Potencjalne pytania dla studentów na egzamin z wentylacji i klimatyzacji
Każdy student zna trud egzaminów i wie, że bez odpowiedniego przygotowania ciężko je zdać. Aby Wam ulżyć w trudach nauki, chcielibyśmy zaproponować listę potencjalnych pytań wraz z odpowiedziami z wentylacji i klimatyzacji, które niejeden Profesor mógłby zadać na egzaminie.
1. Czym się różni klimatyzacja od wentylacji?
Wentylacja jest procesem polegającym na utrzymaniu temperatury, wilgotności i ruchu powietrza na wymaganym poziomie w pomieszczeniu.
Klimatyzacja jest to proces umożliwiający na automatyczne regulowanie temperatury, wilgotności oraz czystości powietrza w pomieszczeniu, które ma na celu dobre samopoczucie użytkowników i względy higieniczne.
2. Jakie są główne zadania wentylacji?
Do głównych zadań wentylacji zalicza się: odprowadzenie substancji zapachowych i szkodliwych, nawilżanie, osuszanie i ochładzanie powietrza, wymiana zużytego powietrza wdychanego przez ludzi.
3. Opisz pojęcie komfortu cieplnego człowieka.
Komfort cieplny człowieka jest to najwłaściwsza temperatura, w której człowiek nie odczuwa chłodu i gorąca. Na komfort cieplny człowieka wpływa wiele czynników takich jak: stopień wykonywanej aktywności fizycznej, izolacyjność cieplna odzieży, wilgotność i prędkość powietrza, temperatura pomieszczenia, a także pory roku.
4. Opisz wentylację naturalną lub mechaniczną albo porównaj je ze sobą.
- Wentylacja naturalna jest to taka, której działanie zależy od różnicy temperatur między powietrzem wewnątrz i zewnątrz pomieszczenia. Jest ona też zależna od wiatru między pomieszczeniem, a środowiskiem zewnętrznym. Nie wymaga ona do pracy energii pobieranej z zewnątrz.
- Wentylacja mechaniczna jest to taka, której działanie możliwe jest dzięki szeregowi elementów mechanicznych, które do pracy potrzebują energi pobieranej z zewnątrz. W porównaniu do wentylacji naturalnej, jej praca nie zależy od warunków atmosferycznych.
5. Podaj równanie stanu gazu doskonałego oraz opisz jego model.
pV=nRT
p – ciśnienie[Pa]
V – objętość[m3]
n – ilość moli gazu[mol]
T – temperatura[Co]
R – stała gazowa wynosząca 8,314[J/(mol*K)]
Model ten opisuje związek między temperaturą, ciśnieniem oraz objętością gazu doskonałego. Gaz taki posiada pewne założenia taki jak: mała ilość cząsteczek, brak oddziaływania międzycząsteczkowego, cząsteczki poruszają się w linii prostej i zmieniają swój kierunek tylko w gdy się ze sobą zderzają, zderzenia takie są idealnie sprężyste.
6. Zdefiniuj następujące pojęcia: wilgotność względna, wilgotność bezwzględna, entalpia powietrza wilgotnego, temperatura punktu rosy, temperatura termometru mokrego.
- Wilgotność względna: określa stosunek masy pary wodnej zawartej w danej objętości powietrza do masy pary nasyconej w tej samej temperaturze. Jednostką wilgotności względnej są [%].
- Wilgotność bezwzględna: masa pary wodnej przypadająca na kilogram suchego powietrza w tej samej temperaturze. Jednostką wilgotności bezwzględnej jest [g/m3].
- Entalpia powietrza wilgotnego: w danej temperaturze jest to suma entalpii 1 kg powietrza suchego i entalpii ilości kg pary wodnej.
- Temperatura punktu rosy: jest to taka temperatura powietrza, w której osiąga ono stan nasycenia. Jej skutkiem jest pojawienie się kropelek wody. Innymi słowy jest to taka temperatura, w której wilgotność względna wynosi 100%.
- Temperatura termometru mokrego: jest to najniższa temperatura powietrza, którą można ochłodzić dane ciało w procesie parowania.
7. Co to jest współczynnik kierunkowy przemiany powietrza?
Współczynnik kierunkowy jest to taki współczynnik, dzięki któremu można określić kąt nachylenia linii wzdłuż której zachodzi dana przemiana. Charakteryzuje on również przemianę powietrza w pomieszczeniu pod wpływem ciepła całkowitego oraz wilgoci z różnych źródeł.
8. Opisz prawo Daltona dla mieszaniny gazów.
Prawo Daltona mówi, że suma ciśnień cząstkowych mieszaniny gazów jest równa ciśnieniu całkowitemu. Określa to następujący wzór:
p = p1 + p2 + p3 + p4 + pn gdzie p1, p2, p3, p4 … – ciśnienia cząstkowe składników[Pa]
9. Jakie znasz metody pomiaru wilgotności powietrza.
Metodami pomiaru wilgotności powietrza można przeprowadzić za pomocą:
- higrometru włosowego,
- psychrometrów,
- higrografów,
- wilgotnościomierzów.
10. Co to jest recyrkulacja powietrza wentylacyjnego?
Recyrkulacja powietrza wentylacyjnego jest to forma odzysku energii cieplnej polegająca na kierowaniu powietrza wywiewnego ponownie do centrali klimatyzacyjnej. Proces ten zachodzi w komorze mieszania, gdzie w odpowiednich proporcjach miesza się powietrze zużyte z powietrzem z zewnątrz. Dzięki procesowi mieszania, nie jest wymagana już taka ilość energii do ochłodzenia lub ogrzania powietrza.
11. Podać źródła zysków i strat ciepła w wentylowanym pomieszczeniu.
Do zysków ciepła możemy zaliczyć: ludzi, promieniowanie słoneczne, oświetlenie elektryczne, urządzenia elektryczne, procesy techniczne, infiltracja powietrza, przenikanie ciepła przez przegrody budynku, wymiana ciepła z sąsiednimi pomieszczeniami.
12. Co to jest ciepło jawne i ciepło utajone?
- Ciepło jawne: jest to ciepło dostarczane lub odbierane z układu(obiektu), dzięki któremu zmienia się jego temperatura. Przykładem takiego ciepła jest proces ogrzewania wody, tak aby nie zaczęła ona jeszcze parować.
- Ciepło utajone: jest to ciepło, które nie powoduje zmiany temperatury danego układu, a zmianę jego stanu skupienia. Przykładem takiego procesu jest wrzenie wody i utrzymywanie jej w temperaturze 100oC.
13. Co to jest charakterystyka instalacji wentylacyjnej, proszę ją narysować wraz z naniesioną charakterystyką wentylatora.
Charakterystyka instalacji pokazuje spadki ciśnienia w systemie w zależności od ilości przepływającego powietrza. Oczywiście parametry współpracy wentylatora i instalacji określa punkt przecięcia obu charakterystyk. Określa on ilość powietrza, jaką wentylator jest w stanie przetłoczyć przez daną instalację w jednostce czasu.
Zmiana oporów przepływu, która wyraża się zmianą spadku ciśnienia w instalacji, odpowiada nowej linii charakterystycznej i nowemu punktowi współpracy na charakterystyce wentylatora (przy założeniu, że prędkość wentylatora jest niezmienna).
Naniesione charakterystyki:
14. Jak zmienia się charakterystyka instalacji po wprowadzeniu dodatkowego oporu miejscowego?
Dodanie oporu miejscowego powoduje wzrost oporów przepływu tzn., że charakterystyka instalacji będzie bardziej stroma.
15. Co to jest prędkość porywania i od czego zależy?
Prędkość porywania jest to najmniejsza prędkość umożliwiająca wciągnięcie wraz z powietrzem takiej ilości zanieczyszczeń, aby pozostała część zanieczyszczonego powietrza nie miała negatywnego wpływu na zdrowie ludzkie.
16. Co to są wentylatory? Przedstaw ich podział ze względu na:
Wentylator: jest to maszyna o konstrukcji wirnikowej z bezpośrednim napędem, której zadaniem jest transport powietrza świeżego lub częściowo zanieczyszczonego do danego pomieszczenia. Posiadają one prostą konstrukcję oraz są lekkie.
- zastosowanie w wentylacji i klimatyzacji: ogólnego przeznaczenia; specjalnego przeznaczenia; do transportu pneumatycznego; przeciwwybuchowe; do transportu środków chemicznych,
- sposób zabudowy w instalacji wentylacyjnej: tłoczące; ssąco-tłoczące; ssące,
- w zależności od napędu: z napędem pasowym; z napędem bezpośrednim; z napędem sprzęgłowym.
17. Wymień i opisz znane Ci metody odzysku ciepła.
- recyrkulacja powietrza,
- rekuperacja,
- regeneracja.
18. Zasada działania sprężarkowej pompy ciepła.
W obiegu zamkniętym pompy ciepła znajduje się specjalny czynnik chłodniczy, który krążąc po pobraniu ciepła z dowolnego źródła dolnego odparowuje i skraplając się oddaje ciepło przez wymiennik górnym źródłom. W parowniku oraz skraplaczu dochodzi do zmiany faz, w zaworze ma miejsce rozprężanie, zaś w sprężarce - sprężenie. Niezależnie czy to gruntowa pompa ciepła czy powietrzna pompa ciepła zasada działania jest podobna jak w przypadku lodówki, gdzie ciepło jest odbierane z jej wnętrza (utrzymując tam niską temperaturę). Pompa wykorzystuje istniejące źródło zewnętrzne, działając tym efektywniej, im wyższa jest temperatura źródła. Gruntowe pompy ciepła mają jednak odmienny od lodówki cel, ponieważ dostarczają, a nie odbierają ciepło.
19. Co to są dolne źródła ciepła oraz wymienić ich rodzaje dla pomp ciepła.
Dolne źródło ciepła jest to ośrodek, który ma na celu dostarczyć wstępną energię o niskiej temperaturze do instalacji. Pompy ciepła dobiera się w zależności od tego jakiego rodzaju jest źródło. Wyróżniamy następujące dolne źródła ciepła: grunt, podłoże skalne, wody powierzchniowe, wody głębinowe, wody technologiczne, powietrze wentylacyjne, powietrze atmosferyczne oraz kolektory gruntowe.
20. Wymień ogólne wymagania stawiane czynnikom chłodniczym.
Czynniki chłodnicze muszą spełniać następujące wymagania:
- Ujemna wartość temperatury wrzenia w warunkach otoczenia.
- Całkowita stabilność chemiczna przy każdej temperaturze w obiegu,
- Obojętność chemiczna w stosunku do wszystkich materiałów, z których wykonana jest instalacja w urządzeniu,
- Niepalność.
- Nietoksyczność
- Niewybuchowość.
- Korzystny przebieg krzywej nasycenia ciśnienia pary.
- Duża objętościowa wydajność chłodnicza qovt, w celu zmniejszenia strumienia objętości czynnika chłodniczego krążącego w obiegu I tym samym zmniejszenia wymiarów konstrukcyjnych sprężarki.
- Chemiczna i fizyczna czystość czynników; np. zawartość wody w czynnikach nie rozpuszczających się powinna być równa 0. W przeciwnym razie istnieje niebezpieczeństwo zablokowania zaworu rozprężnego na skutek tworzenia się lodu, a także ograniczenia chemicznej stabilności czynnika chłodniczego.
21. Co to jest powietrze pierwotne, nawiewane, zewnętrzne lub wewnętrzne?
- Powietrze pierwotne jest to takie, które doprowadzane jest do danego pomieszczenia.
- Powietrze zewnętrzne jest to takie, które jest zasysane z zewnątrz budynku do instalacji, przed jego oczyszczeniem.
- Powietrze nawiewane jest to takie, które dopływa do danego pomieszczenia lub instalacji po oczyszczeniu.
- Powietrze wtórne jest to takie, które które znajduje się w danym pomieszczeniu.
22. Opisz instalację klimatyzacyjną jednostrefową?
Urządzenia jednoprzewodowe, jednostrefowe, to takie w których powietrze jest centralnie poddawane całkowitej obróbce (mieszanie, oczyszczanie, ogrzewanie lub chłodzenie, nawilżanie lub osuszanie), a następnie doprowadzane do pomieszczenia lub jego strefy za pomocą pojedynczej sieci kanałów nawiewnych. Odprowadzanie powietrza odbywa się również pojedynczą siecią kanałów wywiewnych. W skład takiego urządzenia wchodzi czerpnia, przepustnica, filtr oraz komora klimatyzacyjna. Przed filtrem, w tzw. układzie recyrkulacyjnym strumień świeżego powietrza miesza się z częścią powietrza odprowadzanego z klimatyzowanego pomieszczenia. Oczyszczone powietrze wpływa następnie do komory klimatyzacyjnej, gdzie podlega obróbce termodynamicznej, aby na wylocie miało zadane parametry. Następnie sprężane jest za pomocą wentylatora i wprowadzane do pomieszczeń. Tutaj następuje wymiana ciepła i masy między powietrzem nawiewanym a źródłami znajdującymi się w pomieszczeniu, w wyniku czego parametry powietrza ulegają zmianie do wartości utrzymywanych wewnątrz. W końcowej części obiegu, powietrze jest zasysane przez wentylator wywiewny i częściowo przez wyrzutnię usuwane na zewnątrz, częściowo zaś kierowane z powrotem do komory klimatyzacyjnej. Natężenie przepływu obu strumieni jest regulowane za pomocą przepustnic.
23. Co to są instalacje klimatyzacyjne wielostrefowe?
Centrale jednoprzewodowe wielostrefowe różnią się od jednoprzewodowych tylko tym, że powietrze jest wtłaczane nie do jednego pomieszczenia, lecz do kilku grup (stref). Pomieszczenia jednej strefy mają podobne parametry powietrza, natomiast parametry powietrza poszczególnych stref różnią się między sobą. W układzie takim w komorze klimatyzacyjnej przygotowywane jest powietrze o takich parametrach, jakie potrzebne są dla jednej ze stref, natomiast dla innych odbywa się to za pomocą dodatkowych nagrzewnic lub chłodnic, umieszczanych w kanałach nawiewnych tych stref.
24. Jak działa skrzynka rozprężna i gdzie znajduje zastosowanie?
Skrzynka rozprężna zmniejsza zarówno ciśnienie dynamiczne jak i statyczne, panujące w sieci, w celu zmniejszenia prędkości przepływu powietrza przez urządzenie nawiewne. Stosuje się je w celu zmniejszenia natężenia akustycznego wywołanego za szybkim ruchem powietrza. Znajdują one swoje zastosowanie w urządzeniach klimatyzacyjnych, w których panują duże prędkości.
Przemiany zachodzące na podstawie gazu doskonałego z pytania nr 5: http://www.klimatyzacja.pl/wentylacja/przemiany-termodynamiczne
Pytanie 13 http://www.klimatyzacja.pl/wentylacja/rodzaje-wentylacji
Pytanie 18 http://www.ogrzewnictwo.pl/poradnik/jak-dzialaja-pompy-ciepla
Pytanie 20 http://www.klimatyzacja.pl/chlodnictwo/wlasciwosci-czynnikow-chlodniczych
Pytanie 22 oraz 23 http://www.klimatyzacja.pl/klimatyzacja/zintegrowane-urzadzenia-klimatyzacyjne-co-wybrac-boguslaw-bialko
Autor: Bogusław Białko - Źródło: Chłodnictwo & Klimatyzacja (5/2006)
Opracowanie redakcja www.klimatyzacja.pl, www.ogrzewnictwo.pl [RK] Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.
