Shmeiÿseic. Hlektroteqnikÿn Efarmogÿn. A. Drosìpouloc

Transcript

1 Shmeiÿseic Hlektroteqnikÿn Efarmogÿn A. Drosìpouloc 31 Maòou 2004

2 ii

3 Eisagwgă Οι σηµειώσει αυτέ στο µάθηµα Η εκτροτεχνικέ Εφαρµογέ περι αµβάνουν τα βασικότερα κεφά αια όσον αφορά τη χρήση τη η εκτρική ενέργεια για θέρµανση α ά και για ά ε εφαρµογέ. Στο πρώτο µέρο γίνεται αναφορά στι κυριότερε µονάδε και στι σχέσει που τι συνδέουν. Στη συνέχεια αναφέρονται βασικέ έννοιε τη θερµιδοµετρία και γίνεται υπο ογισµό θερµαντικών αντιστάσεων διαφόρων κραµάτων και κραµάτων KANTHAL. Επίση βασική ενότητα αποτε εί το κεφά αιο που αναφέρεται στι θερµικέ απώ ειε ή θερµικέ απαιτήσει ενό χώρου και πω περιορίζονται αυτέ καθώ και στην κά υψη θερµικών απω ειών µε συστήµατα κεντρική θέρµανση µε υγρά καύσιµα ή µε η εκτρική ενέργεια. Ακο ουθούν οι ανε κυστήρε τριβή και υδραυ ικοί. 1

4 2

5 KefĹlaio 1 BasikĹ megèjh kai ènnoiec Η θερµότητα που παράγεται σε µία αντίσταση είναι : Q = α I 2 R t (cal) (Νόµο του Joule ) α = η εκτρικό ισοδύναµο τη θερµότητα α = 0.24 cal/joule Το αντίστροφο του α είναι: j = 4.19 Joule/cal Απόδειξη του τύπου: W = q U = I t U = U I t = I R I t = I 2 R t (Joule) 1.1 MonĹdec Enèrgeiac: Joule = m 2 kg s 2 kgrm = 9.81 Joule cal = 4.19 Joule kwh = 1000 Wh = (Joule/sec) sec = Joule α = 860 kcal 1.2 MonĹdec isqôoc: Watt = J/sec = V A kcal/h = 4190 J/ 3600 sec = 1.16 W Ps = 75 kgrm / sec = 736 W Hp = 76 kgrm / sec = 746 W 1.3 Jermìthta: (Q) Είναι µέγεθο βαθµωτό που µα δείχνει την εσωτερική ενεργειακή κατάσταση ενό σώµατο και που µεταφέρεται από σώµα σε σώµα όταν υπάρχει θερµοκρασιακή διαφορά. 1.4 MonĹda: cal Είναι η θερµότητα που χρειάζεται 1 gr Η 2 Ο των 14.5 C για να αυξηθεί η θερµοκρασία του κατά 1 C. Στι Αγγ οσαξονικέ χώρε και για τα κ ιµατιστικά µηχανήµατα χρησιµοποιείται το B.T.U. ( British Thermal Unit ) Το (B.T.U.) είναι η θερµότητα που χρειάζεται µια ίµπρα Η 2 Ο να θερµανθεί κατά 1 F. 1 B.T.U. = lb 1 F = gr (5/9) C = 252 cal. 3

6 1.5 JermokrasÐa: Είναι µέγεθο βαθµωτό που µα δείχνει το µέτρο τη µέση τιµή τη κινητική ενέργεια των δοµικών µονάδων όγω θερµική κινήσεω. Μονάδε : βαθµοί Κε σίου C και βαθµοί Φαρενάιτ F. 1 F = Eidikă jermìthta (C) C C F 32 = 5 9 Είναι η θερµότητα που χρειάζεται 1 gr ενό σώµατο για να αυξηθεί η θερµοκρασία του κατά 1 C. Μονάδα ειδική θερµότητα είναι το 1 cal/gr grad = 1 cal/gr C Το νερό έχει 1 cal/gr C Το πετρέ αιο 0.51 cal/gr C Το α ουµίνιο cal/gr C Ο σίδηρο cal/gr C Ο χα κό cal/gr C Ο κασσίτερο cal/gr C Ο µό υβδο cal/gr C 1.7 Jermìthta tăxhc (l) Ονοµάζεται και ανθάνουσα θερµότητα τήξη, και είναι η θερµότητα που χρειάζεται 1 gr ενό σώµατο για να γίνει από στερεό υγρό τη ίδια θερµοκρασία. Κατά τη διάρκεια τη µεταβο ή φάση η θερµοκρασία παραµένει σταθερή, ίση µε τη θερµοκρασία τήξη. θερµοκρασια Q λ = m λ θερµοτητα (Q) Μονάδα ανθάνουσα θερµότητα τήξη είναι το : 1 cal/gr 1.8 Jermoqwrhtikìthta (K) Είναι το γινόµενο τη µάζα (m) ενό σώµατο επί την ειδική του θερµότητα (c) K = m c (cal / grad) 1.9 Jemeliÿdhc exðswsh thc jermidometrðac Η θερµότητα που χρειάζεται ένα σώµα για να αυξήσει τη θερµοκρασία του κατά θ είναι ανά ογη τη µάζα του σώµατο (m) και ανά ογη τη ειδική θερµότητα (c) του σώµατο. 4 Q = m c θ (cal)

7 1.10 Jèrmansh neroô Είναι εξαιρετικά διαδεδοµένη. Χρησιµοποιείται είτε σαν µέσο µεταφορά θερµότητα σε κ ειστό κύκ ωµα, είτε κατανα ώνεται απευθεία π.χ. (βιοµηχανική, οικιακή χρήση) κ.α. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η θέρµανση νερού µε η εκτρική ενέργεια, έχει όµω περιορισµένη χρήση (οικιακή) όγω υψη ού κόστου. Γενικά οι η εκτρικέ συσκευέ για θέρµανση νερού (βιοµηχανική και οικιακή χρήση ) είναι: Στιγµιαίοι θερµαντήρε, boiler, η εκτρικοί βραστήρε, θερµοσίφωνε, ταχυθερµοσίφωνε κ.α. Εδώ θα ασχο ηθούµε µε τον υπο ογισµό αυτών των συσκευών. Για να θερµάνουµε νερό µάζα m από θ 1 σε θ 2 C χρειάζεται ποσό θερµότητα Q = m c (θ 2 θ 1 ) Πρέπει όµω να ηφθούν υπόψη απώ ειε προ το περιβά ον. η αδή πρέπει να γνωρίζουµε τον βαθµό απόδοση (η) τη συσκευή. Συνεπώ η ενέργεια που δαπανάται είναι: Q = Qωφ + απώ ειε = Q ωφ η Q = m c (θ 2 θ 1 ) η (cal) Γνωρίζουµε ότι: 1 kwh = 860 kcal άρα η ενέργεια που θα κατανα ωθεί είναι: E = Q 860 (kwh) Οταν είναι γνωστό ο χρόνο που διαρκεί η θέρµανση τότε βρίσκουµε την ισχύ: όπου ο χρόνο t είναι σε ώρε. P = Q 860 t (kw) ParĹdeigma 1.1 JermosÐfwnac 80 lit, h = 0.9, jermaðnei se 30 min nerì 15 C se 80 C, an h tĺsh eðnai 220 V. ZhtoÔntai a) P =? b) I =? ύση: Q = m c (θ 2 θ 1 ) η = (80 15) 0.9 gr cal grad = 5778 gr grad kcal P = Q kcal 5778 = = 13.4 kw kcal kw h h 430 I = P U = W V = 60.9 A ParĹdeigma 1.2 Se qutărio tăkoume krĺma stouc 720 C. To mètallo eisèrqetai stouc 12 C kai quteôetai stouc 840 C. H eidikă jermìthta thc stereăc katĺstashc eðnai C σ = 0.15 kcal/ kgr C enÿ thc reustăc C ρ = 0.25 kcal/ kgr C. H lanjĺnousa jermìthta tăxhc eðnai λ = 12 kcal/kgr kai o bajmìc apìdoshc η = ZhteÐtai h isqôc thc suskeuăc ÿste h dunamikìthta D tou quthrðou na eðnai 500 kgr/h. ύση: a trìpoc: Η ενέργεια(θερµότητα) που χρειάζεται µάζα m από το κράµα είναι: Q = m C σ θ σ + m λ + m C ρ θ ρ = m [0.15 (720 12) ( )] = m kcal Για m = 500 kgr έχουµε Q = = kcal 5

8 Η ισχύ που δίνει η συσκευή είναι N και η πραγµατική ισχύ που παίρνουµε, όταν αµβάνονται υπ οψη οι απώ ειε, είναι ηn. Οπότε η ενέργεια που θα πάρουµε από τη συσκευή σε µία ώρα είναι W = η N 3600 Joule. Εξισώνοντα τι ενέργειε και αµβάνοντα υπ οψη ότι 1 cal = 4.19 Joule έχουµε b trìpoc: N = Για να θερµάνουµε κράµα µάζη m = 500 kgr χρειαζόµαστε = kw Q = m C σ θ σ + m λ + m C ρ θ ρ = 500 [0.15 (720 12) ( )] = kcal Η ισχύ που χρειάζεται για t = 1 h όταν αµβάνονται υπ οψη οι απώ ειε, είναι: P = Q 860 η t = = kw Η µικρή διαφορά οφεί εται στην προσέγγιση που κάνουµε όταν µετατρέπουµε cal σε Joule. ParĹdeigma 1.3 Jermantărac jermaðnei lĺdi apì 10 C se 105 C. To eidikì bĺroc tou ladioô eðnai ɛ = 0.85 gr/ cm 3 kai h eidikă jermìthta C = 0.95 cal/gr C. H isqôc pou aporrofĺ h suskeuă eðnai 24 kw kai o bajmìc apìdoshc 0.9. Pìsa lðtra ladioô mporeð na jermĺnei h suskeuă to leptì? ύση: Για να θερµάνουµε άδι µάζη m χρειαζόµαστε Q = m C θ = m 0.95 (105 10) = m cal Μετατρέποντα µά ιστα τη µάζα σε όγκο (ɛ = m/v ), για να θερµάνουµε άδι όγκου V χρειαζόµαστε Η ισχύ που χρειάζεται για t = 1 min = 1 60 Q = ɛ V = V = V cal h όταν αµβάνονται υπ οψη οι απώ ειε, είναι: οπότε P = Q η t V = V = 24 kw = 4036 cm 3 = lt ParĹdeigma 1.4 Hliakìc jermosðfwnac dèqetai hliakă enèrgeia isodônamh me kcal thn hmèra kai kalôptei anĺgkec se zestì nerì 400 lt to 24wro. H pijană anepĺrkeia apì hliakă enèrgeia ja kalufjeð apì jermoantðstash. Na upologisteð h isqôc thc antðstashc bĺsei twn exăc dedomènwn: 1. JermokrasÐa eisìdou tou neroô 5 C kai epijumhtă jermokrasða exìdou 85 C. 2. Hliakìc bajmìc apìdoshc 0.6 kai hlektrikìc Qrìnoc leitourgðac thc antðstashc mèqri 5 ÿrec. 4. Jermikèc apÿleiec jermosðfwna lìgw kakăc mìnwshc 13 kcal/h. ύση: Η ειδική θερµότητα του νερού είναι: c = 1 cal/gr C = 1 kcal/kgr C, και το ειδικό βάρο του νερού είναι: ɛ = 1 gr/cm 3. Εποµένω, η ενέργεια που χρειάζεται κάθε 24ωρο για να θερµάνουµε 400 lt νερό είναι: Q W = (85 5) = kcal Ο ή ιο δίνει: Q H = kcal/ηµέρα και η η εκτρική αντίσταση µπορεί να δώσει Q R kcal µέσα σε 24 ώρε (η παραγωγή όµω περιορίζεται σε 5 ώρε ). αµβάνοντα υπ οψη τι απώ ειε, σχηµατίζουµε το ισοζύγιο ενέργεια : 6 η H Q H + η η Q R = Q W Q R = = = kcal/ηµέρα

9 Αυτή όµω η ενέργεια πρέπει να δοθεί µόνο µέσα σε 5 ώρε. αµβάνοντα υπ οψη ότι 1 cal = 4.19 Joule έχουµε P = W t = Q R 4.19 = 3.7 kw Αυτή είναι η ε άχιστη ισχύ που χρειάζεται η συσκευή. Αν έχει µεγα ύτερη ισχύ µπορεί να προσφέρει αυτό το ποσό θερµότητο σε χρόνο ιγότερο από 5 ώρε. ParĹdeigma 1.5 Hliakìc jermosðfwnac dèqetai hliakă enèrgeia isodônamh me kcal thn hmèra kai kalôptei anĺgkec se zestì nerì 200 lt to 24wro. H pijană anepĺrkeia apì hliakă enèrgeia ja kalufjeð apì jermoantðstash. Na upologisteð h isqôc thc antðstashc bĺsei twn exăc dedomènwn: 1. JermokrasÐa eisìdou tou neroô 8 C kai epijumhtă jermokrasða exìdou 85 C. 2. Hliakìc bajmìc apìdoshc 0.6 kai hlektrikìc Qrìnoc leitourgðac thc antðstashc 5 ÿrec. 4. Jermikèc apÿleiec jermosðfwna lìgw kakăc mìnwshc 11 kcal/h. ύση: Η άσκηση αυτή ύνεται παρόµοια µε την προηγούµενη. Η ειδική θερµότητα του νερού είναι: c = 1 cal/gr C = 1 kcal/kgr C, και το ειδικό βάρο του νερού είναι: ɛ = 1 gr/cm 3. Εποµένω, η ενέργεια που χρειάζεται κάθε 24ωρο για να θερµάνουµε 200 lt νερό είναι: Q W = (85 8) = kcal Ο ή ιο δίνει: Q H = kcal/ηµέρα και η η εκτρική αντίσταση µπορεί να δώσει Q R kcal µέσα σε 24 ώρε (η παραγωγή όµω περιορίζεται σε 5 ώρε ). αµβάνοντα υπ οψη τι απώ ειε, σχηµατίζουµε το ισοζύγιο ενέργεια : η H Q H + η η Q R = Q W Q R = Β έπουµε ότι Q R < 0, άρα ΕΝ χρειάζεται αντίσταση. = = kcal/ηµέρα 1.11 Upologismìc jermantikÿn antistĺsewn: Το υ ικό κατασκευή των θερµαντικών αντιστάσεων πρέπει να έχει µεγά η ειδική αντίσταση ώστε να επιτυγχάνεται µεγά η απόδοση. Επίση πρέπει να αντέχει στι υψη έ θερµοκρασίε ειτουργία χωρί να τήκεται, ακόµη πρέπει να έχει µεγά η διάρκεια ζωή. Οι αντιστάσει που χρησιµοποιούµε είναι συνήθω κράµατα µετά ων και κατασκευάζονται υπό µορφή συρµάτων, ταινιών η ράβδων. Στον Πίνακα 5.4 αναφέρονται κράµατα και υ ικά και οι αντίστοιχε οριακέ θερµοκρασίε ειτουργία. Για µη οξειδωτικέ ατµόσφαιρε κα ό υ ικό για θερµαντικού αγωγού είναι ο γραφίτη, που δύναται να χρησιµοποιηθεί και πάνω από 3000 C. Στον Πίνακα 5.8 αναφέρονται τα διάφορα υ ικά αντιστάσεων, οι οριακέ θερµοκρασίε ειτουργία του, καθώ και οι ειδικέ κατά προσέγγιση αντιστάσει. Εκτό από τα υ ικά του Πίνακα 5.8 κατασκευάζονται θερµαντικοί αγωγοί από διάφορου οίκου και από ά α υ ικά. Γενικά σαν κανονικά αναφερόµενα υ ικά αντιστάσεων ισχύουν : α ) κράµατα Cu - Ni - Mn µε ρ = 0.50 ( ) Ω mm 2 /m β ) κράµατα Fe - Ni, Cr - Ni, Cr - Ni - Fe µε ρ = 1.0 ( ) Ω mm 2 /m γ ) κράµατα Cu - Ni µε ρ = 0.3 ( ) Ω mm 2 /m (Τα κράµατα αυτά µπορεί να περιέχουν Zn, δεν περιέχουν Fe). δ ) Χα ύβδινο σύρµα επιψευδαργυρωµένο η επικασσιτερωµένο για αντισκοριακή προστασία, ρ = 0.13 Ω mm 2 /m. Για τα αναφερθέντα κράµατα ε ήφθη θερµοκρασία αναφορά 20 C. Η µονωτική ύ η στην οποία στηρίζεται η η εκτρική αντίσταση και η θερµοκρασία ειτουργία τη συσκευή παίζουν σηµαντικό ρό ο για τον καθορισµό του ορίου θερµοκρασία του αγωγού τη αντίσταση και τον καθορισµό τη διατοµή του. 7

10 PÐnakac 1.1: krĺmata kai oriakèc jermokrasðec leitourgðac Κράµα Cu - Ni Cr - Ni - Fe Cr - Ni Cr - Al - Fe Mo (µο υβδαίνιο) W (βο φράµιο) Καρβορούντιο (πυριτασβέστιο) Γραφίτη θερµοκρασία ειτουργία 400 C 950 C C C C C C < 3000 C PÐnakac 1.2: krĺmata, oriakèc jermokrasðec kai eidikèc antistĺseic Α/Α Υ ΙΚΑ (Κράµατα) οριακή θερµοκρασία ( C) ειδική αντίσταση (Ω mm 2 /m) 1 Νεάργυρο (58 Cu, 2Ni, 20 Zn) ( ) 2 Νικε ίνη (67 Cu, 31 Ni, 2 Mn) ( ) 3 Κωνσταντάν - Ρεοτάν (55 Cu, 45 Ni) ( ) 4 Χρωµιονικε ίνη περιέχουσα Fe (80 Ni, 20 Cr, ίχνη Mn, Mo) Χρώµιο - Α ουµίνιο - Χά υβα Megapyr (65 Fe, 30 Cr, 5 Al) Kanthal (67.5 Fe, 25 Cr, 5.5 Al, 2 Co) Ferropyr (86 Fe, 6 Cr, 8 Al) PÐnakac 1.3: ORIO JERMANSHS thc antðstashc bĺsei thc monwtikăc Ôlhc µονωτική ύ η ασβεστίου µικανίτη µίκα στεατίτη πυριµ. αργί ου όριο θερµοκρασία 400 C 600 C 800 C 1000 C 1100 C PÐnakac 1.4: Mègisth epifaneiakă fìrtish se Watt/cm 2 Οριο θερµοκρασία Θερµοκρασία ειτουργία τη συσκευή ( C) αντίσταση ( C) PÐnakac 1.5: JermokrasÐa LeitourgÐac Suskeuÿn se C θερµοσίφωνα 85 C η. θερµοφόρο 90 C η. βραστήρα 100 C η. σίδερο 200 C τηγάνι 250 C εστία µαγειρείου 300 C θερµοσώµατα φούρνου 350 C θερµαντή ακτινοβο ία 600 C 8

11 PÐnakac 1.6: antðstash anĺ trèqon mètro qrwmionikelðnhc d σύρµατο Ω/ m PÐnakac 1.7: Suntelestèc upologismoô antistĺsewn se diĺforec jermokrasðec θερµοκρασία C συντε εστή Η διαφορά θερµοκρασία µεταξύ αντίσταση και συσκευή (πρέπει να είναι του άχιστον 100 C) µα καθορίζει µια ειδική επιφανειακή φόρτιση του αγωγού σε Watt/cm 2, R λ, η οποία θα είναι τόσο µικρότερη όσο µικραίνει η διαφορά θερµοκρασία που προαναφέραµε. Αυτό φαίνεται στον Πίνακα 1.4. Στον Πίνακα 1.5 β έπουµε τι θερµοκρασίε ειτουργία µερικών η εκτρικών συσκευών. Ο Πίνακα 1.6 µα δίνει την αντίσταση ανά τρέχον µέτρο τη χρωµιονικε ίνη µε σίδηρο σε θερµοκρασία 20 C. Στον Πίνακα 1.7 υπάρχουν οι διορθωτικοί συντε εστέ τη αντίσταση που παρουσιάζει ο θερµαντικό αγωγό στη θερµοκρασία ειτουργία του. Η διάµετρο d τη αντίσταση υπο ογίζεται από τον τύπο: P ρ I d = = ρ 3 R R λ R λ όπου d = διάµετρο αντίσταση σε mm ρ = ειδική αντίσταση αγωγού σε Ω mm 2 /m P = ισχύ σε Watt R λ = ειδική επιφανειακή φόρτιση σε Watt/cm 2 I = ένταση ρεύµατο σε Α R = αντίσταση σε Ω Απόδειξη του τύπου: Εστω στοιχείο µήκου l και διατοµή S = πd 2 /4. Η θερµαινόµενη επιφάνεια είναι A c = 2πrl = πdl όπου r = d/2. Αν R λ η ειδική επιφανειακή φόρτιση σε Watt/cm 2 τότε: Τοποθετώντα µονάδε έχουµε: R = ρ l S = ρ R λ = P A c = P πdl 4l πd 2 l = Rπd2 4ρ P R λ = d Rπd2 4ρ d 3 = 4P ρ π 2 RR λ Οπότε P ρ RR λ = W Ω mm2 m Ω W = cm 2 d = 3 4 π 2 10 mm 2 cm 2 = m mm mm = 1 10 mm3 3 P ρ P ρ = RR λ RR λ ParĹdeigma 1.6 Na upologisteð jermantikă antðstash hlektrikoô brastăra pou na jermaðnei 4 kg nerì apì 15 C stouc 100 C se qrìno t = 0.5 h. O brastărac ja leitourgeð se dðktuo me tĺsh U = 220 V, me bajmì apìdoshc η = 0.9. ύση: Η θερµότητα που απαιτείται για τη θέρµανση του νερού είναι: Q = m c (θ 2 θ 1 ) = 4 1 (100 15) = 340 kcal 9

12 d l Η ισχύ που απορροφά ο βραστήρα από το δίκτυο είναι: P = Q 860 η t = = 878 W Η τιµή τη αντίσταση ευρίσκεται: P = U 2 R R = U 2 P = = 55.1 Ω Εάν η µόνωση που θα στηριχθεί η αντίσταση και τα φύ α επικά υψη είναι από µικανίτη, το όριο θερµοκρασία του αγωγού µπορεί να φθάσει στου 600 C (βάσει του Πίνακα 1.3) και η ειδική επιφανειακή φόρτιση 3.2 W/cm 2 (βάσει του Πίνακα 1.4), δεδοµένου ότι ο βραστήρα έχει θερµοκρασία ειτουργία 100 C (Πίνακα 1.5). Αν το υ ικό τη θερµική αντίσταση είναι χρωµονικε ίνη µε Fe (ρ = 1 Ω mm 2 /m) τότε η διάµετρο του σύρµατο θα είναι: P ρ d = = = 0.6 mm RR λ Το µήκο του αγωγού τη αντίσταση µπορούµε να το βρούµε όταν διαιρέσουµε την R µε την αντίσταση που παρουσιάζει ένα µέτρο του σύρµατο (d = 0.6 mm) στο όριο θερµοκρασία του. Ο Πίνακα 1.6 µα δίνει ότι η αντίσταση ανά µέτρο του σύρµατο χρωµονικε ίνη στου 20 C, είναι 3.54 Ω/m. Για την θερµοκρασία των 600 C πρέπει σύµφωνα µε τον Πίνακα 1.7 να πο απ ασιαστεί η παραπάνω τιµή µε τον συντε εστή θερµοκρασία η αδή η αντίσταση που παρουσιάζει ο αγωγό στου 600 C είναι: = 4.35 Ω/m. Άρα το συνο ικό µήκο του αγωγού είναι: l = Ω Ω/m = 12.7 m Αν το µήκο αυτό είναι µεγά ο και παρουσιάζει δυσκο ίε στην τοποθέτηση, τότε εκ έγουµε ά ο µονωτικό υ ικό ώστε να έχουµε µεγα ύτερο όριο θερµοκρασία. Εστω ότι παίρνοµε µίκα που µα επιτρέπει να ειτουργεί η αντίσταση στου 800 C µε ειδική επιφανειακή φόρτιση 7.4 W/cm 2. Τότε η διάµετρο του σύρµατο θα είναι: P ρ d = = = 0.45 mm RR λ Η αντίσταση ανά µέτρο αγωγού στου 800 C είναι: = 8.05 Ω/m. Άρα το µήκο του αγωγού θα είναι: l = Ω Ω/m = 6.9 m 1.12 Upologismìc antistĺsewn KANTHAL Τα κράµατα KANTHAL (Fe, Cr, Al) χρησιµοποιούνται σε µεγά η κ ίµακα για την κατασκευή αντιστάσεων Θερµικών συσκευών (κουζίνε, θερµάστρε, θερµοσίφωνε, κ ίβανοι βιοµηχανικοί κ.α.). Τα κράµατα KANTHAL κατασκευάζονται σε έξη τύπου, AP-1, A-1, A AF, AE και D ανά ογα µε τη σύσταση του κράµατο και αντέχουν σε υψη έ θερµοκρασίε ειτουργία (σηµείο τήξη 1500 C). Τα σχ αναφέρουν φυσικέ ιδιότητε των κραµάτων KANTHAL και οικογένεια (NIKROTHAL, NIFETHAL). 10

13 Τα κράµατα KANTHAL έχουν αρκετά π εονεκτήµατα έναντι των κραµάτων Ni-Cr και διατίθενται σε µορφή συρµάτων, ωρίδων 80 και ράβδων ορθογωνική διατοµή. Για υπο ογισµού, Kanthal το Alloy Appliance Handbook Alloys τη κατασκευαστική Handbook εταιρία Kanthal [1] χρησιµοποιεί τι σχέσει : R 20 = ρ l S R T = C t R 20 R λ = P A c U = R T I P = U I όπου A c είναι η θερµαινόµενη επιφάνεια του αγωγού, R 20 η αντίσταση στη θερµοκρασία 20 C, R T η αντίσταση στη θερµοκρασία Τ C και τα ά α σύµβο α είναι ήδη γνωστά. Ο συντε εστή C t = 1+α (θ 20) όπου θ είναι η θερµοκρασία ειτουργία σε C και α είναι ο θερµοκρασιακό συντε εστή τη αντίσταση. Examples KANTHAL D is a sensible choice and an Upologismìc surmĺtwn: average wire temperature of 700 C 1290 F Tubular Element for a Flat Iron likely. The temperature factor of resistance is Η διάµετρο Rating: δίνεται από τον 1000 τύπο W: 1.05 and the resistance in cold state therefore Voltage: 220 V 46.1Ω. Final tube The ratio wire surface to resistance is 80 P ρ Kanthal I d = = ρ Appliance Alloys Handbook diameter: 8 mm in 0.46 cm 2 /Ω, corresponding 3 to a wire size of R R λ R Final tube length: 300 mm 11.8 in about 0.3 mm in. λ We assume that a steel tube of initially όπου d = διάµετρο αντίσταση σε mm If the terminal length inside the tube is 9.5 mm 0.37 in diameter is being used and ρ = ειδική αντίσταση αγωγού σε Ω mm 2 /m 2 x 25 mm 2 x 1 in, the coil length becomes can then expect a resistance reduction of P = ισχύ αντίσταση σε Watt 250 mm 9.8. The tube surface load becomes about 30% upon rolling. The resistance of R λ = ειδική επιφανειακή φόρτιση σε Watt/cm 15.9 W/cm 2 I = W/in ένταση ρεύµατο 2. If we aim at a three the coil should therefore be about 65.3 Ω σε Α times higher wire surface load, we arrive at The wire surface prior to compression is R = Examples αντίσταση σε Ω 48 W/cm W/in 2 or a wire surface of 7% bigger, KANTHAL or 22.5 cmd is a sensible in 2, and choice the and an Για21 παράδειγµα, cm inσύρµα 2. The αντίσταση hot resistance R is = Ω, Ω. που κατανα ώνει ratio between average ισχύ wire wire P surface = temperature 1000and W, resistance µε of επιφ. 700 φόρτιση C 1290 R F λ = 8 W/cm 2 και ειδική αντίσταση Tubular ρ = 1.35 Element Ω mm for 2 /m a Flat έχει Iron διάµετρο0.34 cm 2 likely. /Ω The intemperature 2 /Ω. The corresponding factor of resistance is Rating: 1000 W wire size 1.05 is 0.26 and mm the 0.01 resistance in. Tests in with cold state this therefore Voltage: 220 V wire size P ρ d = Ω. have to be made in order to check 3 = 0.55 mm Final tube the resistance R R λ The reduction ratio wire as surface a result to ofresistance is diameter: 8 mm in compression cm 2 /Ω, corresponding to a wire size of Upologismìc Final tube length: LwrÐdwn: 300 mm 11.8 in about 0.3 mm in. We assume that a steel tube of initially Σε µία ωρίδα If the (strip, terminal ribbon) length διακρίνουµε inside the το tube π άτο is b και9.5 το mm πάχο 0.37 t. in Ηdiameter θερµαινόµενη is being επιφάνεια used andτου αγωγού είναι A c = 2(b + 2 t)lx και 25 mm η διατοµή 2 x 1 in, τουthe S = coil b length t. Στην becomes πράξη, οι ωρίδε can then σχηµατίζονται expect a resistance σφυρι ατώντα reduction of σύρµατα, εποµένω η διατοµή υπο ογίζεται 250 mm 9.8. τότεthe ω S tube = 0.92 surface b load t. becomes about 30% upon rolling. The resistance of 15.9 W/cm W/in 2. If we aim at a three the coil should therefore be about 65.3 Ω ParĹdeigma times 1.7 higher Na upologisteð wire surface hload, jermantikă we arrive antðstash at The giawire oikiakì surface hlektrikì prior to sðdero. compression To sðdero is ja leitourgeð se dðktuo me tĺsh 48 W/cm U = V, W/in kai 2 or jaa katanalÿnei wire surface isqô of P = 7% 1000bigger, W. Ta or stoiqeða 22.5 cm 2 antðstashc 3.49 in 2, and pouthe ja qrhsimopoihjoôn ja eðnai sôrmata 21 cmtuligmèna in 2. The se kôlindro hot resistance (bl. is sqăma) 48.4 Ω. me exwterikă ratio between diĺmetro wire D surface = 8 mm and kai resistance sunolikì măkoc 300 mm (2 25 mm eðnai to măkoc twn termatikÿn tou) cm 2 /Ω in 2 /Ω. The corresponding wire size is 0.26 mm 0.01 in. Tests with this Coils in grooved metal plates. Metal sheathed tubular element. wire size have to be made in order to check the resistance reduction as a result of compression. Εφ οσον τα τερµατικά έχουν µήκο 50 mm το καθαρό µήκο του τυ ιγµένου σύρµατο στον κύ ινδρο είναι 250 mm. Coils in grooved metal plates. Metal sheathed tubular element. Η θερµαινόµενη επιφάνεια είναι τότε A c = π D 250 = 6283 mm 2 = cm 2 οπότε R λ = P/A c = 15.9 W/cm 2. Στην πράξη, στοχεύουµε σε R λ περίπου τρεί φορέ υψη ότερο, οπότε θέ ουµε R λ = 48 W/cm 2 και έχουµε επίση A c = 21 cm 2. Η ειτουργική αντίσταση είναι R T = U 2 /P = /1000 = 48.4 Ω. 11

14 Το KANTHAL D είναι κα ή εκ ογή για αυτή τη χρήση, µε µέση θερµοκρασία σύρµατο 700 C. Ο θερµοκρασιακό συντε εστή είναι τότε C t = 1.05 οπότε έχουµε R 20 = 46.1 Ω. Ο όγο A c /R 20 = 21/46.1 = 0.46 cm 2 /Ω και από τον πιν. 1.5 β έπουµε ότι χρειαζόµαστε σύρµα διαµέτρου 0.3 mm. Στην πράξη, µπαίνουν και ά ε επτοµέρειε. Ο αρχικό κύ ινδρο είναι ίγο µεγα ύτερο και η διαδικασία τυ ίγµατο µε τη συµπίεση που προκα εί α άζει και διαστάσει και τε ική αντίσταση. Πειράµατα και τέστ πρέπει να γίνουν ώστε το τε ικό αποτέ εσµα να είναι µέσα στι προδιαγραφέ. ParĹdeigma 1.8 Na upologisteð h jermantikă antðstash gia oikiakì stegnwtărio malliÿn. H suskeuă ja leitourgeð se dðktuo me tĺsh U δ = 220 V, allĺ h antðstash ja èqei tĺsh U = 55 V, kai ja katanalÿnei isqô P = 350 W. Ta stoiqeða antðstashc pou ja qrhsimopoihjoôn ja eðnai sôrmata tuligmèna se kôlindro apì mðka me exwterikă diĺmetro D = 7 mm kai măkoc 250 mm. DÐdetai R λ 7 W/cm 2 kai jermokrasða leitourgðac 600 C. Η θερµαινόµενη επιφάνεια είναι A c = P/R λ = 350/7 = 50 cm 2. ια έγοντα KANTHAL D έχουµε C t = Η ειτουργική αντίσταση είναι R T = U 2 /P = 55 2 /350 = 8.64 Ω και R 20 = R T /C t = 8.31 Ω. Ο όγο A c /R 20 = 50/8.31 = 6 cm 2 /Ω και από τον πιν. 1.5 β έπουµε ότι θα µπορούσαµε να χρησιµοποιήσουµε σύρµα διαµέτρου 0.7 mm που έχει όγο 6.27 cm 2 /Ω. Το επόµενο βήµα είναι να επιβεβαιώσουµε την γεωµετρία του τυ ίγµατο και να κάνουµε ε έγχο στο όγο D/d. Στην πράξη πρέπει να έχουµε τιµέ µεταξύ 6 12 α οιώ θα έχουµε προβ ήµατα κατά το τύ ιγµα. Στην περίπτωση εδώ, έχουµε D/d = 7/0.7 = 10 που είναι µέσα στα αποδεκτά όρια. Το µήκο του σύρµατο είναι l = R 20 /3.51 = 8.31/3.51 = 2.37 m, όπου η τιµή 3.51 είναι η αντίσταση ανά m για σύρµα αυτή τη διαµέτρου (πιν. 1.5). Επίση, το επιφανειακό φορτίο γίνεται R λ = P 22 l = 350 = 6.7 W/cm όπου η τιµή 22 αναφέρεται στην επιφάνεια του σύρµατο ανά m για σύρµα αυτή τη διαµέτρου (πιν. 1.5) Alla krĺmmata Εκτό από τα κράµµατα KANTHAL που αναφέρθηκαν πιο πάνω υπάρχει και το Kanthal Super µε χηµικό τύπο MoSi 2. Αυτό περιβά εται από έναν ειδικό τύπο γυα ιού και σχηµατίζει ένα σύστηµα που µπορεί να ειτουργήσει στον αέρα σε θερµοκρασία 1900 C. Εχει µεγά η διάρκεια ζωη και διατηρεί ανα είωτε τι η εκτρικέ και θερµαντικέ του ικανότητε. Βρίσκει ευρεία χρήση σε κ ιβάνου που ειτουργούν σε θερµοκρασίε C. Περισσότερε επτοµέρειε µπορεί να βρεί κανεί στο Alloys Handbook [1] τη εταιρία Kanthal. 12

15 12 Kanthal Appliance Alloys Handbook 2. Physical and Mechanical properties KANTHAL APM A-1 A AF AE Max continuous operating temperature (element temperature in air), C F Nominal composition, % Cr Al Fe Balance Balance Balance Balance Balance Ni Density, g/cm Ib/in Electrical resistivity at 20 C, Ω mm 2 m at 68 F Ω/cmf Temperature factor of the resistivity, C t 250 C 480 F 1, C 930 F C 1470 F C 1830 F C 2190 F Coefficient of thermal expansion, K C F C F C F C F C F Thermal conductivity at 50 C W m -1 K at 122 F Btu in ft -2 h -1 F Specific heat capacity, kj kg -1 K -1, 20 C Btu lb -1 F -1, 68 F Melting point (approx.), C F Mechanical properties* (approx.) Tensile strength, N mm psi 98600** Yield point, N mm psi 68200** Hardness, Hv Elongation at rupture, % 20** Tensile strength at 900 C, N mm at 1650 F, psi Creep strength *** at 800 C, N mm at 1470 F, psi at 1000 C, N mm at 1830 F, psi at 1100 C, N mm at 2010 F, psi 100 at 1200 C, N mm at 2190 F, psi 40 Magnetic properties 1 ) 1 ) 1 ) 1 ) 1 ) Emissivity, fully oxidized condition * The values given apply for sizes of approx. 1.0 mm diameter 0.04 in. ** 4.0 mm 0.16 in. Thinner gauges have higher strength and hardness values while the corresponding values are lower for thicker gauge. *** Calculated from observed elongation in a Kanthal standard furnace test. 1 % elongation after 1000 hours. Kanthal Appliance Alloys Handbook 13 NIKROTHAL NIFETHAL D ALKROTHAL N 80 N 70 N 60 N40 N Balance Balance Balance Balance Balance Balance Balance ) 1 ) 2 ) 2 ) 3 ) 2 ) 2 ) 4 ) 5 ) ) Magnetic (Curie point approx. 600 C 1100 F) 2 ) Non-magnetic 3 ) Slightly magnetic 4 ) Magnetic up to C/ F (Curie point) 610/ ) Magnetic up to C/ F (Curie point) 530/990 2 Sqăma 1.1: Fusikèc idiìthtec kramĺtwn KANTHAL kai oikogèneiac apì [1]. 13

16 14 Kanthal Appliance Alloys Handbook Shmeiwseic Hlektroteqnikwn Efarmogwn CUPRO- MANGA- CUPROTHAL THAL 49 NINA Nominal composition, % Ni Cu Balance Balance Balance Balance Balance Balance Fe + Other 1 Mn 1.5 Mn Density, g/cm Ib/in Electrical resistivity at 20 C, Ω mm 2 m at 68 F Ω/cmf Temperature coefficient of resistance, Km x 10-6 / C ±20/±60 ± Temperatur range, C Linear expansion coefficient Coefficient x 10-6 / C Temperatur range, C Thermal conductivity at 50 C, Wm -1 K at 122 F Btu in ft -2 h -1 F Specific heat capacity, kj kg -1 K -1, 20 C Btu lb -1 F -1, 68 F Melting point (approx.), C F Mechanical properties* (approx.) Tensile strength, N mm -2, min psi, min N mm -2, max psi, max Elongation at rupture, % Magnetic properties Non-magnetic Sqăma 1.2: Fusikèc idiìthtec kramĺtwn KANTHAL kai oikogèneiac apì [1] (sunèqeia). 48 Kanthal Appliance Alloys Handbook KANTHAL A-1, APM Wire Standard Diameter range Resistivity Density stock items Alloy mm Ωmm 2 m -1 gcm -3 KANTHAL A KANTHAL APM To obtain resistance at working temperature, multiply by the factor C t in the following table: C t C Cross Diameter Resistance Surface sectional mm at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area A-1 APM Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm Cross Diameter Resistance Surface sectional mm at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area A-1 APM Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm ) cm 2 /Ω = I 2 C t /p (I = Current, C t = temperature factor, p = surface load W/cm 2 ) Sqăma 1.3: Idiìthtec kramĺtwn KANTHAL gia jermikoôc upologismoôc apì [1]. 14

17 Kanthal Appliance Alloys Handbook. 49 KANTHAL A, AF, AE Wire Standard Diameter range Resistivity Density stock items Alloy mm Ωmm 2 m -1 gcm -3 KANTHAL A KANTHAL AF KANTHAL AE To obtain resistance at working temperature, multiply by the factor C t in the following table: C C t Cross Diameter Resistance Surface sectional mm at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area A AF Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm Cross Diameter Resistance Surface sectional mm at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area A AF Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm ) cm 2 /Ω = I 2 C t /p (I = Current, C t = temperature factor, p = surface load W/cm 2 ) 9 50 Kanthal Appliance Alloys Handbook KANTHAL A, AF, AE Ribbon Resistivity Density Alloy Ωmm 2 m -1 gcm -3 KANTHAL A, AF, AE To obtain resistance at working temperature, multiply by the factor C t in the following table: C C t Resis- Cross Thick- tance Surface sectional Width ness at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm Resis- Cross Thick- tance Surface sectional Width ness at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm ) cm 2 /Ω = I 2 C t /p (I = Current, C t = temperature factor, p = surface load W/cm 2 ) (cont.) Sqăma 1.4: Idiìthtec kramĺtwn KANTHAL gia jermikoôc upologismoôc apì [1] (sunèqeia). 15

18 Kanthal Appliance Alloys Handbook. 51 (cont.) KANTHAL A, AF, AE Ribbon Resistivity Density Alloy Ωmm 2 m -1 gcm -3 KANTHAL A, AF, AE To obtain resistance at working temperature, multiply by the factor C t in the following table: C t C Resis- Cross Thick- tance Surface sectional Width ness at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm 2 Resis- Cross Thick- tance Surface sectional Width ness at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm ) cm 2 /Ω = I 2 C t /p (I = Current, C t = temperature factor, p = surface load W/cm 2 ) 9 52 Kanthal Appliance Alloys Handbook KANTHAL D Wire Standard Diameter range Resistivity Density stock items Alloy mm Ωmm 2 m -1 gcm -3 D To obtain resistance at working temperature, multiply by the factor C t in the following table: C t C Cross Dia- Resistance Surface sectional meter at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm Cross Dia- Resistance Surface sectional meter at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm ) cm 2 /Ω = I 2 C t /p (I = Current, C t = temperature factor, p = surface load W/cm 2 ) Sqăma 1.5: Idiìthtec kramĺtwn KANTHAL gia jermikoôc upologismoôc apì [1] (sunèqeia). 16

19 Kanthal Appliance Alloys Handbook. 53 KANTHAL D, DT Ribbon Resistivity Density Alloy Ωmm 2 m -1 gcm -3 KANTHAL D KANTAHL DT To obtain resistance at working temperature, multiply by the factor C t in the following table: C C t Resis- Cross Thick- tance Surface sectional Width ness at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm Resis- Cross Thick- tance Surface sectional Width ness at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm 2 2, ) cm 2 /Ω = I 2 C t /p (I = Current, C t = temperature factor, p = surface load W/cm 2 ) (cont.) 9 54 Kanthal Appliance Alloys Handbook (cont.) KANTHAL D, DT Ribbon Resistivity Density Alloy Ωmm 2 m -1 gcm -3 KANTHAL D KANTAHL DT To obtain resistance at working temperature, multiply by the factor C t in the following table: C C t Resis- Cross Thick- tance Surface sectional Width ness at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm 2 Resis- Cross Thick- tance Surface sectional Width ness at 20 C cm 2 /Ω 1) Weight area area mm mm Ω/m at 20 C g/m cm 2 /m mm ) cm 2 /Ω = I 2 C t /p (I = Current, C t = temperature factor, p = surface load W/cm 2 ) Sqăma 1.6: Idiìthtec kramĺtwn KANTHAL gia jermikoôc upologismoôc apì [1] (sunèqeia). 17

20 18

21 KefĹlaio 2 Jermikèc Apÿleiec 2.1 Epijumhtă JermokrasÐa qÿrou Κάθε χώρο ανα όγω του προορισµού του πρέπει να θερµανθεί µέχρι µια καθορισµένη επιθυµητή θερµοκρασία. Οι επιθυµητέ θερµοκρασίε χώρων έχουν εξαχθεί µετά από στατιστική έρευνα και δίνονται στον πίνακα 2.1. Η µέτρηση γίνεται σε ύψο m από το δάπεδο. Η εκ ογή τη επιθυµητή θερµοκρασία αποτε εί την πρώτη φάση και πρέπει να εκ έγεται µετά από συνεννόηση µε τον ιδιοκτήτη και τον µηχανικό. Η πείρα απέδειξε σαν ικανοποιητική την θερµοκρασία των 20 C για χώρου παραµονή η πνευµατική εργασία. 2.2 Roă thc jermìthtac Για κάθε χώρο αφού έχει καθορισθεί η επιθυµητή θερµοκρασία εξετάζεται η πιθανή θερµοκρασία του περιβά οντα χώρου. Μεταξύ των χώρων εσωτερικού εξωτερικού θα παρατηρηθεί ροή θερµότητα δια µέσου των τοιχωµάτων και µε κατεύθυνση από υψη ή θερµοκρασία προ χαµη ή. Στο Σχήµα 2.1 δίνεται ένα χώρο (Α) που γειτνιάζει µε διάφορου χώρου και τα βέ η δείχνουν τι διευθύνσει ροή τη θερµότητα. Οι παροχέ θερµότητα προ τα έξω του χώρου θεωρούνται σαν θερµικέ απώ ειε ενώ η εισροή θερµότητα θεωρείται σαν θερµικό κέρδο. Στου υπο ογισµού των κεντρικών θερµάνσεων προέχει ο υπο ογισµό των θερµικών απω ειών. Βασικά στοιχεία για τον υπο ογισµό των θερµικών απω ειών ενό χώρου είναι: α ) Η θερµοκρασία του περιβά οντα χώρου β ) Η θερµική αγωγιµότητα των τοιχωµάτων γ ) Η παρουσία ρευµάτων αέρο PÐnakac 2.1: Epijumhtă jermokrasða qÿrwn Χώροι παραµονή ανθρώπων εργαζοµένων, ή αναπαυοµένων (δωµάτια, κουζίνε, γραφεία, σχο εία, αίθουσε εκθέσεων, χώροι πω ήσεων, εστιατόρεια). ουτρά, θά αµοι ασθενών. Προθά αµοι, διάδροµοι, W.C., βοηθητικοί χώροι. Κ ιµακοστάσια, ναοί. Χειρουργεία. Θέατρα, κινηµατογράφοι. Σταθµοί αυτοκινήτων. Χώροι εργασία σε εργοστάσια. 20 C 22 C 18 C 15 C C 18 C 10 C C 19

22 Ε ΡΟΜΟΣ Γ Α Β ΓΕΙΤΟΝΙΚΗ ΟΙΚΙΑ ΛΟΥΤΡΟ Β ΙΑ ΡΟΜΟΣ Sqăma 2.1: ParĹdeigma roăc jermìthtac 2.3 JermokrasÐa PeribĹllontoc Η µεγα ύτερη θερµοκρασιακή διαφορά παρατηρείται µεταξύ του θερµαινόµενου χώρου και του περιβά οντο, επειδή η εξωτερική θερµοκρασία έχει µεγά ε διακυµάνσει στου υπο ογισµού αµβάνουµε την πιθανή χαµη ότερη χειµερινή θερµοκρασία (t a ). (Β έπε πίνακα 2.2). Οταν ένα χώρο βρίσκεται στην επιθυµητή θερµοκρασία θα παρατηρείται απώ εια θερµότητα προ του γύρω χώρου. Το ποσό τη θερµότητα που θα ρέει προ του ψυχρότερου χώρου εξαρτάται από την θερµοπερατότητα των παρεµβα - οµένων εµποδίων (τοίχοι, δάπεδα, οροφέ, πόρτε, παράθυρα κ π.). Η κεντρική θέρµανση σκοπό έχει να ανεβάσει την θερµοκρασία του χώρου στην επιθυµητή θερµοκρασία και στη συνέχεια να κα ύπτει τι απώ ειε όγω αγωγιµότητα καθώ και για την θέρµανση του εισερχόµενου αέρα. Ο συµβο ισµό των απω ειών είναι: Q h = Q T = Q L = ο ικέ ωριαίε απώ ειε ενό χώρου απώ ειε µέσω στερεών τοιχωµάτων απώ ειε για την θέρµανση του εισερχόµενου αέρα άρα: Q h = Q T + Q L (kcal/h). Η Q T εξαρτάται από την επιθυµητή θερµοκρασία, την θερµική αγωγιµότητα του υ ικού διαχωρισµού και από την εξωτερική θερµοκρασία. Η διερχόµενη ποσότητα θερµότητα είναι: Q T = K F (t 0 t a ) όπου Q T = ωριαία απώ εια προ το περιβά ον (kcal/h) F = διαχωριστική επιφάνεια (m 2 ) K = συντε εστή θερµοπερατότητα (kcal/m 2 h grad) t 0 = επιθυµητή εσωτερική θερµοκρασία t a = πιθανή εξωτερική θερµοκρασία 2.4 Roă Jermìthtac dia mèsou Stereÿn ToiqwmĹtwn Η ροή δια στερεού τοιχώµατο υπο ογίζεται από τη σχέση: Q 1 2 = K F (θ 1 θ 2 ) Ο συντε εστή θερµοπερατότητα K βρίσκεται από τη σχέση: 20 K = 1 α N i=1 δ i λ i + 1 α 2

23 PÐnakac 2.2: Pijană qamhlÿterh qeimerină jermokrasða peribĺllontoc diafìrwn ellhnikÿn pìlewn. Πό ι t a C Πό ι t a C Αγρίνιο 3 Μεθώνη 5 Αθήνα 0 Μεσσο όγγι 2 Αίγιο 2 Μή ο 5 Α εξανδρούπο η 1 Μυτι ήνη 2 Αργοστό ι 3 Νάξο 5 Αρτα 2 Ναύπ ιο 2 Βό ο 0 Πάτρα 1 Ζάκυνθο 4 Πειρεά 1 Ηράκ ειο 5 Πρέβεζα 2 Θεσσα ονίκη 5 Πύργο 2 Ιωάννινα 5 Ρόδο 4 Καβά α 3 Σάµο 5 Κα αµάτα 4 Σπάρτη 2 Κέρκυρα 0 Σύρο 4 Κοζάνη 8 Τρίκα α 3 Κόρινθο 3 Τρίπο ι 2 αµία 2 Φ ώρινα 6 άρισσα 5 Χανιά 4 ήµνο 2 Χα κίδα 0 Sqăma 2.2: Endeiktikă kĺtoyh tmămatoc diamerðsmatoc me shmeðwsh twn epijumhtÿn kai pijanÿn jermokrasiÿn h opoða èqei proetoimaoteð gia upologismoôc jermikÿn apwleiÿn. 21

24 PÐnakac 2.3: Pijană qeimerină jermokrasða mh jermainomènwn qÿrwn oikodomăc ( C). Ε αχίστη εξωτερική θερµοκρασία έω 0 ΑΝΟΙΚΤΟΣ ΧΩΡΟΣ, K < στεγασµένο µε οροφή, K = συντε εστή θερµοπερατότητα K > έω +3 ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ ΧΩΡΟΙ σε συνάρτηση α) άνευ ανοιγµάτων µε τη θερµοκρασία περιβά οντο β) µε ανοίγµατα Εσωτερικοί χώροι συνορεύοντε µόνο µε θερµαινόµενου χώρου +15 ΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ µε α) γειτονικέ οικοδοµέ +15 θερµαινόµενε µε Κ.Θ. β) γειτονικέ οικοδοµέ +12 θερµαινόµενε µε θερµάστρε γ) εβητοστάσιο +20 δ) µε υπόγειο κάτω από το έδαφο +5 PÐnakac 2.4: Suntelestèc jermoperatìthtac gia pìrtec kai parĺjura Υ ΙΝΑ ΜΕΤΑ ΙΚΑ K (kcal/m 2 h grad) K (kcal/m 2 h grad) θύρα εξωτερική (Θ εξ ) 3 5 θύρα εσωτερική (Θε ) 2 µπα κονόθυρα (Ν) 4 απ ό υα όφρακτο παράθυρο ή θα όφρακτη θύρα παράθυρο 2 υα ίνων 6 mm π ακών σε απόσταση: 12 mm διπ ό παράθυρο 2 3 εσωτερικό παράθυρο: απ ό 3 διπ ό 2 φεγγίτη, βιτρίνα 6 όπου N είναι ο αριθµό των στρωµάτων που αποτε ούν το τοίχωµα. Αυτή η σχέση συνήθω δεν χρησιµοποιείται στι πρακτικέ εφαρµογέ. Οι τιµέ του K παίρνονται από πίνακε. Παρακάτω δίνονται διάφοροι συµβο ισµοί: Τεξ Τοίχο εξωτερικό Β Βορά (ή Βόρειο ) Τε Τοίχο εσωτερικό Ν Νότο Πεξ Πόρτα εξωτερική Α Ανατο ή Πε Πόρτα εσωτερική ύση Μ Μπα κονόπορτα ΒΑ Βορειοανατο ικά Π Παράθυρο Β Βορειοδυτικά άπεδο ΝΑ Νοτιοανατο ικά Ο Οροφή Ν Νοτιοδυτικά Σ Στέγη 2.5 Prosauxăseic epi twn Apwleiÿn Jermìthtac Prosauxăseic ProsanatolismoÔ Οι υπο ογιζόµενε απώ ειε Q 0 αντιπροσωπεύουν το µεγα ύτερο µέρο των συνο ικών θερµικών απω ειών Q h. Το υπό οιπο µέρο είναι απώ ειε που οφεί ονται στον προσανατο ισµό του χώρου, στον αέρα που µπαίνει από τα ανοίγµατα καθώ και τη θέρµανση αντικειµένων του χώρου κατά την έναρξη τη θέρµανση 22

25 PÐnakac 2.5: Suntelestăc jermoperatìthtac gia ualostĺsia jermokhpðwn εµβαδόν υα οστάσιου / εµβαδόν δαπέδου K (kcal/m 2 h grad) PÐnakac 2.6: Suntelestăc jermoperatìthtac stèghc πάχο π άκα 10 cm 15 cm π άκα σκυροδέµατο K (kcal/m 2 h grad) α) µε εσωτερικό επίχρυσµα β) µε επικά υψη από µα τεζόπ ακε γ) µε επικά υψη από τσιµεντόπ ακε δ) µε µόνωση κισήρεω και µα τεζόπ ακε στέγη από κεραµίδι 1.6 στέγη από πισόχαρτο 2.1 στέγη από αµαρίνα 10 PÐnakac 2.7: Suntelestèc jermoperatìthtac gia dĺpeda. Otan to dĺpedo eðnai topojethmèno ap eujeðac epð tou edĺfouc, lambĺnontai apÿleiec 20 kcal/h m 2 dapèdou (EllhnikĹ dedomèna). K (kcal/m 2 h grad) π άκα σκυροδέµατο µε τριπτό κονίαµα κάτωθεν πάχο δαπέδου πάχο οροφή 10 cm 15 cm 10 cm 15 cm α) µε επικά υψη ιχνών σκυροδέµατο και µωσαικού πάχου 7 cm ή επικά υψη π ακών πρεσσαριστών β) µε ραµποτέ σε σκε ετό από καδρόνια γ) µε παρκέτο κο ητό σε τσιµέντο δ) µε παρκέτο σε σανίδωµα και σκε ετό από καδρόνια PÐnakac 2.8: Suntelestèc jermoperatìthtac toðqwn K (kcal/m 2 h grad) ΕΣΩΤΕΡΙΚΟΙ Ε ΩΤΕΡΙΚΟΙ πάχο χωρί επίχρισµα (mm ) ΟΠΤΟΠ ΙΝΘΟ ΟΜΕΣ µε τριπτό επίχρυσµα εκατέρωθεν ψαθωτή δοµή µε τριπτό επίχρυσµα εκατέρωθεν τριπτό εσωτερικό επίχρισµα, αρτιφισιέ εξωτερικό ΙΘΟ ΟΜΕΣ µε εσωτερικό επίχρισµα µε επίχρυσµα εκατέρωθεν ΤΟΙΧΟΙ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ από συµπαγέ µπετό γυµνού εκατέρωθεν από συµπαγέ µπετό µε εσωτερικό επίχρισµα από συµπαγέ µπετό µε επίχρυσµα εκατέρωθεν

26 PÐnakac 2.9: Prosjăkec (%) sto Q 0 lìgw prosanatolismoô (Z H) Προσανατο ισµό Προσθήκη Β, ΒΑ, Β 5 Α, 0 Ν, ΝΑ, Ν 5 PÐnakac 2.10: TimaÐ tou Z D (%) ειτουργία τιµαί του D ανα 24ωρο > 1.5 σχεδόν συνεχή h h Είναι γνωστό από την πείρα ότι οι χώροι που εκτίθενται σε βόρειου άνεµου είναι πιο ψυχροί από ά ου. Για τη θέρµανσή του εποµένω απαιτείται επί π έον ποσότητα θερµότητα. Σε αντίθεση οι µεσηµβρινοί χώροι θεωρούνται θερµότεροι, άρα έχουν ιγότερε απώ ειε. Η επίδραση αυτή φαίνεται στον πίνακα 2.9 και εκφράζεται σαν % ποσοστό αυτού. Για γωνιακά δωµάτια αµβάνεται ο προσανατο ισµό τη ακµή Prosauxăseic lìgw Diakoptìmenhc LeitourgÐac Σε ό ε σχεδόν τι εγκαταστάσει η ειτουργία τη θέρµανση δεν είναι συνεχή α ά διακοπτόµενη. Κατά την έναρξη απαιτούνται πρόσθετα ποσά θερµότητα για να ανεβάσουν την θερµοκρασία στην επιθυµητή. Πρέπει δη αδή η εγκατάσταση να έχει την ικανότητα να κα ύπτει όχι µόνο την διατήρηση τη επιθυµητή θερµοκρασία α ά να µπορεί να ζεσταίνει σε ικανοποιητικό χρονικό διάστηµα τον ψυχρό χώρο (αέρα, αντικείµενα κ π.). Στον πίνακα 2.10 υπάρχει ο χαρακτηρισµό µια εγκατάσταση όσον αφορά την διακοπτόµενη ειτουργία. Εχουµε: Z D οι προσαυξήσει (%) όγω διακοπή ειτουργία D η µέση θερµοπερατότητα ενό χώρου, µε D = Q 0 F ο (t 0 t a ) kcal m 2 h grad F ο είναι το συνο ικό εµβαδόν των επιφανειών που περικ είουν το χώρο (τοίχοι, δάπεδα, παράθυρα, οροφή) Για απ οποίηση των υπο ογισµών θέτουµε: 1 + Z D + Z H = Z και τε ικά προκύπτει: Q T = Z Q 0 (όπου 1 < Z < 1.35) Prosauxăseic lìgw Uyouc Για του ψη ότερου ορόφου των πο υκατοικιών αµβάνονται ειδικέ προσαυξήσει που ισχύουν από τον 3ο όροφο και πάνω και είναι 4% ανά όροφο. Αθροιστικά δεν πρέπει να υπερβαίνουν το 20%. 2.6 Jèrmansh tou Eiserqìmenou Aèra Η θέρµανση του αέρα ενό χώρου δηµιουργεί µικρή υπερπίεση. όγω αυτή τη υπερπίεση και όγω των ανοιγµάτων (πόρτε, παράθυρα, κ π) παρατηρείται ροή θερµού αέρα προ τον εξωτερικό χώρο. Τη ποσότητα αυτή του θερµού αέρα κατα αµβάνει ο ψυχρό αέρα του περιβά οντο. 24

27 PÐnakac 2.11: EndeiktikaÐ timað upologismoô tou Q L gia sunăjeic ellhnikèc polukatoikðec. για ανοίγµατα ηµιυπογείων χώρων και Α ορόφου για ανοίγµατα των πρώτων ορόφων για ανοίγµατα των άνω ορόφων για τα ρετιρέ για απώ ειε από κ ειστά ανοίγµατα εσωτερικών χώρων Q L = 15 l ο Q L = 20 l ο Q L = 25 l ο Q L = 30 l ο Q L = 10 l ο Sqăma 2.3: ParĹdeigma èntupou upologismoô jermikÿn apwleiÿn. Η δαπάνη για τη θέρµανση αυτού του αέρα αποτε εί το δεύτερο σκέ ο των θερµικών απω ειών Q L. Η θερµότητα Q L εξαρτάται από τη διαπερατότητα των ανοιγµάτων και από τη πίεση που εξασκεί ο αέρα που φυσά εξωτερικά. Εκτό από τον ανα υτικό υπο ογισµό του Q L που είναι πο ύπ οκο υπάρχει και πρακτικό υπο ογισµό ο οποίο µα δίνει ικανοποιητική προσέγγιση. Η σχέση υπο ογισµού του Q L είναι: Q L = (10 30) l ο (cal/h) όπου l ο είναι το συνο ικό µήκο των χαραµάδων των εξωτερικών ανοιγµάτων. Σε περίπτωση κατοικιών συνηθισµένη κατασκευή και ευρισκοµένων σε Ε ηνικέ πό ει οι τιµέ του παρακάτω πίνακα θεωρούνται ικανοποιητικέ. 2.7 Entupo UpologismoÔ Jermikÿn Apwleiÿn Για την εύκο η εκτέ εση των υπο ογισµών χρησιµοποιείται ειδικό έντυπο κατά DIN 4701 που κωδικοποιεί και διευκο ύνει τη πορεία και εκτέ εση των πράξεων. 25

28 t 0 δ 1 δ 2 δ λ 1 λ 2 λ 3 t a Sqăma 2.4: ParĹdeigma toðqou me trða strÿmata. 2.8 Analutikìc Upologismìc tou sunt. Jermoperatìthtac K (χρήσιµο για τον υπο ογισµό θερµοµόνωση κτιρίων) Τα σύγχρονα κτίρια για όγου περιορισµού των θερµικών απω ειών, θερµοµονώνονται (Π. ιάταγµα 1979). Αυτό ορίζει ότι οι συντε εστέ θερµοπερατότητα των δοµικών στοιχείων δεν πρέπει να υπερβαίνουν ορισµένε τιµέ, για την εξοικονόµηση όσο το δυνατό περισσότερη ενέργεια προ όφε ο τη Εθνική Οικονοµία. Ετσι ο συντε εστή θερµοπερατότητα K κάθε δοµική επιφάνεια υπο ογίζεται από τον τύπο τη θερµοδυναµική K = 1 N 1 αε + δ i + 1 λ i α εξ i=1 (kcal/m 2 h grad) όπου N = αριθµό των στρωµάτων που αποτε ούν τη δοµική επιφάνεια αε = εσωτερικό επιφανειακό συντε εστή µεταβίβαση θερµότητα (kcal/m 2 h grad) α εξ = εξωτερικό επιφανειακό συντε εστή µεταβίβαση θερµότητα (kcal/m 2 h grad) δ i = πάχο τοιχώµατο i λ i = συντε εστή θερµική αγωγιµότητο υ ικού i Ο δείκτη i ισούται µε ένα από τα στρώµατα διαφορετικού υ ικού από τα οποία αποτε είται η δοµική επιφάνεια. ParĹdeigma: Για τον τοίχο του σχήµατο 2.4 που αποτε είται από τρία στρώµατα ο τύπο είναι: 1 K = 1 αε + δ 1 + δ 2 + δ λ 1 λ 2 λ 3 α εξ Οι µέσε τιµέ του συντε εστή θερµική αγωγιµότητα ( ) για τα συνηθέστερα υ ικά περι αµβάνονται στον πίνακα 2.5. Οι τιµέ των επιφανειακών συντε εστών µεταβίβαση τη θερµότητα αε και α εξ για συνήθει περιπτώσει είναι: αε = 7 α εξ = 7 αε = 5 α εξ = 20 για εσωτερική επιφάνεια τοίχων µε µέση ταχύτητα αέρα για ροή θερµότητα από κάτω προ τα πάνω για ροή θερµότητα από πάνω προ τα κάτω για εξωτερική επιφάνεια µε µέση ταχύτητα αέρα Jermikă agwgimìthta (l) Η θερµική αγωγιµότητα είναι µια ιδιότητα των υ ικών. Αυτή καθορίζεται από την ποσότητα τη θερµότητα η οποία διαρρέει µια επιφάνεια που βρίσκεται σε ένα δεδοµένο θερµοκρασιακό πεδίο, υπό την επίδραση τη καθέτου προ την επιφάνεια αυτή θερµοκρασιακή πτώσεω. 26

29 Sqăma 2.5: SuntelestaÐ jermikăc agwgimìthtac (diastolăc) ulikÿn 27

30 Sqăma 2.6: SuntelestaÐ jermikăc agwgimìthtac (diastolăc) ulikÿn (sunèqeia). Ο συντε εστή θερµική αγωγιµότητα ( ) καθορίζει την θερµοµονωτική ικανότητα του υ ικού και δίνει την ποσότητα τη θερµότητα σε kcal ή Wh (είναι 1 kcal = 4186,8 J = Wh) η οποία ρέει σε σταθερή θερµική κατάσταση ανά ώρα σε επιφάνεια υ ικού 1 m 2 όταν η θερµοκρασιακή πτώση κατά την διεύθυνση τη ροή τη θερµότητα είναι 1 βαθµό Κε σίου ή Κέ βιν κατά µέτρο. Μονάδα: (kcal/m h grad) ή (W/m grad), όπου 1 (kcal/m h grad) = (W/m grad) Suntelestăc jermikăc metĺbashc (a) Ο συντε εστή θερµική µετάβαση (α) από την επιφάνεια του στοιχείου κατασκευή µε τον αέρα που έρχεται σε επαφή και αντίστροφα δίνει την ποσότητα τη θερµότητα σε kcal ή Wh η οποία δίδεται σε σταθερή ωριαία θερµική κατάσταση µεταξύ 1 m 2 επιφάνεια του στοιχείου κατασκευή και του αέρα επαφή όταν µεταξύ του υπάρχει διαφορά θερµοκρασία 1 βαθµού Κε σίου η Κέ βιν. Μονάδα: (kcal/m 2 h grad) ή (W/m 2 grad). Το 1/α ορίζεται σαν αντίσταση θερµική µετάβαση. 28

31 KefĹlaio 3 KENTRIKES JERMANSEIS Οι κεντρικέ θερµάνσει (Κ.Θ.) χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη µια µόνο εστία παραγωγή θερµότητα, που µέσω ενό φορέα, νερό, ατµό, αέρα, µεταφέρεται στου χώρου που θέ ουµε να ζεστάνουµε. Τα π εονεκτήµατα των κεντρικών θερµάνσεων είναι αρκετά γι αυτό έχουν επικρατήσει απέναντι στι τοπικέ και είναι: Μείωση των εστιών και καπνοδόχων Μικρότερη ρύπανση του περιβά οντο Μεγά η οικονοµία στην εκµετά ευση του καυσίµου Εύκο η εξυπηρέτηση τη εγκατάσταση Αναφέρονται επίση µερικά από τα µειονεκτήµατά του Υψη ό κόστο κατασκευή Παρά η η εξυπηρέτηση πο ών χρηστών ίκαιη κατανοµή ειτουργικών δαπανών (αυτονοµία) Η παραγωγή θερµότητα στι κεντρικέ θερµάνσει προέρχεται κυρίω από την καύση καυσίµων υ ών σε ένα έβητα. Χαρακτηριστικό µέγεθο κάθε καυσίµου είναι η θερµογόνο δύναµη δη αδή η θερµότητα σε (kcal) που προέρχεται από την καύση 1 kg καυσίµου. Κάθε εγκατάσταση Κ.Θ. περι αµβάνει: 1. σύστηµα παροχή θερµότητα (καυστήρα - έβητα -καύσιµο) 2. σύστηµα µεταφορά (κυκ οφορητή -σω ηνώσει ) 3. σύστηµα τοπική παροχή (σώµατα) 4. σύστηµα ασφά εια -ε έγχου 3.1 PoreÐa gia th melèth kentrikăc jèrmanshc me kaôsimo to petrèlaio Ο υπο ογισµό τη εγκατάσταση κεντρική θέρµανση έχει τυποποιηθεί ώστε να είναι εύκο η η µε έτη. Περι αµβάνει την παρακάτω πορεία: 1. Υπο ογισµό θερµικών απω ειών 2. Υπο ογισµό και χωροθέτηση των θερµαντικών σωµάτων 3. Υπο ογισµό και προδιαγραφέ έβητα και καυστήρα 4. Υπο ογισµό καπνοδόχου 5. Υπο ογισµό διατοµών σω ήνων 6. Υπο ογισµό και σχέδια συστήµατο ασφα εία 7. Προδιαγραφέ µηξανηµάτω, οργάνων δεξαµενή κ π στοιχεία τη εγκατάσταση 29

32 PÐnakac 3.1: jermogìnoc dônamh kausðmwn Στερεά: Ανθρακίτη kcal/kg ιγνίτη kcal/kg Κωκ kcal/kg Τύφρη kcal/kg Υγρά: Μαζούτ kcal/kg Diesel kcal/kg Βενζίνη kcal/kg Αέρια: Μεθάνιο kcal/kg Προπάνιο kcal/kg Φωταέριο kcal/kg 3.2 Eklogă jermantikÿn swmĺtwn Αφού έχουµε υπο ογίσει τι θερµικέ απώ ειε σε κάθε χώρο, προχωράµε στην εκ ογή των θερµαντικών σωµάτων. Η εκ ογή γίνεται από πίνακε κατασκευαστικών εταιρειών που δίνουν την θερµική ισχύ σε kcal/h, καθώ επίση και τι διαστάσει. Τα σώµατα από τεχνική π ευρά πρέπει να τοποθετούνται στου ψυχρότερου χώρου και κυρίω κάτω από τα παράθυρα ή δίπ α στι πόρτε έτσι ώστε να έχουµε κα ύτερη κατανοµή τη θερµότητα στο χώρο. Επίση προτιµούµε να βρίσκονται κοντά στι κατακόρυφε σω ηνώσει για να εξασφα ίζουµε το ε άχιστο µήκο σω ηνώσεων. Συνήθω η εκ ογή τη θέση και του τύπου των σωµάτων γίνεται κατόπιν συνεργασία µε τον αρχιτέκτονα ή µηχανικό και τον ιδιοκτήτη τη οικοδοµή. Η θέση που τοποθετούνται τα θερµαντικά σώµατα πρέπει να είναι προσεγµένη από π ευρά ε εύθερη κυκ οφορία του αέρα που θερµαίνει ώστε να γίνεται κανονική φυσική απαγωγή θερµότητα από τα σώµατα. Στον παρακάτω πίνακα αναφέρονται οι µειώσει τη απόδοση όγω κά υψη των σωµάτων. Συνήθω χρησιµοποιούνται θερµαντικά σώµατα κοινά όπω φαίνονται παραπάνω µε τι διαστάσει του. Στον πίνακα 3.2 βασικό στοιχείο είναι η θερµαντική επιφάνεια κάθε στοιχείου. Με την παραδοχή ότι κάθε τετραγωνικό µέτρο θερµαντικού σώµατο παρέχει (σε κανονικέ συνθήκε ) στο περιβά ον 400 kcal/h καθορίζουµε έτσι τον αριθµό των στοιχείων του σώµατο. Στην περίπτωση θέρµανση πο υκατοικιών έχει παρατηρηθεί µεταβο ή τη απόδοση ανα όγω του ορόφου. Αυτό οφεί- εται στην πτώση τη θερµοκρασία όσο αποµακρυνόµαστε από τον έβητα. Για υπο ογισµού µεγα ύτερη ακρίβεια δίνεται ο πίνακα 3.3. Για τον υπο ογισµό των θερµαντικών σωµάτων προτείνονται διάφοροι τρόποι υπο ογισµού. Με βάση την µέση ενεργό θερµοκρασία του σώµατο, 60 C, προκύπτουν οι παρακάτω πίνακε, οι οποίοι δίνουν το µήκο, την θερµαντική επιφάνεια και τη θερµική απόδοση χα ύβδινων σωµάτων Ε ηνική κατασκευή. Εκτό των προαναφεροµένων σωµάτων υπάρχουν και ά οι τύποι διαφόρων κατασκευαστικών οίκων. Ενα πο ύ χρησι- 30

33 PÐnakac 3.2: KURIAI DIASTASEIS SUNHJWN JERMANTIKWN SWMATWN (DiastĹseic A,B,G,D,E,Z eic mm) ΤΥΠΟΙ ίστη α Τρίστη α Τετράστη α ο ικό ύψο από έδαφο Α ο ικό ύψο Β π άτο Γ απόσταση µεταξύ στοιχείων απόσταση κέντρων οπών Ε απόσταση κάτω οπή από έδαφο Ζ θερµαντική επιφάνεια περιεκτικότητα νερού (lt) PÐnakac 3.3: APODOSIS JERMANTIKWN SWMATWN (eic kcal/m 2 ) ίστη α Τρίστη α Τετράστη α Υπόγειο / Ισόγειο Α,Β,Γ όροφοι ,Ε,ΣΤ όροφοι Ζ,Η όροφοι PÐnakac 3.4: Jermainìmenh epifĺneia kai jermikă isqôc distălwn qalubdðnwn swmĺtwn 31

34 PÐnakac 3.5: Jermainìmenh epifĺneia kai jermikă isqôc tristălwn qalubdðnwn swmĺtwn PÐnakac 3.6: Jermainìmenh epifĺneia kai jermikă isqôc tetrastălwn qalubdðnwn swmĺtwn 32

35 µοποιούµενο είναι ο τύπο RUNTAL µε µεγά η ποικι ία διαστάσεων ώστε να προσαρµόζεται κα ύτερα στου χώρου. 3.3 Eklogă lèbhta Ανα όγω του υ ικού κατασκευή οι έβητε διακρίνονται σε χα ύβδινου και χυτοσιδηρού. Από το σύνο ο των θερµικών απω ειών προκύπτουν οι ανάγκε σε θερµότητα και έστω ότι είναι Q. Το ποσό αυτό τη θερµότητα προσαυξάνεται προκειµένου να κα ύψει τι απώ ειε ενάρξεω ειτουργία και έχουµε τη σχέση: Q Λ = (1 + α) Q όπου α ο συντε εστή προσαυξήσεων που οι τιµέ δίνονται στον πίνακα 3.7. PÐnakac 3.7: Suntelestăc prosauxăsewn a Περιγραφή εγκαταστάσεω α Συνεχή ειτουργία µικρόν δίκτυον 0.10 Συνεχή ειτουργία εκτεταµένον δίκτυον 0.15 ιακοπτόµενη ειτουργία µικρόν δίκτυον 0.25 ιακοπτόµενη ειτουργία εκτεταµένον δίκτυον Eklogă kaustăra Ο διασκορπισµό του καυσίµου υπό µορφή σταγονιδίων επιτυγχάνεται µε ακροφύσιο (µπεκ). Με πίεση στροβι ίζεται και περιδινίζεται το καύσιµο στο χώρο καύση του έβητα όπου και γίνεται η καύση. Η ωριαία κατανά ωση του καυστήρα δίνεται από τη σχέση: g = Q Λ η q cal/h όπου: q = θεωρητική ειδική θερµική απόδοση του καυσίµου συνήθω αµβάνουµε q = kcal/h gal η = βαθµό απόδοση (δίνεται από τον κατασκευαστή) συνήθω είναι Χρησιµοποιόντα το αµερικάνικο γα όνι (1 gal = lt) έχουµε όπου Q Λ η θερµική ισχύ του έβητα. g = Q Λ Upologismìc Kapnodìqou Η καπνοδόχο πρέπει να θερµοµονώνεται ώστε να έχει κα ύτερο φυσικό ε κυσµό και να αποφεύγονται τα οριζόντια τµήµατα. Ο υπο ογισµό τη καπνοδόχου δίνεται από τη σχέση: F = Q Λ 40 H cm 2 όπου: F = επιφάνεια τη διατοµή H = ύψο τη καπνοδόχου 33

36 Ri l i = H 2 Shmeiwseic Hlektroteqnikwn Efarmogwn 3.6 Upologismìc Swlhnÿsewn (πρακτικοί υπο ογισµοί αντιστάσεων ροή νερού) Εστω ότι έχουµε εγκατάσταση φυσική κυκ οφορία (χωρί κυκ οφορητή). Εάν h m είναι το µέσο ύψο στή η νερού από το έβητα µέχρι το σώµα η διαφορά πίεση που προκα εί την ροή είναι: H = h m (γ 2 γ 1 ) (mm Σ.Υ) όπου: γ 1 = ειδικό βάρο νερού προσαγωγή γ 2 = ειδικό βάρο νερού επιστροφή Για να υπάρξει κίνηση νερού πρέπει η διαφορά πίεση να µπορεί να υπερνικήσει την πτώση πίεση στα ευθύγραµµα τµήµατα των σω ηνώσεων και επίση τι ειδικέ πτώσει πίεση όγω τοπικών αντιστάσεων. Η διαφορά πίεση εποµένω είναι: H = H R + Z όπου η H R είναι το άθροισµα των αντιστάσεων στα ευθύγραµµα τµήµατα από το έβητα στο σώµα και πά ι στο έβητα. Από τη ρευστοµηχανική είναι γνωστή η πτώση πίεση σε ευθύγραµµο αγωγό: όπου: λ = συντε εστή αντίσταση /τριβή σω ήνα d = εσωτερική διάµετρο του σω ήνα v = ταχύτητα ροή γ = ειδικό βάρο νερού g = επιτάχυνση τη βαρύτητα R = λ d v2 γ 2g Από τι παραπάνω σχέσει η τιµή του R αντιπροσωπεύει την ανά µέτρο σω ηνώσεων πτώση τη πίεση. Η συνο ική πτώση πίεση στα ευθύγραµµα τµήµατα είναι: H R = R i l i Οι πτώσει πίεση όγω τοπικών αντιστάσεων (γωνίε, συστο έ, διακ αδώσεων κ π) εξαρτώνται από ένα συντε εστή τριβή ζ και από την ταχύτητα ροή : Z = σ(ζ, v) = ζ i γ 2 v2 Για του υπο ογισµού στην πράξη χρησιµοποιούνται ειδικά έντυπα, που συµπ ηρώνονται µε την βοήθεια πινάκων. 3.7 Entupo upologismoô antistĺsewn swlhnÿsewn Για να βρεθεί η µέγιστη επιτρεποµένη τιµή του H απαιτούνται τα h m και τα ειδικά βάρη γ 1, γ 2 για διάφορε θερµοκρασίε. Οταν είναι γνωστέ οι θερµοκρασίε αναχωρήσεω και επιστροφή του νερού, η ειδική δρώσα πίεση δίνεται κατευθείαν από τον πίνακα 3.9. Οταν βρεθεί η H, για την εύρεση των προσωρινών διατοµών των σω ήνων γίνεται η παραδοχή: H R = H 2 και Z = H 2 ή Εάν γίνει δεκτή µια µέση τιµή τη R ώστε: Ri l i = R m L = R m = H 2L σε mm Σ.Υ. Με βάση αυτή τη µέση πτώση πίεση ανά µέτρο σω ήνα, εκ έγουµε τι προσωρινέ διατοµέ. 34

37 PÐnakac 3.8: Eidikì bĺroc neroô gia C. 35

38 ParĹdeigma: Εστω t 1 = 80 C, t 2 = 60 C και το συνο ικό µήκο σω ηνώσεων από το έβητα µέχρι το πιο αποµεµακρυσµένο σώµα είναι L = 84 m. Από τον πίνακα 3.8 προκύπτει γ 2 γ 1 = = mm Σ.Υ. PÐnakac 3.9: Eidikă {drÿsa} dônamh lìgw diaforĺc jermokrasðac eisìdou-exìdou sta jermantikĺ sÿmata (mm S.U.) Το ίδιο προκύπτει από τον πίνακα 3.9 και έχουµε: H = = mm Σ.Υ. Για το µέσο R έχουµε: Κατά την εκ ογή των διαµέτρων πρέπει να ισχύει: R m = H 2L = = 0.17 mm Σ.Υ R R m mm Σ.Υ. 36

39 Τι τιµέ του R για δεδοµένη ποσότητα θερµότητα που διέρχεται από συγκεκριµένη διάµετρο σω ήνα µε συγκεκριµένη ταχύτητα ροή και για διαφορά θερµοκρασία 20 C δίνουν οι πίνακε Εάν π.χ. οι σω ηνώσει του παραδείγµατο αποτε ούνται από έξι διαδοχικά τµήµατα µε την αντίστοιχη διερχόµενη θερµότητα (στή η 2) µε γνωστά τα µήκη από τα σχέδια (στή η 4). Για την συµπ ήρωση του προηγουµένου πίνακα γίνεται δοκιµαστική εκ ογή διαµέτρων µε την βοήθεια των πινάκων PÐnakac me ta stoiqeða tou diktôou udreôsewc Είναι π.χ. γνωστό ότι το τµήµα l 1 = 7 m και η µεταφερόµενη θερµότητα Q = kcal/h. Εάν εκ εγεί σω ήνα d = 110 mm ο πίνακα για kcal/h δίνει R = Η τιµή αυτή µπαίνει στην στή η (5), πο απ ασιάζεται µε το l 1 = 7 m και δίνει την αντίσταση του τµήµατο l 1 του σω ήνα l 1 R 1 = = 0.84 Κατά τον ίδιο τρόπο εκ έγονται και οι διάµετροι των ά ων τµηµάτων και προσπαθώντα πάντα οι τιµέ του R να είναι τη τάξη 0.12 και το τε ικό άθροισµα των παθητικών αντιστάσεων να µην υπερβαίνει την οριακή τιµή που θέσαµε. Μετά από δοκιµέ συµπ ηρώνουµε τον πίνακα ώστε να δίνει αντίσταση των σω ήνων 6.02, ίση θεωρείται και η αντίσταση των σω ήνων επιστροφή και τε ικά είναι Ri l i = 12.0 mm Σ.Υ. Το υπό οιπο τη δρώσα πίεση πρέπει να αντισταθµίσει τι παθητικέ αντιστάσει των συνδέσµων, γωνιών, ταυ, κ π. Οι αντιστάσει αυτέ είναι συνάρτηση τη ταχύτητα ροή του νερού και ενό συντε εστή µορφή ζ. Οι τιµέ του ζ δίνονται από τον πίνακα Οταν προσδιορισθεί το άθροισµα των ζ σε ένα τµήµα σω ηνώσεω και άβουµε την ταχύτητα ροή από του πίνακε , τότε µε τον πίνακα 3.15 προσδιορίζουµε τι τοπικέ παθητικέ αντιστάσει σε mm Σ.Υ. Εάν π.χ. δια µια σω ηνώσεω διαµέτρου 3/4 διέρχονται 7500 kcal/h από του πίνακε έχουµε: R = 7.0 και v = 0.30 m/s. Εάν το τµήµα αυτό τη σω ήνωση περι αµβάνει µια καµπύ η 90 (µε r/d = 2) ένα ταυ σε διασταύρωση και ένα θερµαντικό σώµα έχουµε : ζ = = 5.9 και από τον πίνακα 3.15 έχουµε: Z = 27.0 mm Σ.Υ. 3.8 Upologismìc Kukloforhtă Πα αιότερα οι µικρέ εγκαταστάσει ειτουργούσαν µε φυσική κυκ οφορία νερού. Σήµερα είναι απαραίτητη η παρεµβο ή αντ ία (κυκ οφορητή) έτσι προκα εί ταχεία ροή του νερού και επιτρέπει µείωση των διαµέτρων των σω ηνώσεων. 37

40 PÐnakac 3.10: AntistĹseic katĺ thn kðnhsh jermoô neroô se eujôgrammouc swlănec 38

41 PÐnakac 3.11: AntistĹseic katĺ thn kðnhsh jermoô neroô se eujôgrammouc swlănec (sunèqeia) 39

42 PÐnakac 3.12: AntistĹseic katĺ thn kðnhsh jermoô neroô se eujôgrammouc swlănec (sunèqeia) 40

43 PÐnakac 3.13: AntistĹseic katĺ thn kðnhsh jermoô neroô se eujôgrammouc swlănec (sunèqeia) 41

44 PÐnakac 3.14: Timèc tou suntelestă z topikÿn antistĺsewn. 42

45 PÐnakac 3.15: Timèc tou Z (se mm S.U.) gia P ζ = 43

46 Η παροχή του κυκ οφορητή βρίσκεται αν γνωρίζουµε την πτώση θερµοκρασία στα θερµαντικά σώµατα. Για 20 C πτώση θερµοκρασία στα σώµατα έχουµε τη σχέση: V = Q Λ 20 lt/h διότι kcal h kcal lt και η ισχύ : όπου: V = παροχή (lt/h) H = µανοµετρικό ύψο (mm Σ.Υ.) η = βαθµό απόδοση N = V H 75 η Η εκ ογή του κυκ οφορητή γίνεται από διαγράµµατα των κατασκευαστών α ά γενικά έχει την µορφή του κατωτέρω: HP 3.9 Dexamenă PetrelaÐou Πρέπει να βρίσκεται κατά το δυνατό κοντά στον καυστήρα. Οι δεξαµενέ είναι σιδηρέ κατασκευέ ορθογωνική διατοµή για µικρέ εγκαταστάσει και κυ ινδρική µορφή για εγκαταστάσει µέσου ή µεγά ου µεγέθου. Σήµερα έχουν αρχίσει να χρησιµοποιούνται και π αστικέ δεξαµενέ. Η χωρητικότητα τη δεξαµενή υπο ογίζεται έτσι ώστε, το καύσιµο να επαρκεί για ένα έω δυο µήνε. Η ετήσια κατανά- ωση πετρε αίου δίνεται από τη σχέση: B = B 0 H Θ Q h (kg /έτο ) όπου: B 0 = ειδική κατανά ωση πετρε αίου (kg/h) H Θ = ετήσιο αριθµό ωρών θέρµανση Q h = θερµικέ απώ ειε χώρων (kcal/h) 44

47 Για την Ε άδα το H Θ ήταν περίπου 1000 h οπότε: Το B 0 υπο ογίζεται από τη σχέση: B = 1000 B 0 Q h B 0 = Z t max H u η όπου: Z = συντε εστή ηµερήσια ειτουργία t max = µέγιστη θερµοκρασιακή διαφορά µεταξύ τη ηµερήσια θερµοκρασία του χώρου και τη εξωτερική θερµοκρασία του περιβά οντο H u = κατωτέρα θερµογόνο δύναµη καυσίµου (kcal/kgr) η = βαθµό απόδοση τη εγκατάσταση Το Z δίνεται στον πίνακα 3.16, η µέση µεγίστη θερµοκρασία κτιρίου δίνεται στον πίνακα Στου υπο ογισµού αµβάνουµε: H u = kcal/kg και η = 0.6 PÐnakac 3.16: SUNTELESTHS HMERHSIAS LEITOURGIAS µέση πο υκατοικία ή µονοκατοικία - σχο εία Z = 8 12 τράµεζε, καταστήµατα Z = νοσοκοµεία, ξενοδοχεία Z = 24 PÐnakac 3.17: MESH MEGISTH JERMOKRASIA KTIRIWN κτίριο χώρο θερµαινόµενο συνεχώ χώρο θερµαινόµενο µε διακοπέ δηµόσια καταστήµατα, τράπεζε ξενοδοχεία, νοσοκοµεία t m 19 C 17 C 17 C C 3.10 Upologismìc kai Sqèdia Sustămatoc AsfaleÐac Στατιστικά προκύπτει ότι κάθε θερµαντικό σώµα έχει χωρητικότητα 4 lit νερού ανά m 2 θερµαινόµενη επιφάνεια, άρα η χωρητικότητα των σωµάτων είναι: Q 4 = 0.01 Q lit 400 Η µέση απόδοση των χα ύβδινων θερµαντικών σωµάτων όπω έχει προαναφερθεί έχει ορισθεί σαν 400 kcal/m 2 h. Αν το παραπάνω ποσό προσαυξηθεί κατά 60 % έβητα και σω ηνώσεων προκύπτει η σχέση: V = Q lit Η σχέση αυτή µα δίνει µε ικανοποιητική προσέγγιση τον αναγκαίο όγκο του δοχείου διαστο ή. Το δοχείο διαστο ή (ανοικτού τύπου) είναι ένα δοχείο γεµάτο νερό, που η επιφάνειά του επικοινωνεί µε την ατµόσφαιρα. Τοποθετείται στο ψη ότερο σηµείο τη κατασκευή και συγκοινωνεί µε το ό ο υδραυ ικό σύστηµα τη κεντρική θέρ- µανση, στο σηµείο επιστροφή του νερού στο έβητα. Η τοποθέτηση του µα εξασφα ίζει δύο πράγµατα: Πρώτον, από επικίνδυνε υπερπιέσει όγω διαστο ή του νερού, δεδοµένου ότι ο όγκο του νερού αυξάνει κατά 4.3 % περίπου κατά τη θέρµανση από 4 C στου 100 C και δεύτερον, συµπ ηρώνει τι τυχόν απώ ειε νερού από εξάτµιση ή διαρροέ. Η συµπ ήρωση του νερού του δοχείου διαστο ή γίνεται από δίκτυο ύδρευση µέσω φ οτέρ. Τε ευταία χρησιµοποιούνται δοχεία διαστο ή που δεν επικοινωνούν µε την ατµόσφαιρα και έγονται κ ειστού τύπου. Εχουν αρκετά π εονεκτήµατα έναντι των ανοικτών δοχείων και τοποθετούνται µέσα στο εβητοστάσιο (β έπε σχήµα 3.1). 45

48 Sqăma 3.1: Trìpoi sôndeshc kleistoô doqeðou Η διάµετρο του σω ήνα ασφα εία υπο ογίζεται από τη σχέση: και η διάµετρο του σω ήνα π ηρώσεω : π.χ. για Q Λ = kcal/h προκύπτουν: da = Q Λ dπ = Q Λ da = = 28.4 dπ = = 23.9 mm mm mm mm Εκ έγω τυποποιηµένε διατοµέ : Οι ε άχιστα επιτρεπόµενοι διάµετροι είναι: da = και dπ = 1 da min = 1 και dπ min = HLEKTRIKH EGKATASTASH KENTRIKHS JERMANSHS Το βασικότερο µέρο µια εγκατάσταση κεντρική θέρµανση που αφορά του η εκτρο όγου είναι ο καυστήρα. Τα βασικά µέρη ενό καυστήρα ε αφρού πετρε αίου (DIESEL) είναι: O kinhtărac, που χρησιµεύει για την περιστροφή τη αντ ία πετρε αίου και του ανεµιστήρα. Για µικρέ ισχεί είναι µονοφασικό ενώ για µεγά ε τριφασικό ασύγχρονο κινητήρα. Τα χαρακτηριστικά ενό καυστήρα υπάρχουν στον πίνακα H antlða petrelaðou τοποθετείται στον άξονα του κινητήρα και στέ νει µε πίεση το πετρέ αιο προ το έβητα µέσω του διασκορπιστή (µπέκ) σε µορφή σταγονιδίων, ενώ ο ανεµιστήρα στέ νει στο χώρο καύση την αναγκαία ποσότητα αέρα. O spinjhristăc δηµιουργεί τον σπινθήρα για την ανάφ εξη του µείγµατο (πετρε αίου-αέρα). Οι ακίδε του βρίσκονται κοντά στο µπέκ και είναι συνδεδεµένε µε το δευτερεύον Μ/Σ (220 / 3 10 kv). O purostĺthc είναι αυτόµατο όργανο ασφά εια του καυστήρα. Είναι η εκτρικά συνδεδεµένο µε αυτόν και διακόπτει την παροχή όταν για οποιοδήποτε όγο δεν υπάρχει φ όγα στον θά αµο καύση. To jermikì stoiqeðo είναι διάταξη ασφα εία για την διακοπή ειτουργία του σπινθηριστή, αν για οποιοδήποτε όγο δεν διακόψει το ρε αί C 2. O udrostĺthc: Είναι θερµοστάτη επαφή και τοποθετείται στην έξοδο του ζεστού νερού από τον έβητα. Είναι θερµοστάτη µεγίστου (70 90 C) που ανοίγει όταν η θερµοκρασία του νερού ξεπεράσει το όριο που έχουµε ορίσει, διακόπτοντα τον καυστήρα. Για µικρέ ισχεί του καυστήρα συνδέεται σε σειρά µε τον κινητήρα ενώ για µεγά ε ε έγχει το ρε αί C 1. 46

49 PÐnakac 3.18: TEQNIKA QARAKTHRISTIKA KAUSTHRWN O jermostĺthc qÿrou: Με αυτόν ρυθµίζουµε την επιθυµητή θερµοκρασία του χώρου (π.χ. 18 C). Για µεγα ύτερη θερµοκρασία διακόπτει τη ειτουργία του καυστήρα. O jermostĺthc tou kukloforhtă: Είναι θερµοστάτη επαφή και τοποθετείται στον σω ήνα τη επιστροφή τού νερού. Είναι θερµοστάτη ε αχίστου, δη αδή κ είνει για θερµοκρασίε µεγα ύτερε από ένα όριο (30 40 C). Συνδέεται σε σειρά µε τον κυκ οφορητή (για µικρέ ισχεί ). O qronodiakìpthc: Τοποθετείται σε σειρά µε το κύκ ωµα του καυστήρα. Ετσι η ειτουργία τη κεντρική θέρµανση (καυστήρα) γίνεται προγραµµατισµένα και αυτόµατα. Η εγκατάσταση γίνεται στο χώρο του έβητα. Οι γραµµέ είναι ορατέ µέσα σε χα ύβδινο σπιρά ή ευθύγραµµο σω ήνα. Στο σχήµα φαίνεται το η εκτρο ογικό σχέδιο µια τυπική εγκατάσταση κεντρική θέρµανση. ΘΕΡΜΟΣΤΑΤΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΗΤΗ ΧΡΟΝΟ ΙΑΚΟΠΤΗΣ Υ ΡΟΣΤΑΤΗΣ ΚΥΚΛΟΦΟΡΗΤΗΣ ΘΕΡΜΟΣΤΑΤΗΣ ΧΩΡΟΥ ΚΑΥΣΤΗΡΑΣ Sqăma 3.2: Hlektrologikì sqèdio tupikăc egkatĺstashc kentrikăc jèrmanshc 47

50 48

51 KefĹlaio 4 HLEKTRIKH JERMANSH 4.1 GenikĹ Η συνεχή θέρµανση χώρων έχει ένα βασικό µειονέκτηµα. Αυτό είναι το ψη ό κόστο ειτουργία, γιατί η τιµή του η εκτρικού ρεύµατο εκτό από το νυκτερινό τιµο όγιο είναι ψη ή. Για την αντιµετώπιση αυτού του µειονεκτήµατο χρησιµοποιούµε θερµοσυσσώρευση µε νυχτερινό τιµο όγιο ή η εκτρικών αντιστάσεων ακτινοβο ία χαµη ών θερµοκρασιών, που καθιστούν την η εκτρική θέρµανση ανταγωνιστική απέναντι στι κ ασσικέ µορφέ θέρµανση. Για να είναι όµω ανταγωνιστική, δη αδή οικονοµική, πρέπει να συνδυάζεται µε την πο ύ κα ή δοµική θερµοµόνωση των υπό θέρµανση χώρων, ώστε να έχουµε τι ιγότερε δυνατόν θερµικέ απώ ειε. Τα βασικά π εονεκτήµατα των η εκτρικών θερµάνσεων είναι η γρήγορη θέρµανση, η καθαρή ειτουργία, η εύκο η ρύθµιση, η απουσία εβητοστασίου και αποθήκη καυσίµου, δεν προκα εί ρύπανση, δεν θέ ει συντήρηση. 4.2 Hlektrikă jermosussÿreush Η ζήτηση ενέργεια από τι η εκτρικέ εταιρείε κατά τη νύχτα είναι µικρή και συνεπώ οι σταθµοί ειτουργούν χωρί π ήρη φόρτιση. Για το όγο αυτό προσφέρουν τότε στου κατανα ωτέ, η εκτρική ενέργεια µε χαµη ό τιµο όγιο, έτσι παροτρύνοντά του να κατανα ώνουν νυχτερινό ρεύµα. Στην Ε άδα το νυχτερινό τιµο όγιο (ΝΤ) καθιερώθηκε το 1974 από τη.ε.η. και ισχύει µόνο για του οικιακού κατανα ωτέ. Ο µόνο τρόπο εκµετά ευση τη νυχτερινή η εκτρική ενέργεια για θέρµανση είναι η θερµοσυσσώρευση. Αποτα- µιεύουµε δη αδή κατά τη διάρκεια τη νύχτα τη θερµότητα και την ε ευθερώνουµε στο χώρο που θέ ουµε να θερµάνουµε την ηµέρα. Η εκ ογή του υ ικού αποταµίευση τη θερµότητα είναι δύσκο η γιατί πρέπει να συνεκτιµηθεί ο όγκο, το βάρο, η θερµοµόνωση και το κόστο τη συσκευή. Τα υ ικά που χρησιµοποιούµε είναι στερεά και υγρά. Τα στερεά είναι συγχρόνω και πυρίµαχα, έχουν µορφή ορθογωνική (τούβ ο) ή µορφή άµµου. Τα τούβ α χρησιµοποιούνται αποκ ειστικά στην κατασκευή θερµοσυσσωρευτών τοπική θέρµανση. Η ιδιότητα που χαρακτηρίζει ένα υ ικό αποταµίευση θερµότητα είναι κυρίω η θερµοχωρητικότητα δη αδή η ικανότητα απορρόφηση θερµότητα ανά µονάδα όγκου. Από αυτή την άποψη υ ικά κατά η α είναι: ο µαγνησίτη, οξείδια του σιδήρου, ο φεο ίνη, ο χυτοσίδηρο, κ.α. Από τα υγρά υ ικά συνήθω χρησιµοποιείται το νερό επειδή παρουσιάζει ικανοποιητικά θερµικά χαρακτηριστικά και δεν έχει κόστο. Μια ά η µέθοδο για την αποταµίευση θερµότητα είναι η εκµετά ευση τη ανθάνουσα θερµότητα τήξη των στερεών σωµάτων. Τα υ ικά που χρησιµοποιούνται κυρίω στη µέθοδο α αγή φάση είναι τα µετα ικά οξείδια. Το π έον δεδοµένο είναι όγω χαµη ού κόστου η καυστική σόδα που συναγωνίζεται τον µαγνησίτη. 4.3 ParĹrthma - GenikĹ perð jermoqwrhtikìthtac Θερµοχωρητικότητα υ ικού ορίζεται η ποσότητα θερµική ενέργεια που εξασφα ίζει άνοδο τη θερµοκρασία τη µονάδα µάζη του υ ικού κατά ένα βαθµό Kelvin. Οταν µι άµε για άνοδο θερµοκρασία ενό kg µάζα του υ ικού, 49

52 η θερµοχωρητικότητα έγεται eidikă jermìthta (C). Οταν µι άµε για άνοδο θερµοκρασία ενό γραµµοµορίου (mol) του υ ικού η θερµοχωρητικότητα έγεται moriakă jermìthta ( C). Η θερµοχωρητικότητα ενό υ ικού εξαρτάται α) από την θερµοκρασία και β) από τον τρόπο που προσδίδεται η ενέργεια στο υ ικό δη αδή αν δίνεται υπό σταθερό όγκο ή υπό σταθερή πίεση. (Συµβο ίζονται µε C v και C p αντίστοιχα). Ειδικά για τα στερεά οι ειδικέ θερµότητε C v και C p δεν είναι ίσε ά α ίγο µεγα ύτερη η C p και τούτο γιατί η προσφερόµενη ενέργεια Q δεν κατανα ώνεται µόνο για αύξηση τη θερµοκρασία T ( Q = C m T ) α ά και για αύξηση του όγκου, παράγοντα έργο (ρ V ). Η θερµοχωρητικότητα ενό στερεού υ ικού δεν εξαρτάται από τη χηµική του σύνθεση, παρά µόνο από τον αριθµό των ατόµων ή µορίων που περιέχονται αντίστοιχα σε ένα γραµµοάτοµο ή γραµµοµόριο. (Νόµο Dulong-Petit που έει ότι η θερµοχωρητικότητα ενό γραµµοατόµου στοιχείου είναι: 6 cal/gatom K. Ε αφρά στοιχεία µε υψη ό σηµείο τήξη (B,Be,C,Si) έχουν στη θερµοκρασία δωµατίου τιµή ειδική θερµότητα πο ύ χαµη ότερη από εκείνη που έπρεπε να έχουν από τον νόµο Dulong Petit (τούτο διότι αυξάνει η θερµοκρασία Debye). Μεγά ο αριθµό η εκτροθετικών µετά ων (Na,Ca,Mg) έχουν ειδική θερµότητα µεγα ύτερη των 3R (όπου R η σταθερά = cal/mol K). Τούτο οφεί εται στη συµβο ή των ε ευθέρων η εκτρονίων των µετά ων στην ειδική θερµότητα. Γενικά η ειδική θερµότητα κατά τον Debye για υψη έ θερµοκρασίε π ησιάζει την τιµή 3R και για χαµη έ είναι συνάρτηση του T 3. Για την αξιο όγηση και σύγκριση των δυνατοτήτων των στερεών και υγρών υ ικών θερµοσυσσώρευση δίνεται ο πιο κάτω πίνακα. Τα π εονεκτήµατα τη η εκτρική θέρµανση µε θερµοσυσσωρευτέ είναι: Εύκο η και γρήγορη εγκατάσταση. Αυτόµατη και αθόρυβη ειτουργία. Αποφυγή µεταφορά και αποθήκευση καυσίµου. Ε αχιστοποίηση προβ ηµάτων συντήρηση. Κα αίσθητη εµφάνιση και µεγά η διάρκεια ζωή. Ευκο ία επέκταση και τροποποίηση. Ανεξάρτητη ρύθµιση τη θερµοκρασία κάθε χώρου. 50

53 Αποφυγή ρύπανση τη ατµοσφαίρα. Υπάρχουν όµω και αρκετά µειονεκτήµατα που εµποδίζουν την ανάπτυξη του συστήµατο. Αυτά κατά σειρά αξιο όγηση είναι: 1. Το σχετικό ψη ότερο κόστο ακόµη και τη νυχτερινή κι οβατώρα. Αξίζει να σηµειωθεί ότι ο ρυθµό τη αύξηση τη τιµή τη η εκτρική νυχτερινή ενέργεια είναι µεγα ύτερο από το ρυθµό αύξηση τη τιµή του πετρε αίου. 2. Υπάρχει ασάφεια γύρω από το µέ ον τη νυχτερινή kwh διότι αυτό έχει σχέση µε την διαθέσιµη η εκτρική ενέργεια των εργοστασίων βάση. Σηµειώνεται ότι γύρω στο η τιµή τη νυχτερινή kwh ήταν περίπου το 1/3 τη ηµερησία ενώ τώρα είναι γύρω στο 1/2. 3. Η ψη ή θερµοκρασία εξόδου του ζεστού αέρα ξηραίνει την υγρασία του χώρου. 4. Τα ρεύµατα του αέρα συµπαρασύρουν την σκόνη των δαπέδων και την αναγκάζουν να αιωρείται στο χώρο. 4.4 Perigrafă jermosusswreutÿn Από π ευρά θερµική ειτουργία διακρίνουµε τρία βασικά είδη: Του στατού, του δυναµικού και του ηµιδυναµικού. Υπάρχουν και διάφορε παρα αγέ των βασικών τύπων, όπω δυναµικό θερµοσυσσωρευτή µε πρόσθετη αντίσταση για άµεση θέρµανση κ.α. Τα τρία αυτά είδη παρά τι διαφορέ που παρουσιάζουν τόσο στην κατασκευή όσο και στη ειτουργία έχουν αρκετά κοινά σηµεία. Τα κοινά αυτά σηµεία είναι: Το plaðsio που έχει µορφή ορθογωνίου παρα η επιπέδου και είναι κατασκευασµένο από χα υβδόφυ α, που βάφονται σε διάφορου χρωµατισµού. Τα purìtoubla έχουν ψη ό ειδικό βάρο και µεγά η θερµοχωρητικότητα, επίση παρουσιάζουν µεγά η θερµική αντοχή και µακροχρόνια ανθεκτικότητα στου επανει ηµµένου κύκ ου φόρτιση - εκφόρτιση. Τα πυρότουβ α όγω του µεγά ου βάρου (Θ/Σ των 5 kw έχει πυρότουβ α τη τάξη των 250 kg) παραδίδονται χωριστά και τοποθετούνται στη συσκευή στο σηµείο τη εγκατάστασή τη. Τα πυρότουβ α που προορίζονται για ηµιδυναµικού και δυναµικού θερµοσυσσωρευτέ διαθέτουν ειδικά κανά ια για την κυκ οφορία του αέρα. Ακόµη έχουν ειδικά αυ άκια µέσα στα οποία τοποθετούνται οι αντιστάσει θέρµανση. Οι hlektrikèc antistĺseic. Η συνο ική η εκτρική ισχύ επιτυγχάνεται µε αντιστάσει παρά η α συνδεδεµένε. Το υ ικό του σύρµατο είναι χρωµονικε ίνη ή Kanthal µε χαµη έ επιφανειακέ φορτίσει για µεγα ύτερη µακροζωία. Οι αντιστάσει µονώνονται µε χάντρε µονωτικού υ ικού, ενώ πο οί κατασκευαστέ τι περνούν µέσα σε σω ηνωτό θώρακα από κράµα INCOLOY. Ο jermostĺthc fìrtishc. Αυτό διακόπτει την νυχτερινή τροφοδοσία, όταν συµπ ηρωθεί η ονοµαστική αποθηκευτέα ενέργεια παρέχει δε τη δυνατότητα να ρυθµίζουµε την αποθηκευµένη στα πυρότουβ α ενέργεια. Η περιοχή θερµοκρασιακή ευαισθησία του είναι συνήθω από C. Tmăma hlektrologikăc sundesmologðac. Τούτο βρίσκεται στο κάτω εµπρόσθιο ή π α νό µέρο τη συσκευή. Οι συνδεσµο ογίε γίνονται µε κ έµεν από πορσε άνη και πρέπει να τηρούν αυστηρά τι διατάξει ασφα εία των η εκτρικών συσκευών. Efedrikă antðstash Ĺmeshc jèrmanshc. Προσαρµόζεται στη εσωτερική οροφή τη συσκευή και έχει ισχύ 1 2 kw. ειτουργεί µε ηµερήσιο ρεύµα, όταν σε µερικέ πο ύ κρύε µέρε η θερµική ισχύ τη συσκευή είναι ανεπαρκή. Συνήθω είναι έξτρα εξάρτηµα και προβ έπεται χώρο από τον κατασκευαστή για τοποθέτησή τη εκ των υστέρων, εφόσον έχει προβ εφθεί και προ πάρχει η τροφοδοσία και συνδεσµο ογία τη. ειτουργεί χειροκίνητα, α ά µπορεί να ε εγχθεί και από θερµοστάτη χώρου. 51

54 JermostĹthc qÿrou. Είναι εξάρτηµα που ε έγχει τόσο την απόδοση θερµότητα όσο και τη φόρτιση του θερµοσυσσωρευτή. Τοποθετείται µέσα στη συσκευή στο κάτω µέρο τη είτε έξω από αυτή στον ψυχρότερο τοίχο του χώρου. Σε ό ου του τύπου των θερµοσυσσωρευτών µπορεί να ε έγχει την εφεδρική αντίσταση άµεση θέρµανση τοποθετώντα τον σε σειρά µε αυτή. Στου δυναµικού θερµοσυσσωρευτέ ανοιγοκ είνει τον ανεµιστήρα ε έγχοντα έτσι την απόδοση θερµότητα στο χώρο. Ο θερµοστάτη χώρου όταν συνδεθεί µε την αντίσταση θερµοσυσσώρευση, διακόπτει τη φόρτισή τη όταν η θερµοκρασία ξεπεράσει ένα προκαθορισµένο όριο. Για µεγά ε ισχεί ε έγχει τη φόρτιση µέσω ρε αί. 4.5 Statìc jermosusswreutăc Ο στατό θερµοσυσσωρευτή αποδίδει τη θερµότητα εξό οκ ήρου µε ακτινοβο ία. ιαφοροποιείται από του ά ου θερµοσυσσωρευτέ στη θερµοµόνωση των πυρότουβ ων. Η θερµοµόνωση των στατών θερµοσυσσωρευτών πρέπει να έχει κατά η ο συντε εστή θερµική αγωγιµότητα ( ), έτσι ώστε να αποδίδεται η ονοµαστική αποθηκευµένη ενέργεια σε κύκ ο 24 ωρών. Και αυτό γιατί από τη στιγµή τη φόρτιση αρχίζει η θερµοαπόδοση. Το µεγά ο πρόβ ηµα των στατών θερµοσυσσωρευτών είναι ότι δεν µπορούµε να ε έγξουµε τη θερµική του απόδοση. Ετσι κατά τη διάρκεια των βραδινών ωρών παρουσιάζονται ανεπαρκεί για την κά υψη των θερµικών απω ειών. Γι αυτό σχεδόν ό οι οι στατοί θερµοσυσσωρευτέ είναι εφοδιασµένοι µε πρόσθετη εφεδρική αντίσταση, που ειτουργεί µε ηµερήσιο ρεύµα. Την αντίσταση αυτή τη θέτουµε εµεί σε ειτουργία ή αυτόµατα ο θερµοστάτη χώρου. Η νυχτερινή θερµοσυσσώρευση αρχίζει αυτόµατα µέσω ρε αί που κ είνει τι αντιστάσει θέρµανση. Η φόρτιση του στατού θερµοσυσσωρευτή µπορεί να αυτοµατοποιηθεί π ήρω σαν συνάρτηση τη εξωτερική θερµοκρασία και τη θερ- µότητα που έχει αποµείνει στα πυρότουβ α στο τέ ο τη εκφόρτιση. Ετσι µια ζεστή µέρα του χειµώνα (νύχτα), ο θερµοσυσσωρευτή εκτε ώντα οδηγίε του αυτόµατου φόρτιση δεν θα φορτιστεί ό ο το 8 ώρο, α ά ιγότερε ώρε. Οι στατοί θερµοσυσσωρευτέ είναι φθηνότεροι σε σχέση µε του δυναµικού, µειονεκτούν όµω στον τοµέα του ε έγχου τη θερµική εκφόρτιση. 4.6 Hmidunamikìc jermosusswreutăc Ο ηµιδυναµικό θερµοσυσσωρευτή γεννήθηκε από καθαρή ανάγκη ε αχιστοποίηση του κόστου κατασκευή. Συνδυάζει ω ένα βαθµό τα π εονεκτήµατα του δυναµικού θερµοσυσσωρευτή µε µικρότερο κόστο. Ο ηµιδυναµικό θερµοσυσσωρευτή αποδίδει τη θερµότητα µε ακτινοβο ία και µε κυκ οφορία ζεστού αέρα. Η διαφορά του από τον δυναµικό είναι ότι η κυκ οφορία του ζεστού αέρα είναι φυσική και όχι εξαναγκασµένη. Ετσι µπορούµε να αποφύγουµε τον ανεµιστήρα, την ιδιαίτερη η εκτρική τροφοδοσία του και τον θερµοστάτη χώρου που είναι απαραίτητο στου δυναµικού για τον έ εγχο του ανεµιστήρα (θερµοαπόδοση). Η θερµοµόνωση των ηµιδυναµικών θερµοσυσσωρευτών είναι ισχυρότερη από του στατού, α ά αρκετά ασθενέστερη από τη θερµοµόνωση των δυναµικών. Είναι αυτό ένα ακόµα παράγοντα του χαµη ότερου κόστου κατασκευή των ηµιδυναµικών θερµοσυσσωρευτών. Τα πάχη τη θερµοµόνωση πρέπει να είναι σωστά υπο ογισµένα, ώστε να ικανοποιούνται οι αντιφατικέ απαιτήσει τη ισχυρή µόνωση αφένό και τη ικανοποιητική θερµοεκποµπή αφέτέρου. Ο αέρα εισέρχεται στη συσκευή στο πίσω και κάτω µέρο τη, από ειδικά διαµορφωµένε περσίδε. Οδηγείται από κατά η ο αγωγό ανάµεσα στα πυρότουβ α και θερµαινόµενο κατα ήγει στο πάνω µέρο του θερµοσυσσωρευτή. Από εκεί µέσα από ένα διάφραγµα (DAMPER) ε ευθερώνεται στον υπό θέρµανση χώρο. Το διάφραγµα είναι ρυθµιζόµενο και έτσι µπορούµε να ε έγξουµε την ποσότητα του ζεστού αέρα δη αδή τη θερµοαπόδοση του θερµοσυσσωρευτή. Η ρύθµιση αυτή δεν επιδέχεται αυτοµατισµό, α ά γίνεται χειροκίνητα κατά βού ηση του χρήστη του θερµοσυσσωρευτή. Η εκπεµπόµενη µε ακτινοβο ία θερµότητα (β. διάγραµµα απόδοση, σχ. 4.1) αρχίζει να φθίνει ίγο µετά το τέ ο τη φόρτιση. Η θερµο σχύ όµω αυτή είναι ικανή να κα ύψει τι θερµικέ απώ ειε του χώρου µέχρι τι απογευµατινέ ώρε οπότε όγω εξασθένιση αδυνατεί να θερµαίνει ικανοποιητικά π έον το χώρο. Η αδυναµία αυτή των στατών θερµοσυσσωρευτών εξουδετερώνεται τώρα µε το σύστηµα DAMPER των ηµιδυναµικών θερµοσυσσωρευτών. Τι απογευµατινέ ώρε ανοίγοντα το διάφραγµα απε ευθερώνεται ζεστό αέρα, που διατηρεί τη θερµοκρασία του δωµατίου µέχρι τη 11η νυχτερινή, οπότε αρχίζει η επαναφόρτιση του θερµοσυσσωρευτή. Στο σχ. 4.1 φαίνονται οι καµπύ ε θερµο σχύο ενό ηµιδυναµικού θερµοσυσσωρευτή κατά τη διάρκεια ενό π ήρου 24ωρου κύκ ου φόρτιση - εκφόρτιση. Η άνοδο των καµπυ ών τη 18η ώρα (6η απογευµατινή ) αντιστοιχεί στο π ήρε άνοιγµα του DAMPER. Οι διακεκοµµένε προεκτάσει των καµπυ ών παριστάνουν την οµα ά φθίνουσα απόδοση των θερµοσυσσωρευτών µε κ ειστό συνέχεια το DAMPER (περίπτωση στατού θερµοσυσσωρευτή). Οι οριζόντιε αξονικέ ευθείε απεικονίζουν τη µέση θερµο σχύ των θερµοσυσσωρευτών, που αντιστοιχεί στι θερµικέ απώ ειε του χώρου. 52

55 Sqăma 4.1: DiĹgramma jermoapìdwshc kai jermokrasðac qÿrou 53

56 Παρατηρούµε ότι η θερµο σχύ των συσκευών κα ύπτει τι αντίστοιχε θερµικέ απώ ειε µέχρι την 20η ώρα ενώ χωρί το µηχανισµό DAMPER µόνο µέχρι την 17η ώρα. Παρό α αυτά η θερµοκρασία του χώρου όπω φαίνεται στο κάτω διάγραµµα διατηρείται σε ικανοποιητικά επίπεδα και µετά την 20η ώρα και πέφτει στου 18 C την 23η ώρα. Η οµα ή πτώση τη θερµοκρασία οφεί εται στη θερµική αδράνεια του χώρου και των µέσα σ αυτόν αντικειµένων (επίπ ων κ.α.). Οι ηµιδυναµικοί θερµοσυσσωρευτέ επιδέχονται και αυτοί αυτοµατισµό κατά τη φόρτιση, για εξοικονόµηση ενέργεια, είτε µε θερµοστάτη φόρτιση, είτε µε αυτόµατο φόρτιση, που ε έγχει ταυτόχρονα εξωτερική θερµοκρασία και αποµένουσα θερµότητα στη µάζα του θερµοσυσσωρευτή. 4.7 Dunamikìc jermosusswreutăc Είναι όµοιοι στη κατασκευή µε του υπό οιπου θερµοσυσσωρευτέ έχουν όµω επιπ έον ενσωµατωµένο ένα φυγοκεντρικό ανεµιστήρα, που δηµιουργεί εξαναγκασµένη κυκ οφορία του αέρα του χώρου, µέσα από τη µάζα θερµοσυσσώρευση. Ο ανεµιστήρα ειτουργώντα αυτόµατα (συνδέεται σε σειρά µε θερµοστάτη χώρου) ή µε δική µα εντο ή (διακόπτη ενσωµατωµένο στη συσκευή), παρέχει στο χώρο ζεστό αέρα µε από υτα ε εγχόµενο τρόπο. ιαφέρουν ακόµα στη µόνωση. Οι δυναµικοί θερµοσυσσωρευτέ έχουν ισχυρή θερµοµόνωση σε σύγκριση µε του στατού και του ηµιδυναµικού. Οπωσδήποτε όµω είναι όχι µόνο πρακτικά αναπόφευκτο α ά και επιθυµητό ένα ποσοστό θερµότητα του θερµοσυσσωρευτή να εκπέµπεται µε ακτινοβο ία στο χώρο και τι ώρε που δεν ειτουργεί ο ανεµιστήρα. Ετσι διατηρείται η θερµοκρασία του χώρου σε ανεκτό επίπεδο. Κάθε δυναµικό θερµοσυσσωρευτή χαρακτηρίζεται από ένα συντε εστή που µα δείχνει τη θερµότητα που αποµένει µετά την 8ωρη φόρτιση ή µε ά α όγια το ποσοστό τη θερµότητα που ακτινοβο είται. Οι δυναµικοί θερµοσυσσωρευτέ έχουν επικρατήσει των ά ων θερµοσυσσωρευτών, παρά το µεγα ύτερο κόστο αγορά του, γιατί παρουσιάζουν αυξηµένη ευε ιξία στην απόδοση τη θερµότητα. Ετσι η ε εγχόµενη εκφόρτισή του µα εξασφα ίζει σταθερή απόδοση ό ε τι ώρε τη ηµέρα ακόµα και τι βραδυνέ. Τα βασικότερα µειονεκτήµατα του, πέρα από το ψη ό κόστο τη νυχτερινή ενέργεια είναι τα ρεύµατα του αέρα που δηµιουργούν στο χώρο, καθώ και η ξήρανση του αέρα. 4.8 KampÔlec leitourgðac KampÔlh apodidomènhc isqôoc Τα παρακάτω διαγράµµατα αφορούν την ισχύ που αποδίδει ένα δυναµικό Θ/Σ των 4 kw καθώ και τη διαθέσιµη ενέργεια στι διάφορε φάσει φόρτιση εκφόρτιση. Η καµπύ η αποδιδοµένη ισχύο δίνεται σε kw ή W και ώρε (H). Στο σχήµα 4.2 δίδονται οι καµπύ ε αποδιδοµένη στο χώρο ισχύο σ ένα στατό Θ/Σ 2 kw (καµπύ η Ι) και σ ένα δυναµικό Θ/Σ 4 kw (καµπύ η ΙΙ). Παρατηρούµε τη διαφορά µορφή, που οφεί εται στη βίαιη εκφόρτιση από τη ειτουργία του ανεµιστήρα. Εµµεσο συµπέρασµα: ο δυναµικό Θ/Σ 4 kw ειτουργεί σαν στατό Θ/Σ 2.5 kw περίπου αν δεν χρησιµοποιήσουµε καθό ου ανεµιστήρα KampÔlec diajèsimhc enèrgeiac ίνεται σε kwh και ώρε (H). Στο σχ. 4.3 δίνουµε τι εξή καµπύ ε για ένα δυναµικό θερµοσυσσωρευτή 4 kw: καµπύ η OA: καµπύ η OBC: καµπύ η OBD: καµπύ η OBE: καµπύ η OB F: απορροφούµενη ενέργεια κατά τη φόρτιση. παραµένουσα ενέργεια στο Θ/Σ χωρί τη ειτουργία του ανεµιστήρα. παραµένουσα ενέργεια µε τον ανεµιστήρα σε ειτουργία για 10 ώρε µετά το τέ ο τη 8 ώρου φόρτιση. παραµένουσα ενέργεια µε συνεχή 16ωρη ειτουργία του ανεµιστήρα. ενέργεια αποδοθείσα στο χώρο µε συνεχή 16ωρη ειτουργία του ανεµιστήρα. Οπω φαίνεται και στα σχ. 4.2 και 4.3 η ώρα 0/24 του 24 ώρου κύκ ου αντιστοιχεί στι 11 µ.µ. (αρχή περιόδου φόρτιση ), και η ώρα 8 στι 7 π.µ. (τέ ο περιόδου φόρτιση ). Υπενθυµίζουµε ότι το νυχτερινό τιµο όγιο ισχύει από 11 µ.µ. 7 π.µ. 4.9 UPOLOGISMOI Αφού βρέθηκαν οι ωριαίε θερµικέ απώ ειε κάθε χώρου που πρόκειται να θερµανθεί θα υπο ογίσουµε την ισχύ του θερµοσυσσωρευτή που θα προσφέρει τόσε θερµίδε, όσε είναι οι απώ ειε του χώρου. 54

57 Sqăma 4.2: KampÔlec isqôoc gia statì kai dunamikì J/S Sqăma 4.3: KampÔlec diajèsimhc enèrgeiac gia dunamikì J/S 55

58 Sqăma 4.4: KampÔlec fìrtishc gia sÿma 4 kw Η ισχύ αυτή δίδεται από την παρακάτω σχέση: P = α t A + t B t Γ Q h 860 όπου: t A είναι ο χρόνο κά υψη του ωριαίου φορτίου. Η τιµή του είναι ίση µε 1 h. t B είναι ο χρόνο που χρησιµοποιείται ο Θ/Σ. Η τιµή του t B µεταβά εται ανά ογα µε τον χώρο του οποίου θέ ουµε να υπο ογίσουµε την ισχύ του θερµοσυσσωρευτή. t B = 14 για το χω t B = 11 για τη κουζίνα t B = 12 για του κοιτώνε t B = 10 για σα όνια, WC, ουτρά κ..π. t Γ είναι ο χρόνο φόρτιση του Θ/Σ και έχει τιµή 8 h (23 oo 7 oo ). Ο παράγοντα α έχει µεγά η σηµασία στη µε έτη. α = W απ = Συνο ική απορροφούµενη ενέργεια/8ωρο φόρτιση W γ = Ενέργεια που αποµένει στο τέ ο τη φόρτιση Οπω κατα αβαίνει κανεί εύκο α, οι δύο ενέργειε W απ και W γ δεν είναι ίσε µεταξύ του όγω τη εκφόρτιση των σωµάτων και από τη διάρκεια τη φόρτισή του. Το α βρίσκεται από τι καµπύ ε φόρτιση των διαφόρων σωµάτων και ποικί ει από εταιρία σε εταιρία. Επίση κάθε εταιρία έχει διαφορετικέ καµπύ ε φόρτιση για κάθε σώµα που κατασκευάζει π.χ. µια τυπική καµπύ η για σώµα 4 kw φαίνεται παρακάτω: Για το παράδειγµά µα θα είναι α = 32 kwh 27.5 kwh = Στο σχήµα 4.4 υπάρχουν δύο καµπύ ε για την εκφόρτιση. Η µία τη στατική εκφόρτιση, αντιστοιχεί σε εκφόρτιση του σώµατο χωρί τη ειτουργία του ανεµιστήρα. Η πραγµατική εκφόρτιση του Θ/Σ είναι µια α η οδιαδοχή στατική και δυναµική εκφόρτιση. Στη προκειµένη περίπτωση ο υπο ογισµό του α γίνεται από τη θεωρητική συσσωρευτική ικανότητα του Θ/Σ και από την πραγµατική συσσωρευτική ικανότητα σε kcal. Οι τιµέ έχουν ηφθεί από το προηγούµενο σχήµα. Ακο ουθεί πίνακα µε αυτέ τι τιµέ και γίνεται υπο ογισµό του α. 56

59 Ισχύ σώµατο (kw) τιµή α 1.5 α = 10320/8810 = α = 13760/12000 = α = 20640/18500 = α = 27520/23800 = α = 34400/29900 = α = 41280/36000 = α = 51600/47000 = ια έγουµε µε βάση τι απώ ειε ένα σώµα (την ισχύ του) και θέτουµε την τιµή του στη σχέση υπο ογισµού ισχύο του θερµοσυσσωρευτή µαζί µε το α. ύνουµε τη σχέση ω προ Q h και από το αποτέ εσµα β έπουµε αν ο θερµοσυσσωρευτή υπερκα ύπτει τι ωριαίε απώ ειε. Αν ναι, τότε είναι αυτό που χρειαζόµαστε. Εάν η διαφορά των δυο απω ειών είναι µεγα ύτερη από 1 2% των απω ειών του χώρου τότε δοκιµάζουµε ένα ά ο σώµα και ανά ογα κάνουµε την εκ ογή του κατά η ου θερµοσυσσωρευτή ParĹdeigma Θέ ω να θερµάνω µε θερµοσυσσωρευτή ένα κοιτώνα που έχει θερµικέ απώ ειε 1810 kcal/h. Υποθέτω ότι το σώµα που θα κα ύψει αυτέ τι απώ ειε είναι ο θερµοσυσσωρευτή των 3 kw µε α = Γνωρίζω ότι: όπου: t A = 1 h t B = 12 h (κοιτώνα ) t Γ = 8 h P = α t A + t B t Γ ύνω αυτή τη σχέση ω προ Q h για να βρω πόσα kcal/h δίνει αυτό ο θερµοσυσσωρευτή. Q h 860 Q h = P t Γ 860 α(t A + t B ) = = 1423 kcal/h Η ισχύ σε kcal/h που µα δίνει αυτό ο θερµοσυσσωρευτή δεν κα ύπτει τι θερµικέ απώ ειε του δωµατίου γι αυτό δοκιµάζω τον Θ/Σ των 4 kw. Q h = P t Γ 860 α(t A + t B ) = = 1830 kcal/h Η διαφορά των 20 kcal/h µεταξύ των θερµικών απω ειών του κοιτώνα και τη προσφερόµενη θερµική ισχύο του τε ευταίου θερµοσυσσωρευτή των 4 kw µα επιτρέπει να τον εκ έξουµε σαν τον πιο κατά η ο για την θέρµανση του δωµατίου Sustămata autìmathc fìrtishc Οπω είναι γνωστό η αρχή τη συσσώρευση θερµότητα είναι ο µόνο, τρόπο εκµετά ευση τη φτηνή νυχτερινή ενέργεια για θέρµανση. Οι συσκευέ όµω θερµοσυσσώρευση πρέπει να έχουν ε εγχόµενη έναρξη, ήξη και ρυθµό φόρτιση καθώ και απόδοση τη θερµότητα κατά τη διάρκεια τη ηµέρα, έτσι ώστε, η χρήση του να είναι η πιο οικονοµική. Τα συστήµατα αυτόµατη φόρτιση ρυθµίζουν µε ακρίβεια τη φόρτιση των θερµοσυσσωρευτών, έτσι ώστε, η θερµότητα που αποθηκεύεται να επαρκεί για το µέγιστο των απω ειών θερµότητα του χώρου, µέχρι την αρχή τη νέα περιόδου φόρτιση. Για την ρύθµιση αυτή αµβάνεται υπ όψη η εξωτερική θερµοκρασία και η τυχόν αποµένουσα θερµότητα στο θερµοσυσσωρευτή από την προηγούµενη περίοδο. Ο dèkthc exwterikăc jermokrasðac είναι ένα θερµοστάτη που τοποθετείται στον εξωτερικό ψυχρότερο τοίχο (κυρίω Βόρειο). Αποτε είται από µια µεταβα όµενη αντίσταση θετικού θερµικού συντε εστή (θερµίστορ). Η µεταβο ή αυτή είναι γραµµική, συνήθω 2 Ω/C. η αδή µε αύξηση τη θερµοκρασία κατά 10 C αυξάνεται και η αντίσταση κατά 2 Ω, ενώ µε µείωση τη θερµοκρασία µειώνεται και η αντίσταση. Ο θερµίστορα είναι µέρο µια συνδεσµο ογία γέφυρα 57

60 και δηµιουργεί όγω τη µεταβ ητότητα τη αντίσταση του ένα ρεύµα στο µεσαίο κ άδο τη γέφυρα. Από αυτό το ρεύµα δηµιουργείται µια τάση σε µια αντίσταση που υπάρχει σ αυτό τον κ άδο. Η τάση αυτή οδηγείται µέσω κατά η η κα ωδίωση στον αυτόµατο φόρτιση που βρίσκεται στο κεντρικό πίνακα τη κατοικία. Ο autìmatoc fìrtishc δηµιουργεί µια τάση τη εγόµενη τάση ε έγχου, που οδηγείται σε κάθε θερµοσυσσωρευτή. Η τάση ε έγχου αποτε είται από µια τάση βάση που είναι σταθερή, πάνω στην οποία επικάθεται η εκάστοτε τάση που αµβάνεται από τον εξωτερικό θερµοστάτη. Στη τάση βάση ακο ουθεί π ήρη φόρτιση (δη αδή ό ο το 8ωρο), ενώ στη τάση οροφή δεν έχουµε φόρτιση. Η τάση οροφή είναι η τάση βάση συν την τάση του εξωτερικού θερµοστάτη που αντιστοιχεί σε θερµοκρασία περιβά οντο 20 C. Ο rujmistăc fìrtishc υπάρχει σε κάθε θερµοσυσσωρευτή και είναι αυτό τε ικά που οπ ίζει τα θερµικά ρε αί. Με το αισθητήριο παραµένουσα θερµότητα εξακριβώνει την ποσότητα θερµότητα που περιέχεται στο πυρήνα του θερµοσυσσωρευτή και δηµιουργεί µια τάση σ ένα η εκτρονικό διακόπτη, η οποία συγκρίνεται µε την τάση ε έγχου, η οποία οδηγείται από τον αυτόµατο φόρτιση. Η σύγκριση τάσεων γίνεται µε ένα διαφορικό ενισχυτή. Η τάση αυτή καθορίζει τε ικά το χρόνο όπ ιση δη αδή τη διάρκεια φόρτιση του θερµοσυσσωρευτή. Σαν αισθητήριο παραµένουσα θερµότητα χρησιµοποιείται µια αντίσταση µε την ίδια χαρακτηριστική όπω και το αισθητήριο εξωτερική θερµοκρασία δη. µια αντίσταση PTC (θετικού συντε εστή θερµοκρασία ). Αυτή η αντίσταση είναι µέρο ενό βασικού κυκ ώµατο τάση µε τρανζίστορ και αποφράζει το τρανζίστορ όταν επιτευχθεί ο απαραίτητο βαθµό φόρτιση. Με την αποκοπή αυτού του τρανζίστορ ακο ουθεί αµέσω η σύνδεση ενό δευτέρου τρανζίστορ στο συ έκτη του οποίου βρίσκεται το πηνίο ενό µικρορε αί. Το ρε αί ενεργοποιείται και ανοίγει την επαφή ηρεµία. Με το άνοιγµα επαφή διακόπτεται ένα κύκ ωµα στο οποίο βρίσκεται το θερµικό ρε αί. Το θερµικό ρε αί αποκόπτεται και οι επαφέ ειτουργία του αποκόπτουν τι αντιστάσει από του αγωγού τροφοδότηση. Η φόρτιση έτσι τε ειώνει. Οταν κατά την διάρκεια απόδοση θερµότητα από τον θερµοσυσσωρευτή η ωµική αντίσταση του αισθητηρίου παραµένουσα θερµότητα µειωθεί πά ι, τότε οι επαφέ ηρεµία του µικρορε αί κ είνουν πά ι το κύκ ωµα του θερµικού ρε αί. Το θερµικό αυτό ρε αί χρειάζεται για το κ είσιµό του µια καθορισµένη διάρκεια. Αυτή η διάρκεια, που είναι διαφορετική για κάθε θερµορε αί, χρησιµεύει στο να µη συνδέονται µε το δίκτυο του νυχτερινού τιµο ογίου ό οι οι θερµοσυσσωρευτέ µια κατοικία ταυτόχρονα, α ά ο ένα ίγο µετά τον ά ο Autìmatoc metatìpishc thc fìrtishc (AMF) Τα πιο εξε ιγµένα συστήµατα αυτοµατισµού χρησιµοποιούν τον ΑΜΦ για να µετατοπίζεται η έναρξη φόρτιση προ το τέ ο τη περιόδου νυχτερινού τιµο ογίου. Ετσι εξοικονοµείται περισσότερη θερµότητα που θα ακτινοβο είτο κατά τη διάρκεια τη νύχτα χωρί όγο. Ο ΑΜΦ είναι συσκευή που συνεργάζεται µε τον αυτόµατο φόρτιση. Αν η τάση ε έγχου επιβ ηθεί στου θερµοσυσσωρευτέ χωρί την επέµβαση του ΑΜΦ τότε η φόρτιση θα είναι µεταβ ητή και ε εγχόµενη, α ά προ το σηµείο έναρξη του νυχτερινού τιµο ογίου (ΝΤ). Στη περίπτωση αυτή µετά την εντο ή (ΝΤ) τη ΕΗ αρχίζει η φόρτιση ό ων των θερµοσυσσωρευτών µε µια ε άχιστη καθυστέρηση ( όγω του χρόνου ενέργεια των θερµικών ρε αί φόρτιση ). Η εξωτερική θερµοκρασία µαζί µε την αποµένουσα θερµότητα καθορίζουν µόνο την ποσότητα φόρτιση και δεν επηρεάζουν καθό ου το σηµείο έναρξη τη φόρτιση. Η σωστή µετατόπιση φόρτιση πρέπει να γίνεται µε µεταβ ητή έναρξη φόρτιση προ το τέ ο του ΝΤ. Η φόρτιση αρχίζει µε το θερµοσυσσωρευτή που περιέχει τη µικρότερη αποµένουσα θερµότητα. Επειτα και στη σειρά οπ ίζουν οι υπό οιποι θερµοσυσσωρευτέ. Τε ευταίο οπ ίζει ο θερµοσυσσωρευτή µε τη µεγα ύτερη παραµένουσα θερµότητα. Στο τέ ο του ΝΤ παύει η φόρτιση ό ων των θερµοσυσσωρευτών ταυτόχρονα. Η µετατόπιση φόρτιση επιτυγχάνεται µε την ανύψωση τη βασική τάση ε έγχου κατά µια τάση του ΑΜΦ που είναι ίση µε την τάση του εξωτερικού θερµοστάτη σε θερµοκρασία περιβά οντο 20 C. Με ά α όγια η τάση ΑΜΦ οδηγείται στον αυτόµατο φόρτιση και φαίνεται στην µια ψη ότερη εξωτερική θερµοκρασία. Οταν οιπόν η ο ική τάση, δη. το άθροισµα τη βασική τάση που δηµιουργεί ο αυτόµατο φόρτιση, τη τάση όγω εξωτερική θερµοκρασία και τη τάση ΑΜΦ είναι µεγα ύτερη από την τάση οροφή δεν γίνεται φόρτιση. Η φόρτιση αρχίζει όταν η τάση ε έγχου είναι ή καταστεί µικρότερη από την τάση οροφή. Μετά την έναρξη του ΝΤ επικάθεται στη βασική τάση και στη τάση εξωτερική θερµοκρασία η τάση από τη συσκευή ΑΜΦ, η οποία αρχίζει από τη µέγιστη τιµή τη U orofăc U bĺshc και µειώνεται σταδιακά µέχρι τα 0 VOLT. Αυτό συµβαίνει µέσω ενό ροοστάτη που µετατοπίζεται από ένα µοτέρ. Το µοτέρ αρχίζει να κινείται µε την έναρξη του ΝΤ. Ο χρόνο ειτουργία του µοτέρ διαφέρει από κατασκευαστή σε κατασκευαστή και κυµαίνεται από 12 έω 22 ώρε. Μερικέ ώρε µετά την έναρξη του ΝΤ ένα µικροδιακόπτη µετάγει τον κινητήρα του ΑΜΦ από τον αγωγό R (ΝΤ) σε µη ε εγχόµενο αγωγό R. Στο τέ ο τη διάρκεια διαδροµή (που είναι ώρε από την έναρξη του ΝΤ), ο µικροδιακόπτη µετάγει τον κινητήρα πά ι από τον R στον ε εγχόµενο R (ΝΤ). Αυτό στο µεταξύ, έχει διακοπεί από τη ΕΗ και έτσι ο κινητήρα σταµατά. αναρχίζει πά ι µε τη νέα εντο ή µέσω R (ΝΤ) και εκτε εί τον παραπάνω κύκ ο από την αρχή. 58

61 4.11 Topojèthsh kai leitourgða twn jermosusswreutÿn Τα η εκτρικά σώµατα αποταµίευση δεν επιτρέπεται να ειτουργούν σε χώρου που υπάρχουν ή ενδέχεται να µπουν εκρηκτικά αέρια. Πρέπει απαραίτητα να προσέχουµε, ώστε να µην έρχονται σε επαφή µε το θερµαντικό σώµα, υ ικά εύφ εκτα ή υ ικά που µπορούν να καούν, όπω για παράδειγµα κουρτίνε, χαρτιά κ..π. εν πρέπει ακόµα ο ζεστό αέρα, που εκτοξεύεται από το κάτω µέρο τη συσκευή να πέφτει πάνω σε τέτοια υ ικά. Η απόσταση που πρέπει να τηρείται από τον τοίχο, δεν επιτρέπεται να µειώνεται από παρεµβα όµενα αντικείµενα. Οι παραπάνω οδηγίε αναφέρονται στου δυναµικού θερµοσυσσωρευτέ. Από τεχνική άποψη, η κατα η ότερη θέση τοποθέτηση του θερµοσυσσωρευτή, είναι κάτω από παράθυρο. Αν αυτό είναι αδύνατο τοποθετείται δίπ α σε παράθυρο ή εν γένει στον ψυχρότερο τοίχο του δωµατίου. Πριν από την τοποθέτηση του σώµατο πρέπει να ε έγχεται το σηµείο, αν µπορεί να αντέξει το βάρο του σώµατο. Ακόµη πρέπει να εξασφα ίζουµε την ανθεκτικότητα τη επιφάνεια του δαπέδου στην ψη ή θερµοκρασία που δηµιουργεί κατά τη ειτουργία του ο θερµοσυσσωρευτή. Σε ξύ ινα δάπεδα πρέπει να τοποθετείται κάτω από το θερµαντικό σώµα µια µαρµάρινη π άκα. Τέ ο πρέπει να τηρούνται οπωσδήποτε οι ε άχιστε αποστάσει ασφα εία που δίνει ο κατασκευαστή. Σε καµία περίπτωση δεν πρέπει να κα ύπτεται η εµπρόσθια κάτω π ευρά του θερµοσυσσωρευτή. 59

62 60

63 61

64 62

65 KefĹlaio 5 ANELKUSTHRES 5.1 GenikĹ Ανε κυστήρα είναι µια µόνιµη εγκατεστηµένη συσκευή ανύψωση που εξυπηρετεί καθορισµένα επίπεδα και έχει θά αµο προσιτό στου χρήστε που κινείται µεταξύ κατακόρυφων οδηγών ή οδηγών µε κ ίση µικρότερη από 15 ω προ την κατακόρυφο. Η διάκριση των ανε κυστήρων γίνεται µε βάση συγκεκριµένα κριτήρια όπω φαίνεται στον παρακάτω πίνακα. PÐnakac 5.1: DiĹkrish anelkustărwn KRITHRIO DIAKRISHS EIDH ANELKUSTHRWN ΑΡΧΗ ΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΧΕΙΡΙΣΜΟΣ ΚΑΤΑ ΤΗ ΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΧΡΗΣΗ ΑΝΕ ΚΥΣΤΗΡΑ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑ ΡΥΘΜΙΣΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ Με τροχα ία τριβή, τύµπανο και α υσίδα Υδραυ ικοί Απ ό Αυτόµατο - Αυτόµατο κατά µία κατεύθυνση - Αυτόµατο ανόδου - καθόδου (full collective - selective) Ατόµων Φορτίων - Εργοστασίων - Γκαράζ - Μικρών φορτίων - Φαγητών Μια ταχύτητα ύο ταχυτήτων Συνεχού ρύθµιση ταχύτητα Arqă leitourgðac Anelkustărwn Ανε κυστήρα µε τροχα ία τριβή είναι αυτό στον οποίο η κίνηση οφεί εται στην τριβή που αναπτύσσεται µεταξύ των συρµατόσχοινων ανάρτηση και των αυ ακών τη τροχα ία του κινητήριου µηχανισµού. Ανε κυστήρα µε τύµπανο είναι εκείνο στον οποίο η κίνηση µεταδίδεται από το τύµπανο απευθεία στο θά αµο. Υδραυ ικό ανε κυστήρα είναι ο ανε κυστήρα στον οποίο η αναγκαία για την ανύψωση του φορτίου ενέργεια εξασφα ίζεται από µια η εκτροκίνητη αντ ία, η οποία µεταβιβάζει υδραυ ικό ρευστό ( άδι), σε µια ανυψωτική µονάδα (έµβο ο - κύ ινδρο ) που επενεργεί έµµεσα ή 63

66 άµεσα στο θά αµο Qeirismìc katĺ th leitourgða Anelkustărec aplăc leitourgðac Στου ανε κυστήρε αυτού δεν υπάρχει αποµνηµόνευση των κ ήσεων, είτε γίνονται από την µπουτονιέρα του θα άµου, είτε από τι εξωτερικέ µπουτονιέρε. Συνεπώ, προτεραιότητα στη χρήση του ανε κυστήρα έχει ο επιβάτη, ο οποίο πίεσε πρώτο το µπουτόν του αντίστοιχου ορόφου µέσα από το θά αµο, ή το µπουτόν κ ήση από τι εξωτερικέ µπουτονιέρε. Σηµειωτέον ότι, όταν υπάρχει επιβάτη στο θά αµο, µέσω ενό διακόπτη επαφή που βρίσκεται στο δάπεδο του θα άµου, αποµονώνονται οι εξωτερικέ κ ήσει. Στι εξωτερικέ µπουτονιέρε αυτών των ανε κυστήρων, υπάρχει ένα µπουτόν κ ήση, ενδείξει ανόδου-καθόδου, καθώ και η ένδειξη κατει ηµµένο. Ο τύπο αυτό του ανε κυστήρα είναι αντιοικονοµικό στη χρήση του (άσκοπε διαδροµέ του θα άµου) και δε συνιστάται σε κτίρια µε µεγά η χρήση ανε κυστήρων. Autìmatoi anelkustărec Αυτόµατοι ανε κυστήρε είναι αυτοί που διαθέτουν σύστηµα αποµνηµόνευση των κ ήσεων. Anelkustărec autìmatoi anìdou - kajìdou (full collective) Στου ανε κυστήρε αυτού η καταγραφή των κ ήσεων, εσωτερικών και εξωτερικών, γίνεται µε βάση την κατεύθυνση του θα άµου και τη σειρά των ορόφων και όχι µε βάση την προτεραιότητα των κ ήσεων. Ο ανε κυστήρα, δη αδή, κινούµενο κατά κατεύθυνση, ικανοποιεί ό ε τι κ ήσει στην κατεύθυνση αυτή, είτε προέρχονται από την µπουτονιέρα του θα άµου, είτε από τι εξωτερικέ µπουτονιέρε. Α αγή στην κατεύθυνση τη πορεία του θα άµου θα γίνει µόνο όταν ικανοποιηθούν ό ε οι κ ήσει προ την κατεύθυνση αυτή. Η εξωτερική µπουτονιέρα των ανε κυστήρων αυτών έχει δύο µπουτόν. Το ένα αντιστοιχεί στι κ ήσει ανόδου και το ά ο στι κ ήσει καθόδου. Στι ακραίε στάσει έχει µόνο ένα µπουτόν κ ήση. ιαθέτει φωτεινέ ενδείξει πορεία και οροφοένδειξη (φωτεινή ένδειξη που δείχνει τη θέση του θα άµου). Οροφοένδειξη τοποθετείται και στο θά αµο. Αυτόµατοι ανε κυστήρε τοποθετούνται στα κτίρια µε συχνή χρήση ανε κυστήρων. Με τον τρόπο αυτό του αυτοµατισµού αποφεύγονται οι άσκοπε διαδροµέ του θα άµου. Anelkustărec autìmatoi katĺ mia kateôjunsh (kajìdou - down collective) Στου ανε κυστήρε αυτού όσον αφορά στην καταγραφή των εσωτερικών κ ήσεων (κ ήσει από το θά αµο), ισχύει ότι αναφέρθηκε προηγουµένω. Στι εξωτερικέ κ ήσει, µόνο κατά τη µια κατεύθυνση (συνήθω κάθοδο), γίνεται η αποµνηµόνευση και καταγραφή των κ ήσεων, και ο ανε κυστήρα ικανοποιεί τι κ ήσει αυτέ, όταν κινείται κατά την κατεύθυνση αυτή, κατά σειρά ορόφων. Για την αντίθετη κατεύθυνση ισχύει ότι και στου απ ού ανε κυστήρε. Το σύστηµα αυτού του αυτοµατισµού χρησιµοποιείται σε κτίρια, όπου δεν υπάρχει απαίτηση µεταφορά ατόµων µεταξύ ορόφων (π.χ ανεξάρτητα γραφεία). Οι εξωτερικέ µπουτονιέρε, στην περίπτωση αυτή, έχουν µόνο ένα µπουτόν κ ήση. Πέρα από του παραπάνω αυτοµατισµού, υπάρχει και η περίπτωση των δύο ή περισσοτέρων συνεργαζόµενων ανε κυστήρων. Οι ανε κυστήρε αυτοί, όσον αφορά στι εσωτερικέ κ ήσει ειτουργούν ανεξάρτητα. Οι εξωτερικέ όµω κ ήσει καταγράφονται σε έναν κοινό πίνακα χειρισµού, ο οποίο ε έγχει κάθε στιγµή την κίνηση των ανε κυστήρων. Μια συγκεκριµένη κ ήση µεταβιβάζεται σε έναν από του συνεργαζόµενου ανε κυστήρε, µέσω του ιδιαίτερου πίνακα χειρισµού του, εφόσον διαπιστωθεί ότι βρίσκεται π ησιέστερα στον όροφο από τον οποίο έγινε η κ ήση ή κινείται κατά την κατεύθυνση αυτή. Οι συνεργαζόµενοι ανε κυστήρε έχουν µεν ανεξάρτητε εσωτερικέ µπουτονιέρε, οι εξωτερικέ όµω µπουτονιέρε είναι κοινέ και έχουν δύο µπουτόν, ένα για την κάθοδο και ένα για την άνοδο Dunatìthta rôjmishc thc taqôthtac Αναφέρεται µόνο στου ανε κυστήρε µε τροχα ία τριβή. Για ταχύτητε κίνηση των ανε κυστήρων προσώπων µέχρι 0.5 m/s, χρησιµοποιούνται η εκτρικοί κινητήρε Ε.Ρ. µε ένα τύ ιγµα. Ετσι ο θά αµο του ανε κυστήρα κινείται στην προβ επόµενη διαδροµή του µε την ίδια ταχύτητα, και η στάση σε κάποιον όροφο γίνεται µε τη βοήθεια του φρένου. Για ταχύτητε όµω µεγα ύτερε, από 0.5 έω και 0.90 m/s, οι χρησιµοποιούµενοι κινητήρε διαθέτουν και ένα δεύτερο τύ ιγµα µε µεγα ύτερο αριθµό ζευγών πό ων, και συνεπώ ιγότερε στροφέ του δροµέα του κινητήρα. ίγο πριν την προβ επόµενη στάθµευση του θα άµου του ανε κυστήρα σε κάποιον όροφο (περίπου cm) δίνεται εντο ή από τον πίνακα χειρισµού και τροφοδοτείται το δεύτερο τύ ιγµα, ο ανε κυστήρα κινείται µε µικρότερη ταχύτητα, και κατά τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται οµα ότερη στάθµευση και ακριβέστερη ισοστάθµιση στου ορόφου. Για ταχύτητε ανε κυστήρων µεγα ύτερε από 0.90 m/s, χρησιµοποιείται το σύστηµα συνεχού ρύθµιση ταχύτητα. Μέσω ενό µπ οκ η εκτρονικών ισχύο (θυρίστορ, δίοδοι, τρανζίστορ) των εγόµενων η εκτρονικών στατικών µετα- 64

67 τροπέων, ε έγχεται κάθε στιγµή η ταχύτητα του ανε κυστήρα και προσαρµόζεται σε ένα πρότυπο διάγραµµα κίνηση. Κατά τον τρόπο αυτό, επιτυγχάνεται προοδευτική αύξηση τη ταχύτητα στο ξεκίνηµα, και προοδευτική µείωση τη πριν τη στάση. Το φρένο χρησιµοποιείται µόνο για την ακινητοποίηση του κινητήρα, όταν ο θά αµο σταθµεύσει. Στι συνηθισµένε κατασκευέ κατοικιών σήµερα, όπου επιβά εται η εγκατάσταση ανε κυστήρων, επι έγεται ανε κυστήρα τριβή, δύο ταχυτήτων, απ ό ή αυτόµατο, ή ανε κυστήρα υδραυ ικό, ονοµαστική ταχύτητα 0.65 m/s Apaităseic egkatĺstashc Anelkustărwn Σε οποιοδήποτε κτίριο (κτιριοδοµικό κανονισµό, άρθρο 29), που κατασκευάζεται και το οποίο έχει ισόγειο ή πυ ωτή και τρει ορόφου, ή στο οποίο το ύψο από το δάπεδο του ισογείου µέχρι το δάπεδο του τε ευταίου ορόφου είναι µεγα ύτερο από εννέα (9) µέτρα, είναι υποχρεωτική η εγκατάσταση ενό του άχιστον ανε κυστήρα ωφε ίµου φορτίου 600 κι ών ή οκτώ ατόµων. Για κτίρια δηµόσια χρήση, η απαίτηση αυτή ισχύει εφόσον υπάρχει έστω και ένα όροφο. Η εγκατάσταση του ανε κυστήρα αυτού θα είναι σύµφωνη µε τι οδηγίε του προτύπου Ε.Ν και του κτιριοδοµικού κανονισµού. Οι διαστάσει του θα άµου, και συνεπώ του φρεατίου, δίνονται από του πίνακε 5.2 και 5.3 (Ε.Ν παράγραφο 8). PÐnakac 5.2: DiastĹseic jalĺmou sunartăsei onomastikoô fortðou Ονοµαστικό φορτίο Μέγιστη ωφέ ιµη Ονοµαστικό φορτίο Μέγιστη ωφέ ιµη (kg) επιφάνεια θα άµου (m 2 ) (kg) επιφάνεια θα άµου (m 2 ) ElĹqisto gia anelkustăra 1 atìmou 2 ElĹqisto gia anelkustăra 2 atìmwn 3 Gia fortða pèra twn 2500 kg prostðjentai 0.16 m 2 gia kĺje epiplèon fortðo 100 kg. Gia endiĺmesa fortða h epifĺneia prosdiorðzetai me grammikă parembolă. PÐnakac 5.3: DiastĹseic jalĺmou sunartăsei arijmoô epibatÿn Αριθµό επιβατών Ε άχιστη ωφέ ιµη Αριθµό επιβατών Ε άχιστη ωφέ ιµη επιφάνεια θα άµου (m 2 ) επιφάνεια θα άµου (m 2 ) Gia epibĺtec pèra twn 20 prostðjentai m 2 gia kĺje epiplèon epibĺth. Ο αριθµό καθώ και ο τύπο των ανε κυστήρων που θα επι εγούν για ένα κτίριο είναι συνάρτηση τη κυκ οφοριακή µε έτη του κτιρίου, καθώ και οικονοµικών και τεχνικών κριτηρίων. Για την κυκ οφοριακή µε έτη ενό κτιρίου συνοπτικά 65

68 αναφέρεται ότι έχει ω σκοπό να προσδιορίσει το µέγεθο, την ταχύτητα, τον αριθµό και το σύστηµα ειτουργία των ανε κυστήρων για την κα ύτερη δυνατή εξυπηρέτηση των ατόµων που κατοικούν ή εργάζονται στο κτίριο. Για την εκπόνηση τη µε έτη είναι απαραίτητε, σε γενικέ γραµµέ, οι παρακάτω π ηροφορίε : Το είδο του κτιρίου (γραφεία, κατοικίε, ξενοδοχείο κ..π) καθώ και ο αριθµό των ορόφων και η επιφάνεια του, Ο θεωρητικό π ηθυσµό του κτιρίου, οι ώρε άφιξη και αναχώρηση των ενοίκων και οι ώρε συσσώρευση των επισκεπτών στο κτίριο. Η ανάγκη εγκατάσταση ανε κυστήρα φορτίων ή γκαράζ ή νοσοκοµειακού ανε κυστήρα Nomojetikì plaðsio (Anafèretai sthn mèqri thn 01/07/99 upĺrqousa katĺstash) Μέχρι το 1985 η κατασκευή, ειτουργία και συντήρηση των ανε κυστήρων καθορίζονταν από τα βασι ικά διατάγµατα 37 του Β 1968 και 890 του 1968, Περί κατασκευή και ειτουργία η εκτροκίνητων ανε κυστήρων. Με του ΓΟΚ του 1985, 1987 και του αντίστοιχου κτιριοδοµικού κανονισµού, γίνεται µια πρώτη προσπάθεια εναρµόνιση τη Ε ηνική Νοµοθεσία στα Ευρωπα κά πρότυπα. Ταυτόχρονα εκδίδεται η ΒΑ Φ6/12550/442 τη απόφαση για την κατασκευή, εγκατάσταση και ειτουργία ανε κυστήρων προσώπων, φορτίων και µικρών φορτίων. Τον Αύγουστο του 1988 µε την ΚΥΑ 18173/ εισάγεται η εφαρµογή του Ευρωπα κού προτύπου Ε.Ν 81.1 για του ανε κυστήρε µε τροχα ία τριβή και τύµπανο και α υσίδα. Με βάση την νοµοθεσία αυτή, η διαδικασία έκδοση άδεια ανε κυστήρα είναι η εξή : Α ) Εκδοση προέγκριση ανε κυστήρα Β ) Εκδοση οριστική άδεια ειτουργία - αυτοψία Οι αιτήσει υποβά ονται στη διεύθυνση Βιοµηχανία τη αρµόδια Νοµαρχία. Για την έκδοση προέγκριση απαιτούνται: 1. Οικοδοµική άδεια θεωρηµένη. 2. Αρχιτεκτονικέ κατόψει ορόφων και τοµέ όπου θα φαίνονται το φρεάτιο και το µηχανοστάσιο, θεωρηµένε. 3. Υπεύθυνη δή ωση πο ιτικού µηχανικού για τη στατική επάρκεια του φρεατίου. 4. Υπεύθυνη δή ωση ανάθεση εγκατάσταση από τον ιδιοκτήτη και ανά ηψη εγκατάσταση από τον αδειούχο εγκαταστάτη. 5. Προ πο ογισµό εγκατάσταση µε βάση του πίνακε του Υπουργείου Βιοµηχανία. 6. Παράβο α και π ηρωµή ΕΜΠ-ΤΣΜΕ Ε από ιδιοκτήτη και εγκαταστάτη. 7. Αίτηση του ιδιοκτήτη. Η προέγκριση µαζί µε το πιστοποιητικό του η εκτρο όγου κατατίθεται στη ΕΗ για την έγκριση τη απαιτούµενη παροχή ισχύο. Για την έκδοση άδεια ειτουργία απαιτούνται: Με έτη εφαρµογή ανε κυστήρα. 2. Τεχνικό περιγραφικό υπόµνηµα. 3. Η εκτρικό σχέδιο ει τριπ ούν. 4. Σχέδια κάτοψη - τοµή ανε κυστήρα (µηχανο ογικά) ει τριπ ούν. 5. ή ωση στοιχείων ανε κυστήρα. 6. η ώσει (4) εγκαταστάτη. 7. Πιστοποιητικά ε έγχου για τα παρακάτω εξαρτήµατα (εκδίδονται από του κατασκευαστέ ): α ) Αρπάγη ασφα εία β ) ιατάξει µανδά ωση γ ) Περιοριστήρα ταχύτητα δ ) Συρµατόσχοινα ε ) Προσκρουστήρε ) Σω ήνα παροχή αδιού ζ ) Συγκρότηµα εµβό ου - κυ ίνδρου

69 8. Εφόσον ο εγκαταστάτη θα ανα άβει τη συντήρηση του ανε κυστήρα τότε επιπ έον απαιτούνται: α ) Αντίγραφο άδεια συνεργείου συντήρηση β ) Καταστάσει συντηρούµενων ανε κυστήρων γ ) Βιβ ίο συντήρηση ανε κυστήρα δ ) Υπεύθυνη δή ωση ανάθεση - ανά ηψη συντήρηση 9. Αίτηση του ιδιοκτήτη Μετά τον έ εγχο του τεχνικού φακέ ου, ακο ουθεί αυτοψία. Ο έ εγχο τη εγκατάσταση ανα ύεται επτοµερώ στον Ε.Ν Από το το Νοµοθετικό π αίσιο αυτό τροποποιήθηκε ω εξή : 1. Εκδίδεται ο τροποποιηµένο ΕΝ 81.1 & ΕΝ 81.2 του Καθορίζονται για ορισµένα εξαρτήµατα ασφα εία του ανε κυστήρα πιστοποιητικά τύπου ΟΕ. 3. Ο έ εγχο των εγκαταστάσεων ανατίθεται σε πιστοποιηµένου φορεί Ktiriodomikìc Kanonismìc Παρατίθεται το άρθρο 29 του ΚΤΙΡΙΟ ΟΜΙΚΟΥ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΥ σχετικά µε την εγκατάσταση ανε κυστήρων. Σε κάθε νέο κτίριο, όταν το δάπεδο ορόφου ή τµήµατο ορόφου έχει διαφορά στάθµη µεγα ύτερη από 9 µέτρα από την οριστική επιφάνεια του περιβά οντο εδάφου στη θέση από την οποία γίνεται η προσπέ αση στον υπόψη όροφο, επιβά εται η εγκατάσταση ενό του άχιστον ανε κυστήρα προσώπων µε την επιφύ αξη τη παρ. 5 του άρθρου 29 του Ν. 1577/1985 (ΓΟΚ). Το ίδιο ισχύει όταν το κτίριο έχει ισόγειο ή πυ ωτή και τρει ορόφου. Σε περίπτωση χώρου ενιαία ειτουργία, που αναπτύσσεται σε περισσότερα από ένα επίπεδα και εξυπηρετείται µε εσωτερική κ ίµακα, για την εφαρµογή τη προηγούµενη παραγράφου ε έγχεται η στάθµη του δαπέδου εισόδου σ αυτόν. Στι προσθήκε καθ ύψο ή κατ επέκταση επιτρέπεται να εφαρµόζονται οι διατάξει για του ανε κυστήρε που ίσχυαν κατά την έκδοση τη αρχική άδεια µε την επιφύ αξη των όρων τη παρακάτω παραγράφου 3. Υποχρεωτικά, κάθε σηµείο του ορόφου του κτιρίου δεν πρέπει να απέχει περισσότερο από 60 µέτρα από τον ανε κυστήρα, µετρούµενο σε φυσική όδευση. Ο τύπο και το είδο του ανε κυστήρα που εγκαθίσταται σε ένα κτίριο πρέπει να είναι κατά η ο γι αυτό και να π ηροί ό ε τι απαιτήσει - προδιαγραφέ κατασκευή για την άνετη και ασφα ή µεταφορά ατόµων. Σε κτίρια, στα οποία απαιτείται η κατασκευή ανε κυστήρα, σύµφωνα µε την παρ.1 του παρόντο άρθρου, πρέπει να συντάσσεται κυκ οφοριακή µε έτη του κτιρίου, όταν ο π ηθυσµό του κτιρίου είναι µεγα ύτερο από 200 άτοµα. Στην κυκ οφοριακή µε έτη του κτιρίου θα προσδιορίζονται ο αριθµό των ανε κυστήρων, η χωρητικότητα και η ταχύτητα του. Η εγκατάσταση των η εκτροκίνητων ανε κυστήρων σε ένα κτίριο, δη αδή τα οικοδοµικά στοιχεία φρέατο, τα ύψη, διαστάσει µηχανοστασίου, τροχα ιοστασίου, διαµόρφωση φρέατο, καθώ και ο τρόπο κατασκευή γίνονται σύµφωνα µε την υπ αρ / (Ε ΟΤ - Ε.Ν. 81.1/88) απόφαση των Υπουργών Εθνική Οικονοµία, Βιοµηχανία, Ενέργεια και Τεχνο ογία και Περιβά οντο, Χωροταξία και ηµοσίων Εργων Κατασκευή, εγκατάσταση και ειτουργία η εκτροκίνητων ανε κυστήρων (ΦΕΚ 664/Β), όπω κάθε φορά ισχύει. Ειδικά στου υδραυ ικού ανε κυστήρε ισχύουν οι παρακάτω παρεκκ ίσει : α ) εν απαιτείται ιδιαίτερο χώρο τροχα ιοστασίου. β ) Το µηχανοστάσιο µπορεί να µην είναι σε επαφή µε το φρεάτιο. Στην περίπτωση αυτή, οι υδραυ ικοί σω ήνε και τα κα ώδια που συνδέουν το µηχανοστάσιο µε το φρεάτιο πρέπει να τοποθετούνται σε ειδικό για το σκοπό αυτό κανά ι. γ ) Οι ε άχιστε αποστάσει του µηχανισµού κίνηση από του τοίχου του µηχανοστασίου πρέπει να είναι του άχιστον 0.20 m, εκτό από την απόσταση τη µια από τι µεγά ε π ευρέ του, που πρέπει να είναι 0.80 m. δ ) Μπροστά από τον η εκτρικό πίνακα του ανε κυστήρα που τοποθετείται στο µηχανοστάσιο, πρέπει να αφήνεται ε εύθερη απόσταση από οποιοδήποτε εµπόδιο του άχιστον 0.80 m. ε ) Η ε εύθερη απόσταση µεταξύ του ανώτατου σηµείου τη οροφή του θα άµου και του κατώτατου σηµείου τη οροφή του φρέατο πρέπει να είναι του άχιστον 1.15 m. Επίση ειδικά στου υδραυ ικού ανε κυστήρε, το δάπεδο του µηχανοστασίου πρέπει να κατασκευάζεται έτσι ώστε, σε περίπτωση διαρροή, ό ο το υδραυ ικό υγρό να παραµένει στο µηχανοστάσιο. Κατά την κατασκευή και εγκατάσταση ανε κυστήρων σε κτίρια, αµβάνονται τα κατά περίπτωση κατά η α µέτρα ηχοµόνωση, όπω προβ έπονται από τι ισχύουσε διατάξει, ώστε να µην υπάρχει µεταφορά θορύβου σε διπ ανά διαµερίσµατα 67

70 ή χώρου. Επίση, αµβάνονται αντικραδασµικά µέτρα στο χώρο του κ ιµακοστασίου, ώστε να µη µεταδίδονται στο κτίριο οι κραδασµοί. Επίση αµβάνεται πρόνοια για την προστασία τη εγκατάσταση από φωτιά (τοίχοι, κουφώµατα µε ψη ή αντίσταση στη φωτιά) και εξασφα ίζεται φράγµα για την αποτροπή διάδοση φωτιά ή καπνού µέσω τη εγκατάσταση, όπω προβ έπονται από τι ισχύουσε διατάξει περί πυροπροστασία. Κάθε µηχανοστάσιο ανε κυστήρα που βρίσκεται σε οποιονδήποτε όροφο, εκτό από τον ανώτατο όροφο του κτιρίου, πρέπει να µην έχει οποιοδήποτε άνοιγµα προ ά ο χώρο του κτιρίου εκτό από την θύρα του, η οποία όµω πρέπει να κατασκευάζεται σύµφωνα µε τι προδιαγραφέ του κανονισµού περί προστασία των κτιρίων. 5.2 ANELKUSTHRES TRIBHS Οι ανε κυστήρε τριβή αναφέρονται στι διάφορε βιβ ιογραφίε σαν η εκτροµηχανικοί ανε κυστήρε ή ανε κυστήρε συρµατόσχοινων. Το µηχανοστάσιο, το τροχα ιοστάσιο και το φρεάτιο αποτε ούν τα οικοδοµικά στοιχεία µια εγκατάσταση ανε κυστήρα τριβή, τη οποία τα κύρια µέρη είναι: ο κινητήριο µηχανισµό, ο θά αµο και το π αίσιό του, το αντίβαρο, τα µέσα ανάρτηση, οι οδηγοί, οι ασφα ιστικέ διατάξει και η η εκτρο ογική εγκατάσταση. Στο σχ. 5.1 φαίνεται σχεδιάγραµµα ανε κυστήρα τριβή στο οποίο σηµειώνονται ό α τα µέρη του. Sqăma 5.1: Sqhmatikì diĺgramma anelkustăra tribăc 68

71 5.2.1 MhqanostĹsio ` TroqaliostĹsio Το µηχανοστάσιο είναι ο χώρο µέσα στον οποίο είναι εγκατεστηµένο ο πίνακα κίνηση και φωτισµού, ο πίνακα χειρισµού του ανε κυστήρα, ο κινητήριο µηχανισµό του ανε κυστήρα, ο ρυθµιστή ταχύτητα και σε πα αιότερε κατασκευέ ο µηχανικό οροφοδια ογέα. Στο χώρο του µηχανοστασίου δεν επιτρέπεται από τον κανονισµό να εγκαθίσταται ή να τοποθετείται οποιοσδήποτε ά ο εξοπ ισµό εκτό αυτού που αυστηρά έχει σχέση µε το µηχανοστάσιο. Το µηχανοστάσιο κατασκευάζεται συνήθω στο δώµα πάνω από το φρεάτιο. Σε περίπτωση που το µηχανοστάσιο κατασκευάζεται στο κάτω µέρο του φρεατίου και δίπ α στο φρεάτιο, τότε χρειάζεται α αγή τη διεύθυνση των συρµατόσχοινων, µε αποτέ εσµα να χρησιµοποιούνται δύο συγκροτήµατα τροχα ιοστασίων, ένα στο µηχανοστάσιο και ένα σε ειδικό χώρο πάνω από το φρεάτιο. Οι διαστάσει που κατασκευάζεται το µηχανοστάσιο προκύπτουν από συγκεκριµένε δεσµεύσει του κανονισµού σε σχέση µε τον τρόπο επιθεώρηση, επισκευή και συντήρηση. Ετσι, οι κανονισµοί ορίζουν ότι µπροστά από τον πίνακα χειρισµού πρέπει να υπάρχει ε εύθερη οριζόντια επιφάνεια βάθου 0.70 m και π άτου 0.50 m ή όσο είναι το π άτο του πίνακα χειρισµού. Οµω, και για τη συντήρηση όπω και τον έ εγχο του κινητήριου µηχανισµού απαιτείται από τον κανονισµό ε εύθερη οριζόντια επιφάνεια διαστάσεων 0.50 m 0.60 m. Η προσπέ αση στου χώρου που προαναφέρθηκαν πρέπει να έχει π άτο του άχιστον 0.50 m, ενώ πάνω από κινούµενα εξαρτήµατα απαιτείται ε εύθερο ύψο του άχιστο 0.30 m. Με βάση τα παραπάνω, καθώ επίση ότι και το ύψο εργασία πρέπει να είναι µεγα ύτερο ή ίσο µε 2 m, κατα ήγουµε ότι οι ε άχιστε διαστάσει ενό µηχανοστασίου στι συνηθισµένε κατασκευέ είναι 2.50 m 2.50 m µε ε άχιστο ύψο 2.00 m. Το µηχανοστάσιο κατασκευάζεται από µπατική τοιχοποιία και σοβαντιζεται για να µην ευνοείται η δηµιουργία σκόνη και υγρασία. Το δε δάπεδο και η οροφή του υπο ογίζονται ώστε να αντέχουν σε ό ε τι δυναµικέ καταπονήσει κατά τη ειτουργία του ανε κυστήρα. Σε κάθε µηχανοστάσιο είναι απαραίτητο να υπάρχουν τα εξή ανοίγµατα: JÔrec eisìdou: Στο µηχανοστάσιο δεν επιτρέπεται να εισέρχεται κανεί ά ο, εκτό από τα εντετα µένα συνεργεία επισκευή και συντήρηση του ανε κυστήρα. Ετσι στην είσοδο τοποθετούνται µετα ικέ θύρε ε αχίστων διαστάσεων 0.60 m 1.80 m οι οποίε πρέπει να ασφα ίζουν και να ανοίγουν προ τα έξω. AnoÐgmata aerismoô: Το µηχανοστάσιο πρέπει να διαθέτει επαρκή αερισµό που εξασφα ίζεται µε ανοίγµατα διαστάσεων 0.50 m 0.50 m. Τα ανοίγµατα αυτά επικοινωνούν απευθεία µε τον εξωτερικό χώρο και δεν επιτρέπεται η επικοινωνία µε ά ου χώρου του κτιρίου. LeitourgikĹ anoðgmata: φρεάτιο και το θά αµο. Τα ανοίγµατα µέσα από τα οποία περνάνε οι οδηγοί, τα συρµατόσχοινα κ..π. προ το Η προσπέ αση στο µηχανοστάσιο πρέπει να είναι ε εύθερη και ασφα ή, κάτω από οποιεσδήποτε συνθήκε και να έχει επαρκή φωτισµό. εν επιτρέπεται να γίνεται µέσα από ιδιωτικού χώρου. Για τον φωτισµό, συνήθω τοποθετούνται φωτιστικά σώµατα προστατευµένα από σκόνη και υγρασία (π.χ. τύπου χε ώνα ) µε ένταση στο επίπεδο του δαπέδου 200 lux. Ο διακόπτη φωτισµού τοποθετείται µέσα στο µηχανοστάσιο δίπ α στην είσοδο του. Επίση, µέσα στο µηχανοστάσιο πρέπει να τοποθετείται και πρίζα γειωµένη καθώ επίση και µπουτονιέρα επιθεώρηση Kinhtărioc Mhqanismìc Ο κινητήριο µηχανισµό σχ. 5.2, αποτε είται από τον η εκτρικό κινητήρα, το µειωτήρα στροφών (βαρού κο), την τροχα ία τριβή και την η εκτροµαγνητική πέδη (φρένο). Τοποθετείται πάνω σε µετα ική βάση και ό ο αυτό το συγκρότηµα τοποθετείται πάνω σε µια βάση από σκυρόδεµα. Ανάµεσα στη µετα ική βάση και στη βάση από σκυρόδεµα, παρεµβά ονται αντιδονητικά στηρίγµατα. Ο η εκτρικό κινητήρα είναι η συσκευή που παρέχει την απαιτούµενη µηχανική ενέργεια για την κίνηση του ανε κυστήρα. Η τροφοδοσία του µε η εκτρική ενέργεια γίνεται από τον πίνακα κίνηση. Η περιστροφική κίνηση του δροµέα µεταφέρεται µέσω του µειωτή στροφών στη τροχα ία τριβή, η οποία µε τη σειρά τη, µέσω των συρµατόσχοινων ανάρτηση κινεί το θά αµο. Ο κινητήρα πρέπει να έχει: µεγά η ροπή εκκίνηση, δυνατότητα πο ών ζεύξεων (εκκινήσεων) και ικανότητα ανταπόκριση στι απαιτούµενε ταχύτητε (0.50 m/s έω 2.50 m/s) χωρί αύξηση του κόστου ή του όγκου του κινητήριου µηχανισµού. Σήµερα στι περισσότερε περιπτώσει χρησιµοποιούνται ασύγχρονοι τριφασικοί κινητήρε βραχυκυκ ωµένου δροµέα. 69

72 Sqăma 5.2: Kinhtărioc mhqanismìc anelkustăra Sqăma 5.3: Hlektrikìc kinhtărac pĺnw ston kinhtărio mhqanismì 70 Sqăma 5.4: Atèrmonac koqlðac me korÿna

73 Kinhtărec ER trifasikoð braqukuklwmènou dromèa α ) Κινητήρε ΕΡ µε ένα τύ ιγµα στο στάτη. Χρησιµοποιούνται στου ανε κυστήρε µια ταχύτητα που η ταχύτητα του δεν υπερβαίνει τα 0.55 m/s και έχουν ωφέ ιµο φορτίο µέχρι 4 άτοµα ή 300 kg. Σοβαρό µειονέκτηµα στη ειτουργία αυτών των ανε κυστήρων είναι το απότοµο σταµάτηµα του θα άµου, που έχει συνέπεια τη µη ακριβή στάση του στο επίπεδο των ορόφων. Σήµερα ανε κυστήρε µια ταχύτητα δεν εγκαθίστανται π έον. Κινητήρε µε ένα τύ ιγµα στο στάτη χρησιµοποιούνται στου ανε κυστήρε µε συνεχή ρύθµιση στροφών σε συνεργασία µε inverters. β ) Κινητήρε ΕΡ µε δύο τυ ίγµατα στο στάτη. Χρησιµοποιούνται για ανε κυστήρε µε ταχύτητε µεγα ύτερε από 0.55 m/s. Από τη σχέση u = 60f p όπου: f = 50 Hz η συχνότητα του ρεύµατο u : η ταχύτητα περιστροφή του στρεφόµενου µαγνητικού πεδίου p : ο αριθµό ζευγών των µαγνητικών πό ων προκύπτει ότι η σύγχρονη ταχύτητα περιστροφή και εποµένω και η ταχύτητα περιστροφή του δροµέα, µεταβά εται αντιστρόφω ανά ογα µε τον αριθµό των ζευγών των µαγνητικών πό ων. Αν προσθέσουµε ένα δεύτερο τύ ιγµα στο στάτη του κινητήρα δηµιουργώντα µεγα ύτερο αριθµό πό ων, µπορούµε να δηµιουργήσουµε µια δεύτερη ταχύτητα περιστροφή, µικρότερη από την ονοµαστική του. Μ αυτό τον τρόπο, επιτυγχάνουµε ίγο πριν ο ανε κυστήρα να σταµατήσει σε κάποιο όροφο, να τροφοδοτείται το δεύτερο τύ ιγµα του κινητήρα, ο θά αµο να κινείται µε τη µικρή ταχύτητα, µε αποτέ εσµα να έχουµε οµα ότερο σταµάτηµα και ακριβέστερη ισοστάθµιση. Η σχέση µεταξύ αυτών των δύο ταχυτήτων είναι συνήθω 1:4 έω 1:6. Εάν δη αδή το κύριο τύ ιγµα αποδίδει 1500 rpm, τότε το δευτερεύον θα αποδίδει 375 rpm έω 250 rpm. Για να υπο ογιστεί η ταχύτητα κίνηση του ανε κυστήρα πρέπει να είναι γνωστή η σχέση µείωση του µειωτήρα στροφών, όπω επίση και η διάµετρο τη τροχα ία. Α δούµε ένα παράδειγµα. Εχουµε έναν ανε κυστήρα, ο κινητήρα του οποίου διαθέτει δύο τυ ίγµατα δηµιουργώντα 2 και 8 ζεύγη πό ων. Ο κινητήρα αυτό παρουσιάζει ο ίσθηση ω προ τη σύγχρονη ταχύτητα 8%. Ζητάµε να βρούµε την ονοµαστική και τη µικρή ταχύτητα του κινητήρα όταν η σχέση µείωση στο µειωτήρα στροφών είναι K = 1/40 και η διάµετρο τη τροχα ία τριβή είναι D = 0.40 m. Οι σύγχρονε ταχύτητε είναι: u 1 = 60 f = = 1500 rpm p 1 2 u 2 = 60 f = = 375 rpm p 2 8 Οι πραγµατικέ ταχύτητε θα είναι: u 1 = = 1380 rpm u 2 = = 345 rpm Η ταχύτητα του ανε κυστήρα είναι η περιφερειακή ταχύτητα ενό σηµείου τη τροχα ία, άρα και των συρµατόσχοινων. Εποµένω : όπου: Εποµένω : v : η ταχύτητα του ανε κυστήρα R : η ακτίνα τη τροχα ία U : η πραγµατική ταχύτητα περιστροφή K : η σχέση µείωση v = 2πR U K v 1 = 2πR U 1 K = 2π v 2 = 2πR U 2 K = 2π όπου v 1 η ονοµαστική ταχύτητα και v 2 η µικρή ταχύτητα. 1 = m/min = 0.72 m/s 40 1 = m/min = 0.18 m/s 40 Στην πράξη, επι έγεται η ταχύτητα του ανε κυστήρα µε βάση τι απαιτήσει του κτιρίου και κατόπιν επι έγεται η συγκεκριµένη τροχα ία σε σχέση µε το µειωτήρα στροφών. 71

74 5.2.3 Upologismìc eujunthrðwn rĺbdwn (odhgÿn) Σύµφωνα µε το πρότυπο του Ε ΟΤ κάθε θά αµο οδηγείται από δύο χα ύβδινου άκαµπτου οδηγού. Οταν ο θά αµο υπερβεί µια ορισµένη ταχύτητα, ενεργοποιείται η αρπάγη, η οποία ακινητοποιεί τον θά αµο. Η ακινητοποίηση είναι π ήρη όταν ο θά αµο διανύσει ένα διάστηµα που ονοµάζεται διάστηµα πέδηση. Κατά την ακινητοποίηση, εφαρµόζεται µια δύναµι κατά µήκο των οδηγών, η κρουστική δύναµη Fκρ. Ο κάθε οδηγό έµε τότε ότι καταπονείται σε εφε κυσµό. Η µέγιστη κρουστική δύναµη, Fκρmax υπο ογίζεται για κάθε οδηγό ότι είναι: όπου Fκρmax = 1 ( ) 2 (P + Q) 2 + v2 a = 1 gs 2 (P + Q) m P : Το άθροισµα τη µάζα του άδειου θα άµου και των µαζών των κα ωδίων και οποιονδήποτε µέσων αντιστάθµιση που είναι αναρτηµένα στον θά αµο σε kg ή kp. Q: Το ωφέ ιµο φορτίο του θα άµου σε kg ή kp. m: Ο συντε εστή κρούση. v a : Η ταχύτητα ειτουργία τη αρπάγη σε m/s. g: Η επιτάχυνση τη βαρύτητα, 9.81 m/s 2. s: Το διάστηµα πέδηση σε m. Το σχήµα 5.5 δείχνει µια εικόνα ενό οδηγού, µε τι αρµοκα ύπτρε και κοχ ίε που συνδέουν τον οδηγό στο φρεάτιο. Το σχήµα 5.6 δείχνει πω εφαρµόζεται η δύναµι κρούση. Κατά την τεχνική µε έτη ενό ανε κυστήρα, συγκρίνεται η τάση που αναπτύσσεται στη διατοµή των οδηγών µε µια επιτρεπτή τάση (από πίνακε ), ανά ογα µε την ποιότητα του χά υβα από τον οποίο είναι κατασκευασµένοι οι οδηγοί Efelkusmìc odhgÿn Σε εφε κυσµό, όταν οι οδηγοί είναι στηριγµένοι (πακτωµένοι) στην π άκα οροφή του φρεατίου, έχουµε όπου σ = m(p + Q) A 1 A 1 = A 2 d 1 s είναι η ωφέ ιµο διατοµή του οδηγού, A η ο ική διατοµή του οδηγού, d 1 η διάµετρο τη οπή στε έχου ενό από του κοχ ίε και s το πάχο του οδηγού. Οι τιµέ βρίσκονται από πίνακε ανά ογα µε τον τύπο του οδηγού που χρησιµοποιείται. Ο συντε εστή κρούση δίνεται από: 25 για συσκευή αρπάγη ακαριαία πέδηση εκτό εκείνων µε κύ ινδρο m = 15 για συσκευή αρπάγη ακαριαία πέδηση µε κύ ινδρο 10 για συσκευή αρπάγη προοδευτική πέδηση Πρέπει να ισχύει όπου σ σ ɛπ PÐnakac 5.4: σ ɛπ gia ènan odhgì ποιότητα χά υβα St 37 St 42 St 50 St 60 σ ɛπ σε kp/cm σ ɛπ σε N/mm

75 Sqăma 5.5: Eikìna enìc odhgoô, me tic armokalôptrec kai koqlðec pou sundèoun ton odhgì sto freĺtio. vα ΘΑΛΑΜΟΣ Fκρ P+Q Sqăma 5.6: Pwc efarmìzetai h dônamic kroôsewc se ènan odhgì. 73

76 ParĹdeigma 1 Εστω ανε κυστήρα µε P = 300 kg και Q = 300 kg. Τύπο οδηγών Τότε από πιν (σε 103 / 158) A = 7.07 cm 2 (σύµβο ο πιν. F) και s = 6.5 mm (σύµβο ο πιν. g ή f). Από πιν (σε 102 / 157) d 1 = 9 mm. Οπότε A 1 = A 2d 1 s = = 590 mm 2. Τότε για St 37 και m = 25 για συσκευή αρπάγη ακαριαία πέδηση εκτό εκείνων µε κύ ινδρο, έχουµε σ = 25( ) 590 = N/mm 2 < 60 N/mm 2 PÐnakac 5.5: QarakthriotikĹ odhgÿn b1 h k c f g n F G mm mm mm mm mm mm mm cm 2 kg/m FP FP FP FP FP FP FP FC FP FC e J x W x i x J y W y i y cm cm 4 cm 3 cm cm 4 cm 3 cm FP FP FP FP FP FP FP FC FP FC PÐnakac 5.6: OdhgoÐ, armokĺluptra, koqlðec. ParĹdeigma: armokĺluptro = 50 8, odhgìc = , koqlðac = M 8 25 Profil Χαρακτηρισµό a h 2 h 3 m 1 m 2 I 1 b 2 s b 3 I 2 I 3 d 1 D I Nr mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ Μ ParĹdeigma 2 Εστω ανε κυστήρα µε P = 500 kg και Q = 600 kg. Τύπο οδηγών Τότε από πιν (σε 103 / 158) A = cm 2 (σύµβο ο πιν. F) και s = 8.5 mm (σύµβο ο πιν. g ή f). Από πιν (σε 102 / 157) d 1 = 11 mm. 74

77 Οπότε A 1 = A 2d 1 s = = 938 mm 2. Τότε για St 37 και m = 25 για συσκευή αρπάγη ακαριαία πέδηση εκτό εκείνων µε κύ ινδρο, έχουµε σ = 25( ) 938 = N/mm 2 < 60 N/mm Efelkusmìc armokĺluptrwn Στον εφε κυσµό αρµοκά υπτρων ισχύει όπου σ = m(p + Q) A 2 A 2 = s b 2 2 d 1 s είναι η ωφέ ιµο διατοµή του αρµοκά υπτρου. Οι τιµέ βρίσκονται από πίνακε ανά ογα µε τον τύπο του αρµοκά υπτρου που χρησιµοποιείται. ParĹdeigma Εστω ανε κυστήρα µε P = 300 kg και Q = 300 kg. Τύπο οδηγών Τότε από πιν (σε 103 / 159) b 2 = 50 mm, s = 8 mm. Από πιν (σε 102 / 157) d 1 = 9 mm. Οπότε A 2 = sb 2 2d 1 s = 8(50 2 9) = 256 mm 2. Τότε για St 37 και m = 25 για συσκευή αρπάγη ακαριαία πέδηση εκτό εκείνων µε κύ ινδρο, έχουµε σ = 25( ) 256 = 58.6 N/mm 2 < 60 N/mm 2 PÐnakac 5.7: QarakthriotikĹ armokalôptrwn L 1 b 2 s L 2 L 3 b 3 d mm mm mm mm mm mm mm FP FP FP FP FP FP FP FC FP FC UNI 5727 UNI 1751 UNI 1751 DIN 601 DIN 127 DIN 127 FP Μ 8 25 Α 8 Τ2 Α 12 FP Μ Α 12 Τ2 Α 12 FP Μ Α 12 Τ2 Α 12 FP Μ Α 12 Τ3 Α 14 FP Μ Α 12 Τ2 Α 12 FP Μ Α 12 Τ3 Α 14 FP Μ Α 12 Τ3 Α 14 FC Μ Α 16 Τ3 Α 14 FP Μ Α 12 Τ3 Α 14 FC Μ Α 16 Τ4 Α 16 75

78 5.2.6 DiĹtmhsh koqliÿn sundèsewc Οι οδηγοί συνδέονται µεταξύ του µε αρµοκα ύπτρε και κοχ ίε (παξιµάδια σύνδεση ). Τα παξιµάδια καταπονούνται και αυτά σε διάτµηση από την επίδραση τη κρουστική δύναµη Fκρ max. Η τάση διάτµηση είναι τ = m(p + Q) z(πd 2 /4) όπου z ο αριθµό κοχ ίων του οδηγού (συνήθω 4) και d η διάµετρο του κοχ ία σε mm. Αν τ ɛπ η επιτρεπόµενη τάση διάτµηση, τότε πρέπει τ <= τ ɛπ PÐnakac 5.8: τep gia ènan koqlða ποιότητα χά υβα St 37 St 42 St 50 St 60 τ ɛπ σε kp/cm τ ɛπ σε N/mm ParĹdeigma Εστω ανε κυστήρα µε P = 300 kg και Q = 300 kg. Τύπο οδηγών Χρησιµοποιούµε εποµένω κοχ ίε τύπου Μ8-25, πιν (σε 102 / 157) και d 1 = 9 mm. Παίρνουµε z = 4, m = 25 και έχουµε τ = όπου χρησιµοποιούµε ποιότητα St ( ) 4(π9 2 /4) = N/mm 2 < 60 N/mm Lugismìc υγισµό υπο ογίζεται µόνον όταν οι οδηγοί είναι πακτωµένοι και στον πυθµένα του φρεατίου. Η καταπόνηση υγισµού υπο ογίζεται κατά προσέγγιση από m(p + Q)ω σ = A όπου A είναι το ο ικό εµβαδό τη εγκάρσια διατοµή του οδηγού χωρί αφαίρεση οπών για κοχ ίε. Ο συντε εστή υγισµού ω δίνεται από του πίνακε , (σε 96,97 /137,138) σε συνάρτηση µε τον συντε εστή υγιρότητα λ. Ο τε ευταίο δίδεται από λ = l k J µε i = i Ω όπου l k είναι η µεγα ύτερη απόσταση µεταξύ στηριγµάτων του οδηγού (µήκο υγισµού), i είναι η ε άχιστη ακτίνα αδρανεία τη διατοµή του οδηγού, J είναι η ε άχιστη ροπή αδρανεία τη διατοµή του οδηγού, και Ω είναι η διατοµή του οδηγού. ParĹdeigma Εστω ο ανε κυστήρα µε P = 300 kg και Q = 300 kg. Τύπο οδηγών Μήκο υγισµού l k = 120 cm. Από πιν (σε 100 / 155) i y = 0.96 cm, J y = 6.52 cm 4. Επίση, A = 7.06 cm 2 (σύµβο ο πιν. F). Οπότε, εργαζόµενοι σε mm, λ = l k = 1200 i y 9.6 = 125 Από τον πιν (σε 97 / 137) για χά υβα αντοχή 370 N/mm 2, έχουµε ω = Ετσι για ποιότητα St σ = 25( ) = N/mm 2 < 60 N/mm 2

79 PÐnakac 5.9: Suntelestăc w se sunìrthsh me to l gia qĺluba antoqăc 370 N/mm 2. Gia poiìthtec qĺluba me endiĺmesec timèc antoqÿn, kajorðste thn timă tou w me grammikă parembolă. Oi timèc tou l diabĺzontai kĺjeta se dekĺdec kai orizìntia se monĺdec PÐnakac 5.10: Suntelestăc w se sunìrthsh me to l gia qĺluba antoqăc 520 N/mm 2. Gia poiìthtec qĺluba me endiĺmesec timèc antoqÿn, kajorðste thn timă tou w me grammikă parembolă. Oi timèc tou l diabĺzontai kĺjeta se dekĺdec kai orizìntia se monĺdec Σ

80 PÐnakac 5.11: QarakthriotikĹ odhgÿn (eujunthrðwn rĺbdwn) Βάρο για τον άξονα κάµψη Τύπο Profil Χαρακτηρισµό ιατοµή (6.85 kg/dm 3 ) e x x y y Nr F G cm J x W x i x J y W y i y cm 2 kg/m cm 4 cm 3 cm cm 4 cm 3 cm Α Α Β Β Β Β Β Β Β Upologismìc surmatìsqoinwn anĺrthshc jalĺmou-antðbarou Σύµφωνα µε το πρότυπο του Ε ΟΤ, τα χαρακτηριστικά που πρέπει να π ηρούν τα συρµατόσχοινα είναι: 1. Ονοµαστική διάµετρο 8 mm του άχιστον. 2. Αντοχή συρµατιδίων σε εφε κυσµό 1570 N/mm 2 (εξωτερικά), 1770 N/mm 2 (εσωτερικά). 3. Πρέπει να υπάρχουν 2 του άχιστον συρµατόσχοινα. 4. Ο συντε εστή ασφα εία πρέπει να είναι το ιγότερο: 12 σε ανε κυστήρε µε τροχα ία τριβή µε τρία ή περισσότερα συρµατόσχοινα ν = 16 σε ανε κυστήρε µε τροχα ία τριβή µε δύο συρµατόσχοινα 12 σε ανε κυστήρε µε τύµπανο 5. Ο συντε εστή ασφα εία ορίζεται ω : ν = P jraôshc P èlxhc δη. η σχέση που υπάρχει µεταξύ ε άχιστου φορτίου θραύση ενό συρµατόσχοινου ανάρτηση και τη µεγα ύτερη δύναµη που αναπτύσσεται στο συρµατόσχοινο αυτό όταν ο θά αµο είναι φορτωµένο µε το ονοµαστικό του φορτίο Q και σταµατηµένο στην κατώτερη στάση. Τότε για z συρµατόσχοινα έχουµε όπου P το ίδιο φορτίο του θα άµου. ν = z P jraôshc P + Q ParĹdeigma Εστω ανε κυστήρα µε P = 300 kg και Q = 300 kg. Για συρµατόσχοινο τύπου SEALE 6 9, διαµέτρου 8 mm, ονοµαστική αντοχή σύρµατο 160 kp/mm 2 (1600 N/mm 2 ), έχουµε P jraôshc = 3390 kp/mm 2. Οπότε, για 3 συρµατόσχοινα π ηρείται η συνθήκη ασφα εία, ενώ για 2 συρµατόσχοινα ν 3 = = 16.9 > ν 2 = = 11.3 < όχι. Αν όµω χρησιµοποιήσουµε διάµετρο 10 mm, τότε P jraôshc = 5300 kp/mm 2 και δη. π ηρείται η συνθήκη ασφα εία. ν 2 = = 17.7 >

81 PÐnakac 5.12: 8.3 QarakthristikĹ surmatosqoðnwn. SURMATOSQOINA 6 9 SEALE ME KANNABINH YUQH DIN 3058 θεωρητικό φορτίο Ε άχιστο φορτίο Βάρο Για ονοµαστική αντοχή σύρµατο : Ονοµαστική ανά διάµετρο µέτρο kp/mm 2 kp/mm 2 kp/mm 2 kp/mm 2 d kg/m kp kp kp kp PÐnakac 5.13: 8.5 QarakthristikĹ surmatosqoðnwn. SURMATOSQOINA 8 19 SEALE ME KANNABINH YUQH DIN 3062 θεωρητικό φορτίο Ε άχιστο φορτίο Βάρο Για ονοµαστική αντοχή σύρµατο : Ονοµαστική ανά διάµετρο µέτρο kp/mm 2 kp/mm 2 kp/mm 2 kp/mm 2 d kg/m kp kp kp kp

82 γ α Sqăma 5.7: GwnÐec metaxô surmatìsqoinou kai troqalðac, katanomăc (aristerĺ) kai epikĺluyhc (dexiĺ) Upologismìc troqalðac tribăc Antoqă se pðesh Ενα συρµατόσχοινο εξασκεί πίεση στα αυ άκια τη τροχα ία τριβή. Η µέγιστη επιτρεπόµενη πίεση δίδεται από: ρ ɛπ = v c 1 + v c όπου v c είναι η ταχύτητα των συρµατόσχοινων που αντιστοιχεί στην ονοµαστική ταχύτητα σε m/s του θα άµου. Για αυ άκια ηµικυκ ικά ή µε υποκοπή (τροχα ίε σταθερή µορφή αυ άκων) ρ = Για αυ άκια µη σταθερά µορφή (διατοµή τραπεζίου) όπου T n d D ρ = T n d D 8 cos β 2 π β sin β 4.5 sin γ 2 T : Στατική δύναµη στον κ άδο του συρµατόσχοινου πρό την π ευρά του θα άµου στο επίπεδο τη τροχα ία τριβή, όταν ο θά αµο είναι σταµατηµένο στη χαµη ώτερη στάση φορτωµένο µε το ονοµαστικό φορτίο σε Ν. d: Η διάµετρο του συρµατόσχοινου σε mm. D: Η διάµετρο τη τροχα ία τριβή σε mm. n: Αριθµό συρµατόσχοινων. β, γ: Γωνίε επικά υψη και κατανοµή αντίστοιχα σε rad. Για τη γωνία επικά υψη β χρησιµοποιείται επίση συχνά το σύµβο ο α. Suntelestăc tribăc Για τροχα ίε µη σταθερή µορφή αυ άκων (διατοµή τραπεζίου) ο συντε εστή τριβή f δίνεται από όπου µ = 0.09 (σταθερά συντε εστή τριβή ). 80 f = µ sin γ 2

83 AsfĹleia sthn olðsjhsh εν έχουµε ο ίσθηση του συρµατόσχοινου αν ισχύει T 1 T 2 c 1 c 2 e f α όπου f, ο συντε εστή τριβή, α, η γωνία επικά υψη σε rad, T 1, η δύναµη έ ξη του κ άδου που έ κεται, T 2, η δύναµη του κ άδου που έ κει, c 1, συντε εστή επιτάχυνση ή επιβράδυνση µε τιµέ 1.10 για ταχύτητα ανε κυστήρα 0 < v 0.63 m/sec 1.15 για ταχύτητα ανε κυστήρα 0.63 < v 1 m/sec c 1 = 1.20 για ταχύτητα ανε κυστήρα 1 < v 1.60 m/sec 1.25 για ταχύτητα ανε κυστήρα 1.60 < v 2.50 m/sec και c 2, συντε εστή που αµβάνει υπ οψη τη µεταβο ή τη διατοµή τη τροχα ία τριβή όγω φθορά µε τιµέ c 2 = { 1 για αυ άκια ηµικυκ ικά ή µε υποκοπή 1.2 για αυ άκια µη σταθερή µορφή Στη µε έτη αµβάνονται υπ οψη οι περιπτώσει : Θά αµο κενό, σταµατηµένο στη ψη ότερη στάση T 1 T 2 = G P Θά αµο σταµατηµένο στη χαµη ότερη στάση µε υπερφόρτωση 25%. T 1 = 1.25 Q + P T 2 G όπου G το αντίβαρο, P το ίδιο φορτίο του θα άµου και Q το ωφέ ιµο φορτίο. Εάν δεν δίδεται το αντίβαρο, χρησιµοποιήστε G = P + Q 2 εφόσον το αντίβαρο κατασκευάζεται µε τέτοιον τρόπο συνήθω έτσι ώστε να αντισταθµίζει το µισό του ωφέ ιµου φορτίου καθώ και το ίδιο φορτίο (απόβαρο) ParĹdeigma Να εκ εγεί η κατά η η τροχα ία τριβή, µή σταθερά µορφή, για ανε κυστήρα όταν δίδονται τα παρακάτω στοιχεία: Ονοµαστικό φορτίο θα άµου Q = 225 kg. Βάρο π αισίου θα άµου, κα ωδίων, κ π., P = 265 kg. Βάρο αντίβαρου, G = kg. Αριθµό συρµατόσχοινων, n = 3. ιάµετρο συρµατόσχοινου, d = 9 mm. ιάµετρο τροχα ία, D = 42 cm. Ταχύτητα θα άµου, v c = 0.6 m/s. Γωνία κατανοµή, γ = 30. Γωνία επικά υψη του συρµατόσχοινου στη τροχα ία τριβή, α =

84 Ikanìthta èlxhc Πρέπει να ικανοποιείται η σχέση: T 1 c 1 c 2 e f α T 2 Αν ο θά αµο είναι σταµατηµένο στη χαµη ώτερη στάση και φορτωµένο µε 125% του ονοµαστικού φορτίου: Επίση c 1 = 1.10, c 2 = 1.2. Ο συντε εστή τριβή είναι: T 1 = 1.25 Q + P = = kg T 2 = G = kg f = µ sin γ 2 και η γωνία επικά υψη σε ακτίνια (rad) α = 150 = rad. Εποµένω πράγµατι ικανοποιείται η σχέση = 0.09 sin 15 = T 1 c 1 c 2 = = 1.91 T e f α = e = Αν ο θά αµο είναι άδειο και σταµατηµένο στη ψη ώτερη στάση: Πά ι έχουµε T 1 c 1 c 2 = = 1.88 T Eidikă pðesh surmatìsqoinou ρ ɛπ = v c = = = v c T 4.5 ρ = n d D sin γ = sin 15 2 = 7.51 N/mm2 όπου T = P + Q = = 490 kg = 4900 N. Εποµένω και εδώ έχουµε ρ ρ ɛπ Upologismìc isqôoc kinhtăra Ο βασικό τύπο ειναι: όπου N = F v 75 η N: Απαιτούµενη ισχύ η εκτροκινητήρα σε HP. F : Η δρώσα δύναµη F = Q + P G σε kg. Q: Το ωφέ ιµο φορτίο του θα άµου σε kg. P : Το ίδιο φορτίο του θα άµου σε kg. G: Το βάρο του αντίβαρου σε kg. v: Η ταχύτητα ειτουργία του κινητήρα σε m/s. η: Ο συνο ικό βαθµό απόδοση του συστήµατο µετάδοση, η = η 1 η 2 η 3 η 1 : η 2 : η 3 : Βαθµό απόδοση εγκατάσταση τροχα ία τριβή. Βαθµό απόδοση βαρού κου / έδρανα τροχα ία τριβή. Βαθµό απόδοση κινητήρα. 82

85 ParĹdeigma Να υπο ογιστεί η ισχύ κινητήρα που χρησιµοποιείται σε ανε κυστήρα µε τα παρακάτω χαρακτηριστικά: ύση Ονοµαστικό φορτίο Q = 450 kg. Ονοµαστική ταχύτητα v = 0.8 m/s. Ιδιο φορτίο P = 800 kg. Βάρο αντίβαρου, G = 1025 kg. Βαθµοί απόδοση, η 1 = 0.8, η 2 = 0.7, η 3 = 0.6. N = F v (P + Q G) v = = = 7.14 HP 75 η 75 η 1 η 2 η Upologismìc dônamhc apì rujmistă taqôthtoc askoômenh epð suskeuăc arpĺghc Sunjăkh mh olisjăsewc Πρέπει να ικανοποιείται η σχέση: T 1 T 2 c 1 c 2 e f β1 όπου c 1, c 2, f συντε εστέ µε τιµέ όπω στην τροχα ία τριβή. Η γωνία β 1 = π και T 1 /T 2 η σχέση τάσεων στο συρµατόσχοινο. Πρέπει πάντα να είναι T 1 > T 2 και στην συγκεκριµένη περίπτωση αρπάγη µε σφήνα είναι T 1 T 2 = G 2 + R = G + 2R G G 2 όπου G το βάρο του αντίβαρου και R η απαιτούµενη δύναµη επενέργεια τη συσκευή αρπάγη. Upologismìc se efelkusmì surmatìsqoinou rujmistă taqôthtoc Ο συντε εστή ασφα εία ρ o δίδεται από: ρ o = z F g G 2 + R όπου z είναι ο αριθµό συρµατοσχοίνων του ρυθµιστή (συνήθω z = 1) και F g η δύναµη θραύση του σύρµατο ρυθµιστή. Πρέπει να ισχύει ρ o 8 Upologismìc pðeshc sthn troqalða tou perioristăra Η ειδική πίεση δίδεται από: όπου ρ = T 4.5 z d 1 D 1 sin γ 2 T = G 2 + R και d 1, D 1 είναι οι διάµετροι του συρµατόσχοινου και τη τροχα ία αντίστοιχα (D 1 > 30d 1 ). Ο συντε εστή z αναφέρεται στον αριθµό συρµατοσχοίνων (συνήθω z = 1) και οι µονάδε είναι έτσι ώστε το αποτέ εσµα να είναι σε N/mm 2. 83

86 ParĹdeigma ίδεται σύστηµα όπου Αντίβαρο G = 70 kg. ύναµι επενέργεια R = 50 kg. γ = 30 F g = 1980 kg. d 1 = 6 mm. D 1 = 20 cm. Ταχύτητα ανε κυστήρα v = 0.5 m/s. Ο συντε εστή τριβή είναι Εποµένω f = µ sin γ 2 = 0.09 sin 15 = e f β1 = e π = Επίση T 1 c 1 c 2 = G + 2R T 2 G Οπου θεωρήσαµε c 2 = 1 για ηµικυκ ικά αυ άκια. Ο συντε εστή ασφα εία είναι Η ειδική πίεση είναι ρ = G/2 + R z d 1 D sin γ 2 c 1 c 2 = ρ o = z F g = G 2 + R = 23.3 > 8 = ( ) = < = < 23 sin 15 Ο παράγοντα 10 είναι για µετατροπή των kg σε N έτσι ώστε το τε ικό αποτέ εσµα να είναι σε N/mm UDRAULIKOI ANELKUSTHRES Υδραυ ικό ανε κυστήρα είναι αυτό στον οποίο η αναγκαία ενέργεια για την ανύψωση των φορτίων εξασφα ίζεται από µια η εκτροκίνητη αντ ία η οποία µεταβιβάζει υδραυ ικό ρευστό ( άδι) σε µια ανυψωτική µονάδα (έµβο ο - κύ ινδρο ) η οποία επενεργεί άµεσα ή έµµεσα στο θά αµο. Ο υδραυ ικό ανε κυστήρα αποτε είται από τα παρακάτω µέρη: Μονάδα ισχύο 2. Σω ήνε προσαγωγή και απαγωγή αδιού 3. Συγκρότηµα εµβό ου - κυ ίνδρου 4. Θά αµο και φέρον π αίσιο µε τα µέσα ανάρτηση 5. Οδηγοί 6. Θύρε φρεατίου και θα άµου 7. Εξαρτήµατα ασφα εία 8. Η εκτρικό µέρο ανε κυστήρα

87 5.3.1 SugkritikĹ stoiqeða UdraulikoÔ & anelkustăra tribăc Shmeiwseic Hlektroteqnikwn Efarmogwn OikodomikĹ stoiqeða: Στου υδραυ ικού ανε κυστήρε το µηχανοστάσιο δεν είναι απαραίτητο να βρίσκεται επάνω από το φρεάτιο ή σε επαφή µε το φρεάτιο. Ο ε οι καταπονήσει εφαρµόζονται στον πυθµένα ή στα π ευρικά στοιχεία του φρεατίου. Kìstoc egkatĺstashc: Στην π ειοψηφία των εφαρµογών των Υδραυ ικών ανε κυστήρων, δεν χρησιµοποιείται αντίβαρο, ή οποιοδήποτε ά ο βάρο αντιστάθµιση του ωφέ ιµου φορτίου και του απόβαρου. Εποµένω οι κινητήρε που επι έγονται είναι πο ύ µεγα ύτερη ονοµαστική ισχύο από του ανε κυστήρε τριβή. Η επι ογή µεγα ύτερη µονάδα ισχύο καθώ επίση και η ύπαρξη του ανυψωτικού συγκροτήµατο, ανεβάζει το κόστο κατασκευή του υδραυ ικού ανε κυστήρα. Η διαφορά αυτή µειώνεται όσο αυξάνει η διαδροµή και το ωφέ ιµο φορτίο του ανε κυστήρα. KatanĹlwsh enèrgeiac: Η κίνηση του υδραυ ικού ανε κυστήρα κατά την κάθοδο, γίνεται µε την πίεση που αναπτύσσεται από το ωφέ ιµο φορτίο και το απόβαρο στην επιφάνεια του εµβό ου, χωρί να ειτουργεί ο κινητήρα. Εποµένω, ο κινητήρα ειτουργεί µόνο κατά την άνοδο. Εχει παρατηρηθεί ότι µακροπρόθεσµα η κατανά ωση ενέργεια είναι µειωµένη έω και 10% στου υδραυ ικού ανε κυστήρε. Sunjăkec kðnhshc: Η παρουσία του µπ οκ βα βίδων, επιτυγχάνει κα ύτερη ποιότητα κίνηση στου υδραυ ικού ανε κυστήρε, σε σχέση µε του ανε κυστήρε τριβή δύο ταχυτήτων. Επίση, η παρουσία τη βα βίδα απεγκ ωβισµού, εξασφα ίζει τον αυτόµατο απεγκ ωβισµό σε περίπτωση διακοπή ρεύµατο, χωρί την παρουσία πρόσθετου εξοπ ισµού. Suntărhsh anelkustăra: Ο κινητήριο µηχανισµό του ανε κυστήρα τριβή, όγω τη ύπαρξη του µειωτή στροφών και τη τροχα ία τριβή, απαιτεί προσεκτική συντήρηση και παρουσιάζει όγω τριβή πο ύ µεγα ύτερε φθορέ. Αντίθετα, το ζεύγο κινητήρα - αντ ία βρίσκεται µέσα στο άδι στη δεξαµενή αδιού και οι µηχανικέ φθορέ είναι πο ύ µικρότερε. Γενικά ο υδραυ ικό ανε κυστήρα αποτε εί µια αξιόπιστη τεχνικά ύση και ενδιαφέρουσα οικονοµικά, για διαδροµέ µέχρι 20 m και ταχύτητε µέχρι 1.00 m/s. Ο ανε κυστήρα τριβή δίνει περισσότερε και πιο αξιόπιστε επι ογέ σε µεγά ε ταχύτητε και διαδροµέ Arqă leitourgðac udraulikoô anelkustăra Αν ρωτούσαµε κάποιο µη ειδικό τι χρειάζεται να περι αµβάνει οπωσδήποτε µια εγκατάσταση υδραυ ικού ανε κυστήρα, θα απαντούσε ότι πρέπει να υπάρχει ένα ντεπόζιτο µε άδι µέσα στο οποίο να βρίσκεται µια αντ ία, η οποία θα τροφοδοτεί ένα έµβο ο (σχ. 5.8). Sqăma 5.8: TrofodosÐa kulðndrou apeujeðac apì thn antlða η αδή η αντ ία να στέ νει άδι στο έµβο ο µε αποτέ εσµα την ανύψωση του. Οµω τι θα συνέβαινε όταν σταµατούσε να ειτουργεί η αντ ία Τότε θα επενεργούσε η βαρύτητα και το έµβο ο θα έσπρωχνε το άδι πίσω στο ντεπόζιτο. 85

88 Εκείνο που εµεί θέ ουµε είναι το έµβο ο να µένει στη θέση (όροφο) που το έσπρωξε η αντ ία, όταν αυτή σταµατήσει να ειτουργεί. Αυτό επιτυγχάνεται µε τη βα βίδα αντεπιστροφή (σχ. 5.9). Sqăma 5.9: Udraulikì kôklwma me balbðda antepistrofăc Η ειτουργία αυτή τη βα βίδα επιτρέπει την κίνηση του αδιού µόνο από την αντ ία προ το έµβο ο και όχι αντίθετα. Μέχρι εδώ έχουµε καταφέρει να ανυψωθεί το έµβο ο και να σταµατήσει όταν σταµατήσει η αντ ία, χωρί να κινηθεί προ τα κάτω όγω τη βαρύτητα. Τι θα συµβεί όµω αν κατά την κίνηση του εµβό ου αναπτυχθούν πιέσει µεγα ύτερε από τι επιτρεπόµενε Για να προστατέψουµε το σύστηµα από τι υπερπιέσει, τοποθετούµε τη βα βίδα υπερπίεση, προορισµό τη οποία είναι να ανοίξει όταν η πίεση ξεπεράσει ένα προκαθορισµένο όριο, έτσι ώστε το άδι να επιστρέψει στο ντεπόζιτο (σχ. 5.10). Sqăma 5.10: Prosjăkh anakoufistikăc balbðdac Άρα οιπόν έχουµε ένα έµβο ο το οποίο µπορούµε να ανυψώσουµε, να το σταµατήσουµε σε κάποιο σηµείο και να το προστατέψουµε από υπερπίεση. Πω θα κατέβει όµω το έµβο ο Η επιστροφή του αδιού στο ντεπόζιτο (ε εγχόµενη) και εποµένω το κατέβασµα του εµβό ου, επιτυγχάνεται µε τη βα βίδα καθόδου (σχ. 5.11). Μέχρι στιγµή, µπορούµε να ανυψώσουµε το έµβο ο και να το κατεβάσουµε. Εχουµε δη αδή κατασκευάσει τον απ ούστερο υδραυ ικό ανε κυστήρα. Αυτό όµω ο υδραυ ικό ανε κυστήρα δεν παρέχει ποιότητα στην κίνηση (ξεκίνηµα, σταµάτηµα, ισοστάθµιση κ..π.). Για το ξεκίνηµα στην άνοδο υπάρχει η βα βίδα bypass. Οταν ξεκινάει ο ανε κυστήρα, ένα µέρο του αδιού επιστρέφει 86

89 Sqăma 5.11: Prosjăkh balbðdac kajìdou στο ντεπόζιτο µέχρι ότου το έµβο ο αποκτήσει την ονοµαστική του ταχύτητα, οπότε αυτή κ είνει. Ετσι, έχουµε οµα ή εκκίνηση και επιτάχυνση. Κατά τον ίδιο τρόπο επιτυγχάνεται και η οµα ή επιβράδυνση µέχρι το σταµάτηµα του ανε κυστήρα (σχ. 5.12). Sqăma 5.12: Prosjăkh balbðdac mikrăc taqôthtac kajìdou kai bypass Για την κάθοδο, η διάµετρο τη οπή τη βα βίδα καθόδου, αυξάνεται στην εκκίνηση µέχρι το π ήρε άνοιγµα τη και µειώνεται σταδιακά κατά τη στάθµευση. Το σταδιακό άνοιγµα και κ είσιµο τη βα βίδα καθόδου, ε έγχεται από ή εκτροµαγνήτε. Εποµένω έχουµε: 1. Οταν ο ανε κυστήρα ανεβαίνει ενεργοποιείται το ζεύγο κινητήρα αντ ία το οποίο παρέχει την απαραίτητη πίεση η οποία µεταφέρεται µέσω του αδιού στο συγκρότηµα εµβό ου κυ ίνδρου. Το έµβο ο ενεργώντα άµεσα ή έµµεσα στο φέρον π αίσιο, κινεί το θά αµο. Για προστασία του υδραυ ικού κυκ ώµατο από υπερπιέσει που ενδεχοµένω να προκύψουν, παρεµβά εται η βα βίδα υπερπίεση η οποία ρυθµίζεται σε µια πίεση ασφα εία σε σχέση µε την ονοµαστική πίεση ειτουργία. Οταν ξεπεραστεί το όριο ασφα εία, ανοίγει και το άδι επιστρέφει στο ντεπόζιτο. Η βα βίδα αντεπιστροφή εµποδίζει την επιστροφή του αδιού στο ντεπόζιτο, σε κατάσταση ηρεµία. Για την εξοµά υνση τη κίνηση κατά την εκκίνηση και τη στάθµευση, χρησιµοποιείται µια βα βίδα bypass. Ο έ εγχο 87

90 αυτή τη βα βίδα γίνεται µε τη χρήση βοηθητικών η εκτροµαγνητικών βα βίδων. 2. Οταν ο κινητήρα κατεβαίνει δεν ειτουργεί το ζεύγο κινητήρα αντ ία. Η κάθοδο επιτυγχάνεται µε την πίεση που εφαρµόζεται από τα αναρτηµένα εξαρτήµατα τη εγκατάσταση στο έµβο ο (φέρον π αίσιο, θά αµο, ωφέ ιµο φορτίο, µέσα ανάρτηση, ίδιο βάρο του εµβό ου κ..π.). Ετσι το άδι επιστρέφει στο ντεπόζιτο µέσα από τη βα βίδα καθόδου. Για την εξοµά υνση τη κίνηση παρεµβά ονται βοηθητικέ η εκτροµαγνητικέ βα βίδε που ρυθµίζουν το διατιθέµενο άνοιγµα στη βα βίδα καθόδου. Μ αυτό τον τρόπο επιτυγχάνουµε οµα ή επιτάχυνση και επιβράδυνση κατά την κάθοδο. Sqăma 5.13: BasikĹ exartămata udraulikoô mhqanismoô Στο υδραυ ικό κύκ ωµα παρεµβά ονται και ά α εξαρτήµατα ενσωµατωµένα στο µπ οκ βα βίδων (σχ. 5.13), όπω : α ) Βα βίδα απεγκ ωβισµού β ) Μανόµετρο για την ένδειξη τη πίεση του κυκ ώµατο γ ) Βάνα αποµόνωση τη µονάδα ισχύο από το έµβο ο δ ) Χειραντ ία για µετακίνηση του εµβό ου προ τα επάνω ε ) Χειροκίνητη βα βίδα καθόδου ) ιακόπτε ε έγχου (πρεσσοστάτε ) υψη ή και χαµη ή πίεση ζ ) Σιγαστήρα για την απορρόφηση των πα µών τη αντ ία Στι σύγχρονε µορφέ υδραυ ικών κυκ ωµάτων, ό α τα κύρια και βοηθητικά εξαρτήµατα που αναφέρθηκαν δηµιουργούν ένα ενιαίο σύνο ο που ονοµάζουµε µπ οκ βα βίδων και παρεµβά εται µεταξύ µονάδα ισχύο και εµβό ου, ρυθµίζοντα τι απαραίτητε συνθήκε ροή του αδιού, σε κάθε φάση ειτουργία του υδραυ ικού ανε κυστήρα, σύµφωνα µε τι εντο έ του πίνακα χειρισµού. 88

91 5.3.3 TÔpoi anĺrthshc Udraulikÿn Anelkustărwn Στου υδραυ ικού ανε κυστήρε διακρίνουµε δύο τύπου ανάρτηση. 1. Την άµεση (απευθεία ) ανάρτηση (1:1). 2. Την έµµεση ανάρτηση (2:1). Shmeiwseic Hlektroteqnikwn Efarmogwn Άµεση ανάρτηση είναι αυτή στην οποία το έµβο ο επενεργεί απευθεία στο θά αµο µέσα από το φέρον π αίσιο. Χαρακτηριστικά τη είναι: Η διαδροµή που διανύει το έµβο ο είναι ίση µε τη διαδροµή του θα άµου. Η ταχύτητα κίνηση του εµβό ου είναι ίση µε την ταχύτητα του θα άµου. Το φορτίο στο έµβο ο είναι το άθροισµα του ωφε ίµου φορτίου και του βάρου του θα άµου µαζί µε το φέρον π αίσιο. Εµµεση ανάρτηση είναι αυτή στην οποία το έµβο ο επενεργεί έµµεσα στο θά αµο, µε τη βοήθεια των µέσων ανάρτηση (τροχα ία παρέκκ ιση, συρµατόσχοινα) από τα οποία αναρτάται το φέρον π αίσιο. Χαρακτηριστικά τη είναι: Η διαδροµή που διανύει ο θά αµο είναι διπ άσια από τη διαδροµή του εµβό ου. Η ταχύτητα κίνηση του θα άµου είναι διπ άσια από την ταχύτητα κίνηση του εµβό ου. Το έµβο ο δέχεται φορτίο ίσο µε το διπ άσιο του αθροίσµατο του ωφε ίµου φορτίου, του βάρου του θα άµου µαζί µε το βάρο του φέροντο π αισίου, στο οποίο προστίθεται και το βάρο των µέσων ανάρτηση. Η επι ογή του κατά η ου τύπου ανάρτηση είναι συνάρτηση τη διαδροµή του θα άµου, των απο ήξεων του φρεατίου, τη δυνατότητα γεώτρηση στο πυθµένα του φρεατίου κ..π. Το π ήθο των εµβό ων που θα χρησιµοποιηθούν έχει άµεση σχέση µε το ωφέ ιµο φορτίο του ανε κυστήρα και τι διαστάσει του θα άµου και αποτε εί χαρακτηριστικό στοιχείο στο τύπο ανάρτηση. Στην πράξη χρησιµοποιούνται συνήθω µέχρι δύο έµβο α. Sqăma 5.14: Amesh anĺrthsh me èna èmbolo kentrikĺ. Gia na pragmatopoihjeð autìc o tôpoc anĺrthshc, eðnai aparaðthth h geÿtrhsh sto pujmèna tou freatðou kai mĺlista se tìso bĺjoc kĺtw apì to prÿto epðpedo stĺjmeushc, ìsh h diadromă tou jalĺmou auxhmènh katĺ èna mètro. Mèsa s aută th geÿtrhsh topojetoôme to kôlindro, prostateumèno apì plastikì swlăna. 89

92 Sqăma 5.15: PlĹgia Ĺmesh anĺrthsh me èna èmbolo. To bĺjoc thc geÿtrhshc s aută th perðptwsh eðnai perðpou 3 m mikrìtero apì autì thc anĺrthshc me kentrikì èmbolo. EĹn qrhsimopoihjeð mĺlista kai thleskopikì èmbolo, tìte gia mikrèc diadromèc den apaiteðtai geÿtrhsh. Sqăma 5.16: Amesh anĺrthsh me dôo èmbola. Edÿ qrhsimopoioôntai dôo èmbola ta opoða topojetoôntai sunăjwc diagÿnia stic dôo apènanti pleurèc tou jalĺmou. KĹje èmbolo dèqetai to misì tou sunolikoô fortðou. 90

93 Sqăma 5.17: PlĹgia èmmesh anĺrthsh me èna èmbolo. H troqalða topojeteðtai sthn korufă tou embìlou kai ta surmatìsqoina stereÿnontai sto èna Ĺkro touc ston pujmèna tou freatðou kai sto Ĺllo Ĺkro touc sto fèron plaðsio. H troqalða kineðtai mazð me to èmbolo kai kineð to jĺlamo. O jĺlamoc dianôei diplĺsia apìstash apì thn ekĺstote diadromă tou embìlou kai ètsi to aparaðthto măkoc tou embìlou eðnai to misì thc diadromăc tou jalĺmou kai den qreiĺzetai geÿtrhsh. Sqăma 5.18: Emmesh anĺrthsh me dôo èmbola. Idia pleonektămata me thn plĺgia èmmesh anĺrthsh, allĺ ta fortða s aută thn perðptwsh eðnai polô megalôtera twn 1500 kg. 91

94 92

95 93

96 94

97 95

98 96

99 5.3.4 Upologismìc StoiqeÐwn UdraulikoÔ Anelkustăra Shmeiwseic Hlektroteqnikwn Efarmogwn KataskeuastikĹ dedomèna 1. Είδο ανε κυστήρα : προσώπων 2. Αριθµό ατόµων : 8 3. Ωφέ ιµο φορτίο : Q = 600 kg 4. Αριθµό στάσεων : 5 5. ιαδροµή θα άµου : l g = 12.4 m 6. Ταχύτητα θα άµου : v = 0.74 m/s 7. Βάρο θα άµου + π αισίου + πόρτα : P θ = 500 kg 8. Είδο ανάρτηση : έµµεση, C m = 2 9. Βάρο τροχα ία : P rh = 40 kg 10. Αριθµό εµβό ων : N e = Τύπο εµβό ου : Φ ιαιρούµενο 12. Υ ικό εµβό ου : St Μήκο εµβό ου : L = = 7 m 14. Βάρο εµβό ου : P r = kg 15. Εξωτερική διάµετρο σω ήνα εµβό ου : d r = 90 mm 16. Εσωτερική διάµετρο σω ήνα εµβό ου : d ri = 75 mm 17. Πάχο τοιχώµατο σω ήνα εµβό ου : e r = 7.5 mm 18. Υ ικό κυ ίνδρου : 19. Εξωτερική διάµετρο σω ήνα κυ ίνδρου : D = 133 mm 20. Εσωτερική διάµετρο σω ήνα κυ ίνδρου : D i = 124 mm 21. Πάχο τοιχώµατο σω ήνα κυ ίνδρου : e κυλ = 4.5 mm 22. Υ ικό σω ήνα τροφοδοσία : ε αστικό µε δύο συρµάτινα π έγµατα 23. Πίεση θραύση : 635 bar 24. Εξωτερική διάµετρο σω ήνα τροφοδοσία : D σ = mm 25. Πάχο τοιχώµατο σω ήνα τροφοδοσία : e σ = mm 26. Παροχή αντ ία : Q = 175 lit/min 27. Ονοµαστική ισχύ κινητήρα : N oν = 12 kw 28. Τύπο βα βίδα : EV /2 29. Αριθµό συρµατόσχοινων : n = ιάµετρο συρµατόσχοινων : d = 10 mm 31. ύναµη θραύση συρµατόσχοινων : F g = 4840 kg 32. ιάµετρο τροχα ιών : D r = 400 mm 33. Τύπο οδηγών : T Υ ικό οδηγών : St ιατοµή ενό οδηγού (T ) : A = 1145 mm Πάχο πέ µατο οδηγού : s = 9 mm 37. Π άτο πέ µατο οδηγού : b = 70 mm 38. Αριθµό κοχ ιών : z = ιάµετρο στε έχου κοχ ιών (M12) : d k = 12 mm 40. ιάµετρο οπών οδηγών : d o = 13 mm 41. Πάχο αρµοκα ύπτρα : s 1 = 10 mm 42. Εγκάρσια τοµή αρµοκα ύπτρα : A 1 = 700 mm Μήκο υγισµού (µέγιστη απόσταση µεταξύ : l k = 1000 mm στηριγµάτων των οδηγών) 44. Συντε εστή υγιρότητα : λ = Ε άχιστη ροπή αδρανεία οδηγού : J y = mm Ακτίνα αδρανεία i = (J/A) 0.5 : i y = 16.6 mm 47. Συντε εστή υγισµού : ω = 48. ιάµετρο συρµατόσχοινων ρυθµιστή : d 3 = 6 mm 49. ύναµη θραύση συρµατόσχοινων ρυθµιστή : F g = 1980 kp 50. ιάµετρο τροχα ία ρυθµιστή (D 1 > 30d 3 ) : D 1 = 200 mm 1 N/mm 2 = 10 bar 97

100 5.3.5 UpologismoÐ kulðndrou embìlou kai agwgoô trofodosðac Elegqoc embìlou se lugismì Επιφάνεια πιέσεω εµβό ου: (στί σηµειώσει είναι A o F E, dr D E ) Επιφάνεια διατοµή εµβό ου: (στί σηµειώσει είναι A F r, d ri d E ) Ροπή αδρανεία διατοµή εµβό ου: A o = πd2 r 4 = π 902 = 6362 mm 2 4 A = π(d2 r d 2 ri ) 4 J = π(d4 r d 4 ri ) 64 = π ( ) 4 = π ( ) 64 = 1944 mm 2 = mm 4 Ακτίνα αδρανεία εµβό ου: i = J = 29.3 mm A Μήκο εµβό ου που υπόκειται σε υγισµό: l k = 1000 ( ) lg = 1000 ( ) = 6700 mm Ο πο απ ασιαµό επι 1000 είναι για αποτέ εσµα σε χι ιοστά. Στί σηµειώσει επίση αναφέρεται περιθώριο ασφα εία 15 cm αντί των 50 που χρησιµοποιούνται εδώ. Συντε εστή υγιρότητα εµβό ου (καθαρό αριθµό ): Κρίσιµο φορτίο υγισµού για λ = l k i = = λ > 100 F κρ = π2 E J lk 2 2 = π = Ν 2 όπου E = N/mm 2 το όριο ε αστικότητα του χά υβα. Στι σηµειώσει είναι F κρ P k. Επίση, χρησιµοποιείται το i 2 F r αντί του ίσου µεγέθου J. Ο συντε εστή υπερπίεση 1.4 των σηµειώσεων χρησιµοποιείται πιο κάτω. λ 100 F κρ = ( ) [ ( ) ] 2 A λ R m (R m 210) όπου το 2 είναι συντε εστή ασφα εία υγισµού και το R m η αντοχή σε εφε κυσµό του υ ικού σε N/mm 2. Για St37, R m = 210 N/mm 2 και για St52, R m = 320 N/mm 2. Το επιπ έον 0 στο R m έναντι των σηµειώσεων οφεί εται στι µονάδε. Η δύναµη τη εφαρµοζόµενη συµπίεση υγισµού είναι τότε ] [ ] F s = [C m (P θ + Q) P r N e + P rh N e / N e = ( ) / 1 = N όπου το 1.4 είναι ο συντε εστή υπερπίεση που αναφέρθηκε παραπάνω, το 10 µετατρέπει kg σε N και το φορτίο που καταπονεί το έµβο ο είναι το ο ικό βάρο συν το 64% του βάρου του εµβό ου. Πρέπει F s F κρ και πράγµατι έχουµε Ν < Ν. 98

101 Elegqoc toiqwmĺtwn embìlou kulðndrou kai agwgoô trofodosðac se pðesh Π ήρε φορτίο: ] F ol = 10 [C m (P θ + Q) + P r N e + P rh N e [ ] / N e = 10 2( ) / 1 = Ν Στατική πίεση υπό π ήρε φορτίο: Για τα τοιχώµατα του εµβό ου, πρέπει P stat = F ol A o = = N/mm2 = bar e r P stat R p0.2 d r 2 + e = = 2.35 mm όπου e 0 = 0.5 mm πρόσθετο πάχο, το 2.3 είναι συντε εστή απω ειών στη τριβή, το 1.7 είναι συντε εστή ασφα εία σε σχέση µε το όριο µόνιµη παραµόρφωση R p0.2, και { N/mm για St 37 R p0.2 = 350 N/mm 2 για St 52 Πράγµατι, e r = 7.5 > Για τα τοιχώµατα του κυ ίνδρου, πρέπει e κυλ P stat D e 0 = + 1 = 2.35 mm = 3.74 mm 2 R p όπου e 0 = 1 mm πρόσθετο πάχο και οι ά οι συντε εστέ είναι όπω προηγουµένω. Πράγµατι, e κυλ = 4.5 > Για ε αστικό αγωγό τροφοδοσία, πρέπει P jraôsewc > 8P όπου P jraôsewc η πίεση θραύση του ε αστικού σω ήνα και P η πίεση του π ήρου φορτίου. Από πίνακε κατασκευαστών για σω ήνα µε 2 συρµάτινα π έγµατα έχουµε P jraôsewc = 635 bar. Πράγµατι, P jraôsewc = 635 > = bar. Upologismìc monĺdoc isqôoc Η ταχύτητα του εµβό ου είναι V = v/2 = 0.74/2 = 0.37 m/s. Για ανάρτηση 1 : 1 η παροχή τη αντ ία είναι Q = 6 v A o και για ανάρτηση 2 : 1 η παροχή τη αντ ία είναι Q = 3 v A o. Η παροχή Q είναι σε lit/min, v η ταχύτητα θα άµου σε m/sec και A o F E η επιφάνεια πιέσεω του εµβό ου σε cm 2. Στην παρούσα µε έτη, χρησιµοποιούµε την ταχύτητα εµβό ου V = v/2, η A o είναι σε mm 2 και η ανάρτηση είναι 2 : 1 οπότε, η ε άχιστη απαιτούµενη παροχή αντ ία είναι Q = 0.06 V A o = = lt/min. Από πίνακε κατασκευαστών επι έγεται αντ ία παροχή 175 lt/min. Η ε άχιστη ισχύ του κινητήρα είναι: N oν = Q P stat 78 η = = 8.35 kw όπου P stat η στατική πίεση π ήρου φορτίου σε N/mm 2 και η = 0.8 ο συντε εστή απόδοση του η εκτροκινητήρα. Για τον η µπορούµε επίση να χρησιµοποιήσουµε τη σχέση η = P αp + β = = 0.75 όπου το P είναι σε bar (χρειάζεται ο πο /στή 10) και οι συντε εστέ α και β βρίσκονται από πίνακα ανά ογα µε τον κατασκευαστή και την παροχή τη αντ ία. Ο παρακάτω πίνακα είναι για αντ ίε Allweiler. Με την τιµή αυτή του η έχουµε N oν = 8.9 kw. Αν µά ιστα χρησιµοποιήσουµε και Q = 175 lt/min τότε έχουµε N oν = 11 kw. Από πίνακε κατασκευαστών επι έγεται κινητήρα 12 kw. 99

102 100

103 Upologismìc odhgÿn se kĺmyh Ωφέ ιµο φορτίο Βάρο θα άµου Βάρο πόρτα Βάρο π αισίου Αθροισµα Απόσταση κέντρου οδηγών - τοίχου θα άµου Κέντρο βάρου π αισίου Μήκο θα άµου Κέντρο βάρου θα άµου (k/2 + a) Κέντρο βάρου φορτίου (2k/3 + a) Κέντρο βάρου πόρτα T 1 Κέντρο βάρου πόρτα T 2 Απόσταση στηριγµάτων οδηγών Μήκο π αινού - 25 cm P b = R b + F c + Q d + T 1 e + T 2 f 2H Καµπτική καταπόνηση για ειτουργία αρπάγη : Q = 600 kp : F = 350 kp : T 1 = kp : T 2 = kp : R = 150 kp : Q + F + T 1 + T 2 + R = 1100 kp : a = 15 cm : b = 30 cm : k = 110 cm : c = 70 cm : d = 88.3 cm : e = cm : f = cm : l = 110 cm : H = 270 cm = P bf = 3P b = kp = kp Upologismìc odhgÿn se lugismì Τεχνικά δεδοµένα οδηγών Τύπο : Τ ιατοµή Α : cm 2 i y : 1.46 cm Υ ικό : St37 W y : 7.0 cm 3 λ = l/i y : 100/1.46 = 69 Συντε εστή ω : 1.40 P k = 1.5(Q + F + T 1 + T 2 + R) = = 1650 kp Sunolikă katapìnhsh odhgÿn se kĺmyh kai lugismì σ ν = 0.9 σ β + σ κ = 0.9 M b + P kω 4W y A = 0.9 P bf l + P kω = = kp/cm 2 4W y A σ ν = kp/cm 2 Enallaktikìc trìpoc epilogăc Ενα ά ο τρόπο επι ογή στοιχείων υδραυ ικού ανε κυστήρα παρουσιάζεται στου επόµενου πίνακε (προσοχή, χρειάζονται έγχρωµοι). Αν π.χ. έχουµε ανε κυστήρα 8 ατόµων, έµµεση ανάρτηση, µε διαδροµή φρεατίου 9 m και ταχύτητα θα άµου v = 0.65 m/s τότε: 1. Ωφέ ιµο φορτίο είναι Q = 8 75 = 600 kg. 2. Από τον πίνακα 14.1, για διαδροµή 9 m και ωφέ ιµο φορτίο 600 kg έχουµε πίεση ειτουργία εµβό ου 36 bar και το κατά η ο έµβο ο είναι το 90 5 (κίτρινη περιοχή). 3. Στη συνέχεια, από τον πίνακα 14.2, για έµβο ο 90 5 και επιθυµητή ταχύτητα 0.65 m/s προκύπτει παροχή αντ ία 125 lit/min. 4. Τέ ο, από τον 14.3, για παροχή αντ ία 125 lit/min και πίεση εµβό ου 36 bar επι έγεται κινητήρα ισχύο 8.5 kw για την κίτρινη περιοχή. 101

104 102

105 103

106 104

107 ParĹrthma Aþ Ακο ουθούν: 1. Τεχνικό Περιγραφικό Υπόµνηµα 2. Εντυπο µε έτη για ανε κυστήρα τριβή 3. Πραγµατική µε έτη ανε κυστήρα τριβή 4. Πραγµατική µε έτη υδραυ ικού ανε κυστήρα 105

108 106

109 107

110 108

111 109

112 110

113 111

114 112

115 113

116 114

117 115

118 116

119 117

120 118

121 119

122 120

123 121

124 122