Όταν πρόκειται για συστήματα εξαερισμού, τα συστήματα καθαρού αέρα είναι απαραίτητα. Ο αέρας εξαγωγής πρέπει να συμπληρώνεται από τον εισερχόμενο καθαρό αέρα. Διαφορετικά, η εξάντληση του αέρα σε έναν πλήρως κλειστό χώρο θα γίνει αναποτελεσματική και αναποτελεσματική. Στη συμβατική πρακτική σχεδιασμού, συχνά εισάγεται φρέσκος αέρας βασιζόμενος αποκλειστικά σε εξωτερικά παράθυρα. Ωστόσο, για χώρους χωρίς εξωτερικά παράθυρα ή χώρους με εξωτερικά παράθυρα που παραμένουν μόνιμα κλειστά, το σύστημα εξάτμισης δεν θα λειτουργήσει σωστά. Η ανεπαρκής ροή αέρα εξαγωγής σε τέτοια σενάρια δεν έχει καμία σχέση με την απόδοση του ανεμιστήρα, αλλά κυρίως προέρχεται από την έλλειψη μακιγιάζ φρέσκου αέρα. Για το λόγο αυτό, τα περισσότερα σύγχρονα εργαστήρια υιοθετούν ένα ταιριαστό σύστημα φρέσκου αέρα παράλληλα με το σύστημα εξαερισμού για τη διατήρηση της ισορροπίας πίεσης εσωτερικού χώρου.
1. Σύστημα καθαρού αέρα μίας-ροής
Το σύστημα καθαρού αέρα μονής-ροής είναι μια διαφοροποιημένη λύση αερισμού που αναπτύχθηκε με βάση τις τρεις βασικές αρχές του μηχανικού αερισμού, συνδυάζοντας κεντρική μηχανική εξάτμιση με φυσική εισαγωγή αέρα. Αποτελείται από ανεμιστήρες, εισόδους αέρα, εξόδους αέρα και διάφορους αεραγωγούς και συνδέσμους. Ο ανεμιστήρας που είναι εγκατεστημένος στην οροφή συνδέεται με ένα σύνολο εξόδων εξάτμισης μέσω αγωγών. Όταν ο ανεμιστήρας λειτουργεί, ο μολυσμένος εσωτερικός αέρας αναρροφάται από τα ανοίγματα αναρρόφησης αέρα εσωτερικού χώρου και εκκενώνεται σε εξωτερικούς χώρους, σχηματίζοντας πολλές ζώνες αποτελεσματικής αρνητικής πίεσης σε εσωτερικούς χώρους. Ο εσωτερικός αέρας ρέει συνεχώς προς αυτές τις περιοχές αρνητικής πίεσης και εξαντλείται έξω. Εν τω μεταξύ, ο καθαρός αέρας των εξωτερικών χώρων παρέχεται σταθερά στους εσωτερικούς χώρους μέσω εισαγωγών αέρα που είναι εγκατεστημένες πάνω από τα πλαίσια παραθύρων μεταξύ του πλαισίου και του τοίχου, εξασφαλίζοντας συνεχή παροχή φρέσκου εσωτερικού αέρα υψηλής ποιότητας. Αυτό το σύστημα διαθέτει λειτουργία παροχής αέρα που δεν απαιτεί ειδική διάταξη αγωγού τροφοδοσίας. Οι αγωγοί εξάτμισης είναι γενικά διατεταγμένοι σε περάσματα, τουαλέτες και άλλους εξοπλισμένους χώρους οροφής-, χωρίς να καταλαμβάνουν πρόσθετο εσωτερικό χώρο.
2. Σύστημα διπλής-ροής φρέσκου αέρα
Το σύστημα διπλής-ροής φρέσκου αέρα είναι μια κεντρική λύση μηχανικής παροχής και εξαγωγής αέρα που βασίζεται στις τρεις βασικές αρχές του μηχανικού αερισμού, που χρησιμεύει ως αποτελεσματική αναβάθμιση και συμπλήρωμα του συστήματος καθαρού αέρα μονής-ροής. Η διάταξη των μονάδων εξάτμισης και των εσωτερικών εξόδων εξάτμισης στο σύστημα διπλής-ροής είναι βασικά συνεπής με εκείνη του συστήματος μονής-ροής. Η βασική διαφορά έγκειται στο ότι ο καθαρός αέρας παρέχεται σε εσωτερικούς χώρους από μια ειδική μονάδα φρέσκου αέρα. Η μονάδα φρέσκου αέρα συνδέεται με διαχυτές εσωτερικού αέρα μέσω αγωγών, παρέχοντας συνεχώς φρέσκο αέρα σε εσωτερικούς χώρους για να καλύψει τις καθημερινές απαιτήσεις για καθαρό και υψηλής ποιότητας-ατμοσφαιρικό αέρα. Τόσο οι έξοδοι εξαγωγής όσο και οι έξοδοι φρέσκου αέρα είναι εξοπλισμένες με βαλβίδες ρύθμισης όγκου αέρα. Η μηχανική ισχύς από την κύρια μονάδα οδηγεί σε συντονισμένη εξαγωγή αέρα και παροχή αέρα για την πλήρη ανταλλαγή και εξαερισμό εσωτερικού αέρα.
3. Σύστημα παροχής αέρα σε επίπεδο δαπέδου
Το διοξείδιο του άνθρακα είναι πιο πυκνό από τον αέρα, με αποτέλεσμα χαμηλότερη συγκέντρωση οξυγόνου πιο κοντά στο έδαφος. Από την άποψη της εξοικονόμησης ενέργειας, η διευθέτηση της παροχής φρέσκου αέρα στο επίπεδο του δαπέδου μπορεί να επιτύχει ανώτερη απόδοση αερισμού. Ο κρύος αέρας που παρέχεται μέσω των αεραγωγών δαπέδου ή των διαχυτών του κάτω τοίχου απλώνεται στην επιφάνεια του δαπέδου για να σχηματίσει ένα οργανωμένο σχέδιο ροής αέρα. Γύρω από πηγές θερμότητας δημιουργούνται θερμικά πλευστότητα για να απομακρύνουν την περίσσεια θερμότητας. Με χαμηλή ταχύτητα ροής αέρα και ήπια τυρβώδη ροή αέρα χωρίς έντονες δίνες, η θερμοκρασία του αέρα στον εσωτερικό χώρο εργασίας παραμένει ομοιόμορφη οριζόντια, ενώ σχηματίζει διακριτή κατακόρυφη διαστρωμάτωση θερμοκρασίας, η οποία γίνεται πιο εμφανής με μεγαλύτερο ύψος δαπέδου. Τα ανοδικά νέφη ροής αέρα που δημιουργούνται από πηγές θερμότητας όχι μόνο αφαιρούν τα θερμικά φορτία αλλά μεταφέρουν επίσης τον μολυσμένο αέρα από την περιοχή εργασίας στον επάνω εσωτερικό χώρο, όπου εκκενώνεται μέσω των εξαγωγών εξάτμισης που είναι τοποθετημένες στο επάνω μέρος. Ο φρέσκος αέρας που τροφοδοτείται από τα κάτω ανοίγματα, μαζί με την απορριπτόμενη θερμότητα και τους ρύπους, κινείται προς τα πάνω λόγω της θερμικής άνωσης και της οργανωμένης ροής αέρα. Επομένως, το σύστημα παροχής φρέσκου αέρα σε επίπεδο δαπέδου-μπορεί να διατηρήσει εξαιρετική ποιότητα αέρα εντός της εσωτερικής ζώνης εργασίας.
Στον τυπικό σχεδιασμό, ο όγκος φρέσκου αέρα υπολογίζεται με βάση τον όγκο αερισμού εσωτερικού χώρου, ο οποίος γενικά ορίζεται περίπου στο 80% του μέγιστου όγκου αερισμού εσωτερικού χώρου. Ο βασικός στόχος της σχεδίασης είναι η διατήρηση μιας σταθερής αρνητικής πίεσης σε εσωτερικούς χώρους τουλάχιστον 10 Pascals και η εξασφάλιση ομαλή ροή αέρα εξαγωγής.
Για ένα ενσωματωμένο πλήρες-σύστημα φρέσκου αέρα, δεν είναι απαραίτητος ο υπολογισμός του όγκου φρέσκου αέρα σύμφωνα με τον συνολικό όγκο αερισμού όλων των χώρων. Εφόσον υπάρχουν παράγοντες ταυτόχρονης χρήσης μεταξύ των συστημάτων εξαερισμού διαφορετικών δωματίων, ο όγκος του φρέσκου αέρα μπορεί να προσδιοριστεί με την εφαρμογή των αντίστοιχων συντελεστών χρήσης. Αυτή η διάταξη εξασφαλίζει επαρκή παροχή φρέσκου αέρα για κάθε μεμονωμένο δωμάτιο, ενώ μειώνει τον απαιτούμενο όγκο αέρα του κύριου αγωγού φρέσκου αέρα. Ένας τέτοιος σχεδιασμός προσφέρει καλύτερη απόδοση-εξοικονόμησης ενέργειας, μειώνει το συνολικό κόστος του έργου και ανταποκρίνεται πλήρως στις λειτουργικές απαιτήσεις.
Κάτω από περιορισμένες συνθήκες προϋπολογισμού, η επένδυση στο σύστημα καθαρού αέρα μπορεί να βελτιστοποιηθεί δίνοντας προτεραιότητα στην παροχή αέρα για περιοχές με μεγάλη ρύπανση, ενώ παράλληλα μειώνεται κατάλληλα η διαμόρφωση του φρέσκου αέρα για άλλες ζώνες ή πληρώντας μόνο τα βασικά πρότυπα υγιεινής ζήτησης φρέσκου αέρα.
Θεραπεία φρέσκου αέρα
Ο καθαρός αέρας εξάγεται απευθείας από την εξωτερική ατμόσφαιρα με φυσική θερμοκρασία και υγρασία περιβάλλοντος, κρύο το χειμώνα και ζεστό το καλοκαίρι. Επομένως, απαιτείται κατάλληλη επεξεργασία πριν από την παροχή φρέσκου αέρα σε εσωτερικούς χώρους για να διασφαλιστεί η θερμική άνεση του εσωτερικού χώρου. Ωστόσο, η επεξεργασία φρέσκου αέρα δεν χρειάζεται να ανταποκρίνεται στα πρότυπα των κεντρικών συστημάτων κλιματισμού, ούτε απαιτείται να φέρει το πλήρες φορτίο θερμότητας και υγρασίας εσωτερικού χώρου. Δεδομένου ότι ο παρεχόμενος φρέσκος αέρας θα εξαντληθεί τελικά σε εξωτερικούς χώρους, αρκεί να ρυθμίσετε τη θερμοκρασία του ώστε να ταιριάζει με το σημείο της κατάστασης του εσωτερικού περιβάλλοντος. Η υπερβολική επεξεργασία καθαρού αέρα θα οδηγήσει σε σημαντική κατανάλωση ενέργειας και υψηλό μακροπρόθεσμο κόστος λειτουργίας. Κανονικά, δεν εκτελείται πρόσθετη στοχευμένη ρύθμιση υγρασίας για τον εισερχόμενο καθαρό αέρα.
Μέθοδοι για τη μείωση του απαιτούμενου όγκου φρέσκου αέρα
Εκτός από την προτεραιότητα της παροχής φρέσκου αέρα για τις μολυσμένες περιοχές που αναφέρονται παραπάνω, ο λογικός σχεδιασμός της διάταξης στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό και τον σχεδιασμό διεργασιών μπορεί επίσης να συμβάλει στη μείωση της ζήτησης φρέσκου αέρα. Συνιστάται η κεντρική διευθέτηση εργαστηρίων με λειτουργίες παραγωγής ρύπανσης-και πειραματικών εργασιών συμπλέγματος που παράγουν ρύπους. Αυτή η διάταξη ελαχιστοποιεί τη διάδοση των ρύπων εσωτερικών χώρων, μειώνοντας αποτελεσματικά τη συνολική απαίτηση παροχής φρέσκου αέρα.
