Klimatyzacja pomieszczeń staje się standardem. Coraz częściej w biurach i mieszkaniach wymagane jest utrzymanie temperatury wynikającej z komfortu cieplnego pomieszczeń lub wymogów stosowanej technologii. Dobrze, jak problem ten rozwiązywany jest na etapie projektowania. W przypadku budynków już zrealizowanych powstaje szereg ograniczeń, które trudno przezwyciężyć. Sposobów zapewnienia właściwych warunków jest dużo.

Przed wykonaniem instalacji warto zwrócić uwagę na koszty inwestycyjne i eksploatacyjne oraz możliwość zaspokojenia różnych potrzeb użytkowników systemu. Konieczne jest także uwzględnienie poziomu hałasu emitowanego w poszczególnych pomieszczeniach, jak i na zewnątrz budynku. Zastosowane urządzenia nie mogą być uciążliwe dla użytkownika i otoczenia. Aktualnie ważną i obowiązującą zasadą jest odzysk ciepła. Dąży się do minimalizacji zużycia ciepła w procesach ogrzewania i klimatyzowania budynków.

Tradycyjne systemy klimatyzacji z zastosowaniem central klimatyzacyjnych

W wielu budynkach są zastosowane systemy klimatyzacji zaprojektowane i zrealizowane jako centralne. Wykonywana jest centralna maszynownia, w której znajdują się centrale klimatyzacyjne i agregaty chłodzące, a skraplacze umieszczane są na dachu budynku. W celu obniżenia kosztów częstym rozwiązaniem są centrale dachowe (rys. 1).

Rys. 1. Centrala dachowa w obiekcie magazynowym [fot. M. Gaziński]

Centrale takie powinny mieć dobrą izolację cieplną, podobnie jak i kanały nawiewnie wprowadzające powietrze do budynku.

W budynkach wysokich centrale lokalizuje się na piętrach technicznych, a agregaty chłodnicze przed budynkiem lub na dachu (rys. 2).

Rys. 2. Centrala chłodnicza budynku hotelowego [fot. M. Gaziński]

W celu ograniczenia kosztów inwestycyjnych częstym rozwiązaniem jest dobór wielkości centrali klimatyzacyjnej tak, aby zapewnić niezbędną ilość powietrza wynikającą z kryterium dostarczenia do pomieszczeń niezbędnej ilości powietrza świeżego wynikającą z potrzeb higienicznych lub konieczności usunięcia zanieczyszczeń. W przypadku, gdy z bilansu zysków ciepła wynika większa ilość powietrza, celowe jest i często stosowane usuwanie ciepła z danych pomieszczeń przez klimatyzatory. Takie rozwiązanie minimalizuje wielkość kanałów powietrznych, co jest również dużą zaletą w pomieszczeniach, gdzie trudno poprowadzić kanały. Są to najczęściej przypadki wbudowywania instalacji klimatyzacyjnych w już istniejące budynki.

Przykładowo, w jednym z banków firma Systherm zastosowała takie rozwiązanie i ku zadowoleniu klienta uzyskano obniżenie kosztów inwestycji o 35%. Ponadto eksploatacja takiego systemu jest tańsza z uwagi na wyeliminowanie przetłaczania nośnika zimna oraz powietrza na znaczne odległości. Izolacja kanałów i rurociągów również nie jest idealna, więc zyski ciepła przez te elementy oraz dodatkowa praca pomp i wentylatorów powoduje, że trzeba przyjmować agregaty większej mocy, których eksploatacja jest droższa.

W celu odprowadzenia ciepła wykorzystywane są aktualnie w większych obiektach systemy klimatyzacyjne ze zmienną ilością czynnika chłodniczego. Popularną nazwą na oznaczenie tych systemów jest VRV – zastrzeżony przez Daikina znak towarowy tego systemu zaprezentowanego w 1982 roku lub VRF.

System chłodzenia ze zmiennym strumieniem czynnika chłodniczego – system VRV

Nazwa układu VRV to skrót od angielskich słów – Variable Refrigerant Volume, czyli zmienna ilość czynnika chłodniczego. System VRV rozprowadza zmienną ilość czynnika chłodniczego do pomieszczeń o zróżnicowanym przeznaczeniu, aby utrzymać w nich indywidualne temperatury. Zapewnia to małe wahanie temperatur oraz zwiększa poziom komfortu. Wykorzystanie takiego wysoko efektywnego układu generuje duże oszczędności.

Układy VRV firma Daikin wprowadziła na rynek europejski w 1987 r. i od tego momentu zaczęły się one znacznie rozwijać. Dzisiaj systemy te uważa się za najbardziej złożone i wszechstronne.

Obecnie układy tego typu produkowane są przez wiele firm, lecz posiadają inne nazwy, np. Multi V Plus III marki LG, City Multi marki Mitsubishi Electric, VRF marki Jujitsu, czy MDV firmy Midea. W rzeczywistości systemy te różnią się od siebie tylko w nieznaczny sposób rozwiązaniami techniczno-technologicznymi. W efekcie cały czas firmy doskonalą ten system, zwiększając współczynniki efektywności energetycznej grzania i chłodzenia oraz stosując rozwiązania zmniejszające poziom hałasu i zwiększające niezawodność. Coraz ciekawszy design potwierdza również dużą troskę producentów o walory estetyczne jednostek zewnętrznych.

Przy projektowaniu klimatyzacji ze zmienną ilością czynnika chłodniczego mamy do dyspozycji u większości producentów wiele zróżnicowanych pod względem mocy jednostek zewnętrznych oraz całą gamę zróżnicowanych pod względem mocy i rodzaju zabudowy jednostek wewnętrznych, co pozwala na elastyczne kształtowanie wnętrz przez architekta. Wszystkie jednostki wewnętrzne podłączone są jednym wspólnym przewodem freonowym do jednostki zewnętrznej. Układ rozprowadzenia przewodów chłodniczych jest zatem podobny do systemu centralnego ogrzewania. Średnice przewodów freonowych są zunifikowane i zależą wyłącznie od ilości i wielkości podłączonych do danego odcinka jednostek wewnętrznych. Ponadto producenci zapewniają możliwość stosowania rozwijanego wciąż oprogramowania wspomagającego projektowanie tych systemów.

Układy klimatyzacyjne ze zmienną ilością czynnika chłodniczego są systemami bardzo zaawansowanymi technologicznie. Dostępne są w wersji z pompą ciepła i z odzyskiem ciepła. Dzięki swoim możliwościom wykorzystuje się je w budynkach biurowych, hotelach, w sklepach, obiektach komercyjnych itp. Możliwości zastosowania przedstawia rysunek 3.

Rys. 3. System LG Multi V Sync II [materiały firmy LG]

Zalety systemów klimatyzacyjnych ze zmienną ilością czynnika chłodniczego

Aktualnie sprzedawane układy ze zmiennym strumieniem masy w obiegu czynnika chłodniczego posiadają wiele zalet. Modułowe i zwarte jednostki zewnętrzne ze względu na małą masę mogą być z łatwością instalowane na dowolnego rodzaju stropie. W czasie transportu na odpowiednią kondygnację jednostki zewnętrzne nie wymagają specjalnych dźwigów lub podnośników. Można je transportować na miejsce przeznaczenia nawet zwykłą windą. Ponadto dzięki małemu ciężarowi oraz pracy bez drgań nie ma potrzeby wzmacniania stropów i dachów (rys. 4).

Rys. 4. Przykładowa lokalizacja zestawu skraplającego systemu LG Multi V Sync II [fot. B. Gaziński]

Kolejną zaletą, szczególnie dla inwestorów, jest możliwość klimatyzowania dużych obiektów partiami. Po zmontowaniu układu składającego się z jednej jednostki zewnętrznej i kilku lub kilkunastu jednostek wewnętrznych część pomieszczeń jest już klimatyzowanych. Następne pomieszczenia można dołączać przykładowo po roku, gdy znowu zgromadzone zostaną odpowiednie środki finansowe.

Omawiane układy chłodzenia charakteryzują się niskimi kosztami eksploatacji. Spowodowane jest to stosowaniem w jednostkach zewnętrznych w jednej ze sprężarek silnika ze zmienną prędkością obrotową. Dzięki temu agregat zewnętrzny elastycznie dostosowuje się do zmieniających się obciążeń cieplnych w poszczególnych pomieszczeniach. Dodatkowo 15÷20% energii można zaoszczędzić, stosując układ z odzyskiem ciepła w budynkach, gdzie jednocześnie występuje chłodzenie i grzanie.

Porównując układy VRV z tradycyjnymi, cechują się one większymi możliwościami montażowymi ze względu na duże długości instalacji oraz szeroką gamę urządzeń. Długości instalacji sięgają nawet do 1000 m, przy różnicy wysokości pomiędzy jednostką zewnętrzną a wewnętrzną 50 m. Pozwala to na montaż jednostek zewnętrznych na dachach nawet bardzo wysokich obiektów.

Niewątpliwą zaletą jest to, że system może być sterowany oraz monitorowany centralnie przy użyciu lokalnych systemów sieciowych i sieci zewnętrznych (internet). W dobie internetu jest to bardzo wygodne rozwiązanie.

Sterowanie (...)

Układy klimatyzacyjne z odzyskiem ciepła (...)

Klimatyzacja obiektów użyteczności publicznej (...)

Podsumowanie

Systemy ze zmienną ilością czynnika chłodniczego są aktualnie najlepszym rozwiązaniem do odprowadzenie zysków ciepła z pomieszczeń mieszkalnych, użyteczności publicznej i przemysłowo-magazynowych. System Multi V zapewnia uzyskanie komfortowych warunków w budynkach o dużej kubaturze przy relatywnie niskich kosztach inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Niski poziom hałasu i estetyczny wygląd powodują, że są chętnie stosowane przez coraz większą ilość inwestorów. Program do komputerowego wspomagania projektowania tych systemów ułatwia pracę projektantom i zabezpiecza ich przed niewłaściwym doborem urządzeń.