Jak efektywnie używać klimatyzacji w lecie?

Cenne porady dla kierowcy:
* zawsze gdy to możliwe parkuj samochód w cieniu
* na chwilę przed rozpoczęciem podróży pozostaw otwarte drzwi
* najpierw ustaw maksymalne chłodzenie
* kilka pierwszych minut jedź z otwartymi oknami
* pilnuj aby temperatura w kabinie spadła poniżej 22 stopni C
* pamietaj o regularnych przeglądach układu klimatyzacji!

Klimatyzacja a przeziebienia

Wiele osób dostrzega zwiększoną skłonność do przeziębień latem, odkąd zaczęły przebywać w klimatyzowanych pomieszczeniach. Niestety, zwykle jest to wina niewłaściwego korzystania z klimatyzacji. Trzeba pamietać aby unikać przeciągów i zadbać aby ruch powietrza był jak najmniej odczuwalny, co oznacza, że klimatyzator powinien pracować przy najniższych prędkościach nawiewu.

Drugim ważnym czynnikiem, który może sprzyjać przeziębieniom, jest różnica temperatur wewnątrz i na zewnątrz. Aby zapewnić organizmowi możliwość bezbszkodowej aklimatyzacji do odmiennych warunków, różnica ta nie powinna przekraczać 8°C. Gdy przebywamy w klimatyzowanym pomieszczeniu krótko (mniej niż 3 godziny), różnica ta powinna być jeszcze mniejsza czyli na granicy 5°C. Jest to szczególnie ważne przy znacznych upałach, ponieważ wychodzimy prosto z klimatyzowanego pomieszczenia na zewnątrz, gdzie temperatura jest np. o 10°C wyższa, narażamy organizm na szok termiczny. Taka sytuacja nawet gdy nie skończy się natychmiastowym przeziębieniem, osłabia organizm i sprawia, że staje się on bardziej podatny na wszelkie infekcje i choroby.

Zatem, tak jak większość urządzeń, klimatyzacja może być bardzo pomocna, ale dość łatwo może stać sie źródłem problemów. Aby temu zapobiec warto pamiętać, że projekt i montaż powinno się zlecać fachowcowi, a potem przestrzegać zasad eksploatacji urządzeń. Wydaje się to oczywiste, jednak pamiętajmy, że klimatyzacja to cały system, inny dla każdego budynku. Żeby więc działał sprawnie, za każdym razem musi zaprojektować go przygotowana osoba, z doświadczeniem, znająca się na rzeczy, która uwzględni wszystkie nawet najmniejsze "drobiazgi" prawidłowego funkcjonowania klimatyzacji. Tylko wtedy możemy liczyć na same korzyści i przyjemności których źródłem będzie zamontowana klimatyzacja.

Historia klimatyzacji

Urządzenie utrzymujące automatycznie w pomieszczeniach stałych, najkorzystniejszych parametrów powietrza (temperatura, wilgotność). Już w starożytności ludzie wymyślali różne metody "klimatyzacji".

Starożytni Egipcjanie zawieszali w swoich mieszkaniach mokre maty przez które przewiewał wiatr - parująca woda odbiera ciepło z otoczenia powodując jego ochłodzenie.
Za początek klimatyzacji można przyjąć rok 1836, kiedy to założono w gmachu Parlamentu w Londynie instalację dostarczającą ciepłego powietrza w zimie, a chłodzonego w lecie.
Klimatyzacja w pełniejszym tego słowa znaczeniu tj. z automatyczną regulacją wilgotności, pojawiła się dopiero na początku XX wieku. W. Carrier, zwany w Ameryce "ojcem klimatyzacji", w 1902 roku zainstalował ją w pewnej nowojorskiej drukarni, a od 1911 roku jego firma wyrabiała klimatyzatory na sprzedaż, początkowo tylko do wnętrz przemysłowych. Zasada działania jest stosunkowo prosta. Wdmuchiwane do wnętrza powietrze z zewnątrz budynku przechodzi przez wymiennik ciepła gdzie w zależności od potrzeb jest albo ogrzewane, albo schładzane. Natomiast termin klimatyzacja został użyty po raz pierwszy w 1906 roku przez inżyniera amerykańskiego Stuarta Cramera i oznaczał naukowo opracowane systemy urządzeń, które mają za zadanie oczyszczać, wymieniać oraz kontrolować temperaturę i wilgotność powietrza.

W połowie lat trzydziestych klimatyzatory pojawiły się w zamożniejszych amerykańskich mieszkaniach. Obecnie wiele domów na świecie ma wbudowane małe urządzenia klimatyzacyjne zamiast jednej szyby okiennej. Coraz popularniejsze staje się też zakładanie klimatyzatorów w samochodach pomimo znacznego poboru prądu.
Często założenie klimatyzacji np. w fabrykach, staje się koniecznością. Wszędzie tam, gdzie proces produkcji wymaga stałej temperatury, a nawet niewielkie jej zmiany mogą ujemnie wpłynąć na jakość produkowanych elementów np. rozszerzanie lub kurczenie metalowych elementów - stosowana jest klimatyzacja.

Klimatyzacja precyzyjna w centrach elektronicznego przetwarzania danych

Centra elektronicznego przetwarzania danych takie jak: serwerownie, centrale telefoniczne czy pracownie komputerowe są specyficznymi pomieszczeniami, które charakteryzują się dużymi zyskami ciepła technologicznego. Często w bilansie ciepła należy uwzględnić także: oświetlenie, słońce, ludzi i wymianę ciepła przez przenikanie. Obecnie gęstość strumienia ciepła oddawanego przez elektroniczne elementy i urządzenia znajdujące się w centralach telefonicznych wynosi kilkaset watów na metr kwadratowy, a niekiedy, w serwerowniach, osiąga wartość nawet ponad 1000 W/m².

Wprawdzie ilość ciepła oddawanego przez elementy elektroniczne stale maleje, lecz równocześnie zwiększa się ilość tych elementów w obudowie (stojaku), co sumarycznie powoduje wzrost gęstości strumienia oddawanego ciepła.
Zadaniem systemu klimatyzacji jest więc utrzymanie w takich pomieszczeniach warunków mikroklimatu technologicznego zapewniającego właściwe funkcjonowanie zainstalowanych urządzeń elektronicznych. Zadanie to powinno być spełnione niezależnie od zakłócających wpływów wewnętrznych i zewnętrznych, z osiągnięciem oszczędnego zużycia energii elektrycznej, ciepła i zimna, a także minimalnego obciążenia środowiska naturalnego.
Współczesne, coraz droższe urządzenia elektroniczne wymagają zapewnienia optymalnych warunków pracy, które mogą zagwarantować tylko systemy klimatyzacji precyzyjnej (technologicznej). Brak takich systemów powoduje zwiększenie awaryjności układów elektronicznych, błędy w transmisji i przetwarzaniu danych, a w skrajnym wypadku może prowadzić do ich utraty, co wiąże się z dużymi kosztami ich odtworzenia. W związku z tym firmy produkujące centrale telefoniczne dostarczają tzw. klimatogramy określające środowiskowe warunki pracy na które naniesione są obszary klimatu wewnętrznego, określające np. optymalne, normalne oraz ograniczone warunki eksploatacji sprzętu telekomunikacyjnego (rys. 1).

W pomieszczeniach w których występuje wiele urządzeń elektronicznych, często w sposób stały lub okresowy przebywają ludzie. W związku z tym należy tam, o ile to możliwe, spełnić także wymagania komfortu cieplnego. Odpowiedni klimat mogą zapewnić systemy klimatyzacji komfortowej. W sytuacji obecności w danym pomieszczeni zarówno ludzi jak i urządzeń elektronicznych można powiedzieć, że istnieje pewien wspólny obszar klimatu wewnętrznego, gdzie spełnione są wymagania zarówno komfortu technologicznego jak i cieplnego.
Istnieje jeszcze jedna, istotna różnica pomiędzy klimatyzacją technologiczną i komfortową. Różnica ta dotyczy jakości urządzeń klimatyzacyjnych i precyzji w ich sterowaniu. Urządzenia klimatyzacji komfortu pracują najczęściej tylko przez kilka tysięcy godzin w roku, podczas gdy urządzenia klimatyzacji technologicznej muszą zapewnić odpowiednie parametry powietrza wewnętrznego przez cały rok tzn. przez 8760 godzin. Niezawodność tych urządzeń, pewność działania i precyzja sterowania parametrami powietrza musi być więc w szeregu zastosowań większa, niż dla urządzeń klimatyzacji komfortowej.

Uwarunkowania techniczne
Rozwiązania systemów wentylacyjno-chłodzących czy klimatyzacyjnych zdeterminowane są technicznymi i konstrukcyjnymi właściwościami urządzeń telekomunikacyjnych i przetwarzających dane, które podają ich producenci, a w przypadku sprzętu komutacyjnego, ich trybem pracy i warunkami mikroklimatu określonymi w odpowiednich normach i rozporządzeniach.
Często stosowany jest system rozdziału powietrza polegający na nawiewie do pomieszczenia odpowiednio przygotowanego powietrza od dołu, przez podwójną podłogę, bezpośrednio do chłodzonych urządzeń (stojaków), lub obok nich. Ogrzane powietrze usuwane jest z górnej części pomieszczenia przez wywiewniki, lub strop podwieszony. Ze względu na znaczne zyski ciepła, strumień objętości powietrza wentylacyjnego może wynosić nawet kilkadziesiąt wymian w ciągu godziny. Udział powietrza zewnętrznego jest mały, zwykle 5÷15%, przy czym w okresach przejściowych i zimie może on być zwiększony w celu zmniejszenia zużycia mocy chłodniczej. Jeśli w pomieszczeniach są ludzie udział powietrza zewnętrznego nie może spaść poniżej tzw. minimum higienicznego.
Powietrze obiegowe przygotowywane jest zwykle w tzw. szafach klimatyzacyjnych instalowanych w pomieszczeniach przylegających do centrów przetwarzania lub bezpośrednio w nich. Szafy klimatyzacyjne zwykle są wyposażone we wszystkie urządzenia niezbędne do przygotowania powietrza (chłodnice, nagrzewnice, nawilżacze, filtry, wentylatory) oraz urządzenia regulacyjnozabezpieczające i sygnalizacyjne.
Głównym elementem szafy klimatyzacyjnej decydującym zarówno o jej kosztach inwestycyjnych jak i eksploatacyjnych jest urządzenie chłodnicze. Jest to najczęściej kompaktowe urządzenie wyposażone w hermetyczny zespół sprężarkowy ze sprężarką tłokową lub spiralną, parowacz stanowiący bezpośrednią, powierzchniową chłodnicę powietrza, chłodzony cieczą skraplacz płytowy lub spiralny. Ciepło skraplania i przegrzania pary czynnika chłodniczego odbierane jest ze skraplacza przez chłodziwo (wodę lub wodny roztwór glikolu o obniżonej temperaturze krzepnięcia) i rozpraszane w otoczeniu za pośrednictwem wentylatorowej chłodnicy powietrznej. Chłodziwo krąży w układzie zamkniętym (skraplacz – chłodnica wentylatorowa) wyposażonym w naczynie wzbiorcze oraz zespół dławicowych lub bezdławicowych pomp obiegowych. W okresach dostatecznie niskiej temperatury powietrza zewnętrznego pośredni układ skraplacza szafy klimatyzacyjnej umożliwia wykorzystanie chłodnic wentylatorowych do tzw. naturalnego chłodzenia powietrza obiegowego (free-cooling). Różne sposoby odbioru ciepła skraplania przedstawione są na rys. 2. W jednostkach klimatyzacyjnych stosowane są również urządzenia chłodnicze typu SPLIT, w których skraplacz, lub zespół skraplacza i sprężarki chłodniczej chłodzony powietrzem, instalowany jest na zewnątrz pomieszczenia (budynku).

Projektowanie i dobór systemu klimatyzacyjnego a oszczędność energii
Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne instalacji klimatyzacyjnej w omawianych centrach są superpozycją wielu czynników, zarówno projektowych, wykonawczych jak i eksploatacyjnych. Istotny wpływ ma również dobór urządzeń i elementów tej instalacji, a głównie urządzeń chłodniczych. A zatem do najważniejszych czynników wpływających na właściwe rozwiązanie instalacji klimatyzacyjnej i dobór jej elementów należą:
● prawidłowe zaprojektowanie procesów uzdatniania powietrza,
● dobór właściwego systemu rozdziału powietrza,
● wybór odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych urządzeń uzdatniania powietrza,
● odpowiedni dobór urządzenia chłodniczego stanowiącego wyposażenie szafy klimatyzacyjnej,
● dobór odpowiedniego systemu sterowania i miejsca usytuowania czujników pomiarowych,
● właściwa eksploatacja i nadzór nad pracą systemu klimatyzacyjnego.

Projektowanie procesów uzdatniania powietrza
Najprostszym układem energooszczędnym jest system z recyrkulacją powietrza. W układzie tym w sytuacji skrajnych (obliczeniowych) parametrów powietrza zewnętrznego, do obiegu wprowadzana jest tylko minimalna ilość powietrza zewnętrznego, wymagana przez zalecenia higieniczne, bądź warunek określający minimalną ilość powietrza zewnętrznego na 10% ilości powietrza wentylacyjnego. Bardziej efektywna pod względem energetycznym jest praca szafy klimatyzacyjnej ze zmienną ilością powietrza zewnętrznego zależną od obciążenia cieplnego pomieszczenia. W okresach przejściowych w wyniku zmiany stopnia mieszania powietrza obiegowego z zewnętrznym można także uzyskać znaczne oszczędności energetyczne. Umożliwia to zmniejszenia zużycia zimna w lecie oraz ciepła w okresie zimowym. Należy podkreślić, że praca szafy klimatyzacyjnej ze zmienną ilością powietrza

zewnętrznego w zakresie 0÷100% nie wpływa na obliczeniową moc urządzenia chłodniczego (koszty inwestycyjne), a jedynie na zużycie zimna. W ten sposób można uzyskać oszczędności wynoszące 60÷80% kosztów eksploatacji jednostki chłodniczej. System ten wymaga jednak rozbudowanego układu przepustnic oraz sterującego nimi układu automatycznej regulacji, który w większości produkowanych szaf klimatyzacyjnych nie występuje. Przykładem urządzenia pracującego ze zmienną ilością powietrza zewnętrznego może być specjalnie zaprojektowana przez niemiecką firmę szafa klimatyzacyjna stosowana przez niemiecką pocztę, rys. 3. (...)

Konstrukcja i technologia urządzeń klimatyzacyjnych
Wybór odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych i technologicznych szaf klimatyzacyjnych zapewnia bardzo wymierne i znaczące korzyści ekonomiczne.
Do ważniejszych zagadnień, które należy wziąć pod uwagę należą:
● odpowiednie wykonanie obudów szaf klimatyzacyjnych (izolacje cieplne, dzwiekochłonne, gładkie powierzchnie, brak przewężeń i gwałtownych zmian kierunków powietrza, odpowiedni układ i lokalizacja części składowych szafy);
● zastosowanie wentylatorów z bezpośrednim napędem o regulowanej prędkości obrotowej, właściwie usytuowanych;
● odpowiednie rozmieszczenie elementów szafy a przede wszystkim filtrów powietrza i wymienników ciepła zapewniające równomierny przepływ powietrza z prędkością nie większą niż 2,5 m/s (rys. 7);
● zastosowanie systemu wolnego chłodzenia – free-cooling z obiegiem wodnego roztworu glikolu. System ten jest inwestycyjnie droższy od tradycyjnego, pozwala jednak, wg informacji producentów, w okresach zimy i przejściowych na znaczne oszczędności energii (ograniczony czas pracy sprężarek) sięgające 50-60% kosztów eksploatacji sprężarki. Symulacyjne obliczenia pracy szafy klimatyzacyjnej w trybie free-cooling przeprowadzone w Instytucie Ogrzewnictwa i Wentylacji Politechniki Warszawskiej także wskazywały oszczędności energii rzędu 30-70% w porównaniu z pracą szafy w trybie bezpośredniego odparowania czynnika chłodniczego. Przykład zastosowanego w szafie systemu freecooling przedstawiony jest na rys. 8;
● wykorzystanie odpadowego ciepła skraplania czynnika chłodniczego do wtórnego ogrzewania powietrza (re-heating) – pozwala zmniejszyć koszty eksploatacyjne nagrzewnicy wtórnej. Przykład takiego rozwiązania pokazany jest na rys. 9;
● zastosowanie nawilżacza ultradźwiękowego – w szafach klimatyzacyjnych powietrze nawilżane jest za pomocą nawilżaczy parowych, które są wyjątkowo energochłonne i praktycznie nie ma tu możliwości oszczędzania energii. Elektrodowa wytwornica pary może być zastąpiona nawilżaczem ultradzwiękowym, który do wytworzenia tej samej ilości pary potrzebuje tylko ok. 7% energii elektrycznej zużywanej przez tradycyjny nawilżacz. Nie bez znaczenia są tu także oszczędności pośrednie takie jak: niższe koszty elektrycznego okablowania i tablic rozdzielczych, rezerwowych generatorów czy wielkość transformatora dla całego obiektu. Proces ultradzwiękowego nawilżania jest procesem adiabatycznym, co nie powoduje wzrostu temperatury uzdatnionego powietrza, a tym samym obniża także zapotrzebowanie na moc chłodniczą całego systemu. Nawilżacze ultradzwiękowe wymagają jednak urządzeń do uzdatniania wody, musza być często konserwowane oraz ciągle jest jeszcze zbyt mało danych o ich ostatecznej przydatność w omawianych systemach. Przykład usytuowania takiego nawilżacza w szafie klimatyzacyjnej pokazany jest na rys. 10.

Urządzenie chłodnicze (...)
System sterowania (...)

Eksploatacja i nadzór
Bieżąca i okresowa konserwacja urządzeń klimatyzacyjnych zapewnia ich bezawaryjną i długotrwałą pracę. Absolutnie niezbędną podczas realizacji w/w celu jest właściwie zredagowana instrukcja obsługi urządzenia. Dobrze napisana pozwoli m.in. uniknąć takich podstawowych błędów i nieprawidłowości (wcale nie będących rzadkością) pogarszających parametry pracy instalacji jak:
● nadmierne zanieczyszczenie filtrów powietrza,
● zanieczyszczenie powierzchni skraplaczy lub wentylatorowych chłodnic powietrza (suche liście, nasiona roślin, kurz, papier, śnieg itp.),
● zanieczyszczenie wewnętrznych powierzchni wężownic skraplaczy chłodzonych wodą,
● zanieczyszczenie tac ociekowych i zatkanie otworów odpływowych z tac,
● ślizgnie się pasków napędów przekładni pasowych (gdy takie występują).

LITERATURA
[1] Niepublikowane ekspertyzy autora i ekspertyzy wykonane w ramach Instytutu Ogrzewnictwa i Wentylacji Politechniki Warszawskiej.
[2] Katalogi i materiały techniczne firm produkujących centrale telefoniczne i szafy klimatyzacyjne: Siemens, Stulz, RC Polska, AeroTech i inne.

Chłodzenie pomieszczeń biurowych. Belka pod sufitem

Mieszkamy w kraju o klimacie umiarkowanym, gdzie oczywista jest konieczność ogrzewania zimą. Lecz w pełni lata okazuje się, że w pomieszczeniach, szczególnie położonych od południowo-zachodniej strony budynku, trudno wytrzymać, a jeszcze trudniej pracować.


Przebywając w takich pomieszczeniach, mamy wrażenie „duszności i gorąca" - innymi słowy klimat wewnętrzny jest nieodpowiedni.
Coraz powszechniej docenia się jakość klimatu wewnętrznego, który wpływa na poczucie komfortu, podnosi efektywność pracy lub wypoczynku.
Coraz częściej odpowiedni (komfortowy) klimat wewnętrzny staje się poszukiwanym „towarem" wszędzie tam, gdzie ważny jest prestiż obiektu czy wybranych pomieszczeń, a także tam, gdzie pracodawca płaci za „pracę umysłów", chce zapewnić swoim pracownikom najlepsze warunki, a tobie lepszą efektywność ich pracy.
O jakości klimatu wewnętrznego decydują następujące czynniki:
• odpowiednie oświetlenie (w tym dostęp do światła dziennego),
♦odpowiednia temperatura,
♦właściwa wilgotność powietrza,
♦odczucie świeżego powietrza w pomieszczeniach dzięki uzyskaniu odpowiedniej krotności jego wymian,
♦odpowiednio niski poziom hałasu.

Wydawałoby się, ze Polska leży w zakresie takich szerokości geograficznych, gdzie obniżanie temperatury wewnątrz pomieszczeń potrzebne jest sporadycznie.
W praktyce projektanta i inwestora pojawia się jednak problem wyboru systemu chłodzącego, zapewniającego) pożądany efekt przy zachowaniu możliwie komfortowego klimatu wewnętrznego.

Ze względu na ograniczenie strat ciepła zimą powszechnie w budownictwie stosuje się materiały budowlane i izolacyjne (w tym stolarkę okienną) o bardzo małym współczynniku przenikania ciepła.
Duża powierzchnia okien zapewniająca naturalne oświetlenie w pomieszczeniach pracy oraz dobra izolacyjność przegród budowlanych powoduj konieczność odprowadzenia zysków ciepła z pomieszczeń nawet przy stosunkowo niskich temperaturach.

Zyski ciepła w typowym pomieszczeniu biurowym pochodzą od:
♦promieniowania słonecznej,
♦ludzi przebywających w danym pomieszczeniu,
♦urządzeń technicznych (komputery, mała poligrafia i inne urządzenia wydzielające ciepło przy pracy),
♦oświetlenie elektryczne.
Postęp technologiczny w wielu dziedzinach pozwala ograniczyć zyski ciepła, szczególnie w nowoczesnych oprawach oświetleniowych, sprzęcie komputerowym.


Mimo to mamy do czynienia z wielkością ok. 70-50 W/m² zysków ciepła w typowych pomieszczeniach biurowych, których odprowadzeniem zajmować się musi część chłodząca systemu klimatyzacji.
Mamy do wyboru wiele rozwiązań technicznych zapewniających rozwiązanie tego problemu, większość z nich jest juz dobrze znana. Interesujący, choć w Polsce stosunkowo mało popularny jest system belek chłodzących.
Belka chłodząca to wymiennik ciepła (woda - powietrze) o dużej powierzchni wymiany, zasilany wodą ziębniczą o temperaturze ok. 15--18^oC, umieszczony na suficie pomieszczenia.
Działanie belki jest bardzo proste -ciepłe powietrze w pomieszczeniu unosi się ku górze, trafia do belki, gdzie ulega ochłodzeniu i jako cięższe łagodnie opada w dół. Powstaje naturalna cyrkulacja powietrza w pomieszczeniu. Dzięki stosunkowo dużym wymiarom belek ruch powietrza jest równomierny, przy zachowaniu niewielkich prędkości przepływu. Przekazywanie ciepła następuje głównie przez konwekcję.


System belek
chłodzących zawiera w sobie cechy pozwalające na uzyskanie optymalnego klimatu wewnętrznego:
♦bardzo cicha praca (< 25dB),
♦ równomierność chłodzenia na całej powierzchni pomieszczenia,
♦ bardzo małe prędkości powietrza w pomieszczeniu,
• łatwy do zastosowania przy modernizacji starych obiektów (potrzebna niewielka przestrzeń na doprowadzenie „chłodu" za pomocą rur miedzianych dn15 z izolacją w porównaniu z przekrojem kanału nawiewnego przy chłodzeniu powietrzem).


Niedogodnością jednak jest ograniczona wydajność pokrywająca zyski ciepła do ok, 90 W/m2, co może być wielkością niewystarczającą ze względu na zastosowanie np. oświetlenia żarowego, dużych okien bez żaluzji czy Uran, dużej ilości sprzętu lub dużego zagęszczenia ludzi w pomieszczeniu.
W przypadku, gdy zyski ciepła są stosunkowo duże (>90 W/m2) oraz gdy mamy do dyspozycji wentylację mechaniczną zapewniającą higieniczną wymianę powietrza, można zastosować inny typ belek chłodzących.
Bellka tego typu jest jednocześnie wymiennikiem ciepła zasilanym wodą (15-18oC) i nawiewnikiem powietrza świeżego. Belka ta dostarczana jest w komplecie z przepustnicą regulacyjną (o specjalnej konstrukcji, z możliwością pomiaru przepływu) pozwalającą na precyzyjne ustawienie ilości powietrza nawiewanego.
Dzięki wymuszonemu przepływowi powietrza wydajność tego typu belek jest większa. Belki takie mogą być stosowane przy zyskach ciepła do ok 150 Wm2.

Oba opisane wyżej typy belek chłodzących są dostępne w dwóch wykonaniach:
•do montażu bezpośrednio na suficie,
•do zabudowy w suficie podwieszonym.

Belki chłodzące podobnie jak grzejniki wykorzystują naturalną zasadę cyrkulacji powietrza w pomieszczeniu. Najlepsze efekty regulacji temperatury w pomieszczeniu uzyskuje się, gdy belki chłodzące są sterowane tym samym termostatem co grzejniki.

Ten sam regulator (termostat) steruje sekwencyjnie zaworem regulacyjnym belki chłodzącej i zaworem grzejnika. Zależnie od indywidualnie ustawionej wartości zadanej temperatury automatycznie otwiera się odpowiedni zawór regulacyjny dostarczając czynnik grzewczy do grzejnika lub wodę lodową do belki chłodzącej. W przypadku gdy niepotrzebne jest grzanie ani chłodzenie, oba zawory są zamknięte. Regulator sterujący takim zestawem powinien posiadać dwie wartości zadane, dla grzania i chłodzenia oddzielone tzw. strefą martwą (2-4oC, dzięki czemu nigdy nie występuje jednoczesne grzanie i chłodzenie (co zawsze może się zdarzyć przy oddzielnych termostatach).
Rozwiązanie to (analogiczne do termostatu grzejnikowego zimą) zapewnia utrzymanie indywidualnie ustawionej temperatury wdanym pomieszczeniu w ciągu całego roku, niezależnie od zakłóceń powodowanych zmianami pogody, dodatkowymi zyskami i stratami ciepła. W zależności od klasy budynku system grania i chłodzenia opisany wyżej rnoze być sterowany piostym termostatem z zadąjnikiem (umieszczanym najczęściej przy wyłączniku oświetlenia) bądź bardziej zaawansowanym technicznie regulatorem często podłączonym do systemu BMS. Ważną cechą wpływająca na zapewnienie właściwej dla użytkownika temperatury, a przez to poczucia komfortowego klimatu, jest indywidualne działanie - niezależna regulacja temperatury w każdym pomieszczeniu.
Oprócz opisanych zalet system belek chłodzących posiada również precyzyjne wymagania dotyczące temperatury wody zasilającej belki Temperatura ta powinna być „dopasowana" do temperatury i wilgotności powietrza w danym pomieszczeniu. Zbyt niska w stosunku do temperatury powietrza temperatura wody zasilającej mogłaby powodować wykraplanie wilgoci na belkach. Najczęściej stosuje się temperaturę wody zasilającej belki chłodzące na poziomie 15-18oC.
W dużych systemach wentylacyjnych najczęściej stosuje się centralne przygotowanie powietrza nawiewanego w centrali klimatyzacyjnej obsługującej grupę pomieszczeń. W takim przypadku nie ma problemu z wykraplaniem wilgoci, gdyż zarówno temperatura jak i wilgotność powietrza nawiewanej są utrzymywane na właściwym poziomie. Zespoły belek chłodzących i grzejników w poszczególnych pomieszczeniach w naturalny sposób tworzą strefy pozwalające na indywidualną regulację temperatury.
Gorzej wygląda sytuacja w pomieszczeniach bez wentylacji mechanicznej (lub gdy nie ma ona regulowanej wilgotności) szczególnie w gorące i wilgotne dni lata, gdy punkt rasy może osiągnąć 15oC.
Aby uniknąć kłopotów z kondensacją wilgoci, można stosować belki chłodzące pokryte materiałem higroskopijnym absorbującym wilgoć. Najczęściej jednak temperaturę wody zasilającej belki reguluje się rak, aby była ona wyższa od punktu rosy w pomieszczeniach chłodzonych.
W sytuacji, gdy zyski ciepła są znacznie większe od przytoczonych


Gdy za duże zyski ciepła
(>150 W/m1) zastosowanie belek chłodzących jest problematyczne ze względu na ograniczoną powierzchnię sufitu, na którym muszą znaleźć miejsce również oświetlenie i inne elementy instalacji technicznych budynku (czujniki ppoż., tryskacze itp.).

W przypadku, gdy zyski ciepła są dużo w stosunku do powierzchni pomieszczenia, jedynym rozwiązaniem staje się chłodzenie powietrzem nawiewanym lub cyrkulującym w pomieszczeniu. Powinno się wówczas stosować nawiew powietrza o temperaturze najwyżej o 8oC niższej od temperatury powietrzawewnątrz pomieszczenia, aby uniknąć "szoku termicznego" u ludzi przebywających w strefie nawiewu. Ograniczenie to powoduje konieczność zwiększania przepływu powietrza chłodzącej, cyrkulującegp przez pomieszczenie. wówczas pojawia się problem z równomiernym rozproszeniem strumienia powietrza w całym pomieszczeniu i uzyskaniu małych prędkości przepływu powietrza. Duży strumień powietrza wymagi odpowiednio dużych przekrojów kanałów wentylacyjnych, odpowiedniej wydajności wentylatorów itd. Konieczność przetłaczania większej ilośd powietrza często generuje problem hałasu, szczególnie przy zastosowaniu lokalnych wentylatorów (np. w przypadku zastosowania „fan-coili").
Jak widać z powyższego wywodu, zdecydowanie lepiej i taniej jest ograniczać wielkość zysków ciepła w pomieszczeniu, niż je później odprowadzać. Największe efekty można uzyskać, stosując skuteczne zasłony ograniczające promieniowanie słoneczne nagrzewające wnętrze pomieszczeń, najlepiej gdy są to zasłony zewnętrzne.
Ważne jest również stosowanie nowoczesnych, energooszczędnych opraw oświetleniowych o małej emisji ciepła
Przyczyny, które mogą wpłynąć na wybór systemu belek chłodzących:
• wysoka higieniczność rozwiązania (brak skroplin -nie ma zagrożenia legionellą),
•niski poziom szumów,
•małe prędkości powietrza,
• stosunkowo duża moc chłodnicza bez konieczności wytwarzania dużego strumienia powietrza,
•naturalna regulacja strefowa temperatury,
• możliwość współpracy z ogrzewaniem grzejnikowym,
• ekonomiczna eksploatacja - możliwość zastosowania agregatów chłodniczych z "free coolingiem" dzięki stosunkowo dużej temperaturze wody zasilającej,
• możliwość zastosowania w modernizowanych obiektach ze względu na stosunkowo małą przestrzeń potrzebną do doprowadzenia czynnika chłodzącej (w porównaniu z kanałami przy chłodzeniu powietrzem),
•duży wybór modeli belek (zależnie od funkcji i dopasowania do wystroju wnętrza) -możliwość montowaniach w sufitach podwieszonych (wymiary belek są w typowym rastrze sufitu),
• możliwość stosowania belek będących jednocześnie nawiewnikami powietrza.
Wyżej wymienione cechy pokazują, że zastosowanie belek chłodzących wpływa bardzo pozytywnie na poprawę klimatu wewnętrznego.
Belki chłodzące są urządzeniem nie posiadającym elementów ruchomych, higienicznym, niewymagającym konserwacji, przez to pewnym i niezawodnym w eksploatacji. Są powszechnie stosowane w biurach, bankach itp. w całej Skandynawii.
Myślę, że przy projektowaniu klimatyzacji w nowych, a także w modernizowanych obiektach, warto się zastanowić nad możliwością zastosowania belek chłodzących.

Źródło: instalator.pl

Klimatyzatory BEKO

W zależności od Twoich potrzeb klimatyzatory BEKO chłodzą lub ogrzewają przez cały rok. Funkcja Auto Restart
Dzięki tej funkcji w razie awarii klimatyzator automatycznie podejmuje pracę, zachowując ustawienia wybrane przed przerwą w zasilaniu.
Tryb Nocny
Podczas tej funkcji klimatyzator automatycznie będzie zwiększał temperaturę o 1C na godzinę dla opcji chłodzenia lub obniżał o 2C na godzinę dla opcji grzania. Ustawiona temperatura nie zmieni się przez 2 godziny od momentu włączenia Trybu nocnego. Dzięki tej funkcji klimatyzator zapewnia najbardziej komfortową i optymalną temperaturę oraz pozwala oszczędzać energię.
Funkcja Osuszania
Funkcja ta jest zazwyczaj używana w deszczowe dni oraz na terenach wilgotnych. Przez zastosowanie funkcji chłodzenia lub funkcji wentylatora, klimatyzator zapewnia optymalną wilgotność bez konieczności zmiany temperatury pokojowej.
Timer
Dzięki tej funkcji jest możliwe zaprogramowanie klimatyzatora tak, aby wyłączył się w momencie kiedy go nie potrzebujesz, oszczędzając energię. Można też zaprogramować go tak, aby włączył się tuż przed Twoim przyjściem do domu, pozwalając cieszyć się z chłodnego pomieszczenia w upalne dni.
Auto Diagnoza i Auto Ochrona
Dzięki tej funkcji wszystkie błędy zostaną wychwycone przez mikrokomputer oraz wyświetlona na wyświetlaczu klimatyzatora. Następnie automatycznie włączy się funkcja Auto Ochrony.
Wyświetlacz
Dzięki wyświetlanej temperaturze czy aktualnej funkcji można łatwo i prosto zarządzać klimatyzatorem.
Hot Start
Podczas trybu grzania prędkość wentylatora jest kontrolowana w zależności od wyparowywanej temperatury. Klimatyzator zaczyna działać w momencie kiedy wyparowywana temperatura jest dostatecznie ciepła tak, by nie dmuchać zimnym powietrzem.
Pilot
Wszystkimi funkcjami można łatwo zarządzać za pomocą zdalnie sterowanego pilota.
Funkcja Cichego Przepływu Powietrza
Dzięki optymalnej drodze przepływu powietrza oraz dużej średnicy wentylatora, poziom głośności może zostać zredukowany bez zmniejszania ilości wydmuchiwanego powietrza. Dzięki temu klimatyzator pracuje cicho i wydajnie.
Łatwy w czyszczeniu panel i filtr
Przedni panel można w prosty sposób zdjąć. Dzięki temu, tak panel jak i filtry, mogą być szybko umyte.
Antykorozyjna obudowa
Dzięki zastosowaniu elektrolitycznej cynkowanej stali i antykorozyjnych komponentów, klimatyzatory BEKO nie ulegają korozji.
Aktywny Filtr Węglowy
Dzięki niemu wszystkie przykre zapachy zostaną szybko zneutralizowane. Dodatkowo filtr ten pochłania pyłki kurzu przeciwdziałając chorobom alergicznym.
Filtr Przeciwkurzowy
Ten łatwy w czyszczeniu filtr wyłapuje większość pyłków kurzu.
Funkcja Oszczędzania Energii
W zależności od temperatury, ilości powietrza przepływającego oraz jego prędkości, system automatycznie ustawi parametry tak, aby efektywnie oszczędzać energię, zapewniając przyjazną atmosferę.
Szybkie Chłodzenie
Funkcja ta służy do szybkiego chłodzenia. Dzięki temu trybowi wydmuchiwane mocne i zimne powietrze przez 30 minut ochładza pomieszczenie do 18C.
Zaawansowana Funkcja Auto Swing
Seria Comfort Line posiada funkcję Auto Swing, która naśladuje naturalny przepływ powietrza, kontrolując kąt i prędkość powietrza. Dzięki temu systemowi minimalizuje się różnice temperatur w pomieszczeniu tworząc komfortowy klimat.

http://www.beko.com.pl

Klimatyzacja precyzyjna

Pomieszczenia cyfrowych central telefonicznych telefonii przewodowej, Data Center telefonii komórkowej, serwerownie komputerowe, pomieszczenia systemów zasilających i UPS oraz pomieszczenia obsługi, a także drukarnie, wyposażane są w nowoczesny, wymagający odpowiednich warunków sprzęt elektroniczny. Poszczególni producenci sprzętu elektronicznego starają się instalować urządzenia energooszczędne (o małych stratach energii - ciepła), możliwie niewrażliwe na warunki otoczenia, jednak praktyka wykazuje, że właściwe stałe warunki pracy zdecydowanie przedłużają ich żywotność i podnoszą niezawodność. Nowoczesne systemy, urządzenia i rozwiązania klimatyzacyjne mają zapewnić te warunki, dzięki stosowaniu szafowych zespołów klimatyzacji precyzyjnej.
Dużego znaczenia nabiera rozdział powietrza w pomieszczeniu. Urządzenia klimatyzacyjne ustawione razem z urządzeniami elektronicznymi na podłodze technicznej (podniesionej), zasysają powietrze z górnej części pomieszczenia (bezpośrednio lub z wykorzystaniem elementów stropu podwieszonego) i po przygotowaniu (grzanie, chłodzenie, nawilżanie, osuszanie, oczyszczanie) tłoczy z wymaganym sprężem w przestrzeń podwójnej podłogi. Odpowiednie nadciśnienie powoduje przepływ powietrza przez stojaki telekomunikacyjne i odebranie powstających zysków ciepła. Właściwy rozdział powietrza (przepływ przez stojaki i pomieszczenie centrali) realizowany jest przez odpowiedni dobór wielkości otworów pod stojakami (ew. zastosowanie przepustnic) oraz ilość zastosowanych płyt perforowanych podwójnej podłogi, ich rozkład i regulację przepływu.
W praktyce zdarza się, że pomieszczenia ze sprzętem elektronicznym nie są wyposażane w podwójną podłogę. Wówczas urządzenia klimatyzacyjne lokalizuje się razem z urządzeniami telekomunikacyjnymi na ścianie prostopadłej do ciągu stojaków, na podstawach antywibracyjnych wyposażonych w kierownice wypływu powietrza. Urządzenia klimatyzacyjne zasysają powietrze z górnej części pomieszczenia i po przygotowaniu tłoczy równolegle do podłogi.
Innym powszechnie stosowanym przykładem jest brak podwójnej podłogi. W takim przypadku urządzenia klimatyzacyjne lokalizuje się razem z urządzeniami telekomunikacyjnymi, które zasysają powietrze frontem i po przygotowaniu tłoczą je poprzez nadstawkę, strop podwieszony lub instalację kanałową.

Klimatyzacja komfortu

Ze względu na zakres (od małych, indywidualnych pomieszczeń do całych budynków) wykorzystuje się cały szereg urządzeń, od pojedynczych - zwanych potocznie "klimatyzatorami", (typu "compact", "split") poprzez "mutlisplit", systemy "VRV", "VRF", aż do systemów instalacji opartych na centralach klimatyzacyjnych czy układach wody lodowej.
Pojedyncze urządzenia typu "Compact" (zintegrowany układ chłodniczy) oraz "Split" (te najprostsze), realizują głównie funkcję schładzania powietrza w pomieszczeniu ("multisplit" w grupie pomieszczeń). Pracują na powietrzu obiegowym (wewnętrznym), nie nawilżają oraz nie dostarczają świeżego powietrza do pomieszczeń. Ich zadaniem jest obniżenie temperatury powietrza oraz jego osuszenie. Nieco bogatsze - stosowane w okresie przejściowym jesień/zima - mogą dogrzewać pomieszczenia, dostarczać świeżego powietrze oraz nawilżać.
Systemy "VRV" (zmienna ilość i parametry powietrza) zapewniają właściwe warunki w niedużych obiektach lub części obiektu. Opisane rodzaje urządzeń posiadają kompresorowe układy chłodnicze wykorzystujące czynnik chłodniczy - freon (klasyczny - R22 lub tzw. ekologiczny - R 407C, R134A, czy R410).
Obecnie tak modne "Bussines Centra" wymagają dużych zespołów central klimatyzacyjnych przygotowujących duże ilości powietrza, współpracujących z długą siecią kanałów dostarczających powietrze i odprowadzających je z pomieszczeń. Innym rozwiązaniem, ze względu na rozległość instalacji, charakterystykę obciążeń cieplnych poszczególnych pomieszczeń i związaną z tym gospodarkę energetyczną, jest stosowanie indywidualnych urządzeń klimatyzacyjnych współpracujących z centralnym układem wody lodowej. Powszechnie stosowane są tzw. "fancoile" (klimakonwektory) montowane w przestrzeni stropu podwieszonego lub jako stacjonarne jednostki podokienne. Łączą one w sobie funkcję grzejnika i chłodnicy, często wyposażane są dodatkowo w nawilżacze oraz tzw. moduły świeżego powietrza.
Kolejnym rozwiązaniem jest Flexible Space System, autorskie rozwiązanie firmy Hiross, stanowiące system klimatyzacji skojarzonej z podwójną podłogą. Zasilanie w chłód odbywa się z centralnego systemu wody lodowej opartego na wytwornicach wody lodowej zwanych również "chillerami". Powszechnie stosowane układy napełnione są mieszanką wodno-glikolową. Na uwagę zasługuje stosowanie w centralnych stacjach wody lodowej chillerów pracujących z wykorzystaniem efektu "freecooling" (wykorzystanie zimnego zewnętrznego powietrza do bezpośredniego schłodzenia mieszanki wodno-glikolowej) oraz spójny (dla wszystkich urządzeń) system automatycznej regulacji. Dodatkowym elementem energooszczędności jest wykorzystywanie w wytwornicach tzw. "set point shipping" polegającego na zmianie parametrów czynnika chłodzącego.

Klimatyzatory domowe

Mogą być przenośne i stałe; w obydwu grupach produkuje się urządzenia kompaktowe i typu split.

Klimatyzatory przenośne są dość tanie, łatwe do zainstalowania i dlatego nadają się szczególnie do domów już zamieszkiwanych. Ich wadą są mało estetyczne przewody podłączeniowe.

Klimatyzatory przenośne

kompaktowe - muszą być podłączone do otworu w ścianie zewnętrznej za pomocą elastycznej rury. W jednym pomieszczeniu instaluje się jedno urządzenie;

dwudzielne (split) - jednostkę zewnętrzną ustawia się np. na balkonie lub trawniku i łączy z jednostką wewnętrzną za pomocą przewodu wyprowadzonego przez otwór w ościeżnicy okna lub drzwi balkonowych.

Klimatyzatory stałe wymagają pewnych prac montażowych, np. wykucia otworu w ścianie lub rozprowadzenia kanałów nawiewnych, dlatego warto o nich myśleć na etapie projektowania domu. Dają jednak większy komfort użytkowania, ponieważ są mniej widoczne i mniej hałaśliwe.

Klimatyzatory kompaktowe mogą być montowane na stałe w oknie lub w otworze ściany zewnętrznej - przy podłodze lub pod sufitem. W jednym pomieszczeniu montuje się zwykle jedno urządzenie.

Klimatyzatory dwuczęściowe i wieloczęściowe (multisplit) - najczęściej stosowane w domach jednorodzinnych - mogą mieć jedną lub kilka jednostek wewnętrznych instalowanych pod sufitem lub przy podłodze i podłączonych do jednej jednostki zewnętrznej. Miejsce montażu elementów zależy od długości przewodów pozwalających na obieg czynnika chłodniczego i przewodów elektrycznych.

Najlepszym rozwiązaniem dla domów jednorodzinnych są klimatyzatory o działaniu odwracalnym, bo umożliwiają nie tylko chłodzenie domu lecz także tanie ogrzewanie go.

Zasady montażu klimatyzatorów

Podstawowym zadaniem klimatyzacji i wentylacji jest tworzenie w pomieszczeniach optymalnych warunków mikroklimatu, czystości i składu powietrza, a więc w efekcie odpowiedniej jakości powietrza. Należy przy tym brać również pod uwagę rozwiązania architektoniczne budynku oraz zastosowane materiały, wyposażenie pomieszczeń itp. Błędne rozwiązania mogą spowodować powstanie w pomieszczeniach mikroklimatu, ocenianego jako dyskomfort przez większość użytkowników. W tym przypadku mamy do czynienia z narzekaniem na złą jakość i zbyt małą ilość powietrza, zaduch, suchość powietrza, nieodpowiednią temperaturę itp.

W celu właściwego doboru wielkości urządzenia potrzebna jest znaczna ilość danych wyjściowych, a są to m.in.:

• wielkość pomieszczenia, które należy chłodzić,
• jego nasłonecznienie,
• grubość ścian,
• rodzaj i grubość izolacji,
• liczba okien i drzwi,
• liczba osób przebywających w pomieszczeniu (palących i niepalących),
• moc oświetlenia elektrycznego i innych zysków ciepła.

Poniżej zostały przedstawione najważniejsze zasady montażu:

• Urządzenie powinno być zainstalowane w miejscu nie narażonym na bezpośrednie promienie słoneczne.
• Należy przewidzieć i doprowadzić instalację elektryczną zasilającą urządzenie.
• Jednostka wewnętrzna i zewnętrzna klimatyzatora nie mogą być od siebie zbyt mocno oddalone. Ich maksymalna odległość (pozioma i pionowa) zależy od mocy klimatyzatora i jest określana przez producenta. Wykonanie montażu zgodnie z zaleceniami pozwala na prawidłowe i długotrwałe działanie urządzenia.
• Jednostkę zewnętrzną można umieścić na elewacji, na dachu budynku lub balkonie.
• Przewody z czynnikiem chłodniczym muszą zostać zaizolowane specjalną antydyfuzyjną izolacją termiczną (kauczukową), która uniemożliwi wykraplanie się wilgoci.
• W czasie pracy klimatyzatora w jednostce wewnętrznej powstają skropliny i należy je odprowadzić do kanalizacji lub na zewnątrz budynku, ale w taki sposób, aby nie spływały na osoby przechodzące pod budynkiem i nie niszczyły elewacji. Jeśli skropliny są doprowadzane do kanalizacji, trzeba zainstalować syfon, który zapobiegnie przedostawaniu się do pomieszczenia nieprzyjemnych zapachów albo wykonać podłączenie do syfonu znajdującego się pod umywalką lub zlewozmywakiem. Instalować w miejscu, gdzie drenaż jest ułatwiony.
• W odległości 50 cm od urządzenia zewnętrznego nie powinno być żadnych przeszkód, jak np. ogrodzenie, które mogłoby ograniczać wymianę ciepła w skraplaczu. Nie należy instalować urządzenia w miejscu, gdzie swobodny przepływ powietrza jest utrudniony.
• Przy wyborze lokalizacji należy wziąć pod uwagę zapobieganie hałasowi, nie należy instalować urządzenia w pobliżu wejść i okien.
• Ze względu na liczne zalecenia montażowe firmy sprzedające urządzenia wymagają, by zostały one zamontowane przez autoryzowanych instalatorów.
  

Wybór najlepszej lokalizacji - jednostka wewnętrzna

• Jednostkę wewnętrzną umieszcza się tak, aby zimne powietrze nawiewane do pomieszczenia dochodziło do strefy przebywania ludzi z małą prędkością. W przeciwnym razie osoby przebywające w pomieszczeniu będą narażone na przewiew i mogą się łatwo przeziębić.

• Powietrze nawiewane z klimatyzatora nie powinno omywać przedmiotów, których temperatura mogłaby spaść poniżej punktu rosy i wykraplałaby się na nich para wodna. Jest to niebezpieczne dla urządzeń elektronicznych, w których woda może doprowadzić do zwarcia.
• Nie należy instalować jednostki w pobliżu źródła ciepła lub pary.
• Nie należy instalować urządzenia w miejscu, gdzie swobodny przepływ powietrza jest utrudniony. Powietrze wypływające z klimatyzatora powinno w miarę możliwości obsługiwać całą kubaturę pomieszczenia.
  

Wybór najlepszej lokalizacji - jednostka zewnętrzna

• Jeśli nad jednostką zamontowany zostanie daszek dla ochrony przed bezpośrednim działaniem słońca lub deszczu, należy pamiętać, aby nie ograniczać oddawania ciepła ze skraplacza
• Odległość tyłu i boków urządzenia od ściany powinna być większa niż 10 cm. Nie należy stawiać nic bliżej niż 70 cm od przedniej ścianki urządzenia.
• W miejscu umieszczenia urządzenia nie powinno być zwierząt lub roślin, które narażone mogłyby być na wypływające gorące powietrze.

Poziom ciśnienia a poziom mocy akustycznej w systemach wentylacji i klimatyzacji

Obok komfortu cieplnego jednym z parametrów wpływających na dobre samopoczucie użytkowników pomieszczeń jest odpowiedni poziom hałasu. Z reguły, w pomieszczeniach klimatyzowanych najczęstszym źródłem hałasu, obok urządzeń związanych z normalnym eksploatowaniem pomieszczeń (drukarki, komputery, kserokopiarki, itp.), są podstawowe elementy systemów klimatyzacji. Do takich elementów możemy z całą pewnością zaliczyć wszelkiego rodzaju maszyny wirujące takie jak: pompy, sprężarki, wentylatory. Urządzenia te mogą wytwarzać dźwięki zarówno typu materiałowego jak i powietrznego. Hałas pochodzenia materiałowego wynika przykładowo z niewyważenia elementów wirujących, które drgając w ciałach stałych są przenoszone z kolei przez konstrukcję urządzenia i pobudzają do drgań powietrze otaczające urządzenie. Z kolei hałas pochodzenia powietrznego powiązany jest nieodłącznie z przepływem gazu (drgania cząstek powietrza, tarcie, uderzenia hydrauliczne o ruchome elementy maszyny). W niniejszym artykule przedstawiono podstawowe zagadnienia i zależności empiryczne związane z akustyką wyżej wymienionych źródeł hałasu, wykorzystywanych w technice chłodniczej i klimatyzacyjnej.

Zależność pomiędzy poziomem mocy akustycznej a poziomem ciśnienia akustycznego.

Najczęściej podawanymi przez producentów wielkościami określającymi hałas od urządzeń są dwie charakterystyczne wartości: poziom ciśnienia akustycznego (ang. sound pressure level) oraz poziom mocy akustycznej (ang. sound power level). Pomimo tego, iż te dwie wartości są podawane w takich samych jednostkach dB w rzeczywistości są to całkiem różne wartości. Podstawowa różnica pomiędzy nimi jest taka, iż poziom ciśnienia akustycznego jest wartością mierzalną podczas pomiaru (np. sonometrem), natomiast poziom mocy akustycznej nie daje się bezpośrednio zmierzyć. Aby wyjaśnić bardziej dokładnie różnicę pomiędzy tymi dwiema wartościami należy opisać podstawowe wielkości charakteryzujące źródło dźwięku.

Podczas zagęszczeń i rozrzedzeń ośrodka sprężystego powstaje okresowa zmiana ciśnienia powietrza. Ciśnieniem akustycznym p nazywa się średnią kwadratową wartość tegoż ciśnienia (z uwagi na sinusoidalną postać fali suma byłaby równa zero) w ciągu jednego okresu.
Z uwagi na duży zakres odczuwalności ucha ludzkiego 20÷200 000 000 μPa, ciśnienie akustyczne podaje się jako poziom ciśnienia akustycznego w stosunku logarytmicznym do ciśnienia odniesienia, jakim jest dolny zakres czułości ucha ludzkiego p₀ = 20 μPa (2x10^-5Pa).

SPL = 10 lg (p/p₀)²= 20 lg p/p₀

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
p - ciśnienie akustyczne [μPa],
p0- ciśnienie akustyczne odniesienia [μPa].

Po podstawieniu dwóch granicznych wartości z zakresu słyszalności ucha ludzkiego wartość poziomu ciśnienia akustycznego może przyjąć wartości od 0 do 140 dB (gdzie 0 odpowiada dolnemu zakresowi czułości ucha ludzkiego, zaś wartość 140 dB odpowiada granicy bólu ucha ludzkiego).
Moc akustyczną P z kolei wyraża się przez scałkowanie ciśnienia akustycznego emitowanego przez powierzchnię wokół źródła dźwięku.

P=S·p²/(c·ρ)[W]

gdzie:
P - moc akustyczna [W],
S - powierzchnia wokół źródła dźwięku [m²],
p - ciśnienie akustyczne [Pa],
c - prędkość rozchodzenia się dźwięku [cm/s],
p - gęstość powietrza [kg/m³].

W przypadku mocy akustycznej również wykorzystuje się skalę w dB, przy czym wartością odniesienia jest P₀ = 10^-12 W.

SWL = 10 lg P/P₀ [dB]

Po wykorzystaniu odpowiednich wzorów empirycznych otrzymujemy podstawową zależność pomiędzy poziomem ciśnienia akustycznego a poziomem mocy akustycznej:

SWL = SPL + 10 lg (S/S₀) [dB]

gdzie:
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
S₀ - pole powierzchni odniesienia: 1 m²,
S-pole powierzchni wokół źródła dźwięku [m²].

Patrząc na powyższy wzór można wysnuć następujące wnioski: wartość poziomu mocy akustycznej może przyjąć wartość równą poziomowi ciśnienia akustycznego, gdy pole powierzchni wokół źródła dźwięku jest równe polu powierzchni odniesienia S₀ = 1m². Jeśli natomiast poziom ciśnienia akustycznego dwóch źródeł dźwięku, dla zobrazowania dwóch agregatów chłodniczych, jest taki sam a jeden z agregatów będzie posiadał większe wymiary, wówczas poziom mocy akustycznej agregatu o większych wymiarach będzie wyższy od agregatu o mniejszych wymiarach, pomimo tego, że obydwa agregaty cechują się identycznym poziomem ciśnienia akustycznego.

Poziom mocy akustycznej jest, zatem wielkością charakterystyczną dla danego źródła dźwięku, ponieważ nie jest zależny od wielu czynników przykładowo takich jak: odległość od źródła dźwięku, absorpcji dźwięku przez materiały otaczające, itp. Na podstawie poziomu mocy akustycznej dokonuje się obliczeń wartości poziomu ciśnienia akustycznego dla określonej odległości od źródła dźwięku. W wielu wypadkach dokonuje się weryfikacji urządzeń kilku firm, porównując podawane wartości hałasu bez zwrócenia uwagi, w jakich wielkościach podawana są hałaśliwość urządzeń. Przykładowo producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych często podają wartości poziomów ciśnienia akustycznego w odległości 10m. W celu dokonania wiarygodnego porównania obu urządzeń należy opierać się tylko i wyłącznie na wartościach poziomu mocy akustycznej. Wartość poziomu mocy akustycznej wiodących producentów urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych jest podawana jako jeden z podstawowych parametrów technicznych urządzeń w programie certyfikacji EUROVENT (jednostki niezależnej potwierdzającej wiarygodność podawanych przez producentów parametrów technicznych urządzeń)

Sumaryczna moc akustyczna dla źródeł dźwięku o takiej samej emisji hałasu

Przedstawione powyżej informacje dotyczące poziomu mocy akustycznej są obowiązujące w przypadku pojedynczego urządzenia. W praktyce spotykane są rozwiązania, w których pracuje kilka urządzeń, o takiej samej lub różnej hałaśliwości, zlokalizowanych obok siebie. W celu określenia sumarycznego poziomu mocy akustycznej kilku źródeł dźwięku cechujących się takim samym poziomem mocy akustycznej sposób postępowania jest bardzo prosty. Do wartości mocy akustycznej pojedynczego źródła należy dodać przyrost głośności wynikający z ilości źródeł dźwięku. Wartość przyrostu głośności dla źródeł dźwięku znajdujących się stosunkowo blisko siebie, można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

ΔL=10logn[dB]

gdzie:
n - ilość źródeł dźwięku o takim samym poziomie mocy akustycznej,
ΔL - przyrost głośności.

Przykładowo, gdy w pomieszczeniu pracują trzy identyczne klimakonwektory wentylatorowe o mocy akustycznej SWL = 58 dB każdy, całkowita moc akustyczna wszystkich pracujących wentylokonwektorów będzie następująca:

SWL_tot = SWL+ΔL[dB]

SWL_tot = 58 + 10 log 3 = 58 + 4,8 = 62,8 dB

Dla źródeł dźwięku rozmieszczonych przestrzennie przyrost głośności wynosi:

ΔL = 5 log n [dB]

Sumaryczna moc akustyczna dla źródeł dźwięku o różnej emisji hałasu

Dla określenia sumarycznej mocy akustycznej emitowanej przez klika źródeł dźwięków o różnej głośności należy dokonać sumowania logarytmicznego poszczególnych wartości. Sumowanie logarytmiczne polega na dodawaniu do źródła o większej wartości pewnego przyrostu głośności wynikającego z różnicy hałasu pomiędzy obydwoma źródłami. Przyrost głośności można wyliczyć z następującej zależności:

ΔL=10log(1+10^L1-L2/10)[dB]

gdzie:
SWL1 - poziom głośności źródła 1 [dB],
SWL2 - poziom głośności źródła 2 [dB],
ΔL - przyrost głośności [dB].

Wzór ten również można przedstawić w postaci graficznej (patrz rys. 2)

Następnie należy czynność powtórzyć dla kolejnego źródła. Jeżeli różnica głośności obu źródeł jest większa od 10 dB, przyrost głośności można pominąć z uwagi na jego niską wartość wynoszącą 0,4 dB. Jest to różnica praktycznie nieodczuwalna dla ucha ludzkiego.
Jeśli na zewnątrz budynku znajdują się 3 agregaty wody ziębniczej o poziomie mocy akustycznej odpowiednio: 45, 52 i 58 dB. W celu wyznaczenia całkowitej głośności wszystkich trzech źródeł należy:

1) Obliczyć różnicę głośności 1 i 2 źródła: SWL₁ - SWL₂ = 52 - 45 = 7 dB

2) Dla otrzymanej różnicy odczytać z wykresu lub obliczyć według wzoru (2) przyrost głośności ΔL obu źródeł. Dla 7 dB wartość odczytana z wykresu wynosi około ΔL= 0,8 dB.

3) Wartość przyrostu należy dodać do źródła o większej wartości głośności:
SWL_1-2 = SWL₂ + ΔL = 52 + 0,8 = 52,8 dB.

4) Dla wartości większego źródła SWL₂ powiększonej o przyrost głośności jak powyżej należy powtórzyć sumowanie logarytmiczne dla kolejnego źródła SWL₃:

• SWL₁ - SWL₂ = 58 - 52,8 dB = 5,2 dB
• Dla różnicy 5,2 dB przyrost głośności wynosi ΔL_1-2=1 dB.
• SWL_1-2-3 = SWL₃ + ΔL_1-2= 58 + 1 = 59 dB
5) Całkowita moc akustyczna emitowana przez trzy źródła o podanych wartościach mocy akustycznej wynosi:
SWL_1-2-3 = 59 dB.

Podobnie jest z określeniem dźwięku sumarycznego z poszczególnych pasm oktawowych. Często producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podają wartości mocy akustycznej dla poszczególnych częstotliwości: 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 oraz 8000 Hz. Określenie sumarycznej mocy akustycznej jest łatwo przeliczalne po wykorzystaniu wskazówek podanych powyżej.

Zmiana poziomu ciśnienia akustycznego w zależności od lokalizacji oraz odległości od źródła dźwięku

Opisane dotychczas wzory empiryczne dotyczyły poziomu mocy akustycznej jako wielkości niezależnej od wielu parametrów. Wartością odczuwalną dla ucha ludzkiego jest poziom ciśnienia akustycznego, który jest zależny od opisanego uprzednio poziomu mocy akustycznej, odległości od źródła dźwięku, lokalizacji w stosunku do powierzchni odbijających dźwięk, chłonności akustycznej ścian (dla pomieszczeń zamkniętych) oraz szeregu innych czynników. Poniżej przedstawiono, w jaki sposób wpływają wymienione czynniki na wartość mierzalnego poziomu ciśnienia akustycznego.

Aby określić wartość ciśnienia akustycznego w pewnej odległości od źródła dźwięku można się posłużyć najprostszym przykładem punktowego źródła dźwięku. Wokół punktowego źródła dźwięku wytworzone pole akustyczne przyjmuje formę kolistą (sferyczną). Według równań przedstawionych w literaturze [1,3] ciśnienie akustyczne dla takiego kształtu w pewnej odległości r wynosi:

SPL = SWL + 10 lg (S₀ / 4π r²) [dB]

po uwzględnieniu S₀ = 1 m², otrzymujemy:

SPL = SWL - 20 lg r- 11 [dB]

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
r- odległość od źródła dźwięku [m].

Korzystając z powyższego wzoru, dla przykładu po podwojeniu odległości, poziom ciśnienia akustycznego zmniejszy się w przybliżeniu o 6 dB (20 lg 2 = 20 x 0,301 = 6,02).

W wielu wypadkach często dysponujemy wartością poziomu ciśnienia akustycznego w pewnej odległości od źródła dźwięku (często w odległości 1 m). Aby dokonać obliczeń, w jaki sposób zmieni się poziom ciśnienia akustycznego dla innej odległości (np. 10 m) można dokonać prostej i szybkiej kalkulacji korzystając z poniższego wzoru:

SPL₁ = SPL₂ + 10 lg(r₂ / r₁)² [dB]

gdzie:
SPL₁ - poszukiwany poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SPL₂ - znany poziom mocy akustycznej [dB],

r₂ - odległość od źródła dźwięku dla znanego poziomu ciśnienia akustycznego [m],
r1 - odległość od źródła dźwięku dla poszukiwanego poziomu ciśnienia akustycznego [m].


Przykładowo monoblokowy agregat chłodniczy o zmierzonym poziomie ciśnienia akustycznego w odległości 1 m: SPL = 68 dB umieszczony jest na zewnątrz budynku. Aby określić poziom ciśnienia akustycznego w odległości 7 m od urządzenia można wykorzystać powyższy wzór:

SPL = 68+10 lg (1/7)² = 68 + 10 lg (0,0204) = = 68+10 lg (-1,6902) = 68 -16,9 = 51,1 dB

Wartości te dotyczą jednak punktowego źródła dźwięku oraz pola akustycznego swobodnego. W praktyce wartość poziomu ciśnienia akustycznego SPL w określonej odległości r będzie większa w stosunku do wartości wynikającej z zależności podanych powyżej, z uwagi na skutki odbić i określonych (nie punktowych) wymiarów źródła dźwięku. W tabeli 2 podano wartości zmian poziomu ciśnienia akustycznego dla różnych odległości od agregatu o wymiarach: 2930 x 1120 x 1905 mm.

Jak widać wartości te różnią się od wzorów podawanych dla punktowego źródła dźwięku. Niemniej jednak przytoczone wzory pozwalają na orientacyjne określenie wartości poziomów ciśnienia akustycznego w zależności od odległości, należy jednak przy tym pamiętać, że wartości rzeczywiste będą nieznacznie wyższe.

Dokonując obliczeń wartości poziomu ciśnienia akustycznego niezależnie czy w zamkniętym pomieszczeniu czy też otwartej przestrzeni nie można pominąć wpływu lokalizacji źródła hałasu w odniesieniu do powierzchni odbijających dźwięk. Większość producentów urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podaje wartość poziomu ciśnienia akustycznego dla warunków swobodnego pola dźwiękowego i sferycznego rozchodzenia się fal dźwiękowych. W praktyce takie warunki występują bardzo rzadko i teoretycznie mogłyby wystąpić, gdy urządzenie zostałoby umieszczone w przestrzeni otwartej, bez żadnej powierzchni odbijającej fale dźwiękowe. Wykorzystując wzór podany poniżej można obliczyć, w jakim stopniu wzrośnie hałas dla warunków rzeczywistych, z uwzględnieniem elementów odbijających dźwięk:

SPL = SWL + 10 lg (Q / 4π r²) [dB]

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB]
SWL - poziom mocy akustycznej [dB]
Q - współczynnik kie-runkowości [-]
r - odległość od źródła dźwięku [m]

Wartość Q jest stosunkiem natężenia dźwięku w kierunku do emitera kulistego o takiej samej mocy. Współczynnik kierunkowości może przyjąć w zależności od lokalizacji źródła dźwięku wartości: 1 (brak powierzchni odbijających), 2 (jedna powierzchnia), 4 (dwie powierzchnie) oraz 8 (trzy powierzchnie odbijające). Jeśli urządzenie zostanie umieszczone pośrodku pomieszczenia możemy taką lokalizację potraktować jako swobodne pole dźwiękowe. Poziom ciśnienia akustycznego dla takiej sytuacji nie ulegnie zmianie. Gdy urządzenie zostanie umieszczone na ziemi pośrodku pomieszczenia lub na otwartej przestrzeni, wówczas mamy do czynienia z jedną powierzchnią odbijającą dźwięk - poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 3 dB. Jeśli urządzenie umieszczone na ziemi znajdzie się dodatkowo w pobliżu ściany pomieszczenia zamkniętego lub elewacji budynku, poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 6 dB. Najbardziej natomiast niekorzystną lokalizacją źródła dźwięku jest róg pomieszczenia. W takiej opcji mamy do czynienia z trzema powierzchniami odbijającymi (dwie ściany 1 sufit lub podłoga), dlatego też poziom ciśnienia akustycznego wzrośnie o 9 dB w odniesieniu do wartości obliczonych dla swobodnego pola dźwiękowego (emitera kulistego).

Poziom mocy akustycznej a poziom ciśnienia akustycznego w zamkniętym pomieszczeniu rzeczywistym

W pomieszczeniach zamkniętych najczęściej mamy do czynienia z klimakonwek-torami wentylatorowymi, szafami klimatyzacyjnymi, jednostkami wewnętrznymi bezpośredniego odparowania typu „split", aparatami grzewczo-wentylacyjnymi, itp. Cechą wspólną wszystkich urządzeń jest fakt, iż wszystkie mają w swojej konstrukcji wentylator, najczęściej promieniowy bądź poprzeczny, który jest głównym źródłem hałasu w pomieszczeniu. Wentylator może zostać zabudowany w instalacji na różne sposoby, stąd też poziom mocy akustycznej powinien być podawany przez producentów urządzeń w zależności od kategorii instalacji (zabudowy wentylatora w sieci). Rozróżniamy, zatem:

■ Lw (A_tot), całkowity poziom mocy akustycznej dla instalacji typu A- wolny wlot i wylot (po stronie króćca ssawnego, tłocznego, od obudowy oraz silnika);
■ Lw (A_in), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu, typ instalacji A;
■ Lw (A_out), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu, typ instalacji A;

■ Lw (B_in), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu, typ instalacji B;
■ Lw (B_out), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na tłoczeniu, typ instalacji B;
■ Lw (B_in+cas), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wlotu oraz od obudowy, typ instalacji B;
■ Lw (C_in), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na ssaniu, typ instalacji C;
■ Lw (C_out), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu, typ instalacji C;
■ Lw (C_out+cas), poziom mocy akustycznej po stronie wolnego wylotu oraz od obudowy, typ instalacji C;
■ Lw (D_in), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na ssaniu, typ instalacji D;
■ Lw (Dout), poziom mocy akustycznej po stronie przyłączonej instalacji kanałowej na tłoczeniu, typ instalacji D;
■ Lw (D_cas), poziom mocy akustycznej od obudowy, typ instalacji D.

Należy zaznaczyć, iż hałas emitowany przez silnik jest mniejszy od hałaśliwości wirnika wentylatora o wartość w przybliżeniu 6 dB(A). Największy hałas jest natomiast emitowany po stronie ssącej wentylatora. W przybliżeniu poziom mocy akustycznej po stronie króćca ssawnego wentylatora daje się łatwo określić za pomocą następującego wzoru Allena:

SWL = Lws + 10 lg V+ 20 lg Δp [dB]

gdzie:
SWL- poziom mocy akustycznej po stronie
ssawnej wentylatora [dB]
Lws - poziom mocy akustycznej właściwej [1±4 gdy V = m³/h lub 37±4 dB gdy V = m³/s],
V- strumień objętościowy powietrza przetłaczanego przez wentylator [m³/h, m³/s],
Δp - spiętrzenie wentylatora [Pa]

Projektant w oparciu o podane poziomy mocy akustycznej oraz pp uwzględnieniu pozycji urządzenia w pomieszczeniu, dokonuje szczegółowych obliczeń tłumienia kanałów wentylacyjnych, sufitów podwieszanych i innych elementów dźwiękochłonnych w celu uzyskania informacji o poziomie ciśnienia akustycznego w pomieszczeniu. Wzór ujmujący zależność pomiędzy poziomem mocy akustycznej a poziomem ciśnienia akustycznego w rzeczywistym pomieszczeniu przedstawia się następująco:

SPL = SWL + 10lg [(Q / 4 π r²+ (4/R_c)][dB]

gdzie:
SPL - poziom ciśnienia akustycznego [dB],
SWL - poziom mocy akustycznej [dB],
Q - współczynnik kierunkowości [-],
r- odległość od źródła dźwięku [m],
Rc- stała pomieszczenia; R_c = S x α_av / (1-α_av) [m²],
S - całkowita powierzchnia ścian otaczających źródło dźwięku w pomieszczeniu [m²],
α_av- średni współczynnik pochłaniania dźwięku.

Pierwszy człon równania związany z kształtem emitowanego dźwięku opisano uprzednio. Zasady przyrostu ciśnienia akustycznego pozostały takie same:

■ brak powierzchni odbijających - sferyczna forma dźwięku, współczynnik kierunkowości 1, przyrost poziomu ciśnienia akustycznego: 0dB;
■ jedna powierzchnia odbijająca-współczynnik kierunkowości 2, kształt 1/2 kuli, przyrost SPL: 3 dB;
■ dwie powierzchnie odbijające - kształt 1/4 kuli, współczynnik kierunkowości: 4, przyrost SPL: 6 dB;
■ trzy powierzchnie odbijające - współczynnik kierunkowości: 8, kształt 1/8 kuli, przyrost SPL: 9 dB.

Drugi człon równania uwzględnia pochłanianie fal dźwiękowych przez powierzchnie otaczające. Dźwięk może być zaabsorbowany lub odbity, co powoduje pewne trudności podczas obliczeń (jednakże w pomieszczeniu możliwa jest różnica rzędu 20 dB pomiędzy poziomem ciśnienia akustycznego a poziomem mocy akustycznej). Średni współczynnik pochłaniania dźwięku α_av powinien zostać wyliczony na podstawie znanego pola powierzchni poszczególnych ścian, rodzaju materiału i jego współczynnika pochłaniania:

α_{av = 1/S (S1} x α₁ + S₂ x α_{2 +} S₃ x α₃...)

Współczynnik pochłaniania dźwięku α jest zależny nie tylko od rodzaju materiału, ale również od częstotliwości dźwięku. Z tego powodu niezbędne są obliczenia SPL na podstawie mocy akustycznej dla poszczególnych pasm oktawowych.

Ocena głośności przez ucho ludzkie

Częstotliwość fali dźwiękowej jest związana z wrażeniem wysokości, natomiast poziom ciśnienia akustycznego, SPL jest związany z wrażeniem głośności sygnału. Jednak wrażenie głośności tonu, dla zadanego poziomu ciśnienia akustycznego, zależy od jego częstotliwości. Układ słuchowy człowieka jest najbardziej wrażliwy w zakresie częstotliwości 1÷5 kHz. Poza tym zakresem, tj. dla częstotliwości niższych i wyższych, czułość układu słuchowego pogarsza się. Na rysunku 4 przedstawiono krzywe równego poziomu głośności. Przykładowo ton o częstotliwości 100 Hz wymaga poziomu ciśnienia akustycznego SPL = 1 dB, aby był postrzegany jako równogłośny z tonem o częstotliwości 1 kHz o poziomie ciśnienia akustycznego SPL = 40 dB. Z tego powodu producenci urządzeń chłodniczych i klimatyzacyjnych podają wartości poziomów mocy akustycznej i poziomów ciśnienia akustycznego ważonego krzywą korekcyjną typu A -dB(A). Są to wartości, w których uwzględniono filtry typu A. Filtr taki różnicuje wyniki pomiarów poziomu ciśnienia akustycznego w różnych zakresach częstotliwości, aby otrzymać symulowaną czułość ucha ludzkiego.

Podsumowanie

W artykule ujęto podstawowe wzory empiryczne wykorzystywane w akustyce oraz opisano przykłady i tok obliczeń umożliwiający ich wykorzystanie w technice klimatyzacyjnej. W biuletynach technicznych producentów często są podawane poziomy hałasu emitowanego przez urządzenia jako różne wartości np. poziom ciśnienia akustycznego z odległości 1, 3, 5, 10 m, dla warunków swobodnego pola dźwiękowego lub półsferycznej formy rozprzestrzeniania dźwięku, poziom mocy akustycznej, itp. Przytoczone podstawowe zagadnienia z akustyki pozwolą na weryfikację podawanych parametrów technicznych. Często w czasopismach branżowych dokonuje się porównania lub prezentacji reklamowej urządzeń o bardzo małej głośności.

Wielokrotnie sprężarkowym agregatom chłodniczym przypisywane są SPL rzędu 50-60 dB(A) w odległości 1m od urządzenia i warunkach swobodnego pola dźwiękowego. Należy zwrócić uwagę, iż dotyczy to urządzeń o małej mocy chłodniczej. Nie jest możliwe uzyskanie takich wartości dla urządzeń o wydajności ziębienia rzędu 1500 kW. Poziom emitowanej mocy akustycznej zależy bowiem m.in. od mocy na wale silnika napędowego sprężarki i wentylatora, a moce te są spore, gdyż sprężarka przetłacza duże strumienie masowe czynnika chłodniczego, zaś wentylator tłoczy duży strumień objętościowy powietrza w celu odprowadzenia znacznych ilości ciepła skraplania. Należy zatem odnosić się z pewnym dystansem do podawanych wartości głośności urządzeń lub potwierdzać wiarygodność parametrów technicznych np. w niezależnej jednostce badawczej EUROVENT.


LITERATURA
[1] H. RECKNAGEL, E. SPRENGER, W. HONMANN, E. R. SCHRAMEK: Poradnik Ogrzewanie + Klimatyzacja. Wydanie 1 Gdańsk 1994.
[2] H.J. ULLRICH: Technika Chłodnicza. Poradnik. Tom 2. Wydanie 1 Gdańsk 1999.

[3] W.T.W. CORY „Relationship between Sound Pres-sure and Sound Power Levels” - EUROVENT.
[4] A. RACZYŃSKI: „Analiza teoretyczna i badania wentylatorów dachowych w aspekcie energochłonności i emisji hałasu (cz. II)" Chłodnictwo&Klimatyzacja 7/(77), Lipiec 2004.
[5] Materiały szkoleniowe KLIWEKO BTH.


Autor: mgr inż. Bartłomiej Adamski - członek PZITS O/Kraków

Źródło:

Pozwolenie na klimatyzator

Czy instalując klimatyzator split w oknie na parapecie zewnętrznym, a nie na ścianie musze mieć zgodę administracji lub wspólnoty mieszkańców? Nie planuję mocowań do ściany budynku tylko do parapetu i ramy okna. Mieszkanie jest moją własnością i mieści się na drugim piętrzę.

Szanowny Panie, proponuję skontaktować się z administracją, (najczęściej wymagana jest zgoda właściciela budynku) gdyż jak zauważyliśmy z pytań od Państwa wielu mieszkańców narzeka na klimatyzatory zewnętrzne montowane w okolicach okien, balkonów swoich sąsiadów, gdyż emitują one w zależności od różnych parametrów i jakości urządzenia pewien poziom hałasu, który bywa dla niektórych uciążliwy. Sugeruję zatem aby zwrócił się Pan o zgodę do właściciela budynku, on zapewne zażąda parametrów technicznych od producenta, aby wykluczyć zbyt głośne urządzenie.
Z poważaniem, Agnieszka Pióro
specjalista ds. marketingu Daikin Airconditioning Poland Sp. z o.o.

źródło: http://www.muratordom.pl

Pompa ciepła w klimatyzacji - zimą grzeje, latem chłodzi

Dotychczas zajmowaliśmy się pompą ciepła w roli źródła energii cieplnej dla c.o. i c.w.u. Okazuje się, że pompa ciepła doskonale radzi sobie również z chłodzeniem pomieszczeń i może efektywnie współpracować z systemem wentylacji. A są to sprawy nie mniej ważne niż ogrzewanie – wystarczy spojrzeć obok na krzywą duszności, czyli zależność odczucia duszności od temperatury i wilgotności.

Rozpatrzymy cztery tematy. Najpierw dwa sposoby chłodzenia pompą ciepła, nazywane aktywnym i pasywnym. Następnie zastosowanie pompy ciepła w roli rekuperatora, czyli urządzenia odzyskującego ciepło z powietrza usuwanego z pomieszczenia lub wciąganego do pomieszczenia. Nie sposób też pominąć w tym miejscu roli gruntowych wymienników ciepła. Będzie to czwarty temat tego artykułu.

Chłodzenie aktywne

Każda pompa ciepła teoretycznie nadaje się zarówno do ogrzewania jak i chłodzenia. Przecież pompa ciepła to lodówka, tyle że pracująca odwrotnie. Dokonajmy zatem odwrócenia funkcji pompy ciepła i uzyskamy chłodziarkę. Pompy ciepła mogą więc służyć zarówno jako źródła ciepła jak też jako chłodziarki. Aby wykorzystać pompę ciepła do chłodzenia pomieszczeń, wystarczy odwrócić zarówno kierunek tłoczenia sprężarki jak i zawór rozprężający, zmieniając tym samym kierunek przepływu czynnika chłodniczego i, oczywiście, kierunek przepływu ciepła.

Można to zrealizować według schematu odwracalnej pompy ciepła, pokazanego na schemacie poniżej, przy czym w układzie rys. 1a pompa pracuje w trybie ogrzewania, a w układzie rys. 1b – w trybie chłodzenia. W obiegu czynnika chłodniczego sprężarkę podłączono przez zawór czterodrożny, który pozwala odwracać kierunek jej włączenia. Dołączono też równolegle do zaworu rozprężającego drugi identyczny zawór lecz skierowany w przeciwną stronę. Zawór trójdrożny pozwala włączyć w obwód jeden z dwóch zaworów rozprężających.

W trybie ogrzewania rys. 1a sprężarka tłoczy gazowy czynnik chłodniczy do wymiennika ciepła systemu grzewczego (c.o. i c.w.u.). W wymienniku czynnik skrapla się oddając ciepło do systemu grzewczego. Przez przełączenie zaworu czterodrożnego sprężarka działa w kierunku przeciwnym, zatem skraplacz i parownik zamieniają się rolami rys. 1b, i ciepło jest odbierane (parownik) z systemu grzewczego, schładzając jego czynnik (np. wodę w instalacji podłogowej, nazywaną w tym trybie pracy wodą lodową).

Schemat działania odwracalnej pompy ciepła w trybie:

Następnie to ciepło jest oddawane przez wymiennik (skraplacz) do układu dolnego źródła (np. do solanki w kolektorze gruntowym). Oczywiście, odwrócony jest też kierunek włączenia zaworu rozprężającego.

W trybie ogrzewania pompa ciepła ma trochę większą moc i sprawność, niż w trybie chłodzenia. Wynika to stąd, że energia elektryczna pobierana przez sprężarkę zamienia się w ciepło, które w trybie ogrzewania dodaje się do ciepła pobieranego z dolnego źródła. W trybie chłodzenia ta dodatkowa energia cieplna również powstaje w sprężarce, pogarszając jednak w tym przypadku bilans chłodzenia.

Praktycznie każdy producent ma w swojej ofercie pompy ciepła odwracalne lub jest w stanie zaoferować taką pompę na zamówienie. Jednak pompa ciepła z opcją chłodzenia jest droższa, nawet do 30%, mimo że tryb chłodzenia uzyskuje się przez niewielkie zmiany konstrukcyjne i programowe.

W niektórych rozwiązaniach (np. VATRA) pompa odwracalna pracując w trybie chłodzenia aktywnego wytwarza wodę lodową do klimatyzowania pomieszczeń, a jednocześnie zużywa pobierane ciepło do ogrzewania c.w.u. Mamy więc „dwa w jednym”, tj. można powiedzieć, że klimatyzacja jest realizowana za darmo przy okazji podgrzewania c.w.u. Gdy temperatura c.w.u. osiągnie pewną graniczną wartość, następuje przełączenie układu i ciepło pobierane z wody lodowej jest oddawane do dolnego źródła (np. do solanki w kolektorze gruntowym).

Chłodzenie pasywne

Można powiedzieć, że pompa ciepła w tym rozwiązaniu nie pracuje, gdyż sprężarka jest wyłączona. Korzysta się z możliwości naturalnego schładzania (funkcja „natural cooling”) pomieszczeń czynnikiem z dolnego źródła (solanka lub woda) oddającym ciepło do gruntu. Jak wiemy, grunt ma temperaturę ok. 10°C, a więc niższą od temperatury w pomieszczeniach.

Ze względu na wysoką temperaturę powietrza w lecie, funkcja „natural cooling” jest oczywiście niemożliwa w pompach powietrze/woda. W pompach z gruntowym dolnym źródłem ten tryb pracy wymaga niewielkich zmian konstrukcyjnych – dodatkowego wymiennika z układem odpowiednio sterowanych zaworów trójdrożnych i pomp obiegowych rys. 2.

Programator wyłącza sprężarkę pompy ciepła i pracują tylko pompy obiegowe układu pierwotnego B oraz wtórnego E, a zawory trójdrożne C, G włączają wymiennik ciepła chłodzenia D. Zatem woda z ogrzewania podłogowego F, przepływając przez wymiennik D, oddaje swoje ciepło czynnikowi obiegu pierwotnego (solance w kolektorze gruntowym, lub wodzie w układzie dwóch studni). Schładzana woda instalacji połogowej odbiera ciepło z pomieszczenia.

Do chłodzenia pomieszczeń można stosować również instalację nadmuchową, działającą poprzez klimakonwektory lub kasetony sufitowe. Instalacja nadmuchowa ma prostsze sterowanie, gdyż wymaga tylko zastosowania czujnika temperatury powietrza wewnątrz pomieszczeń, który wyłączy system chłodzenia, gdy temperatura spadnie poniżej zadanej wartości. W przypadku podłogówki lub innej instalacji płaszczyznowej (ściennej lub sufitowej), poza czujnikiem temperatury, konieczny jest również czujnik wilgotności, aby automatyka wyłączała system chłodzenia, gdy powietrze osiąga wilgotność bliską punktu rosy.

Chodzi o to, aby uniknąć skraplania się wilgoci z powietrza na chłodnej powierzchni podłogi. Porównując różne rozwiązania chłodzenia pomieszczeń, można je uszeregować w kolejności od najgorszych do najlepszych. Najgorszym rozwiązaniem jest zastosowanie grzejników wodnych, zresztą nie zalecane również do ogrzewania pompą ciepła. Do chłodzenia tym bardziej się nie nadaje, ze względu na niewielką powierzchnię grzejników, a więc słabą wymianę ciepła. Ponadto, grzejniki są montowane nisko przy podłodze, a ciepłe powietrze zbiera się wysoko przy suficie.

Lepszym rozwiązaniem jest chłodzenie zimną wodą krążącą w rurach podłogówki. Wprawdzie wymiana ciepła może się odbywać wyłącznie przez promieniowanie, gdyż ciepłe powietrze nie opada na dół, ale chłodzenie odbywa się całą powierzchnią podłogi. Skuteczność chłodzenia podłogowego można znakomicie poprawić przez wywołanie krążenia powietrza.

W przypadku stosowania instalacji podłogowej zarówno do ogrzewania jak i chłodzenia, należy zadbać o to, by rury były płytko zagłębione pod posadzką (<1>Najlepszym rozwiązaniem są konwektory wyposażone w wentylator z regulowanym strumieniem chłodnego powietrza.

Takie rozwiązanie umożliwia szybkie i skuteczne schładzanie pomieszczeń, a także precyzyjną regulację klimatu w pomieszczeniu. Jednak stosowanie klimakonwektorów zarówno do chłodzenia jak i do grzania jest nie najlepszym rozwiązaniem, gdyż grzanie podłogowe ma swoje charakterystyczne zalety, a wadą klimakonwektorów jest generowany przez nie lekki szum, który podczas grzania w nocy może być dokuczliwy.

Najlepszym wyjściem jest stosowanie obu rozwiązań razem, tj. podłogówki wykorzystywanej wyłącznie do ogrzewania w zimie oraz klimakonwektorów używanych wyłącznie w lecie do chłodzenia. W lecie po schłodzeniu pomieszczeń w ciągu dnia, można wyłączyć szumiące klimakonwektory na noc.

Warto zwrócić uwagę na dwie zalety systemu pasywnego. Pierwszą jest bardzo duża efektywność energetyczna, czyli bardzo niskie koszty eksploatacji, wynikające wyłącznie z niewielkich strat mocy (około 300 W) w pracujących pompach obiegowych. Drugą zaletą jest korzystny wpływ pracy w trybie chłodzenia na regenerację termiczną dolnego źródła wyziębionego po zimowym sezonie grzewczym. W trybie chłodzenia dolne źródło jest podgrzewane ciepłem pobieranym z pomieszczenia.

Wentylacja z rekuperacją

Pompy ciepła powietrze/woda oraz powietrze/powietrze można w różnorodny sposób stosować do wentylacji i klimatyzacji pomieszczeń. W systemie wentylacji wywiewnej rys. 3 rolą pompy ciepła jest „zagospodarowanie” ciepła traconego wraz z wywiewanym powietrzem.

Trzeba tu zaznaczyć, że we współczesnych domach, szczelnych i dobrze termoizolowanych, wentylacja ma dominujący udział (40-50%) w stratach ciepła. Odzyskanie 70-90% ciepła z powietrza wywiewanego ma więc istotne znaczenie ekonomiczne. Ciepło odzyskiwane z wywiewanego powietrza jest w pompie ciepła zużywane najczęściej do ogrzewania c.w.u., a niekiedy nawet do ogrzewania wody w instalacji c.o.

Świeże powietrze napływa do domu z zewnątrz przez nawiewniki rys. 3. W lecie istnieją możliwości pobierania ciepła z gorącego powietrza wciąganego do budynku z zewnątrz, przy czym pobrane ciepło służy do podgrzewania c.w.u., a niejako „przy okazji” osiągamy efekt klimatyzacji, tj. schłodzenia świeżego powietrza, napływającego z zewnątrz do domu.

Gruntowy Wymiennik Ciepła (GWC)

To świetne, coraz częściej stosowane w polskich domach rozwiązanie. Prosta budowa (szczegółowe informacje można znaleźć m.in. na www.taniaklima.pl) pozwala wykonać GWC samodzielnie przy niewielkich kosztach materiałów – kilka tysięcy złotych. Dla domu jednorodzinnego o powierzchni ok. 150 m2 wystarczy kilka m3 czystego żwiru wsypanego do jamy o głębokości do 3 m rys. 4.

Powietrze wsysane z atmosfery, przepływając przez złoże żwirowe, wymienia ciepło ze złożem, którego temperatura niezależnie od pory roku jest stała na poziomie +10°C (± 2°C). Zatem w lecie gorące powietrze się ochładza (np. z +30°C do +20°C), a w zimie mroźne powietrze się nagrzewa (np. z -20°C do 0°C). Warto dodać, że powietrze jest nie tylko chłodzone (w lecie) lub nagrzewane (w zimie), ale również nawilżane lub osuszane, a także filtrowane.

GWC może więc spełniać następujące funkcje:

• klimatyzacja w lecie, tj. schłodzone, uzdatnione powietrze może być wprost wdmuchiwane do pomieszczeń;
• klimatyzacja w zimie, przy czym powietrze wstępnie podgrzane w GWC przepływa przez rekuperator, gdzie ogrzewa się dodatkowo ciepłem pobieranym z powietrza usuwanego z pomieszczeń na zewnątrz;
• w zimie wspomaganie pracy pompy ciepła powietrze/woda. Poprzez odgałęzienie do pompy ciepła rys. 4 powietrze wstępnie ogrzane w GWC spełnia rolę dolnego źródła dla pompy ciepła. Podwyższenie temperatury powietrza (dolnego źródła) o 10 do 20°C pozwala zwiększyć sprawność pompy ciepła nawet o 50%. W ten sposób GWC ma istotny udział w zasilaniu energią cieplną systemu c.o. i c.w.u.

Można też spotkać bardzo zaawansowane technologicznie rozwiązania GWC, oferowane przez firmy jako specjalne produkty. Na przykład system płytowy GWC, oferowany przez firmę PRO-VENT pod nazwą GEO-System, albo produkt firmy REHAU pod nazwą AWADUKT Thermo, wyróżniający się zastosowaniem antybakteryjnych rur. Są to produkty zalecane do domów energooszczędnych, w szczególności pasywnych.

źródło: http://www.budujemydom.pl

Klimatyzowane koszule

Japoński technik Kouzi Ichigaya zaprojektował specjalną koszulę na upały, wyposażoną w wentylatory, która zasilana jest m.in. za pomocą kabla USB.

Po obu stronach tylnej części koszuli zostały umieszczone wiatraki, które chłodzą miejsce najbardziej przylegające do krzesła, co zdaniem projektanta ma poprawiać komfort pracy. Prędkość obrotów obydwu wentylatorów można regulować za pomocą dołączonego kabla USB ze specjalnym regulatorem.

Klimatyzowana koszula może również czerpać zasilanie z czterech baterii AA lub zasilacza samochodowego. W chwili obecnej dostępne są modele z krótkim rękawem, w wersji damskiej i męskiej.




źródło informacji i zdjęć: 4press.pl, gizmodo.com

Klimatyzacja zimą

Klimatyzacja to w samochodzie duże udogodnienie. Jednak należy o nią dbać nie tylko w okresie letnim, ale także w zimie, kiedy staje się pomocna np. podczas odparowywania szyb.

Zima to doskonały okres na sprawdzenie stanu układu klimatyzacyjnego z dwóch powodów. Po pierwsze minęły ciepłe miesiące, w których klimatyzacja używana była bardzo często, co mogło spowodować pojawienie się jakichś wad. Po drugie, ewentualny przegląd urządzenia w okresie zimowym jest z reguły tańszy. Serwisy oraz salony samochodowe właśnie wtedy organizują promocje, dzięki którym za taką usługę można zapłacić znacznie mniej niż w lecie. Jest jeszcze jeden istotny element o którym mówi Cezary Grys, właściciel serwisu Bosch Car Service z Głogowa.

"Utarła się opinia, że przegląd klimatyzacji to pora przed sezonem letnim. Jednak nic bardziej mylnego. Nowe systemy posiadają sprężarki bez tradycyjnych sprzęgieł elektromagnetycznych, co oznacza, że układ pracuje stale "zapięty", więc sprawność działania jest równie ważna w okresie letnim jak i zimowym."

I to właśnie sprężarka jest jednym z najważniejszych elementów klimatyzacji, która podczas przeglądu zostaje poddana szczególnej kontroli. W sprężarce znajduje się sprzęgło i olej, które także podlegają dokładnemu przeglądowi. Podczas przeglądu sprawdza się, czy szczelność całego układu, przyłączy i zaworów działa poprawnie, aby nie dochodziło do najdrobniejszych wycieków oleju, które mogą okazać się zabójcze dla sprężarki. A wówczas nie pozostaje nic innego, jak całkowita wymiana elementu z kosztami sięgającymi nawet 2 500 tys. zł.

"Podczas przeglądu klimatyzacji sprawdzane jest także ciśnienie robocze panujące w układzie, po stronie wysokiego i niskiego ciśnienia" - dodaje Cezary Grys. "Ten pomiar pozwala stwierdzić poprawność działania praktycznie całego systemu. Do czynności kontrolnych zalicza się także sprawdzenie wentylatora chłodnicy klimatyzacji oraz pomiar temperatury wewnątrz pojazdu."

W zimie kierowcy często muszą walczyć z zaparowanymi szybami. Tutaj bardzo przydaje się sprawnie działająca klimatyzacja oraz jej filtr kabinowy, który minimum raz w roku musi zostać wymieniony na nowy. Aby układ klimatyzacyjny działał poprawnie, powinno się go włączać przynajmniej raz na tydzień, na minimum 10-15 minut. Filtr kabinowy zapewnia ponadto świeże powietrze w aucie, pozbawione pyłków i drobnoustrojów.

Specjaliści zalecają przeprowadzanie przeglądu klimatyzacji co rok. Koszt takiego zabiegu wynosi średnio 150 zł.

źródło: http://www.motogazeta.mojeauto.pl