Λύσεις στις 19 Ερωτήσεις και 6 Ασκήσεις του κεφαλαίου 9, που καλύπτουν τη φυσική/εξαναγκασμένη κυκλοφορία του αέρα, τα τέσσερα συστήματα κεντρικού κλιματισμού (ΤΚΜ/VRV, πρωτεύων αέρας με σταθερά στόμια, προκλιματισμένος αέρας με ΤΚΜ, VAV), το πρόβλημα της μέτρησης της παροχής αέρα με σωλήνα pitot και τα συστήματα VAV. Οι 4 πρώτες ασκήσεις εκτίμησης σημείων μέτρησης pitot λύνονται εφαρμόζοντας τους αριθμητικούς κανόνες του §9-10 (βήμα/απόσταση από τοιχώματα/ελάχιστος αριθμός σημείων) στις δοσμένες διαστάσεις αεραγωγών, ενώ οι 2 τελευταίες ασκήσεις υπολογίζουν ταχύτητα και παροχή αέρα από τη δυναμική πίεση pitot με τον τύπο Vα=√(2Δp/ρα).
Ερώτηση: Ποιοι είναι οι τρόποι με τους οποίους κλιματίζεται ο αέρας ενός χώρου;
Απάντηση:
Σύνοψη: Ο αέρας ενός χώρου κλιματίζεται με ένα από τέσσερα βασικά συστήματα: (1) με τοπικές κλιματιστικές μονάδες (ΤΚΜ νερού ή σύστημα VRV), (2) με αποστολή μόνο πρωτεύοντος αέρα μέσω αεραγωγών και σταθερής ρύθμισης στομίων, (3) με προκλιματισμένο αέρα (μέσω αεραγωγών) σε συνδυασμό με τοπικές μονάδες, και (4) με μεταβλητή ποσότητα αέρα (σύστημα VAV).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Τι παρενέργειες μπορεί να δημιουργήσει η φυσική κυκλοφορία του αέρα;
Απάντηση:
Σύνοψη: Η φυσική κυκλοφορία μπορεί να διαταράξει σοβαρά μια κατά τα άλλα άρτια εγκατάσταση κλιματισμού. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι μια μεζονέτα με ελεύθερη επικοινωνία των δύο ορόφων μέσω ανοίγματος σκάλας (χωρίς πόρτα): το χειμώνα ο θερμός αέρας ανεβαίνει μέσα από το άνοιγμα, με αποτέλεσμα ο πάνω όροφος να υπερθερμαίνεται και ο κάτω να έχει ανεπαρκή θέρμανση· το καλοκαίρι συμβαίνει το αντίστροφο, ο ψυχρός αέρας κατεβαίνει και συγκεντρώνεται στον κάτω όροφο, που ψύχεται υπερβολικά, ενώ ο πάνω παραμένει ανεπαρκώς κλιματισμένος. Οι παρενέργειες αυτές πρέπει να προβλέπονται και να αντιμετωπίζονται από τη φάση της μελέτης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Πότε δεν μπορούμε να εφαρμόσουμε άλλο σύστημα εκτός από το σύστημα που διαθέτει μόνο ΤΚΜ (νερού ή σύστημα VRV);
Απάντηση:
Σύνοψη: Δεν μπορούμε να εφαρμόσουμε κανένα άλλο σύστημα (όλα τα υπόλοιπα απαιτούν δίκτυο αεραγωγών) όταν ο χώρος δεν διαθέτει το απαραίτητο ύψος —τουλάχιστον 3 μέτρα— ώστε να μη δημιουργούνται επικίνδυνα ρεύματα αέρα, ή όταν δεν υπάρχει η δυνατότητα κατασκευής της απαιτούμενης ψευδοροφής για τη διέλευση των αεραγωγών. Σε τέτοιες περιπτώσεις (π.χ. χαμηλά κτίρια, χώροι χωρίς ψευδοροφή), το σύστημα με ΤΚΜ (νερού ή VRV) γίνεται αναγκαστικά η μοναδική λύση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Μπορούμε να έχουμε σύστημα προκλιματισμένου αέρα μαζί με σύστημα VRV; Μας συμφέρει να εφαρμόσουμε κάτι τέτοιο;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, μπορούμε: το VRV είναι απλώς μια σύγχρονη μορφή ΤΚΜ (με απευθείας τροφοδοσία ψυκτικού ρευστού αντί για νερό), οπότε μπορεί να παίξει τον ίδιο ρόλο με τις κλασικές ΤΚΜ νερού/FCU στο σύστημα προκλιματισμένου αέρα (§9-11): η ΚΚΜ στέλνει προκλιματισμένο αέρα μέσω αεραγωγών κυρίως για ανανέωση, ενώ οι μονάδες VRV αναλαμβάνουν το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου θέρμανσης/ψύξης του χώρου. Συμφέρει όταν θέλουμε τα πλεονεκτήματα και των δύο συστημάτων: την ευελιξία/απόδοση του VRV μαζί με την εξασφαλισμένη ανανέωση και καλό έλεγχο υγρασίας του προκλιματισμένου αέρα — με το μόνο κόστος να είναι η ανάγκη δύο παράλληλων δικτύων (ψυκτικού ρευστού + αεραγωγών).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σας έδωσαν τη μελέτη κλιματισμού ενός κολυμβητηρίου με ύψος 7m. Διαπιστώνετε ότι είναι μόνο με ΤΚΜ. Τι θα πρέπει να κάνετε; Μπορείτε να αναφέρετε περισσότερες από μία δυνατές λύσεις.
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ένα κολυμβητήριο έχει μεγάλες ανάγκες ανανέωσης αέρα (υγρασία, χλώριο) που το σύστημα μόνο με ΤΚΜ δεν καλύπτει επαρκώς (η ΤΚΜ δεν κάνει καμία ανανέωση). Εφόσον όμως το ύψος του χώρου (7m) υπερβαίνει το ελάχιστο των 3m, υπάρχει η δυνατότητα δικτύου αεραγωγών, οπότε προτείνονται περισσότερες από μία λύσεις: (1) προσθήκη ανεξάρτητου δικτύου αεραγωγών πρωτεύοντος ή προκλιματισμένου αέρα αποκλειστικά για εξαερισμό/ανανέωση, διατηρώντας τις ΤΚΜ για το κύριο φορτίο (όπως στο σύστημα §9-11), (2) μετατροπή σε πλήρες σύστημα με προκλιματισμένο αέρα και ΤΚΜ, ώστε να καλύπτεται ταυτόχρονα η ανανέωση και ο ακριβής έλεγχος υγρασίας μέσω ΚΚΜ, ή (3), αν δεν υπάρχει δυνατότητα αεραγωγών, τουλάχιστον τοποθέτηση ανεξάρτητων μονάδων καθαρισμού αέρα (ηλεκτροστατικά φίλτρα/ενεργού άνθρακα) και τακτικός εξαερισμός με άνοιγμα παραθύρων/εξαεριστήρες, αν και αυτό παραμένει ανεπαρκές για έναν χώρο με τόσο υψηλές απαιτήσεις υγρασίας.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποια είναι τα μειονεκτήματα του συστήματος με πρωτεύοντα αέρα και με σταθερά στόμια;
Απάντηση:
Σύνοψη: Το σύστημα με πρωτεύοντα αέρα και σταθερά στόμια έχει τα εξής μειονεκτήματα: (1) παρουσιάζει πολλές δυσκολίες στη ρύθμιση και οι θερμοκρασίες κάθε χώρου ελέγχονται πολύ δύσκολα, (2) δεν υπάρχει καμία δυνατότητα ρύθμισης του φορτίου ανά χώρο, γι' αυτό απαιτείται ζωνοποίηση του κτιρίου ανά προσανατολισμό, (3) ένα σχετικά μικρό σφάλμα στην παροχή αέρα (π.χ. 20%) προκαλεί δυσανάλογα μεγάλη μεταβολή στο Δt και άρα στη θερμοκρασία του χώρου (~20-25%), και (4) η ίδια η παροχή αέρα μετριέται πολύ δύσκολα με αξιοπιστία (σφάλματα άνω του 25% σε αρκετές περιπτώσεις), οπότε είναι δύσκολο ακόμη και να διαπιστωθεί αν το δίκτυο λειτουργεί σωστά.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σας ζήτησαν να εκτελέσετε τη μελέτη κλιματισμού ενός ξενοδοχείου. Διαπιστώνετε όμως, μελετώντας τα σχέδια, ότι χρησιμοποιείται το σύστημα με πρωτεύοντα αέρα και με σταθερής ρύθμισης στόμια. Τι θα πρέπει να κάνετε; Μπορείτε να αναφέρετε περισσότερες από μία δυνατές λύσεις.
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ένα ξενοδοχείο έχει πολλά ξεχωριστά δωμάτια με διαφορετικές, μεταβαλλόμενες ανάγκες θέρμανσης/ψύξης το καθένα — ακριβώς το είδος περίπλοκου δικτύου όπου το βιβλίο προειδοποιεί ότι το σύστημα με σταθερά στόμια «σχεδόν ποτέ δεν χρησιμοποιείται» με επιτυχία. Θα πρέπει να προτείνω αλλαγή της μελέτης, με περισσότερες από μία εναλλακτικές: (1) μετατροπή σε σύστημα με προκλιματισμένο αέρα και ΤΚΜ σε κάθε δωμάτιο (ο αέρας αεραγωγών μόνο για ανανέωση, οι ΤΚΜ για τον έλεγχο θερμοκρασίας κάθε δωματίου ξεχωριστά), ή (2) εγκατάσταση συστήματος VAV με ρυθμιζόμενα στόμια/τάμπερ ανά δωμάτιο ή ζώνη, ώστε να επιτυγχάνεται ατομικός έλεγχος χωρίς δεύτερο δίκτυο σωληνώσεων.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Σας ζήτησαν να κλιματίσετε ένα εργοστάσιο με αεραγωγούς που θα βρίσκονται ψηλά σε ύψος 6 μέτρων. Το σύστημα είναι μόνο με πρωτεύοντα αέρα και σταθερά στόμια, όπως διαπιστώσατε από τη μελέτη. Πιστεύετε ότι θα λειτουργήσει καλά; Αν όχι, τι προβλήματα περιμένετε ότι θα παρουσιαστούν;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Σε αντίθεση με το σύστημα σε ξενοδοχείο, εδώ αναμένεται να λειτουργήσει σχετικά καλά: το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι το σύστημα πρωτεύοντος αέρα με σταθερά στόμια λειτουργεί με επιτυχία σε μεγάλους ενιαίους χώρους όπως τα εργοστάσια, όπου όλος ο αέρας καταλήγει στον ίδιο χώρο και τα σφάλματα κατανομής μέσω στομίων ελάχιστα επηρεάζουν το σύνολο. Ωστόσο, στα 6 μέτρα ύψους αρχίζουν να εμφανίζονται τα τυπικά προβλήματα του βιομηχανικού κλιματισμού λόγω φυσικής κυκλοφορίας/ύψους (§8-15, §9-2): τον χειμώνα ο θερμός αέρας τείνει να συγκεντρώνεται ψηλά, ενώ το καλοκαίρι ο ψυχρός αέρας κατεβαίνει μόνος του, με κίνδυνο δυσάρεστων ρευμάτων στο επίπεδο εργασίας — προβλήματα που απαιτούν κατάλληλο ισχυρό ανεμιστήρα και αυτόματο τάμπερ κατεύθυνσης ανά εποχή για να αντιμετωπιστούν.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Μπορείτε να μετρήσετε με επιτυχία την παροχή αέρα ενός στομίου που βρίσκεται αμέσως μετά από μία καμπύλη;
Απάντηση:
Σύνοψη: Όχι. Αμέσως μετά από μία καμπύλη η ροή του αέρα δεν έχει σταθεροποιηθεί, οπότε καμία μέτρηση —ούτε καν με σωλήνα pitot— δεν μπορεί να θεωρηθεί αξιόπιστη σε αυτό το σημείο. Το βιβλίο αναφέρει ρητά ότι υπάρχουν σημεία (όπως αμέσως μετά από καμπύλες) που δεν μπορούμε να τα μετρήσουμε αξιόπιστα με κανένα όργανο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Για να μετρήσετε ικανοποιητικά την παροχή αέρα με σωλήνα pitot, σε ποιο σημείο μπορείτε να τη μετρήσετε; Μπορείτε να μετρήσετε μετά από μία καμπύλη;
Απάντηση:
Σύνοψη: Για ικανοποιητική μέτρηση με σωλήνα pitot πρέπει να απέχουμε τουλάχιστον 8 διαμέτρους αεραγωγού από την τελευταία διαταραχή της ροής (καμπύλη, διακλάδωση, διασταύρωση, ανεμιστήρας κλπ.) — εξαίρεση αποτελεί το ανοδικό ρεύμα αέρα, όπου αρκούν 4 διάμετροι. Άρα, όχι, δεν μπορούμε να μετρήσουμε αξιόπιστα αμέσως μετά από μία καμπύλη· πρέπει να επιλέξουμε ένα σημείο αρκετά διαμέτρους μακριά της, ώστε η ροή να έχει προλάβει να σταθεροποιηθεί.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποιες είναι οι προϋποθέσεις αξιόπιστης μέτρησης με σωλήνα pitot;
Απάντηση:
Σύνοψη: Οι προϋποθέσεις αξιόπιστης μέτρησης με σωλήνα pitot είναι: (1) τουλάχιστον 25 σημεία μέτρησης (σε μικρούς αεραγωγούς διαμέτρου <450 mm, όχι λιγότερα από 9), (2) ταχύτητα αέρα τουλάχιστον 7,5 m/s, (3) αποστάσεις μεταξύ διαδοχικών σημείων μέτρησης όχι μεγαλύτερες από 200 mm (το πολύ 150 mm σε αεραγωγούς <450 mm), (4) τα σημεία να απέχουν από τα τοιχώματα περίπου κατά το 1/3 της παραπάνω απόστασης, και (5) απόσταση τουλάχιστον 8 διαμέτρους από την τελευταία διαταραχή της ροής (4 διαμέτρους για ανοδικό ρεύμα αέρα).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Πώς δικαιολογείτε ότι οι μετρήσεις της παροχής του αέρα θεωρούνται περισσότερο αξιόπιστες στους αεραγωγούς που έχουν μεγάλες διατομές και μικρή διάμετρο;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Στη μέθοδο μέτρησης με pitot ο αεραγωγός χωρίζεται νοητά σε ένα πλέγμα «τετραγωνάκων», με σημεία μέτρησης τοποθετημένα περίπου στο 1/3 (ή 1/2) της απόστασης από κάθε πλευρά — δηλαδή υπάρχει πάντα μια ζώνη αβεβαιότητας κοντά στα τοιχώματα, όπου η ροή επηρεάζεται από τριβή/οριακό στρώμα και η ακριβής θέση μέτρησης δεν είναι απόλυτα καθορισμένη. Σε έναν αεραγωγό μεγάλων διαστάσεων, το ποσοστό των συνολικών τετραγώνων του πλέγματος που εφάπτονται με τα τοιχώματα είναι μικρότερο σε σχέση με το σύνολο (τα «εσωτερικά» τετράγωνα, μακριά από τοιχώματα, είναι αναλογικά περισσότερα) — άρα η επιρροή αυτής της αβέβαιης ζώνης στο συνολικό μέσο όρο είναι μικρότερη, και το τελικό αποτέλεσμα της μέτρησης είναι πιο αντιπροσωπευτικό/αξιόπιστο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Βλέπετε να υπάρχει κάποιο σοβαρό τεχνικό πρόβλημα στο σύστημα με προκλιματισμένο αέρα και ΤΚΜ το οποίο θα αποτελούσε ανασταλτικό παράγοντα για την επιλογή αυτού του συστήματος;
Απάντηση:
Σύνοψη: Όχι σοβαρό τεχνικό πρόβλημα λειτουργίας — το σύστημα λύνει άριστα τα προβλήματα των δύο προηγούμενων συστημάτων και λειτουργεί άψογα. Το μόνο του μειονέκτημα, που θα μπορούσε να αποτελέσει ανασταλτικό παράγοντα (κυρίως οικονομικό/κατασκευαστικό, όχι λειτουργικό), είναι ότι ο χώρος επιβαρύνεται με δύο παράλληλα συστήματα κλιματισμού —ένα με σωληνώσεις (για τις ΤΚΜ) και ένα με αεραγωγούς (για τον προκλιματισμένο αέρα)— αντί για ένα μόνο δίκτυο, με ό,τι αυτό συνεπάγεται σε κόστος υλικών, χώρο διέλευσης και πολυπλοκότητα εγκατάστασης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποια είναι η αρχή λειτουργίας των συστημάτων VAV;
Απάντηση:
Σύνοψη: Η αρχή λειτουργίας ενός συστήματος VAV (Variable Air Volume) είναι απλή: ένας θερμοστάτης χώρου ρυθμίζει τη θέση ενός τάμπερ τοποθετημένου πριν από το στόμιο αέρα. Έτσι, χωρίς να χρειάζεται να γνωρίζουμε την ακριβή ποσότητα αέρα σε L/s, ο χώρος λαμβάνει αυτόματα ακριβώς την ποσότητα (μεταβλητή) αέρα που χρειάζεται κάθε στιγμή για να διατηρηθούν οι επιθυμητές συνθήκες, ανάλογα με το φορτίο του.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Με ποιους τρόπους ρυθμίζεται η παροχή του αέρα σε ένα σύστημα VAV;
Απάντηση:
Σύνοψη: Η παροχή αέρα σε ένα σύστημα VAV ρυθμίζεται με δύο συμπληρωματικούς τρόπους: (1) μέσω ειδικών στομίων VAV, που διαθέτουν ενσωματωμένο μηχανισμό ρύθμισης (μερικά με ενσωματωμένο στοιχείο θέρμανσης/ψύξης και φίλτρο), και (2) μέσω τάμπερ, τα οποία μπορούν να τροφοδοτούν ένα ή περισσότερα στόμια ταυτόχρονα. Και οι δύο μηχανισμοί ελέγχονται μέσω ενός συστήματος αυτοματισμού που περιλαμβάνει θερμοστάτη χώρου, τοπική μονάδα ελέγχου, αισθητήριο παροχής αέρα και κεντρική μονάδα ελέγχου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Μπορείτε να ζητήσετε την πλήρη και αναλυτική μελέτη ενός συστήματος VAV αν προηγουμένως δεν έχει καθοριστεί ο προμηθευτής του συστήματος;
Απάντηση:
Σύνοψη: Όχι. Κάθε κατασκευαστής έχει το δικό του σύστημα VAV, με διαφορετικό εξοπλισμό, στόμια και λογική αυτοματισμού. Για να μπορέσει να εκπονηθεί η πλήρης και αναλυτική μελέτη ενός συστήματος VAV, πρέπει πρώτα να ληφθεί απόφαση για τον συγκεκριμένο προμηθευτή/κατασκευαστή του εξοπλισμού, ώστε ο μελετητής (έμπειρος μηχανικός σε συστήματα κλιματισμού) να βασιστεί στα δικά του τεχνικά χαρακτηριστικά.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποιο σύστημα από όλα, κατά τη γνώμη σας, είναι το πιο αξιόπιστο λειτουργικά;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Με βάση όσα αναφέρει το βιβλίο, δύο συστήματα ξεχωρίζουν ως τα πιο αξιόπιστα: το σύστημα με προκλιματισμένο αέρα και ΤΚΜ, που «λειτουργεί άψογα και είναι εύκολο να επιτύχει» (μικρό περιθώριο αποτυχίας στην εφαρμογή), και το σύστημα VAV, που το βιβλίο χαρακτηρίζει ρητά ως «ό,τι καλύτερο υπάρχει σήμερα για μοντέρνο και αξιόπιστο κλιματισμό χώρων». Αν το κριτήριο είναι η ευκολία να πετύχει μια μελέτη χωρίς εξειδικευμένη τεχνογνωσία, προτιμότερο είναι το σύστημα με προκλιματισμένο αέρα· αν το κριτήριο είναι η ποιότητα/ακρίβεια ελέγχου σε σύγχρονη εγκατάσταση (με τη δέσμευση για εξειδικευμένη μελέτη ανά κατασκευαστή), το VAV είναι το πιο αξιόπιστο.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ποιο σύστημα είναι αυτό που εξασφαλίζει τις καταλληλότερες συνθήκες στο χώρο;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Το σύστημα με προκλιματισμένο αέρα και ΤΚΜ είναι αυτό που, σύμφωνα με το βιβλίο, εξασφαλίζει τις καταλληλότερες συνθήκες στο χώρο: συνδυάζει τον ακριβή έλεγχο θερμοκρασίας από τις ΤΚΜ με την εξασφαλισμένη ανανέωση/καθαρισμό αέρα από την ΚΚΜ, ενώ ελέγχει πολύ καλά και την υγρασία (μέσω υγραντήρα το χειμώνα και ειδικού αφυγραντήρα δύο στοιχείων το καλοκαίρι) — λύνοντας άριστα τα προβλήματα που έχουν τα προηγούμενα δύο συστήματα (καμία ανανέωση στο ΤΚΜ μόνο του, δύσκολος έλεγχος θερμοκρασίας στο σύστημα πρωτεύοντος αέρα).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Με ποια κριτήρια θα επιλέγατε εσείς το κατάλληλο σύστημα κλιματισμού ενός χώρου;
Απάντηση:
Σύνοψη: (ενδεικτική) Θα επέλεγα το σύστημα κλιματισμού συνδυάζοντας τα εξής κριτήρια: (1) το διαθέσιμο ύψος του χώρου και τη δυνατότητα κατασκευής ψευδοροφής (αν <3m, μόνο ΤΚΜ)· (2) τις ανάγκες νωπού αέρα/ανανέωσης του χώρου (χώροι υψηλών απαιτήσεων όπως νοσοκομεία, κολυμβητήρια χρειάζονται σύστημα με αεραγωγούς)· (3) το μέγεθος και την πολυπλοκότητα του χώρου/δικτύου (μεγάλος ενιαίος χώρος → πρωτεύων αέρας με σταθερά στόμια αρκεί, πολλά μικρά δωμάτια με διαφορετικές ανάγκες → προκλιματισμένος αέρας+ΤΚΜ ή VAV)· (4) την απαίτηση ακριβούς ελέγχου θερμοκρασίας/υγρασίας ανά χώρο ξεχωριστά· (5) τη διαθεσιμότητα εξειδικευμένου προμηθευτή/μελετητή, απαραίτητη προϋπόθεση αν επιλεγεί VRV ή VAV· και (6) το συνολικό κόστος κατασκευής, λειτουργίας και συντήρησης, συμπεριλαμβανομένης της πολυπλοκότητας του απαιτούμενου αυτοματισμού.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Εκτιμήσετε τα σημεία όπου θα πάρετε τις μετρήσεις με σωλήνα pitot σε έναν αεραγωγό διαστάσεων 700 x 1500 mm.
Απάντηση:
Σύνοψη: Εφαρμόζοντας τους κανόνες του §9-10 (μέγιστο βήμα 200 mm, απόσταση από τοιχώματα ≈1/3 του βήματος, τουλάχιστον 25 σημεία συνολικά αφού η μικρή διάσταση ξεπερνά τα 450 mm) σε πλέγμα ίδιας λογικής με το παράδειγμα του σχήματος 9-8: στην πλευρά των 700 mm χρειάζονται 4 σημεία (βήμα 175 mm, απόσταση από τοίχωμα ≈58 mm — σημεία περίπου στα 58, 233, 408, 583 mm), και στην πλευρά των 1500 mm χρειάζονται 8 σημεία (βήμα 187,5 mm, απόσταση από τοίχωμα ≈62,5 mm — σημεία περίπου στα 62,5, 250, 437,5, 625, 812,5, 1000, 1187,5, 1375 mm). Συνολικά προκύπτει πλέγμα 4×8 = 32 σημείων μέτρησης, που ικανοποιεί την ελάχιστη απαίτηση των 25 σημείων.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ομοίως σε αεραγωγό 300 x 400 mm.
Απάντηση:
Σύνοψη: Εδώ και οι δύο διαστάσεις (300 mm και 400 mm) είναι μικρότερες από 450 mm, άρα ισχύει το μέγιστο βήμα 150 mm και η ελάχιστη απαίτηση πέφτει σε 9 σημεία συνολικά (αντί για 25). Εφαρμόζοντας το ίδιο σκεπτικό (βήμα ≤150 mm, απόσταση από τοίχωμα ≈1/3 βήματος): στην πλευρά των 300 mm χρειάζονται 3 σημεία (βήμα 112,5 mm, offset ≈37,5 mm — σημεία περίπου στα 37,5, 150, 262,5 mm), και στην πλευρά των 400 mm χρειάζονται επίσης 3 σημεία (βήμα 150 mm ακριβώς στο όριο, offset 50 mm — σημεία στα 50, 200, 350 mm). Συνολικά προκύπτει πλέγμα 3×3 = 9 σημείων, που ικανοποιεί ακριβώς την ελάχιστη απαίτηση των 9 σημείων για μικρούς αεραγωγούς.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ομοίως σε κυκλικό αεραγωγό διαμέτρου 600 mm.
Απάντηση:
Σύνοψη: Το βιβλίο περιγράφει αναλυτικά τη μέθοδο πλέγματος («τετραγωνάκια») κυρίως για ορθογώνιους αεραγωγούς· για κυκλικό αεραγωγό διαμέτρου 600 mm (≥450 mm, άρα ισχύει το γενικό όριο των τουλάχιστον 25 σημείων και βήμα ≤200 mm) η καθιερωμένη πρακτική προσαρμογή της ίδιας λογικής είναι η δειγματοληψία κατά μήκος πολλών διαμέτρων του κύκλου: χρησιμοποιώντας π.χ. 5 διαμέτρους ισαπέχουσες γωνιακά (ανά 36°), με 5 σημεία σε κάθε διάμετρο (βήμα ≈128,6 mm ≤200 mm, offset ≈42,9 mm από κάθε τοίχωμα, σύμφωνα με τον κανόνα του 1/3), προκύπτουν συνολικά 5×5 = 25 σημεία μέτρησης, ικανοποιώντας ακριβώς την ελάχιστη απαίτηση του §9-10.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Ομοίως σε κυκλικό αεραγωγό 350 mm.
Απάντηση:
Σύνοψη: Διάμετρος 350 mm < 450 mm, άρα ισχύει το μικρότερο μέγιστο βήμα 150 mm και η ελάχιστη απαίτηση πέφτει σε 9 σημεία συνολικά. Προσαρμόζοντας τη μέθοδο δειγματοληψίας κατά διαμέτρους σε κυκλικό αεραγωγό: χρησιμοποιώντας 3 διαμέτρους ισαπέχουσες γωνιακά (ανά 60°) με 3 σημεία σε κάθε διάμετρο (βήμα ≈116,7 mm ≤150 mm, offset ≈38,9 mm από κάθε τοίχωμα, κανόνας 1/3), προκύπτουν συνολικά 3×3 = 9 σημεία μέτρησης — ακριβώς η ελάχιστη επιτρεπόμενη απαίτηση των 9 σημείων για μικρό αεραγωγό.
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Από το μέσο όρο των μετρήσεων που έγιναν σε αεραγωγό 700 x 1500 mm με ένα σωλήνα pitot βρέθηκε δυναμική πίεση 40 Pa. Να υπολογίσετε την ταχύτητα του αέρα και στη συνέχεια την παροχή του αέρα.
Απάντηση:
Σύνοψη: Χρησιμοποιώντας τον τύπο του σωλήνα pitot Vα = √(2·Δp/ρα), με Δp = 40 Pa και πυκνότητα τυπικού αέρα ρα ≈ 1,2 kg/m³: Vα = √(2×40/1,2) = √66,67 ≈ 8,17 m/s. Η διατομή του αεραγωγού είναι A = 0,7 m × 1,5 m = 1,05 m². Άρα η παροχή αέρα είναι Q = Vα × A = 8,17 × 1,05 ≈ 8,58 m³/s, δηλαδή περίπου 8.580 L/s (≈30.870 m³/h).
Κριτήρια αξιολόγησης:
Ερώτηση: Από το μέσο όρο των μετρήσεων με ένα σωλήνα pitot βρέθηκε δυναμική πίεση 12 Pa. Να υπολογίσετε την ταχύτητα του αέρα. Κατά πόσο μπορείτε να θεωρείτε αξιόπιστη τη μέτρηση;
Απάντηση:
Σύνοψη: Vα = √(2×12/1,2) = √20 ≈ 4,47 m/s. Αυτή η ταχύτητα είναι σαφώς μικρότερη από το ελάχιστο όριο των 7,5 m/s που θέτει το §9-10 ως προϋπόθεση αξιόπιστης μέτρησης με σωλήνα pitot. Άρα η μέτρηση αυτή δεν μπορεί να θεωρηθεί αξιόπιστη — σε τόσο χαμηλές ταχύτητες αέρα το σφάλμα του οργάνου/της μεθόδου γίνεται δυσανάλογα μεγάλο, όπως αναφέρει άλλωστε το βιβλίο για τη γενική δυσκολία μέτρησης σε μικρές ταχύτητες αέρα.
Κριτήρια αξιολόγησης: