We współczesnej technice cieplnej, ostatnie lata zaznaczyły się intensywnym rozwojem, zarówno ilościowym jak i jakościowym, urządzeń wchodzących w skład systemów klimatyzacji, które dziś spotykane są niemal na każdym kroku. Ich powszechna dostępność spowodowała niewątpliwie, że nie stanowią już elementu decydującego o ekskluzywności miejsca gdzie pracują, choć niekiedy potrafią podnieść jego prestiż.

.

 Głównym zadaniem instalacji klimatyzacyjnej jest utrzymywanie wewnątrz obiektu na odpowiednim, stałym poziomie wymaganej wartości temperatury, wilgotności i czystości powietrza mimo zmian tych wielkości zachodzących ciągle na zewnątrz. W zależności od przeznaczenia pomieszczeń, w których ma pracować instalacja, ustalane są optymalne wartości parametrów powietrza, które mają zapewnić ludziom poczucie komfortu i wywierać pozytywny wpływ na jego samopoczucie i zdrowie. System będzie pracował poprawnie wtedy, gdydobrany układ klimatyzacyjny, będzie umożliwiał realizację przewidzianych procesów uzdatnienia powietrza do parametrów założonych w projekcie

Systemy klimatyzacji

Utrzymanie w pomieszczeniu odpowiednich warunków klimatycznych, zapewni instalacja, która dostarczy powietrze w odpowiedniej ilości i o określonych parametrach. Istnieje wiele rozwiązań układów klimatyzacyjnych różniących się głównie sposobem przygotowania powietrza, sposobem transportu energii, czy też sposobem regulacji. Wśród podstawowych systemów klimatyzacji można wyróżnić: systemy klimatyzacyjne

• tylko powietrzne,
• systemy klimatyzacyjne powietrzno-wodno,
• systemy klimatyzacyjne wodne (stropy i belki chłodzące),
• systemy zdecentralizowane z klimatyzatorami (SPLIT, MULTISPLIT).

W układach klimatyzacji powietrzno-wodnych, system powietrzny zaopatruje pomieszczenie w świeże powietrze i utrzymuje odpowiednią wilgotność, a system wodny stanowi medium, które dostarcza ciepło lub chłód. Instalacje te możemy podzielić na:

• instalacje strefowe,
• instalacje indukcyjne,
• z klimakonwektorami wentylatorowymi lub indukcyjnymi,
• z klimakonwektorami z pompami ciepła.

W tego typu układach, uzdatnianie powietrza przebiega dwuetapowo. Pierwszy etap to przemiany powietrza w centrali klimatyzacyjnej, drugi to dalsze uzdatnianie poza centralą, które może odbywać się w pomieszczeniach klimatyzowanych lub kanałach doprowadzających powietrze do pomieszczeń. W tego typu instalacjach klimatyzacyjnych, do indywidualnej regulacji temperatury w poszczególnych pomieszczeniach, wykorzystywane są urządzenia nazywane klimakonwektorami.

Potocznie nazywane są one często fan-coilami z ang. fan-coil unit (FCU), choć nazwa ta nie do końca jest poprawna, gdyż obejmuje tylko klimakonwetory wentylatorowe (z ang. fan – wentylator). W odróżnieniu od klimatyzatorów, w których czynnik roboczy (zazwyczaj „freon”) odparowuje bezpośrednio w wymienniku, w klimakonwektorach czynnikiem zasilającym wymiennik (chłodzenie lub grzanie) jest woda. Urządzenia te korzystają więc z zewnętrznego źródła zimna – obieg wody lodowej oraz zewnętrznego źródła ciepła – obieg wody grzewczej.

Podział klimakonwektorów

W zależności od konstrukcji klimakonwektory dzielimy na dwie podstawowe grupy: klimakonwektory wentylatorowe i indukcyjne.

Rys. 1. Schemat i zasada działania klimakonwektora wentylatorowego [4]. a) Klimakonwektor w układzie pionowym; b) Klimakonwektor kanałowy w układzie poziomym

Klimakonwektory wentylatorowe

Najprostszy klimakonwektor wentylatorowy to urządzenie, w skład którego wchodzi wentylator, który przefiltrowane powietrze nawiewa na wymiennik ciepła i kieruje je do pomieszczenia (rys. 1.). Podstawowymi elementami konstrukcyjnymi są więc wymiennik lub wymienniki ciepła, wentylator (najczęściej promieniowy lub poprzeczny) z silnikiem elektrycznym, obudowa – z izolacją akustyczną i cieplną oraz filtr. Ponieważ w trakcie pracy tych urządzeń może dochodzić do wykraplania wilgoci, klimakonwektory są zaopatrzone w tackę skroplin usytuowaną pod wymiennikiem (chłodnicą i zaworami) (rys. 2.). Aby urządzenie mogło pracować niezbędne są elementy nastawcze – przepustnice, żaluzje, osprzęt hydrauliczny (zawory odcinające, zawory regulacyjne wymienników, przyłącza) oraz elementy sterujące (termostaty, regulatory).

Regulacja wydajności klimakonwektorów wentylatorowych realizowana jest przez zmianę strumienia przepływającego powietrza lub zmianę strumienia przepływającej wody przez wymiennik. Strumień powietrza regulowany może być poprzez wielostopniową zmianę prędkości obrotowej wentylatora. W najnowszych rozwiązaniach, stosowane są wentylatory z silnikiem sterowanym inwerterem. Umożliwia to płynną regulację prędkości obrotowej oraz ogranicza zużycie energii. Do regulacji przepływu cieczy przez wymiennik wykorzystywane są zawory regulacyjne, które mogą pracować w układzie regulacji ciągłej lub dwupołożeniowej.

Rys. 2. Przekrój klimakonwektora wentylatorowego – kanałowego

Klimakonwektory indukcyjne

(...)

Inne sposoby klasyfikacji klimakonwektorów

(...)

Podsumowanie

Klimakonwektory znajdują zastosowanie głównie w biurach i hotelach. W obiektach tego typu, w których występują pomieszczenia o różnych charakterystykach cieplnych, stosowane są systemy z dwustopniowym uzdatnianiem powietrza. W systemach tych centralnie przygotowywane jest powietrze zewnętrzne, natomiast zadaniem klimakonwektora jest indywidualne przygotowanie powietrza obiegowe do aktualnych potrzeb pomieszczenia, w którym się znajduje. Duży asortyment urządzeń na rynku pozwala na wybór klimakonwektora do niemal każdego rodzaju pomieszczenia, można znaleźć urządzenie, które zaspokoi potrzeby i oczekiwania każdego użytkownika.

dr inż. Zbigniew CEBULSKI
Politechnika Łódzka, Zakład Techniki Cieplnej i Chłodnictwa

Więcej na ten temat przeczytają Państwo w Chłodnictwie i Klimatyzacji nr 10/2013