Technologie chlazení vinných sklepů a archivů

Chladicí zařízení se v posledních letech stává nedílnou součástí restauratérství i domácností. Jejich nárůst je dán požadavky zákazníků vlastnit vinné sklepy a archivy v kterékoliv části komerčních prostorů, domů nebo bytů.

Chlazení vinných sklepů a archivů

Chladicí zařízení pro vinné sklepy a archivy jsou konkrétně navržené pro udržování optimálních podmínek v prostoru, a svými provozními parametry se odlišují od klasických klimatizací, které nelze z těchto důvodů použít. Aplikací chladicí technologie získá majitel ideální prostředí pro archivaci a uchování vína s možností sledovat a ovlivňovat podmínky uskladnění. Systém chlazení je sofistikovaný, dokáže rozpoznat potenciální závady a upozornit na ně včas majitele. Chladicí zařízení se vyrábí a dodává v různých sestavách, které se liší především chladicím výkonem pro různé objemy chlazených prostorů.

Pro návrh chladícího zařízení doporučujeme vyplnit následující formuláře

• Formulář pro návrh sestavy zařízení technologie
• Formulář pro výpočet tepelné bilance izolovaného prostoru

Návrh chladicího zařízení

Při návrhu chladicího zařízení a s ohledem na jeho bezproblémový provoz doporučujeme dodržet několik základních podmínek:

Výkon chlazení vinných sklepů a archivů

Výkon chladicího zařízení se vypočítá podle tepelných zisků prostoru, do tepelných zisků je nutné započítat:

• prostup tepla z okolního venkovního prostoru,
• tepelné zisky vznikající při technologii výroby,
• tepelné zisky navezeného zboží (teplota vnějšího okolí),
• přítomnost osob,
• tepelné zisky z osvětlení a jiných zařízení,
• rychlost (náběh) ochlazení.

Podstatným a základním parametrem je kvalita tepelné izolace chlazeného prostoru. Čím větší je rozdíl mezi požadovanou teplotou v chlazeném prostoru a teplotou vnějšího okolí, tím kvalitnějším musí být tepelná izolace. Je nutné, aby tepelná izolace byla i parotěsná pro zamezení prostupu nežádoucí vlhkosti z okolí do chlazeného prostoru. Parotěsná izolace také omezuje kondenzaci (orosení, namrzání) např. povrchu opláštění chlazeného prostoru (boxu).
Vlhkost v chlazeném prostoru, nebo na jeho izolovaném povrchu, zvyšuje spotřebu elektrické energie chladicího agregátu, která se spotřebuje na kondenzaci vzdušné vlhkosti (latentní teplo) a následně odteče z prostoru formou kondenzátu, nebo je spotřebována na tvorbou rosení. Tato energie vložená do kondenzace vlhkosti není využita pro přímé citelné chlazení (citelné teplo) v prostoru. Tam, kde je výskyt vlhkosti v prostoru naopak žádoucí, je nutné tento požadavek při návrhu chladicího zařízení zohlednit použitím suchého chladiče (výparníku), případně chladicí technologii doplnit zvlhčovacím zařízením.

Umístění chladicího agregátu pro vinné sklepy a archivy

Rozlišujeme vnitřní a venkovní chladící jednotky.

Vnitřní chladící jednotka

Vnitřní chladicí jednotka musí být umístěna v prostoru tak, aby byla zajištěna cirkulace (výfuk-sání) vzduchu. Překážky ve směru výfuku vzduchu z jednotky mohou způsobit tzv. tepelný zkrat, kdy vychlazený vzduch je zpětně nasáván vnitřní jednotkou a prostor není chlazen. Nedostatečná cirkulace vzduchu přes vnitřní jednotku může způsobovat nestandartní provozní stavy celého chladicího systému. Při instalaci vnitřní jednotky je nutné počítat s odvodem kondenzátu ze vzdušné vlhkosti. Pokud nelze dodržet odvod kondenzu samospádem, je možné použít čerpadla kondenzátu. Také nesmíme zapomenout, že pokud bude v prostoru teplota kolem 0 °C, musíme zajistit vyhřívání odvodu kondenzátu z vnitřní jednotky proti zamrzání. Vnitřní jednotky se vyrábí v provedení podstropním, stropním a nástěnném.

Venkovní chladící jednotka

Venkovní jednotka je provozně více namáhána než vnitřní chladicí jednotka, protože obsahuje kompresor, kondenzátor pro odvod tepla a další prvky elektrické výbavy. I zde musí být dodrženy podmínky pro zajištění bezproblémového odvodu-přívodu vzduchu. Nedodržení volného prostoru kolem venkovní jednotky, nebo její umístění do těsného prostoru, způsobí tepelný zkrat, který se projeví výpadky celého systému. V „lepším“ případě bude více zatěžován kompresor, v horším případě jeho časté výpadky z přetížení přivodí snížení jeho životnosti.

Venkovní jednotky mohou být opatřeny krytem proti venkovním povětrnostním vlivům, případně opláštěním za účelem potlačení hluku. Venkovní jednotky bez krytu mohou být umístěné ve venkovním prostředí, ale musí být zajištěná jejich ochrana před vlivy počasí. Venkovní jednotku doporučujeme instalovat do míst, která jsou ve stínu před slunečním svitem, v závětří, a pokud možno mimo dosah prašných míst.

Venkovní jednotka umístěná například v hale nebo v prostoru, kde se teplota konstantně pohybuje v rozmezí teplot např. +15 °C až +32 °C, nemusí být dodatečně technicky přizpůsobena. Mohou-li okolní teploty poklesnout pod +15 °C a níže, je nutné chladicí agregát vybavit pro provoz za nízkých venkovních teplot, tzv. zimní regulací a vyhříváním olejové vany kompresoru.

Režim chlazení-topení

Chladicí systém je vhodné dovybavit přídavným elektrickým topením pro ohřev prostoru v případech, kdy teploty mohou poklesnout pod nastavenou teplotu, především v zimním chladném období. Řídicí systém automaticky udržuje v prostoru požadovanou teplotu přepínáním provozních režimů chlazení – topení. Elektrický ohřev se běžně aplikuje v mrazírnách pro odtávání námrazy z výparníku.

Elektrické topení je možné ještě využít v provozních případech tehdy, je-li požadována v chlazeném prostoru přesnější teplota s minimální odchylkou od nastavené teploty (minimální hystereze). Výroba „chladu“ (odvod, přestup tepla) má určitou provozní tepelnou setrvačnost, která způsobuje odchylku od nastavené teploty. Rozkmit teplot v chlazeném prostoru je dán fyzikální podstatou chlazení. Při ukončení činnosti kompresoru dochází v chladicím okruhu ve vnitřní jednotce k doznění varu chladiva a následnému ustálení sytému ve vyváženém stavu. Při opětovném startu systému (kompresoru) je naopak nutné započítat prodlevu startu kompresoru a čas potřebný pro náběh systému do původních provozních hodnot.

Pro malé chladicí výkony je dostačující činnost kompresoru On/Off s udržováním teploty v rozsahu diference do cca 3 °C. Pro udržení přesnější teploty s menší hodnotou diference od nastavené hodnoty v chlazeném prostoru se činnost kompresoru nevypíná, ale jeho výkon je plynule řízen. Udržení přesné nastavené teploty v prostoru s minimální možnou odchylkou vyžaduje souběžné chlazení s elektrickým ohřevem. Regulace intenzity elektrického dohřevu se reguluje přesněji než výkon režim chlazení.

Režim odvlhčování

Chladicí jednotka s elektrickým ohřevem má ještě jednu výhodu. Pokud společně provozujeme režim chlazení a topení, nastane režim odvlhčování. Tento režim je vhodný tehdy, pokud je v prostoru příliš vlhkosti, kterou potřebujeme snížit, ale přitom neměnit teplotu v prostoru.

Výkonové parametry

• rozsah chladicích výkonů: Qch= 1,9 kW – 15 kW,
• rozsah vnitřních teplot: 12 °C až 18 °C,
• ekologické chladivo: R407C / R410A / R404A,
• jednoduché ovládání,
• automatický restart,
• celoroční provoz zařízení.

Pro menší aplikace o chladicím výkonu do 2 kW používáme venkovní kondenzační jednotky ASPERA a TECUMSEH. Chladicí aplikace nad 2 kW chladicího výkonu jsou vybaveny kondenzačními jednotkami MANEUROP, DANFOSS a JDK. Vnitřní výparníky jsou dodávkou firem ECO, KUEBA a RIVACOLD.