú odvlhčovanie klasickým teplovzdušným vetraním, ktorých prevádzka je veľmi drahá. Princípom je chladiace zariadenie, ktoré vzduch podchladí, čím sa na chladiči vyzráža voda, a súčasne ho kondenzátorom ohreje na teplotu len nepatrne vyššiu, ako je v priestore.

Zvlhčovacie zariadenia

Zvlhčovacie zariadenia používame v klimatizačných miestnostiach na doplnenie vlhkosti vzduchu na požadovanú mieru. Uplatňujú sa najmä v zimnom období, keď sa bez dovlhčenia vzduchu nezaobídeme. Energeticky menej náročné sú rozprašovacie zvlhčovače s rotujúcim kotúčom alebo odparovacie zvlhčovače. Pri výbere treba zohľadniť ich výkon a predovšetkým schopnosť dezinfekcie vody, pretože môže byť vo zvlhčovačoch zdrojom patogénnych zárodkov.

Cirkulačné filtre

Filtre zachytávajú a inaktivujú vírusy, plesne a baktérie pri prečisťovaní vzduchu. Väčšina filtrov má niekoľko zložiek: vzduchový filter najprv zachytí prach a ďalšie častice ovzdušia podobnej veľkosti. Čistiaci filter s katechínom zachytáva statickou elektrinou nečistoty veľkosti 0,01 mikrometra. Katechín ničí choroboplodné zárodky, čím prispieva k ochrane zdravia. Dezodorizačný filter chemicky pohlcuje častice, ktoré sú pôvodcom pachov.

Klimatizácia slúži na zlepšenie prirodzeného prostredia, a preto ju využívame tam, kde nemôžeme vytvoriť prirodzené podmienky. Klimatizačné zariadenia sú drahé, a ak sa zle nadimenzujú, neplnia svoj cieľ. Výber a dimenzovanie zariadenia zvoľte vždy s pomocou odborníkov, ktorí vám ponúknu viaceré alternatívy riešenia a okrem rád aj ďalší technický a pozáručný servis na predĺženie životnosti zariadení.