Konkurencja na rynku klimatyzacyjnym spowodowała dużą ekspansję firm promujących rożnego rodzaju systemy i urządzenia klimatyzacyjne. Z teoretycznego punktu widzenia zadaniem każdego systemu klimatyzacji jest stworzenie odpowiednio dobrych parametrów klimatu wewnętrznego, co w pomieszczeniach użytkowych wiąże się najczęściej z koniecznością dostarczenia do pomieszczeń energii cieplnej, chłodniczej i powietrza świeżego (czystego).

Mądrość wyboru odpowiedniego systemu klimatyzacyjnego polega na wyborze systemu, który pozwoli zadowolić zarówno inwestora, użytkownika systemu, jak i użytkownika pomieszczeń klimatyzowanych. Nie ma systemów idealnych, każdy ma swoje słabe i mocne strony. Wiedza na temat danego systemu klimatyzacyjnego pozwala na jego bardziej świadomy wybór, odpowiednie użytkowanie i w konsekwencji zadowolenie użytkownika i inwestora zarówno z wysokości rachunków za energię, jak i z odpowiedniego poziomu komfortu klimatycznego wewnątrz pomieszczeń.

Jednym z systemów klimatyzacyjnych, który zdobył w ostatnich latach dużą popularność jest system sufitowych belek chłodzących (cooling ceiling beams). Jak każdy system klimatyzacyjny ma on swoje wady i zalety, jednak patrząc jak system ten opanował rynek, zwłaszcza klimatyzacji dużych budynków biurowych, można stwierdzić, że zalety wzięły górę nad wadami.

Wysokie wymagania ochrony cieplnej budynków, wentylacja mechaniczna oraz wewnętrzne zyski ciepła w pomieszczeniach użytkowych powodują stosunkowo niewielkie zapotrzebowanie na ciepło do ich ogrzewania (20÷40 W/m2). Dlatego, systemy pozwalające na doprowadzanie niewielkich ilości ciepła do pomieszczenia są w praktyce wystarczające, aby prawidłowo ogrzać pomieszczenia użytkowe.

Systemem klimatyzacyjnym pozwalającym zarówno na chłodzenie jak i ogrzewanie pomieszczeń jest system aktywnych belek chłodząco-grzewczych. Początkowo system rozwinął się jako system tylko chłodzący z czasem adaptując się również na potrzeby ogrzewania. Aby system sufitowych belek chłodzących można było wykorzystać również do ogrzewania pomieszczeń zachowując wymagania co do komfortu wewnętrznego, muszą najczęściej być spełnione następujące warunki: stosunkowo małe straty ciepła pomieszczenia, niska temperatura wody zasilającej (35÷45oC), belki typu aktywnego (z nawiewem powietrza świeżego), z dodatkowym układem rur i zaworem regulacyjnym na potrzeby ogrzewania. W szczególnych przypadkach większego poziomu strat ciepłą pomieszczenia (np. szklane fasady) system można połączyć z konwencjonalnym systemem ogrzewania (np. konwektorami posadzkowymi).

Samo urządzenie jest stosunkowo prostym urządzeniem, bez ruchomych części mechanicznych. Poszczególni producenci belek stosują w zasadzie podobne rozwiązania konstrukcyjne, różniące się między sobą jakością i estetyką wykonania, układem wymienników ciepła w obudowie, kształtem obudowy oraz ewentualnymi dodatkowymi zabezpieczeniami przed niepożądanym wykraplaniem się wilgoci na powierzchni wymiennika (dodatkowe rynienki, higroskopijne powierzchnie wymiennika itp.). Typową konstrukcję belki pokazano na rys. 2. Składa się ona z wymiennika ciepła (2), z jednym (instalacja dwururowa) lub dwoma (instalacja czterorurowa) obiegami rur, przeważnie miedzianych, umieszczonymi najczęściej w ożebrowaniu aluminiowym, z kanału nawiewnego powietrza świeżego (3), z zamontowanymi małymi dyszami (4), oraz obudowy spinającej powyższe elementy w całość i zapewniającej odpowiedni przepływ powietrza przez wymiennik (1).

Dodatkowo aby belka mogła pracować w nowoczesnych układach klimatyzacji należy ją wyposażyć w zawory regulacyjne z siłownikami na przewodach wody lodowej i centralnego ogrzewania, sterowane najczęściej poprzez nastawnik pomieszczeniowy lub bezpośrednio przez układ elementu nastawczego z czujnikiem połączonego kapilarą z zaworem (Trox). W celu precyzyjnej regulacji ilości dopływającego powietrza pierwotnego (świeżego), instaluje się na króćcach dolotowych przepustnice regulacyjno-pomiarowe. Stosowane są najczęściej precyzyjne przepustnice irysowe z króćcami pomiarowymi pozwalającymi na pomiar strumienia płynącego powietrza. Opcjonalnie układ można zabezpieczyć przed kondensacją poprzez czujnik punkt rosy, odcinający dopływ wody lodowej w przypadku wzrostu wilgotności powietrza lub okienny wyłącznik kontaktowy odcinający dopływ wody w przypadku otwarcia okna.

Ilość i konstrukcja dysz nawiewnych jest na ogół zmienna i dopasowana do konkretnych warunków pracy (strumienia nawiewanego powietrza, wydajności chłodniczej lub grzewczej). Dla niektórych zastosowań przydatne są tak zwane "belki serwisowe". Są to belki wykonywane najczęściej dla konkretnego odbiorcy zintegrowane z innymi instalacjami technicznego wyposażenia budynku, np. oświetleniem, nagłośnieniem, czujkami pożarowymi, a nawet tryskaczami.

Belki chłodząco-grzewcze ze względu na bardzo prostą budowę i brak elementów ruchomych (z wyjątkiem zaworów regulacyjnych) są urządzeniami o bardzo niskim poziomie emitowanego hałasu (25÷30 dB) i praktycznie bezobsługowymi. O poziomie emitowanego do otoczenia hałasu decyduje prędkość wypływu powietrza przez dysze nawiewne, zbyt duża prędkość przepływu wody przez urządzenie lub zbyt duże dławienie ciśnienia powietrza na przepustnicy regulacyjnej. Jedyną czynnością eksploatacyjną od strony pomieszczenia jest odkurzenie wymiennika i wymycie obudowy zewnętrznej. Ze względu na brak kondensacji wilgoci na powierzchni wymiennika nie ma groźby rozwoju flory bakteryjnej, tak dokuczliwej w wielu systemach klimatyzacyjnych pracujących przy temperaturach poniżej temperatury punktu rosy w pomieszczeniu.

Rys. 1 Przykłady możliwości montażu belek chłodząco-grzewczych w pomieszczeniu

Rys. 2 Typowa budowa belek chłodząco-grzewczych, a) typu otwartego, b) typu zamkniętego z wymiennikiem poziomym, c) typu zamkniętego z wymiennikami pionowymi 1 - obudowa, 2- wymiennik ciepła, 3 - kanał powietrza świeżego, 4 - dysze nawiewne

Więcej informacji na łamach miesięcznika Chłodnictwo&Wentylacja nr 4/2005. www.chlodnictwo.euro-media.pl