W kraju o klimacie umiarkowanym, oczywiste jest ogrzewanie zimą. Inaczej jest latem. Trudno przebywać i pracować w upalne dni w pomieszczeniach nieklimatyzowanych, szczególnie tych od południowej i zachodniej strony budynku.

Przebywając w takich pomieszczeniach, odczuwamy dyskomfort. Dlatego też coraz częściej komfortowy klimat wewnętrzny staje się poszukiwanym i niezbędnym „towarem”.
Zagadnienie komfortu termicznego pomieszczeń, w których ludzie przebywają znaczną część swojego życia (około 90%) stanowi istotny problem przy projektowaniu klimatyzacji komfortu. Defi nicję klimatu podał w 1845 roku Aleksander von Humboldt (1769–1859), która brzmi: „Klimat to wszystkie czynniki zewnętrzne oddziaływujące w sposób istotny na nasze zmysły”.
Bardzo ważnym elementem, wpływającym na jakość powietrza pomieszczeń, jest możliwość dostosowania warunków termiczno- wilgotnościowych powietrza do indywidualnych potrzeb użytkownika.
Odczucie komfortu termicznego człowieka jest ściśle związane z równowagą termiczną ciała, traktowanego jako całość. Stabilne oddawanie lub odbieranie ciepła przez całe ciało człowieka jest odczuwane jako komfort cieplny. Na tę wymianę ciepła wpływa aktywność fi zyczna, rodzaj ubrania oraz parametry otoczenia, takie jak:
- temperatura powietrza,
- promieniowanie,
- prędkość powietrza,
- wilgotność względna powietrza.

Jednym z podstawowych parametrów, które mogą być regulowane przez zastosowanie odpowiednich urządzeń do uzdatniania powietrza jest temperatura.
Termodynamiczny proces uzdatniania powietrza w klimatyzacji, jakim jest chłodzenie, a w wielu wypadkach także ogrzewanie, przeprowadzany jest za pomocą realizacji lewobieżnego obiegu chłodniczego lub pompy ciepła. W procesach tych wykorzystane są substancje obiegowe płynne zwane czynnikami chłodniczymi (refrigerants).

Rys. 5. Multisplit Inverter z 4 jednostkami ściennymi (Saunier Duval)

Rys. 6. Jednostki zewnętrzne systemu VRF ECOi (Panasonic)

Historia
Pomijając klimator, pierwotnie do chłodzenia powietrza w pomieszczeniu stosowano (i nadal się stosuje) urządzenie monoblokowe zwane klimatyzatorem okiennym (rys. 1), które montuje się na wspornikach w otworze okiennym lub ścianie i podłącza się do zasilania elektrycznego. (...)

Urządzenie typu split (monosplit)
Wraz ze zmianami zachodzącymi w budownictwie (coraz więcej ścian ze szkła i metalu) oraz niemożności zainstalowania układów monoblokowych zaistniała konieczność rozdziału części wewnętrznej od zewnętrznej klimatyzatora i połączenia ich za pomocą tzw. przewodów „freonowych”, czyli z czynnikiem chłodniczym, a przez to uniezależnienia się od rodzaju przegrody zewnętrznej (rys. 4). (...)

System multisplit
Wraz z rozwojem techniki nastąpił podział jednostki wewnętrznej na kilka podjednostek wewnętrznych (obecnie nawet kilkadziesiąt) i obsługę pomieszczeń dużych lub wielu pomieszczeń o rożnych wymaganiach termicznych (rys. 5). (...)

Systemy VRF (VRV)
Z czasem zmiany techniczne umożliwiły zastosowanie rożnych typów jednostek wewnętrznych, o różnej wydajności wymienników ciepła, a na dodatek spełniających różne funkcje – równoczesne grzanie i chłodzenie.
System VRF (Variable Refrigerant Flow) lub VRV (Variable Refrigerant Volume – skrót zastrzeżony przez fi rmę Daikin) to inteligentny system klimatyzacji, gdzie do jednej jednostki zewnętrznej można podłączyć kilka lub kilkanaście jednostek wewnętrznych (rys. 6). Dodatkowo w takim systemie mogą pracować jednostki z odzyskiem ciepła, co jeszcze bardziej zwiększa energooszczędność układu. (...)

Rys. 12. Wzrost sprawności wentylatora w technologii BLDC

Poziom natężenia dźwięku (...)

Zdrowe i czyste powietrze (...)

Oszczędność energii
Technologia inwerterowa zapewnia coraz to większe oszczędności energii i wzrost maksymalnej wydajności chłodniczej i grzewczej. Dzięki zastosowaniu: sprężarki inwerterowej BLDC, napędzanej bezszczotkowym silnikiem prądu stałego z silnymi magnesami neodymowymi, wentylatora BLDC z silnikiem prądu stałego oszczędzającego energię przy pełnej prędkości oraz wysokosprawnego wymiennika ciepła uzyskano wysokie wydajności w inwerterowych modelach LG systemu Multi V-III (rys. 12, 13). W porównaniu z silnikami zasilanymi prądem zmiennym, silnik BLDC może zaoszczędzić do 35% energii przy pełnej prędkości. (...)

Rys. 13. V-scroll (LG BLDC inwerterowa sprężarka) – oszczędność energii

Wnioski
1. Systemy VRV wprowadzone przez fi rmę Daikin w 1987 roku to jeden z najbardziej złożonych i wszechstronnych systemów klimatyzacji pomieszczeń o wysokiej sprawności. Znacząco rozwinięte w zakresie parametrów pracy, wydajności, sprawności energetycznej (nieomal wszyscy producenci urządzeń z bezpośrednim odparowaniem z roku na rok publikują poprawione (zwiększone) wartości wskaźników efektywności energetycznej) przy jednoczesnej dbałości o środowisko.
2. Systemy VRF (VRV) stanowią coraz częściej spotykane wyposażenie pomieszczeń o podwyższonym standardzie, oferując coraz bardziej udoskonalone możliwości uzdatniania powietrza oraz znacząco ułatwioną eksploatację.
3. Dostępne są wersje: z odzyskiem ciepła, pompą ciepła, dla zimnych klimatów, tylko chłodząca oraz mini system.
4. Systemy VRF (VRV) są obsługiwane przez nowoczesne systemy sterowania, łatwą do zrozumienia obsługę systemu wspartą aktualnymi danymi na temat parametrów pracy i kosztów energii dla systemu klimatyzacyjnego o dowolnej wielkości.
5. Praca klimatyzacji typu multisplit oraz VRF może być sterowana za pomocą pilotów – do każdej jednostki wewnętrznej przeznaczony jest jeden pilot. Zaletą tych klimatyzatorów jest to, że kilka jednostek wewnętrznych jest obsługiwane przez jedną jednostkę zewnętrzną, którą można umiejętnie zamaskować np. na balkonie lub dachu domu. Projektanci i konstruktorzy z sukcesem radzą sobie z tego typu problemami, tworząc coraz to nowsze rozwiązania w zakresie konstrukcji i eksploatacji urządzeń.
6. Mogą być zarządzane i monitorowane poprzez Internet (kompatybilne z Internetem, monitorowanie zdalne).

LITERATURA
[1] SIKORSKA-BĄCZEK R., SKRZYNIOWSKA D.: Proekologiczne i bezpieczne metody ziębienia dla klimatyzacji. Chłodnictwo&klimatyzacja. 2006.
[2] SKRZYNIOWSKA D., SIKORSKA-BĄCZEK R.: Czynniki ziębnicze naturalne jako proekologiczne w instalacjach klimatyzacyjnych inżynierii środowiska. Czasopismo techniczne PK. 2007.
[3] MACZEK K., SCHNOTALE J., SKRZYNIOWSKA D., SIKORSKA-BĄCZEK R.: Uzdatnianie powietrza w inżynierii środowiska dla celów wentylacji i klimatyzacji. Politechnika Krakowska. Podręcznik dla studentów wyższych szkół technicznych. Wydanie poprawione i uzupełnione. Kraków, 2010.
[4] MÜLLER J.: Kierunki rozwoju VRF. Chłodnictwo&klimatyzacja. 2006.
[5] PN-EN 378- 1÷4, Instalacje ziębnicze i pompy ciepła. Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
[6] Materiały reklamowe http://pl.lgeaircon.com/gcac.common.index.dev
[7] Materiały reklamowe http://www.klima-therm.pl/
[8] Materiały reklamowe http://www.daikin.pl/

AUTOR: Dorota SKRZYNIOWSKA
– Instytut Inżynierii Cieplnej i Ochrony Powietrza,
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Krakowska