Λύσεις — Κεφάλαιο 4: Πύργοι ψύξης (σελ. 262) – ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΙΣ ΨΥΞΗΣ ΙΙ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 4: Πύργοι ψύξης (σελ. 262)

Λύσεις των 12 ερωτήσεων του κεφαλαίου 4 (όλες θεωρητικές).

Ερώτηση 1 — Ρόλος του πύργου ψύξης

Ερώτηση: Ποιος είναι ο ρόλος του πύργου ψύξης σε μία ψυκτική εγκατάσταση;

Απάντηση:

• Οι πύργοι ψύξης χρησιμοποιούνται για να απορροφούν τη θερμότητα του νερού ψύξης των υδρόψυκτων συμπυκνωτών και να την απορρίπτουν στο περιβάλλον (σελ. 241-242). Στον συμπυκνωτή φθάνουν η θερμότητα που απορρόφησε ο εξατμιστής (= ψυκτική ικανότητα Q̇ της εγκατάστασης) και η θερμότητα συμπίεσης (≈ 33 % του Q̇ — όπως θερμαίνεται η τρόμπα του ποδηλάτου), άρα ο συμπυκνωτής πρέπει να αποβάλει 1,33 × Q̇. Στα κλειστά συστήματα το νερό ψύξης του συμπυκνωτή, παραλαμβάνοντας αυτή τη θερμότητα, θερμαίνεται (από 29,5 σε 35 °C) και πρέπει να ψυχθεί ξανά για να μπορεί να παραλάβει πάλι θερμότητα. Αυτός ακριβώς είναι ο ρόλος του πύργου ψύξης: ψύχει το νερό που κυκλοφορεί στον συμπυκνωτή (35 → 29,5 °C), απορρίπτοντας τη θερμότητα στην ατμόσφαιρα με εξάτμιση, ώστε το νερό να ανακυκλώνεται συνεχώς με την αντλία κυκλοφορίας (εικ. 4.1) αντί να αποχετεύεται — λύση απαραίτητη σε μεσαίες και μεγάλες υδρόψυκτες εγκαταστάσεις.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Να απορροφά τη θερμότητα του νερού ψύξης των υδρόψυκτων συμπυκνωτών (1,33 × ψυκτική ικανότητα) και να την απορρίπτει στο περιβάλλον — δηλαδή να ψύχει το νερό του συμπυκνωτή (35 → 29,5 °C) ώστε να ανακυκλώνεται στο κλειστό σύστημα αντί να αποχετεύεται.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ψύχει το νερό του συμπυκνωτή.

Ερώτηση 2 — Πότε χρησιμοποιείται πύργος ψύξης

Ερώτηση: Πότε χρησιμοποιείται ο πύργος ψύξης;

Απάντηση:

• Ο πύργος ψύξης χρησιμοποιείται στις υδρόψυκτες ψυκτικές εγκαταστάσεις κλειστού κυκλώματος νερού (σελ. 218-219, 242): όταν ο συμπυκνωτής είναι υδρόψυκτος και οι καταναλώσεις νερού είναι σημαντικές — δηλαδή σε μεσαίες και μεγάλες εγκαταστάσεις (κεντρικός κλιματισμός κτιρίων, ψυκτικά συγκροτήματα-chillers, βιομηχανική ψύξη) — όπου η απόρριψη του νερού ψύξης στην αποχέτευση (ανοιχτό σύστημα, αποδεκτό μόνο σε πολύ μικρές εγκαταστάσεις) θα ήταν εξαιρετικά δαπανηρή και δεν επιτρέπεται. Τότε το νερό ανακυκλώνεται: μετά τον συμπυκνωτή οδηγείται στον πύργο, ψύχεται και επιστρέφει, με συμπλήρωση μόνο των απωλειών (≈ 3 %). Προϋπόθεση: να υπάρχει διαθέσιμο νερό συμπλήρωσης σε λογικό κόστος (300 kW → 2 m³/h) — δεν σχεδιάζονται υδρόψυκτες εγκαταστάσεις με πύργο σε περιοχές με λειψυδρία· επίσης χώρος (δώμα) όπου ο θόρυβος και το ρεύμα υγρού αέρα δεν ενοχλούν.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στις υδρόψυκτες εγκαταστάσεις κλειστού κυκλώματος — μεσαίες και μεγάλες (κεντρικός κλιματισμός, chillers, βιομηχανία) — όπου η αποχέτευση του νερού ψύξης θα ήταν δαπανηρή και απαγορευμένη· το νερό ανακυκλώνεται μέσω του πύργου με συμπλήρωση ≈ 3 %· προϋπόθεση διαθέσιμο νερό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κλειστό κύκλωμα, μεσαίες-μεγάλες.

Ερώτηση 3 — Πώς ο πύργος ψύχει το νερό

Ερώτηση: Με ποιο τρόπο ο πύργος ψύξης ψύχει το νερό που κυκλοφορεί στο συμπυκνωτή;

Απάντηση:

• Η απόρριψη της θερμότητας (ψύξη του νερού) γίνεται με ανάμιξη του νερού με τον ατμοσφαιρικό αέρα και ταυτόχρονη εξάτμιση (σελ. 243): το θερμό νερό (35 °C) ψεκάζεται από ακροφύσια στο πάνω μέρος και διασκορπίζεται πάνω σε επιφάνεια συναλλαγής από επάλληλα πλαστικά φύλλα με κυψέλες (σαν καρτέλες αυγών) ή κυματώσεις, ενώ ρεύμα αέρα (από ανεμιστήρα, συνήθως αντίθετης φοράς) περνά ανάμεσα στα φύλλα, ώστε νερό και αέρας να έρχονται σε όσο το δυνατόν καλύτερη επαφή. Ένα μικρό μέρος του νερού (≈ 1 %) εξατμίζεται, παίρνοντας τη λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης από το υπόλοιπο νερό, το οποίο έτσι ψύχεται (όπως το βρεγμένο χέρι στον αέρα)· ταυτόχρονα αποδίδεται και λίγη αισθητή θερμότητα στον αέρα. Η ελάχιστη θερμοκρασία στην οποία μπορεί να ψυχθεί το νερό με τη μέθοδο αυτή είναι η θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου του αέρα (όχι του ξηρού!) — στην πράξη το νερό ψύχεται 3-5 °C πάνω από αυτήν (τυπικά 25,5 °C υγρού → 29,5 °C νερό), γιατί η πλήρης προσέγγιση θα απαιτούσε τεράστιο πύργο. Το ψυχρό νερό συγκεντρώνεται στη λεκάνη και επιστρέφει με την αντλία στον συμπυκνωτή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Με ανάμιξη του νερού με τον ατμοσφαιρικό αέρα και ταυτόχρονη εξάτμιση: το νερό ψεκάζεται και διασκορπίζεται σε κυψελοειδή πλαστική επιφάνεια, ρεύμα αέρα περνά ανάμεσα, ≈ 1 % εξατμίζεται απορροφώντας λανθάνουσα θερμότητα από το υπόλοιπο που ψύχεται· ελάχιστο όριο η θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου, πρακτικά 3-5 °C πάνω από αυτήν.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ανάμιξη + εξάτμιση ≈ 1 %.

Ερώτηση 4 — Περιοχή ψύξης και προσέγγιση

Ερώτηση: Τι είναι η περιοχή ψύξης και η προσέγγιση;

Απάντηση:

• Είναι τα δύο βασικά μεγέθη λειτουργίας ενός πύργου ψύξης (σελ. 244): Περιοχή ψύξης (range) ονομάζεται η διαφορά θερμοκρασίας του νερού μεταξύ εισόδου και εξόδου στον πύργο ψύξης — δηλαδή πόσο ψύχεται το νερό στον πύργο· ισούται με την άνοδο θερμοκρασίας του νερού στον συμπυκνωτή (τυπικά 35 − 29,5 = 5,5 °C) και, για δεδομένη παροχή, καθορίζει τη θερμότητα που απορρίπτεται. Προσέγγιση (approach) ονομάζεται η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας εξόδου του νερού από τον πύργο και της θερμοκρασίας υγρού θερμομέτρου του αέρα — δείχνει πόσο κοντά φτάνει ο πύργος στο θεωρητικό όριο ψύξης (το υγρό θερμόμετρο)· όσο μικρότερη η προσέγγιση, τόσο μεγαλύτερος/αποδοτικότερος ο πύργος (τυπικά 4 °C: 29,5 − 25,5). Παράδειγμα του βιβλίου: αέρας 38 °C ξηρού / 27 °C υγρού θερμομέτρου, πύργος ψύχει το νερό από 40 στους 31 °C → περιοχή ψύξης = 40 − 31 = 9 °C, προσέγγιση = 31 − 27 = 4 °C. Τα δύο μεγέθη, μαζί με τη θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου και την παροχή, είναι τα στοιχεία με τα οποία επιλέγεται ο πύργος από πίνακες/διαγράμματα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Περιοχή ψύξης = η διαφορά θερμοκρασίας του νερού μεταξύ εισόδου και εξόδου στον πύργο (πόσο ψύχεται, π.χ. 40 − 31 = 9 °C). Προσέγγιση = η διαφορά θερμοκρασίας εξόδου του νερού και θερμοκρασίας υγρού θερμομέτρου του αέρα (πόσο κοντά στο θεωρητικό όριο, π.χ. 31 − 27 = 4 °C).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Range = είσοδος − έξοδος· approach = έξοδος − υγρό θερμ.

Ερώτηση 5 — Τυπικές συνθήκες ονομαστικής ικανότητας

Ερώτηση: Ποιες είναι οι τυπικές συνθήκες για τις οποίες υπολογίζεται η ονομαστική ικανότητα του πύργου ψύξης;

Απάντηση:

• Οι τυπικές συνθήκες εξωτερικού αέρα για τις οποίες υπολογίζονται συνήθως οι πύργοι ψύξης και για τις οποίες οι πίνακες των κατασκευαστών δίνουν την ονομαστική ικανότητα είναι (σελ. 243-244, 256): θερμοκρασία ξηρού θερμομέτρου: 35 °C και θερμοκρασία υγρού θερμομέτρου: 25,5 °C. Ο πύργος υπολογίζεται να ψύχει το νερό σε θερμοκρασία 4 °C πάνω από το υγρό θερμόμετρο, δηλαδή θερμοκρασία εξόδου νερού 29,5 °C (προσέγγιση 4 °C), με θερμοκρασία εισόδου νερού 35 °C (περιοχή ψύξης 5,5 °C — η άνοδος στον συμπυκνωτή). Έτσι ο πίνακας της εικ. 4.9 σημειώνει: «οι ονομαστικές αποδόσεις επιτυγχάνονται για θερμοκρασία εξόδου νερού 29,5 °C, εισόδου 35 °C και υγρού θερμομέτρου 25,5 °C». Για διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας (άλλο υγρό θερμόμετρο, άλλη περιοχή ή προσέγγιση) οι κατασκευαστές δίνουν κατάλληλα διαγράμματα ή ηλεκτρονικά προγράμματα επιλογής, από τα οποία υπολογίζεται η πραγματική απόδοση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ξηρό θερμόμετρο 35 °C, υγρό θερμόμετρο 25,5 °C, νερό εισόδου 35 °C και εξόδου 29,5 °C (4 °C πάνω από το υγρό θερμόμετρο, περιοχή 5,5 °C) — σε αυτές δίνουν οι πίνακες την ονομαστική ικανότητα· για άλλες συνθήκες χρησιμοποιούνται διαγράμματα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• 35/25,5 °C αέρας, νερό 35 → 29,5 °C.

Ερώτηση 6 — Είδη πύργων εξαναγκασμένης κυκλοφορίας αέρα

Ερώτηση: Ποια είναι τα είδη των πύργων ψύξης εξαναγκασμένης κυκλοφορίας αέρα;

Απάντηση:

• Οι πύργοι ψύξης με εξαναγκασμένη κυκλοφορία αέρα (με ανεμιστήρες — οι μόνοι που χρησιμοποιούνται στον κλιματισμό και την ψύξη· απεριόριστη ικανότητα, θορυβώδεις, με κόστος και κατανάλωση νερού) κατασκευάζονται σε τέσσερις διαφορετικές μορφές, ανάλογα με τη σχετική κίνηση νερού-αέρα και τη θέση του ανεμιστήρα (σελ. 246-247, εικ. 4.2): α) Πύργοι ψύξης ομορροής — το νερό και ο αέρας έχουν την ίδια κατεύθυνση (και τα δύο από πάνω προς τα κάτω). β) Πύργοι ψύξης σταυρορροής — το νερό και ο αέρας κινούνται σε διασταυρούμενα ρεύματα (νερό κατακόρυφα, αέρας οριζόντια μέσα από την επιφάνεια διασκορπισμού). γ) Πύργοι ψύξης αντιρροής αναρρόφησης — νερό και αέρας σε αντίθετα ρεύματα και ο ανεμιστήρας (στην κορυφή) αναρροφά τον αέρα από τον πύργο. δ) Πύργοι ψύξης αντιρροής κατάθλιψης — νερό και αέρας σε αντίθετα ρεύματα και ο ανεμιστήρας (στη βάση) καταθλίβει αέρα μέσα στον πύργο· ο πιο συνηθισμένος στην Ελλάδα, με φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες. Κοινά μέρη όλων: είσοδος νερού, σωλήνωση διασκορπισμού με ακροφύσια, ανεμιστήρας, επιφάνεια διασκορπισμού, έξοδος αέρα με σταγονοσυλλέκτες, λεκάνη, έξοδος νερού με σίτα, είσοδος αέρα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τέσσερις μορφές κατά τη σχετική ροή νερού-αέρα: α) ομορροής (ίδια κατεύθυνση), β) σταυρορροής (διασταυρούμενα ρεύματα), γ) αντιρροής αναρρόφησης (αντίθετα ρεύματα, ο ανεμιστήρας αναρροφά από τον πύργο), δ) αντιρροής κατάθλιψης (αντίθετα ρεύματα, ο ανεμιστήρας καταθλίβει αέρα στον πύργο).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ομορροής, σταυρορροής, αντιρροής αναρρόφησης/κατάθλιψης.

Ερώτηση 7 — Ποιος τύπος χρησιμοποιείται κυρίως στην Ελλάδα

Ερώτηση: Ποιο είδος πύργου ψύξης χρησιμοποιείται κυρίως στην Ελλάδα;

Απάντηση:

• Ο πιο συνηθισμένος τύπος πύργου ψύξης που κατασκευάζεται στην Ελλάδα και τοποθετείται στις περισσότερες εγκαταστάσεις κλιματισμού είναι ο πύργος αντιρροής κατάθλιψης, με έναν ή περισσότερους φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες (σελ. 248, 260, εικ. 4.3, 4.7): ο ανεμιστήρας, τοποθετημένος στο κάτω μέρος, καταθλίβει αέρα μέσα στον πύργο που ανεβαίνει αντίθετα προς το νερό που ψεκάζεται από πάνω. Χαρακτηριστικά κατασκευής: κιβώτιο από ισχυρά γαλβανισμένο χαλυβδοέλασμα χωρίς συγκολλήσεις (βιδωτό) — γιατί λειτουργεί σε εξαιρετικά διαβρωτικές συνθήκες (θερμό ρεύμα υγρού αέρα) και το καλό γαλβάνισμα καθορίζει τη διάρκεια ζωής· εσωτερικές σωληνώσεις διασκορπισμού και ακροφύσια από σκληρό PVC· πλαστική κυψελοειδής επιφάνεια διασκορπισμού· σταγονοσυλλέκτης στην κορυφή· λεκάνη με φλοτέρ συμπλήρωσης, σίτα στην αναχώρηση και υπερχείλιση (μέρη 1-9 της εικ. 4.3). Παράδειγμα ελληνικής κατασκευής με τέσσερις φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες στην εικ. 4.7.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο πύργος αντιρροής κατάθλιψης με έναν ή περισσότερους φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες που καταθλίβουν αέρα αντίθετα στο ψεκαζόμενο νερό· κατασκευή από ισχυρά γαλβανισμένο βιδωτό χαλυβδοέλασμα, με σωληνώσεις-μπεκ από PVC, πλαστική επιφάνεια διασκορπισμού, σταγονοσυλλέκτη, λεκάνη με φλοτέρ και σίτα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Αντιρροής κατάθλιψης, φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες.

Ερώτηση 8 — Επιφάνεια διασκορπισμού

Ερώτηση: Τι είναι η επιφάνεια διασκορπισμού σε ένα πύργο ψύξης;

Απάντηση:

• Η επιφάνεια διασκορπισμού (επιφάνεια συναλλαγής, πλήρωση) είναι το εσωτερικό «γέμισμα» του πύργου πάνω στο οποίο ψεκάζεται και διασκορπίζεται το νερό, ώστε να έρχεται σε όσο το δυνατόν καλύτερη επαφή με τον αέρα που κυκλοφορεί μέσα από τον πύργο και να διευκολύνεται η εξάτμιση (σελ. 243, 249, εικ. 4.3 μέρος 4, εικ. 4.6). Αποτελείται από επάλληλα πλαστικά φύλλα (PVC) με κυψέλες — κάτι παρόμοιο σε μορφή με τις καρτέλες αυγών — ή με κυματώσεις, τοποθετημένα κατάλληλα μέσα στον πύργο κάτω από τη σωλήνωση διασκορπισμού: το νερό απλώνεται σε λεπτό στρώμα και σταγονίδια πάνω στα φύλλα, αυξάνοντας τεράστια την επιφάνεια και τον χρόνο επαφής, ενώ ο αέρας περνά ανάμεσα στα φύλλα (στην αντιρροή από κάτω προς τα πάνω). Κατασκευάζεται από πλαστικό υλικό για να μη διαβρώνεται και για ελαφρότητα· πρέπει να διατηρείται καθαρή από άλατα, φύκια και ξένα σώματα, γιατί το βούλωμά της μειώνει την απόδοση του πύργου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το πλαστικό «γέμισμα» του πύργου — επάλληλα φύλλα PVC με κυψέλες (σαν καρτέλες αυγών) ή κυματώσεις — πάνω στο οποίο διασκορπίζεται το ψεκαζόμενο νερό σε λεπτό στρώμα ώστε να έρχεται σε καλύτερη επαφή με τον αέρα που περνά ανάμεσα στα φύλλα και να διευκολύνεται η εξάτμιση· πλαστική για να μη διαβρώνεται.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κυψελοειδή φύλλα PVC για επαφή νερού-αέρα.

Ερώτηση 9 — Πώς επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του αέρα

Ερώτηση: Πώς επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του αέρα σε ένα πύργο ψύξης;

Απάντηση:

• Στους πύργους ψύξης των εγκαταστάσεων κλιματισμού-ψύξης (εξαναγκασμένης κυκλοφορίας) η κυκλοφορία του αέρα επιτυγχάνεται με ανεμιστήρες (σελ. 245-249): α) στον πύργο αντιρροής κατάθλιψης — τον συνηθέστερο στην Ελλάδα — ένας ή περισσότεροι φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες, τοποθετημένοι στο κάτω/πλευρικό μέρος, καταθλίβουν (φυσούν) αέρα μέσα στον πύργο, δημιουργώντας ρεύμα αέρα αντίθετης φοράς από το νερό (αέρας από κάτω προς τα πάνω, νερό από πάνω προς τα κάτω) μέσα από την επιφάνεια διασκορπισμού· ο υγρός αέρας εξέρχεται από την κορυφή μέσω των σταγονοσυλλεκτών· β) στον πύργο αντιρροής αναρρόφησης ο (συνήθως αξονικός) ανεμιστήρας στην κορυφή αναρροφά τον αέρα μέσα από τον πύργο· γ) στους πύργους ομορροής και σταυρορροής ο ανεμιστήρας κινεί τον αέρα ομόρροπα ή εγκάρσια στο νερό. Σε πύργους φυσικής κυκλοφορίας (μεγάλοι υπερβολοειδείς πύργοι θερμοηλεκτρικών σταθμών — όχι στον κλιματισμό) ο αέρας κινείται από μόνος του, λόγω της άνωσης του θερμού-υγρού αέρα (φαινόμενο καμινάδας). Η παροχή αέρα είναι σημαντικό μέγεθος επιλογής (π.χ. CT-15: 19.200 m³/h με ισχύ ανεμιστήρων 4 kW).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Με ανεμιστήρες: στον πύργο αντιρροής κατάθλιψης φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες στη βάση καταθλίβουν αέρα μέσα στον πύργο, αντίθετα προς το νερό, που εξέρχεται από την κορυφή μέσω σταγονοσυλλεκτών· στον αντιρροής αναρρόφησης ο ανεμιστήρας στην κορυφή αναρροφά· στους ομορροής/σταυρορροής ομόρροπα ή εγκάρσια. Οι πύργοι φυσικής κυκλοφορίας (σταθμοί ενέργειας) στηρίζονται στην άνωση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ανεμιστήρες (κατάθλιψη/αναρρόφηση).

Ερώτηση 10 — Πώς επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του νερού πύργου-συμπυκνωτή

Ερώτηση: Πώς επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του νερού μεταξύ πύργου ψύξης και συμπυκνωτή;

Απάντηση:

• Η κυκλοφορία του νερού μεταξύ πύργου ψύξης και υδρόψυκτου συμπυκνωτή γίνεται με αντλία κυκλοφορίας νερού, μέσω δικτύου γαλβανισμένων σιδηροσωλήνων ανθεκτικών στη διάβρωση (σελ. 252-253, 257-259, εικ. 4.1, 4.8): η αντλία αναρροφά το ψυχρό νερό (29,5 °C) από τη λεκάνη του πύργου (έξοδος με σίτα) και το στέλνει στον συμπυκνωτή, απ' όπου το θερμό νερό (35 °C) επιστρέφει στη σωλήνωση διασκορπισμού του πύργου. Εξαρτήματα του δικτύου: φίλτρο νερού στην αναρρόφηση της αντλίας (προστασία του συμπυκνωτή από ξένα σώματα του ανοικτού πύργου — αν βουλώσει, κακή κυκλοφορία, άνοδος πίεσης και «κόψιμο από υψηλή» → καθαρισμός)· ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα στη σύνδεση νερού πόλης για συμπλήρωση της λεκάνης μόνο όταν λειτουργεί ο πύργος (μαζί με το φλοτέρ)· βαλβίδα ασφαλείας στον συμπυκνωτή (υπερπίεση ψυκτικού)· μανόμετρα σε διάφορα σημεία (από τις ενδείξεις τους υπολογίζεται η παροχή και ελέγχονται συμπυκνωτής, αντλία, φίλτρο)· κρουνοί εισόδου-εξόδου του συμπυκνωτή για τον χημικό καθαρισμό. Οι αντλίες είναι είτε αντλητικά συγκροτήματα (γωνιακή διάταξη στομίων, σε μεταλλική βάση δαπέδου) είτε in-line (γραμμική διάταξη στομίων, εν σειρά με τον σωλήνα, όπως οι κυκλοφορητές)· επιλέγονται ώστε το σημείο λειτουργίας τους (παροχή-μανομετρική πίεση από τη χαρακτηριστική καμπύλη) να δίνει την απαιτούμενη παροχή (0,23 m³/h ανά kW), γιατί μικρές αποκλίσεις παροχής μεταβάλλουν σημαντικά την ικανότητα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Με αντλία κυκλοφορίας (αντλητικό συγκρότημα σε βάση ή in-line) και δίκτυο γαλβανισμένων σιδηροσωλήνων: αναρρόφηση από τη λεκάνη του πύργου μέσω σίτας και φίλτρου νερού, κατάθλιψη στον συμπυκνωτή, επιστροφή του θερμού νερού στους ψεκαστήρες· στο δίκτυο ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα συμπλήρωσης, βαλβίδα ασφαλείας συμπυκνωτή, μανόμετρα, κρουνοί χημικού καθαρισμού· παροχή ≈ 0,23 m³/h ανά kW.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Αντλία + γαλβανισμένο δίκτυο + φίλτρο.

Ερώτηση 11 — Σημείο λειτουργίας αντλίας

Ερώτηση: Τι είναι το σημείο λειτουργίας μίας αντλίας;

Απάντηση:

• Η λειτουργία μιας αντλίας παριστάνεται γραφικά με τη χαρακτηριστική καμπύλη της (εικ. 4.10): για κάθε παροχή Q (m³/h) η συγκεκριμένη αντλία μπορεί να αναπτύξει μια ορισμένη μανομετρική πίεση H (mΣΝ) — όσο μεγαλύτερη η παροχή, τόσο μικρότερη η πίεση. Σημείο λειτουργίας ονομάζεται το ζευγάρι τιμών παροχής-πίεσης που έχει επιλεγεί για να λειτουργήσει η αντλία, δηλαδή το σημείο της χαρακτηριστικής καμπύλης στο οποίο δουλεύει πραγματικά η αντλία μέσα στο συγκεκριμένο δίκτυο (σελ. 257-258) — καθορίζεται από την αντίσταση (απώλειες) του δικτύου σωληνώσεων, συμπυκνωτή, φίλτρου. Παράδειγμα: αντλία που αναπτύσσει πίεση 30 mΣΝ (≈ 3 atm) → από την καμπύλη παροχή 21 m³/h (σημείο Α). Εύρεση στην πράξη: τοποθετούμε μανόμετρα στα άκρα της αντλίας και μετρούμε την πίεση· η διαφορά τους είναι η πίεση που αναπτύσσει η αντλία: κατάθλιψη 30 mΣΝ − αναρρόφηση 5 mΣΝ = 25 mΣΝ → από τη χαρακτηριστική σημείο Β → παροχή 27 m³/h. Η σωστή επιλογή του σημείου λειτουργίας είναι σημαντική, γιατί η ικανότητα των κλιματιστικών μηχανημάτων μεταβάλλεται σημαντικά ακόμη και με μικρές αποκλίσεις της παροχής από τις κανονικές συνθήκες.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το ζεύγος τιμών παροχής-μανομετρικής πίεσης που έχει επιλεγεί για να λειτουργεί η αντλία — το σημείο της χαρακτηριστικής καμπύλης H-Q στο οποίο δουλεύει μέσα στο δίκτυο (π.χ. 30 mΣΝ → 21 m³/h, σημείο Α)· βρίσκεται μετρώντας με μανόμετρα την πίεση στα άκρα της αντλίας (30 − 5 = 25 mΣΝ → σημείο Β → 27 m³/h).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ζεύγος (Q, H) στη χαρακτηριστική.

Ερώτηση 12 — Είδη αντλιών κυκλοφορίας νερού

Ερώτηση: Ποια είναι τα είδη των αντλιών;

Απάντηση:

• Οι αντλίες κυκλοφορίας νερού των εγκαταστάσεων (φυγοκεντρικές) κατασκευάζονται σε δύο είδη, ανάλογα με τη διάταξη των στομίων τους (σελ. 258-259, εικ. 4.11): α) Αντλίες σε γωνιακή διάταξη στομίων — τα γνωστά «αντλητικά συγκροτήματα»: το στόμιο αναρρόφησης είναι αξονικό και το στόμιο κατάθλιψης ακτινικό (σε γωνία 90°)· η αντλία με τον ηλεκτροκινητήρα της (απευθείας σύζευξη ή κόπλερ) τοποθετείται σε μεταλλική βάση στο δάπεδο του μηχανοστασίου (με αντικραδασμικά)· για μεγάλες παροχές και πιέσεις. β) Αντλίες σε γραμμική διάταξη στομίων — «in-line» (εν σειρά): τα στόμια αναρρόφησης και κατάθλιψης βρίσκονται στον ίδιο άξονα, όπως στους κυκλοφορητές, οπότε η αντλία τοποθετείται «εν σειρά» πάνω στον σωλήνα, χωρίς βάση, στηριζόμενη από τις φλάντζες· ο κινητήρας είναι κατακόρυφος· συμπαγείς, για μικρές-μεσαίες παροχές. Και στα δύο είδη η επιλογή γίνεται από τη χαρακτηριστική καμπύλη με βάση το σημείο λειτουργίας (απαιτούμενη παροχή και μανομετρικό δικτύου).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Δύο είδη κατά τη διάταξη στομίων: α) γωνιακής διάταξης — τα αντλητικά συγκροτήματα, με αξονική αναρρόφηση και ακτινική κατάθλιψη, τοποθετούμενα σε μεταλλική βάση στο δάπεδο· β) γραμμικής διάταξης «in-line» — στόμια στον ίδιο άξονα, όπως οι κυκλοφορητές, τοποθετούμενες εν σειρά πάνω στον σωλήνα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Αντλητικά συγκροτήματα / in-line.