Β ι β λ ι ο γ ρ α φ ί α. Τεχνίτης Ψυκτικός. Σελίδα 1

Transcript

1 Β ι β λ ι ο γ ρ α φ ί α Τεχνίτης Ψυκτικός Σελίδα 1

2 Τεχνίτης Ψυκτικός

3 Τεχνίτης Ψυκτικός ΕΘΝΙΚΟ ΑΠΟΘΕΜΑΤΙΚΟ ΑΠΡΟΒΛΕΠΤΩΝ (ΕΣΠΑ ) «Διάχυση αποτελεσμάτων αξιοποίησης του εκπαιδευτικού υλικού» της Πράξης «Ολοκληρωμένο Πρόγραμμα για ανέργους και επαπειλούμενους ανέργους των βιομηχανικών κλάδων της ευρύτερης περιοχής τους Πειραιά, μέσω της παροχής υπηρεσιών επαγγελματικής συμβουλευτικής, κατάρτισης/ επανακατάρτισης με στόχο την αναβάθμιση των επαγγελματικών τους δεξιοτήτων» Με τη συγχρηματοδότηση της Ελλάδας και της Ευρωπαϊκής Ένωσης

4 Π ε ρ ι ε χ ό μ ε ν α Περιεχόμενα 1. Ψυκτικός κύκλος Οικιακό Ψυγείο Τοπικές Κλιματιστικές Μονάδες Δωματίου, Διαιρούμενου Τύπου (Split Units) Κεντρικός κλιματισμός... 28

5 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς 1. Ψυκτικός κύκλος Τα βασικά δομικά στοιχεία του ψυκτικού κύκλου και ο ενεργειακός τους ρόλος Στον κύκλο ψύξης με συμπίεση ατμών, από την απλούστερη έως και την πιο σύνθετη και αυτοματοποιημένη ψυκτική μηχανή, τέσσερα είναι τα βασικότερα εξαρτήματα τα οποία παίζουν αναντικατάστατο ρόλο. o o o o Ο συμπιεστής Ο συμπυκνωτής (condenser) Η εκτονωτική διάταξη ή εκτονωτική βαλβίδα Ο ατμοποιητής ή εξατμιστής (evaporator) Τα παραπάνω βασικά εξαρτήματα, συνδέονται με αυτή τη σειρά, και σε αυτά προστίθενται σωληνώσεις, βοηθητικά εξαρτήματα και αυτοματισμοί (μηχανικοί και ηλεκτρικοί), αφού τοποθετήσουμε μέσα και το φορέα μεταφοράς της θερμότητας που είναι το κατάλληλο ψυκτικό ρευστό. Όλο αυτό το σύστημα αποτελεί μια ψυκτική μηχανή. Σελίδα 1

6 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Εικόνα 1: Ψυκτική διάταξη με τα τέσσερα βασικά εξαρτήματα Σελίδα 2

7 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Συμπιεστής Ο συμπιεστής είναι το πλέον απαραίτητο εξάρτημα στον κύκλο ψύξης. Λειτουργεί ως εξής: αναρροφά το ψυκτικό αέριο σε μορφή αερίου χαμηλής πίεσης και θερμοκρασίας από τον εξατμιστή, το συμπιέζει, και το καταθλίβει προς το συμπυκνωτή σε μορφή αερίου υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας. Ο συμπιεστής αντλεί τον φορτωμένο με θερμότητα ατμό από το σύστημα και προσδίδει στον ατμό αυτό και τη δική του θερμότητα (λόγω των τριβών από την κίνηση των μηχανικών μερών και τη θερμότητα του κινητήρα). Τη θερμότητα αυτή την οδηγεί προς το συμπυκνωτή και αυτός με τη σειρά του την αποβάλλει προς το περιβάλλον μέσο του ψυκτικού ρευστού. Q προϊόντων + Q κινητήρα =Q απορριπτόμενη όπου Q = θερμότητα Συμπερασματικά, μπορούμε να πούμε πως το ψυκτικό αέριο εισέρχεται στο συμπιεστή υπέρθερμο σε Χαμηλή Πίεση (Χ.Π.) και θερμοκρασία, και εξέρχεται υπέρθερμο σε Υψηλή Πίεση (Υ.Π.) και θερμοκρασία. Εικόνα 2: Συμπιεστής ερμητικού τύπου Σελίδα 3

8 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Ο συμπιεστής διατηρεί μια διαφορά πίεσης μεταξύ των δύο πλευρών, της Αναρρόφησης και της Κατάθλιψης. Τύποι Συμπιεστών Οι τύποι των συμπιεστών είναι πολλοί και ποικίλουν ανάλογα με την προσαρμογή και τα είδη των ψυκτικών μηχανών, την τάση, την ένταση, τα ψυκτικά ρευστά, τις απαιτήσεις των προϊόντων και των ψυκτικών εγκαταστάσεων. Επίσης ο τύπος του συμπιεστή καθορίζεται από τον τρόπο που παίρνει κίνηση το μηχανικό του μέρος. Εικόνα 3: Ημίκλειστου τύπου συμπιεστές Εικόνα 4: Ανοικτού τύπου συμπιεστές Σελίδα 4

9 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Συμπυκνωτής Ο συμπυκνωτής (condenser) είναι το εξάρτημα που αποβάλλει το σύνολο της θερμότητας μιας ψυκτικής μηχανής προς το περιβάλλον. Η απορριπτόμενη θερμότητα Q που φεύγει από το συμπιεστή προς την είσοδο του συμπυκνωτή βρίσκεται στο μέγιστο σημείο. Η απορριπτόμενη αυτή θερμότητα Q αποβάλλεται στο περιβάλλον. Το ψυκτικό μέσο, σε μορφή υπέρθερμου ατμού, στη διαδρομή του από το τέλος της συμπίεσης και προς τη είσοδό του στο συμπυκνωτή χάνει ένα μέρος από τη θερμότητα που είχε, με αποτέλεσμα την πτώση της θερμοκρασίας μέχρι το σημείο που ξεκινά η συμπύκνωση (περιοχή υπέρθερμου ατμού μέχρι το σημείο της καμπύλης κορεσμένου αερίου στο διάγραμμα Ρ-h Mollier). Από την είσοδο του ψυκτικού ρευστού στο συμπυκνωτή μέχρι και την έξοδό του (στη περιοχή της καμπάνας) το ψυκτικό μέσο αλλάζει κατάσταση και από αέριο γίνεται υγρό, σε σταθερή θερμοκρασία και πίεση, τη θερμοκρασία και πίεση κορεσμού. Σε αυτό το σημείο γίνεται αλλαγή φάσης του ψυκτικού μέσου από αέρια σε υγρή κατάσταση χωρίς να μεταβάλλεται η θερμοκρασία του. Το ψυκτικό ρευστό βρίσκεται σε λανθάνουσα κατάσταση (λανθάνουσα θερμότητα συμπύκνωσης Λ.Θ.Σ). Το ψυκτικό μέσο στις τελευταίες σπείρες του συμπυκνωτή (στην έξοδό του από την καμπάνα), σε μορφή υγρού εξακολουθεί να ψύχεται περισσότερο (μέχρι τη έξοδό του από το συμπυκνωτή). Πέφτει λοιπόν η θερμοκρασία του, δηλαδή αποβάλει ένα μέρος ακόμα της θερμότητας του με αποτέλεσμα να γίνεται υπόψυκτο υγρό. Η πίεσή του παραμένει σταθερά υψηλή (τουλάχιστον θεωρητικά). Ο συμπυκνωτής στην απλή του μορφή (οικιακό ψυγείο) είναι μια οφιοειδής χαλύβδινη σωλήνα, που ξεκινά από το συμπιεστή και καταλήγει στην εκτονωτική βαλβίδα. Η σωλήνα αυτή στηρίζεται σε ελάσματα που αυξάνουν την επιφάνειά της, έτσι ώστε να γίνεται καλύτερη αποβολή της θερμότητας προς το περιβάλλον. Σελίδα 5

10 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Συμπυκνωτές μπορούμε να συναντήσουμε σε ποικίλες μορφές και διατάξεις ανάλογα με το είδος της εγκατάστασης, τα θερμικά φορτία που πρέπει να αποβάλουν, το μέσο με το οποίο θα αποβάλει τη θερμότητα αυτή (νερό-αέρας κ.ά.) καθώς και τη θερμοκρασία περιβάλλοντος που θα λειτουργήσει. Εικόνα 5: Συμπυκνωτής φυσικής κυκλοφορίας οικιακού ψυγείου Εικόνα 6: Συμπυκνωτής εξαναγκασμένης κυκλοφορίας αέρα Σελίδα 6

11 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Εκτονωτική διάταξη ή εκτονωτική Η εκτονωτική διάταξη ή εκτονωτική βαλβίδα είναι ένας μηχανισμός ελέγχου της ροής του ψυκτικού υγρού από την υψηλή προς τη χαμηλή πλευρά. Ελέγχει την παροχή του ψυκτικού υγρού από το συμπυκνωτή προς τον εξατμιστή. Τις εκτονωτικές βαλβίδες τις βρίσκουμε σε πολλές μορφές, ανάλογά με το είδος της εγκατάστασης και τις ανάγκες σε ψυκτικά φορτία που έχουμε να καλύψουμε. Η απλούστερη μορφή βαλβίδας εκτόνωσης είναι ο τριχοειδής σωλήνας που τον συναντάμε κυρίως στην οικιακή ψύξη και στα οικιακά κλιματιστικά (split, room κ.ά.) Είναι ένας χάλκινος σωλήνας μικρής διαμέτρου από 0,4mm 1,4mm που στραγγαλίζει το ψυκτικό υγρό κατά μήκος της διαδρομής του ανάλογα με τη διάμετρο, δημιουργώντας του έτσι μία πτώση πίεσης και θερμοκρασίας. Εικόνα 7: Τριχοειδής σωλήνας Όσο αυξάνουμε τη διάμετρο ή μειώνουμε το μήκος, το ψυκτικό μέσο θα περάσει θερμότερο προς τον εξατμιστή, και συνεπώς θα ανέβει η πίεση και η θερμοκρασία του και άρα ο στραγγαλισμός του ψυκτικού ρευστού θα μειωθεί. Σελίδα 7

12 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Σε περίπτωση μείωσης της διαμέτρου ή αύξησης του μήκους, θα έχουμε αντίθετα αποτελέσματα, δηλαδή μεγαλύτερο στραγγαλισμό άρα μεγαλύτερη πτώση πίεσης και θερμοκρασίας. Στη είσοδο της εκτονωτικής διάταξης το ψυκτικό μέσο είναι σε μορφή υπόψυκτου υγρού υψηλής πίεσης. Όσο πιο μεγάλη είναι η υπόψυξη τόσο μεγαλώνει και η ποσότητα υγρού που περνά από την εκτονωτική προς τον εξατμιστή. Δηλαδή όσο πιο κρύο, πιο υγροποιημένο περάσει το ψυκτικό ρευστό μέσα στο στραγγαλιστικό τόσο περισσότερο θα αυξηθεί το καθαρό ψυκτικό αποτέλεσμα Κ.Ψ.Α. Ποιος είναι όμως ο λόγος που ενώ το ψυκτικό υγρό έρχεται στη είσοδο της βαλβίδας σε υψηλή πίεση και θερμοκρασία (περίπου 45 0 C) βγαίνει από αυτό σε θερμοκρασία πολύ κάτω από το 0 0 C, ανάλογα με το είδος της εγκατάστασης και το εκτονωτικό; Όταν μπροστά σε ένα λάστιχο ποτίσματος, βάλουμε το χέρι μας, μειώνοντας τη διατομή της τρύπας, μία ποσότητα νερού θα ατμοποιηθεί, με αποτέλεσμα να κρυώσει και το υπόλοιπο νερό. (το μίγμα θα είναι 75% νερό και 25% ατμός - flash gas). Κατά το στραγγαλισμό, το υγρό ψύχεται λόγω της πτώσης πίεσης, και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα, η θερμότητα που αφαιρείται από αυτό να προσδίδεται σε μία ποσότητα υγρού και αυτό να ατμοποιείται. Εικόνα 8: Σχηματική παράσταση στραγγαλισμού ψυκτικού υγρού με πτώση της πίεσης Σελίδα 8

13 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Πρέπει όμως να υπάρχει πάντοτε ισορροπία μεταξύ του εκτονωτικού και της ικανότητας του συμπιεστή. Δηλαδή η παροχή του ψυκτικού υγρού προς τον εξατμιστή δεν πρέπει να ξεπερνά την ικανότητα του συμπιεστή να αναρροφήσει. Ούτε βέβαια να συμβεί το αντίθετο, δηλαδή το στραγγαλιστικό να παρέχει μικρότερη ποσότητα ψυκτικού υγρού προς τον εξατμιστή, η ικανότητα του συμπιεστή να είναι μεγαλύτερη και ο εξατμιστής να αδειάζει γρήγορα. Σε αυτή τη περίπτωση το ψυκτικό θα συσσωρεύεται στο συμπυκνωτή με αποτέλεσμα τη αύξηση των πιέσεων στη πλευρά της κατάθλιψης. Οι κατασκευαστές ψυκτικών μηχανημάτων μελετούν αυτή την ισορροπία και καθορίζουν την ικανότητα του συμπιεστή σύμφωνα με την παροχή του ψυκτικού υγρού από το στραγγαλιστικό στον εξατμιστή. Αυτό γίνεται με γνώμονα την ψυκτική ικανότητα του εξατμιστή και του χώρου στον οποίο βρίσκεται (θάλαμος ψύξης) καθώς και την ικανότητα του συμπυκνωτή να αποβάλλει την απορροφούμενη θερμότητα από το θάλαμο και τον κινητήρα προς το περιβάλλον. Ανάλογα με το μέγεθος και τη χρήση των ψυκτικών μονάδων (οικιακές, επαγγελματικές και μονάδες κλιματισμού) χρησιμοποιούνται και διαφορετικά είδη εκτονωτικών βαλβίδων. Αυτές ποικίλουν ανάλογα με την εκτονωτική τους ικανότητα και την ποσότητα ψυκτικού υγρού που έχουν τη δυνατότητα να εκτονώνουν (χρήση και λειτουργία αναφέρεται εκτενέστερα στα επαγγελματικά ψυγεία). Σελίδα 9

14 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Εικόνα 9: Θερμοστατική εκτονωτική βαλβίδα με εξισωτή και ανταλλακτικό (orifice) Σελίδα 10

15 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Ατμοποιητής ή εξατμιστής (evaporator) Ο ατμοποιητής ή εξατμιστής (evaporator) είναι το εξάρτημα της ψυκτικής μηχανής που έχει άμεση ή έμμεση επαφή με τον περιβάλλοντα χώρο του ψυχόμενου προϊόντος (αέρας-νερό κ.ά). Μέσα στο θάλαμο ενός ψυγείου στη μάζα του αέρα που κυκλοφορεί, περιέχονται ποσά θερμότητας από τα ζεστά προϊόντα. Αυτά τα ποσά θερμότητας τα απορροφά το παγωμένο ψυκτικό υγρό που κυκλοφορεί στον εξατμιστή. Η ροή της θερμότητας γίνεται από την μάζα του θερμού αέρα προς το κρύο ψυκτικό υγρό. Γίνεται λοιπόν βρασμός του ψυκτικού μέσου με τη θερμότητα που προσδίδουν η μάζα του αέρα και κατ επέκταση τα προϊόντα σε αυτή. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα, το ψυκτικό υγρό μέσα στον εξατμιστή, με σταθερή θερμοκρασία και πίεση, να αρχίσει να αλλάζει σταδιακά κατάσταση και από υπόψυκτο υγρό να γίνεται κορεσμένο υγρό (υγρό σε μεγαλύτερη ποσότητα και ατμός), κορεσμένος ατμός (ατμός σε μεγαλύτερη ποσότητα και υγρό) και στην έξοδό του για το συμπιεστή να γίνεται υπέρθερμος ατμός (superheat). Μέχρι όλη η ποσότητα του ψυκτικού υγρού να γίνει ατμός η θερμοκρασία και η πίεση παραμένουν σταθερές, ενώ το ψυκτικό υγρό απορροφά θερμότητα από το θάλαμο, έχουμε δηλαδή Λ.Θ.Α. (λανθάνουσα θερμότητα ατμοποίησης). Ο υπέρθερμος ατμός που επιστρέφει στο συμπιεστή εξασφαλίζει την ομαλή λειτουργία του, με την αποφυγή επιστροφών «ζωντανού» υγρού στην αναρρόφηση, με ανεπιθύμητες συνέπειες για φθορές (μείωση του ορίου ζωής του συμπιεστή, παραμόρφωση βαλβίδων, ακόμα και παραμόρφωση μπιέλας εμβόλου). Ανάλογα με την ικανότητα, το μέγεθος και το μέσο το οποίο ψύχει ο εξατμιστής και σε σχέση με την μονάδα που θα το χρησιμοποιήσουμε επιλέγουμε τον κατάλληλο τύπο, για μονάδες οικιακής και επαγγελματικής ψύξης καθώς και κλιματισμού. Σελίδα 11

16 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Εικόνα 10: Εξατμιστής οικιακού ψυγείου τύπου πλάκας Εικόνα 11: Εξατμιστής εξαναγκασμένης κυκλοφορίας αέρα Σελίδα 12

17 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Διάγραμμα Mollier (πίεσης-ενθαλπίας P-H) Το διάγραμμα Mollier είναι μία γραφική παράσταση σε έναν άξονα συντεταγμένων γραμμών πίεσης ενθαλπίας Ρ-h, το οποίο έχει τη δυνατότητα να απεικονίσει τις μεταβολές κάθε διαφορετικού ψυκτικού υγρού, σε κάθε στιγμή και φάση της λειτουργίας του θεωρητικού ψυκτικού κύκλου μίας ψυκτικής μηχανής. Αυτό που πρέπει να γνωρίζουμε είναι: η πίεση λειτουργίας στην αναρρόφηση και η πίεση λειτουργίας στην κατάθλιψη το ψυκτικό μέσο που έχει η μηχανή μας, για να επιλέξουμε το κατάλληλο διάγραμμα, την υπερθέρμανση και την υπόψυξη (για τα οποία θα αναφερθούμε αναλυτικά παρακάτω). Επειδή οι πιέσεις λειτουργίας που δουλεύονται πάνω στο διάγραμμα πρέπει πάντα να είναι απόλυτες, προσθέτουμε στις πιέσεις που παίρνουμε με τα μανόμετρά μας (μανομετρικές πιέσεις) μια ατμόσφαιρα για να γίνουν απόλυτες. Ανάλογα με το σύστημα που είναι φτιαγμένα τα διαγράμματα και τα μανόμετρα, τα συναντάμε στις ακόλουθες μονάδες μέτρησης: για το μετρικό, Kg/cm 2 και Atm για το S.I.(διεθνές), BAR και Pa για το αγγλοσαξονικό Lb/in 2 ή P.s.i. Η γραμμές της πίεσης είναι οριζόντιες στο διάγραμμα και αναφέρονται ως γραμμές σταθερής πίεσης. Η ενθαλπία εκφράζει το σύνολο του ποσού της θερμότητας (αισθητής και λανθάνουσας) που περιέχει ένα σώμα ενός Kg από το σημείο που ξεκινούμε να τη μετράμε κάθε φορά. Π.χ αν νερό έχει 0 0 C και ξεκινήσουμε να μετράμε τη θερμότητα που προσδίδουμε, το σημείο εκκίνησης είναι το μηδέν. Αυτό δε σημαίνει πως από το Σελίδα 13

18 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς νερό δεν μπορεί να αφαιρεθεί άλλη θερμότητα, για το παράδειγμά μας όμως το σύνολο της θερμότητας ξεκινά από τους 0 0 C. Οι γραμμές τις ενθαλπίας είναι κάθετες στον άξονα της πίεσης και αναφέρονται σαν γραμμές σταθερής ενθαλπίας. Μονάδες μέτρησης: για το μετρικό Kcal/Kg για το διεθνές S.I. Kj/kg για το αγγλοσαξονικό B.t.u/Lb Για να καθοριστούν οι φάσεις του κύκλου ψύξης, μιας ψυκτικής μηχανής για μια μόνο στιγμή πάνω στο διάγραμμα πρέπει να γνωρίζουμε τη λειτουργία του διαγράμματος Mollier (βλ. παρακάτω κεφάλαια). Ανάλυση διαγράμματος Mollier Μεγέθη α. Περιοχή υπόψυκτου υγρού: το ψυκτικό μέσο έχει μικρότερη θερμοκρασία από τη θερμοκρασία κορεσμού, λόγω της αφαίρεσης θερμότητας. Είναι καθαρό υγρό χωρίς ίχνη ατμού στην πίεση που επικρατεί. β. Καμπύλη κορεσμένου υγρού: το ψυκτικό υγρό με την προσθήκη θερμότητας θα αρχίσει να γίνετε μίγμα, έχει θερμοκρασία ίση με τη θερμοκρασία κορεσμού, θα αρχίσει να περνά στις καμπύλες του μίγματος. γ. Καμπύλη κορεσμένου ατμού: το ψυκτικό αέριο με την αφαίρεση θερμότητας θα αρχίσει να γίνεται μίγμα ατμού και υγρού. Η θερμοκρασία του είναι ίση με τη θερμοκρασία ατμοποίησης και περνά στις καμπύλες του μίγματος. δ. Κρίσιμο σημείο είναι το σημείο που συναντιούνται η καμπύλη κορεσμού με την καμπύλη ατμοποίησης. Πάνω από αυτό το σημείο το ψυκτικό μέσο δε θα υγροποιηθεί ποτέ, ανεξάρτητα με την πίεση που θα του εφαρμόσουμε. ε. Περιοχή μίγματος: μέσα σε αυτή, το ψυκτικό μέσο αλλάζει κατάσταση κορεσμού, δηλαδή, από κορεσμένο υγρό γίνεται κορεσμένος ατμός μέχρι να φτάσει σε Σελίδα 14

19 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς θερμοκρασία ατμοποίησης. Το μίγμα μεταβάλει την κατάστασή του ποσοστιαία από 90%-10% υγρό ατμό από την καμπύλη κορεσμού και σε 10% -90% υγρό-ατμό προς την καμπύλη ατμοποίησης. Εικόνα 12: Σχηματική παράσταση μεγεθών στο διάγραμμα Ρ-h Το παραπάνω διάγραμμα ονομάζεται και καμπάνα από το σχήμα που σχηματίζει. Σελίδα 15

20 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Περισσότερα μεγέθη α. Καμπύλες σταθερής θερμοκρασίας είναι οι γραμμές που ξεκινούν σχεδόν κάθετα στο άξονα της ενθαλπίας, μέσα στην καμπάνα πηγαίνουν παράλληλα στον άξονα της ενθαλπίας και εκεί που καταλήγουν πάλι κάθετα στον άξονα της ενθαλπίας. Αυτό συμβαίνει διότι στο ψυκτικό ρευστό κατά τη διάρκεια της αλλαγής της κατάστασης από υγρό σε αέριο, δεν υπάρχει μεταβολή της θερμοκρασίας κατά την αποβολή της θερμότητας. β. καμπύλες κορεσμού είναι οι καμπύλες μέσα στην καμπάνα, όπου το ψυκτικό ρευστό αλλάζει κατάσταση - φάση και μεταβάλλεται ποσοστιαία από υγρό σε αέριο ή από αέριο σε υγρό. γ. Καμπύλες εντροπίας (s) είναι οι καμπύλες που συμβολίζουν τη θερμότητα που περιέχεται σε μάζα 1 Kg ψυκτικού ρευστού όταν η θερμοκρασία του μεταβάλλεται κατά 1 0 Κ. Ισεντροπική είναι η φάση της συμπίεσης. Μονάδες μέτρησης της εντροπίας είναι: Kj/kg 0 K, Kcal/Kg 0 K δ. Οι καμπύλες σταθερού ειδικού όγκου μας δίνουν τον όγκο του αερίου σε M 3 που καταλαμβάνει η μάζα 1Kg ψυκτικού αερίου(m 3 /Kg). ε. Το αντίθετο του σταθερού ειδικού όγκου είναι η πυκνότητα που μας δείχνει τη μάζα 1 Kg που περιέχεται σε 1 M 3 ψυκτικού αερίου (M 3 /kg). Διαγράμματα ψυκτικών ρευστών Κάθε ψυκτικό ρευστό έχει τη δική του σχηματική μορφή πάνω στο διάγραμμα Ρ-h, ανάλογα με τις μεταβολές που παρουσιάζει και τις τιμές που παίρνει πάνω σε αυτό. Σελίδα 16

21 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Μεταβολές λειτουργίας ψυκτικού κύκλου σε διάγραμμα Ρ-Η Εισαγωγή Οι βασικές μεταβολές του ιδανικού ή θεωρητικού κύκλου ψύξης με συμπίεση ατμών είναι τέσσερις στην αρχική φάση. o η μεταβολή της συμπίεσης o η μεταβολή της συμπύκνωσης o η μεταβολή της εκτόνωσης και o η μεταβολή της εξάτμισης Προστίθενται και άλλες δύο μεταβολές: o η μεταβολή της υπόψυξης και o η μεταβολή της υπερθέρμανσης. Συμπίεση Αν υποθέσουμε ότι η πίεση αναρρόφησης μιας ψυκτικής μηχανής (σε απόλυτες τιμές) είναι 1,5bar και η πίεση κατάθλιψης 12bar, κατά τη φάση της συμπίεσης παρατηρούμε πως αυτή η μεταβολή κινείται στην περιοχή του υπέρθερμου ατμού. Επίσης βλέπουμε πως η θερμότητα που πήρε το ψυκτικό ρευστό κατά τη φάση αυτή είναι Q= =100KJ/KG. Αυτό το ονομάζουμε μηχανικό έργο συμπίεσης και το συμβολίζουμε με το γράμμα w. Άρα w=100kj/kg Η μεταβολή της συμπίεσης είναι ισεντροπική, δηλαδή η γραμμή κινείται παράλληλα με τις γραμμές της εντροπίας. Στο ψυκτικό ρευστό προστίθεται θερμότητα από την κινητική και την ηλεκτρική ενέργεια του συμπιεστή και μαζί με τη θερμότητα που πήρε το ψυκτικό μέσο από τη μάζα του αέρα στον ψυκτικό θάλαμο, οδηγείται μέσω του συμπυκνωτή στο εξωτερικό περιβάλλον. Σελίδα 17

22 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς p bar 12 1 ΦΑΣΗ ΣΥΜΠΙΕΣΗΣ H KJ/KG Εικόνα 13: Μεταβολή συμπίεσης Συμπύκνωση Κατά τη φάση της συμπύκνωσης έχουμε ενεργειακή μεταβολή, έχουμε δηλαδή μεταβολή της ενθαλπίας με αποβολή θερμότητας q προς το περιβάλλον. Στο παράδειγμά μας, η πίεση και η θερμοκρασία παραμένουν σταθερές κατά τη φάση της συμπύκνωσης του ψυκτικού ρευστού μέσα στην περιοχή της καμπάνας. Το ψυκτικό μέσο αποβάλει θερμότητα προς το περιβάλλον, ενώ η κατάσταση είναι λανθάνουσα, δηλαδή η θερμοκρασία παραμένει σταθερή μέχρι το ψυκτικό ρευστό να αλλάξει φάση και να γίνει από αέριο υγρό. Σελίδα 18

23 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Παρατηρούμε πως αυτή η μεταβολή ξεκινάει να κινείται από την περιοχή του υπέρθερμου ατμού και περνάει μέσα στην καμπάνα, στην περιοχή κορεσμού. Από το σημείο που τελειώνει η συμπίεση και μέχρι το ψυκτικό αέριο να φτάσει στο σημείο του κορεσμένου αερίου πάνω στην καμπύλη, το ψυκτικό ρευστό αποβάλλει θερμότητα προς το περιβάλλον με αποτέλεσμα την πτώση της θερμοκρασίας. Αυτό πρακτικά γίνεται στη διαδρομή της σωλήνας από την έξοδο του αερίου από την κατάθλιψη μέσα στο συμπιεστή, μέχρι και τις πρώτες σπείρες του στοιχείου του συμπυκνωτή. Η θερμότητα που πήρε το ψυκτικό ρευστό κατά τη διάρκεια της συμπίεσης, δηλαδή το μηχανικό έργου w, καθώς και η θερμότητα που απορρόφησε το ψυκτικό μέσο από τη μάζα του αέρα γύρω από τα προϊόντα κατά τη φάση της εξάτμισης, αποβάλλεται προς το περιβάλλον. Αυτή η θερμότητα είναι η θερμότητα της συμπύκνωσης και συμβολίζεται με το γράμμα q. Το καθαρό ψυκτικό αποτέλεσμα Κ.Ψ.Α. το συμβολίζουμε με το γράμμα q είναι η θερμότητα που απορρόφησε το ψυκτικό μέσο από το θάλαμο. q συμπύκνωσης = Κ.Ψ.Α. (q)+μηχανικό έργο (w) Σελίδα 19

24 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς p bar ΦΑΣΗ ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗΣ 12 1 q W H KJ/KG Εικόνα 14: Μεταβολή συμπύκνωσης Εκτόνωση Κατά τη φάση της εκτόνωσης δεν υπάρχει διάβαση της θερμότητας από και προς το περιβάλλον (αδιαβατική μεταβολή), η μεταβολή είναι κάθετη στο άξονα της ενθαλπίας (ισενθαλπική μεταβολή). Άρα η εκτόνωση δεν είναι μεταβολή με θερμικό κέρδος ή απώλεια. Στο παράδειγμά μας, κατά τη φάση της εκτόνωσης, η πίεση καθώς και η θερμοκρασία μεταβάλλονται. Το ψυκτικό μέσο από υγρό υψηλής πίεσης (βρίσκεται πάνω στην καμπύλη κορεσμένου υγρού) μεταβάλλεται σε μίγμα υγρού αερίου χαμηλής θερμοκρασίας και πίεσης, λόγω του στραγγαλισμού. Η μεταβολή της πίεσης άρα και της θερμοκρασίας γίνεται κατακόρυφα στραγγαλίζοντας το ψυκτικό μέσο και ρίχνοντάς του την πίεση από τα 12bar στο 1bar. Σελίδα 20

25 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Ένα δεύτερο στοιχείο που επηρεάζει ο στραγγαλισμός είναι η ποσότητα του ψυκτικού ρευστού που θα περάσει από το συμπυκνωτή προς τον εξατμιστή της ψυκτικής μηχανής. Σε πρακτικό επίπεδο, όπως τονίστηκε και παραπάνω, πρέπει να υπάρχει ισορροπία μεταξύ των δύο πλευρών, της αναρρόφησης και της κατάθλιψης, έτσι ώστε ούτε ο εξατμιστής να πλημμυρίζει με ψυκτικό υγρό, ούτε και στην πλευρά του συμπυκνωτή να παραμείνει υγρό δημιουργώντας ανεπιθύμητες υψηλές πιέσεις P BAR ΦΑΣΗ ΕΚΤΌΝΩΣΗΣ H KJ/KG Εικόνα 15: Μεταβολή της εκτόνωσης Σελίδα 21

26 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Εξάτμιση Κατά τη φάση της εξάτμισης ατμοποίησης υπάρχει ενεργειακή μεταβολή, πρόσδοση δηλαδή της θερμότητας q από τη ζεστή μάζα του αέρα του θαλάμου με τα προϊόντα προς το ψυχρό ψυκτικό ρευστό. Η θερμότητα αυτή βράζει το ψυκτικό υγρό, (σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες) και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να το ατμοποιήσει. Στο παράδειγμά μας, κατά τη φάση της εξάτμισης, η πίεση καθώς και η θερμοκρασία παραμένουν σταθερές, καθώς η μεταβολή καθορίζεται μέχρι και το σημείο πάνω στη καμπύλη κορεσμένου αερίου (μέσα στην καμπάνα). Έχουμε δηλαδή λανθάνουσα θερμότητα που προστίθεται στο ψυκτικό μέσο μέχρι αυτό να αλλάξει φάση - κατάσταση από υγρό σε αέριο. Η απορροφούμενη θερμότητα, δηλαδή το Κ.Ψ.Α.q που προστέθηκε στο ψυκτικό μέσο από τον ψυχόμενο χώρο, θα πάει πάλι στον συμπιεστή για να οδηγηθεί από αυτόν στο συμπυκνωτή και στη συνέχεια στο περιβάλλον. Q αποβαλλόμενης θερμότητας = =120 KJ/Kg Σελίδα 22

27 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς P BAR 12 ΦΑΣΗ ΕΞΑΤΜΙΣΗΣ 1 q 80 Κ.Ψ.Α H KJ/KG Εικόνα 16: Μεταβολή της εξάτμισης Σελίδα 23

28 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Το σύνολο των μεταβολών Βλέποντας στο διάγραμμα Ρ-h ολοκληρωμένο τον ιδανικό θεωρητικό κύκλο ψύξης με τις τέσσερις φάσεις του, θα πρέπει να τονιστεί πως ο θεωρητικός κύκλος ψύξης διαφέρει από τον πραγματικό. Ο λόγος είναι πως σε πραγματική μελέτη των παραπάνω μεταβολών σε μία ψυκτική μηχανή, θα παρατηρήσουμε π.χ.πως η θερμοκρασία και η πίεση κατά τη διάρκεια της συμπύκνωσης ή της εξάτμισης (μέσα στην καμπάνα), δεν παραμένουν σταθερές αλλά αλλάζουν λόγω των τριβών του ψυκτικού ρευστού μέσα στις σωληνώσεις. Η πτώση πίεσης από τις τριβές, από την κίνηση του ρευστού μέσα στις σωληνώσεις, έχει σαν αποτέλεσμα να επηρεάσει την απόδοσης μιας ψυκτικής μηχανής. Βέβαια τις απώλειες αυτές οι κατασκευαστικές εταιρίες τις καλύπτουν με έρευνα για βελτίωση των αποδόσεων στα ψυγεία τους, σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα (i.s.o. κ.ά.). P BAR 12 1 q W H KJ/KG Εικόνα 17: Το σύνολο των μεταβολών Σελίδα 24

29 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Υπερθέρμανση και υπόψυξη Δύο άλλες μεταβολές που τυχόν προκύπτουν σε μία εγκατάσταση κατά τη λειτουργία της και μπορούν να καταγραφούν στο διάγραμμα Mollier είναι: Η μεταβολή της υπερθέρμανσης και η μεταβολή της υπόψυξης. Υπερθέρμανση στο ψυκτικό μέσο γίνεται στην έξοδό του από τον εξατμιστή, από την καμπύλη κορεσμένου ατμού μέχρι την είσοδο του ψυκτικού στο συμπιεστή. Είναι η προσθήκη θερμότητας προς το ψυκτικό μέσο (που έχει γίνει όλο ατμός), με αποτέλεσμα να ανέβει η θερμοκρασία του και να γίνει υπέρθερμο. Ή υπερθέρμανση προκύπτει στη διαδρομή από τις σωληνώσεις που συνδέουν τον εξατμιστή με το συμπιεστή. Γι αυτό τον λόγο πολλές φορές οι ψυκτικοί μονώνουν τις σωληνώσεις, για να μειώσουν έτσι την υπερβολική υπερθέρμανση. Έτσι το ψυκτικό θα επιστρέψει σε μία θερμοκρασία κατάλληλη να δροσίσει το συμπιεστή. Επίσης ο όγκος του λιγότερο θερμού αερίου θα βοηθήσει το συμπιεστή να ξεκινήσει με λιγότερα φορτία. Η υπερθέρμανση είναι επιθυμητή γιατί ατμοποιεί τυχόν σταγονίδια ψυκτικού αερίου που θα αναρροφήσει ο συμπιεστής με αποτέλεσμα να του προκαλέσουν ανεπιθύμητες φθορές, ακόμα και σοβαρές βλάβες. Υπόψυξη στο ψυκτικό κύκλο συναντάμε στη διαδρομή του ψυκτικού υγρού από την καμπύλη κορεσμού στην έξοδο του συμπυκνωτή, μέχρι την είσοδο της εκτονωτικής βαλβίδας. Το ψυκτικό ρευστό, αφού έχει αλλάξει φάση, πριν μπει στο στραγγαλιστικό, εξακολουθεί να αποβάλλει θερμότητα προς το περιβάλλον με αποτέλεσμα να πέφτει και άλλο η θερμοκρασία του και να γίνεται υπόψυκτο υγρό. Είναι επιθυμητό για μία εγκατάσταση ψύξης να πετύχουμε όσο το δυνατό μεγαλύτερη υπόψυξη έτσι ώστε να βελτιώσουμε την ικανότητα της ψυκτικής μηχανής, αυξάνοντας το Κ.Ψ.Α. Επίσης παγώνοντας το ψυκτικό υγρό ακόμα περισσότερο,δίνεται η δυνατότητα να Σελίδα 25

30 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς υγροποιηθεί τυχόν ατμός που βρίσκεται μέσα σε αυτό, με αποτέλεσμα το ψυκτικό να πηγαίνει ακόμα πιο παγωμένο στην εκτονωτική και να αυξάνει την ποσότητα υγρού που περνάει από αυτή. P BAR ΥΠΟΨΥΞΗ ΥΠΕΡΘΕΡΜΑΝΣΗ 12 1 q W H KJ/KG Εικόνα 18: Οι μεταβολές της υπόψυξης και της υπερθέρμανσης Στοιχεία συμπεριφοράς μιας ψυκτικής μηχανής Συντελεστής συμπεριφοράς ψυκτικής μηχανής (C.O.P) Η θερμότητα που αποβάλει μία ψυκτική μηχανή προς το μηχανικό έργο που δαπάνησε για να την απορρίψει μας δίνουν ένα πολύ σημαντικό στοιχείο για να δούμε πόσο ενεργοβόρα και δαπανηρή είναι η λειτουργία της. Το στοιχείο αυτό είναι ο συντελεστής συμπεριφοράς C.O.P. Υπάρχει ο θεωρητικός συντελεστής συμπεριφοράς και ο πραγματικός συντελεστής συμπεριφοράς. Σελίδα 26

31 Ψ υ κ τ ι κ ό ς κ ύ κ λ ο ς Ο θεωρητικός προκύπτει αν διαιρέσουμε, τις τιμές για q (Κ.Ψ.Α) και w (μηχανικό έργο), που προέκυψαν από την μελέτη των θεωρητικών μεταβολών μίας ψυκτικής μηχανής, πάνω στο διάγραμμα Ρ-h. Δηλαδή για το παράδειγμά μας: Θεωρητικός C.O.P=q/w=120/100=1,2 Ο πραγματικός συντελεστής συμπεριφοράς θα προκύψει από το πηλίκο της διαίρεσης των τιμών της ψυκτικής ισχύος μίας μηχανής προς το ηλεκτρικό έργο που δαπανά για να το παράγει. Πραγματικός C.O.P.= ψυκτική ισχύ/ μηχανικό έργο Ψυκτική και μηχανική ισχύ ψυκτικής μηχανής Τα ποσά θερμότητας που αφαιρέθηκαν από ένα ψυκτικό θάλαμο στη μονάδα του χρόνου, ονομάζεται ψυκτική ισχύ Q Ψ, ψυκτικής μηχανής. Προκύπτει από τον τύπο. Qψ=q(Κ.Ψ.Α.) m όπου m (παροχή μάζας κυκλοφορούντος ψυκτικού σε Kg/h) Η παροχή μάζας m προκύπτει αν πολλαπλασιάσουμε το εκτόπισμα V θ σε M 3 /h του συμπιεστή, το οποίο παίρνουμε από πίνακες του κατασκευαστή, επί την πυκνότητα ρ σε Kg/M 3 για κάθε ρευστό που βρίσκουμε στο διάγραμμα Mollier. Μηχανική ισχύ (Ν) ονομάζουμε το έργο που δαπανάται από τη ψυκτική μηχανή, κατά τη λειτουργία της, στην μονάδα του χρόνου. Προκύπτει από τον τύπο Ν=W(μηχανικό έργο) m Σελίδα 27

32 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο 2. Οικιακό Ψυγείο ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα οικιακά ψυγεία είναι θάλαμοι συντήρησης και κατάψυξης προϊόντων, που έχουν χρήση στην καθημερινή μας ζωή. Κύριος σκοπός τους είναι να διατηρούν τα φθαρτά και ευπαθή προϊόντα σε κατάλληλες θερμοκρασίες και υγρασίες για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα, (κυρίως στον θάλαμο της κατάψυξης αλλά και της συντήρησης), σύμφωνα με τους πίνακες διατήρησης προϊόντων, που δίνουν οι διεθνής ενώσεις μηχανικών ψυκτικών (ASH RAE -Αμερικάνικη Ένωση Μηχανικών Ψύξης και Κλιματισμού, CECOMAF -η αντίστοιχη Ένωση για την Ευρώπη) και οργανισμοί όπως ο ΕΦΕΤ. Η θερμοκρασία που επικρατεί σε αυτούς τους θαλάμους είναι: για τη συντήρηση 3 0 C C για την κατάψυξη από C μέχρι C για μονόπορτα και δίπορτα για τους ψυγειοκαταψύκτες η θερμοκρασία μπορεί να φτάσει από C ως C. ΤΥΠΟΙ ΟΙΚΙΑΚΩΝ ΨΥΓΕΙΩΝ Τα οικιακά ψυγεία ξεχωρίζουν: Ως προς τη χωρητικότητά τους, σε ψυγεία 5,5 με 22,1 πόδια, (αναφερόμενοι πάντα στον εσωτερικό καθαρό όγκο. Ως προς τη μορφή τους και την εξωτερική τους κατασκευή σε μονόπορτα, δίπορτα και σε ψυγειοκαταψύκτες με συρτάρια ή με άνοιγμα από πάνω (βούτες). Σελίδα 28

33 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο Παλαιότερα σε αυτά τα ψυγεία η μόνωση στα τοιχώματά τους ήταν από υαλοβάμβακα ενώ σήμερα είναι από πολυουρεθάνη. Το πάχος της μόνωσης εξαρτάται από το εάν το ψυγείο είναι συντήρηση ή κατάψυξη. Πιο αναλυτικά: Μόνωση Υαλοβάμβακα Μόνωση πολυουρεθάνης Ψύξη 7 cm 4 cm Κατάψυξη 9 cm 5 cm Σημείωση: Οι κατασκευαστές των οικιακών ψυγείων μιλάνε για ψύξη 3***ή 4****. Αυτό αφορά στον καθορισμό του ορίου θερμοκρασίας του θαλάμου κατάψυξης των 3***αστέρων στους -18 o και των 4* * * * στους -24 o. ΤΑ ΒΑΣΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΟΙΚΙΑΚΟΥ ΨΥΓΕΙΟΥ Το οικιακό ψυγείο αποτελείται από: το θάλαμο συντήρησης προϊόντων το θάλαμο κατάψυξης προϊόντων την πόρτα ή πόρτες (μονόπορτο ή δίπορτο) τον εξατμιστή ή τους εξατμιστές τις γραμμές αναρρόφησης και κατάθλιψης το συμπιεστή το συμπυκνωτή τον τριχοειδή σωλήνα και το φίλτρο τον ηλεκτρονόμο έντασης (θερμικό ή και ηλεκτρονικός ηλεκτρονόμος) Σελίδα 29

34 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο το σύστημα αποπάγωσης (απόψυξης) το ηλεκτρικό κύκλωμα και το θερμοστάτη Θάλαμος συντήρησης προϊόντων Είναι ο εσωτερικός καθαρός χώρος που τοποθετούνται τα προϊόντα για να διατηρηθούν σε μια θερμοκρασία από 3 0 C μέχρι 7 0 C την οποία διατηρεί και ρυθμίζει ο θερμοστάτης. Η συντήρηση είναι πάντοτε μεγαλύτερη σε όγκο από την κατάψυξη. Θάλαμος κατάψυξης προϊόντων Είναι ο θάλαμος στον οποίο τα προϊόντα καταψύχονται σε μια θερμοκρασία από C μέχρι C. Εκεί θα διατηρηθούν για πιο μεγάλο χρονικό διάστημα, που μπορεί να είναι και για περισσότερο από ένα μήνα. Τα μονόπορτα ψυγεία έχουν μόνο έναν εξατμιστή στην κατάψυξη, η σωλήνα της αναρρόφησης καταλήγει σε αυτόν και η ψύξη στη συντήρηση πηγαίνει από την κατάψυξη, μέσω θυρίδας. Το ψυκτικό ρευστό καταλήγει στην κατάψυξη σε μια θερμοκρασία περίπου C, ψύχει τον αέρα του περιβάλλοντος χώρου της κατάψυξης και εν γένει τα προϊόντα που βρίσκονται σε αυτή. Ο ψυχρός αέρας σε μια θερμοκρασία περίπου από -4 0 C- 0 0 C περνά στην συντήρηση και διατηρεί τα προϊόντα σε μια θερμοκρασία από 3 0 C- 7 0 C. Πόρτα ή πόρτες μονόπορτο ή δίπορτο Οι πόρτες του οικιακού ψυγείου είναι μεταλλικές και εσωτερικά φέρουν μπουκαλοθήκες καθώς και αυγοθήκες πλαστικές. Μεταξύ τους και μεταξύ των Σελίδα 30

35 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο θαλάμων παρεμβάλλεται λάστιχο το οποίο εσωτερικά έχει μαγνήτες πλακοειδούς μορφής είτε γύρω από το λάστιχο είτε στις τρεις μπροστινές πλευρές (όχι πίσω). Περιπτώσεις βλαβών στα λάστιχα 1. Στην περίπτωση που τα λάστιχα δεν «πατούν» καλά ή είναι φθαρμένα πρέπει να αντικαθίστανται με καινούργια ίδιας διάστασης και τύπου. 2. Στις σύγχρονες κατασκευές οικιακών ψυγείων τα λάστιχα μερικές φορές μπορεί να είναι και ενσωματωμένα μαζί με την πόρτα. Σε αυτή την περίπτωση, αντικαθιστάται όλη η πόρτα. 3. Αν οι πόρτες δεν στεγανοποιούν καλά, τότε ο ατμοσφαιρικός αέρας που εισρέει στην καμπίνα περιέχει υγρασία, η οποία υγροποιείται, επικάθεται στον εξατμιστή και δημιουργεί πάγο. Ο πάγος λειτουργεί σαν μονωτικό υλικό με αποτέλεσμα να μην υπάρχει εναλλαγή της θερμότητας των προϊόντων με το ψυκτικό μέσο. Στην περίπτωση αυτή απαιτείται η αλλαγή ή είτε της πόρτας είτε του λάστιχου. Εξατμιστής ή εξατμιστές Στα μονόπορτα ψυγεία ο εξατμιστής είναι ένας ενώ στα δίπορτα δύο, ένας συντήρησης και ένας κατάψυξης. Αυτοί είναι τύπου πλάκας αλουμινίου ή και οφιοειδούς μορφής σωλήνες σε ράφια στα οποία πατάνε τα συρτάρια (για κατάψυξη). Η ψυκτική ικανότητά τους κυμαίνεται από 200 btu/h-1000 btu/h. Το ψυκτικό μέσο μπαίνει πρώτα στο στοιχείο της κατάψυξης και κατόπιν στο στοιχείο της συντήρησης. Πολλές φορές ο τριχοειδής σωλήνας είναι ενσωματωμένος επάνω στον εξατμιστή, ενώ σε παλαιότερα μοντέλα ψυγείων ο εξατμιστής ήταν εμφανής μέσα στο θάλαμο. Σήμερα, στα περισσότερα ψυγεία βρίσκεται εσωτερικά, μέσα στη μόνωση, κολλημένος στην πλαστική επιφάνεια. Σελίδα 31

36 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο Σε σύγχρονα ψυγεία, η κατανομή του αέρα μέσα στο θάλαμο γίνεται με ανεμιστήρες, μέσω αεροθαλάμων, για σωστότερη, πιο ομοιόμορφη και γρηγορότερη ψύξη (NO FROST). Επίσης λόγω της κυκλοφορίας του αέρα, αποφεύγεται η δημιουργία πάγου από τις επικαθίσεις της υγρασίας του ατμοσφαιρικού αέρα στα τοιχώματα. Γραμμές αναρρόφησης και κατάθλιψης Είναι οι σωληνώσεις που συνδέουν τα τέσσερα βασικά εξαρτήματα του κύκλου ψύξης. Η γραμμή της αναρρόφησης είναι αυτή που συνδέει τον εξατμιστή με το συμπιεστή, από το εκτονωτικό μέχρι την είσοδο του συμπιεστή. Το υπέρθερμο αέριο που κυκλοφορεί προς το συμπιεστή αναρροφάται από αυτόν και συμπιέζεται. Συνήθως ένα μέρος του τριχοειδή σωλήνα μπαίνει μέσα στην αναρρόφηση και δουλεύει σαν εναλλάκτης, βελτιώνοντας την ικανότητα του συμπιεστή καθώς και του συμπυκνωτή. Γενικότερα βοηθάει στην καλή, ομαλή και οικονομικότερη λειτουργία της Σελίδα 32

37 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο μονάδας, ενώ βοηθά και στην υπόψυξη του ψυκτικού μέσου για καλύτερη απόδοση στην εκτόνωση. Στα καινούργια ψυγεία οι σωληνώσεις περνάνε μέσα στην μόνωση (πολυουρεθάνη), ενώ σε παλαιότερα μοντέλα οικιακών ψυγείων, βρίσκονταν σε πλαστικά κανάλια συνήθως αριστερά ή δεξιά της πόρτας. Εικόνα 19: Σωλήνας αναρρόφησης κολλημένος επάνω στην κατάθλιψη, δημιουργώντας εναλλάκτη θερμότητας Μια άλλη μορφή εναλλάκτη θερμότητας είναι και αυτή που βλέπετε στο σχήμα. Η γραμμή της κατάθλιψης ενώνει το συμπιεστή με το συμπυκνωτή και βρίσκεται κολλημένη στη γραμμή της αναρρόφησης. Αντιρροή ψυκτικού μέσου: με αυτό επιτυγχάνεται αφενός η προστασία του συμπιεστή από τυχόν επιστροφές υγρού ψυκτικού μέσου στην αναρρόφηση και αφετέρου δίνεται η δυνατότητα να πέσει η θερμοκρασία του υπέρθερμου ψυκτικού αερίου στην έξοδο Σελίδα 33

38 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο του συμπιεστή προς το συμπυκνωτή με αποτέλεσμα τη βελτίωση της ικανότητας του συμπυκνωτή ώστε να ξεκινήσει γρηγορότερα η υγροποίηση του ψυκτικού μέσου σε αυτόν. Η κατάθλιψη είναι λεπτότερης διαμέτρου από την αναρρόφηση, και φτάνει μέχρι το φίλτρο ξηραντή και τον τριχοειδή σωλήνα. Συμπιεστής Οι συμπιεστές που φέρουν τα οικιακά ψυγεία είναι κλειστού τύπου (ερμητικοί συμπιεστές) ιπποδύναμης από 1/3 ΗΡ- 3/8ΗΡ. Παλαιότερα λειτουργούσαν με R12 (έχει αποσυρθεί γιατί βλάπτει το όζον), ενώ σήμερα λειτουργούν με R 134a ή ακόμα και με R600 (ισοβουτάνιο), ενώ υπάρχουν οικιακά με R12 σε λειτουργία. Σε περίπτωση βλάβης του συμπιεστή γίνεται αντικατάσταση του ψυκτικού μέσου με R134a σε μικρότερη ποσότητα κατά 20% από την αρχική, καθώς και αύξηση του τριχοειδή κατά 20%. Επίσης, αντικαθιστάται και το ψυκτέλαιο του συμπιεστή με λάδι εστερικό. Εικόνα 20: Ερμητικός συμπιεστής Στον περιβάλλοντα χώρο του συμπιεστή, εσωτερικά, επικρατεί πίεση αναρρόφησης, ενώ η πίεση κατάθλιψης μεταφέρεται μέσο του λεπτού σωλήνα, όπως φαίνεται στην τομή της εικόνας. Σελίδα 34

39 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο Εικόνα 21: Συμπιεστής σε τομή Ο συμπιεστής αναρροφά το ψυκτικό μέσο σε μορφή αερίου χαμηλής πίεσης και θερμοκρασίας και το καταθλίβει σε μορφή αερίου υψηλής πίεσης. Υπάρχουν συμπιεστές που στο κάρτερ του λαδιού φέρουν μια σερπαντίνα (είσοδο - έξοδο μιας σωλήνας) από το συμπυκνωτή με σκοπό την ψύξη του λαδιού για τη βελτίωση της απόδοσής τους. Ο συμπιεστής πάνω του έχει τρεις σωλήνες συνήθως (υπάρχουν και συμπιεστές που έχουν συν δύο σωλήνες ακόμα, για την σερπαντίνα λαδιού). Η μία σωλήνα είναι της αναρρόφησης (η σωλήνα με την μεγαλύτερη διάμετρο) και η άλλη είναι η σωλήνα της κατάθλιψης (λεπτότερη σωλήνα). Στην μία από τις δύο αναρροφήσεις συνδέεται βαλβίδα Schrader, για το service του ψυκτικού κυκλώματος, ενώ η άλλη συνδέεται με το κύκλωμα. Συμπυκνωτής Χαλύβδινη οφιοειδής σωλήνα με εναλλάκτες στο πίσω μέρος του οικιακού ψυγείου. Η συμπύκνωση του ψυκτικού μέσου γίνεται με φυσική κυκλοφορία. Το ψυκτικό μέσο πρέπει να έχει 15 C με 22 C μεγαλύτερη θερμοκρασία από το περιβάλλον για τη Σελίδα 35

40 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο σωστότερη απόδοση του συστήματος ενώ σε αντίθετη περίπτωση η απόδοση του ψυγείου δεν είναι ικανοποιητική. Ένα οικιακό ψυγείο, αν βρίσκεται δίπλα σε θερμαντική εστία, η θερμοκρασία περιβάλλοντος δε βοηθά στο να αποβάλει το ψυκτικό μέσο τη θερμότητα στο περιβάλλον, με αποτέλεσμα να μην έχουμε σωστή συμπύκνωση του ψυκτικού μέσου, και άρα δεν έχουμε και σωστή ψύξη. Εικόνα 22: Οφιοειδής συμπυκνωτής Σελίδα 36

41 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο Το σημείο Α δείχνει μια από τις καμπύλες βιομηχανικού τύπου (όχι κολλητές) με τις οποίες κατασκευάζεται ένας συμπυκνωτής. Τριχοειδής σωλήνας Σκοπός του τριχοειδή σωλήνα είναι: να ρυθμίζει την ποσότητα (φορτίο ψυκτικού υγρού) προς τον εξατμιστή να κατεβάζει την πίεση προς τον εξατμιστή με αποτέλεσμα την πτώση της θερμοκρασίας. Οι βασικές παράμετροι για το φορτίο ψυκτικού υγρού είναι : 1. η θερμοκρασία του υπόψυκτου υγρού κατά την είσοδό του στον τριχοειδή 2. η θερμοκρασία εκτόνωσης και 3. η θερμοκρασία εξάτμισης Εικόνα 23: Τριχοειδής σωλήνας ή τριχοειδής βαλβίδα Σελίδα 37

42 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο Το μήκος και η διάμετρος του τριχοειδή εξαρτάται από την ψυκτική ισχύ και τη θερμοκρασία εξατμίσεως. Για παράδειγμα: Μήκος Διάμετρος ψυγείο ισχύος 1/9 ΗΡ 7ft * 0,030 (0,75mm) ψυγείο ισχύος 1/3ΗΡ 15ft 0,049 (1,25mm) * (1ft είναι 0,304m) Οι κατασκευαστές συμπιεστών δίνουν το κατάλληλο μήκος τριχοειδή σε πίνακες ανάλογα με: τα μοντέλα συμπιεστών που βγάζουν το ψυκτικό μέσο που θα λειτουργήσει ο συμπιεστής την κατηγορία συμπιεστή (αν είναι ΗΡ υψηλών, ΜΡ μέσων ή LΡ χαμηλών πιέσεων και θερμοκρασιών (βλ. πίνακα). Προσδιορίζοντας το πάχος του εσωτερικού διαμετρήματος του τριχοειδή και επιλέγοντας από αυτούς τους πίνακες εμπειρικά το μήκος του τριχοειδή, κάθε κατασκευαστής καθορίζει με τις ανάλογες δοκιμές την κατά το δυνατό καλή και αποδοτική λειτουργία ενός οικιακού ψυγείου. Όσο αυξάνεται το μήκος ή μειώνεται η διάμετρος του τριχοειδή αυξάνεται και η εκτόνωση. Η ψυκτική ισχύς, δηλαδή η θερμότητα που αφαιρείται από την καμπίνα του ψυγείου στη μονάδα του χρόνου, προσδιορίζει και το μοντέλο του συμπιεστή που θα εγκατασταθεί στο ψυγείο. Σε συνδυασμό με τις τρεις παραμέτρους που Σελίδα 38

43 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο προαναφέρθηκαν καθορίζεται και η απόδοση του ψυγείου, όχι μόνο σαν λειτουργία του ψυγείου αλλά και σαν παράγοντας καλής ενεργειακής απόδοσης, (σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα) βλ. εικόνα. Επίσης καθορίζεται η ομαλή λειτουργία του συμπιεστή και του ψυγείου γενικότερα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Φίλτρο ή αφυγραντής ή ξηραντής Το φίλτρο ή αφυγραντής ή ξηραντής φιλτράρει το ψυκτικό μέσο από υγρασία ή τυχόν ρινίσματα, πριν αυτά καταλήξουν στον τριχοειδή και τον βουλώσουν, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει ροή ψυκτικού μέσου στο κύκλωμα άρα και ψύξη. Τα φίλτρα είναι κυρίως κολλητά και σε περίπτωση οποιασδήποτε επέμβασης στο κύκλωμα αυτά αντικαθίστανται. Τα φίλτρα περιέχουν εσωτερικά διάφορα αφυγραντικά υλικά όπως: Οξείδιο του ασβεστίου Οξείδιο του αργιλίου Χλωριούχο ασβέστιο Σιλικά gel Τα περισσότερο διαδεδομένα είναι τα σιλικά gel Ηλεκτρονόμος έντασης θερμικός ή και ηλεκτρονικός ηλεκτρονόμος Σκοπός του ηλεκτρονόμου έντασης είναι να εκκινεί το συμπιεστή βάζοντας για ελάχιστα δευτερόλεπτα τη βοηθητική περιέλιξη σε λειτουργία για να ξεκινήσει ο συμπιεστής και κατόπιν να δουλέψει με την κύρια περιέλιξη. Ο ηλεκτρονικός ηλεκτρονόμος κάνει ακριβώς την ίδια δουλειά με τον ηλεκτρονόμο έντασης και τοποθετείται σε συμπιεστές από 1/12 ΗΡ μέχρι 3/4 ΗΡ. Δεν πρέπει να τον αγγίζετε. Κατά την λειτουργία του φτάνει περίπου τους C. Σελίδα 39

44 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο Το θερμικό προστασίας λειτουργεί απωστικά όταν υπερθερμανθεί ο κινητήρας. Έχει ένα διμεταλλικό έλασμα και μια αντίσταση που όταν υπερθερμανθούν διακόπτουν τη λειτουργία του κινητήρα. Είναι καθαρά για σκοπούς ασφαλείας. ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΟΙΚΙΑΚΟΥ ΨΥΓΕΙΟΥ Ηλεκτρονόμος (Ρελέ) Έντασης Χρήση του ηλεκτρονόμου έντασης γίνεται κυρίως σε μονάδες μέχρι ¾ του ΗΡ. Αυτός έχει ένα πηνίο που τα άκρα του συνδέονται σε σειρά με την κύρια περιέλιξη του κινητήρα. Όλη η ένταση της κύριας περιέλιξης του κινητήρα περνάει μέσα από την περιέλιξη του ρελέ έντασης. Η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος είναι μεγάλη, έχει έτσι τη δύναμη να διεγείρει τις επαφές του ρελέ και να εκκινήσει τη βοηθητική περιέλιξη κινητήρα. Οι επαφές των ρελέ είναι πάντοτε ανοικτές, διεγείρονται και κλείνουν κατά τη διάρκεια της εκκίνησης του ηλεκτροκινητήρα δίνοντας στιγμιαία ρεύμα στη βοηθητική περιέλιξη. Οι επαφές διεγείρονται από το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που διαρρέει το πηνίο του, για να ασκηθεί ροπή στρέψης εκκινώντας τον κινητήρα. Αφού ξεκινήσει ο κινητήρας, η ένταση πέφτει, έτσι το μαγνητικό πεδίο δεν είναι ικανό να συγκρατήσει τις επαφές κλειστές με τη βοηθητική περιέλιξη. Η βοηθητική περιέλιξη βγαίνει εκτός, και ο κινητήρας λειτουργεί με την κύρια περιέλιξη. ΠΡΟΣΟΧΗ Σε περίπτωση που η βοηθητική περιέλιξη παραμείνει στο κύκλωμα παραπάνω από μερικά δευτερόλεπτα τότε υπάρχει κίνδυνος καψίματος του ρελέ ή ακόμα και του κινητήρα. Σελίδα 40

45 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο Υπάρχουν ηλεκτρονόμοι που λειτουργούν με το βάρος των επαφών, γι αυτό το ρελέ τοποθετείται με την ένδειξη που έχει up ή top. Επίσης υπάρχουν ηλεκτρονόμοι που λειτουργούν με ελατήριο. Θερμικό Το θερμικό χρησιμοποιείται για ψυκτικές μηχανές για την προστασία του ηλεκτροκινητήρα από τις υπερβολικές υπερθερμάνσεις. Προσαρμόζεται επάνω στον ηλεκτροκινητήρα, συνδέεται σε σειρά με τη γραμμή τροφοδοσίας του ρεύματος, και διακόπτει τη λειτουργία του συμπιεστή όταν αυτός υπερθερμανθεί. Εσωτερικά έχει ένα διμεταλλικό έλασμα, σε μια κλειστή επαφή που επιτρέπει στο ρεύμα να περάσει μέσα από αυτήν. Αυτό το έλασμα διαστέλλεται και ανοίγει το κύκλωμα σε περίπτωση που υπερθερμανθεί ο κινητήρας. Η υπερθέρμανση του κινητήρα μπορεί να προέλθει είτε από διέλευση μεγαλύτερου ρεύματος (υπερένταση), είτε από άλλη αιτία όπως παρατεταμένη λειτουργία του συμπιεστή, υπερβολικά φορτία ψυκτικού υγρού κ.ά. Ηλεκτρικό μέρος συμπιεστή Οι ηλεκτροκινητήρες που χρησιμοποιούνται στην ψύξη είναι συνήθως ηλεκτροκινητήρες βραχυκυκλωμένου δρομέα ή επαγωγικοί ηλεκτροκινητήρες. Τα μέρη που αποτελούνται αυτοί οι κινητήρες είναι ο στάτης που επάνω του βρίσκονται τα τυλίγματα των περιελίξεων και ο δρομέας ή ρότορας που αντί για τυλίγματα, έχει ράβδους χαλκού ή αλουμινίου που στα άκρα τους συνδέονται με ένα στεφάνι δημιουργώντας έναν μεταλλικό κλωβό. Ο ρότορας κόβει κάθετα της μαγνητικές γραμμές που δημιουργεί το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, λόγω τις διέλευσης του ρεύματος στα πηνία. Σελίδα 41

46 Ο ι κ ι α κ ό ψ υ γ ε ί ο Τα άκρα των συμπιεστών Η πλειονότητα των συμπιεστών, στην ψύξη, φέρουν ηλεκτροκινητήρα με δύο τυλίγματα, ένα βοηθητικό και ένα κύριο τύλιγμα. Το βοηθητικό τύλιγμα αποτελείται από λεπτό χάλκινο σύρμα με μεγαλύτερη ωμική αντίσταση από το κύριο. Το κύριο τύλιγμα είναι χοντρότερο από το βοηθητικό και έχει μικρότερη ωμική αντίσταση.) Τα άκρα αυτών των τυλιγμάτων καταλήγουν πάνω στο κέλυφος του συμπιεστή σε τρία άκρα εξωτερικά. Σελίδα 42

47 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) 3. Τοπικές Κλιματιστικές Μονάδες Δωματίου, Διαιρούμενου Τύπου (Split Units) Εισαγωγή Οι κλιματιστικές μονάδες αυτού του τύπου, είναι οι πλέον διαδεδομένες μονάδες για θέρμανση και ψύξη μικρών κυρίως χώρων, όπως κατοικίες και μικρές επαγγελματικές αίθουσες. Είναι αντλίες θερμότητας αέρα-αέρα, αποτελούμενες από δύο τμήματα (εσωτερικό και εξωτερικό), που για την εγκατάστασή τους δεν απαιτούν μεγάλες παρεμβάσεις στο εσωτερικό ή εξωτερικό κέλυφος του κτιρίου και προσφέρουν εύκολη τοποθέτηση σε νέα αλλά και υπάρχοντα κτίρια. Ανάλογα με τη θέση τοποθέτησης των εσωτερικών τους μονάδων, οι κλιματιστικές αυτές κατατάσσονται στις εξής κατηγορίες: Τοπική κλιματιστική μονάδα «τοίχου» Τοπική κλιματιστική μονάδα «δαπέδου-οροφής» Τοπική κλιματιστική μονάδα τύπου «κασέτας» Τοπική κλιματιστική μονάδα τύπου «ντουλάπας» Τοπική κλιματιστική μονάδα «τοίχου» Οι κλιματιστικές μονάδες αυτού του τύπου, έχουν δυνατότητα κλιματισμού μικρών κυρίως χώρων και η εσωτερική τους μονάδα μπορεί να εγκατασταθεί πάνω στην τοιχοποιία του χώρου. Σελίδα 28

48 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Εικόνα 24: Τοπική κλιματιστική μονάδα «τοίχου» Η αναρρόφηση του αέρα στην εσωτερική μονάδα, γίνεται από το εμπρόσθιο και πάνω μέρος της, ενώ η έξοδος του αέρα πραγματοποιείται από το κάτω εμπρόσθιο μέρος, μέσω πτερυγίων που προσφέρουν δυνατότητα ρύθμισης της κλίσης τους, προκειμένου να κατευθύνουν τη ροή του αέρα. Μπορούν, επιπλέον να εφοδιαστούν με φίλτρα, όπως ενεργού άνθρακα για τις οσμές και τον καπνό και ηλεκτροστατικά φίλτρα για τη συγκράτηση μικρών σωματιδίων. Τοπική κλιματιστική μονάδα «δαπέδου-οροφής» Αρκετά διαδεδομένες κλιματιστικές μονάδες είναι αυτές του τύπου «δαπέδου οροφής» και προσφέρουν δύο διαφορετικές δυνατότητες εγκατάστασης της εσωτερικής τους μονάδας. Μπορεί να εγκατασταθεί χαμηλά στον τοίχο, αλλά και οριζόντια στην οροφή του χώρου, πάντα όμως με εμφανή τοποθέτηση. Σελίδα 29

49 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Εικόνα 25: Τοπική κλιματιστική μονάδα «δαπέδου οροφής» Όπως οι κλιματιστικές μονάδες τοίχου, έτσι και αυτές οι μονάδες, προσφέρουν την ίδια δυνατότητα ρύθμισης των πτερυγίων του αέρα, καθώς και την εγκατάσταση διάφορων τύπων φίλτρων αν και συνήθως εφοδιάζονται από τον κατασκευαστή τους μόνο με έναν τύπο απλού φίλτρου. Η αναρρόφηση του αέρα στην εσωτερική μονάδα «δαπέδου» γίνεται από το κάτω μέρος της, ενώ η έξοδος του αέρα πραγματοποιείται από το πάνω μέρος. Τοπική κλιματιστική μονάδα τύπου «κασέτας» Οι τοπικές κλιματιστικές μονάδες αυτές, προορίζονται για τοποθέτηση σε χώρους με ψευδοροφή και η εσωτερική τους μονάδα εγκαθίσταται στην οροφή του χώρου, ώστε να φαίνεται μόνο η πρόσοψή της. Το υπόλοιπο τμήμα της εσωτερικής μονάδας, βρίσκεται μέσα στην ψευδοροφή, απ όπου γίνονται και όλες οι συνδέσεις των σωληνώσεων. Σελίδα 30

50 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Εικόνα 26: Τοπική κλιματιστική μονάδα τύπου «κασέτας» Οι μονάδες τύπου «κασέτας», είναι συνήθως μεγαλύτερης ψυκτικής ισχύος από τις προηγούμενες. Προσφέρουν δε και αυτές δυνατότητα ρύθμισης των πτερυγίων τους, που βρίσκονται στην εξωτερική περιφέρεια της πρόσοψης. Η αναρρόφηση του αέρα πραγματοποιείται από το κέντρο της πρόσοψης της εσωτερικής μονάδας, ενώ η έξοδος του αέρα γίνεται από τα περιφερειακά στόμια της πρόσοψης. Τοπική κλιματιστική μονάδα τύπου «ντουλάπας» Οι τοπικές μονάδες αυτές, προορίζονται για μεγάλους επαγγελματικούς χώρους, όπως αίθουσα γραφείων, καταστήματα πώλησης, bar, κ.ά. Κατασκευάζονται δε, για μεγάλες ψυκτικές αποδόσεις, μεγαλύτερες από τις μονάδες τοίχου ή δαπέδου οροφής. Σελίδα 31

51 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Εικόνα 27: Τοπική κλιματιστική μονάδα τύπου «ντουλάπας» Για την αύξηση της θερμικής τους ισχύος τις χειμερινές περιόδους, οι κλιματιστικές μονάδες αυτές εφοδιάζονται συνήθως με ηλεκτρικές αντιστάσεις μεγέθους 2,0 6,0 kw. Η αναρρόφηση του αέρα στην εσωτερική μονάδα γίνεται από το εμπρόσθιο και κάτω μέρος της, ενώ η έξοδος του αέρα πραγματοποιείται από το πάνω εμπρόσθιο μέρος, μέσω πτερυγίων που προσφέρουν δυνατότητα ρύθμισης της κλίσης τους. Τα μέρη της κλιματιστικής μονάδας Εσωτερική μονάδα Το όλο σύστημα της κλιματιστικής μονάδας, περιλαμβάνει την εξωτερική και την εσωτερική μονάδα. Οι δύο μονάδες συνδέονται με χαλκοσωλήνες, μέσα από τις οποίες Σελίδα 32

52 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) ρέει το ψυκτικό ρευστό που κυκλοφορεί στο κλειστό κύκλωμα της εγκατάστασης και καλωδιώσεις παροχής ρεύματος και εντολών λειτουργίας. Τα βασικά μέρη που συνθέτουν το εσωτερικό τμήμα της κλιματιστικής μονάδας είναι: ο εναλλάκτης θερμότητας (ατμοποιητής ή συμπυκνωτής ανάλογα με την εποχή, καλοκαίρι ή χειμώνας αντίστοιχα) ο ανεμιστήρας του εναλλάκτη η λεκάνη συμπυκνωμάτων τα φίλτρα αέρα το ηλεκτρικό κύκλωμα κύκλωμα αυτοματισμών Ο ανεμιστήρας της εσωτερικής μονάδας, είναι φυγοκεντρικού τύπου, χαμηλής στάθμης θορύβου. Ο ανεμιστήρας αυτός, είναι ζυγοσταθμισμένος από τον κατασκευαστή, προκειμένου να αποφευχθούν κραδασμοί της μονάδας κατά τη λειτουργία του. Κάτω από τον ανεμιστήρα υπάρχει μικρή λεκάνη, στην οποία συγκεντρώνεται το νερό από την υγροποίηση των υδρατμών του αέρα (συμπυκνώματα). Η λεκάνη αυτή, έχει μικρή κλίση προς τη μια πλευρά του, όπου είναι συνδεδεμένος ο σωλήνας απορροής των συμπυκνωμάτων, μέσω του οποίου το νερό απομακρύνεται από τη μονάδα και αποβάλλεται στο εξωτερικό περιβάλλον. Χειριστήριο Ο έλεγχος των λειτουργιών της μονάδας, γίνεται με απευθείας έλεγχο από τα χειριστήρια που βρίσκονται πάνω στην εσωτερική μονάδα ή με ενσύρματο ή ασύρματο χειριστήριο. Οι βασικές λειτουργίες που περιλαμβάνουν τα χειριστήρια αυτά είναι: ο έλεγχος λειτουργίας της μονάδας (ON/OFF) Σελίδα 33

53 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) η επιλογή του κύκλου λειτουργίας (ψύξη, θέρμανση, αυτόματη επιλογή, αφύγρανση, λειτουργία μόνο σαν ανεμιστήρας) η επιλογή της επιθυμητής θερμοκρασίας ο έλεγχος της ταχύτητας του ανεμιστήρα η ρύθμιση της θέσης των περσίδων Εξωτερική μονάδα Τα βασικά μέρη που συνθέτουν το εξωτερικό τμήμα (βλ. εικόνα) της κλιματιστικής μονάδας είναι: ο συμπιεστής ο εναλλάκτης θερμότητας (συμπυκνωτής ή ατμοποιητής ανάλογα με την εποχή) ο ανεμιστήρας του εναλλάκτη ο μηχανισμός αντιστροφής του κύκλου ο εκτονωτικός μηχανισμός ο ηλεκτρικός πίνακας σύνδεσης με την εσωτερική μονάδα οι βαλβίδες σύνδεσης εισόδου και εξόδου του ψυκτικού ρευστού Οι συμπιεστές αυτών των κλιματιστικών μονάδων, είναι συνήθως ερμητικού τύπου περιστροφικοί συμπιεστές (rotary) ή σπειροειδής (scroll) ή κοχλιοφόροι (screw) και πρέπει να ηχομονώνονται, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί ο εκλυόμενος θόρυβος κατά τη λειτουργία τους. Ο ανεμιστήρας της εξωτερικής μονάδας, είναι αξονικού τύπου μεγάλης παροχής και φέρει προστατευτικό πλέγμα για την αποφυγή εισόδου ξένων σωμάτων σ αυτόν, αλλά και για την αποφυγή ατυχημάτων κατά τη λειτουργία του. Σελίδα 34

54 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Ο εκτονωτικός μηχανισμός που χρησιμοποιείται συνήθως στα κλιματιστικά αυτού του τύπου, είναι τριχοειδής σωλήνας και είναι εγκατεστημένος στην εξωτερική μονάδα. Σε λίγες περιπτώσεις κλιματιστικών μεγάλης ισχύος, συναντώνται δύο τριχοειδείς σωλήνες, ένας στην εξωτερική και ένας στην εσωτερική μονάδα, με ταυτόχρονη διάταξη bypass και βαλβίδας αντεπιστροφής. Λειτουργία Α/Θ στις δυο περιπτώσεις: θέρμανσης και ψύξης Συχνά στη βιβλιογραφία αναφέρεται ότι, η Α/Θ "αντιστρέφει" ή "αναστρέφει" τον κύκλο του ψυκτικού ρευστού και ανάλογα με την περίπτωση ακολουθεί "ψυκτικό κύκλο" το καλοκαίρι ή "θερμαντικό" το χειμώνα. Πρέπει να τονιστεί ότι, η Α/Θ εκτελεί πάντα ψυκτικό κύκλο και ποτέ θερμικό, γιατί τέτοιος κύκλος δεν υφίσταται. Το μόνο που αντιστρέφεται είναι ο ρόλος του συμπυκνωτή με το ρόλο του ατμοποιητή. Το καλοκαίρι, ο ατμοποιητής είναι τοποθετημένος μέσα στον ψυχόμενο χώρο και τον ψύχει, ενώ το χειμώνα ο ατμοποιητής είναι τοποθετημένος στο περιβάλλον και το ψύχει, εφόσον αντλεί θερμότητα από αυτό. Αντί λοιπόν να μεταφέρονται οι συσκευές ατμοποιητής συμπυκνωτής από το δωμάτιο στο περιβάλλον (π.χ. μπαλκόνι), η Α/Θ με τη χρήση της τετράοδης βαλβίδας, αντιστρέφει τη ροή του ψυκτικού μέσου, διατηρώντας φυσικά τον ψυκτικό κύκλο, στον οποίο συνεχίζεται κανονικά η προσφορά μηχανικού έργου για τη συμπίεση των ατμών του ψυκτικού μέσου. Η μελέτη του κύκλου για ψύξη, εκτελείται ξεκινώντας από οποιοδήποτε σημείο του συστήματος. Αρχίζοντας π.χ. από τη στιγμή που το ψυκτικό υγρό εισέρχεται στον ατμοποιητή. Σελίδα 35

55 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Εικόνα 28: Σχηματική παράσταση κύκλου ψύξης 1. Η είσοδος του ψυκτικού ρευστού στον ατμοποιητή (εσωτερική μονάδα), ελέγχεται από άεργη εκτονωτική - στραγγαλιστική διάταξη (τριχοειδής σωλήνας). Η διάταξη αυτή ελαττώνει την πίεση του υγρού, το οποίο ατμοποιείται σε χαμηλή θερμοκρασία. Κατά την ατμοποίηση, ποσά θερμότητας προσδίδονται στο αέριο, το οποίο αποκτά υψηλή πίεση και θερμοκρασία στο συμπιεστή. 2. Το συμπιεσμένο αέριο φθάνει στο συμπυκνωτή (εξωτερική μονάδα) και προσδίδει ποσά θερμότητας στο μέσο συμπύκνωσης (αέρας ή νερό). Στο στάδιο αυτό, το συμπιεσμένο αέριο υγροποιείται. 3. Το ψυκτικό υγρό οδηγείται στην εκτονωτική διάταξη και ο κύκλος ξαναρχίζει. Σελίδα 36

56 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) ) περιλαμβάνει τα ίδια στάδια με τον κύκλο ψύξης. Μόνο που στην περίπτωση αυτή, το στοιχείο που εκτελούσε ατμοποίηση εκτελεί συμπύκνωση και το αντίστροφο. Η μετατροπή του ψυκτικού κύκλου σε "θερμαντικό", γίνεται με τη βοήθεια της τετράοδης βαλβίδας, που οδηγεί το ψυκτικό ρευστό μετά την έξοδό του από το συμπιεστή και την εκτονωτική διάταξη, στον εσωτερικό εναλλάκτη θερμότητας. Έτσι, ο εσωτερικός εναλλάκτης είναι τώρα συμπυκνωτής και ο εξωτερικός εναλλάκτης είναι ατμοποιητής. Εικόνα 29: Σχηματική παράσταση κύκλου θέρμανσης Πρέπει να σημειωθεί, ότι στην πληθώρα των μικρών κλιματιστικών τοίχου διαιρούμενου τύπου, η λειτουργία της θέρμανσης πραγματοποιείται με την παροχή ρεύματος στο πηνίο της τετράοδης, ενώ στη λειτουργία της ψύξης, η τετράοδη βρίσκεται στην αρχική της θέση με την επενέργεια του εσωτερικού ελατηρίου. Σελίδα 37

57 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Εγκατάσταση κλιματιστικής μονάδας δωματίου Επιλογή χώρου εγκατάστασης Η εξωτερική μονάδα τοποθετείται στην εξωτερική πλευρά του τοίχου και βρίσκεται σε επικοινωνία με το εξωτερικό περιβάλλον. Εάν υπάρχει μπαλκόνι, η μονάδα μπορεί να τοποθετηθεί κατευθείαν στο δάπεδο του μπαλκονιού ή να τοποθετηθεί σε ειδική βάση στήριξης στον τοίχο ή να τοποθετηθεί στο δάπεδο της στέγης, αν αυτή βρίσκεται σχετικά κοντά. Η θέση της εξωτερικής μονάδας πρέπει να είναι τέτοια, που να επιτρέπει την ελεύθερη κυκλοφορία του αέρα πίσω και εμπρός από τη μονάδα. Επίσης, πρέπει να τοποθετηθεί σε σημείο που να προστατεύεται από τον ήλιο και τους ισχυρούς ανέμους. Η τοποθέτηση της εσωτερικής μονάδας γίνεται κατά προτίμηση κοντά στα ανοίγματα (π.χ. παράθυρα, μπαλκονόπορτες), όπου εμφανίζονται οι μεγαλύτερες θερμικές απώλειες το χειμώνα και τα μεγαλύτερα ψυκτικά φορτία το θέρος. Το στόμιο εξόδου του αέρα της κλιματιστικής μονάδας, θα πρέπει να βρίσκεται σε ύψος περίπου 2,20 m από το δάπεδο, αν αυτό είναι εφικτό και με γνώμονα ότι θέση της εσωτερικής μονάδας πρέπει να είναι τέτοια, που να μη δημιουργεί ενοχλητικά ρεύματα αέρα στα άτομα που βρίσκονται στο χώρο. Η τελική επιλογή της θέσης της εσωτερικής μονάδας, θα καθοριστεί και από τη διαρρύθμιση του χώρου, προκειμένου να επιτευχθεί καλό αισθητικό αποτέλεσμα. Προετοιμασία συνδέσεων εσωτερικής μονάδας Το επόμενο στάδιο για την εγκατάσταση της κλιματιστικής μονάδας, είναι η προετοιμασία των συνδέσεων της εσωτερικής μονάδας, όπου θα μετρηθούν και θα κοπούν τα μήκη των σωληνώσεων και των καλωδιώσεων που απαιτούνται για την εγκατάσταση της μονάδας. Έπειτα, θα συνδεθεί το καλώδιο σύνδεσης εσωτερικής Σελίδα 38

58 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) εξωτερικής μονάδας και θα συνδεθούν οι σωληνώσεις στην εσωτερική μονάδα με τα ρακόρ που την έχει εφοδιάσει ο κατασκευαστής. Για τη σύνδεση των ρακόρ, απαιτείται εκχείλωση στις σωληνώσεις του ψυκτικού ρευστού. Τέλος, θα τοποθετηθεί μόνωση στις σωληνώσεις, θα προστεθεί ο πλαστικός σωλήνας αποχέτευσης και όλα μαζί θα τυλιχθούν με λευκή ταινία, σε μήκος όσο είναι το βάθος της οπής διέλευσης, για την προστασία τους από τυχόν αμυχές που μπορούν να δημιουργηθούν κατά τη διέλευσή τους από την οπή (βλ. παρακάτω εικόνα). Προετοιμασία συνδέσεων εξωτερικής μονάδας Αφού τοποθετηθεί η εσωτερική μονάδα πάνω στη βάση της, αρχίζει η προετοιμασία των συνδέσεων με την εξωτερική μονάδα. Αρχικά, τοποθετείται η άσπρη ταινία στους θερμομονωμένους σωλήνες και στο καλώδιο και στερεώνεται στον εξωτερικό τοίχο ο πλαστικός σωλήνας της αποχέτευσης συμπυκνωμάτων (βλ. παραπάνω εικόνα). Έπειτα, συνδέονται οι σωληνώσεις ψυκτικού με τις βαλβίδες ελέγχου της εξωτερικής μονάδας, με τη χρήση των ρακόρ της μονάδας και ολοκληρώνεται η εγκατάσταση με τη σύνδεση των καλωδιώσεων στην εξωτερική μονάδα (βλ. παρακάτω εικόνα), σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Σύνδεση εσωτερικής με εξωτερική μονάδα Στο παρακάτω σχήμα διακρίνεται τυπικό ηλεκτρικό διάγραμμα κλιματιστικής μονάδας διαιρούμενου τύπου. Στο διάγραμμα αυτό παρατηρείται ότι η σύνδεση των καλωδιώσεων της εσωτερικής με την εξωτερική μονάδα γίνεται πάνω σε ακροδέκτες που φέρουν χαρακτηριστική αρίθμηση (1, 2, 3, 4,...) Αφού ολοκληρωθεί η σύνδεση της εσωτερικής με την εξωτερική μονάδα, η εσωτερική μονάδα συνδέεται με την πλησιέστερη ηλεκτρική παροχή για την τροφοδοσία της εγκατάστασης, με ανεξάρτητη «αναχώρηση» από τον ηλεκτρικό πίνακα. Σελίδα 39

59 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Όλες οι κλιματιστικές μονάδες αυτού του τύπου, είναι προφορτισμένες με ψυκτικό ρευστό, το οποίο είναι αποθηκευμένο στη εξωτερική μονάδα και συγκρατείται μέσα σ αυτή με τις δυο βαλβίδες ελέγχου, που βρίσκεται στις αναμονές των συνδέσεων της εξωτερικής μονάδας. Αφαίρεση αέρα της εσωτερικής μονάδας Για την αφαίρεση του αέρα που υπάρχει στην εσωτερική μονάδα και στις σωλήνες σύνδεσης, χρησιμοποιείται μια αντλία κενού (βλ. παρακάτω εικόνα), για να δημιουργηθεί κενό αέρα. Ο σωλήνας χαμηλής της κάσας των μανομέτρων, συνδέεται με τη μία βαλβίδα της εξωτερικής μονάδας και ο σωλήνας service με την αντλία κενού. Ανοίγοντας λοιπόν, τις βαλβίδες χαμηλής και service του μανομέτρου, τίθεται σε λειτουργία η αντλία κενού, για να αφαιρεθεί ο αέρας. Μετά από τον απαραίτητο χρόνο και πάντα σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή, δοκιμάζεται η διατήρηση του κενού. Εάν αυτό έχει επιτευχθεί, τότε κλείνονται οι βαλβίδες των μανομέτρων και διακόπτεται η λειτουργία της αντλίας. Τέλος, ανοίγονται οι βαλβίδες της εξωτερικής μονάδας, για να διέλθει το ψυκτικό ρευστό που είναι αποθηκευμένο στη μονάδα αυτή, στις σωληνώσεις και στην εσωτερική μονάδα και ελέγχεται για τυχόν διαρροές ψυκτικού στις συνδέσεις. Ένας απλός τρόπος είναι, στάζοντας λίγο υγρό σαπούνι στις συνδέσεις. Εκκίνηση λειτουργίας Μετά τη διαδικασία αυτή, τίθεται η μονάδα σε λειτουργία και δοκιμάζεται σε όλες τις λειτουργίες που προσφέρει το χειριστήριο (ψύξη θέρμανση αφύγρανση κτλ). Τέλος, ακολουθεί η αφαίρεση των σωλήνων του μανομέτρου με προσοχή, ώστε να αποφευχθεί η επαφή με το ψυκτικό. Σελίδα 40

60 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Εάν η εσωτερική και εξωτερική μονάδα τοποθετηθούν σε μεγάλη απόσταση η μια από την άλλη, τότε πρέπει να προστεθεί επιπλέον ποσότητα ψυκτικού, για την πλήρωση των χαλκοσωλήνων, με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Συνήθως, εάν το μήκος των σωλήνων μεταξύ των μονάδων είναι πάνω από 5 m, τότε προστίθενται περίπου 30 gr ψυκτικό για κάθε επιπλέον μέτρο. Αφού ολοκληρωθεί ο έλεγχος, ακολουθεί το σφράγισμα της τρύπας πάνω στον τοίχο, απ' όπου έγινε η διέλευση των σωληνώσεων. Διαδικασία απεγκατάστασης κλιματιστικής μονάδας Η αφαίρεση εγκατεστημένου κλιματιστικού διαιρούμενου τύπου, είναι μια σχετικά απλή διαδικασία και δεν παρουσιάζει ιδιαίτερα προβλήματα. Βασικό στην όλη διαδικασία, είναι να αποφευχθούν τυχόν ατυχήματα και καταστροφές στην κλιματιστική μονάδα. Η πρώτη εργασία που πρέπει να γίνει, είναι να αποθηκευτεί το ψυκτικό ρευστό στην εξωτερική μονάδα, χωρίς να διαρρεύσει στο περιβάλλον. Για να γίνει αυτό, ακολουθείται η παρακάτω διαδικασία: 1. Τίθεται η μονάδα σε λειτουργία ψύξης, ώστε το ψυκτικό να καταθλίβεται στην εξωτερική μονάδα που έχει το ρόλο του συμπυκνωτή. Στη λειτουργία αυτή, η λεπτή σωλήνα που συνδέει την εσωτερική με την εξωτερική μονάδα, παρέχει ψυκτικό στην εσωτερική και η χοντρή σωλήνα αναρροφά ψυκτικό από την εσωτερική. 2. Συνδέεται η σωλήνα χαμηλής πίεσης της κάσας μανομέτρων με τη βαλβίδα της εξωτερικής μονάδας, που είναι συνδεδεμένη και η χοντρή σωλήνα (βλ. παρακάτω εικόνα) 3. Κλείνεται η βαλβίδα που παρέχει ψυκτικό στην εσωτερική μονάδα, δηλαδή η βαλβίδα στην οποία είναι συνδεδεμένη η λεπτή σωλήνα. Με τον τρόπο αυτό, το Σελίδα 41

61 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) ψυκτικό δε διοχετεύεται στην εσωτερική μονάδα, αλλά αντλείται από αυτή, μέσω της άλλης βαλβίδας με τη χοντρή σωλήνα. 4. Όταν η πίεση που δείχνει το μανόμετρο χαμηλής πλησιάσει να μηδενίσει (0 bar μανομετρική), τότε κλείνεται και η άλλη βαλβίδα και τέλος διακόπτεται η λειτουργία της μονάδας. Όλο το ψυκτικό είναι πλέον αποθηκευμένο και απομονωμένο στην εξωτερική μονάδα. Εικόνα 30: Σύνδεση μανομέτρων για την συλλογή του ψυκτικού στην εξωτερική μονάδα Αφού έχει συλλεχθεί όλο το ψυκτικό, απομονώνεται η παροχή ηλεκτρικού ρεύματος από την κλιματιστική μονάδα και αφαιρούνται τα καλώδια και οι σωληνώσεις σύνδεσης. Η απομάκρυνση των σωληνώσεων και των καλωδιώσεων από την οπή του τοίχου, γίνεται αφού διανοιχτεί πάλι η οπή αυτή. Σελίδα 42

62 Τ ο π ι κ έ ς Κ λ ι μ α τ ι σ τ ι κ έ ς Μ ο ν ά δ ε ς Δ ω μ α τ ί ο υ, Δ ι α ι ρ ο ύ μ ε ν ο υ Τ ύ π ο υ ( S p l i t U n i t s ) Η κλιματιστική μονάδα μπορεί πλέον να απομακρυνθεί από τη θέση τοποθέτησής της και να αφαιρεθούν οι βάσεις στήριξης της εσωτερικής και της εξωτερικής μονάδας. Αν η κλιματιστική μονάδα πρόκειται να μεταφερθεί σε άλλο οίκημα, πρέπει να συσκευαστεί προσεκτικά, κυρίως αν η μεταφορά αυτή γίνει από τρίτους. Σελίδα 43

63 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς 4. Κεντρικός κλιματισμός Εισαγωγή Το μεγαλύτερο μέρος της ζωής του σύγχρονου ανθρώπου δαπανάται μέσα σε κλειστούς χώρους εργασίας, ψυχαγωγίας ή και κατοικίας. Επομένως ο άνθρωπος θα πρέπει να φροντίζει οι χώροι αυτοί να είναι και υγιεινοί και ευχάριστοι. Οι στόχοι αυτοί, όσον αφορά στην ποιότητα του αέρα, μπορούν να πραγματοποιηθούν με την εγκατάσταση κλιματισμού. Τα σπουδαιότερα από τα στοιχεία του αέρα, που πρέπει να ελέγχει ο κλιματισμός για να εξασφαλίζει συνθήκες άνεσης και υγιεινής είναι: Η θερμοκρασία Η υγρασία Η καθαρότητα του αέρα Η κίνηση του αέρα μέσα στο χώρο Η στάθμη θορύβου Κατάταξη των εγκαταστάσεων κλιματισμού Η κατάταξη των κλιματιστικών εγκαταστάσεων και των μονάδων κλιματισμού γενικότερα, μπορεί να γίνει με πάρα πολλά κριτήρια. Ανάλογα με την περίπτωση, κατατάσσονται οι εγκαταστάσεις σε διάφορες κατηγορίες: Με βάση τη χρήση του χώρου Με βάση τη χρήση του χώρου διακρίνονται δυο βασικά συστήματα κλιματιστικών συσκευών: Κλιματισμός άνεσης, όταν πρόκειται για κλιματισμό χώρων διαμονής Σελίδα 28

64 (οικίες, γραφεία, κινηματογράφοι, καταστήματα κλπ). Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Βιομηχανικός κλιματισμός, όταν πρόκειται για κλιματισμό, που εξυπηρετεί την παραγωγή και όχι την άνεση των ατόμων που εργάζονται στους χώρους. Με βάση το είδος των μηχανημάτων, που χρησιμοποιούνται Η κατάταξη των κλιματιστικών εγκαταστάσεων ως προς το είδος του μηχανήματος, που χρησιμοποιείται μπορεί να γίνει σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: Στις κεντρικές κλιματιστικές εγκαταστάσεις, όταν προορίζονται για τον κλιματισμό ολόκληρου του κτιρίου, που τοποθετούνται. Τις ημικεντρικές αυτόνομες εγκαταστάσεις, που εξυπηρετούν τοπικές ανάγκες ορόφου ή διαμερίσματος. Στις μικρές τοπικές κλιματιστικές μονάδες δωματίου. Προορίζονται για την εξυπηρέτηση δωματίου και συναντώνται σε πλήθος μοντέλων, από άποψη διαστάσεων και ισχύος, έτσι ώστε να είναι δυνατή και εύκολη η τοποθέτησή τους στο δωμάτιο καθώς και η ικανοποίηση των απαραίτητων συνθηκών άνεσης σε κάθε μεμονωμένο χώρο, που δε διαθέτει κεντρικό κλιματισμό. Σε σχέση με την εποχή Ανάλογα με την εποχή, για την οποία προορίζονται οι κλιματιστικές εγκαταστάσεις διακρίνονται σε: Κλιματιστικές εγκαταστάσεις χειμώνα (χειμερινός κλιματισμός). Εγκαταστάσεις θερινού κλιματισμού. Εγκαταστάσεις κλιματισμού για όλες τις εποχές. Σελίδα 29

65 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Οι εγκαταστάσεις της πρώτης κατηγορίας είναι οι ονομαζόμενες κεντρικές ή ημικεντρικές θερμάνσεις και εξασφαλίζουν κατάλληλες συνθήκες άνεσης για το χειμώνα. Το σπουδαιότερο πρόβλημα του χειμερινού κλιματισμού είναι ο έλεγχος της υγρασίας του χώρου και η διατήρησή της σε επιθυμητά επίπεδα. Αντίθετα, ο θερινός κλιματισμός εξασφαλίζει συνθήκες άνεσης για το καλοκαίρι. Το πρόβλημα στο θερινό κλιματισμό είναι η αφαίρεση της υπερβολικής υγρασίας που περιέχει ο κλιματιζόμενος αέρας το καλοκαίρι, όταν ψύχεται στην επιθυμητή θερμοκρασία. Όμως, μια εγκατάσταση κλιματισμού παίρνει ολοκληρωμένη μορφή, με την έννοια της ικανοποίησης όλων των στόχων του κλιματισμού, όταν συνυπάρχει ο χειμερινός και ο θερινός κλιματισμός. Κατά κανόνα, όταν γίνεται αναφορά σε κλιματιστική εγκατάσταση κτιρίου, θα εννοείται κλιματισμός για όλες τις εποχές. Κεντρικές κλιματιστικές εγκαταστάσεις Κεντρικές κλιματιστικές εγκαταστάσεις είναι αυτές που προορίζονται για τον κλιματισμό ολόκληρου του κτιρίου στο οποίο τοποθετούνται και περιλαμβάνουν είτε ανεξάρτητα συστήματα θερινού και χειμερινού κλιματισμού, είτε ένα σύστημα με Αντλία Θερμότητας (Α/Θ) και για τις δύο εποχές. Οι εγκαταστάσεις κεντρικού κλιματισμού χρησιμοποιούν το νερό, σαν μέσο μεταφοράς θερμότητας μεταξύ του αέρα του κλιματιζόμενου χώρου και της κεντρικής μονάδας κλιματισμού. Η συναλλαγή θερμότητας μεταξύ του νερού της εγκατάστασης και του αέρα του χώρου πραγματοποιείται με τοπικά στοιχεία αέρα νερού (Fan Coils ή FCUs) ή με Κεντρικές Κλιματιστικές Μονάδες (ΚΚΜ), είτε με συνδυασμό αυτών των δύο. Σελίδα 30

66 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Εικόνα 31: Τυπική μονάδα Fan Coil δαπέδου Εικόνα 32: Κεντρική Κλιματιστική Μονάδα μικρού μεγέθους, οριζόντιας διάταξης Σελίδα 31

67 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Τοπικές κλιματιστικές μονάδες Περιγραφή Οι τοπικές κλιματιστικές μονάδες με στοιχεία νερού είναι περισσότερο γνωστές με την ονομασία «Fan Coil Units» ή «FCUs» (Μονάδες Ανεμιστήρα Στοιχείου). Κάθε μονάδα αυτού του τύπου χρησιμοποιείται κυρίως για τον κλιματισμό μικρών χώρων, ή χρησιμοποιούνται πολλές μαζί για τον κλιματισμό μεγαλύτερων χώρων. Τα FCUs είναι συσκευές, που χρησιμοποιούνται σε οικονομικές και λειτουργικές εγκαταστάσεις κλιματισμού, σε πληθώρα περιπτώσεων, όπου ο κλιματισμός μόνο με αέρα είναι κατασκευαστικά αδύνατος. Τέτοιες περιπτώσεις αφορούν συνήθως χώρους χαμηλού ύψους, χωρίς ή με μικρό ύψος ψευδοροφής, κτίρια με πολλούς μικρούς χώρους που λειτουργούν ανεξάρτητα και εγκαταστάσεις χαμηλού κόστους. Τα κλασικά FCUs έχουν καθιερωθεί στην αγορά με μία τυποποιημένη σειρά μεγεθών, βάσει της παροχής αέρα, σε CFM (1 L/s = 2,13 CFM). Τα μεγέθη αυτά είναι των 200, 300, 400, 600, 800, 1000 και 1200 CFM. Η τυποποίηση αυτή δε σημαίνει ότι η ονομαστική παροχή αέρα του FCU είναι αυτή που ορίζει η ονομασία του. Στην αγορά έχουν κυκλοφορήσει FCUs, που δεν ακολουθούν την παραπάνω τυποποίηση (π.χ. FC20, FC30) ή που δίνουν την παροχή του αέρα σε L/s. Τα Fan Coils κυκλοφορούν σε διάφορους τύπους και μπορεί να προορίζονται για εμφανή τοποθέτηση, οπότε έχουν εξωτερικό κάλυμμα, ή για κρυφή τοποθέτηση και δε φέρουν εξωτερικό κάλυμμα. Όπως διακρίνεται στην παρακάτω εικόνα, τα διάφοροι είδη FCUs που κυκλοφορούν είναι δαπέδου (κρυφά ή εμφανή), οροφής (κρυφά ή εμφανή), οροφής για σύνδεση με αεραγωγούς και κασέτες οροφής. Σελίδα 32

68 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Εικόνα 33: FCU τοποθετημένο μέσα σε ψευδοροφή, συνδεδεμένο με αεραγωγούς Τμήματα ενός Fan Coil Ένα τυπικό Fan Coil αποτελείται από: Κέλυφος στερεωμένο σε στιβαρό σκελετό. Στα εμφανή FCUs, το κέλυφος είναι κατασκευασμένο από χαλυβδοελάσματα και φέρει περσίδες διανομής αέρα. Εναλλάκτη θερμότητας αέρα νερού, κατασκευασμένο από χαλκοσωλήνες και πτερύγια αλουμινίου. Σε ειδικές περιπτώσεις το FCU μπορεί να εφοδιαστεί με δύο εναλλάκτες θερμότητας, ένα για την ψύξη και ένα για τη θέρμανση. Έναν ή περισσότερους φυγοκεντρικούς ανεμιστήρες με τον κινητήρα τους. Συνήθως σε κάθε Fan Coil υπάρχει ένας κινητήρας που περιστρέφει δύο αξονικούς ανεμιστήρες. Κατασκευάζονται επίσης και FCUs με εφαπτομενικούς Σελίδα 33

69 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς ανεμιστήρες, με σκοπό τη μείωση της εκλυόμενης στάθμης θορύβου σε χώρους, όπου αυτό απαιτείται. Λεκάνη συμπυκνωμάτων τοποθετημένη κάτω από τον εναλλάκτη, για τη συλλογή των συμπυκνωμάτων κατά τη λειτουργία της ψύξης. Η λεκάνη συμπυκνωμάτων φέρει υδραυλικό σύνδεσμο για την αποχέτευση των συμπυκνωμάτων μέσω σωλήνωσης. Φίλτρο καθαρισμού του αέρα, που τοποθετείται στην αναρρόφηση του FCU. Χειριστήριο με λειτουργίες έναρξης διακοπής λειτουργίας (On Off), ρύθμισης της θερμοκρασίας και ρύθμισης της ταχύτητας του ανεμιστήρα. Το χειριστήριο μπορεί να είναι ενσωματωμένο στο FCU, (όπως είναι συνήθως στα εμφανή δαπέδου) ή να είναι απομακρυσμένο, ενσύρματο ή ασύρματο χειριστήριο. Κεντρικές Κλιματιστικές Μονάδες (ΚΚΜ) Γενικά Η κεντρική κλιματιστική μονάδα είναι το τμήμα της κλιματιστικής εγκατάστασης, στο οποίο πραγματοποιούνται όλες σχεδόν οι επεξεργασίες του κλιματιζόμενου αέρα, δηλαδή: η κυκλοφορία του αέρα το φιλτράρισμα η ανάμιξη η ψύξη η θέρμανση η ύγρανση Σελίδα 34

70 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς η αφύγρανση. Οι κεντρικές κλιματιστικές μονάδες, που συχνά συναντώνται και με τη συντομογραφία AHU (από τα αρχικά του αντίστοιχου αγγλικού όρου Air Handling Units), αποτελούν μεγάλα συγκροτήματα. Τα συγκροτήματα αυτά, συνδέονται κατά κανόνα με ένα κεντρικό δίκτυο αεραγωγών, το οποίο διανέμει τον αέρα στους κλιματιζόμενους χώρους. Οι ΚΚΜ κατασκευάζονται από διάφορα τυποποιημένα τμήματα, που συναρμολογούνται κατάλληλα μεταξύ τους. Εικόνα 34: Μορφή Κεντρικής Κλιματιστικής Μονάδας Κέλυφος ΚΜΜ Όλη η μεταλλική κατασκευή, που είναι γνωστή σαν κέλυφος της κλιματιστικής μονάδας, κατασκευάζεται από υλικά ισχυρής μηχανικής αντοχής, ώστε να είναι δυνατή η στερέωση των τριβέων (ρουλεμάν) των ανεμιστήρων και η αποφυγή κραδασμών. Αποτελείται από ένα μεταλλικό σκελετό, που περιβάλλεται από πλευρικά καλύμματα. Τα καλύμματα αυτά μπορούν εύκολα να αφαιρεθούν προκειμένου να επιθεωρηθούν οι χώροι που περικλείουν. Σελίδα 35

71 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Οι μεταλλικές επιφάνειες που καλύπτουν το σκελετό των ΚΚΜ αποτελούνται από πάνελ, κατασκευασμένα από δύο λεπτά φύλλα λαμαρίνας, ενώ, ανάμεσά τους παρεμβάλλεται ισχυρό θερμομονωτικό υλικό. Η θερμομόνωση είναι απαραίτητη στις ΚΚΜ, επειδή τοποθετούνται σε μη κλιματιζόμενους χώρους, κυρίως εξωτερικούς χώρους και χωρίς θερμομόνωση θα εμφάνιζαν μεγάλες απώλειες θερμότητας. Τα πάνελ πρέπει να έχουν άριστη συναρμογή μεταξύ τους, προκειμένου να αποφευχθούν απώλειες κλιματισμένου αέρα. Εικόνα 35: Κεντρική Κλιματιστική Μονάδα μικρού μεγέθους, οριζόντιας διάταξης Σελίδα 36

72 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Τύποι ΚΚΜ Οι ΚΚΜ συναντώνται σε οριζόντια και κατακόρυφη διάταξη και αποτελούνται από τρία ή και περισσότερα ανεξάρτητα κομμάτια, τα οποία συναρμολογούνται στο χώρο, που θα τοποθετηθεί η μονάδα. Επίσης αναλόγως της θέσης του ανεμιστήρα, διακρίνονται σε μονάδες αναρρόφησης όταν ο ανεμιστήρας βρίσκεται στην έξοδο του αέρα (στο τέλος της μονάδας) και σε μονάδες κατάθλιψης, όταν ο ανεμιστήρας βρίσκεται στην είσοδο του αέρα (στην αρχή της μονάδας κλιματισμού). Εικόνα 36: Κεντρική Κλιματιστική Μονάδα μεγάλου μεγέθους οριζόντιας και κατακόρυφης διάταξης Στις Κεντρικές Κλιματιστικές Μονάδες συναντώνται τα ακόλουθα τμήματα, στα οποία είναι τοποθετημένα τα διάφορα εξαρτήματα επεξεργασίας του αέρα. Τα τμήματα αυτά είναι: το τμήμα των ανεμιστήρων το τμήμα της ύγρανσης το τμήμα των στοιχείων ψύξης και θέρμανσης (τμήμα εναλλακτών θερμότητας) Σελίδα 37

73 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς το τμήμα μίξης (νωπού αέρα και αέρα ανακυκλοφορίας), το τμήμα των φίλτρων του αέρα. Τμήμα ανεμιστήρων της ΚΚΜ Οι ανεμιστήρες που χρησιμοποιούνται στις ΚΚΜ είναι διάφορων τύπων (βλ. εικόνα). Η ταχύτητα του αέρα στην έξοδο αυτής είναι σχεδόν τριπλάσια από την ταχύτητα του αέρα στα ψυκτικά ή θερμαντικά στοιχεία. Υγραντήρες των ΚΚΜ Στο χώρο των υγραντήρων βρίσκονται τα εξαρτήματα, που προσθέτουν υγρασία στον κλιματιζόμενο αέρα, κατά τη λειτουργία της θέρμανσης. Τα είδη των υγραντήρων είναι πολλά. Τα πλέον χρησιμοποιούμενα όμως είναι οι υγραντήρες ψεκασμού νερού (Spray) Σελίδα 38

74 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς υπό μορφή λεπτών σταγονιδίων (νέφος νερού), οι υγραντήρες εκτόξευσης ατμού και οι υγραντήρες με λεκάνη, στην οποία ζεσταίνεται νερό με ηλεκτρική αντίσταση, για να διοχετευτεί κατόπιν στον κλιματιζόμενο αέρα. Η λειτουργία των υγραντήρων ελέγχεται από τον υγροστάτη χώρου μέσω, συνήθως, μιας ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας. Εικόνα 37: Υγραντήρες Κεντρικών Κλιματιστικών Μονάδων Τμήμα Εναλλακτών θερμότητας των ΚΚΜ Στο χώρο των στοιχείων ψύξης και θέρμανσης τοποθετούνται το στοιχείο ψύξης και το στοιχείο θέρμανσης της κλιματιστικής μονάδας. Σελίδα 39

75 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Το στοιχείο ψύξης είναι μεγαλύτερου πάχους από το στοιχείο θέρμανσης. Τα άκρα των στοιχείων βγαίνουν έξω από τα πλευρικά καλύμματα, ώστε να διευκολύνεται η σύνδεση και αποσύνδεση τους. Τα θερμαντικά στοιχεία μπορεί να είναι θερμού νερού ή ατμού, ενώ τα στοιχεία ψύξης είναι ψυχρού νερού. Τα στοιχεία κατασκευάζονται συνήθως από χαλκοσωλήνες και τα πτερύγια από φύλλα αλουμινίου. Εικόνα 38: Στοιχεία ψύξης και θέρμανσης ΚΚΜ Κάτω από τα στοιχεία και τον υγραντήρα τοποθετείται η λεκάνη περισυλλογής συμπυκνωμάτων ή άλλης προέλευσης σταγονιδίων, που μέσω ειδικής υποδοχής οδηγούνται στην αποχέτευση. Σελίδα 40

76 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Τμήμα μίξης των ΚΚΜ Τα κιβώτια μίξης χρησιμοποιούνται για την ανάμιξη του νωπού εξωτερικού αέρα με τον αέρα ανακυκλοφορίας. Το τμήμα μίξης, αποτελείται από ένα κιβώτιο με πτερύγια διαφραγμάτων (ντάμπερ) για νωπό αέρα και για αέρα ανακυκλοφορίας. Η ρύθμιση του ποσοστού του νωπού αέρα γίνεται είτε με χειροκίνητο μοχλό είτε αυτόματα με κινητήρα. Όσο ανοίγουν τα πτερύγια του νωπού αέρα, τόσο κλείνουν τα πτερύγια του αέρα ανακυκλοφορίας και αντίστροφα. Στο κιβώτιο μίξης μπορεί να είναι τοποθετημένα και τα φίλτρα του αέρα με συρταρωτό μηχανισμό, για να μπορούν να αφαιρούνται εύκολα και να καθαρίζονται. Τμήμα Φίλτρων των ΚΚΜ Το τμήμα των φίλτρων είναι το κιβώτιο της ΚΚΜ, που περιλαμβάνει τα φίλτρα καθαρισμού του αέρα. Τα φίλτρα του αέρα μπορούν να αφαιρέσουν από τον κλιματιζόμενο αέρα μόνο το 75 % έως 90 % των ξένων σωμάτων. Τα ξένα σώματα που περιλαμβάνονται στον αέρα του περιβάλλοντος μπορεί να είναι υγρά, στερεά ή αέρια. Το μέγεθός τους ποικίλει από 0,8 μm μέχρι και 0,12 mm. Σελίδα 41

77 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Τα χρησιμοποιούμενα στον κλιματισμό φίλτρα, διακρίνονται στα παρακάτω είδη: κολλώδη φίλτρα ξηρά φίλτρα ηλεκτρονικά φίλτρα Βοηθητικά τμήματα των ΚΚΜ Εκτός από τα παραπάνω βασικά τμήματα που συγκροτούν τις Κεντρικές Κλιματιστικές Μονάδες, σε αρκετές περιπτώσεις μπορούν να προστεθούν μερικά τμήματα ακόμη, με σκοπό είτε τη βελτίωση της λειτουργίας, είτε την οικονομικότερη λειτουργία του συστήματος. Σελίδα 42

78 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Ηχοπαγίδα Η ποιότητα του αέρα στο χώρο έχει σχέση και με τη στάθμη του θορύβου. Οι ανεμιστήρες προκαλούν ισχυρό θόρυβο και αυτός δεν θα πρέπει να μεταφέρεται στο χώρο. Για την απόσβεση του θορύβου χρησιμοποιούνται οι ηχοπαγίδες, όπως αυτή που διακρίνεται στην εικόνα. Οι ηχοπαγίδες αποτελούνται από διαχωριστικά (splitters), κατασκευασμένα από κατάλληλο υλικό απόσβεσης του θορύβου. Τοποθετούνται κατά τη διεύθυνση της ροής του αέρα. Οι ηλεκτρικές αντιστάσεις Οι ηλεκτρικές αντιστάσεις, όταν υπάρχουν, συνήθως χρησιμοποιούνται για την αναθέρμανση του αέρα το καλοκαίρι. Τοποθετούνται μακριά από τα σημεία που δημιουργείται υγρασία. Ένα συνηθισμένο σημείο τοποθέτησής τους είναι στην έξοδο του ανεμιστήρα που στέλνει τον αέρα στους χώρους. Εξοικονομητές (εναλλάκτες αέρα αέρα) Στις ΚΚΜ χρησιμοποιούνται συνήθως δύο βασικά είδη εξοικονομητών ενέργειας: ο πλακοειδής και ο περιστροφικός. Ο πλέον διαδεδομένος σε χρήση είναι ο πλακοειδής. Η εξοικονόμηση ενέργειας οφείλεται στη συναλλαγή θερμότητας μεταξύ του νωπού αέρα και του απορριπτόμενου αέρα. Η συναλλαγή αυτή πραγματοποιείται μεταξύ των πλακών του εναλλάκτη, που χωρίζουν το νωπό από τον απορριπτόμενο αέρα. Με τον τρόπο αυτό ο νωπός αέρας εισάγεται προκλιματισμένος στην ΚΚΜ και επιτυγχάνεται σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Σελίδα 43

79 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Οι περιστροφικοί εναλλάκτες χρησιμοποιούνται, όπως και οι πλακοειδής εναλλάκτες, για εξοικονόμηση ενέργειας. Η διαφορά είναι ότι στον περιστροφικό εναλλάκτη τα δύο ρεύματα αέρα οδεύουν παράλληλα και εναλλάσσουν θερμότητα μέσω μιας περιστρεφόμενης επιφάνειας συναλλαγής θερμότητας, η οποία επιτρέπει την ελεύθερη διέλευση του αέρα Δίκτυα διανομής αέρα Εισαγωγή Σε πολλές κεντρικές κλιματιστικές εγκαταστάσεις η μεταφορά θερμότητας από τον κλιματιζόμενο χώρο γίνεται με τη βοήθεια του αέρα. Τα δίκτυα διανομής του αέρα περιλαμβάνουν: τους αεραγωγούς τα διαφράγματα (ντάμπερ) τα στόμια τους ανεμιστήρες Σελίδα 44

80 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Αεραγωγοί Ο αέρας διερχόμενος από το στοιχείο ψύξης ή θέρμανσης της Κεντρικής Κλιματιστικής Μονάδας (ΚΚΜ), ψύχεται ή θερμαίνεται αντιστοίχως και στη συνέχεια οδηγείται μέσα από δίκτυο αεραγωγών στον κλιματιζόμενο χώρο. Δεύτερο δίκτυο αεραγωγών, ανεξάρτητο του πρώτου προορίζεται για την απαγωγή του αέρα από τον κλιματιζόμενο χώρο και την απόρριψή του στο περιβάλλον. Εικόνα 39: Τυπική διάταξη αεραγωγών προσαγωγής και απαγωγής αέρα Οι αεραγωγοί τόσο για την προσαγωγή του αέρα στο χώρο όσο και για την απαγωγή από αυτόν διακρίνονται: Σελίδα 45

81 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς 1. Ανάλογα με την ταχύτητα του αέρα που κυκλοφορεί μέσα τους: Χαμηλής ταχύτητας αέρα. Είναι συνηθισμένα δίκτυα και προορίζονται για κοινές εγκαταστάσεις κλιματισμού όπου η ταχύτητα του αέρα δεν υπερβαίνει τα 6-10 m/s. Για βιομηχανικές εγκαταστάσεις σε δίκτυα χαμηλής ταχύτητας, η ταχύτητα μπορεί να φθάσει τα m/s. Μέσης και υψηλής ταχύτητας. Η ταχύτητα είναι μεγαλύτερη των 12 m/s. Για βιομηχανικές εγκαταστάσεις σε δίκτυα υψηλής ταχύτητας, η ταχύτητα μπορεί να φθάσει τα 25 m/s. Συνήθως τα δίκτυα απαγωγής αέρα σχεδιάζονται να είναι χαμηλής ταχύτητας, ανεξάρτητα από την ταχύτητα των δικτύων προσαγωγής. Για συνηθισμένες εγκαταστάσεις κλιματισμού η ταχύτητα δεν υπερβαίνει τα 10 m/s και συνήθως βρίσκεται μεταξύ των 7-9 m/s, ενώ για βιομηχανικές εγκαταστάσεις σαν όριο ταχύτητας λαμβάνονται τα 12 m/s με συνηθισμένες τιμές τα 9-11 m/s. 2. Ανάλογα με την απαιτούμενη πίεση ανεμιστήρα, διακρίνονται σε: Χαμηλής πίεσης. Η ολική πίεση σ αυτά δεν υπερβαίνει τα 100 mm Στήλης Νερού. Μέσης πίεσης. Η ολική πίεση σ αυτά βρίσκεται μεταξύ mm Στήλης Νερού. Υψηλής πίεσης. Η ολική πίεση σ αυτά βρίσκεται μεταξύ mm Στήλης Νερού ή υπερβαίνει τα 300 mm (σε πολύ ειδικές περιπτώσεις). Ο διαθέσιμος χώρος για την τοποθέτηση του δικτύου αεραγωγών σε ένα κτίριο καθορίζει συνήθως τον τύπο του δικτύου, που θα χρησιμοποιηθεί. Σε κτίρια όπου απαιτείται οικονομία χώρου, ξενοδοχεία, κτίρια γραφείων, κατασκευάζονται δίκτυα μέσης ή υψηλής ταχύτητας με κυκλική συνήθως διατομή. Στις περιπτώσεις, που απαιτείται τοποθέτηση ψευδοροφής για την επικάλυψη των αεραγωγών προτιμώνται Σελίδα 46

82 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς αεραγωγοί διατομής ορθογωνίου παραλληλεπιπέδου ώστε κατά την τοποθέτησή τους να δίνουν τη μορφή δομικού στοιχείου. Εικόνα 40: Δίκτυο αεραγωγών κυκλικής διατομής σε βιομηχανική αποθήκη Στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις όπου η εμφάνιση είναι θέμα δευτερεύουσας σημασίας δίνεται προτεραιότητα στην οικονομικότερη λύση της κατασκευής από άποψη πάγιων και λειτουργικών εξόδων. Οικονομικότερη λύση δίνει συνήθως η κατασκευή δικτύων χαμηλής ταχύτητας με χρήση αεραγωγών κυκλικής διατομής, στους οποίους η κατασκευή και η συναρμολόγηση είναι ευκολότερη των αγωγών ορθογωνικής διατομής. Σελίδα 47

83 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Η κατασκευή δικτύων με χρήση αεραγωγών κυκλικής διατομής είναι οικονομικότεροι στην κατασκευή και παρουσιάζουν λιγότερες τριβές. Επίσης ο τετράγωνος αεραγωγός, δηλαδή αυτός που έχει λόγο πλευρών (1:1), παρουσιάζει μικρότερες τριβές (αφού όσο μικρότερος είναι ο λόγος πλευρών, τόσο μικρότερο είναι και το ύψος των τριβών) και θεωρείται ο πλέον οικονομικός από κάθε άλλης μορφής ορθογωνικό αεραγωγό. Ανεμιστήρες Εισαγωγή Οι ανεμιστήρες, ανάλογα με την κατασκευή τους και τον τρόπο που προσδίδουν ενέργεια στον αέρα, διακρίνονται στους εξής βασικούς τύπους: Φυγοκεντρικοί ανεμιστήρες Αξονικοί ανεμιστήρες Ελικοειδείς ανεμιστήρες Ανεμιστήρες μικτής ροής Κάθε ανεμιστήρας έχει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά σε ότι αφορά στη χαρακτηριστική πίεση παροχή λειτουργίας, στην απορροφούμενη ισχύ, στο βαθμό απόδοσης και στη στάθμη εκλυόμενου θορύβου κατά τη λειτουργία του. Δίκτυα διανομής νερού Τα δίκτυα κλιματισμού με νερό, επιτυγχάνουν την ψύξη και τη θέρμανση του αέρα του κλιματιζόμενου χώρου διανέμοντας στις τερματικές μονάδες ψυχρό ή θερμό νερό, που παρασκευάζεται στην κεντρική εγκατάσταση (ψυχροστάσιο θερμοστάσιο). Οι τερματικές μονάδες μπορεί να είναι είτε τοπικές μονάδες ανεμιστήρα στοιχείου (Fan Coils) είτε κεντρικές κλιματιστικές μονάδες (ΚΚΜ). Σελίδα 48

84 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Για την κυκλοφορία ψυχρού ή θερμού νερού χρησιμοποιούνται χαλυβδοσωλήνες ή χαλκοσωλήνες, οι οποίοι τελευταία τείνουν να αντικατασταθούν από πλαστικούς σωλήνες που έχουν κατακλύσει την αγορά, εφόσον η τεχνολογία κατασκευής πλαστικών σωλήνων έχει δημιουργήσει τις κατάλληλες πλέον ιδιότητες, με αποτέλεσμα να παρουσιάζουν πολύ καλή συμπεριφορά. Εικόνα 41: Τύποι υδραυλικών σωληνώσεων Δισωλήνιο δίκτυο διανομής νερού Το βασικότερο δίκτυο διανομής κλιματισμένου νερού, είναι το δισωλήνιο και περιλαμβάνει ένα σωλήνα προσαγωγής και ένα σωλήνα επιστροφής από τη μονάδα παραγωγής ψυχρού θερμού νερού προς τις τερματικές μονάδες (FCUs και ΚΚΜ). Το σύστημα αυτό παρέχει μόνο ψύξη ή μόνο θέρμανση σε όλες τις τερματικές μονάδες, γιατί το ψυχρό ή θερμό νερό κυκλοφορεί στους ίδιους σωλήνες. Στο σχήμα, παρουσιάζεται διάγραμμα δισωλήνιου συστήματος κλιματισμού, με χρήση Κεντρικών Κλιματιστικών Μονάδων (ΚΚΜ) και τοπικών κλιματιστικών μονάδων (FCUs) Σελίδα 49

85 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Σε πολλές περιπτώσεις κλιματισμού κατοικιών, χρησιμοποιείται δισωλήνιο δίκτυο με Fan Coils δαπέδου, όπου οι σωληνώσεις είναι στρωμένες στο δάπεδο του κτιρίου. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται εύκαμπτες σωλήνες (πλαστικές ή χάλκινες) με μόνωση τουλάχιστον 9mm, προκειμένου να αποφευχθούν απώλειες θερμότητας και δημιουργία συμπυκνωμάτων κατά τη λειτουργία της ψύξης. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας του κλιματιζόμενου χώρου γίνεται με τη ρύθμιση της παροχής του νερού μέσω τρίοδης βαλβίδας και θερμοστάτη χώρου. Όταν ο χώρος έχει ανάγκη κλιματισμού, ο θερμοστάτης επενεργεί στην τρίοδη που με τη σειρά της διοχετεύει νερό στην τερματική μονάδα. Όταν ο θερμοστάτης εντοπίσει ότι ο χώρος έχει αποκτήσει την επιθυμητή θερμοκρασία τότε επενεργεί στην τρίοδη που διακόπτει την παροχή νερού στην τερματική μονάδα. Ταυτόχρονα με τη ρύθμιση της τρίοδης, ελέγχεται και η λειτουργία του ανεμιστήρα της μονάδας. Σε μερικές εγκαταστάσεις παραβλέπεται η εγκατάσταση της τρίοδης και η ρύθμιση της θερμοκρασίας γίνεται με την επενέργεια του θερμοστάτη στον ανεμιστήρα της τερματικής μονάδας. Τρισωλήνιο δίκτυο διανομής νερού Το σύστημα αυτό είναι βελτίωση του βασικού δισωλήνιου συστήματος και χρησιμοποιείται μόνο στις τοπικές τερματικές μονάδες (FCUs). Το σύστημα αυτό εξασφαλίζει ταυτόχρονη διάθεση ψυχρού και θερμού νερού στα FCUs ή σε ομάδες FCUs και επιτυγχάνεται ανεξάρτητη λειτουργία ψύξης ή θέρμανσης σε κάθε FCU ή ομάδα FCUs. Σελίδα 50

86 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Στο σύστημα αυτό υπάρχουν ένας σωλήνας προσαγωγής ψυχρού νερού, ένας προσαγωγής θερμού νερού και ένας σωλήνας επιστροφής. Το τρισωλήνιο σύστημα προσφέρει ταυτόχρονη θέρμανση και ψύξη διαφορετικών χώρων με κοινό κεντρικό σύστημα κλιματισμού. Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται σε κτίρια μεγάλου μεγέθους, που εμφανίζουν έντονες διαφορές στα θερμικά και ψυκτικά φορτία, κυρίως λόγω διαφορετικού προσανατολισμού και χρήσης των χώρων του κτιρίου. Μειονέκτημα του τρισωλήνιου συστήματος είναι οι ενεργειακές απώλειες λόγω της ανάμειξης του ψυχρού με το θερμό νερό στο σωλήνα επιστροφής, όταν κάποιες μονάδες λειτουργούν στην ψύξη και ταυτόχρονα κάποιες άλλες λειτουργούν στη θέρμανση. Τετρασωλήνιο δίκτυο διανομής νερού Το σύστημα των τεσσάρων σωλήνων διαθέτει δύο τελείως ανεξάρτητα κυκλώματα κυκλοφορίας ψυχρού και θερμού νερού, εξαλείφοντας το μειονέκτημα της ανάμιξης των δύο ροών που παρουσιάζει το τρισωλήνιο σύστημα. Οι τοπικές τερματικές μονάδες (Fan Coils) στην περίπτωση αυτή, μπορεί να διαθέτουν δύο ανεξάρτητα στοιχεία, ένα θερμαντικό και ένα ψυκτικό. Στην περίπτωση FCU με δύο στοιχεία η ρύθμιση της θερμοκρασίας γίνεται με δύο δίοδες βαλβίδες, μία στο θερμό νερό και μία στο ψυχρό νερό. Όταν το FCU έχει κοινό στοιχείο, τότε παρέχεται ψυχρό ή θερμό νερό από μια τρίοδη βαλβίδα στην είσοδο του νερού, όπως και στο τρισωλήνιο σύστημα. Στην έξοδο του νερού πρέπει να συνδέεται Σελίδα 51

87 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς μια τρίοδη βαλβίδα δύο θέσεων που οδηγεί το νερό στον αντίστοιχο κλάδο επιστροφής ψυχρού ή θερμού νερού. Ο εξοπλισμός του χειμερινού κλιματισμού Εισαγωγή Το σύστημα θέρμανσης περιλαμβάνει τα ακόλουθα κύρια εξαρτήματα : Το λέβητα Τον καυστήρα Τον κυκλοφορητή Τα στοιχεία θέρμανσης της κλιματιστικής μονάδας (ΚΚΜ, FCUs) Την καπνοδόχο Το ασφαλιστικό σύστημα Τη δεξαμενή πετρελαίου Τις σωληνώσεις νερού ή ατμού Το ηλεκτρικό σύστημα αυτοματισμού Σελίδα 52

88 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Εικόνα 42: Σχηματική διάταξη χειμερινού κλιματισμού Ο εξοπλισμός του θερινού κλιματισμού Εισαγωγή Ο εξοπλισμός του θερινού κλιματισμού αποτελείται από μία μεγάλη ποικιλία μηχανημάτων τα κυριότερα από τα οποία είναι: Ο ψύκτης νερού (Chiller ) Τα στοιχεία ψύξης της κλιματιστικής μονάδας (ΚΚΜ, FCUs) Το σύστημα ψύξης του συμπυκνωτή Το δίκτυο σωληνώσεων Το δίκτυο αεραγωγών Οι αντλίες (κυκλοφορητές νερού) Σελίδα 53

89 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Το σύστημα αυτοματισμού Εικόνα 43: Σχηματική διάταξη θερινού κλιματισμού Σελίδα 54

90 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Αντλίες θερμότητας Εισαγωγή Οι αντλίες θερμότητας, που χρησιμοποιούνται στις εγκαταστάσεις κεντρικού κλιματισμού, είναι μονάδες που παρέχουν θερμό ή ψυχρό νερό για τον κλιματισμό των χώρων και φέρουν τετράοδη βαλβίδα στο κύκλωμα του ψυκτικού μέσου για την αναστροφή του κύκλου λειτουργία τους. Οι αντλίες θερμότητας των κεντρικών κλιματιστικών εγκαταστάσεων κατατάσσονται ανάλογα με το μέσο από όπου αντλείται και το μέσο όπου αποβάλλεται η θερμότητα σε: Αέρα-Νερού (Α - Ν) Νερού-Νερού (Ν - Ν) Εδάφους-Νερού (Ε - Ν) Αντλίες θερμότητας αέρα νερού Είναι μονάδες, που φέρουν υδρόψυκτο εναλλάκτη θερμότητας για το εσωτερικό δίκτυο κλιματισμένου νερού και αερόψυκτο εναλλάκτη για τη συναλλαγή θερμότητας με το εξωτερικό περιβάλλον. Σελίδα 55

91 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Εικόνα 44: Αντλίες θερμότητας αέρα νερού Οι αντλίες θερμότητας αέρα νερού, όπως και οι ψύκτες με αερόψυκτους συμπυκνωτές, εμφανίζουν χαμηλή απόδοση (COP~2.6) και κατά συνέπεια καταναλώνουν μεγάλα ποσά ηλεκτρικής ενέργειας. Αντλίες θερμότητας νερού νερού Είναι μονάδες, που φέρουν υδρόψυκτο εναλλάκτη θερμότητας για το εσωτερικό δίκτυο κλιματισμένου νερού και υδρόψυκτο εναλλάκτη για τη συναλλαγή θερμότητας με εξωτερικό υδάτινο περιβάλλον. Σελίδα 56

92 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Εικόνα 45: Αντλία θερμότητας νερού νερού Σαν εξωτερικό υδάτινο περιβάλλον είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί νερό γεώτρησης, λίμνης, ποταμού ή ακόμα και θάλασσας (εφαρμόζεται κατά κόρο στα παραθαλάσσιο ξενοδοχεία). Στην τελευταία περίπτωση πρέπει να μελετηθεί με ιδιαίτερη προσοχή ο τρόπος της υδροληψίας, γιατί αφενός μεν οι θαλάσσιοι οργανισμοί κλείνουν συχνά τις εισόδους των σωλήνων, αφ ετέρου δε η αναρρόφηση της άμμου μαζί με το νερό, προκαλεί προβλήματα φθοράς στις αντλίες και στους εναλλάκτες του συστήματος. Σελίδα 57

93 Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Εικόνα 46: Εγκατάσταση αντλίας θερμότητας με χρήση γεώτρησης Μία μέθοδος χρήσης της θαλάσσιας θερμότητας για αποφυγή των προβλημάτων από το βαρύ θαλάσσιο νερό είναι η χρησιμοποίηση ενδιάμεσου κλειστού κυκλώματος νερού σε θαλάσσιο εναλλάκτη θερμότητας. Ο εναλλάκτης αυτός μπορεί να είναι πλαστικός σωλήνας ο οποίος τοποθετείται εντός της θάλασσας και εναλλάσσει θερμότητα με το θαλάσσιο νερό. Μεγάλο πλεονέκτημα των αντλιών θερμότητας αυτών είναι η πολύ μικρή κατανάλωση ρεύματος που απαιτούν για τη λειτουργία τους, αφού ο COP κυμαίνεται σε τιμές από 4 έως 5,5. Απαιτούν δηλαδή, 1kWh ηλεκτρικής ενέργειας για να αποδώσουν 4 με 5,5 kwh θερμικές ή ψυκτικές. Σελίδα 58

94 Αντλίες θερμότητας νερού εδάφους (γεωθερμαντλίες) Κ ε ν τ ρ ι κ ό ς κ λ ι μ α τ ι σ μ ό ς Είναι αντλίες θερμότητας νερού νερού, με τη διαφορά ότι χρησιμοποιείται το υπέδαφος για τη συναλλαγή θερμότητας με το εξωτερικό περιβάλλον. Η συναλλαγή θερμότητας με το έδαφος πραγματοποιείται είτε με δίκτυο σωληνώσεων στρωμένων στο έδαφος, είτε με σωληνώσεις σε γεωτρήσεις ξηρού εδάφους. Εικόνα 47: Εγκατάσταση αντλίας θερμότητας νερού εδάφους Το γήινο περιβάλλον αποτελεί έναν μόνιμο χώρο άντλησης ή απόρριψης θερμικής ενέργειας με σταθερή θερμοκρασιακή στάθμη που για την περιοχή της Αττικής είναι περίπου 18-22ºC. Η θερμοκρασιακή στάθμη αυτή οδηγεί σε τιμές COP τάξης μεγέθους Σελίδα 59