Λύσεις στις 17 Ερωτήσεις του κεφαλαίου 5, που καλύπτουν το σκοπό και τα είδη των στομίων προσαγωγής, επιστροφής και φρέσκου αέρα, τις έννοιες του βεληνεκούς/πτώσης (στόμια τοίχου) και της ακτίνας διάχυσης (στόμια οροφής), τα στοιχεία επιλογής στομίων και τους σχετικούς πίνακες ταχύτητας/θορύβου, καθώς και εφαρμογές υπολογισμού βεληνεκούς και διαμέτρου κυκλικού στομίου οροφής.
Ερώτηση: Ποιος ο σκοπός των στομίων προσαγωγής κλιματισμένου αέρα;
Απάντηση:
Σύνοψη: Ο σκοπός των στομίων προσαγωγής κλιματισμένου αέρα είναι να δημιουργήσουν τον κατάλληλο συνδυασμό θερμοκρασίας, υγρασίας και κίνησης του αέρα στη ζώνη που ζουν ή εργάζονται οι άνθρωποι (ύψος περίπου 1,80-2 m από το δάπεδο), ώστε να επιτυγχάνονται συνθήκες άνεσης στο χώρο. Επιπλέον, τα στόμια λειτουργούν ως ρυθμιστές της ταχύτητας εξόδου του αέρα, μειώνοντας την ταχύτητα του αέρα που φτάνει από τους αεραγωγούς (πολύ μεγαλύτερη από την επιτρεπόμενη στη ζώνη άνεσης) σε αποδεκτά επίπεδα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Τι είναι οι «νεκρές ζώνες» στους κλιματιζόμενους χώρους και πώς μπορούν να αποφευχθούν;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Νεκρές ζώνες ονομάζουμε τα σημεία ενός κλιματιζόμενου χώρου στα οποία δεν φτάνει καθόλου (ή φτάνει ανεπαρκώς) κλιματισμένος αέρας, με αποτέλεσμα να μην κλιματίζονται επαρκώς και να μη διαθέτουν την άνεση των υπόλοιπων σημείων του χώρου. Οι νεκρές ζώνες αποφεύγονται με τη σωστή τοποθέτηση, τον σωστό αριθμό και τη σωστή επιλογή (μέγεθος, παροχή, κατεύθυνση πτερυγίων) των στομίων προσαγωγής, ώστε να ρυθμίζεται σωστά η κατεύθυνση του κλιματισμένου αέρα και να επιτυγχάνεται η καλύτερη δυνατή ισοκατανομή του αέρα σε ολόκληρο τον χώρο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποια ταχύτητα πρέπει να έχει ο κλιματισμένος αέρας στο χώρο που ζουν και εργάζονται άνθρωποι;
Απάντηση:
Σύνοψη: Στη ζώνη όπου ζουν και εργάζονται οι άνθρωποι (ύψος περίπου 1,80-2 m, μετρούμενη στα 1,85 m), η ταχύτητα του κλιματισμένου αέρα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 0,15 m/s και 0,25 m/s: δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,25 m/s (γιατί δημιουργούνται ενοχλητικές καταστάσεις, όπως μετακίνηση χαρτιών ή σκόνης και αίσθηση χαμηλότερης θερμοκρασίας), αλλά και δεν πρέπει να πέφτει κάτω από τα 0,15 m/s (γιατί τότε δεν ικανοποιούνται οι συνθήκες άνεσης).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Γιατί η ταχύτητα του κλιματισμένου αέρα δεν πρέπει να πέφτει σε χαμηλά επίπεδα στο χώρο εργασίας των ανθρώπων (κάτω των 0,15 m/s);
Απάντηση:
Σύνοψη: Επειδή ταχύτητες αέρα μικρότερες από 0,15 m/s δεν ικανοποιούν τις συνθήκες άνεσης των ανθρώπων που βρίσκονται στον κλιματιζόμενο χώρο· ο αέρας γίνεται αντιληπτός ως «στάσιμος», η ανάμιξή του με τον αέρα του χώρου είναι ανεπαρκής, με αποτέλεσμα να μην επιτυγχάνεται η ομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας/υγρασίας που απαιτεί η αίσθηση της άνεσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποια είδη στομίων γνωρίζετε και ποια από αυτά είναι τα πλέον χρησιμοποιούμενα;
Απάντηση:
Σύνοψη: Τα είδη στομίων προσαγωγής είναι: στόμια τοίχου (επίτοιχα), στόμια οροφής, στόμια δαπέδου και στόμια ειδικής κατασκευής ή ειδικών προδιαγραφών (π.χ. διάτρητα στόμια οροφής). Τα πλέον χρησιμοποιούμενα, σε ποσοστό πάνω από 90% των εγκαταστάσεων κλιματισμού, είναι τα στόμια τοίχου και τα στόμια οροφής· τα στόμια δαπέδου και ειδικών προδιαγραφών συναντώνται σπάνια, σε ειδικές μόνο περιπτώσεις.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Τι είναι το βεληνεκές, τι η πτώση στα στόμια τοίχου και ποιοι παράγοντες μπορούν να τα αυξομειώσουν;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το βεληνεκές ενός στομίου τοίχου είναι η οριζόντια απόσταση από το στόμιο έως το σημείο του χώρου όπου η ταχύτητα του αέρα πέφτει στα 0,25 m/s (μετρημένη στα 3/4 της απόστασης προς τον απέναντι τοίχο, σε ύψος ~1,85 m). Η πτώση είναι η κάθετη απόσταση από τον άξονα του στομίου μέχρι το ίδιο αυτό σημείο. Κανένα από τα δύο δεν είναι σταθερό μέγεθος: εξαρτώνται από τη θέση (γωνία) των οριζόντιων πτερυγίων κατεύθυνσης του στομίου. Το μεγαλύτερο βεληνεκές επιτυγχάνεται στις 0°· όσο αυξάνεται η γωνία των πτερυγίων (π.χ. σε 22° ή 45°), τόσο μειώνεται το βεληνεκές. Αντίθετα, όσο αυξάνεται το βεληνεκές τόσο αυξάνεται και η πτώση, και αντίστροφα — δηλαδή τα δύο μεγέθη μεταβάλλονται ομόρροπα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Τι είναι η ακτίνα διάχυσης στα στόμια οροφής και από ποιους παράγοντες εξαρτάται;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η (μέγιστη) ακτίνα διάχυσης ενός στομίου οροφής είναι το αντίστοιχο μέγεθος του βεληνεκούς στα στόμια τοίχου: ορίζεται ως η οριζόντια απόσταση μεταξύ του κέντρου του στομίου και του σημείου όπου η ταχύτητα του αέρα πέφτει στο όριο των 0,17 έως 0,25 m/s. Εξαρτάται κυρίως από την παροχή του κλιματισμένου αέρα (L/s) και την ταχύτητα εξόδου του αέρα από το στόμιο (m/s), όπως φαίνεται και στα διαγράμματα/πίνακες επιλογής των κατασκευαστών. Η μέγιστη ακτίνα διάχυσης δεν πρέπει να ξεπερνά τις διαστάσεις της αίθουσας που κλιματίζεται, γιατί σε αντίθετη περίπτωση δημιουργούνται ενοχλητικές καταστάσεις (π.χ. ρεύματα στον απέναντι τοίχο) και μειώνεται η αίσθηση άνεσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποια στοιχεία απαιτούνται για την επιλογή ενός στομίου τοίχου και ποια για ένα στόμιο οροφής;
Απάντηση:
Σύνοψη: Για την επιλογή στομίου τοίχου χρειαζόμαστε: τη μορφή της αίθουσας/ανάπτυξη δικτύου αεραγωγών και ακριβή θέση των στομίων, την παροχή του στομίου σε L/s, το απαιτούμενο βεληνεκές σε m, την πτώση σε m και την επιτρεπόμενη ταχύτητα εξόδου του αέρα σε m/s. Για την επιλογή στομίου οροφής χρειαζόμαστε: την παροχή του κλιματισμένου αέρα σε L/s, την ταχύτητα εξόδου του αέρα σε m/s και τη μέγιστη ακτίνα διάχυσης σε m.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η στάθμη θορύβου στην έξοδο του αέρα από ένα στόμιο;
Απάντηση:
Σύνοψη: Η στάθμη θορύβου στην έξοδο του αέρα από ένα στόμιο (μετρημένη σε dbA ή db(A)) εξαρτάται από δύο βασικούς παράγοντες: από την ταχύτητα με την οποία εξέρχεται ο αέρας από το στόμιο (όσο μεγαλύτερη η ταχύτητα, τόσο μεγαλύτερος και ο θόρυβος) και από την ποιότητα της κατασκευής του στομίου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σε κλιματιζόμενο χώρο θα τοποθετηθούν στόμια τοίχου. Αν η απόσταση των στομίων από τον απέναντι τοίχο είναι 15m, να βρεθεί το απαιτούμενο βεληνεκές των στομίων.
Απάντηση:
Σύνοψη: Το βεληνεκές ενός στομίου τοίχου υπολογίζεται ως τα 3/4 της απόστασης του στομίου από τον απέναντι τοίχο (σημείο μέτρησης της ταχύτητας 0,25 m/s). Με απόσταση 15 m: Βεληνεκές = (3/4) × 15 = 45/4 = 11,25 m. Άρα το απαιτούμενο βεληνεκές των στομίων είναι 11,25 m.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποια πρέπει να είναι η διάμετρος κυκλικού στομίου οροφής, ονομαστικής παροχής 106 L/s και ταχύτητας στην έξοδο του στομίου 4 m/s;
Απάντηση:
Σύνοψη: Χρησιμοποιώντας τη σχέση παροχής Q = A·V, όπου A η επιφάνεια της κυκλικής διατομής του στομίου: A = Q/V = (106×10⁻³ m³/s) / (4 m/s) ≈ 0,0265 m². Από A = π·d²/4 προκύπτει d = √(4A/π) = √(4×0,0265/3,1416) ≈ √0,03376 ≈ 0,184 m ≈ 184 mm. Στο διάγραμμα επιλογής στομίων οροφής (σχήμα 5-9) το σημείο τομής Q=106 L/s και V=4 m/s πέφτει κοντά στην τυπική εμπορική διάμετρο των 200 mm, που είναι και η διάμετρος που θα επιλέγαμε στην πράξη (η αμέσως μεγαλύτερη τυπική διάμετρος από την υπολογιζόμενη τιμή των 184 mm, ώστε να μην ξεπερνιέται η ταχύτητα των 4 m/s).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Γιατί τα στόμια προσαγωγής δεν πρέπει να τοποθετούνται κοντά σε στόμια επιστροφής κλιματιστικής μονάδας;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν ένα στόμιο προσαγωγής τοποθετηθεί πολύ κοντά σε στόμιο επιστροφής, δημιουργείται ένα «βραχυκύκλωμα» του αέρα: ο κλιματισμένος αέρας που μόλις προσάχθηκε αναρροφάται σχεδόν αμέσως από το κοντινό στόμιο επιστροφής, χωρίς να προλάβει να αναμειχθεί επαρκώς με τον αέρα του χώρου και να αποδώσει τη θερμότητα/υγρασία του σε ολόκληρη την αίθουσα. Το αποτέλεσμα είναι ότι το μεγαλύτερο μέρος του χώρου μένει ανεπαρκώς κλιματισμένο (δημιουργούνται «νεκρές ζώνες»), ενώ ταυτόχρονα η κλιματιστική μονάδα «βλέπει» ότι ο αέρας επιστροφής έχει ήδη τις επιθυμητές συνθήκες και μπορεί να μειώσει άσκοπα την απόδοσή της, με αποτέλεσμα κακή ισοκατανομή θερμοκρασίας/υγρασίας και σπατάλη ενέργειας.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποια φαινόμενα θα παρατηρηθούν στον κλιματιζόμενο χώρο, αν ένα ή περισσότερα στόμια προσαγωγής, για κάποιο λόγο, φραγούν (ή καταργηθούν);
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν ένα ή περισσότερα στόμια προσαγωγής φραγούν ή καταργηθούν, η περιοχή του χώρου που εξυπηρετούσαν παύει να δέχεται επαρκή ποσότητα κλιματισμένου αέρα και μετατρέπεται σε «νεκρή ζώνη» — δεν κλιματίζεται πλέον επαρκώς, με αποτέλεσμα δυσάρεστες αποκλίσεις θερμοκρασίας/υγρασίας και έλλειψη άνεσης στο σημείο αυτό. Παράλληλα, αν η συνολική παροχή αέρα της εγκατάστασης παραμείνει η ίδια, ο ίδιος όγκος αέρα θα διοχετευτεί πλέον από λιγότερα στόμια, με αποτέλεσμα να αυξηθεί η ταχύτητα εξόδου (και συνεπώς και η στάθμη θορύβου) στα εναπομείναντα στόμια, ενδεχομένως πέρα από τα επιτρεπόμενα όρια άνεσης (>0,25 m/s στη ζώνη εργασίας).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σε ποια στοιχεία της κλιματιστικής εγκατάστασης θα πρέπει να επέμβουμε, αν ένας κλιματιζόμενος χώρος αλλάξει χρήση και απαιτεί μικρότερη στάθμη θορύβου;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Εφόσον η στάθμη θορύβου στα στόμια εξαρτάται από την ταχύτητα εξόδου του αέρα και από την ποιότητα κατασκευής του στομίου, η επέμβαση θα πρέπει να γίνει σε αυτά τα δύο στοιχεία: (α) στην ταχύτητα εξόδου του αέρα από τα στόμια — επιλέγοντας, από τους πίνακες 5-1/5-2, τη χαμηλότερη επιτρεπόμενη ταχύτητα και στάθμη θορύβου που αντιστοιχεί στη νέα χρήση του χώρου, και αντικαθιστώντας τα στόμια με άλλα μεγαλύτερης διατομής (ή περισσότερα σε αριθμό), ώστε η ίδια παροχή αέρα να εξέρχεται με μικρότερη ταχύτητα, και (β) στην ποιότητα κατασκευής των στομίων — επιλέγοντας στόμια καλύτερης (πιο αθόρυβης) κατασκευής. Αν χρειάζεται, μπορεί να απαιτηθεί και επανασχεδιασμός τμήματος του δικτύου αεραγωγών.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Στο επίπεδο εργασίας (1,80-2m) κλιματιζόμενου χώρου μετρήθηκε ταχύτητα αέρα 0,5 m/s. Είναι η ταχύτητα αυτή του αέρα επιτρεπτή; Αν όχι, με ποιους τρόπους μπορούμε να την ελαττώσουμε;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Όχι, η ταχύτητα των 0,5 m/s δεν είναι επιτρεπτή, αφού υπερβαίνει το ανώτατο όριο των 0,25 m/s που ορίζεται για τη ζώνη εργασίας/παραμονής των ανθρώπων και μπορεί να προκαλέσει ενοχλητικά ρεύματα αέρα. Για να ελαττωθεί η ταχύτητα, μπορούμε: (1) να αυξήσουμε τη γωνία των οριζόντιων πτερυγίων του στομίου (π.χ. από 0° σε 22° ή 45°), ώστε να μειωθεί το βεληνεκές και η ταχύτητα να πέσει σε αποδεκτά επίπεδα πριν φτάσει στη ζώνη εργασίας, (2) να μειώσουμε την παροχή αέρα του συγκεκριμένου στομίου (αν το επιτρέπει το ψυκτικό/θερμικό φορτίο του χώρου), ή (3) να αντικαταστήσουμε το στόμιο με άλλο, μεγαλύτερης διατομής, ώστε η ίδια παροχή να εξέρχεται με μικρότερη ταχύτητα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σε κλιματιζόμενο χώρο, που διαθέτει ήδη κεντρική θέρμανση με λέβητα ζεστού νερού και κλασικά θερμαντικά σώματα, αποφασίζεται να τοποθετηθεί εγκατάσταση θερινού κλιματισμού (μόνο ψύξη). Πού θα τοποθετούσατε τους αεραγωγούς προσαγωγής; Ποιο είδος στομίων θα επιλέγατε γι' αυτή την εγκατάσταση και γιατί;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Εφόσον η εγκατάσταση αφορά μόνο θερινό κλιματισμό (ψύξη) — η θέρμανση καλύπτεται ήδη από την κεντρική θέρμανση με θερμαντικά σώματα — θα τοποθετούσαμε το δίκτυο αεραγωγών προσαγωγής στην οροφή (ή σε ψευδοροφή, αν υπάρχει), και θα επιλέγαμε στόμια οροφής. Αυτό συμβαίνει γιατί, όπως αναφέρει η θεωρία, τα στόμια οροφής προτιμώνται ακριβώς σε περιπτώσεις όπου μεγαλύτερη σπουδαιότητα έχει ο θερινός κλιματισμός (ψύξη), αφού δημιουργούν γρήγορη και πλήρη ανάμιξη του ψυχρού αέρα προσαγωγής με τον αέρα του χώρου — πράγμα σημαντικό γιατί ο ψυχρός αέρας, όντας πυκνότερος, τείνει να «πέφτει» και χρειάζεται καλή ανάμιξη ώστε να μη δημιουργούνται τοπικές νεκρές ζώνες ή αίσθηση ρεύματος στο δάπεδο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σε κλιματιζόμενο χώρο, η προσαγωγή του κλιματιζόμενου αέρα γίνεται με επίτοιχα στόμια, των οποίων τα πτερύγια κατεύθυνσης έχουν ρυθμιστεί στις 0°. Κατά τον έλεγχο της εγκατάστασης για έλλειψη «άνεσης», παρατηρήθηκε ότι ο αέρας προσαγωγής κτυπάει στον απέναντι τοίχο. Είναι το φαινόμενο αποδεκτό; Αν όχι, πώς μπορεί να διορθωθεί;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Όχι, το φαινόμενο δεν είναι αποδεκτό: στα 0° το στόμιο έχει το μέγιστο δυνατό βεληνεκές, και αν αυτό ξεπερνά την πραγματική απόσταση προς τον απέναντι τοίχο, ο αέρας φτάνει εκεί με ταχύτητα ακόμη μεγαλύτερη από τα επιτρεπόμενα 0,25 m/s, δημιουργώντας ρεύματα και έλλειψη άνεσης αντί να έχει ήδη «πέσει» στην επιτρεπόμενη ταχύτητα πριν φτάσει στον τοίχο. Το πρόβλημα διορθώνεται αυξάνοντας τη γωνία των οριζόντιων πτερυγίων κατεύθυνσης (π.χ. στις 22° ή στις 45°), ώστε να μειωθεί το βεληνεκές του στομίου και η ταχύτητα του αέρα να έχει ήδη πέσει στα επιτρεπόμενα όρια πριν φτάσει στον απέναντι τοίχο. Εναλλακτικά, θα μπορούσε να μειωθεί η παροχή/ταχύτητα εξόδου του στομίου ή να επιλεγεί στόμιο διαφορετικών διαστάσεων με μικρότερο βεληνεκές για την ίδια παροχή.
Κριτήρια αξιολόγησης: