Hlađenje dizalicom topline i plošnim sustavima

Niskotemperaturne sustave površinskog hlađenja dizalicom topline posljednjih godina koristimo sve više i za rashlađivanje manjih individualnih zgrada. Razlikujemo aktivno i pasivno (obično) hlađenje. O aktivnom hlađenju govorimo kad dizalica topline djeluje reverzibilno, pri čemu su sustavi grijanja i hlađenja obuhvaćeni u jednom uređaju, što je s energetskog stanovišta zasigurno najprikladnije rješenje. Imamo li već uvedeno niskotemperaturno zidno i podno grijanje, isti sustav možemo iskoristiti i za hlađenje. Podno hlađenje nije baš najprikladnije zbog male temperaturne razlike između prostora i površine poda pa je stoga za hlađenje primjereniji zidni ili stropni sustav cijevi. Osim dovoda, ovi takozvani binarni sustavi imaju prilagođenu i regulaciju, to jest prebacivanje iz sustava grijanja na hlađenje ili obrnuto.

k38-Bojan-Grobovšek-00-200.jpgHlađenjem prostora lokalnim ili centralnim sustavima klimatizacije želimo postići da se rashlađeni zrak primjerenom brzinom optimalno razdjeljuje po prostoru pri dopuštenim temperaturama i uz odgovarajuću vlažnost. Površinsko hlađenje prostora u najvećoj se mjeri obavlja zračenjem rashlađenih površina, što znači da se hlađenje izvodi bez prisilne cirkulacije zraka.

k38-Bojan-Grobovšek-01-300.jpg1. Dizalica topline
Za hlađenje koristimo reverzibilnu dizalicu topline. Kod aktivnog hlađenja radi kompresor, što pretpostavlja određenu uporabu energije i uz to vezane troškove. Pri povišenim vanjskim temperaturama dizalica topline može se koristiti i za pasivno hlađenje odnosno takozvano »obično ili prirodno hlađenje«, kod kojega kompresor dizalice topline ne radi. Pritom za hlađenje iskorištavamo hladnoću zemlje ili poda, i to bez djelovanja kompresora, dakle – bez uporabe energije. Takvo je hlađenje najjeftinije, gotovo besplatno, jer pogonsku energiju trebamo samo za rad optočne pumpe. Kao rashladne elemente možemo – osim ventilatorskih konvektora – koristiti sustav podnoga grijanja i stropno hlađenje.

S obzirom na rashladne elemente, razlikujemo:

  • nekondenzirajuće hlađenje (zidno, stropno, podno hlađenje), gdje su površinske temperature u ravnini cijevi 17–20 °C, i to kod temperaturne razlike u toplinskom prijenosniku od 4 K,
  • kondenzirajuće hlađenje (ventilatorski konvektori).

 2.  Tijela za grijanje / hlađenje
Cijevni zidni sustav za hlađenje uvodi se ispod žbuke na unutarnje površine vanjskih zidova. Stropno hlađenje izvodi se ispod žbuke ili s visećim stropovima. Kod površinskog hlađenja koristimo temperaturni režim vode od 16–18 °C. Pritom trebamo imati na umu da je najniža temperatura hladne vode ograničena temperaturom rosišta zraka. Površinsko hlađenje projektira se tako, da prosječna temperatura stropa i zidova u ljetno doba iznosi 18–20 °C, pri čemu je minimalna odnosno najniža temperatura površine zida i stropa otprilike 17 °C, a kod podnog hlađenja 20 °C. U usporedbi s upuhavanjem zraka kod površinskog hlađenja, kod ovog načina hlađenja nema ni podizanja prašine, a niti većeg vrtloženja zraka, odnosno osjećaja postojanja propuha.
Prilikom dospijevanja do točke rosišta, na cijevima se kondenzira para iz zraka, a na njihovoj površini se pojavljuje kondenzat. Izvedbe binarnih površinskih sustava mogu biti različite. Obzirom na način ugradnje cijevi, razlikujemo dvije izvedbe mokrog sustava i dvije izvedbe suhog sustava:

  • mokri sustav, ugrađen na zid,
  • mokri sustav, ugrađen u zid,
  • suhi sustav – cijevi su položene u utore u zidu i potom prekrivene završnim slojem,
  • suhi sustav – cijevi se smještaju u montažne izolacijske ploče.

Kod mokrog sustava su cijevi pričvršćene neposredno na zid. Koriste se cijevi promjera 10–20 mm, koje se zatim prekrivaju grubom i finom žbukom. Umjesto većih promjera cijevi te debljeg sloja žbuke koristimo i takozvane kapilarne sustave, sastavljene od mreže cijevi malog promjera (2–6 mm). Kod mokrog sustava, ugrađenog u zid, cijevi su pričvršćene na armaturnu mrežu i zalivene neposredno u betonski zid.

Kod suhog sustava
zidnog hlađenja / grijanja, cijevi su ugrađene u montažne izolacijske ploče. Sustav je prikladan i za vanjske, i za razdjelne zidove.

k38-Bojan-Grobovšek-02-300.jpgMrežu cijevi najbolje je dimenzionirati tako, da postignemo približno jednake otpore u primarnom i sekundarnom dijelu, što znači da – pri istim dimenzijama mreže cijevi i uz približno jednaki protok tople i hladne vode – optočna pumpa odgovara kako zimskom, tako i ljetnom vremenu rada. Pritom je važno da optimalno dimenzioniramo površine za grijanje i hlađenje te da poštujemo toplinske i hidraulične uvjete. Binarni sustav grijanja i hlađenja je sa stanovišta toplinsko-hidrauličnih uvjeta usklađen onda, kad je toplinska opterećenost u zimsko doba približno dva puta veća u usporedbi s opterećenošću pri hlađenju u ljetno doba, a temperaturna razlika protoka i povratka tople vode prilikom grijanja približno dva puta veća u usporedbi s razlikom protoka i povratka rashladne vode tijekom hlađenja.

Kod mokrog načina cijevni registar ugrađujemo u betonski zid ili zid izveden od opeka. Registar je sastavljen od PB-cijevi promjera 10–16 mm, koje imaju difuzijsku zaštitu. Potrebna debljina žbuke ovdje iznosi do 35 mm. Žbuka može biti od gipsa, vapna, ilovače ili od kombinacije vapna i cementa.

Mokar način ugradnje zidnog hlađenja
Kod sustava za suhu ugradnju koristimo gipsane ploče s različitim dodacima. U gipsane ploče su ugrađene PB-cijevi promjera 6 mm, koje se priključuju na zbirne cijevi promjera 16 mm. Gipsane ploče možemo obojiti ili na njih položiti tapete. Debljina gipsanih ploča iznosi 12,5 ili 15 mm.

Osim ploča na osnovi gipsa, koristi se i sustav od izolacijskih ploča s utorima (polistiren, toplinske izolacijske ploče od mineralne vune) i to za ugradnju cijevi promjera 8 ili 10 mm te priključnih garnitura s razdjelnicima i izolacijskim podžbuknim dozama. Izolacijske ploče su debele 15–30 mm. Kako je cjevni registar odvojen od zidne akumulacijske mase, ovaj sustav ima dobre regulacijske sposobnosti.

k38-Bojan-Grobovšek-03-300.jpgKlimatizirani zidovi su sastavljeni od tvornički izrađenih elemenata (registara) širine 50 mm, koji se mogu lako međusobno povezivati – vodoravno ili okomito – u veće površine. Različite visine omogućuju optimalnu ugradnju na objektu i kada postoje specifični zahtjevi. Klimatizirani zidovi se koriste na vanjskim zidovima, a mogu se postaviti i na unutarnje zidove i na zidove u mansardama (tj. u potkrovljima, gdje imamo zidove s nagibima). Pritom se za konstrukciju koriste toplinske izolacijske ploče od konoplje, pluta, drvene vune, mineralne vune, kao i profilirane ploče od polistirena. Kod suhomontažnih konstrukcija registre klimatiziranih zidova pričvršćujemo na standardne metalne i drvene konstrukcije. Potom zidove obrađujemo gipsano- kartonskim pločama ili drvenim oplatama.

Najvažnije je kod površinskog hlađenja to, da se spriječi kondenzacija na rashladnim površinama (tj. pojavljivanje kondenzata na površini). Da ne bi došlo do kondenzacije, temperatura rashladne površine mora biti viša od temperature rosišta zraka u prostoru. To znači da rashladnu površinu moramo »termostatski« držati iznad točke rosišta zraka prisutnog u prostoru. Moguće pojavljivanje kondenzata spriječit ćemo povećanjem temperature na površini hladnoga zida, stropa ili poda (čime ćemo ujedno spriječiti i daljnju cirkulaciju hladne vode) te sniženjem vlažnosti zraka u prostoru.

Bojan Grobovšek, dipl. ing. str.
Fotografije: arhiva autora

PODIJELI