wentylacji i klimatyzacji

Transkrypt

1 Ocena systemu wentylacji i klimatyzacji z uwzględnieniem wymagań ochrony przeciwpoŝarowej i akustycznej Dr inż. Michał Kozioł

2 Wentylacja naturalna grawitacyjna (EN 12792:2003) Wentylacja planowany nawiew i usuwanie powietrza z obsługiwanego pomieszczania Wentylacja naturalna dopływ powietrza zewnętrznego przez nieszczelności (infiltracja) i otwory (wentylacja) w budynku, następujący w wyniku różnicy ciśnień, bez wspomagania urządzeniami zasilanymi elektrycznie: wietrzenie wentylacja grawitacyjna wentylacja poprzeczna Wietrzenie wentylacja naturalna następująca w wyniku otwierania okien Wentylacja grawitacyjna wentylacja naturalna za pomocą przewodów zamontowanych pionowo lub co najwyżej pod kątem 45 0 C Wentylacja poprzeczna wentylacja naturalna, którą charakteryzuje przepływ powietrza wywołany głównie przez wpływ ciśnienia wiatru na fasady budynku, bez znaczącego wpływu efektu kominowego w budynku 2 Wentylacja budynków. Symbole, terminologia i oznaczenia na rysunkach (EN 12792:2003)

3 Cecha: Wentylacja naturalna Przepływ powietrza następuje tylko na skutek różnicy ciśnień, w wyniku działania wiatru i/lub różnicy temperatur panujących na zewnątrz i wewnątrz budynku. Wymiana powietrza nie zawsze jest kontrolowana Przykłady: Wentylacja szczelinowa poprzez szczeliny okien, drzwi, inne nieszczelności Wentylacja okienna, poprzez otwieranie okien Wentylacja szybami, wskutek działania efektu kominowego szyb Wentylacja wywietrznikami dachowymi wymiana przez działanie ciągu i wiatru w wywietrznikach dachowych 3

4 Wentylacja naturalna Wentylacja hybrydowa wentylacja działająca na zasadzie, w myśl której wentylacja naturalna może być co najmniej okresowo wspomagana lub zastępowana wentylacją mechaniczną Aeracja (napowietrzanie) - naturalna wentylacja występująca na skutek działania wiatru oraz ciśnienia grawitacyjnego. Wykorzystywana jest przez odpowiednie zestawienie i ukształtowanie regulowanych otworów i kanałów w przegrodach budowlanych (np. w wyciągach kominowych). 4

5 Wentylacja mechaniczna Wentylacja mechaniczna wentylacja ze wspomaganiem zasilanych elektrycznie urządzeń wprawiających powietrze w ruch (przepływ czynnika (powietrza) jest wymuszany poprzez urządzenia) Zadania instalacji usuwanie z pomieszczeń m.in.: zanieczyszczeń powietrza (gazowych substancji szkodliwych i zapachowych, pyłów) wydzielonego ciepła jawnego, wydzielonego ciepła utajonego (przy nawilżaniu, osuszaniu). 5

6 Wentylacja mechaniczna Klasyfikacja instalacji ze względu na rodzaj powietrza lub funkcji wentylacji (z powietrzem zewnętrznym lub bez niego; powietrze odprowadzane, zewnętrzne, recyrkulacyjne, mieszanie powietrza); według rodzaju obróbki powietrza: grzania, chłodzenia, nawilżania, osuszania; ze względu na rodzaj budowy: centrale wentylacyjne i klimatyzacyjne, w których poszczególne podzespoły instalowane są w miejscu ustawienia, w specjalnych pomieszczeniach (zabudowa segmentowa) - podzespołów razem nie można transportować ani przenosić, urządzenia wentylacyjne i klimatyzacyjne, w których poszczególne podzespoły wbudowane we wspólna przenośną obudowę (obudowa blokowa). 6

7 Instalacje informacje wstępne (EN 12792:2003) Powietrze zewnętrzne powietrze dopływające w kontrolowany sposób z zewnątrz do instalacji lub otworu, przed jego uzdatnieniem. Powietrze nawiewane strumień powietrza dopływającego do obsługiwanego pomieszczenia lub powietrze doprowadzane do instalacji po uzdatnieniu. Powietrze pierwotne powietrze doprowadzane do obsługiwanego pomieszczenia. Powietrze wewnętrzne powietrze w obsługiwanym pomieszczeniu. Powietrze wtórne powietrze występujące w przeważającej ilości w obsługiwanym pomieszczeniu. 7

8 Instalacje informacje wstępne (EN 12792:2003) Powietrze recyrkulacyjne powietrze wywiewane, które jest kierowane ponownie do centrali wentylacyjnej/klimatyzacyjnej (części powietrza wywiewanego, które jest do pomieszczenia ponownie doprowadzane). Powietrze mieszane - mieszanina powietrza zewnętrznego i recyrkulacyjnego. Powietrze wyrzutowe powietrze usuwane do atmosfery (powietrze odprowadzane). Powietrze wywiewane - powietrze opuszczające obsługiwane pomieszczenie. 8

9 Instalacje informacje wstępne Elementy instalacji wentylacji i klimatyzacji: przewody wentylacji grawitacyjnej; nawiewniki i wywiewniki; urządzenia do przepływu powietrza montowane w przegrodach zewnętrznych (nawiewniki powietrza zewnętrznego) i wewnętrznych (urządzenia wyrównawcze); urządzenia do regulacji, w tym do regulacji automatycznej; przewody; wentylatory; filtry; urządzenia do odzyskiwania ciepła; urządzenia do ogrzewania/chłodzenia powietrza nawiewanego; urządzenia do recyrkulacji powietrza (np. uzdatnianie); urządzenia specjalne np. okapy kuchenne; nasady kominowe; przepustnice; urządzenia do tłumienia hałasu. 9

10 Instalacje informacje wstępne Podstawowe elementy instalacji wentylacji i klimatyzacji [1] 10

11 Oznaczenia w normie (EN 12792:2003) 11

12 Montaż kanału wentylacyjnego 12

13 Objawy złej pracy wentylacji Widoczne pleśń skropliny pary wodnej na szybach ciąg wsteczny powietrza przez kratki wentylacyjne (objawia się między innymi poprzez zapachy pleśni, wlot pyłów, zapachy potraw, papierosów (w budynkach wielopiętrowych) Niewidoczne objawy częste bóle głowy, zmęczenie. podrażnione błony śluzowe choroby układu oddechowego alergie niszczenie ścian budynku 13

14 Wentylacja naturalna - szczelinowa Wentylacja szczelinowa (infiltracja) - spowodowana przenikaniem powietrza do pomieszczenia przez nieszczelności okien i drzwi, a także w nikłej mierze przez ściany. Warunkiem działania tej wentylacji jest różnica ciśnień wewnątrz i zewnątrz powodowana z jednej strony przez różnice temperatur, z drugiej strony przez uderzenia wiatru pomiędzy stroną nawietrzną i zawietrzną budynku. Jeżeli temperatura we wnętrzu pomieszczenia jest wyższa aniżeli na zewnątrz, (np. ogrzewane pomieszczenia zimą) to w wyniku różnej gęstości ciepłego i zimnego powietrza, na wewnętrznej ścianie u góry powstanie małe nadciśnienie, a na dole nieznaczne podciśnienie w stosunku do powietrza zewnętrznego. Pomimo wymagań dotyczących izolacji cieplnej, istnieje pewna liczba otworów w postaci szczelin przy oknach i drzwiach. Przez dolne szczeliny napływa zimne powietrze, a przez górne wypływa ciepłe powietrze. 14

15 Wentylacja naturalna - szczelinowa W wysokich pomieszczeniach, np. w klatkach schodowych, kościołach, w szybach wind, różnica ciśnień wywołana przez temperaturę jest dość znaczna i przy swobodnym dopływie powietrza może spowodować dużą wymianę powietrza. Dlatego w tego rodzaju budynkach (typach szybu), nie tylko w klatkach schodowych, lecz również na dolnych piętrach, zapotrzebowanie na ciepło wskutek wentylacji jest większe aniżeli na wyższych piętrach. Natężenie wymiany powietrza jest zależne od wielkości wierzchni szczelin w poszyciu. Ustalone (doświadczalnie) wielkości wymian powietrza w ciągu godziny wahają się w szerokich granicach np. dla pomieszczeń mieszkalnych zimą od Przy czym dla niektórych typów nowych okien przez szczeliny otrzymuje się tylko 0.1. Uderzenie wiatru znacznie zwiększa naturalną wymianę powietrza przez okna i drzwi ponieważ po stronie wiatru powstaje nadciśnienie. Przy silnym oddziaływaniu wiatru godzinowa wymiana powietrza może wzrosnąć kilkakrotnie, tak że nastąpi znaczne wychłodzenie pomieszczeń. 15

16 Wentylacja naturalna - szczelinowa W wysokich budynkach o szczelnych przegrodach poziomych zapotrzebowanie na ciepło wentylacyjne zwiększa się na górnych piętrach ponieważ z wysokością wzrasta prędkość wiatru. W wielu pomieszczeniach, zwłaszcza mieszkalnych, wymiana powietrza przez szczeliny jest wystarczająca, aby jakość powietrza utrzymać w granicach komfortu (w razie potrzeby można stosować wentylację okienną). Przy doborze grzejników należy jednak uwzględnić stratę ciepła spowodowaną wentylacją. Przy bardzo szczelnych oknach i istnieniu palenisk (termy gazowe, piece) w mieszkaniach występuje niebezpieczeństwo zatrucia CO. 16

17 Wentylacja naturalna - wietrzenie Wietrzenia (wentylacja uderzeniowa, wentylacja okienna) - wymianę powietrza przez otwarcie okien. Gdy na zewnątrz powietrze jest zimniejsze aniżeli wewnątrz, to przy braku wiatru powietrze zewnętrzne napływa przez dolną cześć otworu, a przez górną wypływa. Pomimo znajdujących się pod oknem grzejników, zjawisko ciągu jest nieuniknione, tak że wentylacja okienna służyć może, (przynajmniej w zimie), do krótkotrwałego, szybkiego odnowienia powietrza. Latem natężenie wentylacji okiennej zależy w znacznym stopniu od oddziaływania wiatru,ale także od różnicy temperatur) spowodowanej promieniowaniem słonecznym. Przy wentylacji poprzecznej, tzn. przy dwustronnym rozmieszczeniu okien, odnowienie powietrza jest naturalnie duże. 17

18 Wentylacja naturalna - wietrzenie Przybliżone wartości ilości wymian powietrza: okno, drzwi zamknięte 0-0,5 h -1 okno odchylone, brak żaluzji 0,3-1,5 h -1 okno półotwarte 5-10 h -1 okno całkowicie otwarte h -1 okno, drzwi otwarte położone naprzeciw siebie do 40 h -1. W budynkach biurowych, wentylacja okienna powinna mieć miejsce ze względów ekonomicznych i psychologicznych tylko przez około 25-30% rocznego czasu pracy. W pozostałym okresie zaleca się stosowanie instalacji z kontrolowaną wymianą powietrza. Wentylacja okienna nie jest możliwa w budynkach, które z uwagi na usytuowanie lub wysokość narażone są na uciążliwości takie, jak hałas, wiatr lub zapylenie. 18

19 Wentylacja naturalna - wietrzenie Przy zastosowaniu okien z przewietrznikami odchylnymi w zimie powietrze z pomieszczenia wypływa przez okno, podczas gdy napływające powietrze znajduje drogę przez nieszczelności okien i drzwi. [1] Ponieważ otwór wyrównawczy znajduje się w górnej części, w pomieszczeniu panuje małe podciśnienie, tak że ten rodzaj wentylacji okiennej nadaje się do toalet i małych kuchni. 19

20 Wentylacja naturalna - wietrzenie Najkorzystniejsze z punktu widzenia wentylacji są okna przesuwne, ponieważ w zależności od zapotrzebowania na powietrze i oddziaływania wiatru, można stworzyć łatwo nastawialny otwór, zarówno w górnej jak i w dolnej części okna (z lewej[1]). Podobne działanie występuje przy przewietrzniku odsuwanym równolegle (z prawej). Jednak kontrolowanej wymiany powietrza, przy tym rodzaju wentylacji nie można osiągnąć (wentylacja ciągła). 20

21 Wentylacja naturalna grawitacyjna Naturalną, intensywną wymianę powietrza można uzyskać gdy pomieszczenie przewietrzane posiada szyb, wyprowadzony ponad dach. Powoduje to wzrost ciągu, który rośnie proporcjonalnie do wysokości, tak że w całym pomieszczeniu panuje podciśnienie (efekt kominowy). Gdy równocześnie występują otwory doprowadzające powietrze, to przy dostatecznej różnicy temperatury zewnętrznej i wewnętrznej, można osiągnąć znaczną wymianę powietrza. 21

22 Wentylacja naturalna grawitacyjna Przy jednakowych temperaturach żaden ruch powietrza nie jest możliwy. Gdy na zewnątrz jest cieplej aniżeli wewnątrz, kierunek ruchu powietrza nawet się odwraca i przez szyb przedostaje się ciepłe powietrze 22

23 Wentylacja naturalna grawitacyjna Aby latem pobudzić odpowietrzanie przez szyb, dawniej u stopy szybu umieszczano urządzenie grzejne, np. grzejnik elektryczny lub otwarty płomień gazowy, dzisiaj skuteczniejsze i tańsze jest umieszczenie wentylatora. Następnym ulepszeniem wentylacji szybowej są nasadki przewietrzające (deflektory) które przy oddziaływaniu wiatru przez wytworzenie podciśnienia zwiększają ciąg w szybie, przy braku wiatru są jednak bezskuteczne. Nasadki przewietrzające: a) wirnikowy, b) walcowy, c) kołpak ssący, d) stała głowica ssąca, e) obrotowa głowica ssąca, f) gwiaździsty, g) deflektor żaluzjowy 23

24 Wentylacja naturalna grawitacyjna WENTYLACJA WYWIETRZNIKAMI DACHOWYMI Wentylacja wywietrznikami dachowymi - wentylacja naturalna, która funkcjonuje poprzez nasadki (jak slajd poprzedni), krótkie szyby (wieżyczki ze stałymi lub nastawnymi żaluzjami) lub podobne otwory odpowietrzające w dachu budynku. Metod stosowana w zakładach przemysłowych, szczególnie w zakładach gorących jak np.: elektrownie, stalownie, odlewnie. 24

25 Wentylacja naturalna grawitacyjna Aby regulować wymianę powietrza, wszystkie szyby muszą być zaopatrzone w klapy nastawne i urządzenia nastawcze. Liczba i wielkość szybów zależy od wymaganej wymiany powietrza. Przy właściwej konserwacji urządzeń nastawczych (wymagają intensywnej konserwacji), wywietrzniki dachowe stanowią prostą i tanią metodę wentylacji. Przy oddziaływaniu wiatru, działanie wieżyczek bywa niedoskonałe, ponieważ w zależności od kierunku wiatru, powietrze jest przez szyb częściowo zasysane, a częściowo wdmuchiwane. 25

26 Wentylacja naturalna grawitacyjna INSTALACJE WYCIĄGOWE DYMU Wywietrzniki dachowe mające za zadanie w trakcie pożaru odprowadzić dym i ciepło w celu stworzenia nad podłogą warstwy pozbawionej dymu dla załóg gaśniczo-ratunkowych. Wyciągi dymu otwierają się automatycznie w trakcie pożaru. W tym celu są wyposażone w wyzwalacz termiczny (np. czujka topikowa lub pękająca bańka szklana regulacja np. na 70, 90 lub 120 o C) otwierający dopływ sprężonego gazu obojętnego powodującego otwarcie wywietrznika. Wyciąg dymu musi być również otwierany zdalnie ręcznie. Grubość warstwy bezdymnej powinna wynosić połowę wysokości hali co najmniej 2 m. 26

27 Wentylacja naturalna grawitacyjna Powierzchnia otworu wywietrznika wyraża się w % powierzchni rzutu poziomego hali (od ułamka do kilku % powierzchni). Powierzchnię tą ustala się w oparciu: o przewidywany czas rozwoju pożaru (czas pomiędzy powstaniem a jego zwalczaniem, przeważnie 5-25 min.); o szybkość rozprzestrzeniania się pożaru (zależna od palności materiałów). 27

28 Wentylacja mechaniczna - wywiewna Instalacje wywiewne zasysają powietrze za pośrednictwem wentylatora z pomieszczenia i wydmuchują je na zewnątrz. Powietrze dopływa przez otwory z sąsiednich pomieszczeń lub z zewnątrz budynku. Ponieważ instalacje w odpowietrzanych pomieszczeniach wytwarzają podciśnienie, nadają się w szczególności do zapobiegania rozprzestrzenianiu się zużytego powietrza. Znajdują zastosowanie w pomieszczeniach o dużym zanieczyszczeniu powietrza gazem, parą, zapachami albo o wysokiej temperaturze, jak np. kuchnie, toalety, garderoby, laboratoria, transformatornie, akumulatornie, kabiny projekcyjne, ciemnie, stajnie itd. Zastosowanie ogranicza się do małych pomieszczeń Jeżeli powietrze może dopływać odpowiednimi drogami, (bez wytwarzania ciągu), to instalacje odsysające są najprostszym i najskuteczniejszymśrodkiem do polepszenia jakości powietrza. Podstawowe elementy : wentylatory wyciągowe z silnikami, przewody powietrza wywiewanego i odprowadzanego. 28

29 Wentylacja mechaniczna - nawiewna Instalacja nawiewna zasysa powietrze z zewnątrz i tłoczy je do wentylowanych pomieszczeń. Nadmiar powietrza odpływa przez drzwi, okna, inne otwory i nieszczelności do otaczających pomieszczeń względnie na zewnątrz (brak możliwości odzysku ciepła). Instalacje wytwarzają więc w pomieszczeniu nadciśnienie, tak że uniemożliwiony jest dopływ niepożądanego powietrza. Zimą wymagane jest ogrzewanie doprowadzanego powietrza do temperatury pokojowej za pomocą nagrzewnicy powietrza. Stosowanie instalacji jest w zasadzie ograniczone do pomieszczeń typu: biura, warsztaty, sklepy, hale wystawowe, w których nie istnieje silne zanieczyszczenie powietrza. Główne elementy składowe: wentylator powietrza doprowadzanego, nagrzewnica powietrza, filtr pyłowy (aby uniknąć zanieczyszczeń w pomieszczeniu i nagrzewnicy), przewody powietrzne. 29

30 Wentylacja mechaniczna wywiewna i nawiewna Najlepszy sposób wentylacji prawie wszystkich, (zwłaszcza większych) pomieszczeń, jak np. wszelkiego rodzaju sale, teatry, kina, restauracje, hale fabryczne itd. Metoda polega na równoczesnym stosowaniu instalacji nawiewnych i wywiewnych. Przez odpowiednie ustalenie natężenia przepływu powietrza nawiewanego i wywiewanego z pomieszczeń można wytworzyć stosownie do potrzeb ograniczone nad- lub podciśnienie. Możliwe jest odzyskiwanie ciepła. Różnorodne możliwości rozmieszczania wentylatorów nawiewnych i wywiewnych, kanałów, przepustów powietrza. 30

31 Wentylacja ogrzewanie powietrzne Instalacja ogrzewania powietrzem (ogrzewanie ciepłym powietrzem), tłoczy powietrze albo ciągiem naturalnym, albo mechanicznie za pomocą wentylatora jak w instalacji nawiewnej, do pomieszczenia które ma być ogrzewane. Powietrze jest podgrzewane o ok o C ponad temperaturę pokojową (dodatkowo doprowadzone ciepło służy do pokrycia straty ciepła pomieszczenia). W pomieszczeniu równomiernie powietrze ochłodzi się do temp. pokojowej. Rozróżniamy: Ogrzewanie powietrzem zewnętrznym - powietrze pobierane jest wyłącznie z zewnątrz (nieekonomiczne - duże zużycie energii) Ogrzewanie powietrzem obiegowym (recyrkulacyjnym) - powietrze pokojowe jest zasysane z pomieszczenia i ponownie wykorzystane Ogrzewanie powietrzem mieszanym - powietrze zewnętrzne i obiegowe jest mieszane (optymalna metoda, ponieważ ogrzewanie i wentylacja są możliwe w jednej instalacji). Ogrzewanie powietrza w wymienniku ciepła lub w bezpośrednio ogrzewane nagrzewnicy powietrza. W niskich temperaturach otoczenia, udział 31 powietrza zewnętrznego jest obniżany w celu oszczędności energii.

32 Wentylacja ogrzewanie powietrzne Zastosowanie: we wszelkiego rodzaju dużych pomieszczeniach, zwłaszcza w teatrach i kinach, halach, salach konferencyjnych, warsztatach Przeważnie w pomieszczeniach wykorzystywanych z większymi przerwami. W fabrykach, warsztatach, halach montażowych, magazynach itd. do ogrzewania powietrznego używa się często nagrzewnic ściennych lub sufitowych. Urządzenia te składają się z obudowy, w której znajdują się wszystkie podzespoły niezbędny do obróbki powietrza (wentylatory, silniki, wymienniki ciepła, klapy). Jako środek grzejny stosuje się parę, gorącą wodę lub ogrzewa się lejem, gazem, węglem (kiedyś). W wysokich halach występuje niekorzystne zjawisko uwarstwienie temperatury (ciepło spiętrza się powyżej strefy przebywania ludzi. Środkiem zaradczym jest nadmuch ze strefy sufitu. Istnieją systemy ogrzewania ciepłym powietrzem, automatami grzewczymi, opalanymi olejem lub gazem, przeznaczone między innymi dla domów jednorodzinnych. Nagrzewnice powietrza składają się ze stalowych rur żebrowych, przez które przepływa para lub gorąca woda, a z zewnątrz omywa je powietrze. W wytwornicach ciepłego powietrza powietrze ogrzewa się na powierzchniach grzejnych, które 32 wewnątrz są ogrzewane paliwem stałym, gazem lub olejem.

33 Wentylacja chłodzenie powietrzne Instalacja chłodzenia powietrzem tłoczy powietrze o temperaturze niższej od wymaganej, aby ochłodzić pomieszczenie. Wewnątrz pomieszczenia wzrasta temperatura nawiewanego powietrza (mieszanie) do temperatury wymaganej. Schładzanie powietrza jest np. konieczne latem w budynkach o dużych powierzchniach okien oraz zakładach przemysłowych. Rozróżniamy: chłodzenie powietrzem zewnętrznym, chłodzenie powietrzem obiegowym (recyrkulacyjnym), chłodzenie powietrzem mieszanym. Podstawową częścią składową instalacji są chłodnice powierzchniowe lub mokre. Pozostałe elementy: wentylator z silnikiem, filtr powietrza, przewody, przepustnice powietrza Chłodnice powierzchniowe - wewnątrz rur przepływa czynnik chłodzący Chłodnice mokre - (rzadko używane, przeważanie w przemyśle) doprowadzają powietrze do bezpośredniego styku z przepływającą lub rozpyloną zimną wodą. 33

34 Wentylacja chłodzenie powietrzne Czynniki chłodzące: woda wodociągowa (droga) lub woda studzienna (rzadko), woda chłodzona w chłodziarce lub solanka, czynnik chłodniczy (amoniak, freon i inne) w parowniku chłodziarki Woda wodociągowa - powietrze można ochłodzić w niewielkim stopniu (ciepła i droga). Woda studzienna przeważnie o temp o C (rozwiązanie korzystniejsze). Konstrukcja instalacji chłodzenia powietrzem jest podobna do instalacji ogrzewania powietrzem. Istnieją urządzenia (centrale) chłodzenia powietrzem: kontenerowe, szafowe i skrzynkowe. 34

35 Wentylacja nawilŝanie powietrza Wiele procesów technicznych (tekstylny, tytoniowy, papierniczy, muzea) musi przebiegać w określonej wilgotności powietrza. Urządzenia nawilżające podnoszą bezwzględną wilgotność powietrza w pomieszczeniu. Metody nawilżania: 1.Podgrzewanie wody i parowanie dyfuzyjne lub wyparowanie z tac - nadaje się tylko do małych wydajności, oprócz tego jest niehigieniczna, ponieważ tace łatwo się zanieczyszczają. Zwiększenie wydajności osiąga się przez zastosowanie wentylatora. 2.Bezpośrednie wdmuchiwanie pary do powietrza w pomieszczeniu lub do kanału doprowadzającego powietrze - para wytwarzana w urządzeniu elektrycznym lub : własnym kotle. Uciążliwością jest tworzenie się kamienia kotłowego (woda niecałkowicie odsolona). Metoda droga, higieniczna (o ile unika się kondensacji przez nadmierne nawilżenie). 3.Rozpylanie wody dyszami ze sprężonym powietrzem, pompą lub tarczą odrzutową - metoda najczęściej stosowana, powietrze zawiera jednak sole z wody, które odkładają się w pomieszczeniu. 4.Komora zraszania (nawilżacz rozpylający, przemywacz powietrza) dla dużych 35 instalacji.

36 Osuszanie powietrza Instalacje osuszania powietrza zmniejszają bezwzględną zawartość wilgoci w powietrzu (w instalacjach klimatyzacyjnych w miejscach pobytu ludzi, w przemyśle chemicznym, farmaceutycznym, elektrotechnicznym). Metody osuszania powietrza: 1. Metoda kondensacyjna - Ochładzanie powietrza zimnym czynnikiem chłodzącym o temperaturze poniżej punktu rosy powietrza, towarzyszy temu wykraplanie się wody (konstrukcja podobna do stosowanej w instalacjach chłodzenia powietrza). 2. Metoda absorpcyjna - Absorpcja pary wodnej z powietrza przez higroskopijne materiały stałe, jak żel krzemionkowy (silikażel) albo higroskopijne roztwory soli, jak chlorek potasowy i inne. Dla małych wydajności osuszania - przenośne urządzenia osuszające powietrze. 36

37 KLIMATYZACJA -Systemy 37

38 Klimatyzacja informacje wstępne (EN 12792:2003) Klimatyzacja forma uzdatnienia powietrza charakteryzująca się utrzymywaniem na odpowiednim poziomie temperatury, wilgotności, wymiany powietrza i jego czystości. Jeżeli nie kontroluje się dowolnego z tych parametrów (z wyjątkiem wymiany powietrza), to system ten określa się jako klimatyzację częściową. Centrala wentylacyjna i klimatyzacyjna wytwarzany przemysłowo obudowany zespół składający się z sekcji zawierających wentylator lub wentylatory oraz inne niezbędne urządzenia do realizacji jednej lub większej liczby następujących funkcji: przepływu, filtracji, ogrzewania, chłodzenia, odzyskiwania ciepła, nawilżania, osuszania i mieszania powietrza Komfort cieplny stan umysłu, który wyraża zadowolenie ze środowiska cieplnego. 38

39 Klimatyzacja informacje wstępne Urządzenia klimatyzacyjne znajdują zastosowanie zasadniczo w dwóch zakresach: jako urządzenia służące komfortowi jako urządzenia klimatyzacyjne przemysłowe. Urządzenia komfortu służą do wytwarzania najkorzystniejszych parametrów powietrza we wszelkiego rodzaju pomieszczeniach, w których przebywają ludzie, np. budynki mieszkalne i biurowe, teatry, domy towarowe, szpitale itd. Ich zadaniem jest utrzymanie najkorzystniejszego klimatu wewnątrz pomieszczeń zimą i latem, tzn. w zależności od pogody albo indywidualnych życzeń. Najczęściej temperaturę od 20 do 26 C i wilgotność pomiędzy 35 a 65% - parametry powietrza przy których ludzie czują się na ogół najlepiej i mają największą wydajność. Urządzenia klimatyzacyjne umożliwiają również odzyskiwanie ciepła, co przyczynia się do znacznej zmniejszenia zapotrzebowania na energię cieplną ogrzewania. Również latem ograniczana jest przez to moc chłodzenia. 39

40 Urządzenia klimatyzacyjne Przemysłowe urządzenia klimatyzacyjne mają wytworzyć najkorzystniejsze z punktu widzenia procesu produkcji parametry powietrza. Wiele wyrobów (przemysł cukrowniczy, elektroniczny) można produkować bez zakłóceń tylko wówczas, gdy powietrze ma określony stan (np. w tkalni bawełny i zakładach papierniczych powietrze wewnętrzne powinno mieć wilgotność 70 do 80%, by uniknąć pękania osnowy). Urządzenia klimatyzacyjne łączą funkcje: wentylacji (w tym zapewnienie czystości powietrza), grzania, chłodzenia, nawilżania, osuszania, (odzysku ciepła). Urządzenia paraklimatyczne: łączą tylko niektóre z wymienionych funkcji 40

41 Klimatyzacja - systematyka Istnieje szereg klasyfikacji instalacji i urządzeń klimatyzacyjnych Klasyfikacja ze względu na następujące kryteria: obróbka powietrza, transport energii, regulacja: Urządzenia klimatyzacyjne powietrzne: Urządzenia klimatyzacyjne jednoprzewodowe o stałym natężeniu przepływu powietrza: Urządzenia jednostrefowe. Urządzenia wielostrefowe Z dogrzewaniem, Z przesuwnymi klapami. Urządzenia klimatyzacyjne jednoprzewodowe o zmiennym natężeniu przepływu powietrza. Urządzenia klimatyzacyjne dwuprzewodowe: O stałym natężeniu przepływu powietrza, O zmiennym natężeniu przepływu powietrza. 41

42 Klimatyzacja - systematyka Urządzenia klimatyzacyjne powietrzno-wodne: Urządzenia z końcowym dogrzewaniem lub chłodzeniem. Indukcyjne urządzenia klimatyzacyjne: System dwururowy: Z przełączaniem (change over), Bez przełączania (non change over). System trzyrurowy. System czterorurowy z 1 lub 2 wymiennikami ciepła: Ze sterowaniem zaworowym, Ze sterowaniem klapami. Urządzenia indukcyjne o zmiennym natężeniu przepływu powietrza. Urządzenia wentylatorowo-konwektorowe: Z miejscowym zaopatrzeniem w powietrze zewnętrzne. Z oddzielnym zaopatrzeniem w powietrze zewnętrzne. Tylko z powietrzem recyrkulacyjnym. 42

43 Klimatyzacja - systematyka Urządzenia z małymi pompami ciepła. Urządzenia klimatyzacyjne kombinowane (dla bloków mieszkalnych, szpitali, uniwersytetów, laboratoriów itd.), - urządzenia centralne z powietrzem pierwotnym, w których następuje obróbka wstępna zassanego powietrza Ze względu na rodzaj budowy rozróżnia się centrale klimatyzacyjne i klimatyzatory. Centrale klimatyzacyjne montowane są na miejscu budowy z dostarczonych części w jedną całość Klimatyzatory zawierają wszystkie wymagane do obróbki powietrza części: wentylator, chłodnicę, chłodziarkę itd., wbudowane fabrycznie w jedną całość w postaci skrzyni, szafy lub skrzynki. Sposób działania central klimatyzacyjnych i klimatyzatorów jest taki sam, przy czym klimatyzatory przeznaczone są dla mniejszych wydajności 43

44 Klimatyzacja działanie Główną częścią każdego urządzenia klimatyzacyjnego jest agregat klimatyzacyjny, w którym następuje obróbka powietrza. Urządzenie klimatyzacyjne potrzebuje jako środka pracy czynnika grzejnego i czynnika chłodzącego. Do ogrzewania dostarcza się parę, ciepłą wodę z kotła. Do chłodzenia używa się chłodziarki albo wody z ujęć podziemnych. Sterowanie i regulacja różnych elementów przygotowania powietrza wykorzystuje m.in. czujnikami temperatury i wilgotności powietrza znajdujące się w pomieszczeniu. Rozróżnia się pneumatyczne (powietrze o nadciśnieniu 1 bar), elektryczne, elektroniczne urządzenia regulacyjne. Do regulacji i sterowania stosuje się również komputery. 44

45 Klimatyzacja działanie Schemat układu centralnej klimatyzacji[1]: A wentylator powietrza wyciągowego B komora zraszania F filtr M komora mieszania N nagrzewnica wtórna V nagrzewnica wstępna Z wentylator nawiewny W odzyskiwanie ciepła T termostat pokojowy H higrostat pokojowy 45

46 Klimatyzacja działanie Każde urządzenie regulacyjne składa się przeważnie z wielu podzespołów regulacyjnych, a każdy podzespół składa się z: czujnika temperatury albo wilgotności (termostat lub higrostat), regulatora, napędu sterującego dla klapy lub zaworu, odpowiedniego siłownika (przekaźnik nastawny) do wzmocnienia niewielkich sił, występujących na regulatorze. 46

47 Powietrzne instalacje klimatyzacyjne W tym systemie klimatyzacji, powietrze przygotowane zostaje w centralach i tłoczone jest kanałami do pomieszczeń, bez żadnej dodatkowej obróbki. W podłączonych pomieszczeniach nie są wymagane żadne wtórne instalacje grzejne lub wody chłodzącej (jeśli nie montuje się dodatkowo zwykłych grzejników). W zależności od prędkości powietrza w kanałach rozróżnia się: instalacje o małej prędkości, poniżej około 10m/s instalacje o dużej prędkości, przy których prędkość powietrza nie przekracza 15 m/s. 47

48 Powietrzne instalacje klimatyzacyjne Instalacje klimatyzacyjne jednoprzewodowe o stałym natężeniu przepływu powietrza (urządzenia o przepływie szeregowym) - jednostrefowe Instalacje w których powietrze obrobione w urządzeniu centralnym, doprowadzane jest jednym przewodem do jednego lub kilku pomieszczeń (wszystkie otrzymują powietrze w tym samym stanie). Ten typ klimatyzacji stosowany jest w dużych pomieszczeniach (sale konferencyjne, kina itd. oraz w budynkach o wielu pomieszczeniach: biurowce, szpitale itd.). Instalacje klimatyzacyjne mogą przejmować ogrzewanie klimatyzowanych pomieszczeń całkowicie, częściowo lub wcale. Rozróżnia się instalacje klimatyzacyjne: instalacje klimatyzacyjne z grzaniem (duże pojedyncze sale), instalacje klimatyzacyjne z częściowym grzaniem - częściowe grzanie miejscowe (pomieszczenia wykorzystywane okresowo) instalacje klimatyzacyjne bez grzania - ogrzewanie miejscowe (budynki o wielu 48 pomieszczeniach).

49 Powietrzne instalacje klimatyzacyjne Instalacje klimatyzacyjne jednoprzewodowe o stałym natężeniu przepływu powietrza - jednostrefowe Urządzenia klimatyzacyjne o dużej prędkości Duże zapotrzebowanie chłodu w systemach powietrznych prowadzi do dużego natężenia przepływu co wiąże się z dużymi przekrojami kanałów. Aby przekroje ograniczyć, opracowano urządzenia klimatyzacyjne o dużej prędkości. Cechy Prędkość przepływu powietrza wynosi maksymalnie 15 m/s Przyrost ciśnienia całkowitego Pa. Różnica temperatury (pomiędzy powietrzem ochłodzonym a w pomieszczeniu) maksymalnie K (przy dobrych urządzeniach nawiewnych usytuowanych na suficie) 49

50 Powietrzne instalacje klimatyzacyjne Instalacje klimatyzacyjne jednoprzewodowe o stałym natężeniu przepływu powietrza - jednostrefowe Urządzenia klimatyzacyjne o dużej prędkości Agregat klimatyzacyjny, oprócz podwyższonej wytrzymałości na ciśnienie, nie różni się budową od niskociśnieniowych także przygotowanie powietrza odbywa się w ten sam sposób. Wymagane są tzw. skrzynie rozprężające przed wylotami powietrza. W skrzyniach tych zmniejszone zostaje ciśnienie statyczne i dynamiczne, panujące w sieci kanałów, ażeby powietrze mogło przepływać przez urządzenia nawiewne ze zmniejszoną prędkością (względy akustyczne). Urządzenie rozprężające składa się z obudowy tłumiącej hałas, w którą wbudowane jest urządzenie dławiące, np. z perforowanej blachy (często wymagane są za urządzeniem odprężającym dodatkowe tłumiki hałasu). 50