klimatyzator, klimatyzacja Warszawa

 Od blisko 90 lat upowszechnił się najbardziej klasyczny zestaw sekcji funkcjonalnych central klimatyzacyjnych. Z reguły składają się nań następujące komory:

Najbardziej    wszechstronną spośród nich jest komora zraszania. Pozwala kierować kilkoma   różnym zmianami   stanu   powietrza poddanego obróbce w centrali klimatyzacyjnej.    Jednakże, pomimo swojej wszechstronności, kwalifikuje się o na do stosowania niemal wyłącznie w klimatyzacji przemysłowej o stosunkowo dużej tolerancji dla parametrów nawiewu.
Poniższy opis techniczny komory zraszania stanowi kompilację materiału z kilku podstawowych, dostępnych u nas pozycji literatury przedmiotu.

Komora zraszania -  płuczka powietrza
Pojęcie "płuczka powietrza" oznacza wymiennik ciepła, w którym, w odróżnieniu od wymienników przeponowych, powietrze styka się bezpośrednio z przepływającą lub rozpyloną wodą. Powietrze przechodzące przez komorę może zostać schłodzone lub ogrzane, nawilżone lub osuszone -w zależności od tego, jaką temperaturę ma woda wchodząca z nim w kontakt.
Procesy te ilustruje wykres: zmiana stan u powietrza zachodzi wzdłuż prostej przechodzącej przez punkt określający początkowe parametry powietrza (A) oraz przez różne punkty określające stan nasycenia powietrza w temperaturze równej temperaturze wody. Zmiany stanu powietrza (przy wielkich ilościach wody) przebiegają, w zależności od temperatury wody, w sposób następujący:

Tak szeroki zakres możliwości uzdatniania powietrza w komorach zraszania spowodował ich powszechne wykorzystanie w urządzeniach klimatyzacyjnych, a spośród procesów obróbki powietrza w   komorze zraszania największe zastosowanie dotyczy nawilżania i ochładzania powietrza w procesie przemiany adiabatycznej stanu powietrza. I chociaż nazwa urządzenia „płuczka powietrza" sugeruje co innego, to przemywanie (przepłukiwanie) powietrza lub oczyszczanie go ma miejsce tylko w nieznacznym stopniu.

Najczęściej stosowane są komory dyszowe o długości od 1,5 do 3 m. W komorach tych woda rozpylana jest za pomocą dysz w strumieniu przepływającego powietrza. Dyszowa komorę zraszania stanowią: zbiornik wody i obudowa, zwykle wykonane z ocynkowanej blachy stalowej albo z tworzywa sztucznego, oraz pompa. Tylko w bardzo dużych urządzeniach zbiornik wody i obudowa komory wykonane bywają z betonu. Wysokość zbiornika wody wynosi od 3 do 5 m. Zbiornik posiada przelew, spust wody oraz przyłącze wodne z zaworem pływakowym, słupce do uzupełniania odparowywanej wody. Ponad zbiornikiem znajduje się prostopadłościenna obudowa, wyposażona w pokrywę i króćce do przyłączenia kanałów powietrznych (wlot i wylot). Najczęściej powietrze przepływa przez obudowę w kierunku poziomym, z prędkością od 2,5 do 3,5 m/s. Pompa obiegowa, zasysająca wodę w zbiorniku, umieszczana jest obok komory zraszania. We wnętrzu obudowy zamontowane są dysze zraszane w jednej lub w dwu płaszczyznach. Do dysz tych doprowadzona jest woda za pośrednictwem kolektorą i przewodów rozprowadzających.

 Teoretyczne obliczenia wirnika wentylatora promieniowego 

   Poniżej przedstawiony jest algorytm obliczania spiętrzenia ciśnienia, mocy i sprawność wirnika, będący wyciągiem z metodyki obliczania wentylatorów. Algorytm ten został opracowany przy następujących założeniach: 
• wirnik ma charakter promieniowy, 
• przetłaczanym gazem jest powietrze, 
• spiętrzenie wentylatora jest na tyle nieduże, że można pominąć ściśliwość powietrza w analizie prędkości przepływu, 
• łopatki wirnika są wygięte w jednej płaszczyźnie i są one odgięte do tyłu, co oznacza, że kąty łopatki na wlocie i wylocie są dodatnie. 

Dane wejściowe: 
D1 - średnica wewnętrzna wieńca [m], 
D2 - średnica zewnętrzna wieńca [m], 
b1 - szerokość wieńca na wlocie [m], 
b2 - szerokość wieńca na wylocie [m], 
β1 - kąt wlotowy łopatki [o], 
β2 - kąt wylotowy łopatki [o], 
l - długość szkieletowej łopatki [m], 
z - liczba łopatek [-], 
n - prędkość obrotowa [obr/ /min]. 

   Ciąg obliczeń (algorytm) przedstawia się następująco: 
prędkość kątowa: 

 

prędkość obwodowa na wlocie: 

 

prędkość obwodowa na wylocie: 

 

współczynnik wypełnienia wieńca ("przekrycie"): 

 

liczba Reynoldsa (dla powietrza): 

 

gdzie: 
lepkość powietrza v = 1,4 · 10-5 m2/s. 

   Współczynnik brodzenia x, zależny od liczby Reynoldsa, odczytuje się z wykresu pokazanym na rysunku 6. 

 
Rys. 6. Współczynnik brodzenia 

   Moc oblicza się z empirycznego wzoru: 

 

gdzie gęstość powietrza ρ = 1,2 kg/m3. 

Kąt napływu czynnika: 

 

(przyjęto kąt natarcia ok. 2o). 
   Ponieważ przed wirnikiem nie ma urządzenia kierowniczego klimatyzacja, przyjmuje się: 
cu1 = 0 
cm1 = c1 
oznaczenia prędkości są zilustrowane na rysunku 4. 

   Z trójkąta prędkości na wlocie wynika: 

 

Wydatek wentylatora: 

 

Składowa merydionalna prędkości na wylocie: 

 

Kąt wylotu fikcyjnej szkieletowej o zerowej nośności: 

 

 
Rys. 7. Współczynnik proporcjonalności k 

Współczynnik proporcjonalności k do obliczenia kąta odchylenia na spływie z łopatki wyznacza się z wykresu (rys. 7) w oparciu o parametr iD: 

 

Kąt odchylenia na spływie z łopatki: 

 

Przyrost prędkości obwodowej: 

 

Prędkość względna wypływu z wieńca: 

 

Prędkość względna wlotu na wieniec: 

 

Całkowite spiętrzenie teoretyczne: 

 

   Współczynnik straty spiętrzenia - odczytuje się z rysunku 8 w zależności od ujemnej wartości kąta natarcia. 

 
Rys. 8. Współczynnik straty spiętrzenia ζ 

   Strata spiętrzenia powstająca w wirniku: 

 

Spiętrzenie statyczne 

 

Moc wewnętrzna 

 

Orientacyjna moc strat w łożyskowaniu: 

 

Moc całkowita: 

 

Sprawność wirnika: 

 

  W większości przypadków ostatecznemu wyborowi urządzeń wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, które mają zostać zakupione i zainstalowane w obiekcie będącym w trakcie budowy bądź remontu generalnego, towarzyszy dokładna analiza oferty rynkowej urządzeń pod względem zgodności ich parametrów technicznych (mocy, wydajności, głośności, wibracji, typów sprężarek i wentylatorów itp.) z wymaganymi w projekcie. Jest to oczywista i przez nikogo obecnie nie kwestionowana procedura, mająca na celu maksymalne obniżenie wielkości nakładów inwestycyjnych, przy jednoczesnym zapewnieniu utrzymania założonych parametrów pracy systemów wentylacji i klimatyzacji.  Mam do wykonania instalację w domku jednorodzinnym. Chodzi o dwie sypialnie na poddaszu użytkowym, każda po około 15 mkw ? ekspozycja płd-zach.  Inwestor przykłada dużą wagę do oszczędności energii  co jest jednoznaczne z oszczędnością pieniędzy również ?).

Mam dwie możliwości i każda ma plusy i minusy:

A: Jednostka zewnętrzna na dachu ganku ? niski koszt instalacji, wysoki koszt użytkowania
+ krótka instalacja 
+ instalacja w całości wewnątrz pomieszczeń
+ prosty montaż
- ekspozycja płd-zach (w upalne dni temp powyżej 50stC, dach pokryty czarna papą)
- większe zużycie energii  
- jednostka trochę szpeci dom bo stoi na widoku
- w nocy w sypialni może być trochę głośno, jednostka stoi przy samym oknie a dom ma konstrukcję drewnianą

B: Jednostka na gruncie ? wysoki koszt instalacji, niski koszt użytkowania
+ jednostka całkowicie zacieniona (krzewy ozdobne)
+ jednostka praktycznie niewidoczna
+ mniejsze zużycie energii
- długość instalacji wzrasta o kolejne 5-6 metrów
- do poddasza instalacja musi iść po elewacji ? albo szpetne korytka albo wycinanie bruzd w ociepleniu budynku i późniejsze uzupełnianie wraz z tynkiem mineralnym i malowaniem ? też oszpeci elewację Drugim kryterium wyboru urządzeń są ich dane eksploatacyjne; porównywane są sprawności energetyczne, izolacje cieplne, wewnętrzne opory przepływu (np. przez parownik agregatu do schładzania wody). Czasami jeszcze jest rozważany czas gwarancji udzielanej użytkownikowi przez producenta oraz dostępność serwisu i jego koszt.  Pan Inwestor patrzy tylko na koszty - jest skłonny zapłacić teraz więcej za duala ale muszę udowodnić, że mu się to zwróci w rachunkach za prąd (czego nie potrafię zrobić) w przeciwnym wypadku chce dwa mono. No i chce na gruncie a nie na dachu bo jw będzie w cieniu - znaczy taniej.Pani Inwestorowa patrzy tylko estetycznie - chce mono i na dachu bo dwa pudła blaszane pod domem jak koleżanki zobaczą to padną no i że elewacja oszpecona a jak ona dobierze ten kolor, będzie trzeba cała ścianę malować itd. itp. Przedstawione porównania są zwykle prowadzone dopiero wtedy, gdy urządzenia co najmniej dwóch potencjalnych dostawców spełniają cenowe wymagania inwestora oraz techniczne i eksploatacyjne wymagania projektu. Z reguły na tym etapie jest podejmowana ostateczna decyzja o zakupie danego typu urządzeń.

 Firma Daikin oferuje do swoich zaawansowanych technologicznie systemów klimatyzacyjnych VRV oraz SKY AIR i HRV systemy centralnego sterowania, które mogą być wykorzystywane do różnych zastosowań w zależności od wielkości, rodzaju oraz metody sterowania zastosowanej w danym budynku. 

   Pierwszym, najprostszym w obsłudze kompaktowym sterownikiem centralnym z kolorowym ekranem dotykowym jest Inteligentny Sterownik (Intelligent Touch Controller) typ DCS302B61 . Jest to sterownik przeznaczony do centralnego sterowania mniejszymi i średnimi systemami klimatyzacji VRV. Umożliwia on szczegółową kontrolę i monitorowanie do 64 grup jednostek wewnętrznych klimatyzacji. Głównymi funkcjami realizowanymi za pomocą Inteligentnego Sterownika są: jednoczesne włączanie/wyłączanie wszystkich podłączonych jednostek wewnętrznych, włączanie/wyłączanie, ustawienia temperatury, zmiany trybów pracy, prędkości wentylatora i kierunku nawiewu powietrza oraz funkcja blokowania obsługi za pomocą indywidualnego sterownika w poszczególnych strefach lub grupach. Ponadto istnieje możliwość ustawienia dla poszczególnych grup lub stref rocznych harmonogramów pracy, monitorowania statusu pracy oraz wyświetlania historii pracy klimatyzatora. 

 
Inteligentny Sterownik 

 
Inteligentny Manager 

   Po połączeniu Inteligentnego Sterownika z Kartą Proporcjonalnego Podziału Mocy (DCS002A1) wykonywane będą obliczenia podziału mocy zużytej przez system klimatyzacyjny na poszczególne jednostki wewnętrzne. Zużycie energii pojedynczych jednostek wewnętrznych obliczane jest w zależności od wielkości danej jednostki, czasu pracy, otwarcia zaworu rozprężnego oraz liczby pulsów z licznika energii elektrycznej. 
   Kolejnym systemem centralnego zarządzania układem klimatyzacyjnym jest Intelligent Manager (rys. 2). Jest to zintegrowany system zarządzania budynkiem, który wykorzystuje niezależną, bardzo szybką metodę multi transmisji DIII-NET stosowaną w systemach klimatyzacji VRV. 

   Zastosowanie systemów centralnego sterowania podnosi znacząco komfort obsługi instalacji klimatyzacyjnej oraz stanowi potężne źródło oszczędności energii podczas eksploatacji budynku. Bogata oferta klimatyzacji firmy Daikin w zakresie centralnych systemów nadzoru umożliwia ich aplikację praktycznie w każdym budynku, zaspokajając najwyższe wymagania użytkownika. 

 Termostaty 

   Termostaty są aparatami służącymi do sterowania pracą sprężarek i maszyn pomocniczych klimatyzacji w bezpośredniej zależności od zmian temperatury środowiska bądź też w pośredniej od niej zależności z wykorzystaniem impulsu zmian temperatury będącego w obiegu chłodniczym czynnika chłodniczego w parowniku. Aparaty te można zaliczyć do automatycznych wyłączników elektrycznych, które przerywają lub włączają prąd elektryczny napędzający silnik sprężarki. Najczęściej służą jako przekaźniki elektryczne włączone w obwód elektryczny sterujący pracą silnika. 
   Ogólnie można podzielić termostaty na komorowe i odległościowe. Termostaty komorowe stosowane są wyłącznie do regulacji temperatury powietrza w pomieszczeniach chłodniczych np.: w komorach chłodniczych. Schemat termostatu komorowego pokazano na rys. 1. Termostaty odległościowe różnią się tym od komorowych, że mogą być używane do regulacji temperatury dowolnego środowiska. W termostatach odległościowych czujnik musi być umieszczony w środowisku chłodniczym natomiast wyłącznik w pewnej od niego odległości np.: na zewnątrz komory. Przykładem takim może być zamontowanie termostatu odległościowego do regulacji temperatury w basenach wody lodowej, gdzie czujka jest zamontowana na parowniku w basenie wody lodowej natomiast sam wyłącznik poza basenem. Termostat odległościowy pokazano na rys. 2. 


 
Rys. 1. Termostat komorowy: 1 - pokrętka śruby do regulacji temperatury wyłączenia, 2 - śruba zaciskowa, 3 - dławica kabla, 4 -zaciski, 5 - kotwica żelazna, 6 - styki kontaktu, 7 - magnes, 8 - pokrętka śruby do regulacji temperatury włączenia, 9 - mieszek sprężysty, 

   Impulsami działania aparatów sterujących pracę sprężarki chłodniczej i klimatyzacyjnej może być również zmiana ciśnienia czynnika chłodniczego w parowniku. Ponieważ ciśnienie parowania czynnika chłodniczego jest zależne od temperatury środowiska chłodzonego, dlatego też presostat steruje pracą sprężarki w pośredniej zależności od zmian obciążenia cieplnego, podobnie jak termostat działając pod wpływem zmian temperatury czynnika. 
   Budowę i zasadę działania presostatu opisuje rys.3. Różnica pomiędzy termostatem i presostatem polega na tym, że w presostacie siła działająca na mieszek pochodzi od ciśnienia parowania czynnika chłodniczego w parowniku. Złącze gwintowe 10 służy do przyłączenia rurki łączącej przestrzeń dookoła mieszka z przewodem ssawnym sprężarki. Zwarcie styków, a więc uruchomienie sprężarki następuje po uzyskaniu ciśnienia największego tzn. po osiągnięciu górnej granicy regulacji temperatury, natomiast rozwarcie i wyłączenie sprężarki w chwili, gdy ciśnienie parowania spadnie do wymaganego minimum tzn., gdy temperatura środowiska chłodzonego osiągnie dolną granicę regulacji. Ze względu na uzależnienie, w chwili wyłączenia sprężarki, od najniższego ciśnienia w przewodzie ssawnym, presostaty służące do tego celu noszą nazwę presostatów minimalnych. 


 
Rys. 3. Presostat: 1 - pokrętka śruby do regulacji ciśnienia wyłączenia, 2 - śruba zaciskowa, 3 - dławica kabla, 4 - zaciski, 5 - kotwica żelazna, 6 - styki kontaktu, 7 - magnes, 8 - pokrętka śruby do regulacji ciśnienia włączenia, 9 - mieszak sprężysty, 10 - dołącze przewodu ciśnieniowego 

Presostaty minimalne czyli niskiego ciśnienia nie mogą być stosowane z termostatami, ponieważ w czasie postoju następuje wyrównanie ciśnień przez kapilarę termostatu. Ciśnienie po stronie ssawnej wzrasta, co powoduje ponowne uruchomienie urządzenia przez presostat . W rezultacie urządzenie pracowałoby w ruchu ciągłym. Podobnie presostaty niskiego ciśnienia nie mogą pracować z automatycznymi zaworami regulacyjnymi, które mają za zadanie utrzymywanie w parowniku stałą temperaturę, a zatem i stałe ciśnienie. Natomiast do wyłączenia i włączenia presostatów konieczna jest zmiana ciśnienia zawarta w pewnym przedziale. Tak więc warto pamiętać, że do pracy z automatycznym zaworem regulacyjnym nadaje się tylko termostat, którego czujnik należy przymocować na końcu parownika. W tym przypadku termostat należy nastawić na temperaturę wyższą od temperatury na jaką jest nastawiony zawór regulacyjny. Różnica ta jest wystarczająca gdy wynosi 2-3 °C. Natomiast tak termostat jak i presostat mogą współpracować w urządzeniu z termostatycznym zaworem rozprężnym. W tym jednak przypadku czujnik termostatu nie powinien być zamocowany na końcu parownika, gdyż występują tam zmieniające się temperatury przegrzania. Wtedy najodpowiedniejszym miejscem zamocowania czujki termostatu jest środkowa część parownika. Stosowanie presostatów maksymalnych jest szczególnie wskazane w urządzeniach chłodniczych i klimatyzacji, w których skraplacz jest chłodzony wodą. W przypadku wystąpienia przerwy w dostawie wody temperatura i ciśnienie w skraplaczu mogłoby nadmiernie wzrosnąć przed czym właśnie presostat wysokiego ciśnienia zabezpiecza.