Zasady doboru klimatyzatorów, trendy i nowoczesne rozwiązania

Wielu producentów i dystrybutorów oferuje aplikacje do projektowania złożonych systemów. Programy te pozwalają na bardzo dokładny dobór urządzeń wewnętrznych i zewnętrznych wraz z osprzętem.

Zdarza się też, że instalatorzy korzystają przy doborze z bardzo uproszczonych metod, np. uwzględniając tylko powierzchnię pomieszczenia. Jednak zapewnienie komfortu użytkownikom wymaga uwzględnienia wielu czynników, a dyskomfort powoduje różnica nawet 1–2°C.

Moc i rodzaj klimatyzatora

Moc klimatyzatora powinna być tak dobrana, by zbilansowała zyski ciepła w pomieszczeniu. Warto brać pod uwagę sumę zysków ciepła od urządzeń, oświetlenia, nasłonecznienia, ludzi przebywających w pomieszczeniu itd., a także wilgoci zawartej w powietrzu. Poczucie komfortu zapewnia użytkownikowi wilgotność na poziomie 40–60%.

O ile w klimatyzatorach można bardzo precyzyjnie regulować temperaturę, regulacja wilgotności nie jest już tak dokładna. Tolerancja wilgotności wynosi przeważnie do ±30% – standardowe urządzenia są zwykle wystarczające, a kiedy wymagania są wyższe, warto zastanowić się nad urządzeniami do klimatyzacji precyzyjnej.

W typowych warunkach wiele firm korzysta z tabel umożliwiających obliczenie zysków ciepła w pomieszczeniu. Po dokonaniu obliczeń przy pomocy uśrednionych współczynników uzyskuje się sumę zysków ciepła. Jednak w niektórych przypadkach, np. pomieszczeń o dużych powierzchniach przegród przezroczystych i mocno wyeksponowanych na promieniowanie słoneczne, warto dokonać szczegółowego bilansu zysków ciepła. Przewymiarowanie nie jest korzystne, gdyż jednostka pracuje niewydajnie, a ludzie mogą odczuwać mniejszy komfort.

Producenci podają przeważnie znamionową moc chłodniczą w odniesieniu do różnicy temperatur powietrza zewnętrznego i powietrza w pomieszczeniu wynoszącej 7°C. Tylko część całkowitej wydajności chłodniczej służy do rzeczywistego schłodzenia powietrza i jest nią efektywna wydajność chłodnicza.

Pozostała część służy do osuszania powietrza. W danych technicznych urządzenia powinna znaleźć się informacja o charakterystyce wydajności chłodniczej klimatyzatora w zależności od temperatury zewnętrznej i pożądanej w pomieszczeniu.

Obecnie na rynku dominują klimatyzatory typu split i multisplit, głównie inwerterowe. W urządzeniach inwerterowych proces rozruchu sprężarki odbywa się poprzez stopniowe zwiększanie prędkości obrotowej. Ten miękki start powoduje mniejsze zużycie energii i obciążenie elementów mechanicznych.

Klimatyzatory ze stałą wydajnością nie mają tak szerokich możliwości dostosowania układu chłodniczego do warunków panujących w układach parownika i skraplacza i niezależnie od zmian temperatury następuje częste włączanie i wyłączanie sprężarki, a tym samym większe zużycie energii, nawet o 40–50%. Ponadto system inwerterowy umożliwia poprowadzenie do 70 m linii freonowej przy różnicy poziomów między jednostką wewnętrzną i zewnętrzną ok. 15 m.

Do zalet zaliczają się też duże możliwości konfiguracji jednostek wewnętrznych i zewnętrznych oraz niski poziom hałasu pracujących jednostek. Dostępne są jednostki ścienne, kasetonowe, kanałowe oraz przysufitowo-przypodłogowe o szerokich zakresach mocy chłodzącej i grzewczej.

Wybór konstrukcji jednostki wewnętrznej zależy od przeznaczenia pomieszczeń i ma wpływ nie tylko na estetykę, ale też na rozchodzenie się strumieni − ruch powietrza powinien być równomierny w strefie przebywania ludzi i nie może powodować uczucia przeciągu, tj. przekraczać 0,2 m/s. Jednocześnie jednostka wewnętrzna powinna się komponować z wystrojem wnętrza.

Większość obecnie oferowanych klimatyzatorów ma funkcje ogrzewania i chłodzenia, które realizuje pompa ciepła. Pompy wykorzystują ciepło niskotemperaturowe z powietrza – ta niewielka ilość energii dobrze nadaje się do podgrzewania pomieszczeń w okresach przejściowych.

Ciepło z pompy ciepła jest trzykrotnie „tańsze” od ciepła z grzałki elektrycznej. Pomimo że niektóre z klimatyzatorów mogą pracować wydajnie nawet w temperaturach ujemnych, taka instalacja nie zastąpi ogrzewania budynku zimą.

Filtrowanie powietrza

Filtry mogą wychwytywać kurz, pył, bakterie, wirusy, nieprzyjemne zapachy i dym papierosowy. Powszechnie stosowane są filtry usuwające kurz i pył oraz przykre zapachy, a także roztocza. Do zatrzymywania większych cząsteczek stosuje się filtry tkaninowe, a do mniejszych filtry elektrostatyczne, które za pomocą wysokiego napięcia jonizują powietrze i „łapią” małe cząstki kurzu.

Filtry antybakteryjne nasycane są antywirusowymi i antybakteryjnymi wyciągami roślinnymi (biofiltry) lub występują jako katalityczne i jonowe. Filtry węglowe usuwają zapachy. W filtrach fotokatalitycznych wiązki mocnego światła padają na związki tytanu, z których powstają silne utleniacze niszczące bakterie, wirusy i roztocza.

Na uwagę zasługują różne rozwiązania filtrów plazmowych – to technologia nowa, ale szybko rozwijana przez wiele firm. Filtry plazmowe oczyszczają powietrze z kurzu, roztoczy, pyłków roślin, sierści zwierząt domowych, zarodników pleśni, grzybów oraz nieprzyjemnych zapachów, jak np. dym tytoniowy.

W filtrze plazmowym wysokie napięcie, bliskie nawet 5 kV, powoduje wyładowania elektryczne, które działają na różne zanieczyszczenia o wielkości od 0,001 do 100 mikrometrów zawarte w przepływającym strumieniu powietrza i ładują je ładunkiem elektrycznym o różnym potencjale. Zanieczyszczenia te są następnie wychwytywane, np. na siatce ekranującej.

W czasie wyładowań powstaje ozon, który także zabija bakterie i wirusy oraz jonizuje powietrze. Filtr plazmowy jest dość łatwy w utrzymaniu – należy go czyścić i płukać. Nawet najlepsze filtry należy wymieniać i o tym mogą informować klimatyzatory na wyświetlaczu. Oferowane są też klimatyzatory z funkcją automatycznego czyszczenia filtra.

W klimatyzatorach stosuje się kilka filtrów jednocześnie w zależności od potrzeb i wymagań klientów. Przykładowo w jednym z urządzeń zastosowano system siedmiu filtrów. 

Pierwszy to filtr z jonami srebra, które niszczą bakterie, po nim następuje filtr elektrostatyczny z węglem aktywnym, który eliminuje niektóre zapachy oraz małe cząstki kurzu i sierści, kolejny wprowadza do powietrza witaminę C, a czwarty wychwytuje małe cząsteczki pyłu, bakterie, zarodniki grzyby i drobnoustroje. 

Piąty filtr to kolektor pyłu plazmowego, który tworzy strefę jonizacji za pomocą wysokiego napięcia, szóstym jest jonizator uwalniający jony ujemne, a ostatni – tzw. superjonizator – oczyszcza powietrze i je ozonuje.

Sterowanie i automatyka, funkcje 

Należy je dobierać pod kątem przyszłych użytkowników, uwzględniając ich preferencje. Obecnie standardami są m.in.: automatyczna regulacja intensywności grzania, chłodzenia i nawilżania, regulacja prędkości obrotowej wentylatora, czasowe tryby pracy (np. dobowy, tygodniowy), funkcje informujące o konieczności podjęcia czynności eksploatacyjnych (np. wymianie filtrów, opróżnieniu zbiornika skroplin itp.). 

Dostępne są też rozwiązania zapewniające bezprzewodowe zdalne sterowanie z każdego miejsca za pomocą np. smartfonu czy telefonu komórkowego, a nawet tworzenie dziennych i tygodniowych harmonogramów pracy. 

Etykiety, SEER i SCOP

Klimatyzatory o wydajności chłodniczej do 12 kW mają etykiety, na których znajdują się m.in. informacje o klasie energetycznej, sezonowej efektywności energetycznej (SEER) i sezonowej efektywności (SCOP), a nie jak dotychczas tylko o EER i COP dla warunków, które w praktyce nie przeważały. Część tych danych znajdzie się na etykiecie, a część w karcie produktu, która powinna zostać dołączona do urządzenia. 

Będą to informacje o pracy w trybie wyłączenia, czuwania, aktywności albo wyłączonego termostatu. Informacja o produkcie powinna też zawierać dane o zastosowanym czynniku chłodniczym i jego wpływie na środowisko oraz o hałasie emitowanym do otoczenia. Są tam dane dotyczące m.in. poziomów mocy akustycznej w pomieszczeniu i na zewnątrz w znormalizowanych warunkach znamionowych, dla trybu chłodzenia lub ogrzewania oraz nazwy i współczynniku GWP (oddziaływania na środowisko) zastosowanego środka chłodniczego z podaniem, jaki wpływ na środowisko miałby wyciek do atmosfery 1 kg tego czynnika.

Montaż i eksploatacja klimatyzatorów

Jeśli pominąć nieliczne przypadki wad fabrycznych i pojawianie się na rynku urządzeń o nieokreślonym pochodzeniu i jakości, okaże się, że istnieją trzy główne przyczyny szybkiego zużycia urządzeń klimatyzacyjnych.

Pierwsza to błędy przy projektowaniu instalacji i doborze urządzeń. Druga to wadliwie wykonane instalacje – m.in. źle wykonane łączenia rur i wycieki czynnika chłodniczego, montaż jednostki zewnętrznej w nasłonecznionym miejscu, brak solidnego mocowania i drgania, a następnie rozszczelnienia przewodów, odprowadzenie skroplin po ścianie itp. 

Trzeci powód to oszczędzanie przez użytkowników na obsłudze serwisowej i przeglądach. Wydawać by się mogło, że instalator wpływa tylko na te dwie pierwsze kwestie. Na trzecią też powinien mieć wpływ – należy przekonać użytkownika, że bez fachowego serwisu nie będzie on zadowolony i odbije się to na zawartości jego kieszeni. 

Oprac. na podst. materiałów firm: Electrolux, LG, Midea, Mitsubishi Electric, Panasonic, Sharp i SPS Klima