Přímé chlazení pro vzduchotechniku

Popis úsporného opatření

Přímé chlazení pro vzduchotechniku

Poslední aktualizace: 11. 8. 2023

Jedná se o dělenou chladící jednotku. Ta se skládá z části, která je většinou umístěna ve vzduchotechnické jednotce (výparník) a venkovní chladící kondenzátorové jednotky. Tyto části jsou mezi sebou propojeny chladivovým okruhem.

Vnitřní část obsahuje: výparník umístěný nejčastěji ve vzduchotechnické jednotce. Škrtící ventil je většinou umístěn před vzduchotechnickou jednotkou.

Venkovní kondenzátorová jednotka obsahuje: kondenzátor, ventilátor,  kompresor, řídící elektronika.

Jedná se o zařízení, které vzduch nevyměňuje, ale důkladně ho upravuje - chladí a zbavuje vlhkosti. Chladící zařízení pracuje na principu výměny a přesunu energií. To znamená, že pokud ve vzduchotechnické jednotce vzduch chladíme, odčerpáváme z ní teplo. Dopravu a cirkulaci chladiva (teplonosné látky) zajišťuje oběhové čerpadlo chladiva v kondenzátorové jednotce, kompresor (rotační, scroll) dále dodává potřebné tlaky nutné k funkci chladícího okruhu. Ve vnitřní části umístěné ve vzduchotechnické jednotce se chladivo odpařuje (tím chladí). Ve venkovní kondenzátorové jednotce dojde ke zkondenzování chladiva a předání tepelné energie do venkovního prostředí (venkovní jednotka topí, proto nemůže být umístěna v uzavřených a nevětraných prostorech). Od vnitřní části umístěné ve vzduchotechnické jednotce je nutné zajistit odvod zkondenzované vody, protože vzduch proudící přes výparník vnitřní jednotky obsahuje určité procento vlhkosti, která při ochlazení vzduchu zkondenzuje.

Pokud se jedná o kondenzátorovou jednotku s reverzním režimem neboli tepelným čerpadlem, je venkovní jednotka vybavena navíc reverzačním ventilem (čtyřcestný ventil), který podle nastavení obrátí chod chladícího okruhu, takže vnitřní část umístěná ve vzduchotechnické jednotce začne topit a venkovní kondenzátorová začne chladit. Obecně platí že z 1 kW elektrické energie dokáže vytvořit 2,5 – 4 kW energie tepelné (v závislosti na venkovních podmínkách a typu zařízení). Takto vybavené chladící zařízení se používají pro topení hlavně v přechodných obdobích = JARO a PODZIM. Účinnost topení u chladícího zařízení klesá se snižující se venkovní teplotou.

viz https://www.mpo-efekt.cz/upload/7799f3fd595eeee1fa66875530f33e8a/4507_spolec.pro-techniku-prostredi_metodika-kontrol-klima-a-kotlu.pdf

Obrázek - Přímé chlazení do vzduchotechnické nástřešní jednotky

Přímé chlazení do vzduchotechnické nástřešní jednotky

Měrné ceny, úspory, návratnosti

Orientační měrné náklady Venkovní jednotka 17-22000,- Kč/kW chladícího výkonu.

V případě, že je jednotka využita i pro režim vytápění, je nutné připočítat vícenáklady bud za elektrický ohřev nebo doplnění VZT jednotky o další CH jednotku (viz popis slabých stránek).

Životnost 10 – 15 let
Maximální délka mezi venkovní jednotkou a VZT jednotkou (výparníkem) Max 30-50m převýšení podle výkonu kompresoru. Obvykle je CH jednotka vedle VZT jednotky.
Orientační cena energie ze zdroje 0,9-1,2 Kč/kWh podle EER jednotky
Úspora V případě 100% chlazení nedochází k úspoře. Naopak jakékoli chlazení vyvolává spotřebu energie na straně elektřiny pro zlepšení mikroklimatu (úpravu parametrů vzduchu vystupujícího z VZT jednotky). V případě vytápění (ohřev vzduchu v jednotce) lze pomocí tohoto systému ušetřit výrobu tepla z jiného zdroje, protože je teplo vyráběno principem TČ a tedy po spotřebování 1kWh el. energie lze vyrobit 2,5 – 4 kWh tepelné energie (podle COP).

Spočtěte si sami

Pro tento typ vytápění/chlazení pro vzduchotechnickou jednotku lze jednoduše spočítat investice a provozní náklady. Celkový návrh se ovšem zásadně odvíjí od parametrů požadavků pro vzduchotechnickou jednotku – množství vzduchu, požadované teploty výstupu vzduchu z jednotky pro zimní/letní období, tlaková ztráta výparníků apod. Protože část systému je obsažena také ve VZT jednotce, je nutné s tímto systémem již počítat v prvotním návrhu VZT systému. Provozní náklady pak také budou velmi záviset na způsobu provozu VZT systému.

Pro přesnou kalkulaci je se nutné obrátit se projektanta vzduchotechniky/vytápění/chlazení či na specializované konzultační společnosti.

Výhody, nevýhody, mýty

+

Silné stránky

  • Samostatný funkční chladící systém pro VZT jednotky (není nutný další zdroj chladu či rozsáhlejší chladící systém)
  • Lze nakombinovat počet chladících a vzduchotechnických jednotek (např. VZT jednotka s dvouřadým výparníkem lze napojit na dvě kondenzátorové jednotky)
  • Kondenzátorová chladicí jednotka má nízkou hmotnost a je podstatně menší než běžná CHJ pro přípravu chlazené vody.
  • Nižší servisní náklady – provádí se pouze servis venkovní jednotky, není třeba provádět údržbu rozvodu chladiva
  • Není nutná ochrana rozvodu chladiva v zimním období. Vodní systém nejméně ve venkovním prostoru je potřeba na zimu vypustit nebo systém musí být napuštěn nemrznoucí směsí.
+

Příležitosti

  • Zvýšit povědomí občanů i projektantů o existenci možností chlazení VZT jednotek
  • Provést úpravu vzduchu ve VZT jednotce pouze jedním zdrojem vytápění/chlazení
-

Slabé stránky

  • Venkovní kondenzátorová jednotka je zdroj hluku
  • Omezení chodu vytápění v zimních teplotách (již kolem +5°C) - nutnost odtávání výparníku ve venkovní kondenzátorové jednotce. Při těchto teplotách pak dochází k chlazení vzduchu. Doba odmrazování může být kolem 3-5 minut v intervalu po 100-150 minutách.
  • Pro zamezení zchlazení vzduchu díky odmrazování (viz výše) se většinou instalují chladící jednotky 2. Když 1. odmrazuje, druhá dodává potřebné teplo, aby se vzduch neúměrně nezchladil. Popřípadě se instaluje elektrický ohřev což je investičně levnější řešení, ale provozně nákladnější.
  • Pokud se VZT jednotka vypne v době, kdy dochází k odmražování chladící (topné) jednotky, může dojít k popraskání či roztržení výměníku.
  • Vyjímku výše uvedeného tvoří pouze chladící jednotky nové generace se zásobníkem (sběrnou nádrží) „horkého“ chladiva, který CHJ odmrazí i v případě vypnuté VZT jednotky.
  • Většinou je nutná kombinace s venkovní VZT jednotkou. Pro vnitřní VZT jednotky většinou nevyjde požadovaná délka propojovacího potrubí. Maximálně např. přes zeď.
  • Toto zařízení je většinou vhodné pro větší VZT jednotky.
  • Nutné znát regulační rozsah chladící/topné jednotky. Pokud je regulační rozsah jednotky např. od 10 do 30 kW, může v přechodném období často jednotka spínat. Jednotka naběhne na min.výkon 10 kW, vzduch se rychle podchladí/přehřeje a je nutné okamžitě jednotku vypnout, aby nedošlo k výkyvům teplot v interiéru. Proto je lepší místo jedné 30 kW jednotky navrhnout dvě 15 kW s lepším regulačním rozsahem. U nejnovějších typů CH jednotek s inventorem je regulační rozsah od 0-100%. 
  • V případě, že jednotka chlazení umožňuje v zimním období zároveň vzduch ohřívat, je nutné vyřešit odtok kondenzátů od vnější jednotky. Pokud je jednotka na střeše, je nutné zabezpečit bezpečný odtok kondenzátu ideálně v kombinaci s odporovým drátem pro rozmrazení případného ledu.
  • Nad 3 kg chladiva je nutné provádět pravidelné kontroly úniku chladiva pro ŽP.
-

Mýty

  • Venkovní kondenzátorovou jednotkou lze většinou také ohřívat upravovaný vzduch ve VZT jednotce (princip TČ). Potom není potřeba další zdroj vytápění/chlazení pro úpravu vzduchu. Je však nutné dodržet zásady výše uvedené.

Související úsporné opatření

Tepelné čerpadlo typu vzduch - vzduch
Klimatizační jednotky SPLIT

Dotační potenciál

Termíny a definice

Reference

Externí články, publikace

http://users.fs.cvut.cz/~zmrhavla/Publikace/VVI-2008-05_s230.pdf

https://www.mpo-efekt.cz/upload/7799f3fd595eeee1fa66875530f33e8a/4507_spolec.pro-techniku-prostredi_metodika-kontrol-klima-a-kotlu.pdf

Specialisté z okolí
Načíst další