Chladiace trรกmy โ fรกmy a fakty
O vรฝhodรกch chladiacich trรกmov sa veฤพa hovorรญ. Akรก je skutoฤnosลฅ a ako obstojรญ porovnanie s VRV rieลกenรญm? Jednou z moลพnostรญ, ako zabezpeฤiลฅ chladenie v budovรกch, je vyuลพiลฅ chladiace trรกmy. Pozrime sa bliลพลกie na ich technickรฉ parametre a porovnajme, ako v rovnakรฝch aplikรกciรกch obstoja aj systรฉmy s priamym chladenรญm, naprรญklad VRV systรฉmy.
Chladiace trรกmy sa prvรฝ raz objavili v Nรณrsku v roku 1975. Pรดvodne sa pouลพรญvali prevaลพne v ล kandinรกvii, ktorรก sa vyznaฤuje nรญzkymi, respektรญve stabilnรฝmi zรกลฅaลพami s nรญzkou fluktuรกciou latentnej zรกลฅaลพe (vlhkosti) poฤas chladiacej sezรณny. Do inรฝch oblastรญ sa tรกto technika nerozลกรญrila, pretoลพe sa nedokรกzala vyrovnaลฅ s vyลกลกรญmi zรกลฅaลพami a hlavne vysokou premenlivosลฅou latentnej zรกลฅaลพe poฤas letnรฝch obdobรญ v juลพnejลกรญch oblastiach. V 90. rokoch sa vลกak zaฤali dramaticky zlepลกovaลฅ tepelnรฉ vlastnosti budov aj s ohฤพadom na chladiacu sezรณnu, niลพลกie tepelnรฉ zisky tak umoลพnili rozลกรญrenie technolรณgie do zvyลกku sveta. Vysokรก variabilita latentnรฝch zรกลฅaลพรญ vลกak pri tomto rieลกenรญ zostรกva stรกle veฤพkou vรฝzvou.
Medzi najฤastejลกie tvrdenia o vรฝhodรกch vodnรฝch systรฉmov s chladiacimi trรกmami (v porovnanรญ s fan-coil ฤi VRV rieลกeniami) patria:
- Chladenie pomocou trรกmov je vysoko energeticky รบฤinnรฉ, pretoลพe vyuลพรญva chladiacu vodu s relatรญvne vysokou teplotou (zvyฤajne 16 โ 18 ยฐC), ktorรบ moลพno vyrobiลฅ v chilleri s relatรญvne vysokou รบฤinnosลฅou;
- Chladiace trรกmy v sebe nemajรบ ventilรกtory, preto sรบ veฤพmi tichรฉ a nespotrebรบvajรบ ลพiadnu elektrickรบ energiu;
- V chladiacich trรกmoch nedochรกdza ku kondenzรกcii, preto netreba rieลกiลฅ odvod kondenzรกtnej vody;
- Prรบdenie vzduchu z chladiacich trรกmov mรก veฤพmi nรญzku rรฝchlosลฅ, preto nevznikรก riziko neprรญjemnรฉho pocitu prievanu;
- Chladiace trรกmy existujรบ v mnoลพstve dizajnovรฝch variantov a mรดลพu obsahovaลฅ aj ฤalลกie vybavenie (osvetlenie, sprinklery atฤ.).
Poฤme sa teda bliลพลกie pozrieลฅ na to, ฤo sa skrรฝva za tรฝmito tvrdeniami z pohฤพadu vyuลพitia chladiacich trรกmov, naprรญklad v kancelรกrskych priestoroch. Zรกroveล porovnรกme, ako obstoja v rovnakรฝch aplikรกciรกch VRV systรฉmy.
Je chladenie pomocou trรกmov vysoko energeticky รบฤinnรฉ?
Chladiace trรกmy vyuลพรญvajรบ relatรญvne teplรบ chladiacu vodu (zvyฤajne 16 โ 18 ยฐC). Dรดvodom vyuลพรญvania vysokoteplotnej chladiacej vody je to, ลพe chladiace trรกmy nemajรบ kondenzรกtne vane, takลพe musia pracovaลฅ s vodou, ktorรก mรก teplotu nad teplotou rosnรฉho bodu vnรบtornรฉho vzduchu. Ak by bola teplota vody pod rosnรฝm bodom, v trรกme by sa tvoril kondenzรกt, ktorรฝ by kvapkal dolu do priestoru (situรกcia, ktorรก sa nazรฝva aj โvnรบtornรฝ dรกลพฤโ, je znรกma zo zle navrhnutรฝch aplikรกciรญ).
Pritom platรญ, ลพe teplota rosnรฉho bodu stรบpa so:
- stรบpajรบcou vnรบtornou teplotou (naprรญklad ak dรดjde k nรกhlemu nรกrastu zรกลฅaลพรญ),
- stรบpajรบcou vnรบtornou vlhkosลฅou (naprรญklad ak v priestore dรดjde k nรกrastu poฤtu osรดb alebo ak vplyvom vonkajลกieho proยญstredia dรดjde k nรกrastu vlhkosti v dodรกvanom ฤerstvom vzduchu, napr. pri bรบrke).
Otรกzna je aj vรฝroba vysokoteplotnej chladiacej vody s vysokou รบฤinnosลฅou. Je to moลพnรฉ, no nรกrast รบฤinnosti nie je aลพ takรฝ dramatickรฝ a zlepลกenie รบฤinnosti si navyลกe vyลพiada aj vรฝrazne vyลกลกiu spotrebu ฤerpadiel, pretoลพe celkovรฝ prietok vody mรดลพe byลฅ aลพ dvojnรกsobnรฝ. To mรก, samozrejme, zas vplyv aj na dimenzie potrubรญ. Za urฤitรฝch okolnostรญ nie je dokonca vรฝroba vysokoteplotnej chladiacej vody s vysokou รบฤinnosลฅou moลพnรก vรดbec. Aby vo vnรบtornom prostredรญ nestรบpal rosnรฝ bod, musรญ sa vetracรญ vzduch dostatoฤne odvlhฤiลฅ, t. j. ochladiลฅ, na ฤo je nevyhnutnรก chladiaca voda so ลกtandardnou teplotou. V skutoฤnosti je vลกak ฤasto pouลพitรก iba jedna chladiaca centrรกla produkujรบca len chladiacu vodu so ลกtandardnou nรญzkou teplotou. Pred zavedenรญm do chladiacich trรกmov sa voda โohrejeโ primieลกanรญm vratnej vody, preto v takomto prรญpade zostรกva potenciรกl รบฤinnosti pri vรฝrobe vysokoteplotnej chladiacej vody nevyuลพitรฝ.
Obr. 1 Porovnanie priameho a nepriameho chladenia
Porovnanie s VRV
VRV je systรฉm s priamym chladenรญm (DX), ktorรฝ mรก uลพ zo zรกkladnรฉho princรญpu vyลกลกiu รบฤinnosลฅ (obr. 1). Pri priamom chladenรญ je totiลพ vnรบtornรฝ vzduch chladenรฝ priamo chladivovรฝm okruhom, pri nepriamom chladenรญ je vnรบtornรฝ vzduch chladenรฝ sekundรกrnym vodnรฝm okruhom. A prรกve dodatoฤnรก vรฝmena tepla so sekundรกrnym okruhom a dodatoฤnรฝ zdroj na presun mรฉdia v sekundรกrnom okruhu spรดsobujรบ energetickรฉ straty a straty รบฤinnosti. Navyลกe platรญ, ลพe hodnota รบฤinnosti chillera neobsahuje spotreby ฤerpadiel, ktorรฉ sรบ podstatnรฉ. VRV systรฉm ponรบka revoluฤnรฉ riadenie s premenlivou teplotou chladiva, ฤiลพe vรฝkon prispรดsobuje nielen รบpravou rรฝchlosti kompresorov, ale aj รบpravou vyparovacej teploty, ฤo prinรกลกa dramatickรฝ nรกrast รบฤinnosti pri ฤiastoฤnej zรกลฅaลพi a vรฝrazne zvyลกuje komfort v miestnosti (obr. 2).
Obr. 2 Porovnanie รบฤinnostรญ pri ฤiastoฤnej zรกลฅaลพi
Sรบ chladiace trรกmy veฤพmi tichรฉ?
Ako fungujรบ chladiace trรกmy, ak nemajรบ ventilรกtory? Existujรบ dva typy chladiacich trรกmov:
- pasรญvne chladiace trรกmy (obr. 3a), ktorรฉ fungujรบ iba vฤaka princรญpu, ลพe chladnรฝ vzduch (ochladenรฝ trรกmom) mรก vyลกลกiu hustotu, a teda padรก dolu spรดsobujรบc prirodzenรบ cirkulรกciu vzduchu,
- aktรญvne chladiace trรกmy (indukฤnรฉ jednotky), obr 3b. ktorรฉ vyuลพรญvajรบ prรบd ventilaฤnรฉho (ฤerstvรฉho) vzduchu s vysokou rรฝchlosลฅou (tzv. primรกrny vzduch), ktorรฝ strhรกva okolitรฝ vnรบtornรฝ vzduch a prehรกลa ho cez trรกm โ tento dej sa nazรฝva indukovanรก cirkulรกcia.
Obr. 3 Chladiace trรกmy: a) pasรญvne b) aktรญvne
Sรบ teda chladiace trรกmy skutoฤne tichรฉ? รno, ak ide o pasรญvne chladiace trรกmy. Tรกto vlastnosลฅ je vลกak vykรบpenรก extrรฉmne nรญzkym vรฝkonom โ pasรญvne chladiace trรกmy dodajรบ maximรกlne 0,4 kW na meter ich dฤบลพky, obvykle vลกak len okolo 0,2 kW. Pri aktรญvnych chladiacich trรกmoch zรกvisรญ vลกetko od nรกvrhu. Ak sa vyลพaduje vรคฤลกรญ chladiaci vรฝkon, treba privรกdzaลฅ primรกrny vzduch vyลกลกou rรฝchlosลฅou, aby sa indukovala vyลกลกia cirkulรกcia, vysokorรฝchlostnรฝ prรบd vzduchu je tak vลกak schopnรฝ vytvoriลฅ viac hluku neลพ niektorรฉ fan-coil jednotky. Rovnako dlhรฝ chladiaci trรกm (pri dฤบลพke 2,7 m) tak mรดลพe byลฅ celkom tichรฝ (< 20 dB(A) pri vรฝkone pribliลพne 1,4 kW), ale aj veฤพmi hluฤnรฝ (55 dB(A) s vรฝkonom pribliลพne 2,3 kW).
Naozaj chladiace trรกmy nespotrebรบvajรบ ลพiadnu elektrickรบ energiu?
ล etria trรกmy elektrickou energiou, ak nemajรบ ventilรกtory? Chladiace trรกmy sami osebe skutoฤne ลพiadnu elektrickรบ energiu nespotrebรบvajรบ. Aktรญvne chladiace trรกmy vลกak vyลพadujรบ vysokorรฝchlostnรฝ prรบd externe dodรกvanรฉho ventilaฤnรฉho vzduchu na indukovanie cirkulรกcie. Vytvorenie tohto prรบdu vzduchu si vyลพaduje, aby ventilaฤnรฝ vzduch dosahoval veฤพmi vysokรฉ tlaky (obvykle okolo 100 aลพ 150 Pa v samotnom trรกme). ล tandardnรก distribรบcia ฤerstvรฉho vzduchu si pritom vyลพaduje len okolo 20 Pa v koncovรฝch elementoch (difรบzoroch). ฤalลกia nevรฝhoda aktรญvnych chladiacich trรกmov spoฤรญva v tom, ลพe vyลพadujรบ neustรกly prรบd ventilaฤnรฉho vzduchu (primรกrny vzduch) na dodรกvanie chladiaceho alebo vykurovacieho vรฝkonu.
Znaฤne teda obmedzujรบ potenciรกl รบspor energie pouลพitรญm dynamickรฉho riadenia ventilรกcie na zรกklade skutoฤnej potreby. Takรฉto riadenie ventilรกcie (na zรกklade koncentrรกcie CO2) mรดลพe usporiลฅ aลพ 40 % energie na vetranie (pohon ventilรกtorov + chladenie/ohrievanie ฤerstvรฉho vzduchu). Aktรญvne chladiace trรกmy to vลกak nemรดลพu vyuลพiลฅ, pretoลพe obmedzenie ventilรกcie obmedzuje zรกroveล ich vรฝkon. Vypnutie chladenia vedie k nรกrastu vnรบtornej teploty, a teda k nรกrastu rosnรฉho bodu, ฤรญm mรดลพe nastaลฅ situรกcia, keฤ trรกm nemรดลพe zaฤaลฅ znovu naplno chladiลฅ, pretoลพe by to spรดsobilo โvnรบtornรฝ dรกลพฤโ. Vypnutie vetrania v ฤase neprรญtomnosti osรดb poฤas obdobia vykurovania mรดลพe zasa spรดsobiลฅ neprรญjemnรฉ ochladenie miestnosti โ najmรค pre tรฝch, ktorรญ sa do miestnosti vrรกtia (naprรญklad po obede).
Obr. 4 Prรญklady VRV vnรบtornรฝch jednotiek: a) kazetovรก vnรบtornรก jednotka b) kanรกlovรก jednotka s distribรบciou vzduchu potrubรญm a difรบzormi
Porovnanie s VRV
VRV systรฉmy ponรบkajรบ ohromnรฉ mnoลพstvo variantov vnรบtornรฝch jednotiek โ od priznanรฝch jednotiek inลกtalovanรฝch na stenu, pod strop ฤi do podhฤพadu aลพ po kanรกlovรฉ jednotky neviditeฤพnรฉ obyvateฤพom miestnosti. Porovnateฤพnรฝm prรญkladom mรดลพu byลฅ kazetovรฉ vnรบtornรฉ jednotky, ktorรฉ majรบ nรญzke inลกtalaฤnรฉ nรกklady (nepotrebujรบ rozvody vzduchu) a hladiny hluku pribliลพne od 25 dB(A), alebo kanรกlovรฉ jednotky s distribรบciou vzduchu potrubรญm a difรบzormi, ktorรฉ majรบ neobmedzenรฉ moลพnosti konfigurรกciรญ a dizajnu a mรดลพu dosiahnuลฅ hladinu hluku pod hranicou poฤuteฤพnosti. VRV systรฉmy poskytujรบ vykurovanie alebo chladenie nezรกvisle od vetrania (obr. 5). ฤerstvรฝ (ventilaฤnรฝ) vzduch moลพno privรกdzaลฅ len do nevyhnutnej miery, tzn. moลพno vyuลพiลฅ dynamickรบ regulรกciu vetrania. Ak je miestnosลฅ รบplne prรกzdna, dรก sa vetranie aj รบplne zastaviลฅ a aj napriek tomu moลพno miestnosลฅ stรกle temperovaลฅ a predรญsลฅ jej prehriatiu ฤi podchladeniu. VRV vnรบtornรฉ jednotky moลพno nastaviลฅ tak, aby vo chvรญli, keฤ nie je poลพadovanรฝ ani chladiaci ani vykurovacรญ vรฝkon, vypli ventilรกtory na znรญลพenie spotreby energie.
Obr. 5 VRV systรฉmy poskytujรบ vykurovanie alebo chladenie nezรกvisle od vetrania.
Odpadรก pri chladiacich trรกmoch nebezpeฤenstvo kondenzรกcie?
Chladiace trรกmy nemajรบ kondenzรกtne vane, preto treba dรดsledne strรกลพiลฅ teplotu rosnรฉho bodu, aby nedoลกlo k โvnรบtornรฉmu daลพฤuโ. Ak rosnรฝ bod stรบpne (naprรญklad z dรดvodu nรกrastu vnรบtornรฝch zรกลฅaลพรญ), je nevyhnutnรฉ obmedziลฅ chladenie (zvรฝลกenรญm teploty vody) ฤi dokonca chladenie celkom vypnรบลฅ alebo vรฝraznejลกie ochladzovaลฅ a odvlhฤovaลฅ ventilaฤnรฝ vzduch, ฤo je vลกak energeticky nรกroฤnรฉ.
Poฤas chladiacej sezรณny vลกak nie je moลพnรฉ chladenie โdoฤasneโ vypnรบลฅ (naprรญklad cez obed), pretoลพe by sa zvรฝลกila vnรบtornรก teplota, a teda aj rosnรฝ bod a mohol by nastaลฅ prรญpad, keฤ by nebolo moลพnรฉ znovu zaฤaลฅ chladiลฅ bez rizika โvnรบtornรฉho daลพฤaโ. Ak dรดjde k vรฝpadku chladenia (z dรดvodu vรฝpadku prรบdu ฤi vรฝpadku chillera), opรคtovnรฝ nรกbeh sa musรญ robiลฅ veฤพmi opatrne a pomaly, aby nikde neklesla teplota chladiacej vody pod rosnรฝ bod.
Porovnanie s VRV
Systรฉmy VRV IV s revoluฤnรฝm riadenรญm a s premenlivou teplotou chladiva mรดลพu vรคฤลกinu sezรณny takisto chladiลฅ bez kondenzรกcie. V prรญpade nutnosti vลกak pri nich nie je problรฉm zvรฝลกiลฅ vรฝkon aj za cenu kondenzรกcie na vรฝmennรญku, pretoลพe vลกetok kondenzรกt sa zhromaลพฤuje v kondenzรกtnej vani a odvรกdza sa samospรกdom alebo odฤerpรกva ฤerpadlom. Hoci kondenzรกtne vane treba aspoล raz roฤne ฤistiลฅ, pri VRV systรฉmoch odpadรก รบdrลพba hydraulickรฝch komponentov (ventilov, ฤerpadiel, riadiacich prvkov, kvality zariadenรญ na รบpravu vody a pod.).
Netreba sa bรกลฅ neprรญjemnรฉho pocitu prievanu?
Ako prakticky vo vลกetkom, ฤo sa tรฝka chladiacich trรกmov, aj pri tomto aspekte veฤพmi zรกvisรญ od sprรกvneho nรกvrhu โ najmรค vtedy, ak sa od chladiacich trรกmov poลพadujรบ vysokรฉ vรฝkony, mรดลพu nastaลฅ situรกcie s obลฅaลพujรบcim prรบdom vzduchu, ktorรฉ sa vลกak rieลกia veฤพmi ลฅaลพko:
- ak sรบ dva aktรญvne chladiace trรกmy prรญliลก blรญzko seba, ich prรบdenie sa mรดลพe zraziลฅ a spรดsobiลฅ silnรฝ prรบd vzduchu smerujรบci dolu,
- v prรญpade pasรญvnych chladiacich trรกmov mรดลพe poลพiadavka na vyลกลกie vรฝkony (napr. 0,4 kW na meter trรกmu) spรดsobiลฅ takรฉ vรฝraznรฉ ochladenie vzduchu, ลพe jeho klesanie pod trรกmom bude veฤพmi citeฤพnรฉ.
Obr. 6 Pri VRV jednotkรกch moลพno zaruฤiลฅ, ลพe vzduch nikdy nefรบka priamo na osoby a zรกroveล v prรญpade vykurovania moลพno predรญsลฅ aj teplotnรฉmu vrstveniu.
Porovnanie s VRV
Pri kazetovรฝch jednotkรกch Daikin moลพno pomocou ovlรกdaฤa individuรกlne nastavovaลฅ smer prรบdenia vzduchu z kaลพdej zo ลกtyroch vรฝfukovรฝch lamiel alebo dokonca รบplne automaticky pomocou snรญmaฤov prรญtomnosti a polohy osรดb v miestnosti. Takto moลพno zaruฤiลฅ, ลพe vzduch nikdy nefรบka priamo na osoby a zรกroveล v prรญpade vykurovania moลพno predรญsลฅ aj teplotnรฉmu vrstveniu (obr. 6). Kanรกlovรฉ jednotky ponรบkajรบ neobmedzenรฉ moลพnosti, ako vzduch distribuovaลฅ, vrรกtane rieลกenรญ eliminujรบcich riziko pocitu prievanu.
Ako je to s dizajnom a ฤalลกรญm vybavenรญm?
Chladiace trรกmy mรดลพu obsahovaลฅ ฤalลกie vybavenie (osvetlenie, sprinklery atฤ.), otรกzka vลกak znie, preฤo sa vlastne ponรบkajรบ chladiace trรกmy s ฤalลกรญm vybavenรญm. Vysvetlenie spoฤรญva v tom, ลพe trรกmy zaberajรบ v strope veฤพa miesta, takลพe na ostatnรฉ zariadenia ho uลพ zostรกva pomenej. Chladiace trรกmy s integrovanรฝm osvetlenรญm a ฤalลกรญmi zariadeniami tak niekedy predstavujรบ jedinรฝ spรดsob, ako miestnosลฅ zariadiลฅ vลกetkรฝm potrebnรฝm vybavenรญm.
Porovnanie s VRV
VRV jednotky neobsahujรบ ฤalลกie vybavenie, ale to ani nemusia, pretoลพe v okolรญ ponechรกvajรบ dostatok priestoru na ich beลพnรบ inลกtalรกciu (plochรก kazetovรก jednotka Daikin naprรญklad vรดbec nezasahuje do susednรฝch kaziet ลกtandardnรฉho Euro-rastra). Navyลกe sa vฤaka tomu dรก vyhnรบลฅ obmedzenej ponuke vybavenia, ktorรก je sรบฤasลฅou chladiacich trรกmov. Spoloฤnosลฅ Daikin ponรบka spolu aลพ 14 rozliฤnรฝch typov VRV vnรบtornรฝch jednotiek vrรกtane vรฝhercov dizajnovรฝch ocenenรญ (obr. 4 a 7). Navyลกe je tu moลพnosลฅ napojiลฅ na VRV systรฉm aj viac ฤalลกรญch typov ลกtรฝlovรฝch rezidentnรฝch split jednotiek.
Obr. 7 Medzi 14 rรดznymi typmi Daikin vnรบtornรฝch jednotiek sรบ aj vรฝhercovia dizajnovรฝch ocenenรญ.
Zรกver
Ak berieme do รบvahy energetickรฉ hฤพadisko, platรญ, ลพe:
- chladiace trรกmy mรดลพu vyuลพiลฅ vysokoteยญplotnรบ chladiacu vodu, ktorรบ moลพno vyrรกbaลฅ s รบฤinnosลฅou vyลกลกou pribliลพne o 14โฏ%, ak sa pri nich pouลพรญva samostatnรฝ chiller; chladiace trรกmy vลกak potrebujรบ aลพ 2x vyลกลกรญ celkovรฝ prietok chladiacej vody v porovnanรญ s fan-coil rieลกenรญm, a to z dรดvodu poloviฤnรฉho teplotnรฉho spรกdu (15/18 ยฐC vs. 6/12 ยฐC), ฤo znamenรก 2x vyลกลกiu spotrebu obehovรฝch ฤerpadiel,
- chladiace trรกmy potrebujรบ neustรกly prรญvod ventilaฤnรฉho vzduchu s vysokรฝm tlakom, ฤo zvyลกuje potrebnรฝ prรญkon ventilรกtorov vo vzduchotechnickรฝch jednotkรกch o 20 aลพ 30 %,
- na dostatoฤnรฉ odvlhฤovanie vnรบtornรฉho priestoru treba vรฝrazne odvlhฤovaลฅ, a teda aj ochladzovaลฅ prรญvodnรฝ ventilaฤnรฝ vzduch (aลพ na 14 ยฐC), ฤo v porovnanรญ s fan-coil alebo VRV rieลกeniami (ochladzovanie na 20 ยฐC aj viac) prinรกลกa najmenej o 40 % vyลกลกie nรกroky na chladenie ventilaฤnรฉho vzduchu.
- VRV systรฉmy majรบ najniลพลกรญ vplyv na stavbu z hฤพadiska zaberania priestoru, ktorรฝ by sa mohol inak komerฤne vyuลพiลฅ.
- VRV systรฉmy majรบ najniลพลกรญ vplyv na stavbu z hฤพadiska stavebnรฝch nรกkladov (statickรก zรกลฅaลพ, vรฝลกka poschodรญ atฤ.)
- VRV systรฉmy dosahujรบ najniลพลกie celkovรฉ prevรกdzkovรฉ nรกklady (nรกklady na prevรกdzku energie a รบdrลพbu).
Text vznikol v spoluprรกci so spoloฤnosลฅou Daikin.
Foto a obrรกzky: Daikin
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise TZB HAUSTECHNIK.