S Z E L LŐZÉS - A L A P I S M E R E T E K

Szellőző- és klímaberendezések

LÉGTECHNIKA, SZELLŐZÉS

SZELLŐZÉS - ALAPISMERETEK A légkezelés egyszerűsítve jelentheti a légzéshez szükséges légcserét, a hőérzetet szolgáló temperálást (fűtés-hűtés) és a páratartalom szabályozását (nem említve a szagmentesítést, a szűrést és az egyéb különleges ionizáló, fertőtlenítő stb. technikákat). E felsorolás az élettani fontossági sorrendet is tükrözi. A nyugati országokban régóta magától értetődő és kötelező a lakóterek szabályozott légcseréje. Hazánkban az utóbbi években a klímaberendezés a korszerűnek tekintett lakások alapfelszerelésévé vált. Terjed a megújuló energiát hasznosító, de rendkívül költséges napelemes és hőszivattyús fűtési rendszerek alkalmazása is. Ugyanakkor szellőztető rendszer beépítése – ami egyszerre szolgálja az elhasznált levegő frissítését és a levegő temperálására áldozott drága energia megtakarítását – viszonylag alacsony költsége ellenére is ritkaságszámba megy. Külön érdekesség, hogy a levegőtisztaságot szolgáló – és az alapszellőzést e funkciójában kiegészítő – kültéri kifúvással működő központi porszívó mára szinte az igényes otthonok alapfelszerelésévé vált. Ami megdöbbentő, hogy ez az ellentmondás nem csak a laikus építtető, de a szellőztetés jelentőségét hivatásból ismerő tervezők és a megvalósításban üzletileg érdekelt kivitelezők gondolkodását is jellemzi. Tisztelet a kivételnek, de figyelmük kimerül a kiszolgáló helyiségek szag- és páraelszívásának vagy a gázkazán üzembiztos működése miatt előírt levegőpótlásnak a biztosításában. Pedig a standardizált, készletben forgalmazott háztartási szellőzőrendszerek beszerelése gépészetileg egyszerű – szinte házilag kivitelezhető –, és néhány radiátor vagy kommersz nyílászáró árából megoldható. Elterjedését csak a tájékozatlanság és a szokások gátolják. Az energiatakarékossági és szigetelési követelmények szigorodása folytán elterjedt jól záró nyílászárók miatt gyakorlatilag megszűnt a lakóterek természetes légcseréje. Szakmai közhely, hogy a korszerű épületek természetes szellőzésének elmaradása miatt a párásodási - penészedési gondok megelőzése, a komfortérzetet meghatározó kielégítő légállapot biztosítása és az energia-megtakarítás érdekében egyaránt nélkülözhetetlenné vált az ellenőrzött légcsere. A szobalevegő az emberi életműködés és a háztartási tevékenység folytán elhasználódik, összetétele romlik, telítődik nedvességgel, szagokkal, a lecsapódó pára penészedéshez, a hiányzó légcsere a kórokozók és penészgombák, poratkák felszaporodásához vezet. A szennyezett levegő allergiás tüneteket, betegséget okoz. Az egészségi problémák mellett a lakások műszaki állapota is romlik. A szűken vett közérzeti és műszaki szempontokon túl elengedhetetlen tudatosítani, hogy egészségi állapotunk alakulásában döntő szerepe van a sejtekben zajló anyagcsere minőségének. Az oxigénhiányos vagy szennyezett levegő nemcsak a sejtszintű égési folyamatok elégtelenségét okozza, de az immunrendszert terhelő méreganyagok halmozódása mellett a sejteknek az örökítő anyagot érintő megújulását is rontja. Ez pedig közvetlenül és visszafordíthatatlanul a várható élettartam alakulására van káros hatással.

Építőipari, Faipari Szakképző Iskola és Kollégium; Kaposvár Cseri út 6.

1



A megelőzéshez kb. 0,5-0,7-szeres légcsere szükséges. Napjainkban az ablaknyitás sem a szükséges gyakoriság, sem a beáramló zaj és por, sem pedig a fűtési vagy hűtési energia megtakarítása szempontjából nem jelenthet valóban kielégítő és kultúrált megoldást. A fejlett építési kultúrával és a vonatkozó építési előírásokban kifejeződő magas szintű energia-, környezet- és egészségtudatos szemlélettel rendelkező skandináv országokban évtizedek óta kötelező a mesterséges szellőzés kialakítása. Ennek köszönhetően jöttek létre a különféle komfort- és költségszintű szellőztetőrendszerek, amelyeket az alábbiakban vázlatosan összefoglalunk. A rendszereket általában helyiségszámnak megfelelő összetételű készletekben forgalmazzák. A legegyszerűbb készletek a központi ventilátoregységből és a konyhai, fürdő és WC helyiségbe szerelendő elszívó szerelvényből, valamint a falba vagy nyílászáróba kerülő légbevezetőkből állnak. A levegő elszívása a szennyezett helyiségekből, míg a friss levegő bebocsátása a külső falon keresztül szabályozott mennyiségben történik. Ezáltal a lakásban kialakuló, huzatmentes, de folyamatos légáram megakadályozza a szennyezett levegő és a szagok terjedését, illetve folyamatos, ellenőrzött mennyiségű frisslevegő-ellátást eredményez. Minden igényszintre széles választékot kínálnak a ventilátoregységek különböző teljesítményű változatai, valamint az önszabályozó (fix hozamú, egy- vagy kétállású, higroszabályozós, jelenlétérzékelős stb.) légelvezető és bevezető szerelvények. Igényesebb megoldás a frisslevegő-befúvást is biztosító kiegyenlített szellőztetőrendszer amely megoldhatja a beszívott levegő porszűrését, hővisszanyerővel a fűtőenergia kb. 75-80%-os megtakarítását, és csökkenti a külső zajok bejutását. Az első ellenvetésként felmerülő elhelyezési gond a konstrukció vastagsága miatt szinte mindig áthidalható a megfelelő egyeztetéssel és kb. 20 cm vastagságot igénylő gipszkarton stranglezárással. Legújabb változata az a minőségi ugrást jelentő, továbbfejlesztett és az alábbiakban vázlatosan ismertetett kiegyenlített szellőztető rendszer, amely egyben klimatizálási funkciót is betölt. A hazánkat is jellemző mérsékelt égövi, kontinentális éghajlati viszonyok között a nyári melegben, illetve az átmeneti tavaszi-őszi időszakban egyaránt alkalmas a lakókörnyezet temperálására. Segítségével egy nagyságrendileg 100 – 200 m2 alapterületű épületben 19 – 27 °C h őfoktartományban szabályozható a hőmérséklet. A szellőzőrendszer fűtőkapacitása a ház hőtartó képessége függvényében általában előés utószezonban elegendő, ezen túlmenően válik szükségessé a fűtőrendszer bekapcsolása.


2



Légtechnikai rendszerek

Szellőzés technikai rendszerek Mesterséges szellőzés

Természetes szellőzés

Gravitációs

Ipari pneumatikus rendszerek Transzport

Préslég

Például faipari porelszívás

Például pneumatikus szerszámok

Szélnyomás Komfort

Például hidroforok

Szellőző berendezés Ipari Komfort

Légfűtő berendezés

Ipari Komfort Léghűtő berendezés Ipari Komfort Légnedvesítő berendezés Ipari Komfort Ködtelenítő berendezés Ipari Komfort Klíma berendezés Ipari

Az épületgépészeti gyakorlatban a légtechnikai rendszer humán célból vagy valamilyen technológiai igény kielégítésére telepítenek. Az úgynevezett tartózkodási zónában kívánatos egy meghatározott - vagy előírt - légállapot biztosítása. A komfort légtechnikai rendszer működésének célja, hogy az emberi tartózkodási zónában kellemes mikroklímát hozzon létre. (A túlzott méretű igények a beruházási költség aránytalan emelkedését, míg az igények alárendelése a légtechnikai rendszer alkalmatlanságát idézheti elő.) Az ipari légtechnikai rendszereknél a zárt terekben olyan mikroklíma létrehozása a cél, melyet az alkalmazott technológia megkíván. Komfortérzetet befolyásoló tényezők (nemcsak hőtechnikai feladat, fiziológiai is!): 1. Emberi tevékenység, kor, nem, lelki állapot, ruházat, aktivitás, tartózkodási idő stb. 2. Helyiség felület kialakítása, mérete, hőmérséklete, színe, hő- és nedvességterhelés stb. 3. Szellőzési rendszer légállapotai (t; ϕ), áramlási sebességei és turbulenciája, légmennyiségek, friss levegő aránya stb.


3



A légtechnikai rendszerek mikroklíma jellemzőit1 a PMV2 (várható hőérzeti érték) és a hozzákapcsolt PPD (elégedetlenségi szint) illetve a DR (huzatérzet) huzatkritérium alapján méretezik. Ugyancsak fontos kritériumszám a PD érték, mely a függőleges hőeloszlással

Helyiség

Kategória

elégedetlenek arányát fejezi ki. Gyakorlati példa:

nyár

tél

nyár

tél

PPD

DR

PD

A

24, 5 + 0, 5

22, 0 + 1, 0

0, 18

0, 15

<6

< 15

<3

B

24, 5 + 1, 5

22, 0 + 2, 0

0, 22

0, 18

< 10

< 20

<5

C

24, 5 + 2, 5

22, 0 + 3, 0

0, 25

0, 21

< 15

< 25

< 10

Hőmérséklet

Légsebesség [m/s]

Lokális diszkomfort

Iroda

A belső levegőminőség komforttartománya alatt a komforttartomány olyan nem termikus jellemzőit értjük, melyek a levegő összetételével vagy annak tartalmával kapcsolatosak. (Például frisslevegő hányad tisztaság, szennyezettség stb. Így gőzök, gázok, szaganyagok,

Kategória

aerosolok, vírusok, baktériumok, gombák spórái stb. Széndioxid koncentráció

Gyakorlati

növekménye zárt térben

széndioxid koncentrációja 340 ppm. (A belső térben

ppm3

mg/m3

példa:

a

külső

friss

levegő

átlagos

ennél jobb értéket egyszerű légtechnikai módszerekkel nem érhetnek el!)

A

460

920

Ha kevés a frisslevegő hányad a szellőző levegőben,

B

660

1320

akkor nem képes felhígítani a belső levegőt és a

C

1190

2380

kellemetlen szagok meghatározóvá válnak.

Akusztikai komfort A hang vagy hangeffektus alatta rugalmas közeg állapotának elemi ingadozását értik, amely hullám formájában terjed a vivő közegben. A közeg állapotának elemi ingadozása a közegrészek sebességének, sűrűségének és a nyomásának változása. Az egyes közegrészek nyugalmi helyzetük körül rezgőmozgást végeznek, a közeg sűrűsödését és ritkulását okozzák, ezek a gerjesztési állapoztok a terjedés irányában (például longitudinális) ismétlődnek, az ismétlődés távolságát hullámhossznak

nevezik. A hangeffektusok

erősségére jellemző a rugalmas közegben kialakuló hangnyomás értéke. Ez időben változó, középértékét értelmezik, túl nagy intervallumot ad, ezért bevezették az úgynevezett hangnyomásszintet [dB]. Közelítő műszerrel is mérhető mérőszáma az A-hangnyomásszint.

1

Az EU-ban ISO 7730 (USA-ban ADPI előírás) szerint mérteznek PMV és PPD mikroklímás mutatószám 3 Parts pro Million, jele ppm = cm3/m3, térfogatszázalékban 0,1 tf % = 1 000 ppm 2


4



Léteznek olyan hanghatások melyek értelmi és esztétikai hatását az ember negatívan ítéli meg, ezek gyűjtőneve zaj. Ez az ember hangérzete szerint zaj, fizikai jellemzőiben nem mutat eltérést egy másik kevésbé zavaró hanghoz képest. Tehát a zaj elsősorban pszichikai fogalom, ami az ember tevékenységétől is függ. Nem véletlen tehát, hogy az akusztikai követelmények mindig a helyiség rendeltetéséhez kapcsolódnak. A tartózkodási zóna hangeffektusai nem zavarhatják az emberi tevékenységet. A határ- vagy más néven normagörbék zaj immisszió szempontjából tükrözik az ember hangérzetét. Ezeket hangnyomásszint – frekvencia koordinátarendszerben ábrázolják, elválasztva az akusztikai szempontból megfelelő és diszkomfortos területeket. Ipari terek tartózkodási zónáinak követelményei A mikroklímának ki kell szolgálnia az alkalmazott technológiát, de az ott tartózkodó emberek egészségügyi és hőérzeti feltételeinek is ki kell elégíteni. A szennyezőanyag koncentrációja alatt a tartózkodási zóna levegőjének térfogategységében lévő szennyezőanyag tömegét értik. [kg/m3; mg/m3] A szennyezőanyag felszabadulása sem időben, sem térben nem állandó. Átlagos koncentráció (ÁK) a légszennyező anyagnak a munkahely levegőjében egy műszakra megengedett átlagkoncentrációja. Legnagyobb koncentráció (MK) a légszennyező anyagnak a munkahely levegőjében egy műszakra megengedett legnagyobb koncentrációja. Csúcskoncentráció (CK) a lényszennyező anyagnak a munkahely levegőjében rövid ideig (30 perc/műszak) megengedett legnagyobb koncentrációja. A megengedett koncentráció alatt a légszennyező anyag olyan koncentrációját értik, amelynek hatására az ott tartózkodók munkaképes életük során (heti 40 órás munkahete számítva) sem átmeneti, sem maradó károsodást nem szenvednek. A gáz és gőz állapotú anyagokat toxikus és veszélyességi osztályokba sorolták. Toxikus

Veszélyes

M-I

Erős méreg

V-A

Kifejezetten veszélyes

M-II

Méreg

V-B

Veszélyes

M-III

Gyenge méreg

V-C

Mérsékelten veszélyes

M-IV

Nem mérgező

V-D

Nem veszélyes

Koncentráció átszámítása tömegszázalékra ks% = (kst / ρlev)*100 [t%] kst = szennyező anyag koncentrációja [kg/m3], levegő sűrűség adott hőmérsékleten [kg/m3] Koncentráció átszámítása térfogatszázalékra kt% = (kst / ρszennyező)*100 [tf%] szennyező anyag sűrűség adott hőmérsékleten [kg/m3],

kt = (kst / ρszennyező) [m3/ m3]

Koncentráció átszámítása ppm értékre kppm = (kt% *104 [ppm] 1t% = 10 000 ppm és 1 ppm = 1 cm3/ m3


5



A levegő A légkör – a magassággal is változó összetételű – különböző gázok keveréke, melynek állandó és változó összetevői vannak. Az állandó összetevőket alapgázoknak is nevezik, jelenlegi átlagos összetétele 78, 08 tf% nitrogén, 20, 95 tf% oxigén, 0, 93 tf% argon, 0, 03 tf% szén-dioxid, vízpára és gőz valamint metán, kén-dioxid, nitrogénoxidok (NOx). Továbbá egyéb szennyezőanyagok, mint a radioaktív radon, esetleg mikroorganizmusok (mikrobák, baktériumok), vagy szilárd és cseppfolyós összetevők például por, korom, sósav, kénsav stb. Normál sűrűsége: ρ = 1,293 kg/m3 (0oC-on és 101325 Pa ~ 1,013 bar nyomáson, száraz) Ugyanaz szobahőmérsékleten: ρ = 1,205 kg/m3 (20oC-on ~ 1,013 bar nyomáson) A levegő nemcsak összetételével, hanem fizikai tulajdonságaival is hat4 az élőlényekre, – így hőmérséklete, nyomása, páratartalma és mozgása is meghatározó. Tiszta levegőről általában nem beszélhetünk, de higiéniai és biológiai szempontból meghatározó, ha a benne lévő szennyezőanyagok nem haladják meg a kísérletileg megállapított élettani értékeket. A levegő minőségét a szennyezettség fokával mérjük, mg/m3-ben fejezzük ki és a megengedhető küszöbértékhez viszonyítjuk. Például a CO (szén-monoxid) előfordulása a korszerűbb kazánok égési folyamataiban ~ 60 mg/m3 amit szoktak ≈ 50 ppm-ben is megadni. A levegő jelenleg átlagosan 340 ppm CO2 -t tartalmaz. (0,034 tf% = 340 ppm).5 Komforttérben, a belső levegő minőségét több száz levegőszennyező anyag befolyásolja. Néhány példa: azbeszt - építőanyagokból, nitrogén-oxidok – nyíltlángú és kéményes gázkészülékekből, formaldehid és illékony szerves anyagok – bútorokból, festékekből, radon – talajból illetve építőanyagokból, dohányfüst – emberi káros szenvedély által, szaganyagok – szerves anyagok bomlástermékeiből, valamint vírusok, baktériumok, spórák stb. Az ember a belső levegő minőségét alapvetően szaglás (orral) valamint a szem kötőhártyáján keresztül érzékeli. A szaghatás minősítése nem egyszerű feladat. A jellemzője az érzékelhető levegő minőség lett, jele cb és mértékegysége a decipol [dp] Légtechnikai rendszerben a szellőző levegő térfogatárama függ a berendezés üzemétől (szakaszos vagy folyamatos), és külön meghatározandó a frisslevegő hányada, mellyel pótolható a belső levegőből elhasznált oxigénmennyiség.

4

Nem csak fizikai tulajdonságaival, hanem például a nitrogén körforgás illetve a szén körforgás a természetben a légkör, az élővilág és a talaj között. 5

A levegő CO2 koncentrációjának a hatása az emberre: legfeljebb 1 000 ppm még jó levegő, 25 000 ppm még nincs hatás, 50 000 ppm 0,5 – 1 órán át belélegezve halált okozhat, 80 000 – 100 000 ppm azonnali halál. A CO egészségügyi határértékei: 100 mg/m3 legfeljebb 15 percig, 30 mg/m3 legfeljebb 1 órán át.


6



Légszennyeződési folyamatok6 Természetes szennyeződések (füst és korom) ősidők óta terhelik a levegőt, így a vulkánkitörések, erdő és szavannatüzek olykor globális változásokat is előidézhetnek, de jellemzően néhány év után kiegyenlítődnek a környezeti folyamatok. A mesterséges levegőszennyeződést elsősorban az ipar, a közlekedés, a lakossági tüzelés és a mezőgazdaság okozza. A légszennyezés folyamata az energiafelhasználás mértékének növekedésével együtt nő. Az emberi tevékenység az egész légkört veszélyezteti, mert nagy valószínűséggel általa is átalakulóban van a Föld éghajlata. A légkörre ható és a földi életet veszélyeztető legfontosabb emberi tevékenységek: •

fosszilis tüzelőanyagok elégetése → CO2 → üvegházhatás7 → globális felmelegedés

•

ipari tevékenységgel mérgező anyagok jutnak a légkörbe (toxikus és rákkeltő)

•

közlekedés és ipari tevékenység S és N gázai savas esőket okoznak (talaj, talajvíz)

•

halogénezett szénhidrogének8 az ózonpajzsot veszélyeztetik, vele a földi életet.

A városok levegője (szmog) 1. Los Angeles típusú oxidáló vagy fotokémiai szmog főleg nyáron alakul ki, létrejöttében a közlekedés által termelt szennyezőanyagok – O3, NOx, CO, CxHyx – játszanak

szerepet.

Fordított

hőmérsékleti

állapot

jön

létre,

mert

a

sűrű

légszennyezés felfogja a napsugárzást, és nem engedi felmelegedni az alsóbb levegőréteget. Főleg szembetegségeket okoz. 2. London típusú redukáló szmog főleg télen alakul ki. Elősegíti az évszakra jellemző ködös időjárás, a nagy kén-dioxid szint, a por és a korom. Fordított hőmérsékleti állapot jön létre. Főként légúti betegségeket okoz.

6

Például az égések: lassú égés (biokémiai/anaerob), gyors égés, robbanás. Az égéstermék tartalmaz el nem égett alkotórészeket, például még CO-t. A CO rendkívül veszélyes mérgező anyag. 1 tf% belégzése közvetlen halálos! További idegmérgező anyagok: H2S és CS2. Maró hatású a SO2. Savharmatpont! Az égéstermékben elégett hidrogén - H2O - is található, a kéntartalom miatt kénessav, kénsav - maró, korrodáló anyag keletkezik. Magasabb hőmérsékleten a levegő nitrogénje oxidálódik, veszélyesen rákkeltő, ózonpusztító és vérméreg NOx – ek keletkeznek! A CO2 fojtó hatású, hasonlóan a metán, a propán és bután gázokhoz. 7 Az üvegházgázok (CO2, SO2, N2O, O3, stb.) részecskéi a Nap által felmelegített a felszínről kisugárzó hőt visszaverik az alsó légkörbe, fokozatosan tovább melegítve azt. A hatás ellentmondásos! 8 Freonok a magas légkörbe jutva roncsolják az ózont, – az UV sugarak agresszív klór és fluor atomokra bontják – a gyengülő ózonpajzs, pedig nem ver vissza olyan hatékonyan a gyilkos kozmikus sugarakat.


7


Természetes


szellőzés:

a

helyiség

természetes

légcseréje,

amit

a

levegő

hőmérsékletkülönbsége illetve a szélerő hoz létre. Megoldásai: szellőzés réseken, ablakokon át, szellőzőaknákon, tetőfelépítményen keresztül. Gépi szellőzés: a helyiség szennyezett levegőjének eltávolítása, tiszta levegővel való pótlása.

Történhet

szakaszosan

vagy

folyamatosan.

A

mesterséges

szellőztetést

ellenőrzötten ventillátoros berendezésekkel oldják meg, velük szemben követelmény, hogy ne okozzon huzatot és kellemetlen zajt. Szellőztető berendezés feladata: légszennyeződés megengedhetetlen szint alatt tartása, légcsere biztosítása. Szellőztető-légfűtő berendezés feladata: a szellőztetés mellett a téli hőveszteség teljes vagy részleges pótlása. Szellőztető-léghűtő berendezés feladata: a szellőztetés mellett a nyári hőterhelés teljes vagy részleges pótlása. Szellőztető légfűtő-hűtő berendezés feladata: a szellőztetés mellett a téli hőveszteség illetve a nyári hőterhelés teljes vagy részleges pótlása. Ködtelenítő berendezés feladata: a párolgó felületeken keletkező köd elterjedésének megakadályozása. Klímaberendezés feladata: a szellőztetés mellett a helyiség hőmérséklet és páratartalom bizonyos határok között tartása az egész év folyamán. Szellőztető rendszerek elvi kialakítása: 8

7

6

3

4 5

1

2

1

Külső levegő

2

Kevert levegő

3

Légkezelő berendezés

4

Légszállító berendezés

5

Helyiség

6

Elmenő levegő

7

Keringtetett levegő

8

Távozó (kidobott) levegő

A szellőző levegő és helyiség levegő hőmérséklete közötti különbség egészségügyi, hőérzeti szempontból bizonyos határértéket nem léphet át. Ha a hőveszteséget a kötelező légmennyiséggel akarjuk pótolni, a szellőzőlevegő hőmérséklete a legtöbb esetben meghaladná a megengedett értéket. A szellőző levegő és a helyiség levegő közötti hőfoklépcső azonban a szellőző levegő mennyiségének növelésével a megengedett értékre csökkenthető. Energetikai okokból a szellőző levegőnek egyetlen módja az elmenő levegő egy részének keringtetése. (Cirkuláció!)


8



Szellőztetés módjai: 1.

Depressziós (pB
2.

Túlnyomásos (pB>pK) belső levegő megóvása a külső szennyezettől Ventilátor berendezés levegőt a szabadból szív és a helyiségbe szállítja11, miközben a szomszédos helyiségekbe vagy a szabadba nyílásokon át távozik. A nemkívánatos levegő beáramlás megakadályozására jó megoldást tesz lehetővé. Egy ventillátorral – cirkuláció nélkül – a hővisszanyerés nem megoldható, energetikailag problémás.

3.

Kiegyenlített (pB=pK) a helyiség és környezete között a légáramlás nem káros Befúvó-elszívó úgynevezett kétgépes (ventilátoros) megoldás. A helyiségekben igény szerint enyhe depresszió vagy túlnyomás hozható létre, hővisszanyerésre alkalmas, előnye hogy a levegő mindig kezelt állapotban jut a helyiségbe.

Szellőző berendezés általános felépítése (elvi vázlat):

Túlnyomás ∆p = 20 – 30 Pa Légköri nyomás

Depresszió ∆p = 20 – 30 Pa

9

Gázok, gőzök, szagok Elszívó szellőzés 11 Befúvó szellőzés 10


9



Szellőző rendszerek szerkezeti elemei I. Ventillátorok 30 kPa12 nyomásértékig terjedően levegő vagy más gáz továbbítására szolgáló áramlástechnikai gépek. (Magasabb nyomásértékek esetében már kompresszorok kellenek!) A ventillátorok a levegő (gáz) össznyomását növelik. Ventillátor nyomáseloszlása [Pa]: ∆PÖ össznyomás növekedése a ventilátor előtt és után mért össznyomás különbsége!

PST2

PST1 PSTN – P STS

∆PST Statikus nyomásnövekedés a ventilátor után mért statikus nyomás és a ventilátor előtt mért össznyomás különbsége! Tehát nem azonos a ventillátor előtt és után mért statikus nyomások különbségével! PD2

PD2

PST2 P0 atmoszféra

PÖSSZ

PST1 PD1

PD1

Jelmagyarázat

∆PÖ = PNÖ – PSÖ Össznyomás növekedés

PST

Statikus nyomás

PD

Dinamikus nyomás

PÖ

Össznyomás

∆PST = PST2 – PÖ = ∆PÖ – PD2 Statikus nyomásnövekedés ∆PST = PST2 – PST1 Statikus nyomáskülönbség ∆PÖ = PÖ2 – PÖ1 Össznyomás különbség

Szívó oldali üzem, szabad nyomócsonk:

∆PÖ = PST1 – (PD2 – PD1)

∆PST = PÖ – PD2

Nyomóoldali üzem, szabad szívócsonk ∆PÖ = PST2 + PD2 Szívó és nyomóoldali üzem (ábrán!) ∆PÖ = PST1 + PST2 + (PD2 – PD1) Szabadon szívó-nyomó ∆PÖ = PD2 Radiális ventillátorok: axiális13 irányban szívnak, radiálisan14 továbbítanak. Axiális ventillátorok: axiálisan szívnak és továbbítanak.

3 mH2O ∼= 0, 3bar Tengelyirányban 14 Sugárirányban 12 13


10



Ventilátorok munkapontja Adott paraméterekkel rendelkező ventilátor munkapontját a géphez csatlakozó légcsatorna rendszer ellenállása határozza meg. Az egyenes szakaszokban kialakuló lamináris15 (réteges) áramlás a közegmennyiséggel egyenesen, turbulens (örvénylő) áramlás esetén négyzetesen arányos. Az alaki ellenállások és a kilépési veszteségek ellenállása négyzetesen aránylik a közegmennyiség változáshoz. Az eredő jelleggörbe másodfokú parabola, mely nem az origóból indul, ha a környező közegnél eltérő sűrűségű - azaz eltérő hőmérsékletű - gázt szállít függőleges irányban. Ha ∆P Hideg levegő felfelé, meleg levegő lefelé szállításakor

hidegebb

levegőt

szállít,

akkor

a

felhajtóerő a ventilátor ellen dolgozik. A melegebb levegő szállításakor a felhajtóerő

Turbulens Hideg levegő lefelé, meleg levegő felfelé szállításakor Lamináris

segíti a ventillátort. A mennyiben ez jelentős a ventillátornyomáshoz képest, úgy nem hanyagolható el hatása. Például a légfűtőhűtő berendezés nyáron a környezetnél hidegebb, télen melegebb levegővel üzemel.

∆P = 0 Hg∆ρ ∆V’

Ha nem vesszük figyelembe, akkor nyáron V’

kevesebbet,

télen

többet

szállít

a

tervezettnél.

Ha a ventilátor jelleggörbéje lg ∆p - lg V’ diagramban ábrázolt, akkor a csatorna jelleggörbe egyenes lesz, mert a másodfokú parabola a logaritmikus síkon egyenesként jelenik meg. (Több helyen így ábrázolják.) A ventilátor pozitív ∆p - V’ tartományát vizsgáltuk meg. Másik ventillátorral sorba illetve párhuzamosan kapcsolva, viszont meg kell vizsgálni a negatív szakaszokat is. Ha a rendszer ellenállása csökken, - kisebb csatorna ellenállás lefelé hajló jelleggörbe – akkor nem tudjuk meghatározni a szállított közegmennyiséget. Ha ∆p<0 tartományban vizsgáljuk a kisebb gép teljesítményét, akkor kitűnik, hogy egy adott pont után a két gép egyidejű üzeme kevesebb levegőszállítást eredményez, mintha egyedül a nagyobb gép működne!

15

Jellemzően még a porózus szűrőkben. Építőipari, Faipari Szakképző Iskola és Kollégium; Kaposvár Cseri út 6.

11



Párhuzamosan

kapcsolt

azonos

teljesítményű

ventillátorok egyidejű üzemeltetése nem kétszerezi meg az egy géppel szállított közegmennyiséget, hanem annál kevesebbet szállít! Az

egyik

üzemben

gép

kikapcsolásával

maradó

ventilátor

(lefojtásával),

munkapontja

az

„lejjebb

csúszik” (kisebb nyomás és szállítás) és rosszabb hatásfokon üzemel! De nem a felét, annál többet szállít! Eltérő

teljesítményű

párhuzamosan

kapcsolt

ventillátorokat úgy kell kiválasztani, hogy a hatásfokuk a közös

szállítási

munkaponthoz

igazodóan

legyen

optimális! Ha csak az egyik gép üzemel, akkor lényegesen romlik a hatásfoka az egyidejű üzem hatásfokához képest! Igen gondosan kell eljárni, mert párhuzamos üzemkor még az is előfordulhat, hogy egyik ventilátor átfúj a másik gépen! (Lásd lentebb!) A középső légcsatorna jelleggörbe az inflexiós pontban metszi az eredő jelleggörbét, akkor a kisebb gép nem szállít, de üzemel. A nagyobb gép annyit szállít amennyit egyedül is tudna! Ha csökken a rendszer ellenállása, akkor mindkét gép szállít. Amennyiben nő a rendszer ellenállás, úgy a kisebb ventillátoron a normál üzemmel szembeni áramlás történik, „átfújás” következik be! Ventillátorok párhuzamos kapcsolásakor az átfújás lehetőségét mindig meg kell vizsgálni. A ventillátorok üzemét úgy kell megválasztani, hogy az inflexiós pont alatt legyen a szükséges munkapontnak a minimális és maximális közegmennyiséggel meghatározott teljes tartomány. Két párhuzamosan kapcsolt ventilátor esetében, akkor is bekövetkezik az átfújás, ha a gépeket nem egyszerre indítják, az üzemelő gép átfúj az álló gépen, és az átfújás akkor is fent marad, ha beindítják a másik gépet. Tanulság: a jelenség elkerülése céljából egyszerre kell indítani!


12



Ventillátorok arányossági törvényei: A ventillátor adatok elsősorban a fordulatszám [n] változásával arányosak, melyet gyakorlati példán mutatunk be: egy ventilátor V’= 10 000 m3/óra levegőt szállít ∆p = 200 Pa össznyomással, n= 950 /perc fordulat mellett, teljesítményfelvétel P= 1 kW, a fordulatszám megnő n2= 1400/perc-re. Légtérfogat (térfogatáram) változás egyenesen arányos: V’2 = V’1n2/n1 = 15 300 m3/óra Szállítási nyomás változása négyzetesen arányos: ∆p2 = ∆p1 (n2/n1)2 = 470 Pa Teljesítményszükséglet változás „köbösen” arányos: P2 = P1 (n2/n1)3 = 3,6 kW Ventillátorok affinitási törvényei: Azonos fordulatszám mellett a geometriailag hasonló ventillátorokra igaz, hogy a térfogatáram az átmérő 3. hatvánnyal, a nyomás az összehasonlítási mennyiség 2. hatványával, a teljesítmény az 5. hatvánnyal arányos. Például egy 300 mm szívóátmérőjű gép 1000 m3/óra légtérfogattal szállít, akkor egy 400 mm-es: V’2 = V’1 (D2/D1)3= 2353 m3/óra. Ventillátorok kiválasztása: Jelleggörbe: axiális ventilátor legjobb hatásfokú pontjai közel állnak a labilis ághoz, ezért a legjobb hatásfok nemkívánatos, ha megnőhet a rendszer ellenállása. Teljesítménygörbe csúcsán célszerű választani. Zajosság szempontjából előnyös, ha a legjobb hatásfok közelében üzemel a gép, igényes helyen két gépet sorba kapcsolnak, így csendesebb, mint egy nagyobb gép, nagyobb kerületi sebességgel. Ár vonatkozásában a beruházási és üzemeltetési

költségeket

mérlegelni

célszerű.

Különösen

fontos

szempont

az

üzembiztonság. Háztartási ventilátorok A megkülönböztetés azért fontos, mert a háztartási célra gyártott berendezések már kijelölnek egy sereg paramétert, amelyet a gyártó feltételez. E gépek szinte kizárólag váltóáramú egyfázisú hálózatról üzemelnek, s jellemzőjük általában a kivitel szépségére való törekvés, az olcsóbb, nagyszériás gyártás és a minőségi alkuk jelenléte. A várható kis időkihasználtság és kis felelősségi rizikó sok gyártmánynál a „Vedd, használd, s cseréld, ha új design jelenik meg!” jelmondatot hívja életre. Ipari, illetve különleges ventilátorok E területet a kézműves egyediség, az egyéni kívánságlisták és paramétermezők szakértői kezelése, illetve a magas árak jellemzik. Mélyebb ismertetés nélkül felhívjuk a figyelmet arra, hogy a legdrágább és legjobb tervezés általában a leghamarabb megtérülő befektetés, mert itt lehet, hogy a huszadik kevésbé tervezett próbálkozás is csődöt mond, károkat okoz.


13



Axiális ventilátorok Ezek a „propelleres” ventilátorok. Jellemzőjük a nagy légszállítás, a kis nyomásemelés, a sokszor zavaróan

zúgó,

egytónusú

zaj.

Általános

térszellőztetésre

rövid

és

kis

ellenállású

csővezetékrendszerekhez valók. A legegyszerűbb, legrégebbi és a legjobban ismert ventilátortípus. Sok szakember jellemzi ezt úgy, hogy „ha egy szemétlapátot egy motortengelyen forgatunk, máris kész a ventilátor”. E megfogalmazás igaz abból a szempontból, hogy a levegőszállítás ekkor is létrejön, s igaz sajnos úgy is, hogy e tanácsot sokan szó szerint értelmezik, s ilyen igénnyel gyártják típusaikat. Valójában hiába ismert az axiális ventilátortípus régóta, hiába kutatták e területet a világháborúk repülőinek tervezésekor világszerte, hiába ismert ma sokféle tervezői módszer és számítógépes áramlási modell, jó hatásfokú, csendes, igényes axiális típuscsaládot csak alapos tervezés és kísérletezés alapján lehet „sorozatgyártásban” előállítani. Ezek a kis sorozatban készülő ventilátorok korlátozott fejlesztési költséget viselnek el, s komoly tapasztalat, kultúra kell a gyártáshoz. Ha valaki egy jó ventilátort lemásol és gyártani kezdi, az alábbiakra számíthat. • Ha műanyag a járókerék, rossz anyagválasztás esetén téli körülmények között a műanyag járókerekek túl ridegek, törnek. • A motortengelynél fémagyat kell a járókerékbe önteni. Rossz anyagpárosításnál a műanyag a dilatációs különbségek miatt megrepedezik. • Nagyobb átmérőknél a műanyag, működés közben deformálódik, besúrol, megváltozik jelleggörbéje. • Lemezlapátos kivitelnél az olcsóbb agykonstrukciók fellazulnak, leesik a motortengelyről a lapát. Sajtolt lemezkonstrukciónál a lágy, vékony fém könnyen deformálódik, kiegyensúlyozatlanná válik. • Hegesztett lemezlapátoknál a hőkezeletlen varratok mentén az anyag rideggé válik, könnyen bereped stb. A lehetséges hibákat szinte végtelenül lehetne sorolni, de célunk csak annyi volt, hogy bemutassuk, valamit gyártani sokkal több, mint megtervezni, lerajzolni. A konstrukció, a részletek és a költségek erősen összefüggenek, de a gyártók filozófiája is fontos befolyásoló tényező. Ezek után lássuk, milyen kiforrottnak tekinthető gyártmányokat vásárolhatunk a piacon. E piaci területet jellemzően méret szerint kettéoszthatjuk. A névlegesen 500-630 mm átmérőig gyártott ventilátorok általános célra készülő, tipikus kereskedelmi termékek, míg e méret felett általában egyedi igények szerint készülnek, sok választható paraméterrel rendelhetők. Mielőtt a tárgyalást a legegyszerűbb gépekkel elkezdenénk, három fontos üzemtani problémát előre kell bocsátanunk. • Az axiális ventilátoroknak ugyanis a teljes jelleggörbe tartománya nem használható, mert nagy fojtás esetén az áramlás úgymond leválik a járókerék-lapátokról, ami azt jelenti, hogy a lapátok mögött óriási örvények keletkeznek, s a jelleggörbe visszaesik, bizonytalanná válik, a ventilátor zaja mélyebb tónusú, a légáramlás egyenetlen, pumpáló lesz. Ez ugyanaz a jelenség, mint mikor a vitorláshajó vitorláját „kreutzolásnál” túlhúzzuk, vagy mikor landolásnál a túl meredekre vett orrú repülő „átesik”. Axiális gépeknél tehát a várható munkapont megfelelő helyét a jelleggörbén ellenőrizni kell.


14



• A másik kérdés a helyes forgásirány megválasztása. Az axiális ventilátorok a tervezettel ellenkezőleg forgatva fordított áramlási irányt hoznak létre (radiális ventilátorok mindig ugyanabba az irányba szállítanak, csak a hatásfok romlik le nagyon), s jelleggörbéjük 30-50 százalékkal esik vissza a gyári elképzeléshez mérten. Ezt sajnos kezdő szellőzésszerelők, különösen csőventilátoroknál, nem veszik észre, s gyakran fordított helyzetben, rossz forgásiránnyal építik be őket. Emiatt az igényes ventilátorokon mindig feltüntetik a szállítási- és a forgásirányt. • Harmadik figyelmet érdemlő jellemző, hogy az axiális ventilátorok a hozzájuk csatlakozó rendszernél a saját járókerék-átmérőnél kisebb átmérőre igen érzékenyek. A ventilátorok legjobban működő, legnagyobb kerületi sebességű része a járókerék kerületének környezete, amely szűkebb átmérőjű csatlakozás esetén egészen másképp (gyakorlatilag sehogyan sem) működik, mint tervezték. Már egy dimenzióval kisebb csatlakozás is 15-20 százalék visszaesést okozhat. Axiális ventilátoroknál tehát a csatlakozás mindig legyen azonos méretű a ventilátoréval, és lehetőleg ez 2-3 átmérőnyi hosszon ne is változzon meg. Radiális ventilátorok A lapátozáshoz itt a tengely irányából érkezik az áramlás, de sugárirányban elfordulva halad át a lapátok között. Sokszor centrifugális ventilátornak nevezzük őket. Lehetnek csigaházas kivitelűek, csatorna-, cső- vagy tetőventilátorok, „mókuskerekes” vagy hagyományos járókerékkel szereltek. Ezek nagy nyomást, arányaiban kisebb mennyiséget és stabil, terhelhető jelleggörbét szolgáltatnak. Ezért ezek nagy ellenállású rendszereknél, hosszú csővezetékeknél, kürtőknél kerülnek alkalmazásra. Zajuk általában kisebb, széles spektrumú, kevésbé zavaró jellegű. Mechanikai rezgések keltésére azonban szinte mindig számíthatunk, így rögzítésükre külön gondot kell fordítani. Radiális csőventilátorok Az egyébként „kézműves” egyediségnek örvendő professzionális szellőzéstechnika egyetlen nagy sorozatban gyártott géptípusáról van szó. Na100 és Na315 között, kb. 1500 m3/h légszállításig majdnem minden gyártó katalógusában szerepelnek. Egy-egy gyártmány-méretsor Na500 mm-ig és kb. 7000 m3/h-ig terjed, a nagy méreteknél azonban a gyártott darabszámok igen alacsonyak. A standard típusoknál a nagy darabszám következtében az egész világon 3-4 alkatrészgyártó határozza meg a termelést. Egy csőventilátor két fő részből áll. A külső forgórészes motor és a vele egységet képező járókerék az érték 90%-át kitevő fő elem, míg a két félhéjból álló „értéktelen” ház határozza meg a gépészeti paraméterek 90%-át. Sajnos a csőventilátorok áramlástechnikailag rosszul kialakított gépek, mert a járókerékből kilépő, forgó levegő mozgási energiája relatíve nagy veszteségeket szenved. Ennek oka az axiális visszaterelés nagymértékű iránytörése, illetve a járókerék mögötti „holt tér” által okozott diffúzorveszteség. Ezek az áramlástechnikai hibák azonban egy igen praktikus, olcsó és egyszerű géphez vezetnek, amelyeket világszerte szeretettel alkalmazunk. Sok gyártó igyekszik az áramlás javítására, például terelőlapátozás kialakításával, de ezzel csak a jelleggörbe egy részén ér el eredményt, minden egyéb esetben rosszabb zajkeltés, nagyobb veszteségek és drágább, bonyolultabb konstrukció az eredmény. Ennek a ventilátortípusnak pedig éppen egyszerűségében van az ereje.


15



A jó működés fő kritériumai tehát a következők. • A hő és füstátterjedést megakadályozó, és jó hanggátlású fémház. • Bő átömlést biztosító, terelő nélküli, csendes és így kissé nagyobb méretű háztest. Tartós üzemű, általános szellőztetési feladat olcsó megoldására tehát minden esetben érdemes kiindulópontként a radiális csőventilátorok alkalmazásában gondolkodni. Beépítésük bármely tengelyhelyzetben, külső és belső térben egyaránt lehetséges gondosan kialakított kábelbekötés esetén, mert a védettség minimum IP44. Villamos táplálásuk szinte kizárólag egyfázisú, és a motor hővédelme a tekercseléssel sorba kapcsolt bimetálos „termokontakttal” gyárilag megoldott. Fordulatszám-szabályzásuk általában csak feszültségcsökkentéssel lehetséges. A gép az áramlási kialakításra nem túl érzékeny, de célszerű elsősorban a szívócsonk előtt néhány méter egyenes csőszakaszt hagyni. Gyakori beépítési hiba, hogy nem bilincsek segítségével, könnyen kivehető csőközdarabként, hanem csőkapcsolóként építik be a ventilátort. Ezzel a későbbi karbantartás, csere igen nehézzé válik. Zsíros elszívásoknál, vagy meleg, párás helyiségek szellőztetésénél ügyelni kell a csőfalon kondenzálódó folyadékfilm elvezetésére. Ezért vízszintes tengelylyel szerelt esetben sokszor célszerű a fémház „hasát” alul megfúrni, nehogy a kondenzátum összegyűlhessen, és az abba beleérő lapát tönkretegye a gépet. A csőventilátorokhoz számos tartozék is rendelhető, így ügyes légkezelő rendszerek is összeépíthetők elemekből. Sajnos korlátokat is kell említenünk. Ezek a kisméretű külső forgórészes motorok mechanikai szempontból igen sérülékenyek. A forgórész általában alumíniumöntvény, mely viszonylag puha, így ütésre,

leejtésre

azonnal

deformálódik.

A

járókerekek

szintén

sérülékeny,

egyszerű

lemezkonstrukciók, vagy lemez és fröccsöntött műanyag kombinációk, melyek a forgórész palástjára felsajtolva a motorral komplett egységet alkotnak. A kisebb méretek lapátjainál alkalmazott műanyagok általában gyengén bírják az ammóniás közegeket, bizonyos olajokat és sókat, így pékségekben, barlangokban, vagy olajködös levegőben bizonyos idő után a lapátok eltörnek, szétporladnak. Érdekességként említjük, hogy a spikocső-gyártásnál használt kenőolaj szintén képes a csőventilátorok műanyag lapátozásának meglágyítására, s volt már példa ebből adódóan több káresetre. Emiatt is, de főleg higiéniai okokból Németországban a legtöbb munkánál követelmény a csővezetékrendszer beépítés előtti vegyszeres tisztítása. A kis csapágyméretek és csapágy távköz, valamint az igen vékony motoröntvény miatt gyenge a motorfelfüggesztés (amely a teljes forgórészt tartja). Nagy portartalmú levegőben, összetapadni képes szennyeződések, szabadból szívásnál jég kirakódásának veszélye esetén a lapátok rendszeres (akár napi!) tisztítása szükséges, mert különben a forgórész kiegyensúlyozatlansága fáradt töréshez, mechanikai sérüléshez vezet. Karbantartásnál a tisztításon túlmenően egyedül a csapágyazás javítása, cseréje gazdaságos, mert a konstrukció annyira kompakt, hogy bármely egyéb hiba esetén olcsóbb a komplett csere, mint a javítási próbálkozások. Hangcsillapított radiális csőventilátorok A gyári hangcsillapítású berendezéseket általában ott javasolják beépítésre, ahol a helyszűke miatt nincs

mód

egyéb

hangcsillapítás

alkalmazására.

Egyedi

módszerekkel

ugyanis

általában

tervezettebben és sokszor olcsóbban is megoldható a zajcsökkentés. Ha azonban a ventilátort szűk


16



álmennyezeti terekben lehet csak elhelyezni, ha rövid csőszakasszal csatlakozunk szívóoldalról olyan térhez, amelyben a megkövetelt zajszint alacsony, nem könnyű és nem is érdemes megkerülni alkalmazásukat. A hangcsillapított csőventilátorok mechanikai, villamos tulajdonságai hasonlók a normál kivitelekhez, de fontos eltérések jelentkeznek a következőkben. • Kis sorozatban készülnek, ezért áruk általában többszöröse a normál kivitelekéinek. • Szívóoldali áramlási zavarra (könyök, diffúzor, elágazás stb.) kényesek, de áramlástechnikai kialakításuk korrektebb, hatásfokuk jobb. • Csak a szívócsonk és a ház hangcsillapított, nyomóoldalról a normál kivitellel megegyező a zajkeltésük. • Zsíros elszívásra nem alkalmasak. • Nyitható dobozkonstrukciójuk miatt fix beépítésük (kötőbilincsek nélkül) javasolt. • Tömegük lényegesen nagyobb, mint a hasonló teljesítményű csőventilátoroké (minél nehezebb, annál jobb hangcsillapítási értékek várhatók). • Jellemzően egy drágább, előrehajló, fém járókerék és csigaház jelenti a gép lelkét, de a nehéz, gondos kiképzésű, és így bonyolult ház értéke mégis közel fele a teljes ventilátorénak. Radiális csatornaventilátorok Ezek a berendezések sokban hasonlítanak a csőventilátorokhoz, de azoknál nagyobbak (1500-15 000 m3/h) lényegesen kisebb sorozatban készülnek, s így eleve sokkal drágábbak. A fő eltérések az alábbiakban adhatók meg. • A konstrukció egy téglalap keresztmetszetű elem durván felében elhelyezett csigaházas ventilátorból, és az azt kiegészítő szívótáskából áll. • A szívótáskás ház és az előrehajló lapátozás miatt a hozzááramlásra nagyon kényesek. Egy könyökidom után beépítve akár 30-40%-os elmaradás is lehetséges az eredeti jelleggörbéhez képest. • A nyomóoldalon a kiáramlás a teljes csatorna-keresztmetszet töredékén történik, így kapcsolódó elemeknél (átmeneti idomok, hangcsillapítók!) a fojtások elkerülésére fokozottan figyelni kell. • A motorok mechanikailag erősek, robusztusak. • A járókerekek általában előrehajlók, a motorokkal egységet képeznek, s mechanikailag gyengék. • Háromfázisú kiviteleknél a helyes forgásirányra ügyelni kell. • A motorvédelem gyárilag elő van készítve, de csak védőkapcsolón keresztül működik. A csatornaventilátorok nagyobb légmennyiségek szállítására, nehezebb körülmények közötti üzemre, például zsíros, poros közegek elszívására is alkalmasak. Nagy tartozékkínálattal kiegészítve komolyabb légkezelők összeépítésére is mód nyílik. A kivitelek között könnyen tisztítható, nyitható-, vagy hangcsillapított házú, robbanásbiztos, valamint hőálló konstrukciók is találhatók. Az ismertetés sorrendjében előrehaladva egyre több paramétert kell figyelembe venni, és egyre erősebben függ a gépészet a társszakmák munkájától. Az alkalmazásoknál tehát tapasztalat szerint jócskán van mód tudás- vagy tapasztalathiánnyal, tervezetlenséggel, figyelmetlenséggel nagy értékű kár okozásra a legnagyobb jó szándék mellett is. Sajnos a bekövetkezett hibák 95 százaléka ilyen okokból keletkezik, s ekkor az elvtelen spórolásnak, a szakági tervek megtakarításának, a tisztes munkavégzés helyetti sietős és olcsó munkának az amúgy is túlterhelt kivitelező fizeti a kárát.


17



Félaxiális ventilátorok Az idegen szaknyelv sokszor különbséget tesz félaxiális és „félradiális” (diagonális) ventilátor között. A lényege az, hogy ezek az axiális és radiális típusok közötti átmenetet

képezik,

átlagosan

nagy

nyomást

létesítenek,

átlagosan

nagy

mennyiséget szállítanak, a főáramlás a ventilátorban határozott, de kismértékű iránytörést szenved. Furfangos berendezések, amelyekhez szakember szükséges. Keresztáramú ventilátorok E konstrukciók az évszázad elején jelentek meg nagyobb volumenben, és pontos működési módjuk ma sem tökéletesen ismert. Járókerékformájuk egy igen hosszú mókuskerékre emlékeztet, amelynek palástján lép be és ki a levegő. Lényegük, hogy igen nagy mennyiségű levegőt képesek szállítani elég tisztességes nyomáskülönbség mellett. Zajkeltésük sokszor meglepően alacsony, s így konstrukciósan nagyon alkalmasak klímakonvektorok, kompakt légfűtők, légszűrők, műszerhűtések, egyéb kultúrkörnyezetben üzemelő berendezések alkatrészeiként. Önálló katalógustermékként ritkák, és szintén komoly szakértelem, tapasztalat kell alkalmazásukhoz. Állandó paraméterű gépek Ezek azok, amelyeket ki- vagy bekapcsolni lehet, és más szabadsági fok nincs az üzemeltetésben. A legegyszerűbb háztartási, és a nagyobb méretű vagy speciálsiabb ipari ventilátoroknál jellemző e kivitel. Ezeknek persze szintén jelleggörbéik vannak, de a tervezési állapot egy monoton, stabil légszállításra és megbízható, egyszerű üzemre vonatkozik. Változtatható fordulatszámú ventilátorok Sok ventilátornál igény, hogy a beépítés után még egy széles paraméterű légszállítás-, nyomásvagy zajtartományban tetszés szerinti pontokhoz ugorhassunk. Erre a fordulatszám-változtatás egy nagyon

jó

módszer.

feszültségcsökkentéssel

Ezért

a

szabályozható

ventilátorgyártók motorokkal

kisebb

szereli

a

teljesítményeknél

ventilátort

(ilyen

a

sokszor cső-

és

csatornaventilátorok legtöbbje), amelyeket trafókkal, fázishasításos elven, fojtóellenállásokkal vagy kondenzátorokkal lehet szabályozni. Nagyobb berendezéseknél a feszültségváltoztatás önmagában tönkreteszi a motorokat. Ekkor 3 fázisnál szóba jöhet a frekvenciaváltós technika, vagy inkább szokásos a különleges tekercselésű, több fix fordulatszámú motor alkalmazása. Változtatható lapátozású ventilátorok Ezek bonyolult és drága ipari berendezések, amelyeknél vagy egy vezetőlapátozás, vagy maga a forgó járókerék lapátjai állíthatók. Ma már csak elvétve vannak üzem közbeni állításra alkalmas ilyen ventilátorok, mert az árak itt extrémen magasak lehetnek, amit csak akkor érdemes megfizetni, ha más megoldás nem kivitelezhető (bányaszellőztetők, szélcsatornák, „lebegtető gépek” stb.). Bizonytalan vagy időszakonként változó üzemi paramétermezők esetén műhelymunkával átállítható (átszerelhető) ventilátorokat szokás alkalmazni.


18



Szerkezeti zajok - A ventilátorok akusztikája Vannak olyan áramlástechnikai eredetű zajok, melyeket az utóbbi években többé-kevésbé már sikerült minimálisra csökkenteni. Régi ventilátorok javításánál, módosításánál a következő szempontokat feltétlenül figyelembe kell venni. Radiális ventilátorok szerk ezeti zaja A legerősebb olyan zajforrás, amelyet csökkenthetünk. Ezt a járókeréknek a lapátvégek alkotta külső palástja, és a csigaház spiráljának legömbölyített vége, az ún. spirálnyelv közötti rés okozza. Ebben a résben a forgó járókerék és az álló spirális egymásra hatásából periodikusan változó nyomás, ebből eredően erős hangjelenség keletkezik. A nyelvhang zavaró rezgésszámát – frekvenciáját - kifejező összefüggés azt mutatja, hogy elsősorban kis fordulatszámmal érhető el a nyelvhang csökkentése. A járókerék lapátszámának a hatása nem egyértelmű, mert az összefüggés szerint a kis lapátszám csökkenti a zavaró rezgésszámot, de ez csak bizonyos lapátszám alatt érvényes. 20 db lapáton felül vagyis sűrű lapátozás esetén - sokkal csendesebben járnak a radiális ventilátorok. Ha a járókerékhez közel van a spirális nyelve, akkor erős, szirénaszerű hang keletkezik. Ennek csökkentésére célszerű a rést a nyelv távolításával növelni. Nemcsak az S résközt, hanem a spirálnyelv legömbölyítésének r sugárméretét is célszerű növelni a szirénahatás csökkentésére. Kevésbé zavaró hang keletkezik a járókerék szívónyílása és a csigaház álló szívócsonkja közötti résben. A jó hatásfok miatt kis résméret szükséges, de a zajtalanságot elsősorban a pontos, centrikus megmunkálás és szerelés biztosítja, mert enélkül periodikusan változó réskeresztmetszet keletkezik, ami sebesség- illetve nyomásingadozást okoz, ami zajforrásként szerepel. Axiálventilátorok szerk ezeti zaja Ezek a forgó járókerék és az álló hengerpalást közötti rés, illetve a forgó járókerék és az álló támasztórudak vagy terelőlapátok alkotta rés. A járókerék kilépő éle és a burkoló hengerpalást közötti résnek szükségszerűen milliméter nagyságrendűen kicsinek kell lennie. Pontatlan gyártás és szerelés esetén a palástrés forgás közben periodikusan változik, és ez hangjelenséggel jár, ami csak pontos megmunkálással és még pontosabb szereléssel csökkenthető. Vezetőlapátos ventilátor esetén a zajtalanítás érdekében a járókerék lapátszámának és a vezetőlapátszámnak ne legyen közös osztója. Ezenkívül a két lapátrendszer közötti távolság akkora legyen, hogy az egymásra hatás ne járjon nagy zajkeltéssel. A profillapátozás kisebb rés esetén is zajcsökkentő megoldás. Mechanikai zajforrások Igen számottevőek a nem üzemi jellegű, hanem gyártási okból, hibás szerelésből keletkező ventilátorzajok. Ilyen a hibás hegesztés, csavarozás, hajtás-beállítások (tengelykapcsoló-hajtó motor, ékszíjhajtás stb.), a nem jól összefogott, nem jól vagy hiányosan merevített spirálház rezgései. Hasonlóan gyártási hiba a kiegyensúlyozatlan járókerék, amely periodikus rezgéseket gerjeszt. Az egyensúlyozatlanság rezgésszáma a ventilátor fordulatszámának megfelelő forgási frekvencia. Mindezek a járókerék gondos statikus és dinamikus egyensúlyozásával, ill. a ventilátor tervszerű


19



karbantartásával (járókerék tisztítása) kiküszöbölhetők. Nem a ventilátor szerkezetéből adódik a ventilátor

csapágyainak

zaja.

A

típusventilátorok

gördülőcsapágyakkal

készülnek,

amelyek

zajforrások, és a hangrezgés átadódik a lemezdob jellegű csapágyaknak is. A csapágyzaj-csökkentés fő tényezője a kis fordulatszám. Különösen zajtalan üzemelést igénylő berendezéseknél a csapágyzajt egyszerű siklócsapágyazással lehet jól csökkenteni. Ilyen igények esetén a hajtómotor csapágyazását is siklócsapágyazással kellene megoldani. Az ipari ventilátorok a kis fordulatszámon működnek, ezért fontos a zajtalan szerkezeti elemek kialakítása, csendes működő gördülőcsapágyak alkalmazása. A kis teljesítményű radiális ventilátorok esetében a közvetlen motortengelyre ékelt járókerekű ventilátortípusnál elmarad a csapágyzaj, azonban ezeknél is csak kis fordulatszámú motorok alkalmazásával csökken a ventilátorzaj. Ékszíjhajtású ventilátoroknál a szíjtárcsák kerületi sebességének közepes értékkel való alkalmazása csökkenti a hajtás okozta zajt. Pontosan megmunkált, beállított és karbantartott tengelykapcsoláshajtás (ha aszinkron fordulatról van szó) a zajosság szempontjából is kedvezőbb az ékszíjhajtásúnál. Az elkerülhetetlen csapágyzajt felerősíti a gyenge és dobszerű csapágytartó bak, ezért erős, jól merevített csapágybak alkalmazása zajtalanabb üzemet biztosít. A keletkező zaj a ventilátorból, mint zajforrásból a szellőztetett térbe kétféle módon juthat. Léghang formájában: a keletkező hang a légcsatornában áramló levegő közvetítésével jut el a szellőztetett helyiségig. A levegő áramlási és a hang terjedési iránya egymástól független, tehát a levegő áramlási irányával szemben is terjed a hanghullám. A másik eshetőség a testhang, amikor a zaj a légcsatorna anyagában vagy az épületszerkezetben terjed tova. A testhangokat közvetlenül a ventilátornál kell lokalizálni, mert távolabb már szinte lehetetlen. A légcsatornának átadódó rezgéseket a ventilátor előtt és után elhelyezett rugalmas (vitorlavászon vagy gumilemez) csőszakasszal gátoljuk meg. Ügyelni kell arra, hogy a rezgéstompító két oldala között semmiféle szilárd kapcsolat ne legyen. Ezért nem ad megfelelő eredményt a nem közvetlenül a ventilátornál elhelyezett rezgéstompító, ugyanis az ez előtti és utáni csőszakasz függesztése, huzalozása, és a falszerkezet a rezgéstompítót rövidre zárja. A ventilátor kiegyensúlyozatlanságából eredő rezgéseket ad át az alapzatnak. Az alap ezt továbbítja az épület födémének, falának. Ez a nemkívánatos hatás a ventilátor rugalmas felfüggesztésével ill. alátámasztásával akadályozható meg. Régebbi megoldás szerint a ventilátor- és a motoralapot az épületszerkezettől parafaágyazás közbeiktatásával elválasztjuk. Az utóbbi időben kerültek kialakításra a kemény gumituskós és acélrugós rezgéscsillapítók. A ventilátor alapcsavarok helyett ezen elemeket alkalmazva a ventilátor és az épületszerkezet között a fémes kapcsolat megszűnik, az átadódó rezgések

(testhangok)

csökkennek.

Az

egy

csillapító

elemre

eső

géptömeg

gumituskós

rezgéstompítónál 60-120 kg, acélrugósnál 100-2500 kg típusnagyságtól függően. Kisebb, ill. nagyobb terhelés a rezgéstompító hatékonyságát rontja.


20



Igen nagy hibájuk az eddig ismertetett rezgésszigetelési módoknak, hogy a parafa alátét és a gumidugó vagy -tuskó összenyomódása viszonylag kicsi, néhány milliméter. A rezgésszigetelő hatás az alkalmazott rugalmas elem összenyomódásával nő. Minden fordulatszámhoz tartozik egy bizonyos összenyomódás, ami alatt szigetelőhatás gyakorlatilag nem érhető el. Ez az összenyomódási érték a fordulatszám növekedésével csökken, tehát magas fordulatú ventilátorok esetében kis, alacsony fordulatú ventilátoroknál viszont nagy összenyomódást kell biztosítani. Ezért a gyakorlatban gumituskós rezgéscsillapítást csak n=1200 min-1 fordulatszám (F=20 Hz) felett biztosít megfelelő elhangolást, rezgésszigetelő hatást.(Parafa alátét n=2880 min-1 (f=48 Hz) fordulatszám és a fölötti tartományban ad kielégítő rezgésszigetelést). Ennél kisebb fordulatszámú ventilátoroknál más megoldást kell keresni, tekintettel arra, hogy a fenti rezgéscsillapítókkal a megfelelő összenyomódás nem biztosítható. Ezért alakították ki az acél tekercsrugóval készített lengő alapozásokat. Az eddig ismertetett szerkezetek csak testhangok csillapítására szolgáltak. A léghangokat még vitorlavászon rezgéstompító sem csökkenti. A ventilátor csőrendszerének zajforrásai A ventilátor-berendezésekben áramló levegő a ventilátor működéséből eredő periodikus lengéssel érkezik a csőrendszer egyes elemeihez. A levegő áramlásának útjában irányterelők, elágazások, ütköző élek, légelosztó nyílásszerkezetek vannak. Ezek a levegősebességtől és a csőrendszerben uralkodó statikus nyomástól függően minősülnek zajforrásoknak. A nagyobb méretű, négyszög keresztmetszetű csövek falai, ha vékony és nem kellően merevített lemezekből készülnek, rezgésbe jönnek, zajforrássá válnak. Az egyenes légcsatornák, az idomdombok, befúvó szerkezetek zajkeltő szerepét a szakirodalom ismerteti. Itt említhetjük meg, hogy a légtechnikai csőrendszer csillapító hatással is lehet a ventilátor okozta szerkezeti és áramlási zajokra, ha a csőrendszer minden elemét a zajcsökkentés figyelembevételével tervezték meg. Különösen gondos kiképzésre van szükség a kifúvó-nyílások terelőlemezeinél, mert könnyen ún. sípnyelv alakul ki, ami maga is magas frekvenciás zajt, sípolást okoz. Hangtom pító szerk ezetek A légtechnikai rendszerben minden hibát, így a keletkező zajt is célszerű megelőzni, ill. a keletkezési helyén csökkenteni. Ám sokszor minden erőfeszítés ellenére sem sikerül ezt olyan mértékben csökkenteni, mint ahogy az szükséges lenne. A gép körüli zaj (a ventilátor környezetének lesugárzott zaja) ellen optimális telepítéssel, esetleg a ventilátornak megfelelő hanggátló és -elnyelő falakkal ellátott helyiségbe való elhelyezésével lehet védekezni. Ha ilyen helyiség nem áll rendelkezésre, akkor a ventilátort hangelnyelő és -gátló anyagok felhasználásával készült tokozással kell ellátni, természetesen a ventilátort hajtó villamos motor hűtését ill. szellőzését biztosítani kell. A légtechnikai csővezetékben terjedő zajt a csővezeték


21



természetes csillapítása csak kismértékben csökkenti. A csővezeték végén kilépő és a szellőztetett térben szétáradó zaj bizonyos hangnyomásszintet hoz létre. Ha ez nagyobb, mint a szellőztetett helyiségre megengedett hangnyomásszint, akkor a csővezetékbe hangtompítót (hangcsillapítót) kell beépíteni. A választandó hangcsillapító elemre annak csillapítási értékei adnak útmutatást. Igen fontos, hogy befúvás esetén a levegővételezés helyén, elszívás esetén a kifúvási helyen is túlléphetjük az ottani, esetleg alacsonyabban előírt hangnyomásszint értéket. A kétirányú védekezés jól látható az újabb tetőszellőző ventilátoroknál, ahol a ventilátort hangcsillapító elemre illesztik, amely a szellőztetendő épület felé nyújt védelmet, a szomszédos környezet felé pedig megfelelő terelőburkolatokkal csökkenti a lesugárzott zajt. A légcsatorna-hangcsillapítók általában ún. átlátható kivitelűek. Egy csövet, esetleg párhuzamos csöveket hangelnyelő anyag vesz körül, vagy egy csatornaelemben találhatók megfelelő hangelnyelő elemek, ún. kulisszák (4. ábra). Ezeknek a hangcsillapító elemeknek, ha a gyártó által ajánlott légsebesség határokat betartjuk, elég csekély az áramlási ellenállásuk. Természetesen a rendszer tervezésekor érdemes figyelembe venni és mérlegelni, hogy a másodlagos zajcsillapításnak milyen „ára” van. Ismeretesek ezen kívül könyök(ös) hangcsillapítók is, ahol a könyök természetes csillapítását megfelelő (hang)energiaelnyelő fokozatanyaggal tovább javítják. Párás vagy szennyezett levegő esetén különös gondot kell fordítani a hangcsillapítókra. Vannak nedvesség ellen védett kivitelűek (rezonátorok), a szennyezés ellen azonban külön kell védekezni. A levegőt szűrni, tisztítani kell, ezért szennyezett levegőjű légtechnikai vezetékbe hangcsillapítót nemigen érdemes beépíteni.

II. Léghevítők A levegő melegítésére szolgáló szerkezeti elemet léghevítőnek, más szóval kalorifernek nevezik. Ezek többnyire keresztáramú (légoldalon lamellás, bordás) hőcserélők, a hőhordozó közegük melegvíz, forróvíz, kisnyomású-, nagynyomású gőz, füstgáz, stb. Szabályozásuk levegőoldalon történhet csappantyúkkal. Méretezésükre a fűtéstechnikában megismert összefüggések érvényesek, némi eltérést a levegőoldal és a keresztáramlás jelent. (Ezek kissé bonyolítják a képleteket, az elv marad!) III. Felületi hűtők Szerkezeti kialakításuk megegyezik a léghevítőkével, de kisebb (általában) felületi hőmérsékletük a hűtendő levegő harmatpontjánál. A kicsapódott víz gyűjtéséről és elvezetéséről gondoskodni kell. (A szellőzési feladatokban ráfagyással nem kell számolni.) A hűtés általában hálózati vízzel, kútvízzel, esetleg hűtőgéppel (hőszivattyúval) történik. IV. Szűrők Komfort berendezésekben a por jelenti a levegő szennyezettségét. A szabad légtérből vett, szellőzési levegőt úgy kell megtisztítani, hogy a belső pormennyiség a megengedett érték


22



alatt legyen. A porleválasztók igen sokfélék lehetnek, alkalmazásuktól függően. (Nedves és száraz, automata, elektrosztatikus, sterilizáló stb. légszűrők.)

V. Légcsatornák A légcsatornák a levegőáram vezetésére szolgálnak. Légcsatorna anyagok: acéllemez, horganyzott acéllemez, horganylemez, saválló rozsdamentes acéllemez, ötvözött alumínium lemez, műanyaglemez stb. (így csőcsatornák, épített csatornák). Keresztmetszetük kör vagy téglalap. Azon részeit, melyek nem egyenes vonalú állandó keresztmetszettel rendelkeznek idomoknak nevezik. Rendszerint irányváltozás, légáram szétválasztás illetve egyesítés, keresztmetszet-változás célját, vagy ezek kombinációját szolgálják. Ide sorolják a rögzítő, tartó,

függesztő

szerkezeteket,

továbbá

az

elzáró

és

szabályozó

szerkezeteket

(csappantyúkat, tolózárakat, zsalukat). Különleges légcsatornára csak akkor van szükség, ha pl. agresszív anyagok jelentős mértékben vannak jelen, ilyen esetben saválló, teflonbevonatú vagy PE anyagból készült légcsatorna használata javasolt. A laboratóriumi és az ahhoz hasonló felhasználásoknál a gerincvezetéket, amennyiben ez indokolt, a statikus töltődés miatt földelni szükséges. Olajköd elszívásánál már a megszokott légtechnikai csatornánál sokkal több probléma merülhet fel. Ennél a feladatnál számolnunk kell az elszívott levegőben lévő olajköddel, illetve emulzióval. Ez teljesen természetes, hiszen az a cél, hogy azt a szűrőberendezés szűrőibe szállítsuk. Míg az előzőekben a hagyományos kör keresztmetszetű spirálkorcolt légcsatornát használhatjuk, addig ezeknél a feladatoknál speciális, ún. korctömített légcsatornát érdemes használni, ott is olajálló korctömítettet (általában a korcok közé gumi kerül). Az idomoknak is gumírozottaknak kell lenniük, és ha lehetséges, ún. húzott idomokat használjunk. Mindezek ellenére kivitelezéskor még ezeket az idomokat is a kötéseknél javasolt tömíteni. Természetesen amennyiben jelentős mértékű az elszívott levegőben az olajköd vagy emulzió, akkor a korctömített légcsatorna sem megfelelő, ebben az esetben hosszanti korcolt légtechnikai vezeték alkalmazása tűnik jó megoldásnak, a toldásoknál gumírozott csatlakozásokkal. Kivitelezéskor ügyeljünk, hogy a hosszanti korc ne lefelé essen. Az utóbb említett légcsatorna további előnye, hogy könnyebb karbantartani és tisztítani (pl. egy hosszanti korcolt légvezeték idomai szétszedhetők, tisztíthatók, míg az előzőekben említett gumírozott idomok kötéseinek oldása után nehezen vagy egyáltalán nem visszaépíthetők anélkül, hogy azok a későbbiekben ne okoznának olajcsöpögést). E feladat megoldásakor bármelyik légcsatorna is kerül beépítésre, a gerincvezetéknek mindig kell adni lejtést, általában a szűrőberendezés irányába, mértékét tekintve kb. 1/10-ét a hagyományos szennyvízvezetéknél alkalmazottnál.


23



VI. Befúvószerkezetek (Elszívók) A befúvószerkezetek a szellőző levegőnek a helyiségbe való bevezetésére, irányítására és elosztására, továbbá a befúvónyílás védelmére szolgálnak. (Terelőlemezek, anemosztátok, terelők, szabályozók.)

Légkidobóhely Légelszívó készülék

VElmenı Győjtı légcsatorna

VTávozó

Helyiség (ek) Tartózkodási zóna

VRec

Légnyerıhely

Osztó légcsatorna Légbefúvó készülék

VSzellızı

VFriss Légkezelıközpont

Légcsatorna hálózat

Klimatizált/Szellıztetett tér

Ellenőrzött lakásszellőzés hővisszanyerős szellőztető rendszere RDAA befúvó-elszívó ventilátor

EU3-5 szűrő keresztáramú lemezes hővisszanyerő

elektromos elő- és utófűtő

• komplett szellőztetésre, • hővisszanyeréssel,

• szűréssel, • elő-, utófűtéssel, Központi klímablokk


24



Levegőelosztó rendszerek16 Mennyezetcirkulációs hígításos szellőzés: A levegőt viszonylag nagy sebességgel fújják be általában a mennyezetről vagy a fal felső részéről, és a helyiség levegőjének egy része is mozgásba jön, így a keveredés hatásosabb. Beszabályozással kell biztosítani, hogy a tartózkodási zónában már csak a megengedett áramlási légsebesség legyen. Fűtésre és hűtésre is alkalmas, de ugyanazon berendezés általában nem alkalmas téli-nyári üzemre, mivel a meleg levegő tartózkodási zónába való juttatása nagy energiákat igényel. Megoldás lehet a motorizált befúvó vagy hűtésre (is) méretezik, a téli üzemben függőleges segédterelőkkel kényszerítik lefelé a meleg levegőt. Oldalcirkulációs hígításos szellőzés: Hűtéskor a levegő szétterülve a padlón felfelé szorítja a belső melegebb elhasznált levegőt, mely a fentebb elhelyezett elszívókon keresztül távozik. Az elszívók alatt elhasznált légréteg alakul ki. Szellőzésre hatékonyabb, mint a mennyezeti szellőzés, - különösen nagyobb belmagasság és hőterhelés esetén. Ez a megoldás azonban általában nem használható fűtésre. Elárasztásos szellőzés: Alacsony sebességű hűtött levegő áramlik be a mennyezetről, az elhasznált levegőt kiszorítja

az

elszívó

berendezés

pedig

elszállítja.

Lehetőleg

minél

kisebb

részmennyiségekben kell elosztani a mennyezet teljes felületén. Általában fűtésre nem alkalmas. H íg ít á s o s Mennyezetcirkuláció

Oldalcirkuláció

Előny

Fűtésre, hűtésre Erősen hűtött levegő is Egyenletes hőmérséklet

Hatékonyabb szellőzés Kisebb energiaigény hűtéskor Tartózkodási zónában kis sebesség

Nem csökkenő padlófelület Nagy lokális hatékonyság Kis hűtéskor nagy tömegű légcserére alkalmas

Hátrány

Elárasztás

Alacsony hatékonyság Hűtéskor huzatveszély és nagyobb energiaszükséglet

Fűtésre nem alkalmas Hasznos terület kisebb Több levegőt igényel, és függőleges hő gradiens nagy

Fűtésre nem alkalmas Alacsony indukció Padlóhoz közeli elszívás szükséges

Egy légelosztó rendszer annyi levegőt fúj be, hogy a helyiség szellőzése megfelelő legyen. Teljesülnie

kell

még

a

hangnyomásszinttel,

levegősebességgel

és

hőmérséklettel

kapcsolatos igényeknek is a tartózkodási zónában, - ehhez bizonyos tervezési szabályokat kell alkalmazni.

16

A levegő bevezetési helyének környékén primer légáramlatok jönnek létre, melyek szekunder levegőmozgásokat indukálnak. Ezt a primer és szekunder légáramlást légvezetési rendszernek (LVR) nevezik. Építőipari, Faipari Szakképző Iskola és Kollégium; Kaposvár Cseri út 6.

25



Elárasztásos rendszer LVR

Légsebesség

Elárasztásos

H

Q

Léghőmérséklet

Koncentráció

H

v

H

t

k

Elárasztásos LVR-t termikus erőkre és a bevezetés intenzitására méretezik. A termikus erők hatására alulról felfelé haladó légáramlás jön létre. Csak és kizárólag a tartózkodási zóna szellőztetésére (klímatizálására) kerül sor, a bevezetett szellőző térfogatáram kis mértékben keveredik a környező levegővel. A tartózkodási zónából kiszorítja a szennyezett levegőt és alacsony sebességével huzatmentes átöblítést ad.

Kiszorító áramlás

VT

VT

Vsz Kiszorító áramlás Keveredéses áramlás A termikus erő lényegesen nagyobb légtérfogatot indít meg, mint a bevezetett szellőző levegő mennyisége. A szellőző levegő mennyisége körülbelül megegyezik a távozó levegőjével, közben a helyiség középső harmadában visszaáramlások jönnek létre, keveredési zóna. A komfort alkalmazásokban előtérbe kerültek a vendéglátóhelyek (éttermek, sörözők, bárok) a nagy közösségi helyiségek (múzeumok, könyvtárak, koncerttermek) az irodaépületek. Az ipari célú alkalmazásnál problémás lehet a helyi elszívások hatása, a helyiségek közötti nyomáskülönbségek, az esetleges toxikus anyagok jelenléte, - külön megvizsgálandók ezek az esetek. Összefoglalva: a helyiségben hőforrás legyen, alul bevezetés kissebességgel, felül elvezetés, a primer levegő keveredése minimális a tartózkodási zónában, a szellőző levegő ajánlott hőmérséklet különbsége 0 < - 6 K


26



Hígításos rendszerek LVR

Légsebesség H

Hígításos

Léghőmérséklet H

Koncentráció H

t v

k

Hígításos LVR-t tehetetlenségi erőkre méretezik. 1. Mikroklíma LVR VT

VT A részlet Vsec

Vsz A Vsz

Vpr

Igényes helyeken: például színház-, koncert-, előadótermek, vagy magas komfortú irodák Jellegzetessége: o

a primer szellőző levegő a helyiség levegőjével keveredve17 lép be közvetlenül a tartózkodási zónába.

o

a levegő bevezetés speciális (indukciós) anemosztátokon keresztül történik a tartózkodási zóna alatti térből,

o

nem a teljes tér klímatizálása a cél, a primer szellőző levegő kisebb, mint a hagyományos rendszereknél,

o

a tartózkodási zóna homogén légállapota biztosított (minimális hőmérsékleti rétegződés)

A befúvást úgy kell megoldani, hogy a bent tartózkodók feje ne kerüljön a szellőző légsugár tartományába, hanem annak indukciós mezőjébe. Munkahelyek esetén q = 120 W/m2 fajlagos hűtőterhelés mellett a primer levegő 30-50 m3/h a szekunder 15-25 m3/h, előadótermek esetén q = 100 W/ m2 Vp = 25-30 m3/h Vsz= 13-15 m3/h.

17

Ellentétben a széksorok alatti hagyományos levegő bevezetéssel, ahol nem keveredve lép be, nem szabályozva!


27



2. Diffúz LVR Erősen induktív, a kritikus helyeken diffúz, a szellőző levegő sebessége annyira lecsökken, hogy a tartózkodási zónában huzatérzet egyáltalán nem tapasztalható. Optimális viszonyok a helyiségben. A szokásostól eltérően (0 < 15 K) nagy hőmérsékletkülönbség valósítható meg

a

szellőző és a helyiség levegő között. Az anemosztátok rotációs (forgó) vagy fúvókás kivitelűek.

Nemcsak

igényes

komfortterekben (irodákban, üzletekben), de ipari szerelőcsarnokokban is alkalmazzák. Kis belmagasságú helyeken 0 <8 K betartása ajánlott, q <60 W/ m2, 22 oC belső hőmérséklet mellett. 3. Érintőleges LVR A belépő levegő a falsíkra tapad. Fő alkalmazási területe alacsony (h <3 m) belmagasság. A

bevezető

szerkezet

lehet

fali

anemosztát falszögletben, mennyezeti

Vt

anemosztát, indukciós klímakonvektor – mint a mellékelt ábrán például fan-coil. Hátrányos

lehet,

anemosztátok

ha

a

váltakozva

mennyezeti befúvó

és

elszívó üzeműek, mert ekkor rövidre V sz

5 Dugattyúhatás-szerű LVR

4. Légsugár LVR

Vsz

zárás következhet be.

Vt

Vsz

Vt

operációs tér

Vsz

+p nyomókamra

Sportlétesítmények, ipari terek átöblítésére,

speciális befúvó panel Nagy hőáramot tud elszállítani, elvárás a

h>3,5 m. Viszonylag nagy levegőmennyiség

nagy tisztaságú tér (kórházi műtő, vagy ipari

kibocsátható V> 30 m3/hm2.

technológia általi követelmény).

ultra steril szûrõvel


28



Szakszámítás: példa légvezetési rendszer (LVR) kiválasztására. Áruházi eladótér 120 m2 belmagasság 5 m. Transzmissziós hőveszteség -9 kW, nyári külső hőterhelés 6 kW, belső hőterhelés 12 kW, nedvességterhelés nincs (elhanyagolható), a megkívánt légállapot télen 22 +1 oC, ϕ=50 +10%, x=8,3 g/kg; nyáron 24 +1 oC, ϕ=50 +10%, x=9,5 g/kg. A zárt tér hőterhelése télen QT= 3 kW (belső hőterhelés – transzmisszió) A zárt tér hőterhelése nyáron QNY= 18 kW (belső hőterhelés + külső hőterhelés) Valószínű, hogy a szellőző levegő állapota mindkét esetben alacsonyabb lesz, mint a belső légállapothoz tartozó hőmérséklet. Szükséges a szellőző levegő sűrűségét számítani, vegyük a hőmérsékletét 21 oC-nak (előzetesen). Így az abszolút nyomások értékét 1-nek véve ρ= ρ0 (T0pb/T1p0), írható ρ= 1,293(273/294)= 1,2 kg/m3. A szellőző és távozó levegő maximális hőmérséklet különbségét ∆T= 6K-nek vesszük. A szellőző levegő térfogatárama: Vsz= QNY /ρ*cp* ∆T = 18/(1,2*1,017*6)= 2,458 m3/s = 8850 m3/h VT= QNY /ρ*cp* ∆T = 18/(1,2*1,015*T)= 2,458 m3/s→ ∆T= 1K, - természetesen a szellőző levegő térfogatáramát azonosnak vettük télen és nyáron. A légcsere szám meghatározása n= VSZ/VH= 8850/600= 14, 75/h A fajlagos hőterhelés télen q= Q/A= 3 000 W/120m2= 25 W/m2 A fajlagos hőterhelés nyáron q= Q/A= 18 000 W/120m2= 150 W/m2 A helyiség jellemző paramétere télen [q/H2] = 1 és nyáron [q/H2] = 6, a számításban H=5 m Sugár Sugár LVR Kiszorításos LVR ArT 1,E+05

alkalmazni! Archimédesz szám

14,75/h

D

rendszer,

de

érdemes

megvizsgálni

a

érintőleges ám

az

5

m

belmagasság ehhez nem 30

2430

( q/H2)

kedvező. Szóba jöhet az

10

S

ugye

hígításos

rendszert,

1,E+04

É

célszerű

Ami

hígításos

M

E

LVR-t

elárasztásos LVR is, ha

1,E+03

teljesülnek egyéb feltételek 5

400

még.

1

K 1,E+02

A

ábrázolva

0,1

h-x

diagramban

meghatározható

a levegőállapotok konkrét értéke.

LVRfajtái

1,E+01 1

10

100

1000

n[ 1/h]


29



Szakszámítás: példa hő-, nedvesség- és szennyeződésterhelés számítására. Egy munkateremben 100 fő dolgozik. Az összes hőterhelés 36 kW. A megkívánt légállapot +24

o

C, a bevezetett levegő hőmérséklete legalább +19 oC, mekkora a szükséges

légmennyiség? A terem 2 000 m3, mekkora a légcsere (n) mértéke?

ρ=1,2 [kg/m3] és cp = 1 [kJ/kgK] 1 kW = 3 600 kJ/h így 36 kW = 36* 3 600 = 129 600 kJ/h V’ = Q / cp*ρ ∆T = 129 600 kJ/h / 1 kJ/kgK * 1,2 kg/m3 *(297-292)K = 21 600 m3/h 1 főre = 30 m3/h levegővel számolva 30 m3/h * 100 fő = 3 000 m3/h lényegesen kisebb tehát a CO2 termelés alapján a frisslevegő igény, mint a hőterhelés alapján! A hőterhelés a mértékadó! (3 000 m3/h <21 600 m3/h) légcsere érték: n = 21 600 m3/h/ 2 000 m3 = 10, 8 /h Szakszámítás: példa hő-, nedvesség- és szennyeződésterhelés számítására. Egy helyiségben W = 2 kg/h vízgőz fejlődik. A bevezetett levegő abszolút nedvességtartalma x1=12,3 g/kg és x2=22,1 g/kg abszolút nedvességtartalommal vezetjük el. Mennyi m3/h a szellőző levegő mennyisége? L = W / x2 - x1= 2 000 g/h / 22,1 g/kg - 12,3 g/kg= 204 kg/h → 204 kg/h / 1,2 kg/ m3= 170 m3/h Szakszámítás: példa hő-, nedvesség- és szennyeződésterhelés számítására. 180 m3 helyiségben 5 000 w hőigényt légfűtéssel kell pótolni. Milyen hőmérsékletű levegőt kell bevezetni, ha a megengedett légcsere 5-szörös, az előírt belső hőmérséklet +20 oC? A szellőző levegő mennyisége V = n VH= 5/h * 180 m3 = 900 m3/h. A levegő által leadott hő Q = V’ * cp*ρ ∆T = V’ * cp*ρ (tBE -tH) → tBE = 20 oC + (18 000 kJ/h / 900 m3/h * 1 kJ/kgK * 1,2 kg/m3) = 36, 67 oC Szakszámítás: példa hő-, nedvesség- és szennyeződésterhelés számítására. Egy helyiségben 0,1 kg/h ammónia gáz szabadul fel.. Mennyi „tiszta” szellőző levegőt kell bevezetni, ha a maximális koncentráció 20 mg/m3 és a biztonság 1,2 szeres?! V = 1,2 (100 000 mg/h / 20 mg/ m3 – 0 mg/ m3) = 6 000 m3/h Szakszámítás: példa hő-, nedvesség- és szennyeződésterhelés számítására. Egy 300 m3 helyiségben benzolömlés történt. A koncentráció 2 000 mg/m3 lett. 0,5 óra múlva kell megközelíteni a helyiséget, úgy hogy a maximális koncentráció 70 mg/m3 legyen, és a szabadban – ahonnan szívunk - a benzolkoncentráció 25 mg/m3. Biztonság 1,2! n= ? V = 1,2 ( 300m3 * 2 000 mg/m3 / 70 mg/m3 – 25 mg/m3) + 300m3 *( 2 000 mg/m3 -70 mg/m3) / 0,5*(70 mg/m3– 25 mg/m3) = 46 880 m3/h ami körülbelül 157-szeres légcsere!


30



Uszodák, fürdők szellőztetése, ködtelenítése Célja: o

A bent tartózkodóknak megfelelő légállapot biztosítása

o

Az épület hő- és páratechnikai állagvédelmének hosszú távú biztosítása

Épületszerkezetileg jól konstruált uszoda (fürdő) néhány év alatt károsodik, ha nem megfelelő a szellőzés, vagy nem működtetik. A belső hőmérséklet mellett a levegő relatív nedvessége a meghatározó. A külső határoló felületen bekövetkező páralecsapódás nem kívánatos, lényeges a medence feletti födémszerkezet átnedvesedés elleni védelme, hogy elkerüljék a szerkezetben bekövetkező páralecsapódást. A gombásodás valós veszély. Ugyanakkor a nagy vízfelület komoly hő- és nedvességterhelést jelent. A szokásos relatív páratartalom télen ϕ = ∼0,5 (50%) míg nyáron ϕ = ∼0,6 (60%). Minél nagyobb a térben a páratartalom, annál kisebb páramennyiséget képes felvenni a levegő. A párolgás ugyanakkor hőelvonással jár, mely hűti a medence vizét. Általában nem megengedett a légcsere-szám alapján felvett szellőző levegő tömeg-(térfogat-) áram meghatározás. A berendezés üzeme 24 órát igényel, mert az épületszerkezet károsdodhat! A vizes helyiségek levegőjét folyamatosan szárítani kell. Módszer lehet a központi légkezelő egységen belül a felületi hűtés, majd utófűtés kaloriferrel. (A belső tér fűtését külön fűtési rendszerrel kell megoldani.)

Uszodaszellőzés elvi felépítése A hővisszanyerő berendezéssel18 55-70% hőenergia megtakarítása érhető el, mert az elszívott meleg belső téri levegő hőtartalmának jelentős hányadát átviszik a szellőző levegő hőtartalmának növelésére. Magánuszodákban egyszerűbb hőszivattyús ködtelenítő berendezés is megteszi, mert kicsi a használók száma, és a külső befúvás szakaszos lehet. A belső levegő visszaforgatott, a hőszivattyú elpárologtatója szárít, kondenzátora utófűt. Lásd még klímatizálásnál! Azokat a légtechnikai rendszereket, amelyeknek az a feladata, hogy a zárt térben megakadályozzák a ködképződést, azaz a terem levegőjének túlnedvesedését, ködtelenítő berendezésnek nevezzük. E 18

Rekuperatív hőcserélő többnyire alumínium vagy műanyag (PP) lemezes keresztáramú berendezés. Regeneratív berendezésben anyagcsere is megvalósul, például öltöző, elétér helyiségekben alkalmazható. Építőipari, Faipari Szakképző Iskola és Kollégium; Kaposvár Cseri út 6.

31



berendezés a feladatát rendszerint intenzív levegőcserével oldja meg. Ehhez előkészített levegő szükséges, amit helyileg vagy központilag állítanak elő. Az uszoda meleg légterét folyamatosan vízgőz dúsítja. Ebből adódóan egy fülledt melegházi klíma 19

alakulhat ki, amely a fürdőzési örömöket jelentősen csökkenti , az egészségre káros, és az épületszerkezetét rongálja. Ködön általánosságban gáz, és a benne igen kis méretű (5…100 formájában eloszlott folyadék keverékét értjük. A légtechnikai gyakorlatban leggyakrabban levegő és víz keverékből álló köd képződésével találkozunk. A levegő nedvessége szemmel nem látható mindaddig, amíg a vízgőz parciális (részleges) nyomása kisebb vagy egyenlő a levegő hőmérsékletének megfelelő telítési gőznyomással. Ha a parciális gőznyomás eléri a telítési nyomást, a levegőben telített vízgőz van (a levegő telített), a vízgőznyomás tovább nem nőhet. Ha mégis tovább nő a levegő nedvességtartalma, akkor gőz csapódik ki vízcseppek formájában a levegőből, s a gőznyomás nem nő tovább. A kicsapódott vízcseppek a levegővel köddé válnak. Ekkor a nedves alkotó a nedves levegőben gőz és folyadék halmazállapotban van jelen. A ködképződés lehet aktív: amikor ténylegesen nő a levegő nedvessége (pl. vízfelületek párolgása, víz forrása, gőzbevezetés stb. következtében), s ezzel nő a keverékben a nedves alkotó (1. ábra), vagy passzív: amikor a levegő lehűl, s ezért jelenik meg benne a gőz halmazállapotú nedvesség mellett a folyadék halmazállapot is, s így jön létre a köd. A helyiségekben keletkező ködöt légtechnikai szempontból szennyeződésnek kell tekinteni, amit a szellőző levegővel tudunk a helységből elszállítani. A köd a szennyeződésfajták között mégis különleges helyet foglal el, mert - a többi idegen anyagból álló szennyeződéstől eltérően - a nedves levegő egyik alkotórésze, a nedvesség jelenik meg, mint nemkívánatos mennyiségű alkotó. Levegőállapot-diagramok A levegő és a vízgőz keverékeire vonatkozó összefüggések és táblázatok segítségével a nedves levegő bármely két ismert vagy mért jellemzőjének birtokában a többi ismeretlen állapotjelző meghatározható. E számítások azonban hosszadalmasak és nem szemléltethetők. A számítások egyszerűsítésére különféle levegőállapot-diagramokat (levegőállapot-térképeket) szerkesztettek. A klímatechnikai berendezésekben lejátszódó állapotváltozásoknak levegőállapot-diagramban való ábrázolása megkönnyíti a számítások gyors és szemléletes elvégzését. A levegőállapot-diagramok rendszerint a nedves jellemzőit, e jellemzők értékeit tartalmazzák, és az állapotváltozások menetét grafikus eljárással teszik követhetővé. Az európai és a hazai gyakorlatban a Mollier szerkesztette h-x diagram a használatos. Torzított koordináta-rendszere szemléletessé teszi a levegőállapot-változások követését.

19

Nehézlégzés, fullasztó hatás.


32



Medence kialakítása Az uszoda meghatározásakor beszélhetünk privát, illetve kommunális uszodáról. Kommunális uszodán

belül

pedig

termálfürdőről,

gyógyfürdőről,

sport-

és

versenyuszodáról,

valamint

élményfürdőről. Mindegyik uszodának más és más az igénybevétele. A párolgás szempontjából nem mindegy, hogy medencét pancsoló kisgyerekek vagy idősebb emberek használják. Tehát a bepárolgó vízmennyiség számításával figyelembe kell venni a medence használati módját, a használok életkorát, a medence felületét valamint a különböző vízi attrakciókat, melyek a mai modern uszodákban rendkívül fantáziadúsan vannak kialakítva. (Ilyen például a vadvízi folyam, a vízmasszázs, pezsgőfürdő, vízi gomba, csúszda stb.) A

bepárolgásra

továbbá

nagymértékben

befolyással van még a medence túlfolyójának kialakítása. A két jellemző kialakítás a feszített és a süllyesztett víztükör. Ügyelni kell arra, hogy a feszített víztükörnél 20%-kal intenzívebb lehet a páraképződés, mint a süllyesztettnél, mert a vízfelesleg nagyobb lezúduló távolságot tesz meg a csatornában

Épületfizik ai szem pontok A megfelelően működő uszoda kialakítás érdekében az építész és gépész szakembernek együtt kell működni. A tervezőknek figyelembe kell vennie, hogy a fedett uszoda megfelelő épületfizikai és gépészeti kialakítás nélkül nem tud üzemelni. Az építész határozza meg, hogy milyen lesz az uszoda kialakítása, a medence formája, a falszerkezetek rétegrendje, üvegezettségi aránya stb.. A határoló szerkezetek belső felületével kapcsolatban hő- és páratechnikai szempontból a következő követelmények teljesülését kell ellenőrizni, illetve helyes méretezéssel és üzemeltetéssel biztosítani. Az emberek kellemes közérzetének fenntartásához, a belső felületek hőmérsékletét megfelelő értéken kell tartani. A belső felület hőmérséklete elegendően magas legyen a felületi páralecsapódás elkerülése szempontjából. A penészképződés kockázatának csökkentését. Felületi páralecsapódás A határoló falszerkezetek felületi hőmérsékletét a harmatponti hőmérséklet felett kell tartani, a kondenzáció elkerülésének érdekében. A szabványos uszoda légállapota = 55%. Az ezekhez az értékekhez tartozó harmatpontiϕa következő: tbelső=30 °C, h őmérséklet 20 °C, amely azt jelenti, hogy ha az uszodában bárhol 20 °C alá süllyed a h őmérséklet, ott a felületen párakicsapódás jön létre. Ez a látványhatást rontja, izzad az üveg, a falak elszíneződnek, esetleg penészesedés léphet fel (3. ábra). Más szóval a felületi páralecsapódás akkor alakul ki, ha a felülettel azonos hőmérsékletű levegő relatív nedvességtartalma eléri a 100%-ot. A határoló elemek hőmérsékletét megfelelő hőszigeteléssel lehet a kondenzációs hőmérséklet felett tartani. A hővédelem növelésének indokai: a komfortérzet, az ember védelme a túl magas és túl alacsony hőmérsékletektől; a fűtőenergia-megtakarítás (a transzmissziós hőveszteség alacsonyértéken való tartása); az épületkárokkal szembeni védettség.


33



Páratartalom, nedvesség Az uszodatér páratartalmát megfelelő értéken kell tartani ahhoz, hogy az ember komfortérzetét biztosítani tudjuk. A túl magas páratartalom fülledtségi érzetet okoz, a túl alacsony pedig serkenti a bőrfelület párolgását, amelynek a következményekén hidegérzet alakulhat ki az ember számára. A VDI 2089-es német szabvány a fülledtségi határt abszolút nedvességtartalomban határozza meg, amelynek értéke x = 14,3 g/kg. Ezzel az értékkel, és a különböző teremlevegő hőmérsékletekkel a h-x diagramból leolvasható a megfelelő relatív páratartalom érték Az uszodatér páratartalmát 40% <ϕ< 60%-os tartományban kell tartani. Ha a teremlevegőben valami oknál fogva – pl. nem megfelelő légszárítás - a páratartalom 60% fölé növekszik, akkor fennáll a kapilláris kondenzáció veszélye. A kapilláris kondenzáció a pórusos szerkezetű építő- és =75% levegő nedvességtartalom mellett alakul ki. Ekkor már nemcsak a pórusok felületét borítja nedvesség, hanem a kapilláris járatok teljes keresztmetszetét kezdi kitölteni. Ha a kapilláris kondenzáció huzamosabb ideig folyamatosan fennáll (3-5 napig), a falakon penészképződés jöhet létre. A penészesedésnek a kapilláris kondenzáción kívül van még több további feltétele is: az uszodatérben lévő spóra, oldott tápanyag, a felület nincs gombaölő szerrel kezelve. A penészképződést mindenféleképpen kerülni kell, mert rongálja az épület szerkezetét, valamint a falak elszíneződését idézi elő, amely kedvezőtlen látványhatást nyújt. A megfelelő páratartalomszabályozással

a

kapilláris

kondenzáció

megakadályozható,

amellyel

a

penészképződés

kialakulásának veszélyét jelentősen csökkenthetjük. Az us zoda k ülső falszerk ezete Téli időszakban az uszodatérben sokkal magasabb hőmérsékletek uralkodnak, mint a környezetben. Ekkor a belső vízgőz parciális nyomásértéke lényegesen magasabb, mint a külső levegőben lévő vízgőz parciális azonos adata, mert a nagyobb hőmérséklethez nagyobb parciális nyomás tartozik. A nyomáskülönbségből adódó hajtóerő a párát a belső légtérből a környezetbe próbálja meg juttatni a falon keresztül Ha pára bejut a falszerkezetbe, akkor a hőmérséklete belülről kifelé haladva csökken, ha eléri a harmatponti hőmérsékletet, először lekondenzálódik, majd túl alacsony külső hőmérséklet hatására megfagyhat, amely az épület szerkezetét rendkívül nagy mértékben károsítja. Ebből adódóan meg kell akadályozni, hogy a pára bejusson a falszerkezetbe (párazáró fólia) vagy ha mégis bejut, akkor meg kell oldani, hogy onnan a legkisebb károkozás nélkül tudjon távozni a környezet felé (pl. légrés vagy kis páradiffúziós ellenállású külső rétegek alkalmazása). Hőszük ségletek Az uszoda teljes hőigényét a VDI 2089-es német szabvány alapján a következő adatok alapján lehetséges kiszámolni: az épület transzmissziós hővesztesége, az épület szellőztetésének hőszükséglete, a medencevíz párolgásos hővesztesége, a pótvíz hőigénye, a vízfelmelegítés hőigénye, egyidejűségi tényező O,6-tól O,9-ig. Ahhoz, hogy a szárításhoz megfelelő légmennyiséget meg tudjuk határozni, szükség van a medencéből a légtérbe bepárolgó vízmennyiség, és a szag- és káros anyag koncentráció meghatározására. A bepárolgó vízmennyiség meghatározása a következő adatok alapján történik: medencevíz felülete [m2], vízgőznyomás medencevíz-hőmérsékleten [mbar], parciális gőznyomás a teremlevegőben


34



[mbar], empirikus bepárolgási tényező [g/m2 h mbar], amely a medence különböző használati viszonyait tükrözi. A bepárolgás mértékét jelentősen befolyásolja a vízben történő mozgás. Az arányok érzékeltetésére álljon itt néhány jellemző bepárolgási adat. - letakart medence (nyugodt vízfelület, párolgás csak a túlfolyóból): 0,5, - lakóházi uszoda, kis vízfelület, alacsony felhasználószám a vízfelületre vonatkozóan: 15, - kommunális uszoda normál üzem (mérsékelten hullámzó víz): 20, - élményfürdő: 28, - hullámfürdő (a hullámgép üzemelése alatt): 35. Fontos, hogy a az élményfürdőknél további bepárolgást kell figyelembe venni A táblázatban szereplő tájékoztató értékeket a páramentesítő berendezés méretezésénél kell alkalmazni. Szag-, és k árosanyag k oncentrációk A vízminőségének meg kell felelnie az általánosan érvényben lévő higiéniai előírásoknak, és nem szabad az emberek egészségét kórokozók által károsítania. Az úszómedence vizét terhelő szennyeződések főként a fürdőmedencét használók, és a környezeti befolyások által keletkeznek. Még előírás szerint adagolt klórmennyiség esetén sem valósul meg a tökéletes fertőtlenítés. A teremben úgy kell meghatározni a légvezetést – a fürdővendégek tartózkodási zónájában a huzatmentességre ügyelve -, hogy az hozzájáruljon a vízfelületen keresztüli károsanyag-koncentráció leépüléshez. Termál-, és ásványvizeknél azok specifikus gázösszetevőire különösen ügyelni kell (pl. CH4,

CO2,

H2S).

Ilyen

esetekben

számítással

meg

kell

vizsgálni

a

gázkoncentráció

megengedhetőségét a MAK-érték (szennyezőanyag-koncentráció) segítségével. A fiziológiai jó közérzet megteremtéséhez gyakran nem elegendő a MAK-érték betartása, mivel az ember számára érezhető szagküszöb a MAK-érték alatt van (pl. H2S-nél a MAK-érték 0,1-szerese). A különböző szag-, és károsanyagok egyedileg vagy összeadódva negatív hatással lehetnek az emberi egészségre a MAK-érték elérése nélkül. Ezért a berendezés kialakításával lehetővé kell tenni a befújt levegőárammal egy ismétlődő külső levegős üzemet 1°C-nál magasabb küls ő hőmérséklet esetén. A fürdőüzem alatt a frisslevegő-hányad >30%. Nedvességelvonás, m iért? Teljesen egyszerű, mert a víz párolog, minél nagyobb a medence felülete, annál jobban. Egy kb. 12,5 x 25 m-es (312,5 m2) úszómedence esetén ez már 20 liter óránként. Ismert, hogy a párolgó víz hőt von el a medencétől, ez 20 liter/óra esetén 13,6 kW. Mindez nyugalmi üzemben, fürdőüzemben a párolgás sokszorosára is nőhet. Mindezeknek kellemetlen következményei vannak. Az épülettest sokáig nem tud ellenállni a túlságosan magas nedvesség tartalomnak. A levegő túl magas nedvességtartalma megterheli a fürdővendégek keringését, nem is beszélve a jó közérzetről A fedett fürdőben való jó közérzetre vonatkozóan vannak meghatározott irányelvek (VDI 2089 szerint). A víznek 25–28 °C-osnak, a leveg őnek 27–30 °C-osnak kell lenni 50-60% relatív nedves ségtartalom mellett.


35



A komfort terek levegő megtáplálása történhet alulról, illetve felülről. Mivel a mai modern uszodák kialakításánál

az

építészek

nagyon

figyelnek

a

látványhatás

fokozására,

a

természetes

megvilágításra, ezért előszeretettel alkalmazzák a nagy üvegfelületeket . Az előző részben már említettük, hogy a páralecsapódásnak milyen következményei lehetnek. Az ablakfelületeken kialakuló páralecsapódás megakadályozására remek megoldást nyújt a résbefúvók alkalmazása. A résbefúvókat a padlóba elhelyezett légcsatornán keresztül tudjuk megtáplálni, illetve ezeket padlószegélyben elhelyezve segítségével közvetlenül az ablakok felületét tudjuk megfújni. Így egy meleg légfüggönyt képezünk az ablak előtt, mellyel megakadályozzuk a levegő lehűlését, és elérjük, hogy a hideg levegő ne tudjon beáramolni a medence fölé, ahol intenzívebb páraképződés indulhatna meg. Továbbá a kellemetlen látványhatást okozó páralecsapódást (izzad az üveg) is megszünteti A résbefúvó kialakítása lehet egy-, kettő- vagy háromsoros, mely sorok párhuzamosan helyezkednek el egymáshoz képest. A résbefúvókat a gerinc légcsatornáról ø110-es vezetékkel tápláljuk meg. Az ø110-es födémáttörések folyóméterenkénti számát a befúvandó légmennyiség dönti el. A födémáttörés rögzítése kör keresztmetszetű légcsatorna esetén nyeregidommal történik, négyszögletű csatornánál pedig peremes megoldással. Ezek rögzítése önmetsző csavarral vagy szegecskötéssel oldható meg. Ha viszont az uszodában nincs nagy üvegfelület, akkor természetesen alkalmazható felülről lefelé történő befúvás is, melynek nincs különösebb előírása, de mindenféleképpen törekedni kell a tökéletes átöblítésre, melyet legtöbb esetben csak elméletben tudunk megvalósítani. A légcsatorna méreteinek meghatározásakor ügyelni kell arra, hogy a vezetéket folyamatosan szűkíteni kell az egyenletes levegőelosztás érdekében, illetve arra, hogy a csatornában megfelelő sebességek uralkodjanak: - gépházon belül vmax=6-7 m/s, - gépházon kívül gerincvezetéken vmax=4-5 m/s, - befúvás közelében ágvezetéken vmax=3-4 m/s, - a befúvó elemeken a gyártók javaslatai szerint. Ha van rá lehetőség, akkor körgyűrűt kell kialakítani, mert ezzel még jobb levegőelosztás érhető el. Megfelelő keresztmetszet csökkentés esetében, ha a sebességet 3-4 m/s között tartjuk, akkor nincs szükség beszabályozásra, mert elérhető, hogy minden befúvón ugyanakkora levegőmennyiség áramoljon be. Ellenkező esetben pillangószelepeket szoktak alkalmazni. Elszívó csatornát célszerű a medence felett, közelében elhelyezni, annak érdekében, hogy a nedvesség minél előbb távozhasson a légtérből. Az elszívó rácsokon a levegő sebessége nem lépheti túl az 1,5-2 m/s-ot, azért, hogy ne keletkezzen kellemetlen huzatérzet. Külső levegő légcsatorna kialakításánál törekedni kell arra, hogy adott viszonyokhoz képest a lehető legfrissebb levegőt használjuk fel. Frisslevegő-vételre alkalmas az oldalfalba építhető rács, angol akna, mely zöldövezetben ajánlott. A levegő kidobásánál pedig arra kell figyelni, hogy megfelelő távolságban legyen elhelyezve a külsőlevegő-beszíváshoz képest, nehogy rövidre zárás jöjjön létre.


36



Helyi légs zárítók Ködtelenítő rendszereknél kialakítás szempontjából megkülönböztetünk helyileg és központilag elhelyezett légszárító berendezéseket. Helyi légszárítók ideális megoldást nyújtanak privát uszodák pezsgőfürdők, zuhanyzóhelyiségek és edzőtermek páratartalmának szabályozásához. Feladatuk, hogy rögtön a ködképződés helyén gyűjtsék össze és vonják el a keletkező nedvességet. Kétfajta elhelyezés lehetséges. Közvetlenül az uszodatérbe vagy egyéb olyan helyiségbe kell telepíteni, ahonnan nedvességet szeretnénk elvonni, vagy a légszárítókat egy szomszédos helyiségben kell elhelyezni, ahonnan a készülék a fali átvezetőn és az alumínium befúvó és elszívó rácson keresztül csatlakozik a szárítandó helyiséghez. A hel yi légs zárítók műk ödése A beépített ventilátor egy szűrőn keresztül beszívja a nedves levegőt a készülékbe. A levegő áthalad az elpárologtatón, ahol páratartalma a hideg felületen kondenzálódik, és vízcsepp formájában a csepptálcába, onnan pedig a csatornába kerül. A lehűlt levegő ezután átmegy egy második hőcserélőn, a kondenzátoron, ahol nemcsak az előző hűtésből keletkező hőt, hanem a készülék elektromos energia felvételének megfelelő hőmennyiséget is felveszi, így a készülékből tisztább, szárazabb és néhány fokkal melegebb levegő lép ki. Előnye, hogy kompakt, nincs szükség csatornahálózatra, üzemeltetése különösebb előzetes tervezést nem igényel. Hátránya, hogy a helyiségben lokálisan átöblítetlen holt terek alakulhatnak ki, ahol a páratartalom feldúsulhat. A helyiség frisslevegő-ellátása sem megoldott, feleslegesen magas a villamos energia költség, jelentős az uszodatérben a kompresszor és a ventilátor által keltett zaj. A kondenzátor a levegőnek leadja egyrészt az elpárologtatón felvett hőt, másrészt a kompresszor munkájának a hőjét is. A hűtő-körfolyamat összességében hőt termel. Ez nyáron kedvezőtlen, mivel a berendezés feleslegesen fűti az uszoda levegőjét. A túlfűtés problémáját a medencevíz-melegítő kondenzátor beépítése sem oldja meg tökéletesen, mert a medence vize hőtárolásra nem alkalmas, egy idő után a víz is túlmelegszik, ezáltal fokozva a párolgást. Helyi páramentesítõ alkalmazása esetén még további berendezések beépítése szükséges: fűtőtestek a medencetér fűtéséhez, - ventilátor fűtőkaloriferrel a frisslevegő-ellátáshoz, - a három különböző rendszert szabályozástechnikailag össze kell hangolni (ami a gyakorlati tapasztalat szerint legtöbbször nem sikerül), - a párolgás csökkentésének érdekében gyakran alkalmaznak medencelefedést, ami az esztétikai és higiéniai hátrányok mellett állandó munkát ad az üzemeltetőnek, - a lefedés elkerülhető megfelelő szabályozás alkalmazásával. Központi légs zárítók A központi légszárítókat nagyobb kommunális uszodákban alkalmazzák. Ezek a berendezések úgy vannak kialakítva, hogy az uszodában felmerülő három fő feladatot el tudják látni: párátlanítják, fűtik és szellőztetik az uszodateret


37



A szellőztetési funkció ellátása miatt a berendezések négy légcsatorna csatlakozó csonkkal rendelkeznek: befújt levegő, elszívott levegő, külső levegő, elhasznált levegő. Fontos megemlíteni, hogy ezek a berendezések képesek 100%-os friss levegős üzemben működni a nap 24 óráján keresztül, ezért az energiatakarékossági üzem szempontjából elengedhetetlen a korszerű ventilátortechnológiák és a magas hatásfokú hővisszanyerők alkalmazása. Előnye, hogy a frisslevegő-ellátás megoldott, kiegészítő fűtőtest nem szükséges, a gépnek zajkibocsátása nincs, mert egy másik térben helyezkedik el. Hátránya, hogy külön gépház és karbantartó személyzet szükséges, valamint magas a beruházási költség. Működési állapotok: 1. A levegő felfűtése télen, a szivattyús melegvíz-fűtésű kaloriferrel 2. Az uszodalevegő meghatározott hányadának szárítása a hőszivattyú elpárologtatóján keresztül. A nagyteljesítményű hővisszanyerő jelentősen növeli a szárítási teljesítményt. A kiszárított levegő a hővisszanyerőn keresztül előmelegszik, és a visszakevert levegővel együtt felmelegszik a kondenzátoron, a szárítási folyamat során nyert hővel 3. Fürdőüzemben a visszakevert levegőbe a higiéniai okokból szükséges friss levegő be van keverve. A hideg külső levegő megnöveli az előhűtést a hővisszanyerőben, és visszanyeri az érezhető és a rejtett hő egy részét az elszívott uszodalevegőből. Szárítás ki-be szellőztetéssel, szükség szerint hőszivattyúval vagy anélkül. 4. Visszakeverő zsalu lezárva, 100% külső levegő a hővisszanyerőn keresztül. Szárítás magas külső levegőhőmérséklet esetén ki-be szellőztetéssel 5. Nyári üzemben vagy magas belső hőmérséklet esetén a hővisszanyerő megkerülése a bypass kapcsolással, hővisszanyerés nélkül 6. Meghatározott külsőlevegő-hányad szárítása a hőszivattyú elpárologtatóján keresztüli lehűtéssel. A hővisszanyerő jelentősen növeli a szárítási teljesítményt. A külső levegő a hővisszanyerőben előhűl. A szárítási folyamatban keletkező hő a kidobó ágba beépített kondenzátoron keresztül adódik le a távozó levegőnek. Pár am entes ítés n yug alm i üzem ben A párás-meleg uszodából elszívott levegő egy része a lemezes hővisszanyerőn keresztáramban áthaladva előhűl, és a hőszivattyú közvetlen elpárologtatóján lehűl. Ezáltal a levegőben lévő nedvességtartalom jelentős része kondenzátumként kicsapódik. A lehűtött és kiszárított levegő ellenáramban ismét átáramlik a lemezes hőcserélőn, és az uszodából elszívott levegő által előmelegszik. Eközben másik oldalról a hőátadás előhűtésként működik, mely az uszodai párás levegőt annak harmatpontjának közelébe hűti. Az előmelegített és kiszárított levegő keveredik a meghatározott részarányú visszakevert levegővel, és a hőszivattyú kondenzátorán a szárítási folyamatban elvont hővel felmelegítve az uszodatérbe áramlik. A hőszivattyú kompresszorának elektromos energia felvétele teljes egészében a befújt levegő fűtésére fordítódik, mint hővisszanyerés. Annak megakadályozására, hogy a hővisszanyerőben és az elpárologtatóban keletkező kondenzátum (ami néhány liter is lehet) ismét visszapárologjon és az uszoda levegőjébe kerüljön, az elszívott levegő a szárítási folyamat befejezése után kikerüli a


38



hővisszanyerőt és az elpárologtatót. Az elszívó ventilátor teljesítményfelvételének csökkentésével elkerülhető a szükségtelen áramfelhasználás. Nyári üzemben ill. átmeneti időszakban a berendezés rész-kidobott levegő / friss levegő üzemre kapcsol át: a lehűtött uszodából elszívott levegő egy része a szabadba, kidobásra kerül, és az ezzel azonos mennyiségű melegebb friss levegő beáramlik, ami a dupla lemezes hővisszanyerőn átáramolva és a visszakevert levegőhányaddal egyesülve az uszodába kerül bevezetésre. Ebben az üzemállapotban az uszoda szárítása a friss levegővel történik, a dupla lemezes hőcserélő hővisszanyerése folyamatosan üzemel, a hőszivattyú hővisszanyerése az uszoda mindenkori hőszükségletéhez igazodik. Magasabb külső hőmérséklet esetén a berendezés ki-be szellőztet. Ebben az üzemállapotban a hőszivattyú nem üzemel. Páram entesítés fürdőüzem ben Fürdőüzemben a higiéniai okokból szükséges külsőlevegő-hányad mindig bekeverésre kerül. A külső levegő minimális mennyisége a párolgás és az uszoda használatának függvényében van meghatározva. A hideg külső levegő megnöveli a hővisszanyerő előhűtés hatását, és ezáltal növeli a berendezés szárítási teljesítményét. Fűtőüzem A szivattyús, melegvíz-fűtésű léghevítő kaloriferrel történik az uszoda fűtése visszakevert üzemben. Fűtési üzemben az uszodából elszívott levegő a dupla lemezes hőcserélő előtt elvezetve, a fűtőkaloriferrel felfűtve, a befúvó ventilátorral van visszavezetve az uszodába. Ebben az üzemben a fordulatszám automatikus változtatásával csökken a ventilátor teljesítményfelvétele. Légs zűrés A levegő minden üzemállapotban szűrve van. A légszűrőkön csak az elszívott vagy a friss levegő van keresztülvezetve, a kevert levegő nem. A szűrők folyamatos elkoszolódását követi a ventilátorok fordulatszáma, így a befúvás és elszívás tömegárama állandó. Energiatak arék ossági intézk edések , k öltségk érdések Fedett uszodáknál az energiaigény kiterjed a helyiség befűtésére, szellőztetésére, a medence vizének felmelegítésére, a víz szanálására (fröcskölési veszteség, tisztítás) és a padozat temperálására. Hőszigetelés Jó hőszigetelés a külső felületeknél, és lehetőleg hármas üvegezés ahhoz, hogy alacsony átbocsátási együtthatókat, és ezzel magas belső felületi hőmérsékleteket érjünk el. Előnyök: alacsony transzmissziós hőveszteség, jobb helyiségklíma, függetlenebb a bejövő levegő vezetése és fűtőtestek felállítása esetén, nincs kondenzvíz-veszély, esetleg magasabb φ lehetséges. A víz felületének lefedése A víz felületének lefedése, ha a napi használati idő rövid és nem darabolódik fel számos szakaszra, magas medence-hőmérsékletek esetén is fontos. Így lehet csökkenteni belső magánuszodáknál napi egyórás használat mellett (éves átlag) a hőfelhasználást kb. 40-60%-ra. Sokféle fedési lehetőség van: fixre beépítve, mozgatható, a medenceperemen, kézzel működtethető, motoros működtetésű, műanyagrétegek, üreges műanyagrudak stb.). Napi kb. >5 h használati idők esetén gyakran gazdaságosabb szárító-berendezést választani.


39



Ritkábban lehetőség

alkalmazzák, a

létesítmény

de

gazdaságos

tetején

kiképezni

néhány parkoló szintet. A parkolók oldalfalát áttört módon kialakítva – a parkolóházakhoz hasonlóan

–

„meg

légtechnikai

lehet

úszni”

rendszerek

a

drága

kiépítését.

Az esztétikai és városrendezési szempontok általában nem teszik lehetővé ezt a kialakítást. Az

épület

magasságának

hatóság

általi

megkötése egyetlen lehetőséget hagy nyitva. Az Mélygarázs

építkezési

gödör

jelentős

mélyítésével

a

gépkocsitároló az épület alá kerül. A zárt, minden oldalról körülhatárolt mélygarázs az épületgépész szakembereket is jelentős műszaki problémák elé állítja. A gépészeti igények sokszor ellentétesek az építészet és a beruházó kívánalmaival. A garázs alapterülete meghatározott, jobbára az előírt parkolóhelyek számának a függvénye. A beruházó jól felfogott érdeke az építési gödör mélységének csökkentése, következésképpen a belmagasságok minimalizálása a szinteken. A betontakarékosság, a födémek vastagságának csökkentése alsó gerendás födémeket eredményez, melyek tovább rontják a gépészet esélyeit az amúgy is alacsony beltérben. Sok múlik a tervezés időszakában az épületgépész tervező érdekérvényesítő képességén. El kell érni, hogy a légtechnika számára szükséges helyeken a statikus tervező szakítsa meg a gerendázatot, és biztosítsa azokat az áttöréseket, melyeket a csöves szakágak igényelnek. Kitűzött cél, hogy a garázs területén semmilyen gépészeti vezeték ne „lógjon” 2,2 m belmagassági szint alá. A mélygarázs gépészeti rendszereinek két fő feladatuk van. Ellátni az üzemszerű működést a mindennapokban és beavatkozni tűz esetén. Normál üzemállapotban a gépészeti rendszerek feladata mindenekelőtt biztosítani az emberek számára elfogadható légállapotot. El kell szívni a gépkocsik kipufogógázát, előírás szerint a padló és a mennyezet 3

közelében. Jellemző légmennyiség egy négyzetméter alapterületre számítva 8 m /h. A szellőzés biztonságot kell, hogy nyújtson a kipufogógázban jelenlévő, erősen mérgező szén-monoxid (CO) feldúsulása ellen. Ez általában úgy történik, hogy a szellőző rendszer elszívó ventilátora képes egy magasabb fordulatszámon is üzemelni, biztosítva a mintegy másfélszeres légmennyiséget. A COkoncentrációt automata berendezés érzékeli. A ventilátor vezérlésével egyidejűleg fény- és hangjelzés utasítja az autósokat a motorok leállítására, azaz a CO-utánpótlás szüneteltetésére. A garázs szellőzését kiegészíti a felsőbb szintekről elszívott, használt levegő újrahasznosítása, mely arra a célra még kiválóan megfelelő, hogy a garázsba befújva temperálja azt. Természetesen erre a célra nem használható az éttermekből, konyhákból, WC-csoportokból távozó „szagos” levegő. A normál üzem velejárója a garázsban esetleges leolvadó hólé elvezetése. Ennek várható mennyisége oly csekély, nem is szólva a csupán esőtől nedves autókról lecsepegő vízről, hogy nyugodtan rábízható a szellőzés szárító hatására. Az esetlegesen mégis összegyűlő vizet célszerű a legalsó garázsszintre elvezetni. Ha szükséges, itt el lehet helyezni automatikusan üzemelő átemelő


40



telepet, de ügyelni kell, hogy a szivattyú elé homok- és benzinfogó műtárgy kerüljön, mert csak így nyomható a víz a közcsatornába. A gyakorlat azt mutatja, hogy sok esetben az átemelő elhagyása nem jelent problémát. A lépcsőházi csoportokban takarítás célját szolgáló falikutak üzemelnek. Távozó vizüket ugyancsak át kell emelni, de itt nem előírás a szennyvíz kezelésére. Bizonyos geodéziai viszonyok esetén szükség lehet a legalsó padlószint alatt vándorló talajvíz eltávolítására. Ilyenkor a betonlemez alatt szivárgó csőhálózatot kell telepíteni, mely gyűjtőkutakba vezetik a talajvizet. Az aknákból automatikus üzemű szivattyúk juttatják a felgyülemlő vizet a közcsatornába. A nagyobb mélygarázsokat az előírások értelmében általában több tűzszakaszra kell bontani. Tűz esetén az érintett szakaszt automatikus tűzgátló ajtók zárják körül, megakadályozandó a tűz tovaterjedését. A normál üzemi gépészet megszűnik működni, átadva helyét a tűzeseti biztonsági rendszereknek. Vegyük sorra ezeket. •

A tűz mielőbbi felfedezése érdekében automatikus tűzjelző hálózatot épül ki. Ez képes akár tűz, akár füst automatikus detektálására, ill. kézi jelzés fogadására, értesítve a biztos helyen felállított tűzjelző központot. Ez a központ vezérli a továbbiakban a gépészeti rendszereket, de egyúttal lehetőséget biztosít az időközben kiérkező oltásvezető tűzoltónak az automatizmus felülbírálására. A tűzjelző hálózatot speciális engedéllyel rendelkező épületvillamossági szakemberek tervezik és kivitelezik.

•

A központ által vezérelt legfontosabb rendszer a hő- és füstelvezető hálózat. Ez építészeti adottságok – nagyméretű aknák lehetősége – esetén lehet gravitációs megoldású, de általában üzleti megfontolások miatt a kürtők alapterületét minimalizálni kell, és ventilátoros elszívást szükséges alkalmazni. Jellemző légmennyiség 20 m3/h négyzetméterenként. Látható, hogy a füstelszívás intenzitása többszöröse a normál szellőzési igénynek. Ennek ellenére a gyakorlat azt mutatja, célszerű megfontolni a két rendszer egyesítését. Megspórolható az egyik légcsatorna-hálózat kiépítése, amely a szűkös hely miatt is kedvező. Cserébe a normál elszívó hálózat méretét a nagyobb igénybevételnek megfelelően kell meghatározni. Nem ritkák a 3 m széles, 25 cm magas légcsatorna szakaszok. Oda kell figyelni a nagy felületű légcsatornák összeroppanásának megakadályozására, hiszen a füstelszívó ventillátorok nem ritkán 1500 Pa (150 kp/m2) depressziót is létrehoznak a légcsatornában. Külön trükk szükséges annak az ellentmondásnak a kiküszöbölésére, hogy a normál elszívás 2 szinten (padló, mennyezet) történik, füstelszívás viszont csak a mennyezet közeléből ideális. Megoldás a felső légcsatorna gerinchálózat tűzeseti megnyitása megfelelő számú motoros zsalu beépítésével. A forró füst függőleges aknán keresztül jut a tetőre. Az aknára

a

tűzcsappantyúkhoz

hasonló

füstcsappantyúkon

keresztül

kapcsolódnak

a

garázsszinti elszívó hálózatok. A füstcsappantyúk vezérlik, melyik szintről történjék az elszívás. A függőleges akna külön tűzszakaszt képezve gyakran 10-nél több áruházi- vagy irodaszinten halad keresztül, oda a tűz nem terjedhet át. A tetőn 400 °C h őállóságú füstelszívó ventilátorok vannak, melyek a kombinált funkció következtében több fordulaton képesek üzemelni. Általában ellátják a normál szellőztetés, a CO-veszély esetén szükséges növelt


41



elszívás, valamint a hő- és füstevezetés hármas feladatát. A típus kiválasztása nagy körültekintést igényel a tervezőtől. A folyamatos füstelszívás csak úgy biztosítható, ha az elszívott füst helyébe friss levegőt juttatunk. Erre a célra tűzszakaszonként külön légbevezető aknákat kell létesíteni, hiszen a gépkocsi-lehajtó rámpáktól már bezárt tűzgátló ajtók rekesztik el a tűz helyszínét. •

A garázsban tartózkodó embereket tűz esetén biztonságosan ki kell menekíteni. Szokásos megoldás füstmentes lépcsőházak és biztonsági liftek kiépítése. A tűz behatolása ezekbe a menekülési útvonalakba úgy akadályozható meg, hogy biztonságos helyen, a tetőn elhelyezett ventilátorokkal túlnyomást hozunk létre bennük és zsilipként funkcionáló előtereikben. A befúvó ventilátorokat itt ugyancsak a tűzjelző hálózat indítja automatikusan. A ventilátorok légszállítására, a túlnyomás mértékére szigorú előírások vannak érvényben.

•

A keletkezett tűz oltását a lehető leghamarabb meg kell kezdeni. Olyan berendezés alkalmas erre a célra, amely jelen van az épületrész minden helyiségében, hatásában lefedi a teljes alapterületet, tűz esetén haladéktalanul, hatékonyan képes beavatkozni akár emberi közreműködés nélkül. A mélygarázsokban szinte kivétel nélkül előírja a tűzoltóság ún. sprinkler hálózat létesítését. Ez az automatikus rendszer túlnyomás alatt álló csőhálózatból és arra csatlakozó üvegpatronos szórófejekből áll. Hő hatására a patron összetörik, elindítva az oltóvíz permetezését. A távozó víz utánpótlásáról bonyolult sprinkler központ gondoskodik, nem ritkán több száz m3 térfogatú víztartály által táplálva. A sprinkler rendszer független a tűzjelző hálózattól, mindazonáltal működésbe lépése esetén informálja azt. A hálózat kialakítása szoros együttműködést igényel a légtechnika szakembereivel mind a tervezés, mind a kivitelezés időszakában az ütközésmentes nyomvonalak meghatározása érdekében.

•

Jelentőségében

talán

kisebb,

de

nélkülözhetetlen

eleme

a

tűzvédelemnek

a

fali

tűzcsaphálózat. A szokásos nyomott vizes tűzcsapok mellett a mélygarázsokban a hatóság kérni szokta a száraz rendszer kiépítését. Célja a terepszinten álló tűzoltókocsiból pótlólagos oltóvizet juttatni a tűz fészkéhez. A mélygarázsok kialakítására jelenleg mindenre kiterjedő érvényes szabvány nem áll rendelkezésre. A tűzvédelem vonatkozásait még a tervezés korai időszakában részletesen egyeztetni szükséges az illetékes tűzvédelmi hatósággal. A tűzoltóság illetékese figyelemmel kíséri az építkezést, ellenőrizve az építési engedélyben is rögzített előírások betartását. A kivitelezési határidő közeledtével nem ritkán éles próbát kell tartani a tűzvédelmi rendszereken.


42



Háztartási, irodai szellőztetés Axiális fali szellőztetők A légcsere biztosítására leggyakrabban axiális fali szellőztetőket alkalmazhatunk, de nagy többségük csak faláttörésen át, vagy nagyon rövid, Na 100 mm-es csőszakaszon keresztül képes hatásos szellőztetésre. A szállított maximális légmennyiség az Na 100-as méretben szinte minden esetben 100 m3/h körüli. Néhány gyártónál szerepel Na 120 mm-es méret, és szinte minden gyártmánynál létezik Na 150 mm-es kivitel, de ezeket ritkán alkalmazzuk, mert egy kis helyiségnek túlzott az általa biztosított légcseréje, nagyobb terekben pedig általában a zaj túl magas, a megoldás túl primitív. Az igazi „sláger” tehát az Na 100 mm-es kis ventilátor. Sajnos e terület egy kissé eltolódott az olcsó, gyenge minőségű tömegcikkek irányába, de a választékban szerepelnek minőségi gyártmányok is. Szempontok a kiválasztáshoz (axiális): • A csendesség fontos, de hibátlan gépek esetén nincsenek nagy különbségek a piacon. • Siklócsapágyak csak vízszintes tengellyel biztosítanak tartós üzemet. • A golyóscsapágyas típusokat ellenben mennyezetre is szabad szerelni, de rendszerint jelentősen drágábbak. • Sugárirányban rövid, de hosszan hátranyúló lapátok esetén hosszabb csőszakaszt is „átfúj” egy ventilátor. • Mivel a ventilátorok csúnyán koszolódnak, legyen a ventilátor előlapja elasztikus, könnyen levehető, tisztítható. • WC-k, fürdőszobák esetén ajánlottak a késleltető relék. Létezik bekapcsolási és kikapcsolási késleltetés is. Ha a relé a ventilátorban van, a kapcsolt fázisszál mellett egy direkt fázist is ki kell építeni. • Az elektromos zsaluk jók, de nem légtömörek. Erős szélhatás, illetve beáramlás elleni védelemre szolgálnak. • Az elektromos zsaluk legyenek csendesek (bimetálos, vagy más termikus nyitás). • A szerelésre szánt falfelület legyen sík, mert a ventilátorház elhúzódása miatt rezonancia léphet fel, a lapát megszorulhat, a ventilátor tönkremehet. • A motorok nem szabályozhatók! A háztartáson belüli szellőztetési feladatokat az alábbi módon csoportosíthatjuk: A légforgatásos szellőztetés Ez (a mennyezeti ventilátorok felszerelését kivéve) legtöbbször nem az épületgépész feladata. Az ilyen célra szolgáló termékek nagy többsége tömeggyártmány. Ezek sajnos olyan „eldobható”, kompakt, „dugvillás” készülékek, melyek általában a Távol-Keletről származnak, s amelyeknél a becsülendő kritérium a villamos- és tűzbiztonság. Ezek várható élettartama egy-két év (bár létezik egy-két tartós, minőségi, európai vagy USA-gyártmány) így kiválasztásuknál fő szempont az esztétikum, a zajtalanság, a légteljesítmény. Alkalmazásuknál arra kell különös gondot fordítani, hogy


43



az áramlást ne akadályozza, a járókerékhez, fűtőszálhoz ne kerülhessen semmi és senki, valamint hogy a berendezés ne „szívhasson” magára semmilyen könnyű anyagot (papír, textília). A légmozgás akadályozása rontja a hatásfokot és veszélyt jelent (pl. fűtőventilátornál túlmelegedés miatt tűzveszélyt). Légcsere biztosítása Az e tárgykörbe tartozó feladatok mindenképpen szakembert igényelnek. Bár a légcserét biztosító berendezések professzionális, tartós épülettartozékok, ahol mindig érdemes kérni a tervező tanácsát is, ezen a területen jellemző a „csináld magad” megoldás, vagy a legolcsóbb szakember megbízása. E feladatok megoldásához, az alkalmazott termékekhez pedig érteni kell. A ventilátor általában csak egy alkatrésze a szellőztető rendszernek, a csővezetékek, rácsok, csappantyúk, építészeti kihatások, és az emberi munka mellett. A szellőztetéssel sok gond lehet, érdemes egyszer jól, szépen, igényesen, karbantarthatóan kialakítani. Megérdemli a figyelmet és a minőséget. Radiális kürtőventilátorok Ezek a berendezések a fali axiális szellőztetők funkcióját látják el, de radiális járókerekük alkalmassá teszi őket arra, hogy egy 15-25 m hosszú, tetszőleges elhelyezésű, Na 100 mm-es csövön keresztül megfelelő légmennyiséget szállítsanak. WC-k, fürdőszobák, kamrák szellőztetésére használjuk. Ezek sík falra, beltérre való szerelésre szánt berendezések, melyek Na 100 mm-es csonkkal és legtöbbször közepes légzárású visszacsapó szeleppel vannak ellátva. Vannak falba süllyeszthető gyártmányok, amelyek esztétikusabbak. Itt sajnos nincs igazán jó gyártmány. Egyesek tartósságban, mások zajosságban, esztétikumban, érintésvédelemben, igényességben maradnak el. Mennyezetre szerelve általában csökken az élettartam, és könnyű álmennyezetekben a tökéletlen járókerék-kiegyensúlyozás vibrációt okozhat. Bár a szűrők a ventilátor és a csővezeték védelmére előnyösek, nem igazán van olyan gyártmány, amely ezt a feladatot korrekt módon kezeli. Összefoglalva tehát a kürtőventilátorok tipikus háztartási, „primitív” gépek. Egycsöves szellőztetők Zsúfolt Európánk agyszüleményei ezek a ventilátorok, melyet az osztrák fejlesztők találtak ki jó 30 évvel ezelőtt arra a célra, hogy egy-egy sokemeletes épület belső terű helyiségeit kis alapterületigénnyel, tartósan, igény szerint kis hőveszteséggel lehessen szellőztetni. Ezek igazi profi berendezések, melyek profik igényeihez alkalmazkodnak. Fő jellemzőik: rendkívül halk üzeműek, igényes, tömör visszacsapó szelepük van, nagyon jó a ventilátor jelleggörbéje, így egy strangon sok gép együttes üzeme esetén sem változnak a munkapontok. A szűrést és a könnyű szűrőcserét tisztességesen megoldották. Középmagas és magas épületekben kerülnek elsősorban „bevetésre”. Jól megoldották a tűzvédelmi feladatokat is. Általában számos kivitel áll rendelkezésre süllyesztett vagy falon kívüli szerelésre, egy vagy két helyiség csatlakoztatására, különböző térfogatáramokra, vezérlési

módokra.

Ezeknek

a

gépeknek

az

ára

többszöröse

a

korábbiakban

említett

berendezésekének, de ezt évtizedes élettartamuk és kiforrott, de bonyolult konstrukciójuk meg is éri. A magyar piacon robbanásszerűen jelentek meg a gyártók számos ilyen típussal. Ezek között a fő


44



különbségek a valódi zajosságban, a kivitelezési munka logikájának megértésében, villamos védettségben (ez itt igen fontos szempont lehet), az esztétikumban, választékban, élettartamban, üzemköltségben (pl. szűrőkialakítás) lelhetők fel. Kevés a piacon az igazán silány termék, de a csúcson sem tolonganak sokan. Fontos például kivitelezési szempontból az, hogy a gépész lehetőleg a többi társszakmától függetlenül, a meglopás kockázatának minimalizálásával dolgozhasson. A falba süllyesztett változatok az igazán szépek és csendesek, de itt nagy gond a szakmák közötti koordináció, hiszen a strangfelszálló-vezetékek mind villamos-, mind gépészszempontból számítanak és a ventilátorházak a kőműves kivitelezés közepén, még nem zárható épületnél kerülnek behelyezésre. Ezért aki sokat akar spórolni, az bőven káromkodhat az elpazarolt idő, az ellopott vagy tönkretett ventilátorok és a pénzbe kerülő félreértések miatt. Ezért célszerű, ha a ház egységek külön kerülnek szállításra, mert azok olcsók, nem érdemes ellopni őket. Ha vannak gyári konzolok, akkor a társszakmáktól függetlenül be lehet őket állítani, be lehet kötni villamos és légtechnikai oldalról, s akkor már jöhet a kőműves, csak szándékkal tudná elrontani a rendszert. Később, ha az épület már zárható, és a csempézés is készen van, a drága ventilátoregységek néhány mozdulattal becsúsztathatók a házakba. Ezt az átgondolt rendet sajnos csak kevés gyártó kínálja. Egyes katalógusokban a gyártók „kegyes csalással” olyan zajadatokat adnak meg, melyek bár igazak, de nem tudni, mire vonatkoznak. Itt igazán az az adat a jó információ, amely a tipikus beépítési helyzetben adja meg a várható és hallható zajszintet. Ez a zárt térben mért hangnyomásszint, de emellé a gyártónak meg kell adnia a helyiség hangelnyelési, zengési tulajdonságait is. Mivel e ventilátorok nagy többsége „német nyelvű” gyártmány, az ottani szabványok a 10 m2 (Sabine) elnyelési tényezőjű, kb. 10 m3 méretű zárt térben kérik az adatot megadni. Ha a zajadat nem ezzel egyezik, általában csak kutatómunkával deríthető ki, hogy valójában mit jelent, s így persze az egyes gyártmányok összehasonlítása a katalógusok alapján igen nehézkes. A nagy épületeken túl szépségük és halkságuk miatt sokszor kerülhetnek ezek a szellőztetők igényes lakóházakba beépítésre, de ehhez szükséges a megrendelő anyagi áldozatkészsége is. Központi elszívók Jellemzően 100 m2 alapterület-nagyságú családi házaknál, ahol van tetőtér vagy álmennyezet, jó megoldást lehet eléri, ha egy komplett, hangcsillapított, több elszívócsonkkal rendelkező ventilátorral alakítjuk ki a mellékhelyiségek vagy szobák szellőztetését. Ezek a központi elszívók igen jó minőségű, nagyon tartós, ipari igénybevételre alkalmas ventilátorok, amelyek drágák, csővezetékhálózat is szükséges hozzájuk, így a kivitelezési munka sem jelentéktelen. Zsíros elszívásra ezek használata nem javasolt, mert a hangcsillapító paplan rengeteg gyúlékony anyagot tud magába gyűjteni. A szállított öszszes légmennyiség jellemzően 300-400 m3/h között van, ami csekély, de éppen elegendő az egészséges környezet biztosításához, s így a szellőztetés téli időszakban sem jelent nagy hőveszteséget. Néhány gyártó kínál olyan, „intelligens” hajtással rendelkező kivitelt, amely pl. a külső hőmérséklet függvényében automatikusan változtatja fordulatszámát, s ezzel még takarékosabb szellőztetést lehet elérni.


45



Ablakventilátorok E gépek faláttörésen keresztül, illetve ablakba szerelve biztosítanak komplett megoldást az egyszerű szellőztetésre. Elsősorban kis vendéglátóhelyek, kis raktárak, kis műhelyek szellőztetésére alkalmas. Általában ezek a gépek 3 méretben kaphatóak. Na 160, Na 250 és Na 315 mm körüli lapátátmérőkkel (200-1600

m3/h

légszállítás).

Ezek

egyszerű

axiális

ventilátorok,

amelyek

nagyobb

nyomáskülönbséget nem képesek létrehozni, nem is szépek, nem is nagyon olcsók, nem is halkak, de egy rendszerben kínálják a ventilátort, az automatikus zárólamellázatot és a külső rácsot. Késleltetőrelés kiviteleket nem kapunk a piacon, és a tartozékkínálat sem bőséges, de Na 250 mm-től elszívásra és befúvásra is egy egyszerű átkapcsolással alkalmasak, mert forgásirányuk változtatható. Legtöbbször ezek a gépek képesek feszültségcsökkentéssel a fordulatszám szabályozására is. Konyhai elszívóernyők Konyhai elszívásnál a légmennyiségek lényegesen magasabbak az előbb említetteknél, de csak szakaszos üzemben használjuk. Egy-egy átlagos „3 lángos” tűzhely fölé 400-500 m3/h-nál kisebb légelszívást biztosítani annyit jelent, hogy a gőzök nagy része az ernyő mellé jut. Családi konyháknál viszont 10-20-szoros helyiségtérfogatra vonatkoztatott légcsereszám fölé nem szokás kerülni. Átlagos konyhai méreteknél tehát az Na 150-200 mm csővezeték-átmérők a helyesek, és mindenképpen radiális ventilátort kell beépíteni. A zsírfogó rácsok fontosak, és rendszeres tisztítást igényelnek. Elzsírosodott elszívórendszer komoly tűzveszélyt jelent. Egyedi kivitelezésű ernyőknél a szokásos radiális csőventilátorok a legjobban alkalmasak, míg kész ernyőnél jellemző a dupla beömlésű, „mókuskerekes” (előrehajló lapátozású), csigaházas radiális ventilátor. Minél jobban szét vannak választva az ernyő funkciói (szűrés, szagszűrés, ventilátor, világítás, fokozatkapcsolás), és minél több a fémalkatrész, annál több bizalmunk lehet a berendezéshez. Ennek természetesen anyagi vonzata is van. Befúvásos szellőztetés E szellőztetésnek nagy előnye az, hogy kezelt, szűrt, friss levegőt juttatunk a terekbe, annak kockázata nélkül, hogy bármely gázkészülék vagy egyéb rendszer biztonságát veszélyeztetnénk. Ilyen szellőztetőrendszert kompletten nem gyártanak, hiszen minden rendszer (portartalom, légmennyiség, előfűtési teljesítmény, elhelyezési lehetőség stb.) más és más. Ezeket a rendszereket egy-egy gyártó katalógusaiból, elemekből lehet összeválogatni. A téma terjedelme és az alkalmazás ritkasága miatt e témával nem foglalkozunk részletesen. Kiegyenlített szellőztetés Kontinentális, 4 évszakos klímánkban mindenki tapasztalhatja, milyen hőveszteséggel jár a szellőztetés. Egy klimatizált helyiség nyitott ajtaján vagy egy blokképület nyílászáróin át téli, erős szélben áthaladó levegő érezhetően „kiviszi” a teljesítményt. Modern, jól tömített épületeink energiatakarékos szellőztetésére kezdték (főleg Németországban) gyártani azokat a komplett hővisszanyerős szellőztető központokat, amelyekkel minden „bajt” egyszerre kezelhetünk. A


46



kiegyenlített szellőztetés nem jelent veszélyt a kéményekre. A hővisszanyerő rekuperálja a távozó levegő hőenergiáját. A készülékek hangcsillapítottak, megoldott a fagyvédelem, az utófűtés, a fokozatszabályozás, a távműködtetés, a légszűrés, a motorvédelem, a kondenzátum elvezetése stb. E „szellőztető központok” elhelyezése padlástérben vagy álmennyezeti térben lehetséges. Bonyolult csőhálózat tartozik hozzájuk, hiszen az elszívási pontokat a szagterhelt helyeknél, a befúvási pontokat a szobákban, irodákban célszerű kialakítani. Egy-egy ilyen szellőztető rendszer tehát sok százezer forint beruházást jelent, de cserébe évtizedeken át működő, állandó üzemű, „tökéletes” szellőztetést kapunk. Zsíros elszívást e berendezésekre kötni nem javasolt, mert a makacs lerakódások hosszú távon eltömítik a rendszert, lerontják a hővisszanyerő hatásfokát. A berendezések általában 200-2000 m3/h

légszállítással

kaphatók.

A

gyártók

széles

skálájú

kínálattal

állnak

milliós

értékű

berendezéseikkel rendelkezésre. Mivel ezek igen összetett, rendszeresen karbantartandó gépek, fontos, hogy a konstrukció sok száz megbontással, szűrőcserével, szétszereléssel szemben „kezesen” viselkedjen. A sok fémalkatrész, a zsanérok, a rézcsavarok, a homlokfelületi tömítések jelentős előnyt jelentenek.


47

S Z E L LŐZÉS - A L A P I S M E R E T E K

Recommend Documents