Jak chladit a nezatopit si

Reklama

Úmorná letní horka nás postupně nutí instalovat si doma klimatizační zařízení. Teplo bývá nesnesitelné především v městských bytech. Avšak chlazením interiérů zároveň přispíváme k dalšímu zahřívání exteriéru – spotřebovaná energie se projeví nejen na měsíčních platbách, ale také na růstu emisí CO2, čímž přispěje k dalšímu zhoršení problémů souvisejících s globálním oteplováním. Začarovaný kruh? Zrychlující se spirála vedoucí do žhavého pekla? Nechci strašit ani přehánět, jen bych chtěla upozornit, abyste při zvažování možností, jak se v létě chladit, mysleli i na to, co vás (a nás) to bude stát.  

Jak se tedy v létě zchladit a co nejméně přitom zahřát planetu? Dům důkladně zateplete (tepelná izolace totiž chrání nejen před únikem tepla z domu v zimě, ale i před jeho pronikáním do domu v létě), rozumně větrejte a při stínění a regulaci teploty v okolí domu se spolehněte na stromy. Už při plánovaní stavby myslete na orientaci zasklených ploch na světové strany a na jejich stínění… a o klimatizaci přemýšlejte co nejdřív. Možností chlazení je totiž více, a když o nich začnete uvažovat už na začátku výstavby, budete mít mnohem širší výběr.
 
Krátce o principech
Většina zařízení určených k chlazení pracuje na principu tepelného čerpadla nebo tepelné čerpadlo využívá. Na stejném principu pracují chladničky, klimatizace typu split či multisplit a využívají ho i mnohá zařízení, která k chlazení používají vodu (v tomto případě slouží tepelné čerpadlo jako zdroj chladu, respektive je to způsob, jak vodu k chlazení znovu ochladit). Vyžívají souvislosti mezi tlakem, objemem a teplotou v plynech (při zvýšení tlaku se zmenší objem a zvýší teplota a naopak) a také toho, že při změně skupenství z plynného na kapalné (nebo naopak) je nutné látce teplo odebrat (nebo dodat). A teplo potřebné pro změnu skupenství chladicí kapaliny se odebírá z okolí a dodává do okolí. Na jednom konci je tedy venkovní vzduch (výhodou je jednoduchá instalace zařízení), zemina v jisté hloubce či studniční voda (výhodou je jejich stabilní teplota), na (výhodou je jejich stabilní teplota), na druhém konci je ochlazovaný (případně i ohřívaný) vzduch nebo voda. Mezi nimi cirkuluje chladivo (látka, která absolvuje zmíněnou skupenskou změnu za vhodných podmínek), které teplo na jedné straně odebírá a na druhé odevzdává.
     
Vnitřní jednotky mohou mít různé formy a různý způsob umístění – podstropní, nástěnné, stojací, zabudované v podhledu…  Venkovní jednotka odevzdává teplo venkovnímu vzduchu v létě nebo ho z něj odebírá i při nízké teplotě v zimním období (až do -20 °C). Vnitřní fan-coil jednotka používaná k chlazení vodou.

Průměrný chladicí výkon potřebný k vychlazení běžné místnosti (15 až 20 m2) je asi 30 W/m3, respektive 100 W/m2. Tento údaj je však jen orientační – přesný potřebný chladicí výkon závisí na mnoha faktorech (především na velikosti a oslnění zasklených ploch, ale i na tepelněizolačních vlastnostech obvodové konstrukce a podobně), proto je vždy nutné dát si klimatizaci přesně dimenzovat dodavatelskou firmou.


Nejoblíbenější a nejznámější
K chlazení interiérů bytů a rodinných domů se jednoznačně nejčastěji používají zařízení typu split nebo multisplit: ve venkovní jednotce, která obsahuje nejhlučnější části – ventilátor a kompresor s motorem, se teplo odevzdává okolnímu vzduchu, vnitřní (s výparníkem a ventilátorem) ho odebírá vzduchu v místnosti. Mezi nimi cirkuluje chladivo v tenkých měděných trubkách, které se snadno skryjí do stěn. A zde je podstata popularity tohoto zařízení – lze ho bez větších problémů instalovat kdekoli a kdykoli a na rozdíl od starších kompaktních zařízení (například okenních, podokenních nebo tzv. mobilních jednotek) neobtěžuje hlukem. Klimatizace typu split jsou dostupné v různé kvalitě, a tedy i různých cenových úrovních, s různými výkony, spotřebou či dalšími funkcemi (například filtrace vzduchu nebo možnost zařízením nejen chladit, ale i topit).

Odpůrci klasických klimatizací často argumentují nepříjemným až nebezpečným průvanem. I zde však existují systémy, které regulují proudění vzduchu tak, aby nefoukal přímo na osoby v místnosti. Studený vzduch se například šíří podél stropu a odtud klesá dolů, teplý naopak proudí k nohám a podlaze, odkud přirozeně stoupá vzhůru. Jen se na to nesmí zapomínat při výběru zařízení.

 
Úsporné klimatizace
Na klasický chladicí cyklus se spotřebuje poměrně mnoho energie – k pohonu kompresoru, čerpadel, ventilátorů a podobně, proto je logické, že se hledají cesty, jak ušetřit. Jednou z možností je takzvaný invertor, tedy frekvenčně ovládaný kompresor. Proti standardním nárazovým on/off systémům (když teplota v místnosti poklesne pod nastavenou hodnotu, kompresor se vypne a znovu se zapne na plný výkon, překročí-li teplota o jistou hodnotu nastavený parametr) se v tomto případě výkon kompresoru reguluje plynule podle potřeb místnosti; přiblíží-li se teplota v místnosti k nastavené hodnotě, sníží se otáčky kompresoru, čímž se snižuje spotřeba a zvyšuje účinnost zařízení.
 

Klimatizace ART COOL od značky LG nejen chladí, ale jsou i interiérovou dekorací. Dodávají se v mnoha zajímavých vyhotoveních – kovově šedé barvy, zrcadlově lesklé, modré, s povrchem imitujícím dřevo… Žhavou novinkou jsou klimatizace orámované podobně jako obraz,  přičemž v rámu se nachází průhledná fólie, pod niž si můžete dát obraz podle vlastního vkusu.

 

U klimatizačních zařízení jsou standardem prachové filtry (na elektrostatické zachytávání běžného prachu), některé typy jsou však doplněny i o další možnosti filtrace – formaldehydový filtr, filtry odstraňující pachy, které mohou být příčinou migrény a chronické únavy, filtry zachytávající velmi jemné částice prachu a cigaretový kouř, filtry ničící alergeny, buněčné stěny a jádra bakterií, čímž bakterie úplně zabíjejí, systémy odstraňující roztoče či chlupy zvířat… Různé filtrační systémy ocení především lidé trpící alergiemi a dalšími onemocněními. V nabídce jsou různé režimy, až po takové, které fungují jako účinné čističky vzduchu. 

K celkové úspornosti klimatizace může přispět také její univerzálnost – některá zařízení fungují jen jednosměrně, jiná dokážou cyklus změnit, takže mohou podle potřeby vzduch v místnosti buď chladit, nebo ohřívat. Při vytápění totiž pracuje tepelné čerpadlo (kterým klimatizace v podstatě je) mnohem efektivněji než jiná vytápěcí zařízení – energie vynaložená na přesun tepla může být až pětinásobně nižší než samotné odevzdané teplo. To znamená, že za jistých podmínek může být spotřeba klimatizace používané k vytápění pětkrát nižší než spotřeba elektrického ohřívače při srovnatelném vytápěcím výkonu. Celková energetická efektivnost zařízení využívaného k chlazení i vytápění je tedy lepší než efektivnost čistě chladicích klimatizací – energii spotřebovanou k chlazení alespoň částečně kompenzuje energie ušetřená při vytápění stejným zařízením. Pro tuto dvojkombinaci mluví i fakt, že rozdíl v ceně proti srovnatelné „jednosměrné“ klimatizaci není příliš výrazný.
 
Více než půl tepelného čerpadla, nebo odpařovací chladič   
Další možností jak při chlazení ušetřit je nepoužít v chladicím cyklu kompresor. Uspoří se tak veškerá energie potřebná na jeho pohon. Bez kompresoru, který by stlačoval plyn a měnil ho na kapalinu znovu použitelnou k chlazení, se však chladicí cyklus neuzavře… Řešením záhady je jiný typ chladiva – voda. Podstata a celá technologie odpařovacího chladiče je umístěna mimo dům, v boxu tvaru kostky s hranou přibližně jeden metr. Do interiéru se z něj přivádí venkovní vzduch ochlazený na zvolenou teplotu vzduchotechnickým rozvodem a vyfukuje vzduchotechnickým vyústěním, většinou ukrytým v podhledu nebo umístěným pod stropem. Chlazení je založeno na stejném fyzikálním principu jako u klasické klimatizace – odebrání tepla z okolí při skupenské změně kapaliny v plyn. Na rozdíl od klasických klimatizací tu však jako chladivo slouží voda a chladicí okruh se neuzavírá – chladivo v zařízení necirkuluje, ale přivádí se vždy nové (odpařovací chladiče potřebují připojení na přívod studené vody) a jeho páry odcházejí do interiéru spolu s ochlazeným vzduchem. Voda, která se změní na vodní páry, vzduch nejen ochladí, ale zároveň ho i zvlhčí. Odpařovací chladiče se dají v našich klimatických podmínkách používat díky tomu, že zároveň se vzrůstající venkovní teplotou klesá vlhkost vzduchu, a tak je při chlazení vzduchu zvýšení jeho vlhkosti příjemné například pro astmatiky, vyšší vlhkost však zároveň ovlivňuje pocit tepelné pohody (vlhčí vzduch nám připadá teplejší). Vlhkost vzduchu s teplotou 20 až 23 °C bývá u nás za běžných podmínek kolem 70 % a podobné hodnoty dosahuje i vzduch chlazený v odpařovacím chladiči. 
 
Jak funguje odpařovací chladič? Teplý vzduch proudí kanálky přes zvlhčovaný panel. Z panelu se odpařuje voda, která odebírá tepelnou energii potřebnou pro tuto změnu skupenství z procházejícího vzduchu. Do chladicí jednotky tedy vchází teplý čerstvý vzduch a vychází z ní ochlazený a zvlhčený čerstvý vzduch, který se vzduchotechnickým potrubím přivádí do místností v domě. Celá technologie odpařovacího chladiče, včetně všech hlučných zařízení, jako jsou motor a ventilátor, je tedy umístěna mimo dům. Za letního dne, kdy je venkovní teplota 36 °C a relativní vlhkost vzduchu 30 %, se v odpařovacím chladiči vzduch ochladí na 26 °C a jeho relativní vlhkost se zvýší na 70 %. Rychlost nasávaného vzduchu je 1,5 m/s.

Pro i proti
K ekologicky (ale i finančně) motivovaným „pro“ patří nízká energetická náročnost (vystačí s energií na pohon ventilátoru vzduchotechniky) a úplná absence chemikálií v podobě technických chladiv. Výhodou je i relativně nízká cena samotného zařízení. Protože v odpařovacích chladičích chladivo necirkuluje, nepotřebují kompresor; proto se při jejich provozu spotřebuje podstatně méně energie – v porovnání s klasickými klimatizačními jednotkami je to jen kolem 20 až 40 %. Ke spotřebě energie však musíme připočítat i spotřebu vody – při plném výkonu je to asi 18 až 20 litrů za den (tedy přibližně dvě vědra). Cena zařízení samotného je proti splitu nižší asi o 1/3 (porovnání ceny montáže je problematické, protože závisí na individuálních podmínkách).

Tento typ klimatizace není univerzální a jeho použití je výhodné hlavně v suchém letním počasí – čím extrémnější podmínky, čím vyšší teplota a nižší vlhkost venkovního vzduchu, tím účinněji chladí.
Jak tomu už bývá, i toto zařízení má kromě výhod i své nevýhody, respektive omezení – není například vhodné do malých místností. Problematické je i jeho využití v bytech (především kvůli umístění venkovní jednotky) a také jeho funkčnost u dlouhých vzduchotechnických rozvodů. Odpařovací chladiče jsou ideální pro bungalovy, vrchní poschodí rodinných domů nebo domy s otevřenou dispozicí. Nejlépe je počítat s tímto systémem už při stavbě domu, kdy se nejsnáze skryjí nejen rozvody a vyústění vzduchotechniky, ale i venkovní jednotky.
Pochybnosti o hygieničnosti – zda například ve vlhkém prostředí chladicích kanálků nenarostou řasy a plísně – jsou podle slov dodavatele úplně zbytečné (a jeho přesvědčení je doloženo i evropskými certifikáty). Senzory, které kontrolují kvalitu vody, totiž zabezpečí její automatické dopouštění a výměnu. Když se zařízení nepoužívá, voda ze zásobníku se vypustí a zvlhčovací kanálky se rychle vysuší.

Klimatizace Ururu Sarara je výjimečná i možností upravit vlhkost vzduchu v interiéru – například v zimě dodává vlhkost z venkovního vzduchu (neobsahuje nádrž s vodou jako běžné zvlhčovače) a transportuje ji do vnitřní jednotky, čímž zabraňuje typickému nepříjemnému přesušení vzduchu ve vytápěcím období. V létě zase může vzduch odvlhčit beze změny teploty v místnosti (nedochází k podchlazování) – suchý vzduch je totiž na pocit chladnější, a tak pro příjemný pocit chladu postačí i vzduch s vyšší teplotou. 

 
  I když dnes se klimatizací zjednodušeně nazývá každé zařízení, které dokáže ochladit vzduch v interiéru, opravdová klimatizace by toho měla zvládnout mnohem více – přivádět do místností čerstvý vzduch, filtrovat ho a upravovat nejen jeho teplotu, ale i vlhkost. První zařízení typu split, které nabízí nejen chlazení vzduchu cirkulujícího v místnosti, ale je kompletní a plnohodnotnou klimatizací, je Ururu Sarara, kterou přibližně před rokem představila značka Daikin. Tento typ můžete používat po celý rok ke komfortní a kompletní klimatizaci – větrání a čištění vzduchu, chlazení, vytápění i úpravu vlhkosti.  
 
Chladit, větrat nebo obojí?
V případě odpařovacích chladičů se do ochlazované místnosti nedopravuje chladivo, ale přímo chlazený vzduch, čímž se vlastně dostáváme k další možnosti – chcete chladit vzduch cirkulující v místnosti, nebo přivádět zvenku čerstvý ochlazený vzduch? Každá z možností má své výhody i nevýhody. Venkovní vzduch může být teplejší než vzduch v místnosti, a tak k jeho ochlazení musíte odebrat více tepla, a tedy pravděpodobně spotřebujete i více energie. Na druhé straně ochlazením vzduchu cirkulujícího v místnosti se nezmění ostatní jeho parametry, jako je například podíl CO2, který stoupá s délkou vašeho pobytu v místnosti. A když v horkém létě otevřete okna…

I když u splitů, které jsou pro rodinné domy a byty nejběžnějším způsobem chlazení, není spojení s větráním obvyklé, v nabídce jsou i tato zařízení. Chlazení spojené s větráním je typické hlavně pro jiné systémy. Kromě velkých objektů i pro nízkoenergetické domy, kde nucené větrání souvisí také s vytápěním teplým vzduchem a rekuperací (energeticky i ekonomicky výhodný systém zpětného získávání tepla z odpadového vzduchu). V energeticky pasivních a nízkoenergetických domech se, jak jinak, vypořádali s chlazením způsobem energeticky vskutku nenáročným. Nutnou podmínkou však je počítat s ním už při plánování stavby domu. Čerstvý vzduch se do domu přivádí takzvaným zemním výměníkem – dostatečně dlouhou trubkou zakopanou asi metr pod zemí. Přechodem chladnou zemí se venkovní vzduch ochladí a do domu přichází čerstvý a „klimatizovaný“, přičemž náklady na takový provoz se v podstatě rovnají spotřebě malého ventilátoru. U investičních nákladů musíme počítat se zemními pracemi a nejlépe i se speciálním potrubím s antibakteriálním povrchem. Při ochlazování vzduchu totiž dochází ke kondenzaci vody na stěnách potrubí, což vytváří ideální prostředí pro růst řas a bakterií – i když odborníci tvrdí, že jen v tom případě, když se přeruší větrání, které způsobuje v trubce průvan pro bakterie a řasy nepřípustný. I zde je však nutné, podobně jako u klasických klimatizací, průběžně se zbavovat kondenzátu – zemní výměník musí mít dostatečný spád směrem ke sběrné nádobě.

 
Další možnosti chlazení vodou
Podobně jako dokážou měnit svůj chladicí a vytápěcí cyklus tepelná čerpadla v některých klimatizačních zařízeních chladících (nebo ohřívajících) přímo vzduch, dokážou ho přepínat i některá tepelná čerpadla, původně známá jako zdroj tepla pro vodu používanou k topení. Tato zařízení – tepelná čerpadla země – voda, voda – voda, vzduch – voda, která jsou známá svou vysokou účinností při vytápění, odevzdávají (a nově i odebírají) teplo vodě. Stejně dobře jako vodu ohřát dokážou ji i vychladit a studená voda se potom dá různými způsoby použít při chlazení místností – například v zařízeních, v nichž se cirkulující vzduch chladí vodou, tzv. fan-coilech, nebo v chladicích stropech.
 
Chlazení vodou znamená často vyšší investici – tepelná čerpadla země – voda nebo voda – voda, která se používají jako zdroj chladu, patří totiž mezi mimořádně efektivní, ale i nákladná zařízení, což může mnoho zájemců odradit. Připočítat je nutné i náklady na realizaci chladicích stropů. Investiční náklady jsou sice podstatně vyšší než u běžných splitů, provozní však mohou být nižší až o 60 %. Pokud se tepelné čerpadlo využívá jako zdroj chladu i tepla, zvýšené investiční náklady se vrátí za tři až pět let. 
 
Chlad nad hlavou
Úplně bezprůvanovou a za jistých podmínek i energeticky nenáročnou metodu chlazení vodou představuje stropní chlazení, podobně jako s podlahovým vytápěním či větráním s pomocí zemního výměníku s ním však musíte počítat už při projektování domu. Chladicí médium – voda ochlazená na požadovanou teplotu – proudí v trubkách zabudovaných ve stropu. Teplota chladicí vody nemusí být velmi nízká, protože stropní chlazení pracuje s kombinací sálání chladu a ochlazování vzduchu. Díky tomu je už teplota vzduchu 24 až 26 °C příjemná (stačí, když chladicí médium s teplotou asi 16 °C ochladí celou plochu stropu na 18 až 19 °C). Zdrojem chladu může být tepelné čerpadlo (například země – voda se zemním vrtem, voda – voda nebo vzduch – voda), které je univerzálním, a tedy ekonomickým řešením – v létě k chlazení a v zimě k vytápění. Nejjednodušší a také nejlevnější způsob je využít k chlazení vodu ze studny – její teplota pro vytvoření příjemného chladu v domě obvykle úplně postačuje. Voda cirkulující v trubkách stropního chlazení se ochladí od studniční vody snadno a levně – v protiproudovém výměníku tepla. Provozní náklady na chlazení tak představují cenu spotřeby cirkulačního čerpadla (podobně jako u chlazení vzduchu v zemním kolektoru).
 

Způsoby instalace stropního chlazení

  • v stropní betonové konstrukci – vyžaduje přípravu před započetím stavby, realizace je poměrně náročná a přístup při opravách složitější
  • podomítková instalace – chladicí trubky se upevňují do kovových hřebenů na stropě a zatřou se vrstvou omítky; tento způsob je vhodný, pokud stavební výška místností neumožňuje snížení o sádrokartonové podhledy
  • do sádrokartonových podhledů je praktickým řešením pro všechny rozvody v domě; jednoduchý přístup v případě poruchy
  • chladicí kazety – kazetové moduly se zabudovanými trubkami; pro malé rozměry je jejich ukládání pracné, složitěji se umístí svítidla a konstrukční otvory
TEXT: Erika Kuhnová
FOTO: archiv firem
 
Odborná spolupráce: Ing. Milan Bartoš (Activhouse, s. r. o.), Ing. Peter Botek (Climat, s. r. o.), Ing. Jozef Kováč (Daikin, s. r. o.) a Ing. Norbert Šoóš (Microwell, s. r. o)
Reklama
Reklama

Komentáře

  • Autorka bojuje s fyzikou, jednou tvrdí že je v létě suchý vzduch, o pár řádku níže jej vysušuje, že je zase moc vlhký ….ach jo, takové základní věci a plavou v tom jak kachničky na rybníčku 🙂

    DH

Komentovat