Mnohí z nás sa nevedia dočkať leta, no práve toto obdobie nie je ideálne pre uzatvorené priestory bez výmeny a ochladzovania vzduchu. Preto je dôležité poznať rôzne systémy externého chladenia vzduchu, ich princípy fungovania a typy, ktoré sú na trhu dostupné.
Princíp fungovania kompresorového chladenia
Základom efektívneho chladenia vzduchu v klimatizačných systémoch je kompresorový chladiaci systém. Ten v jadre stláča a pumpuje chladivo, ktoré cirkuluje celým systémom. Čím vyšší tlak vzniká, tým viac rastie teplota chladiva. Teplo z chladiva je prijímané ovzduším okolo výmenníka, známeho ako kondenzátor.
Vďaka tlaku a poklesu teploty mení chladivo svoje skupenstvo z plynného na kvapalné. Následne prechádza kvapalina škrtiacim ventilom (kapilára alebo rozširujúci sa ventil), ktorý kladie odpor voči prietoku. Týmto vzniká zmena tlaku, pri ktorej sa chladivo rozpína a vyparuje sa. Na rozdiel od kondenzácie, pri vyparovaní dochádza k poklesu tlaku i teploty. V dôsledku tohto javu je teplo odovzdané zo vzduchu do chladiva, čo spôsobí jeho odparenie. Teplota vzduchu klesá pod rosný bod, čím nadbytočná vlhkosť začne kondenzovať na stenách výparníka.
V prípade, že prevádzka prebieha za nižších teplôt, môže sa stať, že roztopená voda vo výparníku zmrzne, čo zníži odpor prietoku vzduchu vo výmenníku. Aby sme tomu predišli, zabudovaný elektronický kontrolný systém pravidelne otvára elektromagnetický ventil.
Typy chladiacich systémov na báze kompresora (klimatizácie)
V dnešnej dobe sú na trhu dostupné rôzne chladiace systémy, ktoré sa líšia svojou konštrukciou, cenou, náročnosťou inštalácie, funkčnosťou, životnosťou a mnohými ďalšími parametrami. Zvoliť si ten najlepší pre vaše priestory tak môže byť niekedy náročné. S niektorými sa stretávame pravidelne, iné sú na Slovensku využívané menej.
Mono Split klimatizácia
Tento typ sa častokrát označuje aj ako mono split klimatizácia alebo izbová klimatizácia. Systém pozostáva z vonkajšej jednotky (kondenzátora) a jednej vnútornej jednotky (výparníka), ktoré sú navzájom prepojené. Vzduch sa ochladzuje tak, že chladivo mení svoje skupenstvo a odovzdáva teplo. Výhodou izbovej klimatizácie je nízka cena. Avšak, ak ju chcete mať vo viacerých miestnostiach, problémom je narušenie estetiky nehnuteľnosti, keďže každej vnútornej jednotke prináleží jedna vonkajšia. Vnútorná jednotka sa štandardne montuje na stenu.
Multi Split klimatizácia
V domácnostiach je to azda najpoužívanejší chladiaci systém. Funguje na rovnakom princípe ako izbová klimatizácia, no s tým rozdielom, že k jednej vonkajšej jednotke je pripojených viacero vnútorných jednotiek. Každá vnútorná jednotka je samostatným vzduchotechnickým zariadením, v ktorom dochádza k odparovaniu chladiva. Inštalácia modernej multi split klimatizácie je cenovo náročnejšia, avšak z dlhodobého hľadiska sa oplatí. Vnútorné jednotky môžu byť inštalované na stenu alebo do stropu, čo závisí od preferencií spotrebiteľa.
Kanálová (potrubná) klimatizácia
V prípade kanálovej klimatizácie je celé srdce chladiaceho systému (kondenzátor, výparník a kompresor) umiestnené v jednej časti nehnuteľnosti, často v technickej miestnosti. Generuje chladný vzduch, ktorý je následne potrubiami distribuovaný do jednotlivých miestností. Nevýhodou sú vyššie tepelné straty v potrubnom systéme, ktorý rozvádza vzduch.
Kazetová klimatizácia
Kazetová klimatizácia funguje podobne ako multi split, no s tým rozdielom, že vnútorná jednotka je zabudovaná do stropu. Fúka vzduch 4 smermi, vďaka čomu dokáže rýchlejšie vychladiť aj väčšie priestory.
Mobilná klimatizácia
Mobilná klimatizácia odvádza teplo z vnútorných priestorov do vonkajších. Výhodou mobilnej klimatizácie je jednoduchá manipulácia s prístrojom a možnosť okamžitého používania. Nie sú potrebné žiadne stavebné úpravy, stačí vložiť odvodovú hadicu do okna. Aj pri mobilných klimatizáciách treba myslieť na kondenz, čiže tekutinu, ktorá vzniká pri ich činnosti. Niektoré mobilné klimatizácie naň majú zabudovanú nádržku, no treba ju po čase vždy vyliať. Existujú aj riešenia, pri ktorých sa dá tekutina pomocou hadičky presúvať do kanála. Cena mobilných klimatizácií je nižšia ako pri pevných inštaláciách.
Chladiče vzduchu (Evaporačné chladiče)
Chladiče vzduchu pracujú na odlišnom princípe než vyššie spomínané typy klimatizácií. Ventilátor v jednotke prefukuje vonkajší vzduch cez vlhké podložky, ktoré ho ochladzujú, a následne sa privádza do miestností. Ich výhodou je konštrukčná jednoduchosť. Ide o kompaktné zariadenia, ktoré stačí pripojiť do elektriny. Ochladzovače vzduchu fungujú na princípe výmeny vzduchu, pričom ventilátor do ochladzovača nasáva teplý vzduch zozadu a spredu fúka ochladený vzduch. Chladič vzduchu využíva chladiacu batériu, cez ktorú prúdi vzduch a nasáva chlad zo zásobníka na studenú vodu alebo ľad.
Zásobník ochladzovača vzduchu môžete naplniť studenou vodou alebo ľadom. Tieto systémy sú založené na fyzikálnom princípe adiabatického chladenia, pri ktorom sa v miestnosti odparuje zo zariadenia voda pomocou ventilátora a spotrebováva sa pri tom teplo okolia. Ochladzovače vedia znížiť teplotu v miestnosti v priemere o 4°C, čo je oproti výsledku klimatizácie nevýhodou. Mobilná či nástenná/stropná klimatizácia dokáže vzduch ochladiť výrazne rýchlejšie.
Je dôležité si uvedomiť, že ochladzovač vzduchu nie je klimatizácia. Hoci obe zariadenia pracujú na ochladzovaní vzduchu, fungujú odlišne. Ochladzovače vzduchu neobsahujú kompresor, dosahujú preto nižšiu úroveň hlučnosti ako klimatizácie o približne 10 dB. Jedným z mínusov ochladzovačov je, že na chladenie miestnosti vyžadujú obsluhu, či už ide o dolievanie ľadovej vody alebo pridávanie kociek ľadu či zamrznutých kontajnerov. Navyše, v uzavretej miestnosti môžu spôsobiť aj výrazné zvýšenie vlhkosti, keďže z vody či ľadu sa odparuje voda. Roztopený ľad a ohriata voda spôsobia, že z ochladzovača sa stane len ventilátor, ktorý miestnosť neochladí, iba navodzuje pocit nižšej teploty. Pre intenzívnejšie chladenie je možné pridať do nádrže ľad. Neodporúča sa používať ochladzovač vzduchu namierený priamo na vás dlhšiu dobu, aby ste predišli prechladnutiu. Tiež je dôležité dbať na hygienu, aby sa v zásobníku vody rýchlo nemnožili baktérie.
Funkcie a vlastnosti moderných ochladzovačov vzduchu
Moderné ochladzovače vzduchu sú často vybavené rôznymi funkciami. Je možné ich ovládať cez smartfón alebo tablet a sú dostatočne kompaktné na to, aby si ich používateľ mohol vziať so sebou aj na cesty. Niektoré modely dokážu okrem chladenia vypúšťať aj zvlhčený vzduch. Existujú aj modely s ionizátorom, ktorý čistí vzduch od škodlivých látok. Tieto zariadenia majú zabudovaný špeciálny vzduchový filter - najčastejšie HEPA filter, ktorý zachytáva molekuly a častice prúdiace vzduchom. Na ióny sa naviaže kyslík, následne sa vytvoria záporne nabité častice nazývané anióny. Ochladzovač vzduchu s ionizátorom je prevenciou proti šíreniu húb, roztočov, pachov a vírusov. Okrem toho ionizačná technika dokáže odstrániť aj zápach spôsobený plesňami. Väčšina ochladzovačov vzduchu spotrebuje 30 až 75 W, čo je energeticky úspornejšie ako klimatizácia.
Príklady modelov ochladzovačov vzduchu
- Malý USB ochladzovač: Ideálny na pracovný stôl, napája sa z USB portu počítača či nabíjačky. Má objem nádoby na studenú vodu len 0,4 l, ale ponúka 3 stupne výkonu ventilátora a LED osvetlenie so 6 farbami. Hlučnosť je deklarovaná na 35 dB.
- Stredný ochladzovač (napr. Sencor SFN 5011WH): Väčší a výkonnejší model s prietokom vzduchu až 90 m³/hod. Príkon je 45 W, maximálna hlučnosť 45 dB. Objem nádržky na vodu je 3 litre a je možné do nej pridať ľad či chladiace vrecká. Ponúka aj jednoduchý displej, diaľkové ovládanie a časovač. Je vybavený kolieskami pre ľahšie prenášanie.
- Výkonný ochladzovač s ionizátorom: Najväčší a najvýkonnejší variant s prietokom vzduchu až 350 m³/hod a príkonom len 36 W. Objem nádoby na vodu je až 7 litrov a disponuje funkciou ionizátora. Má diaľkové ovládanie, LED displej a 4 rýchlosti ventilátora. S deklarovanou hlučnosťou 25 dB je extrémne tichý, avšak toto meranie môže byť v najnižšom režime otáčok. Je tiež vybavený kolieskami pre ľahšiu manipuláciu.
Stropné chladiace systémy
Tí, ktorí na to mysleli už pri stavbe domu, dnes využívajú chladenie vzduchu pomocou stropného systému rúrok či panelov, cez ktoré preteká studená voda, ktorej teplotu dokáže znížiť tepelné čerpadlo. Toto riešenie patrí medzi menej časté chladiace systémy. Spočíva v tom, že v strope sú vedené potrubia s chladnou vodou. Tie môžu byť umiestnené v sadrokartónovej konštrukcii, pod omietkou alebo v železobetónovom strope. Benefitom je, že chlad prirodzene klesá zo stropu, takže nedochádza k víreniu vzduchu.
Špecializované systémy chladenia vzduchu
Chladiče stlačeného vzduchu (v priemysle)
Čistenie a sušenie stlačeného vzduchu je kľúčovým prvkom pri zlepšovaní jeho kvality v priemyselnom prostredí. Chladiče stlačeného vzduchu zohrávajú v tomto procese dôležitú úlohu. Sú zodpovedné za zníženie teploty vzduchu a zníženie obsahu vlhkosti. Vysoká kvalita stlačeného vzduchu vyrábaného továrenským kompresorom má v mnohých spoločnostiach veľký alebo dokonca rozhodujúci význam. Stlačený vzduch charakterizovaný vysokou úrovňou vlhkosti a vysokými teplotami nespĺňa požiadavky na vysokú kvalitu. Preto je potrebné vzduch efektívne ochladzovať a odvádzať z neho vlhkosť. Na tento účel je ideálny chladič stlačeného vzduchu.
Ochladzovač vzduchu svojou inštaláciou za kompresor alebo vyrovnávaciu nádrž zaručuje najvyššiu účinnosť a ochranu všetkých zariadení na úpravu stlačeného vzduchu. Konštrukcia tohto typu chladiča poskytuje účinnú ochranu ako pre chladiace a adsorpčné sušičky, tak aj pre filtre stlačeného vzduchu. Konštrukcia chladiča nie je prehnane zložitá. Základnými prvkami kompresorového chladiča sú výmenník tepla a axiálny ventilátor. Výmenník tepla je vyrobený z medených rúrok vystužených hliníkovými chladiacimi rebrami. Vysoko účinný axiálny ventilátor vytláča vzduch z okolia a smeruje ho priamo cez výmenník tepla, čím sa dosahuje požadovaný chladiaci efekt. Vzduchový chladič pre kompresor znižuje teplotu stlačeného vzduchu približne o 10°C nad okolitú teplotu. Je možné ho úspešne použiť aj v náročných podmienkach a v motoroch, ktoré bežia a štartujú so stlačeným vzduchom.
Medzichladiče (Intercoolery)
Potenciálne využitie kompresorového chladiča závisí od typu zvoleného chladiča. Jedným z nich je medzichladič (intercooler), ktorý slúži ako chladič plniaceho vzduchu. Najčastejšie sa používa v spaľovacích motoroch s preplňovaním (turbomotory), napríklad v leteckých motoroch alebo kompresoroch plynových turbín. Jeho úlohou je znížiť teplotu stlačeného vzduchu pred jeho dodaním do motora. Intercooler je zariadenie umiestnené medzi stupňami kompresora, odkiaľ pochádza aj jeho názov.
Intercooler sa dodáva v dvoch variantoch. Štandardný medzichladič má vstup aj výstup chladeného vzduchu na tej istej strane. Verzia cross-flow intercooler je vybavená vstupom a výstupom umiestneným na opačných stranách, čím poskytuje o niečo lepší chladiaci účinok. Chladiče vzduchu tohto typu sa tiež používajú v zariadeniach plynových turbín.
Dôležité aspekty pri výbere chladiaceho systému
Pri klimatizáciách je vhodné si pozrieť takzvaný parameter SEER, ide o sezónny koeficient výkonnosti. Čím je vyšší, tým lacnejšia je prevádzka klimatizácie. Moderné klimatizácie sú už dnes automatické a inteligentné, je bežné ich prepojenie s mobilnou aplikáciou. Používateľ si cez ňu navolí intenzitu chladenia, čas zapnutia, čas vypnutia a je o všetkom spätne informovaný.
Pri výbere technológie na ochladzovanie vzduchu má dnes spotrebiteľ na výber značné množstvo efektívnych strojov. Ak však plánuje takéto zariadenie využiť aj v zime, potom by sa mal zamerať i na to, aby s ním bolo možné aj vykurovať. Nie každé to totiž dokáže, no takáto pridaná hodnota sa práve v chladnejších mesiacoch môže veľmi hodiť.
Rozdiely medzi klimatizáciou a ochladzovačom vzduchu
Mobilná či nástenná/stropná klimatizácia má svoje obrovské výhody, hlavne v extrémne teplých dňoch a nociach. Druhým mínusom je jej cena, ktorá sa vie šplhať k tisíckam eur, hoci mobilné klimatizácie kúpite veľmi výhodne aj dnes za pár stovák. Alternatívou sú tzv. ochladzovače vzduchu. Vyzerajú ako mobilná klimatizácia, no iba na obrázku. Sú podstatne menšie, energeticky menej náročné a aj lacnejšie. Za cenu jednej mobilnej klimatizácie si viete kúpiť hneď niekoľko ochladzovačov. Je však dôležité rozlišovať medzi týmito dvoma typmi zariadení a nenechať sa zmiasť marketingom, ktorý často ochladzovače nesprávne označuje ako mobilné klimatizácie.