В категории: Брой 1-2/2001, Електроинсталация, Отопление

Климатик за четири сезона – I част

Колкото и да не им се иска, за съжаление, на немалкото силно мотивирани „носталгици“ да признаят, всичко около нас бързо се променя, и то за добро, макар и в по-далечна перспектива. Ако теглим добросъвестно и непредубедено калема, ще видим, че вече са ежедневие и не ни правят впечатление много неща, за които допреди десетилетие изобщо не сме и мечтали. На фона на сивото панелно казармено строителство започнаха да изникват немалко кокетни сгради, които по нищо – нито отвън, нито отвътре, не се отличават от посестримите си, в който и да било град в по-цивилизованата част на Европа. Модерната топло- и звукоизолираща дограма постепенно изхвърля на бунището маршалтолбухинските черчевета, сигурна бариера единствено срещу проникването на врабчета в стаите. Пластмасовите и дървените врати вече заменят картонените рожби на мизерията, които, както казваха, отделят жилището от стълбищната площадка „на един ритник разстояние“.

Списъкът е безкраен, но ще завършим само с един очевиден пример – през последните години повечето административни, а все по-често и жилищни сгради, окичиха фасадите си с климатици и от тях започна да се разнася жужене като от гигантски кошери. Този процес рязко се активира през горещите летни месеци на 2000 г., когато на моменти не можеше да се диша, камо ли да се работи или спи.

В това няма нищо случайно, защото рядко човек, още по-малко бизнесмен, би вложил средства в дългосрочни инвестиции, само за да следва модни тенденции. Човек се чувства добре, запазва здравето си и поддържа висока работоспособност само в сравнително тесен температурно-влажностен режим на околната среда. Именно неговото поддържане е задача на различните климатични инсталации. Не случайно вече са рядкост новите автомобили, които нямат стандартно монтирана климатична инсталация. Удоволствието да се шофира в климатизирано купе трудно могат да си представят лишените от това невероятно удобство. Страдалци, на които потта се стича на поточета в нагорещеното от слънцето купе, а въздушният поток от отворения прозорец гарантирано уврежда доживотно поне ставата на лявото им рамо.

Метеоролозите предвещават и за тази година сходен на миналогодишния летен зной. Затова е разумно да се преборим с една от характерните за българина черти и да не чакаме слънцето да изстиска и последните ни сили, преди да се довлечем до първата попаднала ни фирма за климатици, а овреме да се подготвим за летните горещини.

Първата стъпка в тази насока е да помогнем на читателите на списанието ни да се ориентират в проблема и възможностите за неговото решаване, с различните системи на централизирано и автономно климатизиране, с оптималния избор на климатична инсталация за конкретния случай и т.н.

Това, последното, също не бива да се подценява, защото изборът на модели и производители е доста голям. На нашия пазар са представени практически пълните гами от климатични инсталации на водещите световни производители, разликите в цените също не са за пренебрегване. Ето защо напълно си струва инвестираното време за по-подробно запознаване с проблема за климатизиране на жилището. (Забележка на редакцията: Статията е писана и публикувана през 2001 г. и отразява нивото на техниката и пазара в България към това време.)

И още нещо – вярно е, че горещите месеци в България са три-четири. Вярно е също така, че опазването на здравето и създаването на условия за оптимална работоспособност изобщо не могат и не бива да се измерват в парични знаци. Вярно е обаче и че у мнозина битува убеждението, че климатичната инсталация се ползва само през горещите месеца на годината и съответно на това пресмятат направената инвестиция само върху този период. Започват да правят тънки сметки, дали не е по-добре да се потят някоя и друга седмица, но да спестят примерно 600-1000 USD. Малцина знаят, че повечето от съвременните климатични инсталации, освен като охлаждащо въздуха средство, са и отлични отоплителни източници. Отлични, защото работейки на принципа на термопомпата, те са едни от най-икономичните алтернативни източници на отопление. В сравнение с класическите електронагревателни уреди, при една и съща топлинна мощност с тях, климатичните термопомпени инсталации изразходват само около една четвърт от електрическата енергия. С две думи – отоплението с климатична инсталация на практика излиза значително по-евтино в сравнение с традиционните електрически печки и радиатори. Това е и основният мотив за замяната на класическите електронагревателни прибори с климатични инсталации или в случая с т.нар. климатици. Съотношението между изразходваната електроенергия и добитата топлинна енергия се измерва чрез коефициента на трансформация, параметъра COP (Coefficient Of Performance). Стойността на този коефициент при съвременните климатици е най-често между 3 и 5. Най-общо може да се каже, че колкото е по-голям, толкова по-евтина ще бъде отделената в помещението топлинна енергия, т.е. сметката за отопление, по-малка. Коефициентът на трансформация най-често се използва при сравняване на едни с други климатици, което обаче не дава 100% достоверност, защото величината му зависи от температура и влажността на външния въздух, а също и от температура на въздуха в помещението. За преценка на ефективността на климатика в режим на охлаждане се използва друг коефициент – EER (Energy Efficiency Ratio).

На тази тема ще се върнем по-обстойно в следващия брой на списанието, но и този факт е достатъчен, човек приблизително да пресметне за какъв период климатичната инсталация ще се изплати само от икономисаната електроенергия, когато работи в отоплителен режим. Това са всички преходни пролетни и есенни месеци през годината, а модерните климатици се справят с отоплението и при зимни условия.

За да осветлим предварително още малко изключителното удобство за отопление с климатична инсталация, ще добавим, че съвременните климатици имат прецизно микропроцесорно управление. То контролира не само температурата на въздуха, но също така и периодът на включване и изключване може предварително да се програмира. При това в режим на постепенно, стъпаловидно снижаване или повишаване на температурата, например по време на заспиване или събуждане. Монтираното високо на стената или тавана вътрешно тяло на климатичната инсталация не заема място върху пода, не изисква предпазваща околните предмети от прегряване дистанция – все обстоятелства, които силно натежават на страната на „климатиците“ пред класическите електрически печки.

 

Зона на топлинен комфорт

Като всяко топлокръвно живо същество човекът има сравнително постоянна телесна температура (около 37 °С), която организмът успява да поддържа в известни граници при промяна на външните условия. Същевременно човешкото тяло непрекъснато отделя топлина и влага в околното пространство. При по-високи температури то се самоохлажда чрез обилно изпотяване, при което от него се отнема „топлина на изпарение“. При по-ниски температури организмът се стреми да произведе повече енергия чрез активиране на обменните процеси в него, но тези възможности също са доста ограничени.

Количеството на отделената от тялото топлина зависи и от неговото състояние. То е най-малко по време на сън и достига своя максимум при усилена физическа дейност.

Освен това усещането за топло и студено е сравнително индивидуално, зависи от здравословното състояние в момента, закаляването на организма, включително и от пола. Известно е например, че жените са по-чувствителни към ниските температури и предпочитат по-затоплени стаи.

Благоразположението на хората зависи и от редица външни фактори, сред които с най-голямо влияние са температурата на околните предмети и най-вече повърхностната температура на вътрешните стени, прозорци, на пода и тавана. От значение са също така относителната влажност на въздуха и наличието на въздушно течение. Последните два фактора са съществени при избора на автономни климатични инсталации и разположението на вътрешното тяло в помещението, защото в най-често използваните варианти влажността практически не се регулира, а и усещането за течение в близост до тялото не винаги се възприема като приятно.

В обобщение на всичко казано дотук е въведено понятието „зона на топлинен комфорт“, която обхваща границите на температурата и относителната влажност на въздуха, при които човек се чувства оптимално – фактори, които се отразяват и върху работоспособността и настроението на човека въобще.

Зоната на „топлинен комфорт“ лежи в границите 18-23 °С, а относителната влажност е в границите 40-65%. Средно облечен човек, занимаващ се с лека физическа дейност, се чувства оптимално при температура около 19 °С, а над 25 °С и относителна влажност, по-висока от 65%, физиологичните дейности, включително и кръвообращението, вече се затрудняват.

Вече стана дума, че усещането за топлинен комфорт силно зависи от повърхностната температура на околните стени. Причината за това е усиленото топлинно излъчване от топлото човешко тяло към стените. Колкото температурната разлика помежду им е по-голяма, толкова топлообменът ще бъде по-силен. В резултат на това човек получава неприятно усещане за хлад – като че ли стените „изпиват“ топлината му.

То може да се компенсира чрез повишаване на температурата на въздуха в помещението и произтичащите от това допълнителни енергийни, т.е. парични, разходи.

Темата за повърхностната температура на стените, подовете и тавана не е тема на тази статия и затова ще споменем само, че нейната величина зависи от топлинната изолация на строителната конструкция. При слаба или липсваща топлоизолация на външните стени, повърхностната им температура (откъм помещенията) през зимата спада под 15 °С, което изисква повишаване на температурата на въздуха с 2-3 °С. Само маркираме и другия крайно неблагоприятен ефект, породен от ниската повърхностна температура на стените – тяхното оросяване, т.е. кондензацията на съдържащите се във въздуха водни пари. Резултатът е влажни стени, потъмнели от мухъл и плесени.

Този ефект е познат на обитателите на крайните жилища в панелните блокообиталища. Мнозина мислят, че причината е в проникване на влага през недобре уплътнените фуги между панелите, а истинският виновник им убягва – наличието на открита бетонна и недобре топлоизолирана външна стена – калкан.

При добре изолирана стена разликата между повърхностната й температура и температурата на въздуха в помещението не бива да надхвърля 2-3 °С. Направените за топлоизолация инвестиции сравнително бързо ще се изплатят, защото ще се компенсират от понижената температура на въздуха в помещенията. Според някои източници снижение с 1 °С на тази температура води до икономия на енергия с около 6%. Оттук се получават и икономиите, изплащащи направените разходи за подмяна на старата дограма с модерни и качествени прозорци, с двойни или тройни (по-рядко) стъклопакети.

Влияние върху усещането за благоразположение, т.е. за топлинен комфорт, оказва и интензивността на циркулиращия в помещението въздух. Приема се, че „течение“ възниква при скорост на въздуха 0,1 m/s. Според други автори осезаемата скорост на въздуха е 0,25 m/s при температури 20-22 °С. Това е също фактор, който трябва да се има предвид при избора на мястото за монтиране на вътрешното тяло на климатика, както и мотив в полза на предимството на системите за централно климатизиране, най-вече при по-големи, обществени сгради.

 

Как работи климатичната инсталация

Най-общо казано, климатичната инсталация е близък роднина на познатия на всички хладилник. Подобно на него нейната задача е да отнеме топлина от въздуха в помещението и да я отдели в околното пространство. С две думи, топлината на въздуха се пренася от по-ниското температурно ниво в климатизираното помещение към околната среда, чиято температура е по-висока. Това, естествено, не може да стане даром и се извършва благодарение на консумираната електрическа енергия от компресора на климатичната инсталация.

Компресорът сгъстява газообразния хладилен агент (фреон) и го подава към кондензатора. Там той се охлажда и втечнява. След това преминава през дроселиращ елемент, където налягането му рязко спада и така попада в изпарителя. Тук хладилният агент се изпарява, като същевременно отнема от изпарителя топлината, необходима за това изпарение. С две думи, охлажда изпарителя. Парите се засмукват от компресора, сгъстяват се отново и постъпват в кондензатора за охлаждане и втечняване.

Това, накратко, е затвореният хладилен цикъл, благодарение на който се извършва охлаждането във всеки хладилник или климатична инсталация.

При прозоречните климатични инсталации всички компоненти на системата се намират в един агрегат – откъм страната на помещението е изпарителят, който охлажда въздуха, а откъм външната страна – кондензаторът с вентилаторната перка. Този вид климатици са най-евтини, но имат и някои съществени недостатъци, на които ще се спрем в следващия брой.

Другият вид климатици са подвижните. Подобно на нафтова печка, те могат да се преместват според нуждата от помещение в помещение, което е несъмнено удобство. Те обаче имат недостатъците на прозоречните, а в добавка често трябва да се изпразва и съдът, в който се събира кондензиралата върху изпарителя вода.

Най-разпространеният вид автономни климатични инсталации са от типа „разделени“ (split). При тях компресорът и кондензаторът се намират във външното тяло и се монтират върху фасадата на сградата. В помещението се монтира друго, подходящо оформено тяло, което съдържа изпарител, вентилатор, подвижни жалузи и автоматика за управление на инсталацията. Двете тела се свързват с медни тръби за протичане на хладилния агент, чиято дължина не бива да надхвърля 15-30 m. Тръбите задължително се топлоизолират, а освен това трябва да се осигури свободно изтичане на кондензната вода в канализацията или извън сградата, което е масово прилаганото решение. Друг е въпросът, че това не винаги е възможно при интензивно движение на хора отдолу.

В следващия брой подробно ще разгледаме различните видове климатични инсталации, които се предлагат у нас, ще се опитаме да ви ориентираме в техните технически характеристики, специфика при монтажа и експлоатацията им. И не на последно място – да ви ориентираме в цената на удоволствието да имате климатизирано жилище. Специално внимание ще обърнем на експлоатацията на климатиците в термопомпен режим, т.е. като отоплителни уреди.

И още нещо – в статията споменахме понятието „централизирана климатична инсталация“. Това не е случайно, защото пълноценната климатична инсталация трябва да може не само да охлажда и нагрява преминаващия през нея въздух, но и да поддържа влажностния му режим, като го овлажнява или изсушава. Освен това трябва да може да се регулира съотношението „рециркулационен/външен (пресен) въздух“. Тези инсталации обаче са доста скъпи и трябва да се изграждат при строителството на сградата със съответната система от въздуховоди до и от помещенията до климатичната камера.

При автономните „климатици“ за климатизиране на въздуха в отделни помещения част от тези възможности липсват. Това, обаче, не е кой знае колко голяма беда, защото проблемът с пресния въздух може да се решава и с краткотрайно интензивно проветряване, а за овлажняване на сухия въздух има компактни прибори, които разпрашщават водата и я изхвърлят във въздуха във вид на фина мъгла. Плюс на прозоречните климатици е възможността за пропускане и на външен въздух.

Следва