Stropy chłodzące - opis systemu

Stropy chłodzące są systemem chłodzenia pomieszczenia przeznaczonym do montażu pod stropem pomieszczenia. Profile aluminiowe i wężownica miedziana, którą przepływa zimna woda stanowią jeden zwarty system.

Za pomocą stropu chłodzącego z pomieszczenia zostaje odprowadzone ciepło jawne. W celu odprowadzenia ciepła utajonego, względnie dotrzymania wymaganej dla dobrego samopoczucia wilgotności powietrza w pomieszczeniu oraz doprowadzenia minimalnej dla ludzi ilości świeżego powietrza zewnętrznego, stropy chłodzące zostały zintegrowane z instalacją wentylacji mechanicznej.

Istotne zalety stropów chłodzących w porównaniu do systemów wentylacji wyłącznie doprowadzających powietrze to:

• większy komfort cieplny dzięki:
  - przepływowi powietrza w pomieszczeniu bez wywołania przeciągu
  - równomierny rozkład temperatury
  - niski poziom szumu

• niższe koszty eksploatacyjne
• mniejsza zajętość miejsca przez instalację.

Stropy chłodzące znajdują zastosowanie w instalacjach klimatyzacji komfortu wszelkiego typu, poza tym w laboratoriach, w rzemieślniczych, względnie przemysłowych pomieszczeniach z dużym udziałem ciepła jawnego i małą ilością zanieczyszczeń.

Ich wysokość montażu jest zmienna, może być zamontowany prawie bezpośrednio pod stropem pomieszczenia. Bardzo dobrze sprawdzają się na wysokości montażu od 2,5 m do 8 m. Możliwe jest również zamieszczenie stropu chłodzącego na większej wysokości. 

Rodzaje wykonania

Wymiana ciepła między pomieszczeniem i stropem chłodzącym odbywa się na drodze promieniowania i konwekcji. W zależności od udziału obu rodzajów wymiany ciepła rozróżnia się dwie główne grupy stropów chłodzących: strop promieniujący i strop konwekcyjny (rys. 1).

 

Rys. 1: Podział sufitów chłodzących ze względu na formę zabudowy elementu chłodzącego

Przy stropach promieniujących przeważa wymiana ciepła na drodze promieniowania. Wynosi ona ok. 60% całkowitej ilości wymienionego ciepła; 40% ciepła wymienianego jest przez konwekcję.

Stropy promieniujące mają zwartą powierzchnię. Mogą być wykonane jako strop metalowy, z płyt gipsowo - kartonowych lub strop otynkowany, w których zamocowane są pojedyncze elementy chłodzące w postaci rur przepływowych z profilami zapewniającymi przewodnictwo cieplne. Jeśli pojedyncze elementy chłodzące nie są przymocowane do zwartego stropu, lecz omywane przez powietrze z pomieszczenia ze wszystkich stron, wówczas rośnie wymiana ciepła przez konwekcję.

Takie systemy sufitów oznacza się jako strop konwekcyjny. Wymiana ciepła odbywa się w ponad 50% na drodze konwekcji. Dla osiągnięcia większej powierzchni wymiany ciepła na prowadzące wodę rury elementów chłodzących zostają przymocowane lamele lub żebra, które w zależności od wykonania, pochylone są pod najróżniejszymi kątami. Udział zachodzącej wymiany ciepła na drodze konwekcji zostaje podniesiona do ok. 60% - 70%.

Wykonaniem specjalnym stropów konwekcyjnych są sufitowe konwektory chłodzące z bardzo gęsto rozmieszczonymi lamelami chłodzącymi, odstęp między lamelami 3...6 mm. W tym rozwiązaniu udział ciepła wymienionego na drodze konwekcji wynosi od 90% do 95%.

Przy doborze chłodzącego stropu promieniującego należy uwzględnić wpływ wybranych płyt sufitowych na wydajność chłodniczą. Na promieniowanie stropu chłodzącego wpływa współczynnik emisyjności powierzchni płyt. Ponadto należy zwrócić uwagę na dobrą wymianę ciepła między prowadzącymi wodę rurami i profilami a powierzchnią stropu chłodzącego oraz fachowe rozmieszczenie tkaniny dźwiękochłonnej.

Zasadniczo pod konwekcyjnymi elementami chłodzącymi może zostać zamocowany strop podwieszany. Aby nadmiernie nie ograniczać wydajności chłodniczej powierzchnia otworów w stropie powinna wynosić przynajmniej 20%.

Stropy chłodzące instaluje się w zasadzie nad całą powierzchnią pomieszczenia (rys. 2a i 2b).

2a: strop chłodzący o dużej powierzchni jako strop promieniujący

2b: strop chłodzący o dużej powierzchni jako strop konwekcyjny

Wyjątkiem są sufitowe konwektory chłodzące (rys. 2c), które jako jednostki kompaktowe rozmieszczane są nad poszczególnymi obszarami pomieszczenia. Istnieje również możliwość podwieszenia pod częścią sufitu elementów chłodzących o dużej powierzchni (z reguły powyżej stanowiska pracy). Takie wykonanie stropów nazywane jest żaglem chłodzącym (rys. 2d).

2c: sufitowy konwektor chłodzący

2d: żagiel chłodzący

 

KRANTZ KOMPONENTEN dysponuje wszystkimi opisanymi wyżej typami stropów chłodzących, a mianowicie:

• strop promieniujący typ KKS
• strop konwekcyjny typ SKS
• sufitowy konwektor chłodzący typ DK
• żagiel chłodzący typ KDS.

Podczas gdy pierwsze trzy typy są mniej lub bardziej standaryzowane, żagiel chłodzący zostaje dopasowany do indywidualnego życzenia architektonicznego. 

Współpraca stropu chłodzącego z wentylacją mechaniczną

Sufit chłodzący jako składnik systemu wentylacji pomieszczenia ma za zadanie odprowadzić odczuwalne ciepło (zyski ciepła) z pomieszczenia. Nie jest on w stanie odprowadzać ciepła utajonego wydzielonego przez ludzi i rośliny. To samo dotyczy substancji toksycznych wydzielanych przez ludzi, materiały budowlane lub procesy technologiczne. Z tego powodu przy zastosowaniu sufitu chłodzącego niezbędne jest stosowanie wentylacji zapewniającej doprowadzenie minimalnej ilości powietrza zewnętrznego (świeżego). Wentylacja ta zapewnia utrzymanie wilgotności względnej na odpowiednim poziomie. Minimalny udział powietrza zewnętrznego w pomieszczeniach biurowych wynosi od 6 do 10 m3/h*m2 powierzchni podłogi. To natężenie przepływu powietrza stanowi tylko pewien ułamek tego natężenia przepływu powietrza, które musiałoby być zapewnione przy konwencjonalnym systemie wentylacji, w celu zapewnienia odprowadzania całkowitej ilości ciepła powstającego w pomieszczeniu.

Sufity chłodzące mogą być łączone z systemem wentylacyjnym w różnych kombinacjach. Można je przy tym, zgodnie z rysunkiem 3 podzielić na dwie główne grupy:

• system nawiewu powietrza do wytworzenia przepływu turbulentnego (dyfuzyjnego) w pomieszczeniu,
• system nawiewu powietrza do wytworzenia przepływu wyporowego (warstwowego) w pomieszczeniu.

Przy burzliwym przepływie powietrza, wypływające z nawiewnika strumienie powietrza odznaczają się wysoką indukcyjnością. Na skutek intensywnego wymieszania się powietrza nawiewanego z powietrzem w pomieszczeniu, osiąga się równomierny rozkład obciążeń termicznych i materiałowych w pomieszczeniu.

Do grupy tej należą nawiewniki sufitowe i ścienne o wysokim impulsie powietrza nawiewanego, np. nawiewniki z zawirowaniem, nawiewniki szczelinowe, indukcyjne i nawiewniki z rotacją.

Przy nawiewie powietrza chłodniejszego w strefie podłogi może powstać przepływ wyporowy (warstwowy) w pomieszczeniu. Na skutek termicznego wyporu w pomieszczeniu, cieplejsze powietrze przemieszcza się do góry i w strefie przysufitowej zostaje odciągane i usuwane z pomieszczenia. W trakcie takiego przemieszczania się powietrza w pomieszczeniu powstają mniej lub bardziej wyraźne warstwy (strefy) powietrza o różnych właściwościach termicznych i materiałowych (zanieczyszczeń) w przekroju wysokościowym pomieszczenia.

Stosowane są tu również nawiewniki z doprowadzeniem powietrza w pobliże podłogi, np. (nawiewniki podłogowe, wirowe) lub nawiewniki źródłowe. Stosowane są również nawiewniki źródłowe przeznaczone do zamieszczenia pod stropem, przy których powietrze nawiewane, po małym zmieszaniu z powietrzem z pomieszczenia, przepływa np. wzdłuż ściany do dołu i ślizga się po podłodze, zanim na skutek sił wyporu uniesie się do góry.

Rys. 3: Sufitowy nawiewnik wirowy, nawiewnik szczelinowy, nawiewnik ścienny, podłogowy nawiewnik wirowy, podłogowy nawiewnik źródłowy, ścienny, nawiewnik źródłowy

Wentylacja mechaniczna służy nie tylko odprowadzeniu ciepła utajonego i doprowadzeniu świeżego powietrza, dostarcza również dodatkowej mocy chłodniczej.

Przy rozmieszczeniu nawiewników źródłowych w strefie przypodłogowej różnica temperatur powietrza nawiewanego i w pomieszczeniu powinna wynosić nie więcej niż -3 K, w celu uniknięcia niskiej temperatury przy podłodze. Z powodu brakującego uwarstwienia temperatury zależnego od wysokości temperatura powietrza wywiewnego jest w przybliżeniu równa temperaturze powietrza w strefie przebywania ludzi. Toteż dodatkowa wydajność chłodnicza wentylacji źródłowej wynosi maksymalnie 6...8 W/m2. Jeśli powietrze nawiewane z nawiewników źródłowych doprowadzone jest poniżej stropu, maksymalna różnica temperatury powietrza nawiewanego i w pomieszczeniu może wynosić -6K. Wynika z tego, że wydajność chłodnicza doprowadzona wraz z powietrzem nawiewanym wynosi 12...16 W/m2.

Przy zastosowaniu podłogowych nawiewników wirowych minimalna temperatura powietrza nawiewanego wynosi 18oC. Wynika z tego, że np. dla temperatury w pomieszczeniu 26C dodatkowa wydajność chłodnicza wynosi 16...22 W/m2.

Przy zastosowaniu nawiewników sufitowych wentylacji mieszającej różnica między temperaturą powietrza nawiewanego i w pomieszczeniu może wynosić maksymalnie -8 K do -10 K. Zatem odprowadzana jest dodatkowa moc chłodnicza od 16 do 27 W/m2.

Ta moc chłodnicza doprowadzona wraz z powietrzem sumuje się z mocą stropu chłodzącego.
Zasadniczo powietrze w urządzeniu przygotowującym powietrze jest filtrowane i osuszane. Przy osuszaniu zostaje ono schłodzone poniżej punktu rosy powietrza w pomieszczeniu. Temperatura punktu rosy wynosi maksymalnie 16oC. Odpowiada to - zgodnie z polem komfortu cieplnego na rysunkach 4 i 5 - bezwzględnej zawartości wilgoci w suchym powietrzu w pomieszczeniu maksymalnie 11,5 g/kg.
 

Rys. 4: Zmiany stanu powietrza: strop chłodzący i nawiewniki sufitowe 

Rys. 5: Zmiany stanu powietrza: strop chłodzący i wentylacja źródłowa

Przy zastosowaniu nawiewników sufitowych powietrze nawiewane może zostać doprowadzone do pomieszczenia bezpośrednio po osuszeniu. Uwzględniając dalszy wzrost temperatury powietrza na wentylatorze i w kanałach na poziomie minimum 1K, wartość temperatury powietrza nawiewanego u wylotu z nawiewnika wynosi 14...17oC. Są to dopuszczalne wartości temperatury powietrza nawiewanego dla nawiewników sufitowych wentylacji mieszającej. Na życzenie powietrze może zostać jeszcze trochę podgrzane.

Przy zastosowaniu nawiewników źródłowych rozmieszczonych w pobliżu podłogi powietrze nawiewane po osuszeniu musi zostać ogrzane. Powietrze nawiewane powinno być 1...3K zimniejsze od powietrza w pomieszczeniu. Oznacza to, że przy temperaturze w pomieszczeniu wynoszącej 22oC temperatura powietrza nawiewanego powinna się zawierać między 19oC i 21oC, a przy temperaturze w pomieszczeniu wynoszącej 26oC - temperatura powietrza nawiewanego między 23oC i 25oC. Jeśli nawiewniki źródłowe rozmieszczone są pod sufitem, wówczas temperatura powietrza nawiewanego może wynosić do ok. 6K poniżej temperatury w pomieszczeniu. Przy wentylacji źródłowej zasadniczo trzeba uważać na to, żeby temperatura powietrza nawiewanego nie była wyższa od temperatury w pomieszczeniu, ponieważ wtedy nie zostałby osiągnięty wystarczający zasięg strumienia świeżego powietrza nawiewanego do pomieszczenia.

Jeśli do doprowadzenia świeżego powietrza zostają zastosowane podłogowe nawiewniki wirowe, powietrze po osuszeniu, ale przed wprowadzeniem do pomieszczenia, zostaje ogrzane do temperatury minimum 18oC. Przy ewentualnym nawiewie o wyższej temperaturze strumienie powietrza nawiewanego nie są wyczuwane, tzn. również przy temperaturze powietrza nawiewanego wyższej od temperatury w pomieszczeniu zapewniony jest dobry rozdział powietrza w pomieszczeniu.

Zmiany stanu powietrza nawiewanego przedstawione są na wykresach wilgotnego powietrza, rysunki 4 i 5. 

Stropy chłodzące a przewietrzanie

Czasami, np. z powodu kosztów, rezygnuje się z wbudowania instalacji wentylacyjnej mechanicznej. Doprowadzenie koniecznej ilości świeżego powietrza odbywa się przez przewietrzanie, tzn. przez otwarte okna. Kontrolowany dopływ powietrza i skuteczne osuszanie powietrza w pomieszczeniu jest przez to nieosiągalne. Ponadto uwzględnia się następujące wady przewietrzania:

• zwiększone obciążenie chłodnicze podczas ciepłych, letnich dni
• zwiększone zapotrzebowanie na moc cieplną podczas zimnych dni
• napływ nie przefiltrowanego powietrza zewnętrznego
• wyraźniej słyszalny hałas uliczny w pomieszczeniu
• nie możliwe zastosowanie regeneracji ciepła
• zwiększone niebezpieczeństwo wykroplenia pary na zimnych powierzchniach elementów chłodzących podczas ciepłych i wilgotnych dni
• możliwość wystąpienia przeciągów.

Z uwagi na wiele wad przewietrzania pomieszczeń zaleca się współpracę stropów chłodzących z instalacją wentylacji mechanicznej. 

Komfort cieplny

Stosując w pomieszczeniach stropy chłodzące połączone z wentylację mechaniczną osiąga się wysoki komfort cieplny:

• niskie prędkości powietrza, z reguły poniżej 0,12 m/s
• równomierny rozkład temperatury, pionowe różnice temperatury poniżej 1 K
• temperatura odczuwalna 0,5 - 1 K niższa niż systemie zapewniającym wyłącznie nawiew, tzn. większa zdolność chłodząca w porównaniu do tradycyjnej instalacji klimatyzacyjnej
• niższy poziom ciśnienia akustycznego, ponieważ strumienie powietrza są stosunkowo małe.

Rysunek 6 przykładowo pokazuje zmienność prędkości powietrza w czasie na wysokości 1,3 m przy zastosowaniu w pomieszczeniu konwekcyjnego stropu chłodzącego o właściwej wydajności chłodniczej 115 W/m2 - elementu chłodzącego. Wartość średnia prędkości powietrza leży poniżej 0,10 m/s. Nie napotyka się żadnych znaczących różnic w stopniu zaburzenia powietrza w przypadku różnych systemów nawiewu powietrza. 

Rys. 6: prędkości ruchu powietrza w pomieszczeniu; strop chłodzący z różnymi systemami nawiewu powietrza

Z rysunków 7 i 8 wynika pionowy rozkład temperatury. Zarówno w połączeniu z nawiewnikami źródłowymi, jak również z sufitowymi nawiewnikami wirowymi pionowe uwarstwienie temperatury jest nadzwyczaj małe. Wynosi ono - od podłogi do stropu - mniej niż 1K. Zgodnie z częścią 2 DIN 1946 dopuszczany jest pionowy gradient temperatury wynoszący 2 K/m. 

linia ciągła - linia pomiaru pod elementem chłodzącym
linia przerywana - linia pomiaru między dwoma elementami chłodzącymi
temperatura zasilania wodą chłodzącą vWE = 17oC
wolna powierzchnia stropu podwieszonego A0 = 95%
temperatura powietrza nawiewanego 2 K poniżej temperatury w pomieszczeniu

Rys. 7: pionowy rozkład temperatury; strop chłodzący (system SKS) i wentylacja źródłowa

Poziome różnice temperatury wynoszą tylko kilka dziesiątych Kalwina i tym samym są również bardzo małe.

Temperatura powierzchni stropu chłodzącego leży przeważnie od 4 do 8 K poniżej temperatury powietrza w pomieszczeniu. Wpływa to przyjemnie na odczucia ludzi, ponieważ temperatura odczuwalna w pomieszczeniu obniża się o 0,5 do 1 K w porównaniu do systemu wyłącznie doprowadzającego powietrze. Zwiększa się w ten sposób subiektywnie odczuwane ochłodzenie.

Z powodu brakującego w pomieszczeniu uwarstwienia temperatury efektywność wentylacji jest niezależna od systemu nawiewu powietrza. Liczbowa wartość efektywności wentylacji wynosi ok. 1. Oznacza to, że w całym pomieszczeniu - od podłogi do sufitu - jest w przybliżeniu jednakowa jakość powietrza. Nie istnieją różnice między wentylacją mieszającą i wyporową. 

Rys. 8: pionowy rozkład temperatury; strop chłodzący SKS i sufitowe nawiewniki wirowe 

Temperatura wody i wydajność chłodnicza

Jak już wyprowadzono, temperatura punktu rosy powietrza w klimatyzowanym pomieszczeniu wynosi maksymalnie 16oC. Aby uniknąć niebezpieczeństwa przekroczenia punktu rosy na wężownicy miedzianej, względnie na innych zimnych powierzchniach, temperatura zasilania wodą chłodzącą nie powinna być niższa niż 16oC. Temperaturę powrotu wody zasilającej dobiera się z reguły wyższą o 2 K. Wynika stąd średnia temperatura wody 17oC.

Osiągana wydajność chłodnicza obok rodzaju stropu chłodzącego zależy w zasadzie od różnicy pomiędzy temperaturą w pomieszczeniu i temperatury wody chłodzącej. Maksymalna temperatura w pomieszczeniu zwykle ustalona zostaje na 24oC do 26oC (w Niemczech z reguły na 26oC). Różnica między temperaturą w pomieszczeniu i średnią temperaturą wody wynosi więc w tym przypadku między 7 K a 9 K. Osiąga się dzięki temu następującą wydajność chłodniczą:

•  strop promieniujący:

deltavLW = 9 K ---> 70 - 80 W/m2
deltavLW = 7K ---> 55 - 65 W/m2

• strop konwekcyjny:

deltavLW = 9 K ---> do 180 W/m2
deltavLW = 7K ---> do 130 W/m2

Dane dotyczące wydajności odnoszą się do powierzchni rzutu stropu chłodzącego.

Szczegółowe dane można otrzymać z dokumentacji technicznej dla każdego typu stropu chłodzącego produkowanego przez KRANTZ KOMPONENTEN.

W celu dotrzymania bardzo wysokiego komfortu cieplnego (prędkości ruchu powietrza wyraźnie poniżej wartości granicznych określonych w DIN 1946, część 2), zaleca się ograniczenie właściwej wydajności chłodniczej do 160 W/m2.

W obliczeniach mocy chłodniczej należy zawsze dodać moc odprowadzoną przez powietrze.

Regulacja

Temperatura w pomieszczeniu regulowana jest przez zmianę wydajności stropu chłodzącego. Zadanie instalacji wentylacyjnej polega na doprowadzeniu minimalnej ilości świeżego powietrza zewnętrznego i utrzymanie wilgotności w pomieszczeniu.

Istnieją następujące możliwości regulacji wydajności stropu chłodzącego, względnie temperatury w pomieszczeniu (rys. 9):

• Zmiana strumienia wody chłodzącej przez
  - zawór przelotowy z siłownikiem,
  - zawór trójdrogowy z siłownikiem.
• Zmiana temperatury zasilania wody chłodzącej z zaworem przelotowym, siłownikiem i oddzielną pompą wodną.

Z uwagi na złożoność celowa jest wspólna koncepcja regulacji stropów chłodzących, wentylacji mechanicznej i ogrzewania.

Zmiana strumienia wody za pomocą zaworu przelotowego z siłownikiem
Zmiana strumienia wody za pomocą zaworu trójdrogowego z siłownikiem

Zmiana temperatury zasilania wody chłodzącej przy zastosowaniu zaworu przelotowego, siłownika i oddzielnej pompy wodnej

Rys. 9: Regulacja temperatury w pomieszczeniu w zależności od wydajności stropu chłodzącego przez zmianę strumienia wody chłodzącej, względnie temperatury zasilania wody chłodzącej

Zapobieganie przekroczenia punktu rosy

Temperatura punktu rosy powietrza w pomieszczeniu powinna być stale niższa od temperatury powierzchni instalacji stropu chłodzącego. Z pewnością uniknie się wtedy powstawania skroplin. Dla większego bezpieczeństwa zaleca się zastosowanie czujników temperatury. Zostaną one przymocowane do najzimniejszego punktu przewodu zasilającego strop chłodzący. Będą one zawczasu sygnalizowały początek tworzenia się skroplin i spowodują podniesienie temperatury wody zasilającej lub zamknięcie przepływu.

Jeśli budynek wyposażony jest w otwierane okna, trzeba zwrócić uwagę na to, że w pewnych warunkach meteorologicznych temperatura punktu rosy powietrza zewnętrznego może leżeć powyżej 16oC. W Niemczech procentowe roczne występowanie punktu rosy powietrza zewnętrznego wynosi:
>= 16oC: ---> 2 - 4 %
>= 17oC: ---> 1 - 2 %

Aby uniknąć kondensacji pary na przewodach doprowadzających wodę chłodzącą, podczas sporadycznie występującej wyższej temperatury punktu rosy powietrza zewnętrznego i przy otwieranych oknach, podejmuje się następujące kroki:
- stycznik przy oknie, dzięki któremu po otwarciu okna zostaje zablokowany przepływ lub podniesiona temperatura wody zasilającej do minimum 18oC,
- kontrola punktu rosy za pomocą czujników na przewodzie zasilającym (w najzimniejszym miejscu), dzięki czemu, po przekroczeniu punktu rosy - w przypadku uszkodzenia stycznika przy oknie - blokowałby przepływ wody chłodzącej albo podnosiłby jej temperaturę do minimum 18oC,
- jeśli nie jest możliwe przekazywanie sygnału o otwarciu okna, wówczas reakcją na wysoką temperaturę punktu rosy powietrza zewnętrznego jest podniesienie temperatury wody zasilającej.

Ogrzewanie za pomocą stropów chłodzących

W zimnych okresach roku pomieszczenie może być ogrzewane za pomocą stropów chłodzących, jeśli spełnione są następujące warunki:
• Zostanie pokryte zapotrzebowanie na ciepło, tzn. w pomieszczeniu może być utrzymana wymagana temperatura.
• Asymetria temperatury promieniowania otaczających powierzchni utrzymana będzie w dopuszczalnym, przyjemnym zakresie. Zgodnie z 2 częścią DIN 1946, asymetria temperatury promieniowania w pomieszczeniu może wynosić maksymalnie 3,5 K do zapobiegania jednostronnego ogrzania lub ochłodzenia ludzi - przez niejednorodną temperaturę otaczających przegród.
• Pionowy gradient temperatury w pomieszczeniu nie może przekroczyć maksymalnej, dopuszczalnej wartości 2,5 K/m.
• Opadanie zimnego powietrza na fasadzie okiennej zostanie utrzymane w granicach, tym samym przepływ powietrza odbywa się bez przeciągu.
Te wymagania spełniane są zasadniczo pod następującymi warunkami:
• maksymalne zapotrzebowanie na ciepło w odniesieniu do powierzchni podłogi 40 - 50 W/m2
• współczynnik przenikania ciepła okna:
k ≤ 1,3 W/(m2*K) przy oknach o wysokości 3m
k ≤ 1,8 W/(m2*K) przy oknach o wysokości 1,5m

Korzystniej jest rozwinąć powierzchnię grzejną tylko w pasie o szerokości 1 m przy fasadzie okiennej niż pokrywać nią cały strop. Redukuje się w ten sposób asymetrię temperatury promieniowania.

Sufitowe konwektory chłodzące nie nadają się do ogrzewania, ponieważ ok. 90% wymienionego ciepła zachodzi na drodze konwekcji. Wynikające z tego uwarstwienie temperatury w pomieszczeniu byłoby zbyt duże.
Przy ogrzewaniu za pomocą stropów chłodzących temperatura wody zasilającej jest z reguły mniejsza od 40C; temperatura wody powracającej jest od niej niższa o 2 - 4 K.

Zajętość miejsca

Zamontowane są dwie instalacje: strop chłodzący i mechaniczna instalacja wentylacyjna. Instalacja wentylacyjna jest prosta i mała, ponieważ została zwymiarowana tylko do uzdatnienia i transportu minimalnej ilości powietrza zewnętrznego. Wymaga mało miejsca w pomieszczeniu technicznym. Do tego dochodzi zysk przestrzeni spowodowany mniejszymi szachtami i mniejszą wysokością nad stropem podwieszonym. Podsumowując zamieszczenie obu instalacji wymaga mniej miejsca niż konwencjonalna instalacja klimatyzacyjna o jednakowej mocy chłodniczej.

Oszczędność miejsca w stropie podwieszanym i w szachtach to rząd wielkości 35% do 45%, a w pomieszczeniu technicznym 40% do 60%.

Koszty inwestycyjne i energetyczne

Koszty inwestycyjne systemu stropu chłodzącego łącznie z wentylacją mechaniczną są w porównaniu z konwencjonalną instalacją klimatyzacyjną tym mniejsze, im wyższe jest właściwe obciążenie chłodnicze pomieszczenia. Koszty zużycia energii są zawsze niższe.

Rysunek 10 pokazuje przykładowe porównanie kosztów systemu stropu chłodzącego (zgodnie z rysunkiem 11) z konwencjonalną instalacją ze zmienną ilością powietrza VAV.

Rys. 10: Stosunek kosztów system stropów chłodzących / VAV

Nie uwzględnienie kosztów zajętości miejsca oznacza w przybliżeniu, że dla właściwych obciążeń chłodniczych pomieszczenia > 55 W/m2 koszty inwestycyjne systemu stropów chłodzących łącznie z wentylacją mechaniczną są niższe niż w systemie VAV. Przyczyny leżą w niższych kosztach instalacji wentylacyjnej (mniejszy strumień powietrza, prostsza instalacja) i mniejszej mocy chłodniczej, a przez to mniejszej wytwornicy wody lodowej. W systemie ze zmienną ilością powietrza VAV jest wymagana wyraźnie wyższa moc chłodnicza potrzebna do osuszenia powietrza zewnętrznego. Ponadto w systemie stropów chłodzących maksymalna moc chłodnicy powietrza nie występuje jednocześnie z zapotrzebowaniem na moc chłodniczą stropu chłodzącego.

Uwzględniając zmniejszenie kosztów inwestycyjnych wynikające z mniejszej zajętości przestrzeni, wyniki porównania instalacji są jeszcze bardziej korzystne dla stropów chłodzących.

Koszty zużycia energii, łącznie z kosztami wody, są niższe w systemie stropów chłodzących niż w systemie ze zmienną ilością powietrza VAV. Im wyższe jest właściwe obciążenie chłodnicze pomieszczenia, tym niższe są koszty energii w systemie stropów chłodzących w porównaniu do instalacji VAV. Np. dla pomieszczenia o właściwym obciążeniu chłodniczym 50 W/m2 koszty energii w przypadku stropu chłodzącego są o ok. 10% niższe niż w systemie VAV, a przy obciążeniu chłodniczym 75 W/m2 różnica kosztów rośnie do 20%. Istotne przyczyny leżą w mniejszych kosztach obróbki i transportu powietrza.
Przy porównywaniu kosztów zakłada się, w systemie stropów chłodzących wykorzystywany jest Free cooling. Zastosowanie Free cooling’u obniża koszty energii o 10% do 20%.

Rys. 11: Schematyczne przedstawienie instalacji stropu chłodzącego

Montaż

Montaż stropów chłodzących jest prosty i może zostać przeprowadzony przez zajmującą się tym, wyspecjalizowaną firmę.

Przy wkładaniu elementów chłodzących do płyt sufitowych stropu chłodzącego trzeba zapewnić dobry kontakt pomiędzy materiałami.

Na suficie chłodzącym, względnie elemencie znajdują się punkty służące do zamocowania elementów zawieszonych wahadłowo. Przy podwieszaniu pod stropem nośnym należy przestrzegać stosownych reguł zawartych w DIN 18186 „Leichte Deckenbekleidungen und Unterdecken”.

Podłączenie instalacji wodnej należy przeprowadzić z wykorzystaniem znajdujących się w sprzedaży złącz wtykowych, śrubowych i końcówek lutowniczych.
Szczegóły montażu dotyczące każdego typu stropu chłodzącego firmy KRANTZ KOMPONENTEN zawarte są w dokumentacji technicznej.

Aby wykluczyć wzajemne utrudnianie w pracach montażowych sensowne jest dopasowanie czasu montażu między dostawcami stropu chłodzącego i podwieszonego.

KRANTZ KOMPONENTEN
KRANTZ Komponenten
e-mail: Bozena_Bieniek@tktpolska.pl


Źródło: ''