Λύσεις Ερωτήσεων (σελ. 350-353) – ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ Γ΄ ΕΠΑΛ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις Ερωτήσεων (σελ. 350-353) – ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις Ερωτήσεων

Ερωτήσεις κεφαλαίου 7· Ασκήσεις 1-6 εξαιρέθηκαν εξ ολοκλήρου (απαιτούν συγκεκριμένα Σχήματα)

Έλεγχος πίνακα FCU σε παράπονο κρύου το χειμώνα

Ερώτηση: Στο κτήριο που είσαστε συντηρητής, κατά το καλοκαίρι, σε κάποιο χώρο που κλιματίζεται από ένα FCU, δεν αντιμετώπισαν κανένα πρόβλημα κλιματισμού. Το χειμώνα όμως σας διαμαρτύρονται ότι κρυώνουν. Πριν αρχίσετε να ψάχνετε για βλάβες, τι θα πρέπει να ελέγξετε πάνω στον πίνακα ελέγχου του FCU;

Απάντηση:

§7.3. «Ο αυτοματισμός ενός κλασικού FCU είναι απλός και αποτελείται από ένα θερμοστάτη και από ένα διακόπτη θέρους-χειμώνα... Ο διακόπτης θέρους-χειμώνα χρειάζεται προκειμένου να αντιλαμβάνεται το σύστημα αυτοματισμού... αν πρέπει να εκκινήσει ο ανεμιστήρας όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από τη ρύθμιση (λειτουργία καλοκαιριού) ή όταν ανέβει πάνω από αυτή (λειτουργία χειμώνα).»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πριν ψάξουμε για βλάβες, το πρώτο πράγμα που πρέπει να ελέγξουμε είναι τη θέση του διακόπτη θέρους-χειμώνα πάνω στον πίνακα ελέγχου του FCU. Αν το καλοκαίρι δούλευε κανονικά αλλά το χειμώνα δεν ζεσταίνει, το πιθανότερο είναι ότι ο διακόπτης έχει μείνει (ή μεταπήδησε κατά λάθος) στη θέση «θέρος». Σε αυτή την περίπτωση, η λογική του θερμοστάτη λειτουργεί αντίστροφα από αυτό που χρειάζεται τον χειμώνα: ο ανεμιστήρας εκκινεί όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από τη ρύθμιση αντί να εκκινεί όταν πρέπει να θερμάνει, με αποτέλεσμα ανεπαρκή ή ανύπαρκτη θέρμανση παρότι το στοιχείο/η βάνα ενδέχεται να λειτουργούν σωστά. Μόνο αφού επιβεβαιωθεί ότι ο διακόπτης είναι στη σωστή θέση («χειμώνας»), αξίζει να προχωρήσουμε σε έλεγχο για πραγματική βλάβη (θερμοστάτης, βάνα, στοιχείο).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πρώτα η θέση του διακόπτη θέρους-χειμώνα — αν έχει μείνει σε «θέρος», η λογική ελέγχου είναι αντίστροφη και δεν θερμαίνει σωστά

Ενσωματωμένος ή ανεξάρτητος θερμοστάτης FCU

Ερώτηση: Πότε πιστεύετε ότι έχετε καλύτερο έλεγχο της θερμοκρασίας στο χώρο ενός FCU: Όταν υπάρχει ενσωματωμένος θερμοστάτης ή όταν ο θερμοστάτης είναι ανεξάρτητος σε κάποιον τοίχο μακριά από τα FCU;

Απάντηση:

§7.3. «Όταν είναι αναλογικής λειτουργίας, προφανώς θα πρέπει να είναι και ο θερμοστάτης αναλογικής λειτουργίας (τύπου Ρ) και το πιθανότερο είναι ο θερμοστάτης να μη βρίσκεται ενσωματωμένος στο FCU.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Καλύτερος έλεγχος επιτυγχάνεται συνήθως με ανεξάρτητο θερμοστάτη σε τοίχο μακριά από το FCU. Ο ενσωματωμένος θερμοστάτης μετρά τη θερμοκρασία του αέρα επιστροφής ακριβώς στην είσοδο της μονάδας, η οποία επηρεάζεται από τη λειτουργία του ίδιου του FCU (π.χ. ανακατανομή αέρα κοντά στη μονάδα, θέση της μονάδας σε σχέση με πόρτες/παράθυρα) και δεν αντιπροσωπεύει πάντα σωστά τις συνθήκες σε όλο το χώρο. Ο ανεξάρτητος θερμοστάτης, τοποθετημένος σε αντιπροσωπευτικό σημείο του δωματίου, μετρά την πραγματική θερμοκρασία του χώρου που βιώνουν οι χρήστες, δίνοντας πιο αξιόπιστη ρύθμιση — γι' αυτό, όπως αναφέρεται και στο βιβλίο, σε πιο εξελιγμένα (αναλογικά) συστήματα ελέγχου ο θερμοστάτης συνήθως δεν είναι ενσωματωμένος στο FCU.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Καλύτερος έλεγχος με ανεξάρτητο θερμοστάτη σε τοίχο — μετρά την πραγματική θερμοκρασία χώρου, όχι την επιστροφή αέρα κοντά στο FCU

Αυτόματη αναγνώριση εποχής χωρίς διακόπτη θέρους-χειμώνα

Ερώτηση: Υπάρχει τρόπος να μη χρειάζεται το FCU διακόπτη θέρους-χειμώνα, αλλά να αντιλαμβάνεται μόνο του την αλλαγή της εποχής;

Απάντηση:

§7.3. «Ακόμη είναι δυνατόν να έχουμε διακόπτη αυτόματης εναλλαγής χειμώνα-καλοκαιριού μέσω ενός θερμοστάτη επαφής ο οποίος να αντιλαμβάνεται αν το νερό στους σωλήνες είναι ζεστό (άρα είναι χειμώνας) ή κρύο (άρα είναι καλοκαίρι)»· επίσης: «το τετρασωλήνιο σύστημα δεν χρειάζεται διακόπτη θέρους-χειμώνα, επειδή πάντοτε διαθέτει παροχή ζεστού και κρύου νερού.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ναι, υπάρχουν δύο τρόποι: (1) Χρήση ενός θερμοστάτη επαφής πάνω στη σωλήνωση νερού, ο οποίος αντιλαμβάνεται αν το νερό μέσα στους σωλήνες είναι ζεστό (άρα είναι χειμώνας — χρειάζεται θέρμανση) ή κρύο (άρα είναι καλοκαίρι — χρειάζεται ψύξη), αντικαθιστώντας πλήρως το χειροκίνητο διακόπτη θέρους-χειμώνα. (2) Χρήση τετρασωλήνιου συστήματος, όπου το FCU διαθέτει πάντα ταυτόχρονα και τις δύο παροχές (ζεστού και κρύου νερού) μέσω ξεχωριστών δικτύων σωληνώσεων, οπότε το σύστημα λειτουργεί απευθείας το στοιχείο (θερμαντικό ή ψυκτικό) που χρειάζεται κάθε στιγμή, χωρίς να χρειάζεται καν η έννοια του διακόπτη εποχής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ναι — με θερμοστάτη επαφής στη σωλήνωση (ζεστό/κρύο νερό) ή με τετρασωλήνιο σύστημα (πάντα διαθέσιμες και οι δύο παροχές)

Καλύτερος τρόπος ελέγχου θερμοκρασίας από θερμοστάτη FCU

Ερώτηση: Ποιος κατά τη γνώμη σας είναι ο καλύτερος τρόπος για να ελέγχει ο θερμοστάτης του FCU τη θερμοκρασία των χώρων και γιατί; (ON-OFF ανεμιστήρα / δίοδη-τρίοδη βάνα ON-OFF / προοδευτικής λειτουργίας / αναλογικής λειτουργίας — να αιτιολογηθεί η επιλογή με κριτήρια όχι μόνο τον έλεγχο θερμοκρασίας αλλά και κόστος/δυσκολία/ανάγκη εξειδικευμένου προσωπικού)

Απάντηση:

§7.3, υποσημείωση. «Ο καλύτερος τρόπος δεν θα πρέπει να έχει ως μοναδικό κριτήριο τον καλύτερο έλεγχο θερμοκρασίας, αλλά μπορεί να συμπεριλαμβάνει και το κόστος του εξοπλισμού, τη δυσκολία ελέγχου, την ανάγκη εξειδικευμένου προσωπικού κ.λπ. Όλες οι τεκμηριωμένες απαντήσεις θα πρέπει να θεωρούνται σωστές.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Δεν υπάρχει μία απόλυτα «σωστή» απάντηση — το βιβλίο σημειώνει ρητά ότι κάθε τεκμηριωμένη απάντηση πρέπει να θεωρείται σωστή. Μια λογική, αιτιολογημένη επιλογή: για τυπικές εγκαταστάσεις χωρίς ιδιαίτερες απαιτήσεις άνεσης, η βάνα προοδευτικής λειτουργίας αποτελεί καλή ισορροπία — προσφέρει σαφώς καλύτερο έλεγχο από το απλό ON-OFF του ανεμιστήρα ή της βάνας (αποφεύγει τις αισθητές διακυμάνσεις θερμοκρασίας και τους συχνούς κύκλους εκκίνησης/παύσης), χωρίς όμως το πλήρες κόστος και την πολυπλοκότητα ενός πλήρως αναλογικού συστήματος (που απαιτεί θερμοστάτη τύπου Ρ, ακριβότερο εξοπλισμό και πιο εξειδικευμένο προσωπικό συντήρησης/ρύθμισης). Το ON-OFF του ανεμιστήρα είναι η φθηνότερη και απλούστερη λύση αλλά προσφέρει τη χειρότερη άνεση (μεγάλες διακυμάνσεις, θόρυβος από συχνές εκκινήσεις). Η πλήρως αναλογική λειτουργία δίνει την καλύτερη δυνατή σταθερότητα θερμοκρασίας, αλλά δικαιολογείται κυρίως σε απαιτητικούς χώρους (π.χ. αίθουσες υψηλής ακρίβειας), όπου το επιπλέον κόστος και η ανάγκη εξειδικευμένου προσωπικού αντισταθμίζονται από το όφελος της σταθερότητας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Καμία απάντηση δεν είναι μοναδικά «σωστή» (το βιβλίο δέχεται κάθε τεκμηριωμένη απάντηση) — π.χ. προοδευτική βάνα ως καλή ισορροπία κόστους/άνεσης, αναλογική μόνο όπου χρειάζεται μεγάλη ακρίβεια

Λειτουργία βανών ελέγχου FCU/ΚΚΜ

Ερώτηση: Να περιγράψετε τον τρόπο λειτουργίας των παρακάτω εξαρτημάτων: δίοδη βάνα ON-OFF, δίοδη βάνα ρύθμισης παροχής νερού προοδευτικής λειτουργίας, τρίοδη βάνα που ρυθμίζει παροχή νερού, τρίοδη βάνα που ρυθμίζει θερμοκρασία νερού, τετράοδη βάνα.

Απάντηση:

§7.3, Σχήμα 7.4. «Ηλεκτροβάνες: (Α) δίοδες, (Β) τρίοδες... μπορεί να είναι απλές ON-OFF ή προοδευτικής ή αναλογικής λειτουργίας.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) 1. Δίοδη βάνα ON-OFF: έχει μόνο δύο δυνατές θέσεις, τελείως ανοικτή ή τελείως κλειστή· κόβει ή επιτρέπει πλήρως τη ροή νερού στο στοιχείο, χωρίς ενδιάμεσες καταστάσεις.

Δίοδη βάνα προοδευτικής λειτουργίας: μπορεί να πάρει ενδιάμεσες θέσεις ανοίγματος, ρυθμίζοντας σταδιακά την ποσότητα (παροχή) του νερού που περνά από το στοιχείο, ανάλογα με την ανάγκη ψύξης/θέρμανσης.
Τρίοδη βάνα ρύθμισης παροχής: συνδέεται έτσι ώστε ένα από τα τρία στόμιά της να οδηγεί σε παράκαμψη (bypass): καθώς η βάνα ανοίγει περισσότερο προς την παράκαμψη, λιγότερο νερό περνά μέσα από το στοιχείο (και αντίστροφα), ενώ η συνολική παροχή που τραβά η αντλία στο κύκλωμα παραμένει σταθερή — έτσι ρυθμίζεται η ποσότητα νερού στο στοιχείο χωρίς να διαταράσσεται η πίεση του δικτύου.
Τρίοδη βάνα ρύθμισης θερμοκρασίας: συνδέεται ως βάνα ανάμιξης — αναμιγνύει σε μεταβλητή αναλογία δύο ρεύματα νερού (π.χ. προσαγωγής και επιστροφής, ή ζεστού και κρύου) ώστε να ρυθμίζεται η θερμοκρασία του νερού που τελικά φτάνει στο στοιχείο, ενώ η ποσότητα (παροχή) παραμένει ουσιαστικά σταθερή.
Τετράοδη βάνα: χρησιμοποιείται σε συστήματα με ένα μοναδικό στοιχείο που πρέπει να λειτουργεί άλλοτε για θέρμανση και άλλοτε για ψύξη· κατευθύνει επιλεκτικά είτε το κύκλωμα ζεστού είτε το κύκλωμα κρύου νερού μέσα από το ίδιο στοιχείο, ανάλογα με την ανάγκη της στιγμής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δίοδη ON-OFF: πλήρως ανοικτή/κλειστή. Δίοδη προοδευτική: ενδιάμεσες θέσεις παροχής. Τρίοδη παροχής: bypass μεταβάλλει ποσότητα. Τρίοδη θερμοκρασίας: ανάμιξη μεταβάλλει θερμοκρασία. Τετράοδη: κατευθύνει ζεστό/κρύο κύκλωμα στο ίδιο στοιχείο

Καταλληλότερο εξάρτημα ελέγχου ροής

Ερώτηση: Από τα παραπάνω τρία εξαρτήματα ελέγχου της ροής, εσείς ποιο θα θεωρούσατε ως το πλέον κατάλληλο για να το χρησιμοποιείτε σε μία εγκατάσταση και γιατί;

Απάντηση:

§7.3, υποσημείωση 5. «Όλες οι τεκμηριωμένες απαντήσεις θα πρέπει να θεωρούνται σωστές.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σε γενικές γραμμές, η τρίοδη βάνα ρύθμισης παροχής (με παράκαμψη/bypass) θεωρείται συχνά η πιο κατάλληλη επιλογή για μεγαλύτερες εγκαταστάσεις με πολλά FCU/τερματικά, επειδή διατηρεί σταθερή τη συνολική παροχή στο κύκλωμα της αντλίας: όταν λειτουργούν δίοδες βάνες σε πολλά σημεία ταυτόχρονα, το άνοιγμα/κλείσιμό τους προκαλεί διακυμάνσεις πίεσης σε ολόκληρο το δίκτυο, κάτι που η τρίοδη με παράκαμψη αποφεύγει, προστατεύοντας την αντλία και εξασφαλίζοντας πιο σταθερή λειτουργία σε όλη την εγκατάσταση. Σε μικρές, μεμονωμένες εγκαταστάσεις όπου δεν υπάρχει τέτοιο πρόβλημα διακύμανσης πίεσης, μια απλή δίοδη βάνα προοδευτικής λειτουργίας μπορεί να είναι εξίσου αποδεκτή επιλογή, με μικρότερο κόστος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τρίοδη με παράκαμψη (bypass) — διατηρεί σταθερή τη συνολική παροχή στο κύκλωμα, αποφεύγει διακυμάνσεις πίεσης σε δίκτυα με πολλές βάνες

Τετρασωλήνιο έναντι δισωλήνιου συστήματος FCU

Ερώτηση: Στο τετρασωλήνιο σύστημα FCU, σε ό,τι αφορά τον αυτοματισμό της λειτουργίας, ποια είναι κατά τη γνώμη σας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα, αν το συγκρίνετε με το απλό δισωλήνιο σύστημα; Τι πιστεύετε ότι εξασφαλίζεται επιπλέον;

Απάντηση:

§7.3. «Τα δίκτυα αυτά ονομάζονται τετρασωλήνια και εξασφαλίζουν τις ιδανικές συνθήκες σε όλες τις εποχές του χρόνου... το τετρασωλήνιο σύστημα δεν χρειάζεται διακόπτη θέρους-χειμώνα... Τα συστήματα αυτά εξασφαλίζουν τις σωστές συνθήκες στις ενδιάμεσες κυρίως περιόδους (φθινόπωρο, άνοιξη)... Στις ακραίες καταστάσεις... δεν υπάρχει ουσιαστική διαφορά από τα αντίστοιχα δισωλήνια συστήματα.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πλεονεκτήματα του τετρασωλήνιου συστήματος: δεν χρειάζεται καθόλου διακόπτη θέρους-χειμώνα, αφού διαθέτει πάντα και τις δύο παροχές (ζεστού και κρύου νερού)· εξασφαλίζει σωστές συνθήκες ακόμη και στις ενδιάμεσες περιόδους (φθινόπωρο, άνοιξη), όπου διαφορετικοί χώροι του ίδιου κτηρίου μπορεί να χρειάζονται ταυτόχρονα άλλος θέρμανση και άλλος ψύξη· προσαρμόζεται άμεσα σε απότομες αλλαγές καιρού χωρίς καθυστέρηση. Μειονεκτήματα: σημαντικά μεγαλύτερο κόστος εγκατάστασης (διπλό δίκτυο σωληνώσεων, δύο ανεξάρτητα στοιχεία στο FCU, περισσότερες βάνες), πιο πολύπλοκη υδραυλική εγκατάσταση και μεγαλύτερος όγκος της μονάδας FCU. Στις ακραίες εποχές (καθαρό καλοκαίρι ή καθαρό χειμώνα) δεν υπάρχει ουσιαστική διαφορά λειτουργίας από ένα δισωλήνιο σύστημα, οπότε το επιπλέον κόστος αποδίδει κυρίως στις ενδιάμεσες περιόδους. Αυτό που εξασφαλίζεται επιπλέον είναι η ευελιξία ανά χώρο (κάθε FCU αποφασίζει μόνο του, χωρίς εξάρτηση από κεντρική εναλλαγή εποχής) και η άνεση στις μεταβατικές εποχές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πλεονεκτήματα: χωρίς διακόπτη εποχής, σωστές συνθήκες στις ενδιάμεσες εποχές, ευελιξία ανά χώρο. Μειονεκτήματα: πολύ μεγαλύτερο κόστος/πολυπλοκότητα δικτύου. Στις ακραίες εποχές καμία ουσιαστική διαφορά από δισωλήνιο

Απότομη αλλαγή εποχής: τετρασωλήνιο vs δισωλήνιο

Ερώτηση: Όταν έχουμε απότομη αλλαγή των εποχών, από καλοκαίρι σε χειμώνα και αντιστρόφως, σε τι διαφέρει η λειτουργία του τετρασωληνίου συστήματος FCU από το δισωλήνιο;

Απάντηση:

§7.3. «Ποτέ όμως δεν λειτουργούν συγχρόνως και τα δύο στοιχεία» (τετρασωλήνιο)· «...εξασφαλίζουν τις ιδανικές συνθήκες σε όλες τις εποχές του χρόνου.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στο τετρασωλήνιο σύστημα, επειδή το δίκτυο διαθέτει μόνιμα και τις δύο παροχές (ζεστού και κρύου νερού) ταυτόχρονα, μια απότομη αλλαγή εποχής δεν απαιτεί καμία ενέργεια στο κεντρικό δίκτυο σωληνώσεων: κάθε FCU απλώς αρχίζει να χρησιμοποιεί αμέσως το στοιχείο που χρειάζεται (θερμαντικό ή ψυκτικό, ποτέ και τα δύο μαζί) ανάλογα με τη νέα ζήτηση, χωρίς καθυστέρηση. Στο δισωλήνιο σύστημα, αντίθετα, όλο το δίκτυο μεταφέρει είτε ζεστό είτε κρύο νερό ανάλογα με την εποχή· σε απότομη αλλαγή καιρού, το κεντρικό συγκρότημα πρέπει να αλλάξει τη θερμοκρασία του νερού σε ολόκληρο το δίκτυο (κάτι που παίρνει χρόνο) και επιπλέον πρέπει να αλλάξει σωστά η θέση του διακόπτη θέρους-χειμώνα σε κάθε FCU, ώστε η λογική ελέγχου να αντιστοιχεί στη νέα εποχή — μέχρι να ολοκληρωθεί αυτή η αλλαγή, οι χρήστες μπορεί να αντιμετωπίζουν προσωρινή δυσφορία.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τετρασωλήνιο: άμεση προσαρμογή χωρίς καμία ενέργεια στο δίκτυο. Δισωλήνιο: απαιτεί αλλαγή θερμοκρασίας σε όλο το δίκτυο + σωστή ρύθμιση διακόπτη θέρους-χειμώνα σε κάθε FCU, με καθυστέρηση/δυσφορία στο μεταξύ

Ρόλος της ΚΚΜ και ανάγκη εξελιγμένου αυτοματισμού

Ερώτηση: Ποιος είναι ο ρόλος των ΚΚΜ και γιατί χρειάζεται εξελιγμένο σύστημα αυτοματισμού για το σωστό έλεγχο της λειτουργίας τους;

Απάντηση:

§7.4. «Η κεντρική κλιματιστική μονάδα (ΚΚΜ) είναι το κυριότερο μηχάνημα που μας εξασφαλίζει τις επιθυμητές συνθήκες στους κλιματιζόμενους χώρους... Μέσα στην ΚΚΜ ο αέρας υφίσταται μία σειρά από επεξεργασίες, όπως π.χ. φιλτράρεται, ψύχεται ή θερμαίνεται, υγραίνεται ή αφυγραίνεται.»· §7.5 «σε μία ΚΚΜ υπάρχουν πολλά σημεία τα οποία θα πρέπει να ελέγχονται ή να ρυθμίζονται.»

Σύνοψη: Ο ρόλος της ΚΚΜ είναι να αποτελεί το κυριότερο μηχάνημα ενός συστήματος κλιματισμού με αεραγωγούς, που εξασφαλίζει τις επιθυμητές συνθήκες στους κλιματιζόμενους χώρους: μέσα σε αυτήν ο αέρας φιλτράρεται, ψύχεται ή θερμαίνεται, υγραίνεται ή αφυγραίνεται, πριν σταλεί στους χώρους μέσω του δικτύου αεραγωγών. Χρειάζεται εξελιγμένο σύστημα αυτοματισμού επειδή στην ΚΚΜ υπάρχουν πολλά σημεία που πρέπει να ελέγχονται ταυτόχρονα και σε συντονισμό μεταξύ τους (θερμοκρασία, υγρασία, ποιότητα αέρα, αναλογία νωπού/ανακυκλοφορίας αέρα, κατάσταση φίλτρων), με πολλά διαφορετικά εξαρτήματα (βάνες, τάμπερ, υγραντήρας) να πρέπει να συνεργάζονται αρμονικά. Ένας απλός θερμοστάτης ON-OFF δεν επαρκεί για τόσο πολύπλοκο συντονισμό· γι' αυτό στα σύγχρονα συγκροτήματα χρησιμοποιείται μία ηλεκτρονική συσκευή διαμορφωτικού ελέγχου τύπου Ρ, PI ή PID, που συντονίζει όλα τα επιμέρους εξαρτήματα για το καλύτερο δυνατό συνολικό αποτέλεσμα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Η ΚΚΜ επεξεργάζεται (φιλτράρει/ψύχει/θερμαίνει/υγραίνει) και διανέμει αέρα σε πολλούς χώρους· χρειάζεται εξελιγμένο (P/PI/PID) αυτοματισμό γιατί πρέπει να συντονίζει πολλά σημεία ελέγχου ταυτόχρονα

Τυπική διάταξη λειτουργίας ΚΚΜ και ρεύματα αέρα

Ερώτηση: Σχεδιάστε την τυπική διάταξη λειτουργίας μίας ΚΚΜ και ονομάστε το κάθε ρεύμα αέρα ανάλογα με την προέλευση και τη χρήση του.

Απάντηση:

§7.4, Σχήματα 7.11-7.12. «Ο αέρας που αποστέλλουν ονομάζεται πρωτεύων αέρας, ενώ ο αέρας που τροφοδοτεί το στοιχείο τους ονομάζεται αέρας τροφοδοσίας. Ο αέρας τροφοδοσίας αποτελεί μίγμα του αέρα του χώρου που ονομάζεται αέρας ανακυκλοφορίας και του αέρα του περιβάλλοντος που ονομάζεται νωπός αέρας... ο αέρας που απομακρύνεται από το χώρο ονομάζεται απαγόμενος αέρας.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αντί για σχέδιο, περιγράφουμε λεκτικά την τυπική διάταξη (Σχήμα 7.11/7.12 του βιβλίου): Ο νωπός αέρας (από το περιβάλλον, μέσω τάμπερ εισαγωγής) αναμιγνύεται με τον αέρα ανακυκλοφορίας (τον αέρα που επιστρέφει από τον κλιματιζόμενο χώρο) σε έναν θάλαμο ανάμιξης, σχηματίζοντας τον αέρα τροφοδοσίας. Ο αέρας τροφοδοσίας περνά διαδοχικά από φίλτρο, στοιχείο θέρμανσης (+) ή/και ψύξης (-) (ή ενιαίο στοιχείο +/-) και, αν υπάρχει, υγραντήρα, όπου φιλτράρεται, θερμαίνεται/ψύχεται και υγραίνεται/αφυγραίνεται όπως χρειάζεται. Στην έξοδο, μέσω του ανεμιστήρα προσαγωγής, ο επεξεργασμένος αέρας αποστέλλεται στους χώρους μέσω του δικτύου αεραγωγών ως πρωτεύων αέρας. Από τους χώρους, μέρος του αέρα επιστρέφει ως απαγόμενος αέρας· ένα τμήμα του ξαναχρησιμοποιείται ως αέρας ανακυκλοφορίας, ενώ το υπόλοιπο (σε διατάξεις με δεύτερο ανεμιστήρα απαγωγής) αποβάλλεται στο περιβάλλον ως απορριπτόμενος αέρας — ποσότητα ίση περίπου με το νωπό αέρα που εισήχθη, ώστε να διατηρείται η ισορροπία του συστήματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Νωπός αέρας + αέρας ανακυκλοφορίας → αέρας τροφοδοσίας → (φίλτρο-στοιχεία-υγραντήρας) → πρωτεύων αέρας στους χώρους. Από τους χώρους: απαγόμενος αέρας → μέρος ανακυκλοφορία, μέρος απορριπτόμενος αέρας στο περιβάλλον

Σύμβολα +, - και +/- στο στοιχείο της ΚΚΜ

Ερώτηση: Τι καταλαβαίνετε αν πάνω στο σχέδιο της ΚΚΜ δείτε στο στοιχείο να αναγράφεται το σύμβολο + ή - ή +/-;

Απάντηση:

§7.4. «Το στοιχείο θέρμανσης συμβολίζεται με το +, το ψυκτικό στοιχείο με το -. Αν η ΚΚΜ έχει μόνο ένα στοιχείο που το χειμώνα χρησιμοποιείται άλλοτε για ψύξη και άλλοτε για θέρμανση, αυτό συμβολίζεται ως +/-.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν δούμε + πάνω σε ένα στοιχείο, σημαίνει ότι πρόκειται για στοιχείο θέρμανσης. Αν δούμε -, πρόκειται για ψυκτικό στοιχείο. Αν δούμε +/-, σημαίνει ότι η ΚΚΜ διαθέτει ένα και μοναδικό στοιχείο, το οποίο χρησιμοποιείται εναλλακτικά: το χειμώνα λειτουργεί ως θερμαντικό (τροφοδοτούμενο με ζεστό νερό) και το καλοκαίρι ως ψυκτικό (τροφοδοτούμενο με κρύο νερό), χωρίς ποτέ να εκτελούνται και οι δύο λειτουργίες ταυτόχρονα σε αυτό. Αυτό μας πληροφορεί ουσιαστικά για τον αριθμό και τον τύπο των στοιχείων της συγκεκριμένης ΚΚΜ και άρα και για τις δυνατότητές της (π.χ. μία ΚΚΜ με +/- δεν μπορεί να κάνει ταυτόχρονη ψύξη-αναθέρμανση, ενώ μία με ξεχωριστά + και - μπορεί).

Κριτήρια αξιολόγησης:

- = στοιχείο θέρμανσης, - = ψυκτικό στοιχείο, +/- = ένα μόνο στοιχείο με εναλλασσόμενη χρήση θέρμανσης/ψύξης ανά εποχή

Ανεξάρτητο στοιχείο αναθέρμανσης στην ΚΚΜ

Ερώτηση: Γιατί το στοιχείο αναθέρμανσης της ΚΚΜ ενδέχεται να χρειάζεται να είναι διαφορετικό από το στοιχείο της θέρμανσης; Τι πρόβλημα μπορεί να δημιουργηθεί;

Απάντηση:

§7.4. «Επίσης ενδέχεται το στοιχείο αναθέρμανσης να είναι ανεξάρτητο από το θερμαντικό στοιχείο, ή η αναθέρμανση να γίνεται μέσω ηλεκτρικών αντιστάσεων. Ο λόγος είναι ότι η ισχύς αναθέρμανσης κατά το καλοκαίρι είναι πολύ μικρή συγκρινόμενη με την ισχύ θέρμανσης κατά το χειμώνα. Κατά συνέπεια, η χρήση του στοιχείου θέρμανσης για αναθέρμανση θα απαιτήσει τη λειτουργία του με πολύ χαμηλή θερμοκρασία νερού και αυτό ενδεχομένως να οδηγήσει σε αποσταθεροποίηση του συστήματος (ασταθές σύστημα).»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ισχύς που χρειάζεται για αναθέρμανση το καλοκαίρι (μετά από έντονη αφύγρανση) είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με την ισχύ που χρειάζεται το θερμαντικό στοιχείο για κανονική θέρμανση το χειμώνα. Αν χρησιμοποιούσαμε το ίδιο (σχετικά μεγάλο, σχεδιασμένο για χειμωνιάτικη θέρμανση) στοιχείο και για αναθέρμανση, θα έπρεπε να λειτουργεί με πολύ χαμηλή θερμοκρασία νερού ή με τη βάνα σχεδόν κλειστή, δηλαδή σε ένα πολύ μικρό και δύσκολα ελέγξιμο εύρος λειτουργίας. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε αποσταθεροποίηση του συστήματος ελέγχου (ασταθής λειτουργία, ταλαντώσεις γύρω από το σημείο ρύθμισης), γι' αυτό συχνά χρησιμοποιείται ξεχωριστό, μικρότερο στοιχείο αναθέρμανσης (ή ηλεκτρικές αντιστάσεις), κατάλληλα διαστασιολογημένο για τη μικρή αυτή ισχύ.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Η ισχύς αναθέρμανσης το καλοκαίρι είναι πολύ μικρότερη από την ισχύ θέρμανσης το χειμώνα· χρήση του ίδιου στοιχείου θα σήμαινε λειτουργία σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία/μικρό άνοιγμα → κίνδυνος αποσταθεροποίησης (ασταθές σύστημα)

Συμπεριφορά ενεργοποιητή τρίοδης βάνας με ελεγκτή τύπου Ρ

Ερώτηση: Έστω ότι ένα σύστημα παρουσιάζει πρόβλημα λόγω χρήσης του στοιχείου θέρμανσης ως στοιχείου αναθέρμανσης κατά το καλοκαίρι. Ο ενεργοποιητής επενεργεί σε μία τρίοδη βάνα και λαμβάνει εντολή από έναν ελεγκτή τύπου Ρ. Πώς φαντάζεστε ότι θα είναι η συμπεριφορά του ενεργοποιητή;

Απάντηση:

§7.4. «...η χρήση του στοιχείου θέρμανσης για αναθέρμανση θα απαιτήσει τη λειτουργία του με πολύ χαμηλή θερμοκρασία νερού και αυτό ενδεχομένως να οδηγήσει σε αποσταθεροποίηση του συστήματος (ασταθές σύστημα), όπως αναφέραμε και στην παράγραφο (6-15).»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Επειδή η απαιτούμενη ισχύς αναθέρμανσης είναι πολύ μικρή σε σχέση με το μέγεθος του (προορισμένου για χειμωνιάτικη θέρμανση) στοιχείου, η τρίοδη βάνα θα πρέπει να λειτουργεί σε ένα πολύ στενό εύρος ανοίγματος, σχεδόν κλειστή. Με έναν ελεγκτή τύπου Ρ (αναλογικό, χωρίς ολοκλήρωση σφάλματος) σε τόσο στενό εύρος λειτουργίας, ο ενεργοποιητής πιθανότατα θα εμφανίσει ασταθή, «νευρική» συμπεριφορά: θα κινείται συνεχώς πέρα-δώθε γύρω από τη σχεδόν κλειστή θέση, ανοιγοκλείνοντας επανειλημμένα με μικρές, γρήγορες κινήσεις («κυνηγώντας» το σημείο ρύθμισης χωρίς ποτέ να σταθεροποιείται), αντί να παραμένει σε μία σταθερή ενδιάμεση θέση. Αυτή η ταλάντωση (αστάθεια) φθείρει πρόωρα τον ενεργοποιητή και δίνει κακό έλεγχο της θερμοκρασίας αναθέρμανσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ασταθής/ταλαντούμενη συμπεριφορά — ο ενεργοποιητής θα ανοιγοκλείνει επανειλημμένα κοντά στη σχεδόν κλειστή θέση χωρίς να σταθεροποιείται, λόγω του πολύ στενού εύρους λειτουργίας

Σημεία ελέγχου του αυτοματισμού της ΚΚΜ

Ερώτηση: Ποια είναι τα σημεία που μπορεί να χρειαστεί να ελέγχετε μέσω του αυτοματισμού της ΚΚΜ;

Απάντηση:

§7.5, Πίνακας 7.3. «Τα κυριότερα σημεία ελέγχου-αυτοματισμού σε μία ΚΚΜ: 1) Θερμοκρασία χώρου... 2) Σχετική υγρασία χώρου (μέσω υγροστάτη)... 3) Ποιότητα αέρα εσωτερικού χώρου (μέσω αισθητηρίου ποιότητας του εσωτερικού αέρα)...»· «ο μόνος απολύτως απαραίτητος έλεγχος είναι της θερμοκρασίας του εσωτερικού χώρου.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα κυριότερα σημεία ελέγχου-αυτοματισμού μιας ΚΚΜ, όπως συνοψίζονται στον Πίνακα 7.3, είναι τρία: (1) η θερμοκρασία χώρου, που ρυθμίζεται με αλλαγή θερμοκρασίας ή ποσότητας του πρωτεύοντος αέρα (μέσω τρίοδης βάνας σε στοιχεία νερού, θερμοεκτονωτικής βαλβίδας σε στοιχεία DX, ή τάμπερ ποσότητας αέρα)· (2) η σχετική υγρασία χώρου, που ρυθμίζεται μέσω υγροστάτη με αφαίρεση υγρασίας (τρίοδη βάνα στο ψυκτικό στοιχείο), προσθήκη υγρασίας (υγραντήρας) ή αναθέρμανση (στοιχείο αναθέρμανσης με τρίοδη βάνα)· και (3) η ποιότητα αέρα του εσωτερικού χώρου, μέσω αισθητηρίου ποιότητας αέρα, με αλλαγή του συσχετισμού νωπού/απορριπτόμενου αέρα (μέσω τάμπερ) και έλεγχο κατάστασης των φίλτρων. Ο μόνος απολύτως απαραίτητος έλεγχος είναι αυτός της θερμοκρασίας του εσωτερικού χώρου — η ανάγκη για τους άλλους δύο σταθμίζεται ανάλογα με τις απαιτήσεις της κάθε εγκατάστασης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Θερμοκρασία χώρου (απαραίτητος), σχετική υγρασία χώρου, ποιότητα αέρα εσωτερικού χώρου — με τα αντίστοιχα εξαρτήματα ρύθμισης του Πίνακα 7.3

Έλεγχος θερμοκρασίας: στοιχείο DX ή στοιχείο νερού

Ερώτηση: Πότε γίνεται καλύτερος έλεγχος της θερμοκρασίας: (α) Όταν η ΚΚΜ έχει στοιχείο άμεσης εκτόνωσης; (β) Όταν έχει στοιχείο νερού;

Απάντηση:

§7.5, Σχήμα 7.13. «Στην περίπτωση (Α), έχουμε στοιχείο άμεσης εκτόνωσης και ο θερμοστάτης ελέγχει τη θερμοκρασία του αέρα επιστροφής, δίνοντας την ανάλογη εντολή στο ψυκτικό συγκρότημα (π.χ. αλλάζοντας τη σκάλα λειτουργίας του συμπιεστή). Στην περίπτωση (Β), όπου το ψυκτικό μέσο είναι το νερό, ο θερμοστάτης επενεργεί σε μία τρίοδη βάνα (ON-OFF ή προοδευτικής λειτουργίας).»· Πίνακας 7.3: «Στα στοιχεία νερού: Μέσω της τρίοδης βάνας που θα ρυθμίζει τη θερμοκρασία των στοιχείων νερού. Στα στοιχεία DX: Μέσω της θερμοεκτονωτικής βαλβίδας.»

Σύνοψη: Καλύτερος έλεγχος της θερμοκρασίας γίνεται συνήθως όταν η ΚΚΜ έχει στοιχείο νερού. Στα στοιχεία νερού, ο έλεγχος γίνεται μέσω τρίοδης βάνας που μπορεί να λειτουργεί προοδευτικά ή αναλογικά, ρυθμίζοντας συνεχώς την ποσότητα ή τη θερμοκρασία του νερού που φτάνει στο στοιχείο — δίνοντας δηλαδή ομαλή, βαθμιαία ρύθμιση. Στα στοιχεία άμεσης εκτόνωσης (DX), ο έλεγχος γίνεται μέσω απευθείας εντολής στο ψυκτικό συγκρότημα (π.χ. αλλαγή της διακριτής σκάλας λειτουργίας του συμπιεστή) ή μέσω θερμοεκτονωτικής βαλβίδας — μία λειτουργία πιο «σκαλωτή»/διακριτή, λιγότερο ομαλή σε σχέση με τη συνεχή ρύθμιση μιας αναλογικής τρίοδης βάνας νερού. Άρα, η ΚΚΜ με στοιχείο νερού και αναλογική τρίοδη βάνα προσφέρει γενικά πιο ακριβή/ομαλό έλεγχο θερμοκρασίας απ' ό,τι μία με στοιχείο DX.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Καλύτερος έλεγχος με στοιχείο νερού (αναλογική τρίοδη βάνα, συνεχής ρύθμιση) παρά με στοιχείο DX (διακριτές σκάλες συμπιεστή/θερμοεκτονωτική βαλβίδα)

Έλεγχος ποιότητας εσωτερικού αέρα (CO2)

Ερώτηση: Με ποιον τρόπο μπορούμε να ελέγχουμε την ποιότητα του αέρα του εσωτερικού χώρου; Αν αυτή δεν έχει καλώς (αυξημένο CO2), τότε τι εντολή θα πρέπει να δίνει ο ελεγκτής του συστήματος;

Απάντηση:

§7.5, Πίνακας 7.3. «Ποιότητα αέρα εσωτερικού χώρου (μέσω αισθητηρίου ποιότητας του εσωτερικού αέρα)... Αλλαγή του συσχετισμού μεταξύ νωπού και απορριπτόμενου αέρα... Μέσω τάμπερ»· §7.5 «...αισθητήρια... Ποιότητας αέρα (Air Quality, AQ), το οποίο μετράει την περιεκτικότητα του αέρα σε CO2 και ενδεχομένως και σε CO.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ποιότητα του αέρα του εσωτερικού χώρου ελέγχεται μέσω ενός αισθητηρίου ποιότητας αέρα (AQ), το οποίο μετράει την περιεκτικότητα του αέρα σε CO2 (και ενδεχομένως CO). Αν η μέτρηση δείξει αυξημένο CO2 (κακή ποιότητα αέρα), ο ελεγκτής του συστήματος πρέπει να δώσει εντολή στους κινητήρες των τάμπερ ώστε να αυξηθεί η αναλογία του νωπού αέρα σε σχέση με τον αέρα ανακυκλοφορίας (και αντίστοιχα να αυξηθεί και ο απορριπτόμενος αέρας) — δηλαδή να αλλάξει ο συσχετισμός νωπού/απορριπτόμενου αέρα ώστε να εισάγεται περισσότερος φρέσκος αέρας από το περιβάλλον, αραιώνοντας το CO2 στο χώρο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μέσω αισθητηρίου ποιότητας αέρα (AQ) που μετρά CO2· αν αυξηθεί, ο ελεγκτής αυξάνει το ποσοστό νωπού αέρα (μέσω τάμπερ) εις βάρος της ανακυκλοφορίας

Πληροφόρηση από διαφορικούς πρεσοστάτες στην ΚΚΜ

Ερώτηση: Οι διαφορικοί πρεσοστάτες τι είδους πληροφόρηση μπορούν να μας δώσουν, όταν εφαρμόζονται πάνω στην ΚΚΜ;

Απάντηση:

§7.5. «Τέλος, δύο διαφορικοί πρεσοστάτες φίλτρων (Δp), που δρουν ανεξάρτητα από τη συσκευή Ν1, δίνουν ένδειξη όταν χρειάζεται να γίνει η αντικατάσταση των φίλτρων του αέρα.»

Σύνοψη: Οι διαφορικοί πρεσοστάτες, όταν τοποθετούνται εκατέρωθεν των φίλτρων αέρα μιας ΚΚΜ, μετρούν τη διαφορά πίεσης (Δp) πριν και μετά το φίλτρο. Καθώς το φίλτρο βρωμίζει/φράζει με τη χρήση, η πτώση πίεσης στα άκρα του αυξάνεται· όταν αυτή η διαφορά ξεπεράσει ένα προκαθορισμένο όριο, ο πρεσοστάτης ενεργοποιείται και δίνει ένδειξη/σήμα ότι χρειάζεται αντικατάσταση (ή καθαρισμός) των φίλτρων αέρα. Δηλαδή μας πληροφορούν έμμεσα για την κατάσταση καθαρότητας/φραξίματος των φίλτρων, λειτουργώντας ανεξάρτητα από την κεντρική συσκευή αυτοματισμού.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μετρούν την πτώση πίεσης (Δp) στα φίλτρα αέρα και ειδοποιούν όταν χρειάζεται αντικατάσταση/καθαρισμός τους

Απλό ή σύγχρονο σύστημα αυτοματισμού για ΚΚΜ

Ερώτηση: Έστω ότι σας καλούν να πείτε τη γνώμη σας για κάποιο σύστημα αυτοματισμού σε μία ΚΚΜ. (α) Ποιο σύστημα θα προτείνατε: το απλούστερο, ή το πλέον σύγχρονο με πολλές δυνατότητες αλλά περίπλοκο; (β) Ποια θα είναι τα κριτήριά σας;

Απάντηση:

§7.5. «Όσο απλούστερο είναι ένα σύστημα αυτομάτου ελέγχου, τόσο πιο αξιόπιστο θα πρέπει να θεωρείται»· «...τα πολλά σημεία ελέγχου μπορεί να καταστήσουν περίπλοκο το σύστημα αυτοματισμού... οι συσκευές και τα σημεία ελέγχου θα πρέπει να περιορίζονται στις θέσεις που πραγματικά χρειάζονται»· υποσημείωση: «ο κόστος δεν θα πρέπει να θεωρείται σοβαρό κριτήριο. Σχεδόν πάντοτε οι διατάξεις αυτοματισμού αντιπροσωπεύουν ένα αμελητέο κόστος στο σύνολο μίας κλιματιστικής εγκατάστασης.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) (α) Θα πρότεινα το απλούστερο σύστημα που καλύπτει πραγματικά τις ανάγκες της συγκεκριμένης εγκατάστασης, όχι το πλέον σύγχρονο/πολύπλοκο απλώς επειδή διαθέτει περισσότερες δυνατότητες, αλλά και όχι κατ' ανάγκη το φθηνότερο. Το βιβλίο τονίζει ότι όσο απλούστερο είναι ένα σύστημα, τόσο πιο αξιόπιστο θεωρείται. (β) Τα κριτήρια θα ήταν: ποια σημεία ελέγχου είναι πράγματι απαραίτητα για το συγκεκριμένο χώρο (π.χ. αν δεν υπάρχει πρόβλημα υγρασίας, δεν χρειάζεται έλεγχος υγρασίας)· η αξιοπιστία (τα απλούστερα συστήματα τείνουν να είναι πιο αξιόπιστα και ευκολότερα στη συντήρηση)· η ευκολία χρήσης/ρύθμισης από το προσωπικό συντήρησης· και λιγότερο το κόστος, αφού ο αυτοματισμός αντιπροσωπεύει αμελητέο ποσοστό του συνολικού κόστους μιας κλιματιστικής εγκατάστασης — δεν αξίζει να «κόψουμε» απαραίτητες λειτουργίες αυτοματισμού για μικρή εξοικονόμηση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Το απλούστερο σύστημα που καλύπτει τις πραγματικές ανάγκες (όχι το πιο περίπλοκο εξ ορισμού)· κριτήρια: αναγκαιότητα κάθε σημείου ελέγχου, αξιοπιστία, ευκολία χρήσης — όχι πρωτίστως το κόστος

Αδυναμία ελέγχου όλων των χώρων από ένα αισθητήριο

Ερώτηση: Γιατί μία ΚΚΜ δεν μπορεί να ελέγχει τον κλιματισμό σε όλους τους χώρους ενός κτηρίου, μέσω ενός αισθητηρίου που θα τοποθετηθεί σε κάποιον "αντιπροσωπευτικό χώρο";

Απάντηση:

§7.6. «Εξαιτίας των μεταβλητών αναγκών του κάθε χώρου, σε ψυκτικό φορτίο, μία εγκατάσταση ελέγχου της ΚΚΜ, με ένα και μοναδικό αισθητήριο θερμοκρασίας και υγρασίας που αναγκαστικά θα τοποθετηθεί σε κάποιον αντιπροσωπευτικό χώρο, δεν μπορεί να ανταποκριθεί επαρκώς στις ανάγκες ενός κτηρίου. Το πρόβλημα είναι ακόμη μεγαλύτερο όταν έχουμε πολλούς χώρους και ιδίως όταν αυτοί έχουν διαφορετικούς προσανατολισμούς.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Επειδή οι ανάγκες κλιματισμού (ψυκτικό/θερμικό φορτίο) κάθε χώρου μεταβάλλονται ανεξάρτητα και διαφορετικά από χώρο σε χώρο, κυρίως λόγω διαφορετικού προσανατολισμού και ώρας της ημέρας (π.χ. το πρωί περισσότερες ανάγκες στους ανατολικούς χώρους, το μεσημέρι στους νότιους, το απόγευμα στους δυτικούς, καθώς και λόγω μεταβλητής πληρότητας ατόμων). Ένα μοναδικό αισθητήριο τοποθετημένο σε έναν «αντιπροσωπευτικό χώρο» μπορεί να αντικατοπτρίζει μόνο τις συνθήκες εκείνου του συγκεκριμένου χώρου τη δεδομένη στιγμή, όχι τις ταυτόχρονα διαφορετικές ανάγκες όλων των υπόλοιπων χώρων — το πρόβλημα γίνεται μεγαλύτερο όσο περισσότεροι είναι οι χώροι και όσο πιο διαφορετικοί οι προσανατολισμοί τους.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οι ανάγκες κάθε χώρου μεταβάλλονται διαφορετικά (προσανατολισμός/ώρα/πληρότητα)· ένα μόνο αισθητήριο σε έναν χώρο δεν αντιπροσωπεύει τις ταυτόχρονα διαφορετικές ανάγκες όλων των άλλων χώρων

Δυσκολία σωστής ρύθμισης δικτύου αεραγωγών

Ερώτηση: Αναφέρατε τους λόγους για τους οποίους η σωστή ρύθμιση ενός δικτύου αεραγωγών είναι από πολύ δύσκολη έως αδύνατη.

Απάντηση:

§7.6. «Η ρύθμιση των σταθερών στομίων είναι δύσκολη και επιπλέον, όπως αναφέραμε, υπάρχει και το πρόβλημα ότι τα φορτία μεταβάλλονται συνεχώς»· υποσημείωση: «Η παροχή του αέρα μετριέται δύσκολα, αλλά υπάρχουν και αρκετά ακόμη προβλήματα των οποίων η ανάπτυξη δεν είναι στους στόχους αυτού του μαθήματος.»

Σύνοψη: Οι βασικοί λόγοι είναι: (1) Τα φορτία (ανάγκες κλιματισμού) κάθε χώρου μεταβάλλονται συνεχώς και διαφορετικά ανάλογα με τον προσανατολισμό και την ώρα της ημέρας (π.χ. το πρωί τα ανατολικά στόμια χρειάζονται περισσότερο αέρα, το απόγευμα τα δυτικά), οπότε μια σταθερή ρύθμιση των στομίων δεν μπορεί ποτέ να είναι κατάλληλη για όλες τις στιγμές ταυτόχρονα. (2) Η παροχή αέρα μετριέται δύσκολα με επαρκή ακρίβεια μέσα σε ένα δίκτυο αεραγωγών, οπότε ακόμη κι αν θέλαμε να ρυθμίσουμε με ακρίβεια τα σταθερά στόμια, δεν έχουμε τα κατάλληλα εργαλεία μέτρησης. (3) Υπάρχουν και αρκετά ακόμη πρακτικά προβλήματα (αλληλεξάρτηση κλάδων του δικτύου, ισορροπία πιέσεων σε μεγάλα δίκτυα κ.λπ.) που κάνουν τη σωστή, μόνιμη ρύθμιση σταθερών στομίων εξαιρετικά δύσκολη ή πρακτικά αδύνατη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τα φορτία κάθε χώρου μεταβάλλονται συνεχώς/διαφορετικά (προσανατολισμός-ώρα) + η παροχή αέρα μετριέται δύσκολα με ακρίβεια + πρόσθετα πρακτικά προβλήματα δικτύου

Πώς ρυθμίζει τη θερμοκρασία ο αυτοματισμός στομίου VAV

Ερώτηση: Με ποιον τρόπο ο αυτοματισμός ενός στομίου, συστήματος VAV, ρυθμίζει τη θερμοκρασία του χώρου; (μετρώντας παροχή αέρα / ελέγχοντας θερμοκρασία και υπολογίζοντας παροχή / ελέγχοντας θερμοκρασία και μεταβάλλοντας θέση τάμπερ)

Απάντηση:

§7.7. «Ο αυτοματισμός της λειτουργίας των στομίων και στα δύο συστήματα γίνεται μέσω ενός κινητήρα, ο οποίος, στην απλούστερη δυνατή μορφή, λαμβάνει εντολή από έναν εσωτερικό θερμοστάτη χώρου.»

Σύνοψη: Ο αυτοματισμός ενός στομίου σε σύστημα VAV, στην απλούστερη και συνηθέστερη μορφή του, λειτουργεί ελέγχοντας τη θερμοκρασία του χώρου και μεταβάλλοντας βάσει αυτής τη θέση ενός τάμπερ, χωρίς να έχει καμία ένδειξη για το πραγματικό μέγεθος της παροχής αέρα που περνά. Δηλαδή ο κινητήρας του στομίου δέχεται εντολή από έναν εσωτερικό θερμοστάτη χώρου και ανοιγοκλείνει ανάλογα το τάμπερ, χωρίς να μετρά ή να υπολογίζει την πραγματική παροχή αέρα σε m³/h — η ρύθμιση γίνεται αποκλειστικά με βάση τη θερμοκρασία.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ελέγχοντας τη θερμοκρασία του χώρου και μεταβάλλοντας τη θέση του τάμπερ βάσει αυτής, χωρίς ένδειξη/μέτρηση του πραγματικού μεγέθους της παροχής αέρα

Αντίληψη του ελεγκτή ΚΚΜ για τη θερμοκρασία χώρων

Ερώτηση: Τι μπορεί να αντιληφθεί ο ελεγκτής της ΚΚΜ σχετικά με τη θερμοκρασία των κλιματιζόμενων χώρων και με ποιον τρόπο;

Απάντηση:

§7.6. «...έχουν πολύ μεγάλη σημασία τα αισθητήρια θερμοκρασίας και υγρασίας στους αεραγωγούς απαγωγής του αέρα, διότι με αυτά η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου της ΚΚΜ αντιλαμβάνεται τη μέση τιμή της θερμοκρασίας των χώρων (ο απαγόμενος αέρας είναι ένα μίγμα αέρα προερχόμενο από όλους τους χώρους).»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο ελεγκτής της ΚΚΜ δεν μπορεί να «γνωρίζει» τη θερμοκρασία κάθε μεμονωμένου χώρου ξεχωριστά· μπορεί όμως, μέσω αισθητηρίου τοποθετημένου στον αεραγωγό απαγωγής (επιστροφής) του αέρα, να αντιληφθεί τη μέση τιμή της θερμοκρασίας όλων των χώρων που εξυπηρετεί, αφού ο απαγόμενος αέρας είναι ένα μίγμα αέρα που προέρχεται από όλους αυτούς τους χώρους μαζί. Σε συνδυασμό με αισθητήριο στην εισαγωγή του νωπού αέρα, μπορεί επιπλέον να αντιληφθεί και τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα σε εσωτερικό χώρο και εξωτερικό περιβάλλον, ώστε να προσαρμόζει ανάλογα τη λειτουργία του.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μέσω αισθητηρίου στον αεραγωγό απαγωγής, αντιλαμβάνεται τη μέση θερμοκρασία όλων των χώρων μαζί (όχι τη θερμοκρασία κάθε χώρου ξεχωριστά)

Πρόβλημα που λύνει το σύστημα VAV

Ερώτηση: Ποιο είναι το πρόβλημα το οποίο καλείται να λύσει ένα σύστημα ελέγχου VAV;

Απάντηση:

§7.7. «Τα προβλήματα που αναφέρθηκαν παραπάνω έχουν επιλυθεί με τα συστήματα που μεταβάλλουν την παροχή αέρα μέσω των στομίων, που είναι γνωστά με την ονομασία VAV.»· βλ. §7.6: πρόβλημα σωστής κατανομής αέρα σε χώρους με συνεχώς μεταβαλλόμενα, διαφορετικά φορτία.

Σύνοψη: Το σύστημα VAV καλείται να λύσει το πρόβλημα της σωστής κατανομής του κλιματισμένου αέρα στους διάφορους χώρους ενός κτηρίου, όταν οι ανάγκες (φορτία) κάθε χώρου μεταβάλλονται συνεχώς και ανεξάρτητα η μία από την άλλη (λόγω προσανατολισμού, ώρας της ημέρας, πληρότητας ατόμων κ.λπ.) — κάτι που τα σταθερά, μη ρυθμιζόμενα στόμια αδυνατούν να πετύχουν. Το VAV μεταβάλλει δυναμικά την παροχή αέρα σε κάθε στόμιο ξεχωριστά, ανάλογα με τις στιγμιαίες ανάγκες του συγκεκριμένου χώρου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Το πρόβλημα της σωστής, μεταβαλλόμενης κατανομής αέρα σε χώρους με συνεχώς διαφορετικό/μεταβαλλόμενο φορτίο, κάτι που τα σταθερά στόμια δεν μπορούν να πετύχουν

Προσφορά χωρίς VAV για κτήριο γραφείων ελεύθερο σε 4 πλευρές

Ερώτηση: Έστω ότι κάνετε έρευνα αγοράς για να εγκαταστήσετε ένα σύστημα, με δίκτυο αεραγωγών, σε ένα κτήριο γραφείων που είναι ελεύθερο και από τις 4 πλευρές του. Στην προσφορά του ένας εργολάβος αναφέρει ότι είναι σε θέση να κάνει την εγκατάσταση με το κλασικό σύστημα αεραγωγών και ισχυρίζεται ότι είναι σε θέση να επιτύχει την άριστη ρύθμιση των σταθερών στομίων του κτηρίου, χωρίς να χρησιμοποιήσει σύστημα VAV. Σας εγγυάται επίσης ότι είναι απόλυτα σίγουρος για το καλό αποτέλεσμα. Η προσφορά του είναι πολύ φθηνότερη και είναι ο μειοδότης. Θα του την αναθέσετε τη δουλειά; Ναι ή όχι και γιατί;

Απάντηση:

§7.6. «Η ρύθμιση των σταθερών στομίων είναι δύσκολη... τα φορτία μεταβάλλονται συνεχώς. Π.χ. το πρωί τα στόμια των χώρων με ανατολικό προσανατολισμό θα πρέπει να στέλνουν περισσότερο αέρα από τα στόμια με δυτικό προσανατολισμό, ενώ το απόγευμα θα πρέπει να συμβαίνει το αντίθετο.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Όχι, δεν θα του ανέθετα τη δουλειά. Ένα κτήριο γραφείων ελεύθερο και από τις 4 πλευρές έχει χώρους με διαφορετικούς προσανατολισμούς (ανατολικό, νότιο, δυτικό, βόρειο), των οποίων οι ανάγκες κλιματισμού μεταβάλλονται συνεχώς και διαφορετικά μέσα στην ημέρα (π.χ. τα ανατολικά στόμια χρειάζονται περισσότερο αέρα το πρωί, τα δυτικά το απόγευμα). Όπως εξηγεί το βιβλίο, η ρύθμιση σταθερών στομίων είναι πολύ δύσκολη ακριβώς εξαιτίας αυτής της συνεχούς μεταβολής των φορτίων, καθώς και επειδή η παροχή αέρα μετριέται δύσκολα με ακρίβεια — άρα ο ισχυρισμός του εργολάβου ότι μπορεί να πετύχει «άριστη» ρύθμιση σταθερών στομίων χωρίς VAV σε ένα τέτοιο κτήριο είναι τεχνικά αμφίβολος έως αβάσιμος. Το χαμηλότερο κόστος δεν αντισταθμίζει τον κίνδυνο μόνιμων παραπόνων δυσφορίας από τους χρήστες σε ώρες/εποχές που το σταθερό δίκτυο δεν μπορεί να καλύψει σωστά, με πιθανό μελλοντικό κόστος διόρθωσης (μετατροπή σε VAV) πολύ μεγαλύτερο από την αρχική εξοικονόμηση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Όχι — σε κτήριο με 4 προσανατολισμούς τα φορτία μεταβάλλονται συνεχώς και διαφορετικά ανά χώρο/ώρα· η «άριστη» ρύθμιση σταθερών στομίων χωρίς VAV είναι τεχνικά αναξιόπιστη υπόσχεση, το χαμηλό κόστος δεν αντισταθμίζει τον κίνδυνο κακής άνεσης

Τα δύο βασικά συστήματα VAV

Ερώτηση: Ποια είναι τα δύο βασικά συστήματα VAV;

Απάντηση:

§7.7. «Το σύστημα παράκαμψης: ως σύστημα χαμηλών ταχυτήτων... Το σύστημα αποκοπής: ως σύστημα υψηλών ταχυτήτων...»

Σύνοψη: Τα δύο βασικά συστήματα VAV είναι: (1) το σύστημα παράκαμψης (by-pass), γνωστό και ως σύστημα χαμηλών ταχυτήτων, όπου μέρος του αέρα παρακάμπτει το τάμπερ του στομίου και μόνο η υπόλοιπη ποσότητα διοχετεύεται στο χώρο· και (2) το σύστημα αποκοπής (shut-off), γνωστό και ως σύστημα υψηλών ταχυτήτων, όπου το τάμπερ ανοιγοκλείνει την είσοδο του στομίου, αυξομειώνοντας (ακόμη και διακόπτοντας τελείως) την παροχή αέρα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σύστημα παράκαμψης/by-pass (χαμηλών ταχυτήτων) και σύστημα αποκοπής/shut-off (υψηλών ταχυτήτων)

Ανεξάρτητη λειτουργία στομίων VAV

Ερώτηση: Μπορούν τα στόμια ενός συστήματος VAV να λειτουργούν εντελώς ανεξάρτητα το ένα από το άλλο; Ποια είναι τα πιθανά προβλήματα που μπορεί να παρουσιαστούν;

Απάντηση:

§7.7. «Τα στόμια στα συστήματα VAV συνήθως δεν λειτουργούν εντελώς ανεξάρτητα το ένα από το άλλο... Αν μειωθούν πολύ οι συνολικές ανάγκες σε παροχή αέρα... θα πρέπει να μειωθούν αντίστοιχα και οι στροφές του ανεμιστήρα ή να υπάρχει κάποιο σύστημα παράκαμψης του πλεονάζοντος αέρα. Αν κλείσουν όλα τα στόμια, θα πρέπει κάποιο ηλεκτρονικό σύστημα να δώσει εντολή να σταματήσουν και οι ανεμιστήρες της ΚΚΜ.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Όχι, τα στόμια ενός συστήματος VAV δεν λειτουργούν συνήθως εντελώς ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, γιατί όλα τροφοδοτούνται από τον ίδιο κεντρικό ανεμιστήρα/ΚΚΜ και επηρεάζουν η μία λειτουργία την άλλη μέσω του κοινού δικτύου αεραγωγών. Πιθανά προβλήματα: (1) Αν μειωθούν πολύ οι συνολικές ανάγκες παροχής όλων μαζί των στομίων (π.χ. τα περισσότερα κλείνουν ταυτόχρονα), πρέπει να μειωθούν αντίστοιχα και οι στροφές του κεντρικού ανεμιστήρα — αλλιώς θα δημιουργηθεί υπερβολική πίεση στο δίκτυο — ή να υπάρχει σύστημα παράκαμψης του πλεονάζοντος αέρα. (2) Αν κλείσουν εντελώς όλα τα στόμια, πρέπει κάποιο ηλεκτρονικό σύστημα να δώσει εντολή να σταματήσουν εντελώς και οι ανεμιστήρες της ΚΚΜ, αλλιώς ο ανεμιστήρας θα λειτουργεί κόντρα σε ένα κλειστό δίκτυο, με κίνδυνο υπερπίεσης/βλάβης και σπατάλης ενέργειας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Όχι εντελώς ανεξάρτητα — χρειάζεται συντονισμό με τον κεντρικό ανεμιστήρα: μείωση συνολικής ζήτησης → μείωση στροφών/παράκαμψη· πλήρες κλείσιμο όλων → υποχρεωτική διακοπή ανεμιστήρων ΚΚΜ

Οφέλη κεντρικού ελέγχου εγκατάστασης κλιματισμού

Ερώτηση: Σε τι ωφελούν τα συστήματα κεντρικού ελέγχου της λειτουργίας μίας εγκατάστασης κλιματισμού; Θα ήσασταν υπέρ της εφαρμογής ενός τέτοιου συστήματος στο σύστημα κλιματισμού ενός κτηρίου στο οποίο είσαστε συντηρητής;

Απάντηση:

§7.8. «Στο κέντρο ελέγχου, ο συντηρητής μπορεί να έχει τη λειτουργική κατάσταση του συστήματος σε οθόνη... μπορεί να ειδοποιείται ο συντηρητής για το οποιοδήποτε πρόβλημα, βλάβες ή δυσλειτουργία»· «Υπάρχουν και αντίστοιχα συστήματα συντήρησης, μέσω κεντρικού ελέγχου, με τα οποία γίνεται η έγκαιρη διαπίστωση των βλαβών ή των δυσλειτουργιών.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα συστήματα κεντρικού ελέγχου ωφελούν με πολλούς τρόπους: επιτρέπουν στο συντηρητή να παρακολουθεί σε πραγματικό χρόνο, από μία οθόνη, τη λειτουργική κατάσταση ολόκληρου του συστήματος (ΚΚΜ, VAV, συγκρότημα ψύξης-θέρμανσης) χωρίς να χρειάζεται να επισκέπτεται φυσικά κάθε μηχάνημα· συντονίζουν όλα τα επιμέρους υποσυστήματα ώστε να λειτουργούν αρμονικά για το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα· επιτρέπουν έγκαιρη διαπίστωση βλαβών ή δυσλειτουργιών, μειώνοντας το χρόνο απόκρισης σε προβλήματα και τον κίνδυνο μεγαλύτερης ζημιάς· και, σε μικρότερες εγκαταστάσεις, επιτρέπουν απομακρυσμένη επιτήρηση μέσω modem, ώστε ο συντηρητής να ειδοποιείται ακόμη κι όταν βρίσκεται σε άλλο κτήριο. Ως συντηρητής θα ήμουν σαφώς υπέρ της εφαρμογής ενός τέτοιου συστήματος, αφού βελτιώνει σημαντικά το χρόνο ανταπόκρισης σε βλάβες, διευκολύνει την προληπτική συντήρηση και αυξάνει τη συνολική αξιοπιστία της εγκατάστασης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οφέλη: συνολική εικόνα/παρακολούθηση, συντονισμός υποσυστημάτων, έγκαιρη διαπίστωση βλαβών, απομακρυσμένη ειδοποίηση συντηρητή μέσω modem — άποψη υπέρ ως συντηρητής

Επικοινωνία κεντρικού ελέγχου με αισθητήρια/ενεργοποιητές

Ερώτηση: Πώς επικοινωνούν τα συστήματα κεντρικού ελέγχου με τα αισθητήρια και τους ενεργοποιητές;

Απάντηση:

§7.8. «Από τα αισθητήρια που υπάρχουν σε πολλά σημεία ενός συστήματος, μεταφέρονται τα μηνύματα μέσω εσωτερικού δικτύου (LAN), στο κέντρο ελέγχου... Σε πιο μικρές εγκαταστάσεις, μπορεί να υπάρχει σύνδεση με ένα απομακρυσμένο κέντρο ελέγχου μέσω modem.»

Σύνοψη: Τα συστήματα κεντρικού ελέγχου επικοινωνούν με τα αισθητήρια και τους ενεργοποιητές μέσω ενός εσωτερικού δικτύου (LAN), το οποίο μεταφέρει τα μηνύματα από τα αισθητήρια που βρίσκονται σε πολλά σημεία της εγκατάστασης προς το κέντρο ελέγχου (και τις αντίστοιχες εντολές προς τους ενεργοποιητές). Σε μεγάλες εγκαταστάσεις το κέντρο ελέγχου μπορεί να βρίσκεται μέσα στο ίδιο το κτήριο· σε μικρότερες ή πιο απομακρυσμένες εγκαταστάσεις, μπορεί να υπάρχει επιπλέον σύνδεση με ένα απομακρυσμένο κέντρο ελέγχου μέσω modem, ώστε ο συντηρητής να ειδοποιείται και από απόσταση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μέσω εσωτερικού δικτύου (LAN) στην ίδια εγκατάσταση· σε μικρότερες/απομακρυσμένες εγκαταστάσεις, επιπλέον σύνδεση με απομακρυσμένο κέντρο ελέγχου μέσω modem

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο