Λύσεις Ερωτήσεων-Δραστηριοτήτων (σελ. 270) – ΨΥΞΗ – ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις Ερωτήσεων-Δραστηριοτήτων

Ερωτήσεις-Δραστηριότητες κεφαλαίου 9

Ερμηνεία παραπόνων 3/10 ατόμων για ζέστη (PPD)

Ερώτηση: Σ' έναν εσωτερικό χώρο, τον Ιούλιο, τα 3 από τα 10 άτομα που βρίσκονται εκεί καθισμένα παραπονούνται ότι ζεσταίνονται. Τι μπορούμε να συμπεράνουμε για τις μέσες συνθήκες άνεσης;

Απάντηση:

• §9.1. «Ο δείκτης δυσαρέσκειας PPD υπολογίζεται, αφού προσδιορισθεί ο δείκτης PMV... όταν υπάρχει κατάσταση αίσθησης άνεσης σε κάποιο υπό μελέτη εσωτερικό χώρο (PMV=0) μόλις το 5% των ατόμων που θα βρίσκονται στο χώρο αυτό προβλέπεται ότι δεν θα νιώθουν άνετα (PPD=5)».

Σύνοψη: Το ποσοστό των δυσαρεστημένων ατόμων εδώ είναι 3/10 = 30%, δηλαδή το πραγματικό PPD ≈ 30% — πολύ μεγαλύτερο από το ελάχιστο δυνατό PPD=5% που αντιστοιχεί σε ιδανική κατάσταση άνεσης (PMV=0). Αφού μάλιστα όλα τα παράπονα αφορούν ζέστη (όχι κρύο), το PMV του χώρου είναι θετικό (πιθανότατα κοντά στο +1 «λίγη ζέστη» έως +1,5, με βάση την τυπική καμπύλη PMV-PPD του Fanger) — δηλαδή οι μέσες συνθήκες του χώρου έχουν αποκλίνει αισθητά από το ιδανικό σημείο άνεσης προς τη ζέστη. Συμπέρασμα: το κλιματιστικό σύστημα του χώρου δεν πετυχαίνει επαρκώς τις συνθήκες θερμικής άνεσης για το Ιούλιο και θα έπρεπε να μειωθεί η θερμοκρασία αέρα ή/και να αυξηθεί η ταχύτητα αέρα ή να μειωθεί η υγρασία, ώστε το PMV να πλησιάσει το 0.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• PPD πραγματικό ≈30% (πολύ πάνω από το ελάχιστο 5%)· PMV θετικό (τάση προς «ζέστη»)· ο χώρος δεν πετυχαίνει ιδανικές συνθήκες άνεσης

Παράμετροι που ρυθμίζει ένα ολοκληρωμένο σύστημα κλιματισμού

Ερώτηση: Ποιες παραμέτρους θερμικής άνεσης μπορεί να ρυθμίσει ένα ολοκληρωμένο σύστημα κλιματισμού;

Απάντηση:

• §9.2. «Οι φυσικές παράμετροι άνεσης που μπορούν να διαμορφωθούν και να ελεγχθούν από ένα ολοκληρωμένο σύστημα κλιματισμού, είναι η θερμοκρασία, η υγρασία και η ταχύτητα του αέρα στο χώρο.»

Σύνοψη: Ένα ολοκληρωμένο σύστημα κλιματισμού μπορεί να διαμορφώσει και να ελέγξει τρεις φυσικές παραμέτρους άνεσης: τη θερμοκρασία, την υγρασία και την ταχύτητα του αέρα στον κλιματιζόμενο χώρο. (Τις υπόλοιπες παραμέτρους άνεσης —θερμοκρασίες εσωτερικών επιφανειών, δραστηριότητα/ρουχισμό/ηλικία/φύλο ατόμων— δεν τις ελέγχει άμεσα το σύστημα κλιματισμού.)

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Θερμοκρασία, υγρασία, ταχύτητα αέρα χώρου

Κριτήρια επιλογής συστήματος κλιματισμού

Ερώτηση: Με τι σχετίζεται και τι λαμβάνει υπόψη η επιλογή ενός συστήματος κλιματισμού;

Απάντηση:

• §9.2. «Σε κάθε εφαρμογή, το σύστημα κλιματισμού σχετίζεται άμεσα με τη θέση, τη μορφολογία και τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του κτιρίου, το πλήθος, τις δραστηριότητες και το ρουχισμό των ατόμων σε αυτό και τέλος με τη διαμόρφωση των εσωτερικών χώρων και τον προβλεπόμενο εξοπλισμό... η επιλογή... γίνεται με κριτήριο την καλύτερη δυνατή προσέγγιση στις ιδανικές συνθήκες άνεσης... λαμβάνοντας υπόψη λογικούς περιορισμούς αρχικού και λειτουργικού κόστους και τεχνολογικών δυνατοτήτων.»

Σύνοψη: Η επιλογή ενός συστήματος κλιματισμού σχετίζεται με: τη θέση, τη μορφολογία και τα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά του κτιρίου· το πλήθος, τις δραστηριότητες και το ρουχισμό των ατόμων που θα βρίσκονται στο χώρο· τη διαμόρφωση των εσωτερικών χώρων και τον προβλεπόμενο εξοπλισμό· και τις κλιματικές συνθήκες του τόπου/εποχής. Λαμβάνει επίσης υπόψη λογικούς περιορισμούς αρχικού και λειτουργικού κόστους και τεχνολογικών δυνατοτήτων, με στόχο την καλύτερη δυνατή προσέγγιση στις ιδανικές συνθήκες άνεσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κτίριο (θέση/μορφολογία/κατασκευή)· άτομα (πλήθος/δραστηριότητα/ρουχισμός)· χώροι/εξοπλισμός· κλίμα· κόστος και τεχνολογία

Στρατηγικές άνεσης σε ζεστό γραφείο με καπνιστές δίπλα (18°C, χωρίς ρύθμιση θερμοκρασίας)

Ερώτηση: Φαντάσου τον εαυτό σου, μήνα Ιούλιο σε ένα κλειστό κλιματιζόμενο δωμάτιο γραφείου με 18 °C θερμοκρασία αέρα και έστω ότι δεν μπορείς να ρυθμίσεις προς τα πάνω τη θερμοκρασία του αέρα που κλιματίζεται (ψύχεται). Είσαι ελαφρά ντυμένος και περιμένεις εκεί ένα φίλο σου. Δίπλα σου υπάρχουν καπνιστές. Τι μπορείς να κάνεις για να νιώσεις πιο άνετα και υγιεινά, χωρίς να εγκαταλείψεις το δωμάτιο και γιατί;

Απάντηση:

• §9.1, §9.4, §9.5 (παράμετροι άνεσης, ρουχισμός/θερμική αντίσταση, ρόλος αερισμού/φιλτραρίσματος στην ποιότητα αέρα).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αφού δεν μπορείς να ρυθμίσεις τη θερμοκρασία αέρα (18 °C είναι χαμηλή για τις συνθήκες άνεσης καλοκαιριού, βλ. Πίνακα 9.2: 24-26 °C για κατοικίες/γραφεία το καλοκαίρι), η στρατηγική πρέπει να στοχεύσει στις παραμέτρους που ΕΣΥ μπορείς να ελέγξεις: α) Αύξησε τη θερμική αντίσταση του ρουχισμού σου — φόρεσε κάτι πρόσθετο (ζακέτα, πουλόβερ) αν έχεις διαθέσιμο, αφού είσαι ελαφρά ντυμένος και η ενδυμασία επηρεάζει άμεσα την αίσθηση άνεσης (§9.1, §9.4). β) Απομακρύνσου όσο γίνεται από τους καπνιστές και προτίμησε θέση κοντά σε στόμιο απαγωγής αέρα ή σε σημείο με καλύτερη κυκλοφορία/αερισμό, ώστε να μειωθεί η έκθεσή σου σε ρύπους (§9.5 — ο μηχανικός αερισμός/φιλτράρισμα βελτιώνει την ποιότητα αέρα, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία). γ) Απόφυγε καθιστική ακινησία σε ρεύμα αέρα — αν νιώθεις κρύο λόγω της χαμηλής θερμοκρασίας, μια ελαφριά κίνηση/δραστηριότητα αυξάνει τον εσωτερικό ρυθμό μεταβολισμού (Πίνακας 9.3), προσφέροντας περισσότερη εσωτερική θερμότητα που αντισταθμίζει τη χαμηλή θερμοκρασία του χώρου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Αύξηση ρουχισμού/θερμικής αντίστασης· απομάκρυνση από καπνιστές προς σημείο καλύτερου αερισμού· ελαφριά δραστηριότητα για αύξηση εσωτερικής θερμοπαραγωγής — απάντηση ανοιχτού τύπου, χωρίς μοναδική «σωστή» λύση

Εκτίμηση ταχύτητας αέρα για καθιστική εργασία σε 25°C το καλοκαίρι

Ερώτηση: Να εκτιμήσεις την ταχύτητα του ρεύματος αέρα για να νιώθεις άνετα σε ένα κλειστό χώρο με θερμοκρασία 25 °C, όταν είσαι ελαφρά ντυμένος και δουλεύεις καθιστός στο εργαστήριό σου (δραστηριότητα που ισοδυναμεί με ρυθμό μεταβολισμού Μ περίπου ίσο με 75 kcal/hm² = 87,2 W/m² επιφάνειας σώματος).

Απάντηση:

• §9.3. «Η μέση ταχύτητα του αέρα σε ένα συνήθη κατοικημένο εσωτερικό χώρο με άτομα που κάθονται δεν πρέπει να ξεπερνά τα 0,15 m/sec το χειμώνα και τα 0,25 m/sec το καλοκαίρι, ώστε να αποφεύγονται συνθήκες τοπικής δυσφορίας.» και §9.4, Πίνακας 9.3: «Καθιστική εργασία - Εργαστηρίου (πακετάρισμα, αρχείο): 80-100 W/m²».

Σύνοψη: Πρόκειται για καθιστική δραστηριότητα εργαστηρίου (Μ≈87,2 W/m², εντός του εύρους 80-100 W/m² του Πίνακα 9.3) σε συνθήκες καλοκαιριού (θερμοκρασία 25 °C, ελαφρύς ρουχισμός). Σύμφωνα με τη γενική αρχή της §9.3 για καθιστά άτομα σε τυπικό εσωτερικό χώρο, η μέση ταχύτητα αέρα δεν πρέπει να ξεπερνά τα 0,25 m/sec (το ανώτατο συνιστώμενο όριο καλοκαιριού για καθιστική δραστηριότητα) — μια ρεαλιστική εκτίμηση θα ήταν μια τιμή κοντά σε αυτό το άνω όριο (π.χ. 0,15-0,25 m/sec), ώστε να υποβοηθείται η αίσθηση δροσιάς μέσω συναγωγής/εξάτμισης χωρίς όμως να δημιουργείται τοπική δυσφορία από αισθητό ρεύμα αέρα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Έως ~0,25 m/sec (ανώτατο όριο καλοκαιριού για καθιστά άτομα, §9.3) — τυπικά 0,15-0,25 m/sec

Κατάταξη γνωστού συστήματος κλιματισμού σε βασική κατηγορία

Ερώτηση: Προσπάθησε να κατατάξεις ένα μηχάνημα ή σύστημα κλιματισμού που έχεις δει ότι εξυπηρετεί ένα χώρο ή ένα κτίριο που γνωρίζεις σε μια από τις βασικές κατηγορίες συστημάτων κλιματισμού. Μπορείς να περιγράψεις τη λειτουργία των βασικών στοιχείων του;

Απάντηση:

• §9.5. Βασικές κατηγορίες: Α) μόνο με αέρα (all-air, μονού/διπλού αγωγού), Β) μόνο με νερό (all-water, ΤΜΑΣ/Fan Coil 2-3-4 σωλήνων), Γ) αέρα-νερού· επίσης κεντρικά/ημικεντρικά/τοπικά και συστήματα απευθείας εκτόνωσης (packaged/split).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η ερώτηση ζητά προσωπική παρατήρηση, οπότε η απάντηση είναι ενδεικτική — ενδεικτικό παράδειγμα: ένα οικιακό «σπλιτάκι» κλιματιστικό κατατάσσεται στα συστήματα απευθείας εκτόνωσης (direct expansion), τύπου διμερούς/split μονάδας, τοπικού χαρακτήρα (§9.5). Τα βασικά στοιχεία του είναι: η εσωτερική μονάδα (ανεμιστήρας + ψυκτικό στοιχείο απευθείας εκτόνωσης, δηλαδή εξατμιστής, με φίλτρο αέρα) που ψύχει τον αέρα του χώρου με άμεση εξάτμιση του ψυκτικού μέσου, και η εξωτερική αερόψυκτη μονάδα συμπύκνωσης (συμπιεστής, συμπυκνωτής, βαλβίδα εκτόνωσης) που αποβάλλει τη θερμότητα στο εξωτερικό περιβάλλον. Αν το παράδειγμα ήταν μεγαλύτερο κτίριο γραφείων με κεντρική κλιματιστική μονάδα και δίκτυο αεραγωγών, θα κατατασσόταν στα συστήματα μόνο με αέρα (all-air), κεντρικού τύπου (§9.5, §9.6), με στοιχεία φίλτρων, ψυκτικού/θερμαντικού στοιχείου, υγραντήρα, ανεμιστήρων και δικτύου αεραγωγών όπως περιγράφονται στο §9.6.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Απάντηση προσωπική/ανοιχτή — τυπικό παράδειγμα: split μονάδα = απευθείας εκτόνωση, τοπικό σύστημα· ή κεντρική μονάδα γραφείων = all-air, κεντρικό σύστημα

Λειτουργία κεντρικής και τοπικής κλιματιστικής μονάδας

Ερώτηση: Ποια είναι η λειτουργία της κεντρικής κλιματιστικής μονάδας και ποια της τοπικής κλιματιστικής μονάδας;

Απάντηση:

• §9.5, §9.6. «Η βασική εγκατάσταση του συστήματος είναι η κεντρική κλιματιστική μονάδα, στην οποία με τις κατάλληλες συσκευές γίνεται η προπαρασκευή του αέρα. Στην κεντρική κλιματιστική μονάδα συναντώνται ο αέρας ανακυκλοφορίας με το φρέσκο (νωπό) αέρα...» και §9.5 για τοπικά συστήματα/split μονάδες: «Οι τοπικές αποτελούνται από μια εσωτερική μονάδα ανεμιστήρα-ψυκτικού στοιχείου απευθείας εκτόνωσης... για την εξυπηρέτηση ενός χώρου».

Σύνοψη: Η κεντρική κλιματιστική μονάδα βρίσκεται εκτός των κλιματιζόμενων χώρων (π.χ. σε μηχανοστάσιο) και εξυπηρετεί πολλούς χώρους ταυτόχρονα: εκεί συναντώνται ο αέρας ανακυκλοφορίας και ο νωπός αέρας, γίνεται η προπαρασκευή του αέρα (φιλτράρισμα, προθέρμανση, ψύξη-αφύγρανση, μεταθέρμανση, ύγρανση) και στη συνέχεια ο επεξεργασμένος αέρας διανέμεται μέσω δικτύου αεραγωγών στους διάφορους χώρους του κτιρίου. Η τοπική κλιματιστική μονάδα, αντίθετα, είναι μια αυτόνομη συσκευή (π.χ. split «σπλιτάκι» ή μονάδα ενός τεμαχίου) εγκατεστημένη μέσα ή κοντά στον ίδιο τον χώρο που εξυπηρετεί, χωρίς δίκτυο αεραγωγών προς άλλους χώρους — ψύχει/θερμαίνει (συνήθως με απευθείας εκτόνωση του ψυκτικού μέσου) τον αέρα ενός μόνο συγκεκριμένου χώρου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κεντρική: προπαρασκευάζει τον αέρα (νωπό+ανακυκλοφορία) εκτός χώρου και τον διανέμει με αεραγωγούς σε πολλούς χώρους· Τοπική: αυτόνομη μονάδα που εξυπηρετεί έναν μόνο χώρο, χωρίς δίκτυο αεραγωγών