Jak działa klimakonwektor i gdzie go zamontować?

Klimakonwektory do niedawna spotykane były tylko w dużych budynkach użyteczności publicznej, takich jak np. hotele czy banki oraz biurach. To urządzania przypominające wyglądem standardowo już montowane w domach jednorodzinnych klimatyzatory, jednak przeznaczone są do grzania i chłodzenia przy wykorzystaniu wody, jako nośnika ciepła czy chłodu. Postęp technologiczny i rozpowszechnianie się pomp ciepła sprawiły, że dziś klimakonwektory wkraczają także do naszych domów, umożliwiając utrzymanie wymaganej temperatury w pomieszczeniach. W artykule podamy podstawowe informacje na temat tych nowoczesnych urządzeń, potrafiących ogrzewać pomieszczenia zimą oraz chłodzić latem.

Co to jest klimakonwektor?

Klimakonwektor to uniwersalne urządzenie grzewczo-chłodzące, stosowane w nowoczesnych systemach HVAC. W Polsce funkcjonuje również angielska nazwa fan coil albo skrót FCU (Fan – wentylator, Coil – wężownica wymiennika ciepła, Unit – jednostka). Nie jest ona do końca precyzyjna, ponieważ istnieją ogólnie klimakonwektory wentylatorowe i indukcyjne - bez wentylatorów. Klimakonwektory mogą być montowane w różnych miejscach, między innymi na ścianach pomieszczeń – przypominają wtedy wyglądem klimatyzatory. Jednak pomiędzy tymi dwoma grupami urządzeń występuje zasadnicza różnica. Klimakonwektory podłączone są rurami do systemu HVAC i w odróżnieniu od klimatyzatorów płynie w nich woda lub jej mieszanina z glikolem, nie zaś czynnik chłodniczy. Woda ta może być albo gorąca (35-70°C) albo zimna (5-18°C), dlatego urządzenie to może ogrzewać pomieszczenie w chłodniejszych porach roku oraz chłodzić je podczas letnich upałów. W dużych budynkach np. biurowcach klimakonwektory podłącza się za pośrednictwem systemu rur do zewnętrznego źródła chłodu - agregatu wody lodowej (chillera), Jednak rozpowszechnienie się pomp ciepła, które mogą zasilać instalacje HVAC zarówno wodą gorącą jak i zimną, dzięki możliwości odwracania obiegu czynnika chłodniczego spowodowało, że klimakonwektory wkroczyły także do budynków mieszkalnych.

Budowa klimakonwektorów

Podstawowe podzespoły popularnych klimakonwektorów to:

Wymiennik ciepła. Składa się z wężownicy z rur miedzianych oraz aluminiowego, gęsto ułożonego użebrowania - wyglądem przypomina chłodnicę samochodową. Przez wężownicę płynie woda o wymaganej temperaturze: gorąca lub lodowa. Dzięki temu klimakonwektor ogrzewa lub chłodzi przepływające przez niego powietrze.
Wentylator: promieniowy lub odśrodkowy. Wymusza on przepływ powietrza przez wymiennik ciepła, co powoduje jego ogrzanie lub schłodzenie, a następnie nawiewanie do pomieszczenia. Wentylator napędzany jest silnikiem elektrycznym prądu zmiennego AC lub stałego DC. Dobre modele wyposażone są w silniki bezkomutatorowe EC. Wentylator przyśpiesza wymianę ciepła, umożliwia podłączenie klimakonwektora do kanałów wentylacyjnych budynku oraz filtrację powietrza. Regulacja obrotów silnika za pomocą inwertera pozwala na uzyskanie oszczędności energii.
Zawór regulujący odpowiedni przepływ czynnika chłodząco-grzewczego (wody), co pozwala na regulację temperatury w pomieszczeniu.
Sterownik (regulator) elektroniczny. Umożliwia ustawienie i utrzymanie pożądanej temperatury w pomieszczeniu za pomocą sterowania siłownikiem zaworu oraz obrotami wentylatora. Nowoczesne klimakonwektory wyższej klasy posiadają sterowniki wykorzystujące energooszczędne algorytmy regulacji temperatury (np. samouczący się TPI) oraz mogące być podłączone przez WiFi do Internetu, co pozwala na sterowanie klimakonwektorem, w tym ustawianie zarówno temperatury jak i harmonogramów czasowych, za pomocą aplikacji na smartfony.
Filtr powietrza. Oczyszcza powietrze z pyłów, co ma znaczenie zwłaszcza dla alergików.
System odprowadzania skroplin dla pracy w trybie chłodzenia. W klimakonwektorach musi to być osobny system rurek, natomiast klimatyzatory często wyposażone są w wewnętrzny system odprowadzania skroplin do jednostki zewnętrznej lub specjalnego odpływu.

Rodzaje klimakonwektorów

Poniżej przedstawiamy podział klimakonwektorów w zależności od różnych kryteriów, takich jak:

Przeznaczenie (rodzaj regulacji temperatury):

Grzewcze
Chłodnicze
Grzewczo-chłodnicze

Sposób montażu: pionowy lub poziomy. Wyróżniamy tu klimakonwektory:

Ścienne: instalowane na ścianach pomieszczeń, podobnie jak tradycyjne grzejniki (kaloryfery). Przeznaczone do niewielkich pomieszczeń użytkowych.
Podłogowe. Instalowane w płaszczyźnie podłogi głównie tam, gdzie nie ma innej możliwości montażu.
Kasetonowe. Instalowane w sufitach podwieszanych, stosowane głownie w obiektach handlowych i biurowych.
Podsufitowe (przysufitowe). Instalowane na ścianie pod sufitem, sprawdzają się w miejscach o ograniczonej przestrzeni, np. w niewielkich pomieszczeniach użytkowych.
Kanałowe. Montowane w sieci kanałów i zakończone kratką nawiewną, przeważnie zamontowaną w ścianie. Popularne w hotelach, sprawdzają się także w salonach i sypialniach domów.

Liczba wymienników ciepła:

Dwururowe – z jednym wymiennikiem uniwersalnym.
Czterorurowe – z dwoma wymiennikami ciepła: osobno do grzania i chłodzenia. Spotykane w dużych budynkach, pozwalają na jednoczesne ogrzewanie i chłodzenie. Sprawdzają się szczególnie w okresach przejściowych, gdy południowa część budynku silnie nagrzewa się promieniami słonecznymi, natomiast północna pozostaje chłodna.

Konstrukcja:

Wentylatorowe. Zasysanie powietrza, jego przepływ przez wymiennik ciepła oraz wydmuch do pomieszczenia wymusza wentylator elektryczny. Najbardziej rozpowszechniony typ klimakonwektorów.
Indukcyjne. Nie posiadają one wentylatora. Podłączane do systemów wentylacyjnych, z których pobierają powietrze pierwotne. Płynie ono przez dysze klimakonwektora, powodując zasysanie z pomieszczenia (efekt indukcji) powietrza wtórnego. Przepływa ono przez wymiennik ciepła i ogrzewa się i schładza, następnie miesza z powietrzem pierwotnym i wpływa do pomieszczenia. Tego typu urządzenia są bardzo ciche i doskonale nadają się do domów jednorodzinnych, jednak barierę stanowi tu wysoka cena. Ponadto powodują znaczne zwiększenie zużycia energii przez centrale wentylacyjne.

Udział powietrza. Urządzenia mogą bazować na powietrzu:

Obiegowym
Zewnętrznym
Dostarczanym z centrali systemu wentylacji

Współpraca klimakonwektorów z pompą ciepła w budynkach jednorodzinnych

Klimakonwektory to urządzenia uniwersalne, mogące w domu jednorodzinnym zastąpić tradycyjne grzejniki zasilane z systemu centralnego ogrzewania oraz klimatyzację. W praktyce największą wydajność wykazują we współpracy z pompami ciepła. Pompy pobierające ciepło z powietrza lub gruntu przekazują je do nośnika (wody), który z kolej dostarcza je do jednostek końcowych systemu grzewczego. Im niższa temperatura zasilania tego systemu przez pompę ciepła, tym jego większa wydajność i zarazem niższe koszty eksploatacji. Temperatura wody grzewczej w systemie C.O. na poziomie 30-40°C jest za niska dla tradycyjnych grzejników, jednak dla klimakonwektorów okazuje się idealną. Urządzenia te, w przeciwieństwie do grzejników (kaloryferów), wyposażone są w wentylatory wymuszające obieg powietrza, dzięki czemu potrafią dostarczyć około 2-3 razy więcej ciepła przy tej samej temperaturze wody. Z kolei podczas letnich upałów klimakonwektor może schłodzić pomieszczenie do 18-22°C przy temperaturze czynnika chłodzącego 7-10°C. Pozwala to na lepszą regulację temperatury, niż w przypadku klimatyzacji. Według niektórych firm z branży HVAC, dzięki wykorzystaniu efektywnej energetycznie pompy ciepła oraz klimakonwektorów, można uzyskać oszczędności kosztów ogrzewania i chłodzenia budynku nawet o 30-50%, w porównaniu z tradycyjnym systemami, wykorzystującymi kotły oraz klimatyzatory. Dlatego też na rynku oferowane są klimakonwektory dedykowane do pomp ciepła.

Podłączenie klimakonwektora w domu jednorodzinnym

Zarówno dobór, jak i montaż oraz podłączenie klimakonwektorów do instalacji w budynku powinni wykonać specjaliści. Miejsce zamontowania urządzanie powinno być dobrze przemyślane, przy uwzględnieniu wymagań technicznych (dostęp do przyłączy instalacyjnych), wystarczająca przestrzeń do serwisowania oraz brak przeszkód ograniczających przepływ powietrza – należy zapewnić odpowiednie odstępy od mebli i ścian. Ponadto istotne jest unikanie miejsc narażonych na przeciągi mogą one obniżać wydajność klimakonwektora.

Zalety klimakonwektorów.

Do zalet tych urządzeń należą:

Uniwersalność – możliwość zarówno ogrzewania, jak i chłodzenia pomieszczeń
Stosunkowo niskie koszty ogrzewania i chłodzenia
Duża szybkość działania – komfortowa temperatura jest odczuwalna niemal natychmiast. To znaczna różnica w porównaniu do grzejników czy podłogówki.
Filtracja powietrza – ważna dla osób cierpiących na alergie
Bardzo cicha praca – mogą być całkowicie niesłyszalne
Możliwość wykorzystania standardowej 2-rurowej instalacji grzewczej
Stosunkowo niewielkie wymiary, pozwalające oszczędzać powierzchnię.

Natomiast minusami tych urządzeń są:

Relatywnie wysokie ceny, szczególnie urządzeń indukcyjnych.
Konieczność podłączenia klimakonwektorów chłodzących do kanalizacji lub zamontowania tacek na skropliny,
Konieczność wymiany filtrów.

Odwiedź nasz dział poradników i znajdź rozwiązanie dla siebie

Opracowanie redakcja (T.H.)

Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji portalu www.ogrzewnictwo.pl