Klimatizace, to je air condition

Klimatizace, klimatizace, klimatizace! O čem se mluví zejména ve dnech, které atakují letní třicítky, ví dnes asi každý. Pojďme se na klimatizace (z anglického Air conditioning, Air Con, A/C, AC) nebo lidově česky „klimošky“ podívat poněkud více v článku „Klimatizace, to je air condition“. Kromě místa použití jako je domácnost, firemní nebo komerční prostory, speciální prostory (např. uchovávání potravin) tato zařízení nalezneme dnes již ve většině dopravních prostředků.

Druhy klimatizací

Klimatizace mohou být manuálně ovládané nebo již běžnější automatické, kde si stačí nastavit cílovou resp. udržovanou teplotu. Mechanické, tedy manuálně ovládané dodávají do prostoru pouze chladnější vzduch, ale jeho regulace je na uživateli nebo v případě automobilu na řidiči nebo posádce. Znáte to s onou obraznou žábou ve sklenici? Pokud necháte žábu ve sklenici s vlažnou vodou a budete ji postupně přihřívat, nejspíše by se uvařila, aniž by vyskočila. Na změnu teploty si díky pomalému procesu zvyká. Pokud byste ji do té teplejší vody vodily náhle, vyskočí. Podobně je zde nebezpečí i pro posádku auta v parném dni při delší cestě, kdy výstup chladného vzduchu z klimatizace může působit velmi příjemně, až životadárně. Ale pozor! Velký rozdíl teplot, časté přechody mezi prostředím s velmi odlišnými teplotami i přímý zásah studeným vzduchem mohou způsobit přinejmenším slušnou chřipku, nastydnutí nebo další problémy. U mechanické A/C tedy hrozí, že uživatel bude chladit zbytečně na velmi nízké hodnoty, pustí klimatizaci na nejchladnější stupeň, velmi silně a z hlediska spotřeby energie také velmi neefektivně.

Obecně klimatizace se ve vyspělém světě stávají jedním z velkých žroutů elektrické energie a v určitých lokalitách při velmi teplých dnech způsobují energetikům velké vrásky na čele. Uživatel žádá komfort a takovýchto přístrojů rapidně přibývá. Může za to také jejich cenová dostupnost. Většina klimatizací navíc dokáže na přání také pravý opak – v případě potřeby vzduch ohřát a v místnosti přitopit. Toto je vhodné zejména v přechodných obdobích – na jaře nebo na podzim.

Výhodou manuálně ovládaných klimatizací je snadnost obsluhy – zapnout, vypnout, a nastavit „volume“. Automatické či elektronické air condition jednotky nebo systémy pak přijmou od obsluhy v jakékoliv výchozí teplotě povel na jakou cílovou hodnotu mají prostředí v místnosti dostat (případně jak rychle – s jakou intenzitou se mají svého úkolu zhostit) a po dosažení jsou decentním způsobem tuto hodnotu schopny udržovat. I zde může platit předejítí zdravotním rizikům prudkého zchlazení nebo ofouknutí tím, že nastavujeme cílovou hodnotu třeba na dvakrát nebo i vícekrát, případně zvolíme základní slabý stupeň výkonu (spíše postupné temperování).

Jak to funguje, co se vevnitř odehrává a proč?

Pokud vás princip fungování klimatizace nezajímá, pak můžete směřovat svoje oči až na další odstavce. Pokud byste rádi věděli co je principem toho, co nám dokáže v parném dni přinést takovou úlevu a nastolit alespoň trochu příjemné prostředí, leckdy i možnost se soustředit na práci nebo odpočinek, nebo dokonce zvládnout pobyt v místnosti bez zdravotních komplikací z přehřátí, pak čtěte dál.

Základním principem fungování klimatizace je přivádění venkovního vzduchu, jeho ochlazování a vypouštění dovnitř místnosti nebo prostor. V případě automobilu například může jít i o recirkulaci vnitřního vzduchu. Jsme web o bydlení a stavění, proto se budeme více věnovat jednotkám či systémům pro domy, byty.

Air condition v jednoduchosti obsahuje téměř vždy venkovní část, chladící okruh, vnitřní část a ovládání. „Základním stavebním kamenem“ procesu je kompresorový chladicí okruh, který je v principu jako chladicí okruh v domácí chladničce. Proces je veden z kompresoru umístěném ve venkovní jednotce, kde jsou stlačovány studené páry chladiva o nízkém tlaku. Z kompresoru pak vystupuje chladivo o vysokém tlaku a vysoké teplotě. Je přiváděno do kondenzátoru – výměníku tepla, který je ochlazován venkovním vzduchem za pomocí ventilátoru a chladivu je tak odebírána teplota. Dochází ke kondenzaci. Za kondenzátorem je již chladivo v kapalném stavu. Kapalné chladivo se potrubím přivádí do vnitřní jednotky, prochází škrtící kapilárou, případně expanzním ventilem, jenž snižuje tlak chladiva. Teplota chladiva rychle klesne pod teplotu chlazeného prostoru. Chladivo o nízké teplotě a nízkém tlaku postupuje dál do výměníku tepla – výparníku. Skrz stěny výparníku chladivo odebírá teplo z okolního vzduchu, který je tudy hnán ventilátorem. Na stěnách výparníku se kapalné chladivo odpařuje. Z výparníku odchází chladivo v plynném stavu zpět do venkovní jednotky ke kompresoru a celý cyklus se opakuje. Vypadá to složitě? Každopádně, jednoduše řečeno principielně je to taková silnější lednička.

Vstupním prvkem u autoklimatizací je navíc kabinový filtr. Ten chrání posádku před prachem, pyly a nečistotami z cest a výfukových zplodin. Nové generace uhlíkových kombinovaných filtrů dokáží dokonce eliminovat i pachy chemického, a zemědělského původu apod. V popisu principu jsme také zmínili kondenzaci – tento kondenzát (nashromážděnou vodu) je třeba průběžně odvádět ven. Protože v automobilech není k dispozici tolik elektřiny jako v domácnosti nebo průmyslovém použití k napájení klimatizace, je třeba také zmínit vliv „klimošky“ na spotřebu paliva automobilu. Při intenzívním požadavku na snížení teploty uvnitř se udává krátkodobé navýšení spotřeby až o 2 – 4 litry (na sto km), v praxi se pak dosahuje průměrných hodnot od 0,8 do 2 litrů.

Jinou kategorií ale s vazbou na podobné fyzikální principy jako u klimatizací jsou tzv. tepelná čerpadla nebo systémy pro rekuperaci, řízenou ventilaci vzduchu apod.

Klimatizace do domácností, průmyslu, cestování..

Najdeme je ale již téměř v každém autě, vlaku, MHD … Se vzrůstající dostupností klimatizačních jednotek roste také počet těchto instalací, případně obnov někdejších starších a méně efektivních systémů. AC dnes najdeme téměř v každém automobilu, svézt se neklimatizovaným autobusem je již v parném létě zážitek, který si necháme rádi ujít, dokonce i městská hromadná doprava, kterou využíváme obvykle jen na několik zastávek, v posledních letech dostává výbavu Air Con, všimněte si amerických žlutých taxíků a nápisů Conditioned. V Dubaji i jinde dokonce začínají být i malé přístřešky – zastávky – klimatizované.

Železnice ušla, vlastně ujela, v tomto ohledu také velký kus cesty – státní i soukromí dopravci již pořizují jen vozy s řízenou výměnou vzduchu a centrálním ochlazováním. Inu, okénko si v moderním vlaku nebo na lodi již neotevřete, nejinak je tomu samozřejmě v letadle. Pokud i zde platí střídmé používání, člověk se i po delší cestě cítí úplně jinak, než před dvaceti třiceti lety po cestě Karosou z Bulharska zpět domů.

V průmyslu najdeme také samozřejmě výkonné klimatizační a ventilační systémy, pro laika jsou jistě zajímavé vstupní, okenní nebo mobilní (klimatizační) clony, které vlastně poskytnou určitou bariéru při dočasném nebo i dlouhodobějším otevření dveří, okna apod. Ale mít či nemít klimatizaci doma?

Využitelné funkce

Předně, klimatizace dokáže svým uživatelům snižovat teplotu prostředí, dokáže také v případě nastavení vyšší teploty napomoci k vyhřátí místnosti, nejčastěji jako pomocný zdroj teplého vzduchu. Funkcí běžných klimatizačních jednotek není čištění vzduchu nebo využití odpadního tepla (rekuperace).

Mít či nemít klimatizaci? Jaké jsou další alternativy? Na co při výběru nezapomenout?

V našem podnebném pásu není v roce zase tolik dní extrémních, ani s velkými vedry, ani dlouhými dekádami s tuhými mrazy. Užíváme se od všeho trošku. Proto možná budete posuzovat, zda si klimatizaci pořizovat. Nedalo by se ochlazení nebo temperování interiéru vyřešit i jinak? Jistě ano, můžeme použít například konvektory, některými typy se dá vzduch i ochlazovat, nejen s nimi topit. Vazba na tepelné čerpadlo umí také udělat své. Ovšem, mícháme tady trochu pověstné hrušky s jablky, proto se na oblast alternativ podíváme v extra článcích.

Samozřejmě, nejméně nákladným i technicky vyspělým, přesto velmi dobře funkčním, chladícím systémem, je ventilátor neboli větrák. Ať již základní s lopatkami, nebo pokročilejší bezlopatkový typ. Rozproudí lokálně vzduch, a byť je tento vzduch stále o stejné teplotě, prouděním okolo nás, způsobuje pocitové ochlazení vzduchu o několik stupňů. I zde, ventilátory používejme s mírou, také zde je riziko zdravotních problémů, nebo zvíření prachu či poletování lehčích předmětů (rozfoukání papírů v kanceláři apod.).

Své využití naleznou při ochlazování místnosti také zvlhčovače vzduchu.

Všeho s mírou a bez přehánění

I u používání ochlazování vzduchu, klimatizování, platí heslo „všeho s mírou“. Pro náš organismus nejsou prudké změny žádoucí, rychlá změna stavu (teploty) může být také nejméně efektivní z hlediska spotřebované energie.

Úspory a alternativy

Klimatizační jednotka nebo systém není v principu právě spotřebič s nepatrným odběrem elektrické energie. Lidský rozum již našel další pomocníky a fyzikální pomůcky, jak provádění změny teploty udělat efektivněji. Řeč by byla zejména o tzv. tepelných čerpadlech, ať již v principu vzduch-vzduch, vzduch voda, voda voda, země voda.

Základním principem práce tepleného čerpadla je, že toto energetické zařízení je schopné odebírat tepelnou energii okolnímu prostředí (dle typu) při relativně nízké teplotě a přečerpat jí na vyšší teplotu (topit, případně naopak – chladit). Touto vyšší teplotou je tepelné čerpadlo schopno vytápět dům, ohřívat teplou užitkovou vodu a/nebo bazén. Pro toto přečerpávání je potřeba dodat poměrně malý podíl elektrické energie pro pohon kompresoru, který spolu s dalšími prvky zabezpečuje správný chod tepelného čerpadla.

Tipy pro motoristy, jak při ochlazování auta ušetřit

Nejdříve interiér důkladně vyvětrejte. Postačí k tomu pár vteřin, kdy otevřete všechny dveře a vyvoláte co největší průvan. Horký, přehřátý vzduch (auto se chová na slunci jako skleník) uteče a vy nebudete muset schlazovat i tuto „bombu“, navíc i vaše tělo by dostalo pěkný šok. Pusťte na tu chvíli klidně také ventilátor naplno, ať již poběží bez nastartovaného motoru jen z baterie, nebo auto už nastartujete, alespoň trochu zchladíte rozehřáté „výfuky“. Tyto rady dokonce platí i v případě, že váš vůz ještě klimatizací vybaven není.

Nastavte si automatickou klimatizaci ideálně tak, aby byla cílová teplota jen o cca 2-3 stupně nižší, maximálně o 4-5, než je teplota venku. I tak to bude příjemnější cestování, ale s nízkou spotřebou za chod jednotky a vašemu organismu to jedině prospěje.

Postupným vyrovnáváním teplot mezi kabinou a okolním prostředím na začátku i před cílem cesty, předejdete teplotnímu šoku posádky, tím spíše to platí při cestování malých dětí. Na rozdíl od úvodu tohoto odstavce, který se věnuje přípravě před vyjetím, pokud je auto rozpálené, před koncem cesty je dobré, dříve než auto zastaví, klimatizaci již vypnout a nechat jakoby mírně doběhnout. Tím se ze systému dostane vlhkost, která by jinak mohla způsobovat nepříjemný zápach ve voze.

Klimatizace by měla každý rok až dva projít kontrolou. Pokud klimatizace nefunguje, jak by měla a přestává chladit, nejspíše dochází náplň. K úniku dochází přirozeně, medium je pod vysokým tlakem a mikroskopický únik se za delší dobu nasčítá, to je normální. Chladicí medium doplní odborný servis.

Závěrem ještě několik zajímavostí

– víte, že během jednoho dne se člověk nadechne přibližně 22 000 krát?
– že během této doby spotřebujeme přibližně 15 kilogramů vzduchu, který jinak zdánlivě nic neváží?
– jednou z nejvýznamnějších příčin bolestí hlavy, pálení očí a únavy bývá znečištěný vzduch (v místnosti)?
– že není dobré spát v úplně utěsněné (nevětrané) místnosti ze stejných důvodů? Takový spánek ve vydýchané místnosti k odpočinku vlastně ani příliš nevede..
– za posledních 10 let vzrostl počet alergiků mezi dětmi, včetně těch nejmenších, asi o 30%?