Λύσεις — Κεφάλαιο 8Β: Οι Κλιματιστικές Μονάδες (8-11 Κυριότερα Εξαρτήματα) (σελ. 419-421) – ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΙΙ Γ΄ ΕΠΑΛ
Λύσεις — Κεφάλαιο 8Β: Οι Κλιματιστικές Μονάδες (8-11 Κυριότερα Εξαρτήματα)
Λύσεις στις 18 ερωτήσεις της ενότητας 8-11 «Τα κυριότερα εξαρτήματα της ΚΜ», που περιγράφει αναλυτικά, ένα προς ένα, όλα τα βασικά εξαρτήματα μιας Κεντρικής Κλιματιστικής Μονάδας (στοιχείο/σταγονοσυλλέκτης, ανεμιστήρας, φίλτρα αέρα, τάμπερ, ηχοπαγίδα, ηλεκτρικές αντιστάσεις, υγραντήρες) — τον ρόλο, την κατασκευή και τα βασικά τεχνικά χαρακτηριστικά/σχέσεις που διέπουν το καθένα.
Κυριότερα μέρη μιας ΚΚΜ (ονομαστικά)
Ερώτηση: Ποια είναι τα κυριότερα μέρη που μπορούμε να συναντήσουμε πάνω σε μία ΚΚΜ; (αναφέρετέ τα μόνο ονομαστικά).
Απάντηση:
- §8-11. «Στη συνέχεια θα αναπτύξουμε τα κυριότερα εξαρτήματα τα οποία θα συναντήσετε μέσα σε μία ΚΚΜ.»
- Η ενότητα απαριθμεί: (1) Το στοιχείο, (2) Ο ανεμιστήρας, (3) Τα φίλτρα του αέρα, (4) Τα τάμπερ, (5) Η ηχοπαγίδα, (6) Οι ηλεκτρικές αντιστάσεις, (7) Οι υγραντήρες.
Σύνοψη: Τα κυριότερα μέρη μιας ΚΚΜ, όπως απαριθμούνται ονομαστικά στο βιβλίο, είναι: το στοιχείο (με τον σταγονοσυλλέκτη όπου χρειάζεται), ο ανεμιστήρας, τα φίλτρα του αέρα, τα τάμπερ, η ηχοπαγίδα, οι ηλεκτρικές αντιστάσεις και οι υγραντήρες.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Στοιχείο (+σταγονοσυλλέκτης) · Ανεμιστήρας · Φίλτρα αέρα · Τάμπερ · Ηχοπαγίδα · Ηλεκτρικές αντιστάσεις · Υγραντήρες
Η μονάδα πολλαπλών ζωνών
Ερώτηση: Τι είναι η μονάδα πολλαπλών ζωνών; Σε τι νομίζετε ότι αυτή θα σας εξυπηρετούσε στον κλιματισμό ενός κτιρίου;
Απάντηση:
- Η μονάδα πολλαπλών ζωνών (multizone unit) είναι μία και μοναδική ΚΚΜ που, αντί να τροφοδοτεί έναν ενιαίο αεραγωγό με αέρα μίας κατάστασης, διαμορφώνει εσωτερικά δύο (ή περισσότερα) ρεύματα αέρα διαφορετικής θερμοκρασίας (π.χ. ένα ψυχρό και ένα θερμό, μέσω παράλληλων στοιχείων ψύξης/θέρμανσης) και τα αναμειγνύει, με τη βοήθεια τάμπερ ανάμειξης, σε διαφορετική αναλογία για κάθε ξεχωριστή ζώνη/αεραγωγό εξόδου.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η μονάδα πολλαπλών ζωνών είναι μία ενιαία ΚΚΜ η οποία, μέσω παράλληλων τμημάτων στοιχείων (ψυκτικού και θερμαντικού) και τάμπερ ανάμειξης στην έξοδο, παράγει ταυτόχρονα περισσότερα από ένα ρεύματα αέρα διαφορετικής θερμοκρασίας, καθένα από τα οποία τροφοδοτεί με δικό του αεραγωγό μία διαφορετική ζώνη (θερμική περιοχή) του κτιρίου, ρυθμίζοντας για κάθε ζώνη την αναλογία ψυχρού/θερμού αέρα ξεχωριστά. Θα εξυπηρετούσε στον κλιματισμό ενός κτιρίου με περιοχές που έχουν σαφώς διαφορετικές ανάγκες θέρμανσης/ψύξης (π.χ. προσανατολισμό, χρήση χώρου, εσωτερικά/εξωτερικά φορτία), επιτρέποντας εξατομικευμένο έλεγχο θερμοκρασίας ανά ζώνη χωρίς να χρειάζεται η εγκατάσταση πολλών ανεξάρτητων ΚΚΜ.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μία ΚΚΜ με παράλληλα στοιχεία θέρμανσης/ψύξης + τάμπερ ανάμειξης ανά ζώνη → διαφορετική θερμοκρασία αέρα σε κάθε ζώνη κτιρίου, χωρίς πολλαπλές μονάδες
Κλιματισμός δύο περιοχών (αποθήκη-γραφεία) με μία μονάδα
Ερώτηση: Έχετε να κάνετε τον κλιματισμό ενός κτιρίου, αλλά η μία περιοχή του κτιρίου είναι αποθήκες χαρτιού και η άλλη γραφεία. Προφανώς η κάθε περιοχή (ζώνη) του κτιρίου έχει τελείως διαφορετικές ανάγκες κλιματισμού από την άλλη. Δεν έχετε όμως αρκετό χώρο για να τοποθετήσετε δύο ανεξάρτητες κλιματιστικές μονάδες. Τι λύση θα μπορούσατε να δώσετε;
Απάντηση:
- Βλ. θεωρία §8-11(2)-(4): η επιλογή ανεμιστήρα/παροχής γίνεται ανά δίκτυο αεραγωγών με τάμπερ ρύθμισης· η ίδια λογική δικαιολογεί τη χρήση μονάδας πολλαπλών ζωνών με ξεχωριστά τάμπερ ανά αεραγωγό εξόδου.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η λύση είναι η χρήση μιας ΚΚΜ πολλαπλών ζωνών: μία μόνο μονάδα, με παράλληλα στοιχεία ψύξης/θέρμανσης, παράγει δύο ξεχωριστά ρεύματα αέρα (ψυχρό και θερμό) τα οποία αναμειγνύονται σε διαφορετική αναλογία, μέσω τάμπερ ανάμειξης, για κάθε ζώνη ξεχωριστά — έτσι η αποθήκη χαρτιού μπορεί να τροφοδοτείται με συνθήκες κατάλληλες για αποθήκευση υλικού (π.χ. χαμηλότερες απαιτήσεις ψύξης/υγρασίας) και τα γραφεία με συνθήκες άνεσης, χωρίς να χρειάζεται δεύτερος πλήρης εξοπλισμός (ψυκτικό συγκρότημα, λέβητας, ΚΚΜ) και χωρίς πρόσθετο χώρο για δεύτερη μονάδα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μονάδα πολλαπλών ζωνών: μία ΚΚΜ, δύο ρεύματα αέρα (ψυχρό/θερμό) με τάμπερ ανάμειξης ανά ζώνη — καλύπτει και τις δύο περιοχές χωρίς δεύτερη μονάδα
Αυξημένη παροχή αέρα 30% μετά την εξισορρόπηση
Ερώτηση: Σε μία κεντρική εγκατάσταση κλιματισμού, διαπιστώσατε ότι μετά τη λειτουργία της και την εξισορρόπηση του δικτύου των αεραγωγών, παρουσιάζει κατά 30% μεγαλύτερη παροχή αέρα από την αρχική εκτίμηση της μελέτης. Αποτέλεσμα είναι να δημιουργούνται ρεύματα, η ταχύτητα στα φίλτρα να είναι μεγάλη και ο αέρας να μη φθάνει στους χώρους αρκετά κρύος. Τι θα μπορούσατε να κάνετε;
Απάντηση:
- §8-11(2). «...μετά τη λειτουργία της εγκατάστασης, είναι πολύ συνηθισμένο να χρειάζεται να μειωθούν ή να αυξηθούν οι στροφές του ανεμιστήρα για να επιτύχουμε την επιθυμητή παροχή αέρα... Αν θέλουμε μείωση στροφών, τα πράγματα είναι σχετικά απλά. Αλλάζουμε τις τροχαλίες και τελειώσαμε.»
- §8-11(3). Η υπερβολική ταχύτητα στα φίλτρα ξεπερνά την Vmax (σχέση 8-2, Va=Qa/Af<Vmax), οπότε αυξάνεται η πτώση πίεσης και μειώνεται η αποτελεσματικότητα φιλτραρίσματος.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Θα πρέπει να μειωθεί η παροχή αέρα του ανεμιστήρα ώστε να επανέλθει κοντά στην τιμή σχεδιασμού της μελέτης: αφού πρόκειται για μείωση στροφών, αυτό επιτυγχάνεται εύκολα αλλάζοντας τις τροχαλίες μετάδοσης κίνησης (ή, αν υπάρχει, ρυθμίζοντας μετατροπέα συχνότητας) ώστε ο ανεμιστήρας να λειτουργήσει σε χαμηλότερες στροφές. Η μειωμένη παροχή θα ελαττώσει την ταχύτητα του αέρα μέσα από τα φίλτρα κάτω από το επιτρεπόμενο όριο Vmax (βλ. σχέση Va=Qa/Af<Vmax), θα εξαφανίσει τα ενοχλητικά ρεύματα αέρα στους χώρους και, μειώνοντας την ταχύτητα διέλευσης μέσα από το στοιχείο ψύξης, θα δώσει στον αέρα περισσότερο χρόνο επαφής με το στοιχείο, βοηθώντας τον να εξέρχεται σε χαμηλότερη (πιο κρύα) θερμοκρασία. Παράλληλα, θα πρέπει να ελεγχθεί/επαναρυθμιστεί και η εξισορρόπηση των τάμπερ του δικτύου αεραγωγών, ώστε η νέα μειωμένη συνολική παροχή να κατανέμεται σωστά σε όλους τους χώρους.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Μείωση στροφών ανεμιστήρα (αλλαγή τροχαλιών) → μείωση παροχής στα επίπεδα μελέτης → ταχύτητα φίλτρων εντός Vmax, εξάλειψη ρευμάτων, πιο κρύος αέρας λόγω μεγαλύτερου χρόνου επαφής με το στοιχείο
Ρύθμιση θερμοκρασίας ενεργού επιφάνειας στοιχείου
Ερώτηση: Πώς ρυθμίζεται η θερμοκρασία της ενεργού επιφανείας του στοιχείου μίας ΚΚΜ ή ενός FCU;
Απάντηση:
- Σύνδεση με κεφ.7: η εναλλασσόμενη θερμότητα q=UAΔt εξαρτάται από τη θερμοκρασιακή διαφορά μεταξύ αέρα και επιφάνειας του στοιχείου· η θερμοκρασία της ενεργού επιφάνειας συνδέεται άμεσα με τη θερμοκρασία του ρευστού (νερού ή ψυκτικού) που κυκλοφορεί μέσα στο στοιχείο.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η θερμοκρασία της ενεργού επιφανείας του στοιχείου ρυθμίζεται ελέγχοντας τις συνθήκες του ρευστού (νερό ή ψυκτικό υγρό) που κυκλοφορεί μέσα σε αυτό, αφού η επιφάνεια βρίσκεται σε άμεση θερμική επαφή με το ρευστό. Στην πράξη αυτό γίνεται είτε (α) ρυθμίζοντας την παροχή του νερού μέσα στο στοιχείο με τρίοδη ή δίοδη ρυθμιστική βαλβίδα (μεταβάλλοντας την ποσότητα νερού που περνά, αλλάζει ουσιαστικά η μέση θερμοκρασία επιφανείας), είτε (β) ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία προσαγωγής του νερού στην πηγή (λέβητας/ψύκτης), είτε (γ), σε στοιχεία απευθείας εξάτμισης (DX), ελέγχοντας τη λειτουργία (on/off ή μεταβλητή ταχύτητα) του συμπιεστή ώστε να μεταβάλλεται η θερμοκρασία εξάτμισης του ψυκτικού. Σε κάθε περίπτωση, μεταβάλλοντας τη θερμοκρασία του εσωτερικού ρευστού μεταβάλλεται αντίστοιχα και η θερμοκρασία της εξωτερικής, ενεργού επιφανείας του στοιχείου.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Έλεγχος θερμοκρασίας/παροχής του ρευστού μέσα στο στοιχείο (βαλβίδα νερού ή λειτουργία συμπιεστή σε DX) → μεταβάλλεται η θερμοκρασία της ενεργού επιφάνειας
Ελάχιστος εξοπλισμός μιας ΚΜ
Ερώτηση: Ποιος είναι ο ελάχιστος εξοπλισμός που μπορεί να έχει μία ΚΜ για να επιτελέσει την αποστολή της;
Απάντηση:
- §8-11. Η ενότητα ξεκινά με τη διαπίστωση ότι «το κυριότερο... και το πλέον περίπλοκο είναι το στοιχείο... σχεδόν οτιδήποτε υπάρχει στην ΚΚΜ είναι για να λειτουργήσει το στοιχείο κατά τον τρόπο που θέλουμε», ενώ το φίλτρο και ο ανεμιστήρας αναφέρονται ως τα άλλα δύο απολύτως βασικά εξαρτήματα κάθε ΚΜ (χωρίς αυτά δεν είναι δυνατή ούτε η κυκλοφορία ούτε η προστασία του στοιχείου).
Σύνοψη: Ο ελάχιστος εξοπλισμός που πρέπει να έχει οπωσδήποτε μία ΚΜ για να επιτελέσει την αποστολή της (δηλαδή να επεξεργαστεί τον αέρα και να τον διοχετεύσει στο χώρο) είναι: (α) το στοιχείο, το κυριότερο και πιο περίπλοκο εξάρτημα, που επεξεργάζεται θερμικά τον αέρα (ψύξη/θέρμανση), (β) ο ανεμιστήρας, που δημιουργεί τη βεβιασμένη κυκλοφορία του αέρα μέσα από τη μονάδα και τον αεραγωγό, και (γ) ένα φίλτρο αέρα, που προστατεύει το ίδιο το στοιχείο από τη σκόνη. Χωρίς αυτά τα τρία βασικά εξαρτήματα η ΚΜ δεν μπορεί να λειτουργήσει σωστά ούτε μακροπρόθεσμα.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Στοιχείο (επεξεργασία θερμοκρασίας) + Ανεμιστήρας (κυκλοφορία αέρα) + Φίλτρο (προστασία στοιχείου) — ελάχιστος απαραίτητος εξοπλισμός
Χρησιμότητα αυτόματων/τηλεχειριζόμενων τάμπερ
Ερώτηση: Σε τι νομίζετε ότι χρησιμεύουν τα αυτόματα και τα τηλεχειριζόμενα τάμπερ του αέρα;
Απάντηση:
- §8-11(4). «Τα τάμπερ χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της παροχής του αέρα. Είναι διαφόρων ειδών, χειροκίνητα ή ηλεκτροκίνητα ή ακόμη και τηλεχειριζόμενα... ένα άλλο είδος τάμπερ το οποίο επιτρέπει τη ρύθμιση του αέρα με μεγάλη ακρίβεια και συνήθως είναι τηλεχειριζόμενο. Χρησιμοποιείται στις εγκαταστάσεις όπου απαιτείται μεγάλη προσοχή στην ποιότητα του εσωτερικού αέρα.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα αυτόματα και τηλεχειριζόμενα τάμπερ χρησιμεύουν στο να ρυθμίζεται η παροχή του αέρα με μεγάλη ακρίβεια και χωρίς την ανάγκη χειροκίνητης, επιτόπιας παρέμβασης — κάτι σημαντικό όταν το τάμπερ βρίσκεται σε δυσπρόσιτο σημείο του δικτύου. Επιτρέπουν επιπλέον την ένταξή τους σε σύστημα αυτοματισμού/διαχείρισης κτιρίου (BMS), ώστε η ρύθμιση της παροχής αέρα να γίνεται αυτόματα, σε πραγματικό χρόνο, ανάλογα με μετρήσεις αισθητήρων (θερμοκρασία, ποιότητα αέρα, CO2, πληρότητα χώρου κ.λπ.). Αυτό βοηθά στη διατήρηση σταθερής και ελεγχόμενης ποιότητας εσωτερικού αέρα (π.χ. σε νοσοκομεία, καθαρούς χώρους) και ταυτόχρονα επιτρέπει εξοικονόμηση ενέργειας, αφού η παροχή νωπού/κλιματιζόμενου αέρα μπορεί να προσαρμόζεται στις πραγματικές ανάγκες κάθε στιγμή, αντί να παραμένει σταθερή στη χειρότερη υποθετική περίπτωση.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ακριβής, εξ αποστάσεως ρύθμιση παροχής αέρα, ένταξη σε αυτοματισμό/BMS, έλεγχος ποιότητας αέρα και εξοικονόμηση ενέργειας χωρίς χειροκίνητη επέμβαση
Επιλογή ανεμιστήρα από τον κατασκευαστή
Ερώτηση: Πώς θα αποφασίσει ο κατασκευαστής της ΚΚΜ για τους ανεμιστήρες που θα τοποθετήσει; Τι στοιχεία θα πρέπει να του δώσετε;
Απάντηση:
- §8-11(2). «Όταν παραγγέλνουμε μία ΚΚΜ, δίνουμε την ολική πτώση πίεσης του δικτύου των αεραγωγών... καθώς και την επιθυμητή παροχή του αέρα. Ο κατασκευαστής της ΚΚΜ θα προσθέσει στην πτώση πίεσης των αεραγωγών την πτώση μέσα στην ΚΚΜ και θα βρει τη συνολική ολική πτώση πίεσης που πρέπει να καλύπτει ο ανεμιστήρας. Βάσει αυτής και της επιθυμητής παροχής αέρα θα επιλέξει τον ανεμιστήρα.»
Σύνοψη: Ο κατασκευαστής επιλέγει τον ανεμιστήρα βάσει δύο μεγεθών: της συνολικής ολικής πτώσης πίεσης που πρέπει να καλύψει και της επιθυμητής παροχής αέρα. Ο μελετητής πρέπει να του δώσει: (α) την ολική πτώση πίεσης του δικτύου των αεραγωγών (υπολογισμένη όπως στο κεφάλαιο 4) και (β) την επιθυμητή παροχή αέρα. Ο κατασκευαστής προσθέτει σε αυτή την πτώση πίεσης την εσωτερική πτώση πίεσης της ίδιας της ΚΚΜ (φίλτρα, στοιχεία, ηχοπαγίδες κ.λπ.), υπολογίζει τη συνολική ολική πτώση πίεσης που πρέπει να καλύψει ο ανεμιστήρας, και με βάση αυτή και την παροχή αέρα επιλέγει τον κατάλληλο ανεμιστήρα (τύπο και στροφές λειτουργίας) από τις χαρακτηριστικές του καμπύλες λειτουργίας.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Δεδομένα από μελετητή: ολική πτώση πίεσης δικτύου αεραγωγών + επιθυμητή παροχή αέρα → κατασκευαστής προσθέτει εσωτερική πτώση πίεσης ΚΚΜ → επιλέγει ανεμιστήρα από τις χαρακτηριστικές καμπύλες
Διαφορά ανεμιστήρων υψηλής και χαμηλής πίεσης
Ερώτηση: Σε τι διαφέρουν οι ανεμιστήρες υψηλής και χαμηλής πίεσης;
Απάντηση:
- §8-11(2). «Στο (Α) βλέπουμε ανεμιστήρα χαμηλής πίεσης και στο (Β) ανεμιστήρα υψηλής πίεσης. Η διαφορά τους είναι στον τρόπο που είναι διαμορφωμένα τα πτερύγια της πτερωτής τους.»
Σύνοψη: Οι ανεμιστήρες χαμηλής και υψηλής πίεσης διαφέρουν στον τρόπο διαμόρφωσης των πτερυγίων της πτερωτής τους — δεν πρόκειται δηλαδή για διαφορετικό μηχανισμό κίνησης, αλλά για διαφορετική γεωμετρία/κλίση των πτερυγίων, η οποία καθορίζει πόσο μεγάλη πίεση (και ποια χαρακτηριστική καμπύλη παροχής-πίεσης) μπορεί να αναπτύξει ο κάθε τύπος. Παρατηρώντας απευθείας την πτερωτή ενός ανεμιστήρα, μπορούμε αμέσως να αναγνωρίσουμε αν πρόκειται για τύπο χαμηλής ή υψηλής πίεσης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Διαφέρουν στον τρόπο διαμόρφωσης των πτερυγίων της πτερωτής — αναγνωρίζεται οπτικά από τη μορφή της πτερωτής
Ποιότητες (κατηγορίες) φίλτρων αέρα
Ερώτηση: Ποιες είναι οι ποιότητες των φίλτρων του αέρα;
Απάντηση:
- §8-11(3). «Οι κατηγορίες αρχίζουν από το 1 και φθάνουν μέχρι το 17... Τα είδη στα οποία διακρίνονται οι κατηγορίες των φίλτρων είναι τέσσερις με αντίστοιχα γράμματα τα G, F για τα απλά φίλτρα και τα Η, U για τα απόλυτα φίλτρα.»
Σύνοψη: Οι ποιότητες (κατηγορίες) των φίλτρων αέρα καθορίζονται από δύο ευρωπαϊκά πρότυπα — το ΕΝ 779 για τα απλά φίλτρα και το ΕΝ 1822 για τα απόλυτα φίλτρα — και διακρίνονται σε τέσσερα είδη, με αριθμό κατηγορίας από το 1 έως το 17 (όσο μεγαλύτερος ο αριθμός, τόσο μεγαλύτερη η ικανότητα καθαρισμού): G1-G4 (χοντρά φίλτρα, coarse filters, μετρημένα με τη συγκράτηση Am), F5-F9 (λεπτά φίλτρα, fine filters, μετρημένα με την απόδοση Em), H10-H14 (απόλυτα φίλτρα HEPA, High Efficiency Particulate Air) και U15-U17 (απόλυτα φίλτρα ULPA, Ultra Low Penetration Air).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- G1-G4 (χοντρά, Am) · F5-F9 (λεπτά, Em) · H10-H14 (HEPA) · U15-U17 (ULPA) — κατά EN 779/EN 1822
Φίλτρα σε ρόλο με αυξημένη επιφάνεια
Ερώτηση: Γιατί τα φίλτρα που η πρώτη ύλη τους είναι σε ρόλο κατασκευάζονται σε μορφές όπως του σχήματος (8-76) που αυξάνουν την επιφάνειά τους;
Απάντηση:
- §8-11(3). «Ο κατασκευαστής της ΚΚΜ... θα πρέπει να καθορίσει και τη μορφή των φίλτρων ώστε η ταχύτητα να μην υπερβαίνει τις επιτρεπόμενες τιμές. Όταν η μετωπική ταχύτητα είναι μεγαλύτερη (που συνήθως είναι), εφαρμόζεται διάταξη... για να αυξηθεί η επιφάνεια του φίλτρου. Πρέπει να ισχύει η σχέση: Va = Qa / Af < Vmax» (σχέση 8-2).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Επειδή στη διατομή της ΚΚΜ η μετωπική ταχύτητα του αέρα είναι συνήθως μεγαλύτερη από τη μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα διαμέσου του υλικού φιλτραρίσματος (Vmax). Πρέπει να ισχύει η σχέση Va=Qa/Af<Vmax, όπου Va η ταχύτητα διαμέσου του φίλτρου, Qa η παροχή αέρα και Af η επιφάνεια του φίλτρου: για δεδομένη παροχή Qa, όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια Af του φίλτρου, τόσο μικρότερη γίνεται η ταχύτητα Va διαμέσου του υλικού. Η μορφή «σε ρόλο» (πτυχωτή) αυξάνει πολύ την πραγματική επιφάνεια φιλτραρίσματος μέσα στον ίδιο περιορισμένο χώρο διατομής της ΚΚΜ, ώστε η ταχύτητα διαμέσου του υλικού να παραμείνει κάτω από το επιτρεπόμενο όριο, χωρίς να χρειάζεται να μεγαλώσει η διατομή της ίδιας της ΚΚΜ.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Αυξάνει την επιφάνεια Af ώστε Va=Qa/Af να μείνει κάτω από το Vmax, παρά τη μεγάλη μετωπική ταχύτητα στη διατομή της ΚΚΜ
Ταχύτητα αέρα μέσω φίλτρου και υπέρβαση ορίων
Ερώτηση: Τι είναι η ταχύτητα του αέρα μέσω του φίλτρου; Τι νομίζετε ότι θα συμβεί αν υπερβούμε κάποια όρια;
Απάντηση:
- §8-11(3), σχέση (8-2). «Va = Qa / Af < Vmax, Όπου: Va = Η ταχύτητα του αέρα δια μέσου του φίλτρου, Qa = Η παροχή του αέρα, Af = Η επιφάνεια του φίλτρου, Vmax = Η μέγιστη επιτρεπόμενη ταχύτητα του αέρα δια μέσου του φίλτρου.»
- Σχήμα 8-44 δείχνει ότι όσο ανεβαίνει η κατηγορία φίλτρου, η πτώση πίεσης διαρκώς ανεβαίνει, ενώ η επιτρεπόμενη Vmax μειώνεται.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ταχύτητα του αέρα μέσω του φίλτρου (Va) είναι ο λόγος της παροχής αέρα Qa προς την πραγματική επιφάνεια φιλτραρίσματος Af (Va=Qa/Af), δηλαδή πόσο γρήγορα διαπερνά ο αέρας το ίδιο το υλικό του φίλτρου. Κάθε κατηγορία φίλτρου έχει μια μέγιστη επιτρεπόμενη τέτοια ταχύτητα Vmax. Αν υπερβούμε αυτό το όριο, θα προκληθεί σημαντική αύξηση της πτώσης πίεσης στο φίλτρο (άρα και στην ολική πτώση πίεσης που πρέπει να καλύψει ο ανεμιστήρας, αυξάνοντας την κατανάλωση ενέργειας και ενδεχομένως μη επαρκώντας ο επιλεγμένος ανεμιστήρας), μείωση της αποτελεσματικότητας συγκράτησης σωματιδίων (μερική διέλευση ρύπων μέσα από το υλικό αντί να συγκρατούνται) και αυξημένη φθορά ή παραμόρφωση του υλικού φιλτραρίσματος, μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Va=Qa/Af (ταχύτητα διαμέσου του υλικού)· υπέρβαση Vmax → μεγάλη πτώση πίεσης, χειρότερη συγκράτηση σωματιδίων, φθορά φίλτρου
Συνηθισμένες κατηγορίες φίλτρων ανά μηχάνημα
Ερώτηση: Ποιες είναι οι πλέον συνηθισμένες κατηγορίες φίλτρων που χρησιμοποιούνται στα διάφορα μηχανήματα (FCU, ΚΚΜ κλπ.);
Απάντηση:
- §8-11(3). «Τα συνήθη μεγέθη φίλτρων που χρησιμοποιούνται στις ΚΜ είναι: Στις ΤΚΜ, για την προστασία του στοιχείου: G2 · Για την προστασία των εξοικονομητών ενέργειας: G3 · Στα μηχανήματα κλιματισμού κλειστού κυκλώματος: G4 · Στις ΚΚΜ, για τον καθαρισμό του αέρα του χώρου: F6 ή F7 · Στις ΚΜ που προορίζονται για χώρους των συνήθων χειρουργείων, ειδικών εργαστηρίων κλπ.: Η12 ή Η13.»
Σύνοψη: Οι πιο συνηθισμένες κατηγορίες φίλτρων ανά εφαρμογή είναι: στις ΤΚΜ (FCU), για την προστασία του στοιχείου, κατηγορία G2· για την προστασία των εξοικονομητών ενέργειας, G3· στα μηχανήματα κλιματισμού κλειστού κυκλώματος, G4· στις ΚΚΜ, για τον καθαρισμό του αέρα του χώρου, F6 ή F7· και στις ΚΜ που προορίζονται για χώρους συνήθων χειρουργείων ή ειδικών εργαστηρίων, Η12 ή Η13.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- FCU: G2 · Εξοικονομητές ενέργειας: G3 · Κλειστό κύκλωμα: G4 · Καθαρισμός αέρα χώρου (ΚΚΜ): F6/F7 · Χειρουργεία/εργαστήρια: H12/H13
Φίλτρα ΚΚΜ για μονάδα εντατικής θεραπείας
Ερώτηση: Σας ζήτησαν να βάλετε φίλτρα αέρα για την ΚΚΜ μίας μονάδας εντατικής θεραπείας ενός νοσοκομείου. Τι κατηγορία φίλτρων θα προτιμούσατε να βάλετε;
Απάντηση:
- §8-11(3). «Στις ΚΜ που προορίζονται για χώρους των συνήθων χειρουργείων, ειδικών εργαστηρίων κλπ.: Η12 ή Η13» — «Ευνόητο είναι ότι η ποιότητα του φίλτρου είναι στην κρίση του μελετητή. Αν νομίζει ότι οι συνθήκες το επιβάλλουν, μπορεί να προδιαγράψει ανώτερη ή κατώτερη ποιότητα φίλτρου.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Μια μονάδα εντατικής θεραπείας έχει εξίσου (αν όχι περισσότερο) αυστηρές απαιτήσεις καθαρότητας αέρα από ένα συνηθισμένο χειρουργείο, αφού φιλοξενεί ιδιαίτερα ευάλωτους ασθενείς με αυξημένο κίνδυνο λοιμώξεων. Θα προτιμούσα λοιπόν φίλτρα απόλυτου τύπου HEPA, κατηγορίας Η13 (ή και ανώτερης, Η14, αν το επιβάλλουν οι συνθήκες), όπως ακριβώς προτείνει το βιβλίο για χειρουργεία και ειδικά εργαστήρια — η επιλογή της ακριβούς κατηγορίας παραμένει στην κρίση του μελετητή. Στην πράξη, τα φίλτρα HEPA τοποθετούνται πάντα μετά από φίλτρα προστασίας χαμηλότερης κατηγορίας (π.χ. G4), τα οποία συγκρατούν τα χοντρά σωματίδια και προστατεύουν/παρατείνουν τη ζωή του ακριβού φίλτρου HEPA.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- HEPA H13 (ή ανώτερο), όπως και στα χειρουργεία — τελική επιλογή στην κρίση του μελετητή, συνήθως με προφίλτρο G4 μπροστά
Σκοπός και διαμόρφωση ηχοπαγίδας
Ερώτηση: Σε τι χρησιμεύει η ηχοπαγίδα; Πώς διαμορφώνεται και ποιοι είναι οι παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η απόσβεση του ήχου;
Απάντηση:
- §8-11(5). «Για την απόσβεση του θορύβου χρησιμοποιούνται οι ηχοπαγίδες... αποτελούνται από διαχωριστικά (splitters) κατασκευασμένα από κατάλληλο υλικό απόσβεσης του θορύβου, που έχουν πάχος συνήθως από 100-200 mm και μήκος από 500 μέχρι 2000 mm... Το κενό ανάμεσα σε δύο διαδοχικά διαχωριστικά ποικίλλει συνήθως από 50 μέχρι 250 mm. Όσο μεγαλύτερο είναι το πάχος και το μήκος των διαχωριστικών και όσο μικρότερη η απόσταση μεταξύ τους, τόσο καλύτερη είναι η απόσβεση του ήχου που επιτυγχάνεται.»
Σύνοψη: Η ηχοπαγίδα χρησιμεύει στην απόσβεση του θορύβου που προκαλούν κυρίως οι ανεμιστήρες, ώστε αυτός να μη μεταφέρεται στους κλιματιζόμενους χώρους. Διαμορφώνεται από διαχωριστικά (splitters) κατασκευασμένα από κατάλληλο ηχοαπορροφητικό υλικό, τοποθετημένα κατά τη διεύθυνση της ροής του αέρα, με πάχος συνήθως 100-200 mm και μήκος 500-2000 mm, ενώ το κενό ανάμεσα σε δύο διαδοχικά διαχωριστικά κυμαίνεται συνήθως από 50 έως 250 mm. Η απόσβεση του ήχου εξαρτάται από τρεις παράγοντες: το πάχος των διαχωριστικών, το μήκος τους και την απόσταση μεταξύ τους — όσο μεγαλύτερο είναι το πάχος και το μήκος των διαχωριστικών, και όσο μικρότερη η απόσταση μεταξύ τους, τόσο καλύτερη είναι η απόσβεση που επιτυγχάνεται.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Αποσβένει τον θόρυβο (κυρίως ανεμιστήρα)· διαχωριστικά (splitters) πάχους 100-200mm, μήκους 500-2000mm, κενό 50-250mm· απόσβεση ↑ με πάχος↑, μήκος↑, απόσταση↓
Συστήματα ύγρανσης σε μια ΚΚΜ
Ερώτηση: Τι συστήματα ύγρανσης μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε σε μία ΚΚΜ;
Απάντηση:
- §8-11(7). «Και τα δύο αυτά συστήματα έχουν υγραντήρες ψεκασμού.» «Περισσότερο ασφαλές είναι όταν ψεκάζεται ατμός αντί για νερό.» «Υπάρχουν ακόμη και οι υγραντήρες με καταιονισμό νερού που ονομάζονται και air washers.» «Υψηλό βαθμό ύγρανσης επιτυγχάνουν οι υγραντήρες τύπου pan (δοχείο).» «...η ύγρανση μπορεί να γίνεται και από ανεξάρτητους υγραντήρες που θα τοποθετηθούν μέσα στο χώρο.»
Σύνοψη: Στην ΚΚΜ μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε: (α) υγραντήρες ψεκασμού νερού, με σταγονοσυλλέκτη αμέσως μετά· (β) υγραντήρες ατμού, τοποθετημένους απευθείας στην ΚΚΜ, πιο ασφαλείς από τους υγραντήρες νερού· (γ) υγραντήρες καταιονισμού νερού (air washers), όπου το νερό πέφτει σε μεγάλες ποσότητες και ο αέρας βγαίνει σχεδόν κορεσμένος· (δ) υγραντήρες τύπου pan (δοχείο), με δοχεία νερού και κάθετες επιφάνειες συνεχώς υγρές, που επιτυγχάνουν υψηλό βαθμό ύγρανσης. Εναλλακτικά, η ύγρανση μπορεί να γίνει και με (ε) ανεξάρτητους υγραντήρες τοποθετημένους απευθείας μέσα στον κλιματιζόμενο χώρο, αντί μέσα στην ΚΚΜ.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Ψεκασμού νερού · Ατμού · Καταιονισμού/air washers · Τύπου pan (δοχείο) · Ανεξάρτητοι υγραντήρες χώρου
Το εξάρτημα μετά τον υγραντήρα ψεκασμού
Ερώτηση: Τι εξάρτημα χρησιμοποιούμε αμέσως μετά τον υγραντήρα ψεκασμού; Πού αλλού νομίζετε ότι θα πρέπει να χρησιμοποιείται αυτό το εξάρτημα και γιατί;
Απάντηση:
- §8-11(7). «Κατά κανόνα, μετά από το τμήμα ύγρανσης, τοποθετείται σταγονοσυλλέκτης.»
- §8-11(1). «Στο τμήμα των στοιχείων, αν απαιτείται, τοποθετείται και ο σταγονοσυλλέκτης. Το κατά πόσο χρειάζεται ο σταγονοσυλλέκτης εξαρτάται από την τιμή του SHF και από την ταχύτητα του αέρα. Συνήθως δεν χρειάζεται για ταχύτητα αέρα μικρότερη από 2,5 m/s.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Αμέσως μετά τον υγραντήρα ψεκασμού τοποθετείται πάντα ένας σταγονοσυλλέκτης (drift eliminator), ο οποίος συγκρατεί τα σταγονίδια νερού που παρασύρονται από το ρεύμα του αέρα, ώστε να μην περάσουν στον αεραγωγό και στους κλιματιζόμενους χώρους. Το ίδιο εξάρτημα πρέπει να χρησιμοποιείται και στο τμήμα των στοιχείων (coils) ψύξης, όταν η ταχύτητα του αέρα και η τιμή του SHF το επιβάλλουν (συνήθως για ταχύτητα πάνω από 2,5 m/s) — γιατί και εκεί, κατά την ψύξη/αφύγρανση, δημιουργείται συμπύκνωμα πάνω στα πτερύγια του στοιχείου, το οποίο μπορεί ομοίως να παρασυρθεί από τον αέρα αν η ταχύτητα είναι αρκετά μεγάλη. Και στις δύο περιπτώσεις ο λόγος χρήσης του σταγονοσυλλέκτη είναι ο ίδιος: αποτροπή μεταφοράς υγρού νερού (σταγονιδίων) στο δίκτυο αεραγωγών και στους χώρους.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Σταγονοσυλλέκτης· χρησιμοποιείται και μετά το στοιχείο ψύξης όταν ταχύτητα αέρα/SHF το επιβάλλουν (>2,5 m/s) — ίδιος λόγος: αποτροπή παρασυρμού σταγονιδίων νερού
Προσοχή με ηλεκτρικές αντιστάσεις και σύστημα ύγρανσης
Ερώτηση: Τι θα πρέπει να προσέχουμε όταν έχουμε ηλεκτρικές αντιστάσεις και σύστημα ύγρανσης;
Απάντηση:
- §8-11(7). «Οι υγραντήρες... Το μειονέκτημά τους είναι ότι χρειάζονται αυξημένη συντήρηση και έχουν περισσότερους κινδύνους, ιδίως αν υπάρχουν στην ΚΚΜ ηλεκτρικές αντιστάσεις.»
- §8-11(6). «Σχεδόν κατά κανόνα τις τοποθετούν μακριά από τα σημεία που δημιουργείται υγρασία και συχνά μάλιστα τοποθετούνται μέσα στον αεραγωγό.»
Σύνοψη: (ενδεικτική) Όταν συνυπάρχουν στην ίδια ΚΚΜ ηλεκτρικές αντιστάσεις και σύστημα ύγρανσης, το βασικό που πρέπει να προσέχουμε είναι η ασφαλής χωροθέτησή τους: οι ηλεκτρικές αντιστάσεις πρέπει να τοποθετούνται όσο το δυνατόν μακρύτερα από τα σημεία όπου δημιουργείται υγρασία (π.χ. τμήμα ύγρανσης, στοιχείο ψύξης), συνήθως πιο κάτω στη ροή του αέρα ή/και μέσα στον αεραγωγό, ώστε να αποφεύγεται η επαφή νερού (σταγονιδίων ή υγρασίας) με το ηλεκτρικό στοιχείο — κάτι που θα δημιουργούσε σοβαρό κίνδυνο βραχυκυκλώματος, ηλεκτροπληξίας ή πυρκαγιάς. Επιπλέον, το γεγονός ότι οι υγραντήρες απαιτούν αυξημένη συντήρηση σημαίνει ότι πρέπει να προβλέπεται εύκολη πρόσβαση για επιθεώρηση, ώστε τυχόν διαρροή/συμπύκνωμα να εντοπίζεται έγκαιρα πριν φτάσει κοντά στις αντιστάσεις. Συνιστάται επίσης η χρήση διατάξεων ασφαλείας (π.χ. διακόπτη ροής αέρα/υγρασιοστάτη) που εμποδίζουν τη λειτουργία των αντιστάσεων όταν δεν υπάρχει επαρκής ροή αέρα ή όταν ανιχνεύεται υπερβολική υγρασία.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Τοποθέτηση αντιστάσεων μακριά από σημεία υγρασίας (κίνδυνος βραχυκυκλώματος/ηλεκτροπληξίας)· εύκολη πρόσβαση συντήρησης υγραντήρα· διατάξεις ασφαλείας ροής αέρα/υγρασίας
