Légkondicionáló

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Ugrás a navigációhoz Ugrás a kereséshez

A légkondicionáló vagy klímaberendezés (néha röviden csak klíma) olyan berendezés, mely zárt térben mesterséges légállapotot, a környezetnél alacsonyabb hőmérsékletet tud létrehozni. Jellemzően hűtésre használják, ha a kültéri hőmérséklet tartósan magas. A légkondicionáló nem csak épületekben vagy azok helyiségeiben található meg, hanem megannyi zárt utasterű jármű (autó, busz, repülőgép stb.) felszereltségéhez is gyakorta hozzátartozik.

A klimatizálás története[szerkesztés]

Az ember és az állat történetének kezdete óta bizonyítottan próbálja saját komfortja érdekében hűteni magát. Az ember tovább ment, ő már a teste hűtésén túlmutatóan élet- és munkaterei hőfokát is igyekezett manipulálni. Természetesen kezdetben egyszerűbb megoldásokhoz nyúltunk, előszeretettel kerestük az előnyösebb klímájú barlangokat, vermeket, árnyékos helyeket. Egyiptomban i. e. 5000-ben már használták a vízpárologtatásos hűtő módszereket.

Az ókori Rómában a vízhálózat és a csatornarendszer adta lehetőségeket használták ki egyes épületek falainak lehűtésére, ezáltal az életterek komfortosabbá tételére.

A modern kori légkondicionálás alapjait Michael Faraday fizikus és feltaláló alapozta meg 1820-ban Angliában. Ráébredt, hogy a sűrített és cseppfolyósított ammónia, ha elpárologtatják, akkor hűteni képes. Ezen elv alapjain üzemelnek az abszorpciós elven működő hűtőkészülékek, például a hűtőszekrények, de az ilyen típusú készülékek hatásfoka nem a legoptimálisabb. Ezért a hatékonyabb kompresszor használata a jellemzőbb a mindennapokban. Viszont az abszorpciós készülékek ideálisak olyan helyekre, ahol nem áll a rendelkezésünkre elektromos áram, hisz elegendő mondjuk gázpalack segítségével hőt előállítanunk. További előnye a hangtalan üzemelés.

Több fajta légkondicionáló a bemutatóteremben

Dr. John Gorrie fizikus 1824-ben olyan kompresszoros berendezést alkotott, amellyel jeget állított elő, majd ezzel a levegőt hűtötte.

Az első valódi klímákat ipari céllal gyártották. Ennek oka a készülékek mérete és ára volt.

Az elektromos légkondicionálás 1902-ben jelent meg. Az első elektromos modellt a The Carrier Air Conditioning Company of America készítette (Willis Carrier neve után). Az igazsághoz hozzátartozik, hogy ezek a készülékek kifejezetten veszélyesek voltak. Ekkoriban csak olyan technológiák álltak rendelkezésre, amelyeknél a hűtőközeg mérgező, robbanásveszélyes vagy fokozottan gyúlékony volt. Azóta létrehozták a klimatizáláshoz jobban használható hűtőközegeket: a klímaberendezésekben olyan hűtőközegeket használnak, amelyeknél magas a forráspont hőmérséklete (ilyen például az R718: a víz), tehát a megkívánt hűtési hőmérsékleten cseppfolyós állapotban vannak. Ezek az ú.n. alacsony nyomású hűtőközegek.

Thomas Midgley, Jr. az 1920-as években kezdte el alkalmazni – Freon néven – a már veszélytelen gázt (chlorofluorocarbon CFC)[* 1] . Ez már nem volt mérgező, sem robbanékony, netán gyúlékony.[* 2] Mi több, még szagtalan is volt. Ennek köszönhetően a mindennapokban is elterjedhettek az egyéni felhasználás területén is a hűtőszekrények és a klímák. Viszont kiderült, hogy ez utóbbi gáz bizonyos fajtái fokozottan környezetszennyezők.

Egyes freonvegyületeket, azaz az R12 és az R22 típusút a huszadik század végére betiltották a hűtőgépekben való használatra, mert kiderült, hogy szerepe a globális felmelegedésben és az ózonréteg rombolásában jelentős. Ezt az R407C, az R32 és az R410A váltotta fel. A jelenlegi kutatások szerint ezek ártalmatlanok.

Légkondicionáló és klíma[szerkesztés]

A légkondicionáló másik, rövidebb elnevezése a klíma, melyet az éghajlat után kapta, mivel a készülék mesterségesen képes adott hőmérsékletet, vagyis klímát létrehozni. A légkondícionáló szóösszetétel második tagja, a kondíció (állapot, feltétel) olyan értelemben szerepel, hogy a légállapotot, a környezeti feltételeket megteremti, vagy állandósítja.

A klímákról még az él köztudatban, hogy csak légtér hűtésre használt eszközök. A valóság az, hogy az elmúlt években a (hűtő-fűtő) klímák a hideg teremtésen túl az egyik leghatékonyabb ár-érték arányban lévő fűtési módszerré is váltak. Sajnos az ebben rejlő lehetőségeket a társadalom még nem mérte fel helyesen, így nem terjedt el eléggé. Kiépítése sokkal könnyebb, kevesebb pénzbe kerül és kevéssé bürokratikus, mint egy gázcirkó vagy konvektor beépítése. Továbbá egy valóban fűtésre optimalizált jó energiaosztályú klímával való fűtés jóval olcsóbb lehet egy modern gázcirkónál is. Akkor adott esetben egy távhős fűtés megoldás árairól ne is beszéljünk. Továbbá vannak olyan helyek és körülmények, amelyekben egyéb alternatíva nem is volna megvalósítható. A hűtő-fűtő klímakészülék fűtési üzemben hőszivattyúként működik, és az elektromos energia befektetésével annál lényegesen több fűtési hőt szállít a környezetből a helyiségbe (COP tényező). Ezeket a hűtő-fűtő készülékeket az átmeneti időben (ősz, tavasz) lehet leggazdaságosabban használni.

A klimatizálás célja: a klimatizált térben a levegő hőmérsékletét, nedvességtartalmát, összetételét és nyomását állandó értéken tartani vagy meghatározott program szerint változtatni.

A levegő összetétele elsősorban az oxigén és szén-dioxid koncentrációját jelenti, mely alapvetően a friss levegő ellátással van összefüggésben.

Fél klímának nevezhetjük, ha a légállapot-jelzők közül csak az egyiket (hőmérséklet vagy nedvességtartalom) tudja befolyásolni. Teljes klímának nevezhetjük, ha a levegő hőmérsékletét, nedvességtartalmát, összetételét és nyomását egyaránt befolyásolni tudja. A klímaberendezés a hőelvitelen kívül biztosíthatja a levegő tisztaságát, zaj-, por- és szagmentességet.

A különböző ablakklíma, SPLIT és MULTISPLIT készülékekkel klimatizálás csak abban az esetben valósítható meg, ha külön gondoskodunk a központi friss levegőbejuttatásáról. Ellenkező esetben csak léghűtő berendezésről beszélhetünk.

A jelenleg használt légkondicionálók többsége úgynevezett osztott (split). Ez a definíció azt jelenti, hogy a kültéri egység (kondenzátor, kompresszor) és a beltéri egység (léghűtő, elpárologtató) két külön egységet képez.

A komfort split klíma működése egyszerűen úgy írható le, hogy a kültéri és beltéri egysége, valamint az ezeket összekötő csővezeték egy hűtőkört alkot. Ebben a hűtőkörben van egy kompresszor, ami a hűtőkörbe töltött hűtőközeg térfogatát változtatja meg, így annak halmazállapotát és hőmérsékletét is. Hűtés üzemben a beltéri egység hőcserélőjébe hideg hűtőközeg érkezik, a ventilátor ezen a hőcserélőn szívja át a szoba levegőjét, ami lehűl. A beltéri egységben a hűtőközeg elpárolog, hőelvonás jön létre, gőz halmazállapotú lesz, és ez áramlik tovább a kültéri egység kompresszorába. A kompresszor összenyomja, hőmérséklete és nyomása megnő. Bekerül a külső kondenzátor hőcserélőjébe, ahol ismét lehűl, és folyadék állapotba kerül. A kondenzátor hőcserélőn hűvösebb levegő áramlik át mint a hűtőközeg hőmérséklete.

A klímaberendezések fajtái[szerkesztés]

A háztartási, lakásokban lévő légkondicionálók u.n. komfort klímák, melyeknél a pontosan meghatározott hőmérséklet, páratartalom nem előírás. Háztartási célra nem szokás a légállapotot valamennyi jellemzőjét pontosan előírni, de vannak speciális esetek, amikor a légállapotot a levegő 1-x diagramjában kell meghatározni, ill. egyéb tulajdonságait is mérni kell. A komfort klíma beszabályozásakor egyik szempont, hogy a külső és belső hőmérséklet különbsége ne legyen több, mint 7-8 C fok. Ha ennél több, az egészségünkre ártalmas lehet, ill. nagy terhelést jelent a berendezésre nézve.

Szerkezetileg lehetnek:

  • mono készülékek: Egy mono készülék egy beltéri egységből és egy kültériből áll.
  • multi klímák: A multi készülékek egy kültéri, de több beltéri egység kombinációiból állnak. Természetesen ennek összetételét a hűteni kívánt tér vagy terek különféle tulajdonságai határozzák meg. Sok esetben a magasabb árú multi készülékek helyett javasolt több mono készülék beépítése. Természetesen a mono légkondicionálók teljesítménye összeadódik.

A komfort klímákon belül a berendezés kisebb egységei általában split rendszerűek.

Szerelés szempontjából ez két egységből áll, beltéri egység a hűtőfelülettel és kültéri egység a kondenzátorral és kompresszorral. Ennek elsősorban az az előnye, hogy a hűtés során elvont hőmennyiség a szabad térben marad, másodsorban pedig, hogy minimális a belső terekben fellépő zajhatás.

Többféle típus és felszerelési lehetőség:

  • oldalfali
  • multi (több belső helyiségben egy-egy beltéri, és egy külső egységgel)
  • parapet/mennyezeti
  • kazettás
  • légcsatornázható
  • padlóra állítható, mobil (külső levegő hozzávezetéssel)

Ha egy egységben van a készülék minden része, akkor teljesen beltéri, általában mobil klímáról van szó. A mobilklíma elpárologtató (hűtő) része egy készülékházban van a körfolyamat fenntartásához szükséges zajos kompresszorral. A zajterhelésen túl a mobil klímaberendezés kompresszorának hűtését is a beltér levegőjéből kell megoldani, ezzel együtt több hő keletkezik, mint amennyit elvonunk, amit egy csővezetéken ki kell juttatnunk a kültérbe.

Másik nagy klímaberendezés csoport az ipari és speciális klímaberendezések csoportja. Ipari, speciális klímák központi egységből (folyadékhűtők, légkezelők) és a helyiségekbe helyezett léghűtőkből (fan-coilokból) állnak.

Külön típus a gépjármű klímák, melyekben még szigorúbb előírások vannak hűtőközegre, mint a komfort klímáknál. Legújabb hűtőközegek egyike a HFO-1234yf.

A klímaberendezések közé sorolhatjuk a párologtató léghűtőket, melyek önmaguk nem biztosítanak előírható alacsony hőmérsékletet, legfeljebb a külső hőmérsékletnél 4-5 C fokkal alacsonyabbat. Viszont hűtőhatásuk jelentős.

A párologtató/adiabatikus léghűtő sokkal kisebb elektromos teljesítményigényű (csak a ventilátort kell meghajtani). Közege a víz, párologtatással hűt.

Egy jó adiabatikus elven működő rendszer a következő előnyös tulajdonságokkal bír:

  • nem használ veszélyes és környezetre káros hűtőközeget,
  • EER érték, azaz a felvett energia és a leadott hűtőteljesítmény hányadosa nagy: 15-40.
  • nincs szükség a hűtött tér izolálására, a „nyitott ablak” előnyösen befolyásolja a hatásfokot (másképpen nézve: szellőzés szükséges a működéséhez)
  • nem szárítja a levegőt, mint a hagyományos folyadékhűtős légkezelők,
  • a magasabb páratartalmú levegő több hőt képes elnyelni, így egy adott hőterhelés kevésbé emeli a levegő hőmérsékletét,
  • nagyobb légmennyiség bevitel, frissebb levegő, akár tízszeres légcsere is elérhető.

Az adiabatikus hűtésnek is megvannak a maga korlátai. Nem alkalmazható hatékonyan ott, ahol magas a külső páratartalom, mint például trópusi erdős övezet.

Szellőzéssel együtt (hővisszanyerő szellőzéssel), és klímaberendezéssel együtt (előhűtőként) az iparban, kereskedelemben is, háztartási célra, ill. csarnokhűtés céljára is használt berendezés.

A klímaberendezések minőségi jellemzői[szerkesztés]

Hőmennyiségre vonatkozó arányszámok[szerkesztés]

COP mutató: Fűtési hatékonyság, melynek értéke megmutatja, hogy hányszoros fűtőteljesítményt fog berendezésünk biztosítani a befektetett elektromos áramhoz képest, egy meghatározott fix külső és belső hőmérséklet esetén.

SCOP: szezonális fűtési hatékonyság.

EER: Hűtési hatékonyság, melynek értéke megmutatja, hogy hány szoros hűtőteljesítményt fog berendezésünk biztosítani a befektetett elektromos áramhoz képestl, egy meghatározott fix külső és belső hőmérséklet esetén.

SEER: szezonális hűtési hatékonyság.

Hűtőközegek[szerkesztés]

Az ózonréteget lebontó vegyi anyagok tiltásáról Montreálban született egy Egyezményben még 1987-ben, majd 1989-ben lépett hatályba. Érvényben van az F-Gas regulation of EU (2014 jun. 9), EU/517/2014 életbe lépett 2015 januárban.

Az új jogszabályok Magyarországon a 14/2015 Korm. rendelet, és az 517/2014 CE (Fgáz) rendelet, valamint a

14/2015. (II. 10.) Korm. rendelet a fluortartalmú üvegházhatású gázokkal és az ózonréteget lebontó anyagokkal kapcsolatos tevékenységek végzésének feltételeiről

Az F-Gáz rendelet: hidrogénfluoridok kiváltásáról szól:

- HFC-k kiváltása (phase-down) 2015 és 2030 között,

-HFC-k betiltása bizonyos alkalmazásokban,

-forgalmazás (ingyenes) kvóta rendszer alapján.

A hűtőközegeket az új előírások u.n. környezetvédelmi jellemzőkkel írják le:

ODP érték:'Ez az ózonlebontó képességet jelenti ,(alap: F11-nél ODP=1, előírt <1)

GWP érték:'A globális felmelegedési potenciált jelent (CO2-nél GWP=1, előírt <1)

A legtöbb klíma még az R410A hűtőközeggel van feltöltve. Ezt a hűtőközeget 2010 óta használják, az R22-est váltotta fel. Most az R410A helyett az R32 alkalmazható. Az R32 hűtőközeg az R410A úgynevezett globális felmelegedési potenciáljának (Global Warming Potential – GWP) csak a harmadát produkálja. Gyúlékony.

Az új berendezésekben részben természetes hűtőközegeket alkalmaznak, mint

R-744 szén-dioxid CO2 (autóklímák), propán (R-290), propilén (R-1270), R 600a izobután, valamint ipari berendezésekben az ammónia (R-717), ill. hidrofluorolefinek (HFO-k).

Szabályozások, karbantartás[szerkesztés]

Az inverteres és on-off klíma[szerkesztés]

Az inverteres és a hagyományos klímakészülékek közti legalapvetőbb eltérés a fordulatszám-szabályozás. Ennek révén kevesebb és fokozatosabb terhelés mellett nagyobb szintű hűtési és fűtési hatékonyságot érhetünk el. A légkondicionálók leadott névleges teljesítménye nő, ezzel szemben fogyasztásuk erőteljesen csökken. További előnye az inverteres gépeknek, hogy sokkalta csendesebbek, illetve egyenletesebb hőérzetet biztosítanak, így növelve a komfortérzetet. Továbbá jóval hamarabb képesek lehűteni egy azonos méretű teret, mint on-off testvéreik. Az inverteres klímák élettartama hosszabb.

Az inverteres légkondicionálók hátrányai[szerkesztés]

Az inverteres készülékek drágábbak, és esetleges meghibásodásuk esetén a szerelési költségük jóval magasabb. Ennek oka a nagyobb anyagköltség és a komplexebb technológiák alkalmazása. Viszont 2013-tól betiltották az on-off készülékek behozatalát az EU területére. Csak a meglévő készletek eladása engedélyezett. Így rövid időn belül eltűnnek a forgalomból.

Karbantartás, tisztítás[szerkesztés]

Ha csak évente egyszer szeretnénk karbantartatni légkondícionálónkat, akkor a hűtési időszak vége a legindokoltabb időpont erre. A karbantartásnak ki kell terjednie a kültéri egység hőcserélőjének sűrített levegős tisztítására, a beltéri egység portalanítására, fertőtlenítésére, gombátlanítására, a szűrők tisztítására, valamint a rendszer tömörségi vizsgálatára, és a gáznyomás ellenőrzésére. Egyes berendezésekben a készülék szabályozásába beépített funkció az automatikus tisztítás.

A klímakészülékek szagának fő oka a hőcserélőn kialakuló, megtelepedő penész. Ha a készüléket hűtési üzemben hagyományos módon kapcsoljuk ki, a felület nedves marad, a penészgombák és baktériumok megtelepedhetnek a hőcserélő nedves felületén. Az automatikus tisztítási funkció kiszárítja a nedves hőcserélő felületet, megakadályozva ezzel a felület elszennyeződését.

A megfelelő teljesítményű légkondicionáló megválasztása[szerkesztés]

Oldalfali klíma – beltéri és kültéri

Az első és legalapvetőbb tényező a helyiség mérete, a hűteni vagy fűteni kívánt tér.

A klímakészülék működéséhez a helyiség hőmérlegét számítjuk ki. Az épület szerkezet hőszigeteltsége, ablakok mérete, napsütés mértéke, tájolás, belső berendezések teljesítménye beleszámít a klímakészülék kívánt teljesítményébe.

Ebből látható, hogy akkor takaríthatunk meg klímateljesítményt, ha jól hőszigetelt épületben, árnyékolókkal felszerelt külső felülettel és ablakokkal, és pl. hővisszanyerő szellőzéssel ellátott épületet, ill. helyiséget klimatizálunk. Ugyancsak megtakarítás a klíma használatában, ha az éjszakai hidegebb levegővel szellőztetünk.

Lényeges, hogy általában hány fő szokott a helységben tartózkodni, és milyen tevékenységet végeznek az adott térben. Egy iroda és egy edzőterem igényei közt komoly eltérések lehetnek. Ezen felül az eredményt manipulálhatják egyéb hőterhelési tényezők, pl. hogy van kivitelezve a világítás.

Megjegyzések[szerkesztés]

  1. A Freon elnevezés a duPont, jelenlegi nevén The Chermours Company vállalat által levédett elnevezés
  2. Sajnos, azóta ez is tévesnek bizonyult. Az R12-ből például nyílt láng közelében mérgező gáz, foszgén fejlődik

Jegyzetek[szerkesztés]

Források[szerkesztés]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés]

  • Cityklima klíma áruház - klímatechnika elérhető áron. www.cityklima.hu. (Hozzáférés: 2019. február 20.)