M10-Chlazení pro klimatizaci

dnotkou s vzduchem chlazeným ko
Základní částí kompresorového
kapalin, chladiva a teplonosné látky.
Chladicí jednotky jsou běžně bloková kompaktní soustrojí. Sestávají se ze
strojních komponentů dle obr. 2 a tvoří je výparník, kondenzátor, kompresor
(pístový, šroubový, spirálový, turbokompresor), armatury, potrubí a regula-
ce. Provedení jednotek je běžně blokové v hermetické či polohermetickém
provedení. Běžné je i provedení jednotek pro vnější prostředí. Bližší popis je
- 7 (18) -
Název předmětu · Modul #
v [1], [2], [4]. Zásadní při návrhu a situování chladicích kompresorových
jednotek je jejich hlučnost a hmotnost.
1 2
3
4
5
6
7
V
V
KJ
Var. A
EV
2
3
4
1=5
6
7
V
V
EV
1
3
- 8 (18) -
4
5
KJ
EV
3
1=5
4
Ch
KJ
KJ
EV
Legenda
1 – Výparník CJ
2 – Kompresor CJ
3 – Kompresor CJ
4 - Škrticí armatura
5 – Chladič kapaliny
6 - Chladič KJ
7 – Regulace vody
KJ - Klimajednotka
CJ – Chladicí jednotka
Ch – chladivo
V - voda
EV – externí vzduch
2=6 2=6
Var. B

Var. C Var. D
Obr. 1 Schéma základních variant sestav chlazení pro klimatizaci

Legenda var. A
1 – Klimajednotka 2 – Výparník CJ
3 – Kondenzátor CJ 4 – Chladicí věž
4b – Chladič vody 5 - Oběhové čerpadlo
6 – Teplonosná látka voda
Exteriér
6
6
4b4
1
3
2
Strojovna
klimatizace
4
5
Exteriér
4
7
3
7
1
6
Strojovna
klimatizace
2
Legenda var. B
1 – Klimajednotka 2 – Výparník CJ
3 – Kondenzátor CJ 4 - Kompresor
5 – Chlazená voda 6 - Oběhové čerpadlo
7 – Chladivo


Klimatizovaná
místnost
Vc, ti
Chladivo
Kondenzátor
Kompresor
Klimatizační jednotka
Exteriér
Voda
Ve, te
Chladič
kapaliny
Chladicí
věž
Exteriér
Klimatizovaná
místnost
Klimatizační jednotka
Chladič vzduchu
=výparník
Chladič vzduchu
=výparník
Chladivo
V , t
Vc, ti
Kondenzátor var. B
Var. C Var. D
Kondenzátor
var. A
c i
Kompresor
Chladivo

Obr. 2 Příklady řešení základních variant chlazení pro klimatizaci
b. Chladicí věž je zařízení k ochlazení vody kondenzátorového kruhu chladi-
cích jednotek s vodou chlazenými kondenzátory. Principiální funkcí věží je
odnímání tepla vodě odpařováním proudícím vzduchem. Ochlazení se uskuteč-
ní částečným odparem do přirozeně nebo nuceně proudícího vzduchu. Inten-
zivnějšího vypařování se dosáhne zkrápěním porézních desek vodou. Základní
části věže jsou nosná konstrukce, vodní sprchový registr, sběrná nádrž, ventilá-
Chlazení pro klimatizaci
tor a zkrápěné desky. Voda se ochlazuje vzduchem proudícím protisměrně me-
zi deskami. Při volbě místa situování věže v exteriéru se musí uvažovat možný
let vodních kapek a tvoření námrazy v zimě. Progresivním provedení tvoří
hladiče vody s uzavřeným oběhem vody a hybridní chladiče. Schéma typic-

ú
c
kých provedení jednotek je na obr. 3.

Legenda
V - výparník C - kondenzátor
S - škrticí ventil K - kompresor
P - potrubí chladiva
t
k1
, t
k2
– teplota vody okruhu 1 tj.
kondenzátor-chladicí věž
y okruhu 2 tzn.
ladič
P
V
C
S
K
t
k1

t
k2

tk1, tk2 – teplota vod
výparník-ch
t
v1

t
v2
1
2

Obr. 3 Ideové schéma kompresorové jednotky
Voda z kondenzátoru
Chladič kapalin
vody, roztoky H2O
Doplňovaní vody
Voda do kondenzátoru
Chladicí věž
(vodní)
Nasávaný vzduch

Obr. 4 Schéma chladičů vody
c. Chladiva jsou látky obíhající ve okruhu jednotky a přenášející teplo pomocí
skupenských změn na principu Carnotova cyklu (modul BT02-02).
Základními chladivy jsou uhlovodíky klasické (etan, etylén, propan, čpavek)
mezi výparníkem
é teploty.
su
tepla vodou mezi zdrojem chladu a jeho spotřebičem.
h jednotek.
ponentů soustav chlazení
Na níže uvedených obrázcích jsou pohledy na komponenty a jejich osazení
v reálných podmínkách.
nebo halogenové (freony). Použití chladiv musí respektovat ekologické
požadavky, zejména tzv. Montrealský protokol, sledující minimalizaci
halogenových uhlovodíků na životní prostředí.
d. Teplonosné látky jsou kapaliny slouží k distribuci chladu
a spotřebičem chladu (chladič klimajednotky) a přenosem tepla mezi
kondenzátorem a chladicí věží (chladičem). Základními látkami jsou nejčastěji
voda nebo solanky (CaCl , NaCl, MgCl ) pro podnulov
2 2
e. Rozvodné potrubí s čerpadly a regulací tvoří jednotlivé okruhy k přeno
f. Spotřebiče chladu představují ve VZT chladiče klimatizačníc
2.3 Příklady kom
- 9 (18) -
Název předmětu · Modul #

Obr. 5 Fragment chladicí jednotky

Obr. 6 Chladicí věž osazená na střeše

Obr. 7 Kondenzátory osazené na střeše budovy
- 10 (18) -
Chlazení pro klimatizaci

Obr. 8 Kondenzátory osazené na střeše budovy

Obr. 9 Kondenzátory na střeše
2.4 Faktory návrhu chlazení
a. Výchozí pro návrh je chladicí výkon klimatizačního systému. Potřeba
chladu však není konstantní, ale kolísá v závislosti na působení agencií a
vyskytuje se jen několik dnů v roce. Proto je vhodné k pokrytí odběrových
maxim u rozsáhlým zařízení využít akumulace chladu event. ústřední chlazení
s dálkovým rozvodem. Výkonnější zařízení pro výrobu chladu se instalují do
strojoven chlazení, které musí být s ohledem na vysokou hlučnost soustrojí
vhodně situována v budově či v exteriéru.
b. Volbu soustavy chlazení pro klimatizaci ovlivňují faktory technické (výkon,
teploty, účinnost), ekonomické (investiční a provozní náklady), provozní (regu-
lace výkonu, obsluha a údržba), prostorové (stavební dispozice, situování v
- 11 (18) -
Název předmětu · Modul #
exteriéru) a faktory ekologické (chladiva, hluk). Konečná volba a návrh je často
kompromisem výše faktorů.
c. Návrh soustavy chlazení a jeho komponentů vychází z tepelně technického
výpočtu s vyčíslením základních veličin, kterými jsou chladicí výkon, výkon
kondenzátoru, příkon kompresoru, hmotnostní tok teplonosných látek a
chladiva. Návrh závisí na stupni
• informativní – aplikuje se chladicí výkon a údaje výrobce
• předběžný – vychází z tepelně technického výpočtu s řešením tepelných
dějů
• komplexní – projekční návrh zařízení
2.5 Návrh soustavy nepřímého kompresorového chla-
zení s vodou chlazeným kondenzátorem
a. Koncepční řešení je prvořadým úkolem návrhu a spočívá ve výběru optimál-
ní varianty odpovídající místním podmínkám a požadovanému chladicímu
výkonu zařízení v sestavě bez akumulace nebo s akumulací chladu zpravidla ve
vodních zásobnících.
b. Cíl návrhu sleduje specifikaci jednotky, chladicí věže, dimenzování potrubí,
armatur a ideové řešení regulace. Výchozí hodnoty návrhu jsou chladicí výkon,
teploty chlazené vody a vnějšího vzduchu. Uvedené hodnoty jsou také podkla-
dem pro řešení chladicího oběhu a určení dalších hodnot, pomocí kterých lze
přesněji nárokovat typ a velikosti zařízení, hmotnostní toky teplonosných látek,
potřeby energií atd. Schéma tepelných výměn je na obr. 10.
∆
t
m

∆
m

∆
t
w

∆
w

v2
v1
x
t
1
2
r
t1
t2
t
r

I
E
to
tk
tm
tk
to
h2
log p
3
2
4
1
h3=h4 h
1

h
p3=p2
p4=p1
tw1
tw2
tm1
tm2
hv1
hv2
Průběhy teplot
Kondenzátor
Výparník
Vodní
chladič
Chladicí jednotka

Obr