ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΥΓΚΡΙΣΗ & ΕΠΙΛΟΓΗ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ ΣΥΓΚΡΙΣΗ & ΕΠΙΛΟΓΗ Η επιλογή και η τελική διαμόρφωση ενός συστήματος κλιματισμού είναι αποτέλεσμα πολλών παραγόντων. Ο ρόλος του μελετητή μηχανικού είναι να επιλέξει το κατάλληλο σύστημα στο κτίριο, ώστε να εκπληρώνονται οι λειτουργικές και αισθητικές απαιτήσεις και να εξασφαλίζεται η οικονομικότητα της εγκατάστασης. Άρθρο των ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ Τ. ΠΑΠΑΚΩΣΤΑ, δρ. μηχανολόγου μηχ., επ. καθηγητή Α.Π.Θ., ΑΠΟΣΤΟΛΟΥ Κ. ΜΙΧΟΠΟΥΛΟΥ, δρ. μηχανολόγου μηχ. Α.Π.Θ., M. Eng, M. Sc. www.ktirio.gr 69

1 Τα συστήματα μεταβλητής παροχής αέρα εξασφαλίζουν χαμηλό επίπεδο θορύβου και υψηλό επίπεδο θερμικής άνεσης. 2 Το σύστημα μονού αγωγού σταθερής παροχής είναι το πλέον ενδεδειγμένο για αίθουσες συναυλιών και πολλαπλών χρήσεων. 1 2 Τα συστήματα κλιματισμού εγκαθίστανται για να διατηρούν σε όλη τη διάρκεια του έτους τη θερμική άνεση και την υγεία των ανθρώπων μέσα στους χώρους διαβίωσης και εργασίας. Οι συνθήκες θερμικής άνεσης εξαρτώνται κυρίως από τη θερμοκρασία, την υγρασία και την κίνηση του αέρα των χώρων, ενώ η υγεία των ανθρώπων προστατεύεται και από την καθαρότητα του αέρα. Οι λειτουργίες των συστημάτων κλιματισμού είναι ποικίλες: Η εναλλαγή του αέρα των χώρων, ώστε να ε- πιτυγχάνεται η αραίωση των ρύπων που αποβάλλουν οι άνθρωποι, οι εγκαταστάσεις, τα δομικά υλικά, τα έπιπλα και ο εξοπλισμός των κτιρίων. Ο έλεγχος και η ρύθμιση της θερμοκρα- σίας και της υγρασίας σε χώρους άνεσης ή σε χώρους στους οποίους απαιτείται ειδικό περιβάλλον για κάποια χημική ή βιολογική διεργασία (π.χ. εργαστήρια, καθαροί χώροι), για κάποια ειδική κατεργασία ή επεξεργασία (π.χ. βιομηχανία τροφίμων, υφαντουργία, ηλεκτρονικό υλικό κτλ.), για ειδικές επεμβάσεις (π.χ. χειρουργεία) και για την προστασία αντικειμένων από την απαξίωση (π.χ. μουσεία, βιβλιοθήκες, αρχεία). Ο έλεγχος της κίνησης του αέρα αλλά και η ομοιόμορφη κατανομή του μέσα στους κλιματιζόμενους χώρους. Η διατήρηση διαφορών πίεσης ανάμεσα σε χώρους, με σκοπό την αποφυγή μετάδοσης ρύπων και οσμών (σε ειδικές περιπτώσεις όπως σε καθαρούς χώρους, νοσοκομεία, εργαστήρια). Οι απαραίτητες συνθήκες θερμοκρασίας και υ- γρασίας εξασφαλίζονται με διάφορες διεργασίες, όπως η θέρμανση, η ψύξη, η ύγρανση και η αφύγρανση του αέρα. Ο έλεγχος της κίνησης του αέρα επιτυγχάνεται με τη σωστή επιλογή και τοποθέτηση των στομίων προσαγωγής και επιστροφής αέρα. Η καθαρότητα του αέρα εξασφαλίζεται με την ανανέωση σε συνδυασμό με τον καθαρισμό του με φίλτρα, ενώ ο έλεγχος των διαφορών πίεσης ανάμεσα στους κλιματιζόμενους χώρους επιτυγχάνεται με την κατάλληλη ρύθμιση των παροχών αέρα προσαγωγής και επιστροφής. Κατάταξη και περιγραφή των συστημάτων κλιματισμού Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός συστημάτων κλιματισμού σε σχέση με τον τρόπο λειτουργίας 70 ΤΕΥΧΟΣ 5/2014

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΥ Χαρακτηριστικά λειτουργίας Απαιτήσεις χώρου Τύπος συστήματος Ρύθμιση θερμοκρασίας Ρύθμιση υγρασίας Καθαρισμός αέρα (φιλτράρισμα) Επίπεδο θορύβου στους χώρους Ενεργειακή απόδοση Διανομή αέρα Κόστος επένδυσης Συντήρηση Κεντρική εγκατάσταση Τερματικές μονάδες στους χώρους Ψευδοροφή Μόνο αέρα, σταθερής παροχής, μιας ζώνης Πολύ καλή Καλή Καλός Χαμηλό έως καλή Πολύ καλή Υψηλό Κεντρική Υψηλή Καθόλου Υψηλή Μόνο αέρα, σταθερής παροχής, με αναθέρμανση Πολύ καλή Πολύ καλή Πολύ καλός έως εξαιρετικός Χαμηλό Πολύ καλή Υψηλό Υψηλή Καθόλου Υψηλή Μόνο αέρα, μεταβλητής παροχής Πολύ καλή Καλή Καλός Χαμηλό Πολύ καλή Πολύ καλή Υψηλό Υψηλή Καθόλου Υψηλή Μόνο νερού (fan-coils) Καλή 1 Μέτριος Μέτριο έως υψηλό Καλή Καλή Μέτριο ή καθόλου 2 Αέρα - νερού Πολύ καλή έως καλή Καλός Μέτριο έως υψηλό Καλή Καλή Υψηλό έως υψηλή Chilled beams με πρωτεύοντα αέρα Καλή Ελλιπής Μέτριος Χαμηλό Πολύ καλή Καλή Μέτριο έως υψηλή Καθόλου Υψηλή Τοπικές αντλίες θερμότητας διαιρούμενου τύπου Καλή Καλή 1 Ελλιπής Μέτριο έως υψηλό Καλή έως καλή Χαμηλό Τοπική Καθόλου ή καθόλου 2 Αυτόνομες κλιματιστικές συσκευές (roof top) Καλή Καλή 1 Καλός Μέτριο Καλή Καλή Χαμηλό Κεντρική Καθόλου Συστήματα ψυκτικού ρευστού - αέρα (VRV, VRF) Πολύ καλή 1 Ελλιπής Μέτριο Καλή Καλή Μέτριο ή χαμηλή 2 1. Ρύθμιση γίνεται μόνο κατά τη θερινή περίοδο 2. Ανάλογα με την τοποθέτηση (στο χώρο ή στην ψευδοροφή) τους, τις συσκευές από τις οποίες αποτελούνται και τα συστήματα ελέγχου. Η επιλογή και η τελική διαμόρφωση ενός συστήματος είναι αποτέλεσμα πολλών παραγόντων όπως της χρήσης του κτιρίου, της μορφής του, του κλίματος της περιοχής, του κόστους επένδυσης και λειτουργίας καθώς και ορισμένων αισθητικών απαιτήσεων. Ο ρόλος του μελετητή μηχανικού είναι να επιλέξει το κατάλληλο σύστημα κλιματισμού στο κτίριο, ώστε να εκπληρώνονται οι λειτουργικές και αισθητικές απαιτήσεις και να εξασφαλίζεται η οικονομικότητα της εγκατάστασης. Το λειτουργικό κόστος, ιδιαίτερα, είναι σημαντικός παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη στη διαδικασία επιλογής, επειδή οι συνολικές ενεργειακές απαιτήσεις των εγκαταστάσεων κλιματισμού είναι μεγαλύτερες από αυτές των κλασικών συστημάτων θέρμανσης, λόγω της επιπλέον κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας από τις ψυκτικές μονάδες και τους ανεμιστήρες και λόγω των απαιτήσεων για αφύγρανση ή ύγρανση του αέρα. Με κριτήριο το φορέα μεταφοράς της απαιτούμενης ενέργειας για την επίτευξη των συνθηκών του αέρα στους κλιματιζόμενους χώρους, τα συστήματα κατατάσσονται γενικώς σε τέσσερις κατηγορίες: α. συστήματα κλιματισμού μόνο με αέρα, β. συστήματα κλιματισμού μόνο με νερό, γ. συστήματα κλιματισμού αέρα - νερού, δ. συστήματα απευθείας εκτόνωσης. Οι τρεις πρώτες κατηγορίες χαρακτηρίζονται ως κεντρικά συστήματα κλιματισμού, στα οποία η τοποθέτηση των συσκευών παραγωγής ενέργειας γίνεται κεντρικά στο κτίριο. Η τελευταία κατηγορία, που είναι τα συστήματα απευθείας εκτόνωσης, περιλαμβάνει τόσο κεντρικά, όσο και τοπικά συστήματα. Συστήματα κλιματισμού μόνο αέρα Αυτά τα συστήματα μεταφέρουν στους κλιματιζόμενους χώρους τον επεξεργασμένο αέρα του κλιματισμού μέσω ενός δικτύου αεραγωγών. Διακρίνονται σε συστήματα σταθερής παροχής και μεταβαλλόμενης παροχής. Το απλούστερο σύστημα είναι το σύστημα μονού αγωγού - σταθερής παροχής, στο οποίο η θερμοκρασία και η υγρασία του αέρα προσαγωγής είναι ίδια σε όλο το δίκτυο. Μπορεί να ε- ξυπηρετήσει μόνο μία θερμική ζώνη και η περίπτωση του μερικού φορτίου αντιμετωπίζεται με www.ktirio.gr 71

1 Η τοποθέτηση αυτόνομων κλιματιστικών συσκευών επί οροφής σε καταστήματα και υπεραγορές εξασφαλίζει καθαρότητα του αέρα, καλή ενεργειακή απόδοση και δεσμεύει ελάχιστο χώρο. 2 Η χρήση πολυδιαιρούμενων αντλιών θερμότητας προτιμάται στα κτίρια κατοικίας. 3 Σε χώρους μικρής επιφάνειας η χρήση διαιρούμενης αντλίας θερμότητας εξασφαλίζει χαμηλό κόστος εγκατάστασης και ικανοποιητική απόδοση. 4 Σε κτίρια γραφείων με χαμηλά λανθάνοντα φορτία μπορεί να χρησιμοποιηθεί το σύστημα "ψυχρών δοκών" (chilled beams). 1 τη μεταβολή της θερμοκρασίας προσαγωγής του αέρα στα θερμικά και ψυκτικά στοιχεία της ς κλιματιστικής μονάδας. Στα ψυκτικά στοιχεία γίνεται και η ρύθμιση της υγρασίας κατά τη θερινή περίοδο, ενώ κατά την περίοδο θέρμανσης η υγρασία ρυθμίζεται με την προσθήκη υγραντήρα στην κλιματιστική μονάδα. Αυτό το σύστημα είναι κατάλληλο για αίθουσες συγκεντρώσεων, θέατρα, αμφιθέατρα, κινηματογράφους, κέντρα διασκέδασης, βιβλιοθήκες, υπεραγορές και γενικά για μεγάλους ενιαίους χώρους με ομοιομορφία φορτίου, η οποία μπορεί να αντιμετωπισθεί κεντρικά από την κλιματιστική μονάδα. Σε πολλές περιπτώσεις αυτά τα κτίρια περιλαμβάνουν και άλλες θερμικές ζώνες με διαφορετική συμπεριφορά φορτίου. Τότε το σύστημα μπορεί να αποκεντρωθεί, δηλαδή να τοποθετηθούν περισσότερες της μιας ς κλιματιστικής μονάδας, μία για κάθε ζώνη, με κοινή τροφοδοσία από τις κεντρικές συσκευές παραγωγής ενέργειας (ψυκτική μονάδα, λέβητας, αντλία θερμότητας). Μία παραλλαγή του προηγούμενου συστήματος είναι το σύστημα μονού αγωγού - σταθερής παροχής με αναθέρμανση. Σ' αυτό το σύστημα η παροχή του κλιματισμένου αέρα προσαγωγής είναι σταθερή, αλλά εφαρμόζεται αναθέρμανση τοπικά είτε στον αγωγό προσαγωγής κάθε θερμικής ζώνης είτε στην τερματική συσκευή διανομής του αέρα. Η προσθήκη θερμότητας γίνεται σε θερμικά στοιχεία νερού ή με ηλεκτρικές αντιστάσεις. Το σύστημα έχει τη δυνατότητα ρύθμισης των συνθηκών θερμοκρασίας και υγρασίας της κάθε θερμικής ζώνης με ακρίβεια, αλλά έχει μεγαλύτερο λειτουργικό κόστος, διότι θερμαίνεται αέρας ο οποίος ήδη έχει ψυχθεί. Η πλέον συνηθισμένη χρήση αυτού του συστήματος είναι σε χώρους χειρουργείου. Σε συστήματα με μεγάλη έκταση, όταν η ακριβής ρύθμιση της υγρασίας ανά θερμική ζώνη το καλοκαίρι είναι αναγκαία και επιτακτική, προτιμάται η λύση του αποκεντρωμένου συστήματος μονού αγωγού - σταθερής παροχής. Σε κτίρια με πολλούς χώρους, οι οποίοι παρουσιάζουν ανομοιομορφία στην κατανομή φορτίου και δεν έχουν μεγάλες απαιτήσεις σε εξωτερικό αέρα, είναι καταλληλότερα τα συστήματα μεταβλητής παροχής αέρα. Το χαρακτηριστικό αυτών των συστημάτων είναι ότι προσάγουν τον αέρα με σταθερή θερμοκρασία και η διακύμανση του φορτίου αντιμετωπίζεται με τη μεταβολή της παροχής του αέρα σε κάθε χώρο / θερμική ζώνη. Η μεταβολή της παροχής ελέγχεται από ένα θερμοστάτη σε κάθε χώρο και επιτυγχάνεται με κατάλληλες τερματικές συσκευές ρύθμισης της παροχής και ειδικά στόμια διανομής του αέρα. Το α- πλούστερο σύστημα μεταβλητής παροχής αέρα είναι ένα σύστημα μονού αγωγού και χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις κατά τις οποίες όλες οι θερμικές ζώνες απαιτούν μόνο ψύξη ή μόνο θέρμανση. Παραλλαγές του συστήματος, ό- πως το σύστημα διπλού αγωγού ή το σύστημα με αναθέρμανση, αντιμετωπίζουν τις απαιτήσεις για θέρμανση και ψύξη συγχρόνως σε διαφορετικούς χώρους. Μια άλλη παραλλαγή, το σύστημα με τερματικές μονάδες με ενσωματωμένο ανεμιστήρα, εγκαθίσταται όταν υπάρχει κίνδυνος στασιμότητας του αέρα (άπνοιας) σε συνθήκες μερικού ή μηδενικού φορτίου, οπότε η παροχή του αέρα ελαττώνεται σημαντικά. Τα συστήματα μεταβλητής παροχής είναι κατάλληλα για κτίρια γραφείων, αίθουσες ασθενών νοσοκομείων ή κλινικών, δωμάτια γηροκομείων και γενικώς για κτίρια με πολλούς χώρους, με ανομοιομορφία φορτίων και χωρίς ιδιαίτερα μεγάλες παροχές εξωτερικού αέρα. Συστήματα κλιματισμού μόνο νερού Σ' αυτά τα συστήματα, σε κάθε κλιματιζόμενο χώρο τοποθετούνται τερματικές συσκευές, στις οποίες κυκλοφορεί θερμό ή ψυχρό νερό. Οι συσκευές περιλαμβάνουν θερμαντικό / ψυκτικό στοιχείο και φίλτρα. Η εξαναγκασμένη κυκλοφορία του αέρα των χώρων γίνεται με ανεμιστήρα ή με επαγωγή. Ο αέρας κατά τη θερινή λειτουργία ψύχεται και αφυγραίνεται, ενώ κατά τη χειμερινή απλά θερμαίνεται, χωρίς να υπάρχει δυνατότητα ύγρανσης. 72 ΤΕΥΧΟΣ 5/2014

2 3 4 Η παρασκευή ψυχρού / θερμού νερού γίνεται α- πό ψυκτική μονάδα και λέβητα θερμού νερού ή από αντλία θερμότητας. Η θερμοκρασία προσαγωγής του νερού στην ψύξη είναι συνήθως 7ºC, αρκετά χαμηλή, για να είναι δυνατή και η α- φύγρανση του αέρα. Η θερμοκρασία προσαγωγής στη θέρμανση μπορεί να είναι από 40ºC έ- ως 80ºC. Η ανανέωση του αέρα των χώρων γίνεται από τα παράθυρα ή από τοπικούς εξαεριστήρες ή με εισαγωγή νωπού αέρα μέσω των τερματικών συσκευών από ανοίγματα στους ε- ξωτερικούς τοίχους, εφόσον αυτές είναι τοποθετημένες στην περίμετρο του κτιρίου. Κεντρικά κλιματισμένος αέρας δεν παρέχεται στους χώρους του κτιρίου και ο αερισμός είναι ελλιπής. Το πιο συνηθισμένο σύστημα κλιματισμού μόνο με αέρα είναι αυτό που έχει ως τερματικές μονάδες τοπικές συσκευές ανεμιστήρα - στοιχείου, γνωστές και ως fan-coils. Το βασικό σύστημα είναι δισωλήνιο, με ένα δίκτυο σωληνώσεων προσαγωγής νερού και ένα επιστροφής, το οποίο παρέχει μόνο ψύξη ή μόνο θέρμανση σε όλους τους κλιματιζόμενους χώρους. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας κάθε χώρου γίνεται με τη ρύθμιση της παροχής του νερού στη συσκευή μέσω θερμοστάτη χώρου και τρίοδης ή δίοδης βαλβίδας. Όταν δεν υπάρχει τρίοδη ή δίοδη βαλβίδα, η ρύθμιση της θερμοκρασίας γίνεται από τον α- νεμιστήρα, συνήθως τριών ταχυτήτων, ο οποίος αυξομειώνει την παροχή του αέρα στο στοιχείο. Ταυτόχρονη διάθεση ψυχρού και θερμού νερού, ώστε να επιτυγχάνεται συγχρόνως ψύξη και θέρμανση ανάλογα με το φορτίο, γίνεται μόνο α- πό τετρασωλήνια συστήματα. Τα συστήματα κλιματισμού μόνο με νερό έχουν χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης και λειτουργίας σε σχέση με τα συστήματα μόνο με αέρα και απαιτούν ελάχιστο χώρο για την κυκλοφορία του μέσου μεταφοράς ενέργειας (νερού αντί του αέρα, σωληνώσεων αντί των αεραγωγών). Εγκαθίστανται συνήθως σε κτίρια στα οποία επιδιώκεται μικρό κόστος κατασκευής και αυτονομία σε κάθε χρήστη, όπως π.χ. σε τουριστικές μονάδες. Άλλες συνηθισμένες εφαρμογές είναι σε κτίρια γραφείων αλλά και σε αυτόνομες κατοικίες, όταν υπάρχει απαίτηση για θέρμανση και ψύξη. Γενικώς εγκαθίστανται σε χώρους, στους οποίους τα λανθάνοντα φορτία είναι χαμηλά και οι απαιτήσεις σε νωπό αέρα μικρές. Λόγω της αδυναμίας τους να καλύψουν υψηλά λανθάνοντα φορτία (παραγωγή υγρασίας) και να προσάγουν εξωτερικό αέρα δεν ενδείκνυνται για χώρους με μεγάλη συνάθροιση ατόμων και απαίτηση για ακριβή ρύθμιση της υγρασίας. Ενδείκνυνται ιδιαίτερα για συστήματα με αντλίες θερμότητας (αέρα - νερού ή γεωθερμικές), διότι μπορούν να λειτουργήσουν στη θέρμανση με χαμηλές θερμοκρασίες προσαγωγής του νερού, ακόμη και στους 35ºC - 40ºC, όταν ο βαθμός απόδοσης των αντλιών θερμότητας είναι ιδιαίτερα υψηλός. Συστήματα κλιματισμού αέρα - νερού Σ' αυτά τα συστήματα, σε κάθε κλιματιζόμενο χώρο παρέχεται ταυτόχρονα νερό (θερμό ή ψυχρό) και επεξεργασμένος αέρας. Το νερό παρασκευάζεται στις κεντρικές μονάδες παραγωγής ενέργειας (ψυκτική μονάδα, λέβητας ή αντλία θερμότητας), ενώ η επεξεργασία του αέρα γίνεται σε μία ή περισσότερες κεντρικές κλιματιστικές μονάδες. Το νερό διοχετεύεται τόσο στις τερματικές μονάδες τύπου ανεμιστήρα - στοιχείου, οι οποίες καλύπτουν τα φορτία των χώρων, όσο και στις κεντρικές κλιματιστικές μονάδες, οι οποίες προκλιματίζουν τον αέρα του αερισμού. Ο προκλιματισμένος αέρας παρέχεται στους χώρους είτε ανεξάρτητα μέσω δικτύου αεραγωγών από στόμια προσαγωγής αέρα είτε μέσα α- πό τις τερματικές συσκευές, στις οποίες αναμειγνύεται με τον ανακυκλοφορούντα αέρα των χώρων. Το κύκλωμα διανομής νερού στις τερματικές μονάδες είναι το ίδιο όπως και στα συστήματα μόνο με νερό, δηλαδή 2 ή 4 σωλήνων. Οι εφαρμογές αυτών των συστημάτων δεν διαφέρουν από αυτές των συστημάτων μόνο με α- έρα, επιλύεται όμως το πρόβλημα της ανανέωσης του αέρα των χώρων με ελεγχόμενο τρόπο. Μ' αυτόν τον τρόπο βελτιώνεται η ποιότητα του αέρα και μπορεί να γίνει και ένας καλύτερος έλεγχος της υγρασίας. Μια ιδιαίτερη κατηγορία των συστημάτων με νερό είναι τα συστήματα "ψυχρών δοκών" www.ktirio.gr 73

Τα συστήματα μεταβλητής παροχής αέρα εξασφαλίζουν πολύ καλή ρύθμιση της θερμοκρασίας και της ποσότητας του αέρα και χαμηλή ενεργειακή κατανάλωση. (chilled beams). Ένα τέτοιο σύστημα αποτελείται από δύο εναλλάκτες θερμότητας (στοιχεία) μέσα σε ένα μεταλλικό πλαίσιο, το οποίο αναρτάται από την οροφή. Ο νωπός αέρας του αερισμού εισέρχεται στο μεταλλικό πλαίσιο μέσω ακροφυσίων, δημιουργείται υποπίεση και μ' αυτόν τον τρόπο αναρροφάται ο α- έρας του χώρου και διέρχεται από τους εναλλάκτες. Το μείγμα των δύο ποσοτήτων αέρα, του αέρα του χώρου και του αερισμού, τροφοδοτείται στο χώρο μέσω γραμμικών στομίων, που είναι τοποθετημένα στη βάση του μεταλλικού πλαισίου. Το ψυχρό νερό που κυκλοφορεί στους σωλήνες των εναλλακτών έχει θερμοκρασία κατά 1,7ºC έως 2,2ºC μεγαλύτερη από το σημείο δρόσου του αέρα του χώρου, δηλαδή ίση ή μεγαλύτερη από τους 17ºC. Αυτό το σύστημα παραλαμβάνει μόνο αισθητό ψυκτικό φορτίο και όχι λανθάνον. Μ' αυτόν τον τρόπο αποφεύγονται τα συμπυκνώματα, αλλά η ρύθμιση της υγρασίας στο χώρο δεν γίνεται με ακρίβεια, ιδιαίτερα σε χώρους με μεγάλη πυκνότητα ατόμων. Η υγρασία ρυθμίζεται σε ένα βαθμό από τον αέρα του αερισμού, ο οποίος προσάγεται κοντά στη θερμοκρασία των χώρων, δηλαδή περίπου στους 24ºC 25ºC. Το σύστημα "ψυχρών δοκών" χρησιμοποιείται συνήθως μόνο για ψύξη και τα θερμικά φορτία καλύπτονται με ένα κλασικό σύστημα θέρμανσης. Το πλεονέκτημά του είναι ότι η ψυκτική μονάδα / αντλία θερμότητας που παράγει το ψυχρό νερό λειτουργεί με υψηλούς βαθμούς απόδοσης λόγω της υψηλής θερμοκρασίας του νερού και έτσι υπάρχει σημαντική ε- ξοικονόμηση ενέργειας. Η πιο κλασική εφαρμογή του είναι σε κτίρια γραφείων. Συστήματα κλιματισμού απευθείας εκτόνωσης Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούν ψυκτικό μέσο για την ψύξη ή τη θέρμανση του αέρα των κλιματιζόμενων χώρων. Τα πλέον διαδεδομένα από αυτά τα συστήματα είναι τα εξής: Κλιματιστικά δωματίου και μικρών χώρων Είναι αυτόνομες κλιματιστικές μονάδες, οι ο- ποίες παρέχουν μόνο ψύξη ή είναι αντλίες θερμότητας. Ψύχουν ή θερμαίνουν τον αέρα με στοιχεία απευθείας εκτόνωσης του ψυκτικού μέσου και διακρίνονται σε μονάδες του ε- νός τεμαχίου και σε διμερείς μονάδες. Στην ε- σωτερική συσκευή κυκλοφορεί ο αέρας του χώρου χωρίς ανάμειξη ή λήψη νωπού αέρα. Κατά την ψύξη επιτυγχάνεται συγχρόνως και αφύγρανση του αέρα. Δεν παρέχουν δυνατότητα ύγρανσης του αέρα. Εκτός από τις αυτόνομες και τις διμερείς μονάδες κατασκευάζονται και συστήματα με μία εξωτερική μονάδα και πολλές εσωτερικές (πολυδιαιρούμενα συστήματα). Έτσι, σε μία κατοικία μπορεί να υπάρχει μία εσωτερική μονάδα για κάθε δωμάτιο και μία μεγάλη εξωτερική μονάδα εγκατεστημένη σε κάποιο εξωτερικό χώρο. Σ' αυτή την περίπτωση χρειάζεται τεχνολογία συμπιεστών με μετατροπέα συχνότητας (inverter) με σκοπό τη ρύθμιση του φορτίου, ώστε να εξασφαλισθεί αυτονομία στη χρήση των εσωτερικών συσκευών. Α- νάλογα με την απαίτηση φορτίου, η οποία ανιχνεύεται από τους θερμοστάτες των χώρων, ο μετατροπέας συχνότητας επιλέγει την κα- 74 ΤΕΥΧΟΣ 5/2014

ΕΝΔΕΙΚΝΥΟΜΕΝΟΙ ΤΥΠΟΙ ΚΛΙΜΑΤΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟ ΕΙΔΟΣ ΤΟΥ ΚΤΙΡΙΟΥ Τύπος συστήματος Μικρές κατοικίες, διαμερίσματα Μονοκατοικίες Κτίρια γραφείων Ξενοδοχεία, ξενώνες Εστιατόρια Θέατρα, κινηματογράφοι Νοσοκομεία (αίθουσες ασθενών) Χειρουργεία Μουσεία Βιβλιοθήκες Καταστήματα Υπεραγορές Αίθουσες διδασκαλίας Μόνο αέρα, σταθερής παροχής, μιας ζώνης X X X X X X X Μόνο αέρα, σταθερής παροχής, με αναθέρμανση X X 1 X 1 Μόνο αέρα, μεταβλητής παροχής X X Μόνο νερού (fan-coils) X X X X X 2 X 2 Αέρα - νερού X X X X X X X X X X X "Ψυχρών δοκών" (chilled beams) με πρωτεύοντα αέρα X Τοπικές αντλίες θερμότητας διαιρούμενου τύπου X X X 2 X X 2 X X 2 Αυτόνομες κλιματιστικές συσκευές (roof top) X X X X X X Συστήματα ψυκτικού ρευστού - αέρα (VRV, VRF) X X X X 1. Χώροι με ειδικές απαιτήσεις υγρασίας 2. Δεν εξασφαλίζεται ο απαιτούμενος αερισμός τάλληλη συχνότητα και εκτελεί την ανάλογη αλλαγή στροφών στο συμπιεστή. Μ' αυτόν τον τρόπο η ψυκτική ή θερμική ισχύς που παρέχεται είναι πάντοτε αυτή που απαιτούν οι χώροι, στους οποίους είναι εγκατεστημένες οι εσωτερικές μονάδες. Αυτόνομες κλιματιστικές συσκευές επί οροφής (roof top) Είναι αυτόνομες κλιματιστικές μονάδες, οι ο- ποίες παρέχουν μόνο ψύξη ή είναι αντλίες θερμότητας, που έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν νωπό εξωτερικό αέρα και μπορούν να συνδεθούν με δίκτυο αεραγωγών. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλες για μονώροφα εμπορικά κτίρια (π.χ. υπεραγορές) και για βιομηχανικά ή βιοτεχνικά κτίρια. Τα πλεονεκτήματα αυτών των μηχανημάτων είναι ότι εγκαθίστανται πολύ εύκολα στην επίπεδη οροφή των κτιρίων, επομένως εξοικονομείται ωφέλιμος χώρος, είναι τελείως αυτόνομα και μπορούν να περιέχουν και νωπό εξωτερικό αέρα. Τα μειονεκτήματά τους είναι ότι δεν μπορούν να ελέγξουν πλήρως τη σχετική υγρασία και δεν μπορούν να παράσχουν νωπό αέρα περισσότερο από το 35% της ονομαστικής παροχής τους. Σύστημα κλιματισμού ψυκτικού ρευστού - αέρα (VRV/VRF) Σ' αυτό το σύστημα υπάρχει μία εξωτερική μονάδα (ή συστοιχία εξωτερικών μονάδων), η οποία μπορεί να συνδεθεί με έναν αριθμό ε- σωτερικών μονάδων τύπου δαπέδου, οροφής, τοίχου κτλ. Λειτουργεί είτε σε θέρμανση είτε σε ψύξη, είναι δηλαδή αντλία θερμότητας. Οι εσωτερικές μονάδες μπορούν να δεχθούν και νωπό εξωτερικό αέρα. Στις τερματικές μονάδες των χώρων οδηγείται ψυκτικό ρευστό αντί του θερμού ή κρύου νερού, δηλαδή οι τερματικές μονάδες είναι εναλλάκτες "ψυκτικού ρευστού - αέρα". Σε περιπτώσεις μερικού φορτίου, η ισχύς της εξωτερικής μονάδας ρυθμίζεται με τη βοήθεια ενός μετατροπέα συχνότητας (inverter) και έτσι εξοικονομείται ενέργεια. Η ρύθμιση των συνθηκών του αέρα γίνεται μέσω των τερματικών μονάδων κάθε χώρου. Το κεντρικό σύστημα προσαρμόζεται στη ζήτηση των τερματικών μονάδων. Συνήθως σ' αυτά τα συστήματα, όταν είναι εκτεταμένα, εφαρμόζεται σύστημα κεντρικού ελέγχου. Δεν παρέχουν τη δυνατότητα ύγρανσης του αέρα κατά τη χειμερινή περίοδο. Η επιλογή ενός συστήματος κλιματισμού Η διαδικασία επιλογής ξεκινά από μερικά βασικά ερωτήματα, όπως εάν το σύστημα θα χρησιμοποιείται μόνο για ψύξη ή και για θέρμανση, εάν θα εγκατασταθεί σύστημα μηχανικού αερισμού / εξαερισμού και εάν θα γίνει έλεγχος της υγρασίας. Κατόπιν εξετάζεται εάν το σύστημα που θα εγκατασταθεί θα είναι τοπικό ή κεντρικό και στην περίπτωση του κεντρικού εάν το μέσο μεταφοράς ενέργειας στους χώρους θα είναι νερό, αέρας ή ψυκτικό μέσο. Επίσης εξετάζεται η απαίτηση χωρισμού του κτιρίου σε θερμικές ζώνες, η σκοπιμότητα εγκατάστασης συσκευών ανάκτησης θερμότητας και η χρήση νυχτερινού δροσισμού. Είναι απαραίτητο να ε- ξετάζονται διάφορες εναλλακτικές λύσεις, οι οποίες πληρούν τις βασικές προϋποθέσεις www.ktirio.gr 75

Η εγκατάσταση των συστημάτων VRV/VRF αποτελεί μια καλή λύση για ξενοδοχεία, αίθουσες διδασκαλίας και κτίρια γραφείων. σχεδιασμού, και τις απαιτήσεις του ιδιοκτήτη του κτιρίου. Η αναζήτηση της βέλτιστης λύσης επιτυγχάνεται κυρίως με δύο μορφές ανάλυσης: τον υπολογισμό του κόστους κατασκευής και τον υπολογισμό του κόστους λειτουργίας και συντήρησης κάθε συστήματος, Πάντως σε καμία περίπτωση ο περιορισμός του κόστους δεν θα πρέπει να γίνεται σε βάρος των συνθηκών άνεσης του κτιρίου. Η καταλληλότητα του συστήματος κλιματισμού εξαρτάται κυρίως από τη χρήση του κτιρίου. Υ- πάρχουν διάφορα συστήματα, τα οποία είναι κατάλληλα για ορισμένους τύπους κτιρίων, και άλλα, τα οποία είναι εντελώς ακατάλληλα. Το μέσο μεταφοράς ενέργειας στα συστήματα κλιματισμού είναι συνήθως το νερό, ο αέρας ή ένα ψυκτικό μέσο. Τα συστήματα με αέρα εξασφαλίζουν καλύτερο έλεγχο της σχετικής υγρασίας του αέρα του χώρου. Έτσι, αυτά τα συστήματα ενδείκνυνται για κτίρια, στα ο- ποία ο έλεγχος της υγρασίας είναι καθοριστικός παράγοντας όπως π.χ. αίθουσες συγκεντρώσεων, θέατρα, μουσεία, βιβλιοθήκες κτλ. Επίσης αυτά τα συστήματα παρέχουν πολλές δυνατότητες για ανάκτηση θερμότητας. Τα συστήματα με νερό (fan-coils) ή με ψυκτικό μέσο (VRV) έχουν συνήθως μικρότερο κόστος μεταφοράς ενέργειας, αλλά δεν εξασφαλίζουν ικανοποιητικό έλεγχο της υγρασίας των χώρων. Όμως αυτά τα συστήματα συνήθως ικανοποιούν την απαίτηση για αυτονομία στους χώρους. Φυσικά, υπάρχουν και συστήματα μόνο με αέρα, τα οποία εξασφαλίζουν αυτονομία στους χώρους, όπως π.χ. τα συστήματα μεταβλητής παροχής όγκου αέρα. Στη σωστή επιλογή ενός συστήματος κλιματισμού, ο χωρισμός του κτιρίου σε θερμικές ζώνες ενδείκνυται για την αποφυγή σπατάλης ε- νέργειας. Κάθε ζώνη κλιματίζεται από αέρα διαφορετικών συνθηκών. Σε μεγάλα κτίρια συνιστάται ο πυρήνας του κτιρίου να αντιμετωπίζεται ως διαφορετική ζώνη. Επίσης χώροι, ό- πως αίθουσες ηλεκτρονικών υπολογιστών ή χώροι συνεδριάσεων ή χώροι συναθροίσεων (εστιατόρια, καφέ), συνήθως αντιμετωπίζονται ως διαφορετικές ζώνες. Οι χώροι κάθε ζώνης μπορεί και πολλές φορές πρέπει να κλιματίζονται από διαφορετικό σύστημα κλιματισμού, κατάλληλο για τη χρήση τους και έχουν συνήθως κοινό θερμοστάτη. Η επιλογή του κεντρικού εξοπλισμού ενός συστήματος κλιματισμού (ψυκτικής μηχανής, λέβητα) πρέπει να γίνεται με κριτήριο το βαθμό α- πόδοσής τους και τη δυνατότητα ρύθμισης της ισχύος για περιπτώσεις μερικού φορτίου. Δεδομένου ότι οι εγκαταστάσεις κλιματισμού λειτουργούν λίγες μόνο ώρες σε πλήρες φορτίο, διότι η χρονική διάρκεια των ακραίων τιμών της εξωτερικής θερμοκρασίας είναι μικρή, ενώ οι μέσες τιμές είναι ο κανόνας, και ε- πειδή σε πολλές περιπτώσεις η κατοίκηση του κτιρίου, η λειτουργία των φώτων και των συσκευών δεν είναι πλήρης, αυτό αναγκάζει τις κεντρικές συσκευές να λειτουργούν σε μερικό φορτίο. Εξαιτίας αυτού του γεγονότος οι κεντρικές συσκευές πρέπει να επιλέγονται με μεγάλους βαθμούς απόδοσης σε περιπτώσεις μερικού και όχι μέγιστου φορτίου. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ASHRAE Handbook of Systems and Equipment, 2012. Recknagel - Sprenger, Θέρμανση και κλιματισμός, Εκδ. Γκιούρδας, Αθήνα 1978. T.O.T.E.E. 2423/86, Εγκαταστάσεις σε κτίρια: Κλιματισμός κτιριακών χώρων, Τ.Ε.Ε., Αθήνα 1987. F. Reinmuth, Raumlufttechnik, Vogel Buchverlag, 1996. Οι παρακάτω εταιρείες διαθέτουν προϊόντα σχετικά με το άρθρο και συμμετέχουν με διαφήμιση στο τεύχος αυτό, υποστηρίζοντας έτσι την τεχνική ενημέρωση και την ποιότητα των κατασκευών: DΑΙΚΙΝ ΕΛΛΑΣ Α.Ε., σελ. 99 ΚΟΚΟΤΑΣ Ε.Π.Ε., σελ. 67 LG ELECTRONICS Α.Ε., σελ. 4 ΣΧΕΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΟΥ ΕΧΟΥΝ ΔΗΜΟΣΙΕΥΤΕΙ ΣΤΑ ΤΕΥΧΗ ''ΚΤΙΡΙΟ'' Σύγχρονες τεχνολογίες θέρμανσης & ψύξης. Τεύχος 1/2013, σελ. 61. Εναλλακτικά συστήματα ψύξης. Τεύχος 6/2011, σελ. 75. Κλιματισμός με φυσικό αέριο. Τεύχος 6/2010, σελ. 79. Ενδοδαπέδιος κλιματισμός. Τεύχος 6/2009, σελ. 72. ΣΧΕΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΜΠΟΡΕΙΤΕ ΝΑ ΒΡΕΙΤΕ ΣΤΗΝ ΕΙΔΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ Υ - ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ 2014 Χρήσιμα υλικά δόμησης ή επισκεφθείτε το www.ktirio.gr 76 ΤΕΥΧΟΣ 5/2014