Klimaatbeheersingsinstallaties ontwerpen (KLIC)

(].. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Figuur 25 Geperforeerd rooster NOZZLE-ROOSTERS Nozzle-roosters zijn opgebouwd uit een of meerdere ronde buizen/buisjes of soortgelijke openingen, die elk een luchtstraal voorbrengen die lucht induceert. De inductie is niet hoog en de worp is vaak lang. Figuur 26 Jet of nozzle-rooster WANDROOSTERS Wandroosters zijn over het algemeen voorzien van instelbare schoepen, waar- bij de verticale schoepen ook vooraan aangebracht zijn. Door het verstellen van de schoepen kan het luchtinblaaspatroon en daarmee de worp aangepast worden (zie figuur 27 en 28).7363_060 Figuur 27 Wandrooster - 22-

a.Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 m9 o 3 6 9 12 15 m 18 E ('I) E L- L- L- L_ L-__~ oE ('I) ~ ~ ('I) L__ __ __j'----- __ __:: o afbuiging 0° afbuiging 42° 3 m6 o 3 6 9 m 12 oto ~E C\I('1) \"<t afbuiging 22° afbuiging 55° Figuur 28 Bovenaanzichten Bij het spreiden van de luchtstroom dient rekening worden gehouden met het niet-raken van de luchtstromen. De beide luchtstromen zullen elkaar versterken en tot een (ongewenste) verlenging van de worp leiden. Wandroosters hebben een lange worp en weinig inductie. ~ i:l. :;:;;; • I. Figuur 29 Inducerend wandrooster Wandroosters hebben een veel groter aantal vaste schoepen en induceren daarom meer dan het hiervoor beschreven rooster. Door het aanbrengen van verticale, instelbare schoepen (niet afgebeeld) is het inblaaspatroon te be\"in- vloeden. JETROOSTERS Jetroosters met hun ronde uitlaten worden gebruikt voor grote luchthoeveel- heden met een lange worp en een laag geluidsniveau. Grote zorgvuldigheid is geboden bij de selectie ervan. Er moet bij onder- of boventemperatuur rekening worden gehouden met het vallen of opstijgen van de luchtstraal.7363_060 - 23-

(l..Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Figuur 30 Jetrooster VLOERROOSTERS Het type vloerrooster zoals weergegeven in figuur 31 is over het algemeen voorzien van een verwelelement onder de uitblaasopeningen. Hierdoor ontstaat er kort na het uittreden inductie met de omringende lucht. De roosters worden behalve in de constructievloer ook gebruikt in systeemvloeren en verhoogde vloeren. Figuur 31 Vloerrooster7363_060 Figuur 32 8eloopbaar vloerrooster Beloopbare vloerroosters worden ik aile denkbare afmetingen en uitvoeringen geleverd. De kenmerken zijn een grote worp en weinig inductie. - 24-

(J.. ReedBusinessOpLeidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstailaties Kli-C 6 6.2.9 VERDRINGINGSVENTILATIE In tegensteiling met het inblazen van lucht kan de lucht ook toegevoerd worden met een lage snelheid. Dit principe van lucht toevoeren wordt verdringingsventi- latie genoemd. Hiervoor worden er een aantal producten op de markt aangebo- den. LUCHTVERDEELSLANGEN Luchtverdeelslangen (zie figuur 33) combineren het toevoeren van lucht met het transporteren van lucht en werken volgens het principe van verdringen. De slangen worden vervaardigd van als doek geweven kunststof. Tijdens het ver- vaardigen van dit doek wordt de luchtdoorlaatbaarheid bepaald. De uitstroom- snelheid is tussen de 0,1 en 0,5 m/s. De slangen zijn geschikt om lucht met een ondertemperatuur toe te voeren aan een ruimte. Wanneer er lucht met een overtemperatuur moet worden toege- voerd, dan worden er in de slangrooster(tjes), nozzles of kleine jetroosters gemonteerd. Met het aanbrengen daarvan gaat de slang samen met de roos- tertjes werken volgens het mengventilatieprincipe.7363_060 Figuur 33 Luchtverdeelslangen TERMINALS Terminals zijn uitsluitend bestemd voor verdringingsventilatie. Ze voeren iso- therme lucht of lucht met een ondertemperatuur toe aan de ruimte. Zoals in figuur 34 is te zien, stroomt de lucht over de vloer. Op plaatsen waar warmte ontwikkeld wordt is een opstijgende luchtstroom en neemt de door verdringing toegevoerde lucht de plaats van de aanwezige lucht in. De uittredeluchtsnelheid van de toegevoerde lucht is over het oppervlak van de terminal 0,25 m/s. - 25-

(J.. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Figuur 34 Voorbeelden van terminals NB: Het temperatuursverschil of temperatuurqradlent in de ruimte tussen de toegevoerde lucht en aan het plafond afgevoerde lucht is groter dan bij meng- ventilatie. Raadpleeg hiervoor de leverancier van de luchtslangen of terminals. AFVOER- EN OVERSTROOMROOSTERS7363_060 Figuur 35 Voorbeelden van afvoer- en overstroomroosters Bij het afvoeren en overstromen van lucht wordt geselecteerd op de snelheid, het drukverlies en het geluidsniveau. Let op dat een afvoerrooster niet zodanig geplaatst wordt dat de toegevoerde lucht direct weer afgevoerd wordt. Dit wordt luchtzijdige kortsluiting genoemd. 6.3 LUCHTFILTERS 6.3.1 ATMOSFERISCHSTOF De buitenlucht bevat allerlei stoffen die deels voortkomen uit de natuur en deels uit menselijk handel en. De natuur bezorgt mensen met hooikoorts jaarlijks pro- blemen door de pluizen en pollen van struiken, gras, bomen en andere planten. As uit vulkanen, zand uit woestijnen, roet en fijnstof uit bijvoorbeeld auto's en industrie halen regelmatig het nieuws. - 26 -

(:J_, Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstaliaties Kli-C 6 Organismen zoals bacterien en schimmels zijn nodig voor een gezond lichaam, maar er zijn ook ongewenste gasten bij. De kleine deeltjes in de lucht die aero- solen worden genoemd, zijn de kruiwagentjes waarmee deze zich verplaatsen. 6.3.2 DEELTJESGROOTTE De grootte van deeltjes wordt in de filtertechniek uitgedrukt in micrometer (IJm) en dat is het miljoenste deel van een meter (10.6). De deeltjes in de buitenlucht varieren van 0,01 IJmtot aan de bladeren in de wind. Zie figuur 36. Onder stof, dat spul dat steeds maar weer verwijderd moet worden thuis, worden deeltjes verstaan die kleiner zijn dan 100 IJm.Voor een overzicht van deeltjesgrootte, meetmethode en afscheiding wordt verwezen naar figuur 36.deelljesgroaUe (urn) (=1 mm) 10000 1000 z wo I2 5 ,J! 5 25 11 I Z IIIIII (3 II , regen~ bewalki w II a: viiofz- \" a: J,' l' ~e~lk~rrels w leculen ~f-to : pig men~II.I t--~ > \">- ~\"\"';~:ItttI III IIIII III z w , o ~ 2W~vorl! \",'.(!lm'OSl<jrlsChe.~rOlilmrnJg[\"g'en neerv~:I!~~ ISlla/ zwaar industrie stal mensenhaar ,0 f-I 1-- :;~,.~\",\" Wf- WW r-- ult,ra,rnicroscoo'\"pi,' rntcroscoop , ::;;::;; e laklrone flmfc ro,ac(>oj} -I. ~icrT il1me111 b,lale OO\l~- II I IIII .. jI ~ sedimentatie I 1JI ultracentrifuge 1 J1Wera: I I, t! It,ooo I + ~IIIcentriluge 2 I;(') innlWi;!;SSerz n rII hepa-lilter I ! cycloon :1o \", IW actief- kaallilter voorfilter II,IeUn fijnfilter .- 1111T I r-rI I I 1'111 elektrofille~111 I , I I [,11.1 t ! I lil'llll j KU-C4 Figuur 36 Deeltjesgroottevan enkele veel voorkomende luchtverontreinigingen7363~060 6.3.3 DEELTJESCONCENTRATI ES De verdeling van de deeltjes in de lucht blijkt afhankelijk te zijn van de plaats van meting, het jaargetijde, het weer en nog veel meer factoren. De hoeveel- heid deeltjes in de lucht varieert enorm. Het aantal is nooit lager dan 1 miljoen - 27 -

aReed Business OpLeidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 deeltjes per kubieke meter. Gemeten waardes in de lucht zijn soms 100.000 maal hoger en dat lijkt heel veel. Wordt deze 'vervuiling' op een andere manier gemeten, dan valt het weer mee. De gemiddelde vervuiling van de lucht geme- ten over een heel jaar is 0,2 milligram per kubieke meter (rn\"). De lucht waar- mee wordt gerekend heeft een gewicht van 1,2 kg/m3. 6.3.4 LUCHTFILTERS Luchtfilters hebben als doer de hiervoor omschreven deeltjes uit de lucht te fil- teren. De mate waarin bepaalt de kwaliteit van het luchtfilter. Voor de ontwerper betekent dit dat er een keuze gemaakt moet worden. Enerzijds kan het pak- ket van eisen hierover uitsluitsel geven; anderzijds speelt het beschermen van apparatuur een rol. Voor een kantoor zijn de eisen anders dan voor een ope- ratiekamer. Voor een montagehal maakt het verschil of er auto's of computers geassembleerd worden. Het vermogen van een filter om deeltjes uit de lucht te halen wordt het vangen van stof genoemd. 6.3.5 STOFVANGMECHANISMEN Om stof te scheiden van de lucht worden vier manieren onderscheiden (zie ook figuur 37: zeefeffect; inertie-effect; interceptie-effect; diffusie-effect.7363_060 - 28-

(!... Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 : c. Interceptie-effect a. Zeefeffect b. Inertie-effect d. Diffusie-effect Figuur 37 Verschillende stofvangstmechanismen van filters om stofdeeltjes van lucht te scheiden ZEEFEFFECT Stofdeeltjes met een grotere diameter dan de afstand tussen de vezels kunnen er niet door. INERTIE-EFFECT Wanneer lucht recht op een filtervezel afgaat, zal de luchtstroom moeten bui- gen om eromheen te gaan. Stofdeeltjes met een te grote massa kunnen deze buiging niet volgen en botsen tegen de voorkant van de vezel. Door de elektro- statische lading van de vezels blijft het deeltje kleven. INTERCEPTIE-EFFECT Kleinere stofdeeltjes volgen wei de luchtstroom, maar worden door de elektro- statische eigenschappen van het filtermateriaal gevangen en vastgehouden.7363_060 - 29-

a ReedBusinessOpLeidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 DIFFUSIE-EFFECT Nog kleinere stofdeeltjes volgen niet de luchtstroom. Hun baan wordt bepaald door de moleculaire bewegingen, zoals beschreven door Brownse. Dit komt erop neer dat deze deeltjes onder invloed van de positieve en negatieve lading van andere moleculen telkens een andere koers volgen. Wanneer deze deeltjes worden gevangen in het filter is het interceptie-effect weer van toepassing. 6.3.6 MPPS Most Penetrable Particle Size (MPPS) geeft aan welke stofdeeltjes het moei- lijkst te vangen zijn. De MPPS kan bepaald worden door de verschillende afvangstprincipes bij elkaar op te tellen. Dit resulteert in de MPPS-grafiek (zie figuur 38). 100 ~'-.... A/ / /j // 90 \"' -.-,........... / /j / /, 80 ..~:.!! 70 A /I -Diffusie -Interceptie I: 60 <,»/. I CII / <: ~Inertie 50 / - --Zeef E -MPPS CII '0 40 ---:/ I: CII II:: 30 20 »> ./ I 10 ----- _/ j 0 0.01 0_02 0_08 0_1 0_2 0.5 2 Deeltjesgrootte (micron) Figuur 38 MPPS-grafiek Het blijkt dat deeltjes van 0,1 tot 0,2 I-Imhet moeilijkst te vangen zijn. In de filter- techniek is het de uitdaging om juist deze deeltjes te vangen. Hier onderschei- den de goede en minder goede filters zich van elkaar. 6.3.7 FILTERTESTEN Door de jaren heen zijn er verschillende normen en testmethoden voor filters ontwikkeld. De eerste erkende testmethode werd in de jaren zestig van de vorige eeuw ontwikkeld in de Verenigde Staten, met de naam ASHRAE-testmethode. Ongeveer twintig jaar later werd de Europese norm Eurovent 4/5 ontwikkeld als tegenhanger van de ASH RAE-test. Pas in de jaren negentig werden deze normen samengevoegd tot de EN779. Deze norm wordt nu wereldwijd erkend als de norm voor luchtfilters. De luchtfilters worden door deze norm en aan de hand van efficlentletesten ingedeeld in filterklassen. De EN779 maakt onderscheid in groffilters (G1 tim G4) en fijnfilters (F5 tim F9). am de efficientie van de filters te kunnen bepalen maakt men gebruik van ver- schillende testen: voor de groffilters van gravimetrisch rendement; bij fijnfilters van de DEHS-efficiency-test.7363_060 - 30-

(J.. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties KIi-C 6 Gravimetrisch rendement Deze test wordt volgens de EN779 gebruikt om de efficlentle van groffilters te bepalen. De test maakt gebruik van een luchtkanaal waarbij het te testen filter in het kanaal wordt geplaatst. Vervolgens wordt er ASHRAE-proefstof door het kanaal heen geblazen. Voor en na het filter wordt deze stof 'gewogen' om te bepalen hoeveel van de teststof werd afgevangen door het testfilter. Het nadeel van deze test is de onnauwkeurigheid vanwege het gebruik van buitenlucht. De teststof wordt immers door het kanaal geblazen met gebruik van 'vervuilde' lucht. Omdat deze invloed in de werkelijkheid beperkt is kan dat een gering verschil opleveren in de opgegeven efficlentie, Zie tabel 4 voor de samenstelling van de ASHRAE-teststof. GYoo,.ln Percentage micrOn 28% 0·5 13% 0·10 11.5% 10·20 13% 6.5% 20 ·40 23% 40·80 5% roel katoen Tabel 4 Samenstelling ASHRAE-teststof De formule om de efficiency te berekening is: A = 100 (1 - W11W2). waarbij: A = arrestance; W1 = de massa van de deeltjes voor het filter; W2 = de massa van de deeltjes na het filter. Efficientietest De efficientletest volgens de EN779:2003 maakt gebruik van de geurloze vloeistof di-ethyl-hexyl-sebacaat (DEHS). Deze stof wordt verneveld tot een aerosol en door een luchtkanaal geblazen waar een testfilter in is geplaatst. Met meetapparatuur meet men de aerosoldelen van 0,4 micron voor en na het filter, waarna de efflcientie bepaald wordt. Deze testmethode is beter dan de oude omdat aileen de aerosoldelen van 0,4 micron worden gemeten. De formule om de efficiency te berekenen is: E = 100 (1 - W11W2). waarin: E = efflclentie; W1 = 0,4 micron DEHS-aerosoldeeltjes voor het filter; W2 = 0,4 micron DEHS-aerosoldeeltjes na het filter.7363_060 - 31 -

(J.. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C S 6.3.8 INDELING FILTERS In tabel 5 worden de verschillende filterklassen aangeduid. De laatste kolom geeft volgens de EN 779 de thans in gebruik zijn de filtercoderingen aan. ASHRAf- DSIiS MlllClrttaal FtnetkJ ... AN_ngat afIclemJe cfl'Ukv.-.chll yolgenl ENrn 0-65% 25 -40% frt~a 65-80% 40 -60% G1 80-90% 60-80% 250 G2 90-98% 80-90% 250 G3 90-95% G4 95-98% 250 250 F5 450 F6 F7 450 450 F8 F9 450 450 Tabel 5 Filterindeling HEPA-FILTERS High Effiency Particulate Air (HEPA) slaat op een filter dat tot 99,999995% van aile stofdeeltjes groter dan 0,3 IJmvangt. Het HEPA-filter is gespecificeerd in de Europese norm 1822:2009, waar tevens de klasse wordt vermeld (zie tabeIS).7363_060 Tabel 6 Indeling HEPA-filters ELEKTROSTATISCHE FILTERS Elektrostatische filters bestaan ult een ionisatie-eenheid die de stofdeeltjes in de lucht bij het passeren een positieve elektrische lading geven. De stofdeel- tjes worden op deze manier statisch gemaakt. Hierna passeert de lucht een of meerdere platen. Dit zijn de collectoren en deze platen hebben een negatieve lading. De positief geladen deeltjes zullen neerslaan op de negatief geladen platen en daarop worden vastgehouden. Deze filters werken met een voltage tot 12.000 en zijn daarom goed afge- schermd tegen onbedoelde aanraking. Bij het openen van de panelen wordt het filter automatisch spanningsloos gemaakt (zie figuur 39), wanneer het filter spanningsloos wordt gemaakt. Op dat moment laten de stofdeeltjes van de col- lectoren los en kunnen ze afgevoerd worden. - 32-

(J.. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 negatief geladen of geaarde platen r.:'\"-II~IIIIIII~ \"r\",11I 1111111111111111111I11III111111'1I1I'11I1I1I1,1I1~11IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII1I1I1III1I1I1II1I1I1-II \\ III + luchtstroom , 111~llilllllllllllllllllllllllllllllllllllilllllllllll1111111111111~11m111I11\"1111':I1,ll:l1llm1'lllllllllllllllmmmlllllllllm'11 - , collectoreenheid lonenbaan #~IIII~ \,1111' ,----------- + -~ 1 \\ II + ...~),.draden met een 110g0- ~---1IIIIillll~~IUIJiIIU ililillUllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllmlII~tWI~IVIiIIIl'llmllllllllllll - ~ \'\ ,--------------\"') + positieve lading // - ionisatie-eenheid positief geladen deeltje Figuur 39 Werkingsprincipe van een elektrofilter ACTIEFKOOLFILTERS Actief kool is een product dat wordt vervaardigd van steenkool. Dit product heeft een grote absorberende eigenschap voor aerosolen. Omdat de aerosolen, on- der andere geurdragers zijn, wordt actief kool gebruikt om op deze wijze lucht te reinigen. Deze filters worden daarom toegepast op plaatsen waar luchtjes moeten worden verwijderd. Wanneer de actieve kool verzadigd is, kan deze weer bruikbaar worden ge- maakt. In de oven wordt het geabsorbeerde materiaal verb rand en is het filter- materiaal klaar voor hergebruik. NB: Het bekende Norit dat wordt gebruikt voor maag- en darmstoornissen is ook een actief kool. 6.3.9 FILTEREIGENSCHAPPEN MECHANISCHE STREKTE Filters zijn er in aile vormen soorten en maten: vlakfilters; zigzagfilters; zakkenfilters; minipleetfilters. Voor elk doeI is er een passend filter leverbaar. Van belang is dat het filter goed past en mechanisch voldoende sterk is. Let bij het vervangen van het filter op de technische specificaties.7363_060 - 33-

a Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 BEGINDRUK Een nieuw filter heeft minder weerstand dan een gebruikt filter. Deze begindruk of aanvangsweerstand dient overeen te komen met de ontwerpcondities van de installatie. Voor een zakkenfilter kan de vereiste begindruk 20 Pa zijn. Er moet dan geen goedkoper filter met een begindruk van 50 Pa gemonteerd worden. EINDDRUK Het hiervoor genoemde filter zal op enig moment vervangen moeten worden. De einddruk is hiervoor bepalend en zal, in vervolg op het voorbeeld hiervoor, bijvoorbeeld 100 Pa zijn. Door middel van een mechanische of elektrische drukverschilschakelaar wordt de bereikte druk afgelezen of als een (storings)- indicatie gemeld. 6.4 VENTILATOREN 6.4.1 DRUKKEN Alvorens de ventilatoren verder te bespreken, moet het verschil tussen totaal-, dynamische en statische druk worden besproken. De druk aan de uittrede van de ventilator is de totaaldruk en is samengesteld uit de dynamische druk en de statische druk. Dynamische druk is de druk die nodig is om een bepaalde snelheid te onder- houden. Om de dynamische druk te bepalen wordt de volgende formule ge- bruikt: 1/2 P x v2 = Pa. waarin: p (rho) = 1,2 kq/rn\"; v = snelheid in m/s. Statische druk is nodig om de weerstand van het kanalensysteem met kleppen, plenum en luchtrooster te overwinnen. Om de drukken in een kanalensysteem te meten wordt gebruikgemaakt van de Pitot-buis (zie figuur 40). De Pitot-buis is in figuur 40 aangebracht in een luchtkanaal. De pijlen geven de luchtrichting aan. In binnenste buis van het meetinstrument wordt de totaaldruk gemeten. Door de gaatjes aan de omtrek van de buitenste buis wordt de stati- sche druk gemeten.7363_060 - 34-

aReed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Figuur 40 Pitot-buis In de U-buismanometer wordt de dynamische druk zichtbaar gemaakt door de beide drukken van elkaar af te trekken. Door het gebruiken van de hiervoor genoemde formule kan nu de snelheid van de lucht worden bepaald. Om de lucht met de juiste hoeveelheid naar de bedoelde plaats te transporte- ren worden ventilatoren gebruikt. Hiertoe leveren ventilatoren een hoeveelheid lucht in m3/h of een afgeleide hiervan, zoals lIs. Dit wordt aangeduid met de het symbool Q. Naast de hoeveelheid wordt er een druk geleverd in Pascal (Pa). Ventilatoren zijn er in aile soorten, maten en materialen. Er worden twee basis- uitvoeringen onderscheiden: axiaal- of schroetventilator; radiaal- of centrifugaalventilator. In een stofzuiger, laptop, haardroger en op nog veel meer plaatsen zijn venti- latoren gemonteerd. Deze dienen altijd om lucht te verplaatsen met daarin het stof in de stofzuiger, de koellucht voor de laptop of de warmelucht om de haren te drogen. De schroefventilator en de centrifugaalventilator hebben beide hun toepassingen in de luchtbehandeling. 6.4.2 VERSCHIL AXIAAL EN RADIAAL AXIAAL De axiaal- of schroetventilator werkt volgens het principe van een schroef die lucht verplaatst in de lengte van de as. Dit principe wordt ook toegepast bij de schroef van een boot of de propeller van een vliegtuig. Omgekeerd maakt de windmolen gebruik van de wind om een draaiende bewe- ging van een as tot stand te brengen (zie ook figuur 41).7363_060 - 35-

a..Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstaliaties Kli-C 6 Deze axiaalventilatoren worden onderverdeeld in: wandventilatoren zonder huis; ringventilatoren voor raam- of muurinbouw; buisventilator voor lage druk; buisventilator met diffusor; buisventilator met geleide waaier. Figuur 41 Axiaal- of schroefventilator Voordelen axiaal- of schroefventilatoren: goedkoop; compact; hoog rendement. Nadelen axiaal- of schroefventilatoren: geluid productie; weinig opbrengst m3/h; geringe opvoerhoogte Pa. Centrifugaal Radiaal- of centrifugaalventilatoren werken volgens het principe van middel- puntvliegende kracht (zie ook figuur 42). Ditzelfde principe wordt ook toege- past in centrifugaal pompen. Aan de binnenzijde van de waaier wordt lucht toegevoerd. Door de ronddraaiende beweging van de schoepen neemt bij een ventilator de snelheid van de lucht als gevolg van de middelpuntvliegende kracht toe. Aan het einde van de schoep wordt deze snelheid in het slakkenhuis omgezet in druk. Deze centrifugaal ventilatoren worden onderscheiden in: rechte schoepen; achterovergebogen schoepen; aerodynamisch gevormde achterovergebogen schoepen; voorovergebogen schoepen.7363_060 Figuur 42 Enkel aanzuigende centrifugaal ventilator Voordelen: laag geluidsniveau; grote opbrengst; grote opvoerhoogte. - 36-

a Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Nadelen: luchtstroom haaks op de luchtrichting; niet compact. Centrifugaalventilatoren met achterovergebogen schoepen kunnen niet overbe- last worden en hebben een hoger rendement dan ventilatoren met vooroverge- bogen schoepen. De bedoeling van een ventilator is het verplaatsen van een hoeveelheid lucht met aan de uitlaat van de ventilator een druk die aangegeven wordt in Pascal. 6.4.3 BIJZONDERE AXIAALVENTILATOREN Seriegeschakelde schroeven Twee achter elkaar geplaatste ventilatoren, die tegengesteld aan elkaar draaien leveren een twee- tot driemaal hogere druk (zie figuur 43).7363_060 Figuur 43 Seriegeschakelde schroeven Door het toepassen van een diffusor (een soort trechter), wordt aan de zuigzij- de statische druk omgezet in dynamische druk. De lucht stroomt daardoor met een hogere snelheid aan, met als gevolg een hogere totaaldruk bij de uittrede. Met een instelbare geleidewaaier aan de zuigzijde kan de aanstroom bevorderd worden of juist niet. Op deze wijze wordt de uittrededruk van de schroefventila- tor be'invloed. Door deze geleidewaaier motorisch te bedienen wordt de uittre- dedruk van de ventilator automatisch geregeld. 6.4.4 CENTRIFUGAALVENTILATOREN Een uitvoering die gebruikt wordt voor het verplaatsen van lucht met veront- reinigingen is de centrifugaalventilator met rechte schoepen. Deze ventilatoren worden bij hoge uitzondering toegepast en zullen in het kader van deze oplei- ding niet besproken worden. Voorovergebogen schoepen Deze ventilator is voorzien van voorovergebogen schoepen. Zie figuur 44. Het kenmerk van deze ventilatoren is een grote opbrengst in volume en druk gekoppeld aan een compacte bouw. Het nadeel van deze ventilatoren is dat ze elektrisch overbelast kunnen raken. Dit betekent in de praktijk dat de thermi- sche beveiliging zal aanspreken. - 37-

a.Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Figuur 44 Centrifugaalventilator met voorovergebogen schoepen Achterovergebogen schoepen Deze ventilator is uitgevoerd met aerodynamisch gevormde achterovergebogen schoepen (figuur 45). Bij deze schoepvorm is het niet mogelijk om de ventilator te overbelasten. Een laag geluidsniveau gekoppeld aan grote luchtverplaatsing en een hoge druk maken deze ventilator geschikt voor een brede toepassing. Slechts de kosten van deze ventilator zijn er de oorzaak van dat er nog andere types worden vervaardigd. Figuur 45 Ventilator met aerodynamisch gevormde achterovergebogen schoepen Figuur 46 is het type met eveneens achterovergebogen schoepen, waarvan de schoepen lijken op die van de ventilator met voorovergebogen schoepen.7363_060 - 38-

(J.. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Figuur 46 Ventilator met achterovergebogen schoepen 6.4.5 VENTILATORTHEORIE De technische gegevens van een ventilator zijn; qv luchthoeveelheid in m3/h of m3/s; V luchtsnelheid in m/s; Pd dynamische druk Pa; Ps statische druk Pa; PI totaaldruk Pa; n toerental rpm; P opgenomen vermogen in kW; 11rendement in %; dB(A) geluidsniveau Lw(A). Figuur 477363_060 - 39-

a Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 3000 300 I- I-I 2500 250 2000 200 1500 150 1000 100 ,s. ;\" -1- ,§ ~ ;; 500 50 e 400 40 II .i'..\".. 300 30 ~s- 250 25 ~ 200 20 1300 22 150 15 1200 20 1100 18 1000 16 14 900 800 100 10 500 6 90 9 7 80 8 -1--1- 6 70 7 400 60 6 - -I----I--l----I I-'~---l---l--HI--I--I-----I---I-I-I 1-+~-I--I----lI---I-II----+---lI-'---l~-- nm, \"t- '2 \" ~ ~ 'm 15000 20 1)0() I30 000 40 000 50 000 75 QOQ 100000 II I I j=g=g=g=,==P I'll I I I I I I I I I I dY'h dl,ll< mmwK [rU~lfu~I,~sn~el~h.§~~S::::::]4I==~1~351==~I~6I=I:;~~r=a=~~~~9==~E1II0'==~I ==~I==~I ~'~I~I~I~I~I I~~ 20 Figuur 48 Selectiegrafiek van een dubbelaanzuigende centrifugaalventilator met achterovergebogen schoepen7363_060 - 40-

(J.. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Lucht wordt in beweging gebracht door de toevoer van energie. De overdracht van energie vindt plaats daar waar de stilstaande luchtdeeltjes aan de binnenzijde van de waaier in aanraking komen met de schoep. Langs de schoep en in de waaier neemt snelheid toe en wordt in het slakken- huis omgezet in druk (zie figuur 47). Direct na de waaier wordt er geen energie meer toegevoerd zodat de druk gelijk blijft. Een dee I van de druk wordt omgezet in snelheid. Daarna komt de lucht in het uitstroomgedeelte van de ventilator en wordt een deel van de snelheidsdruk omgezet in statische druk. Er treden bij dit proces een aantal verliezen op als gevolg van: drukverlies langs de schoepen; wrijvingsverlies langs de wand; wrijvingsverlies in de lagers; lekkage en spleet verlies tussen waaier en huis; stootverliezen wanneer de lucht in de waaier komt. 6.4.6 VENTILATORWETTEN Bij een verandering van het toerental zal de lucht hoeveelheid (m3/s) evenredig veranderen. Voorbeeld 1: V = 3 m3/s; N1= 600 rpm; N2= 650 rpm; Nieuwe luchthoeveelheid 3 x (650 : 600) = 3,25 m3/s. De ventilatordruk (Pa) verandert evenredig met het kwadraat van het toerental. Voorbeeld 2: P1= 228 Pa; P2= 228 x (650: 600) 2 = 268 Pa. Het opgenomen vermogen verandert evenredig met de derde macht van het toerental. Voorbeeld 3: W1=2,5kW; W2 = 2,5 x (650:600)3 = 3,2 kW.7363_060 6.4.7 SELECTEREN Bij het berekenen van een ventilator moeten de verliezen van het totale sys- teem bekend zijn. Dit is de installatiekarakteristiek. In de ventilatorkarakteristiek wordt een ventilator gekozen met het liefst een zo hoog mogelijk rendement (zie figuur 48). Het gekozen punt in de ventilator karakteristiek is het werkpunt. Dit werkpunt geeft een luchthoeveelheid Q in m3/h of m3/s aan en een externe druk in Pa. Bij het vervuilen van de filters zal de druk (Pa) in het systeem toe- nemen en de luchthoeveelheid Q afnemen, waardoor er een nieuwe installatie- karakteristiek ontstaat. Ais gevolg hiervan zal er een nieuw werkpunt ontstaan - 41 -

(].. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 in de ventilatorkarakteristiek. De ontwerper zal nu een ventilator selecteren die tussen beide situaties het beste rendement heeft. De steilheid van de werklijn van de ventilator bepaalt de verandering van de luchthoeveelheid bij het veran- deren van de druk. 6.4.8 SELECTI ECRITERIA Qv luchthoeveelheid in m3/h of m3/s; V luchtsnelheid in m/s; Pd dynamische druk Pa; Ps statische druk Pa; PI totaaldruk Pa; n toerental rpm; P opgenomen vermogen in kW; 11rendement in %; geluidsniveau Lw(A) in dB(A). 6.5 WARMTEWISSELAARS De warmtewisselaars die hier worden besproken zijn de uitvoeringen waarbij lucht warmte uitwisselt met warm water, koud water of verdampend koelmid- del. Deze warmtewisselaars zijn opgebouwd uit een koperen buis met lamellen. Deze lamellen zijn voor het vergroten van het oppervlak tussen beide media. 6.5.1 WARMTEOVERDRACHT De formule voor de warmteoverdracht is: <I> = A . U . ..18; A = oppervlak m2; U = warmteoverdrachtcoefficient W/m2·K; ..19= temperatuurverschil in K. Het oppervlak en het temperatuurverschil zijn nog wei een keer te bepalen. Met de warmteoverdracht is het moeilijker omdat daar vele factoren op inwerken. De warmteoverdracht van de lamel op de langsstromende lucht neemt af naarmate de afstand tot de buis groter wordt. Het is daarom praktijk dat de U-waarde met behulp van metingen in een testkamer of laboratorium tot stand komt.7363_060 6.5.2 STROMINGSRICHTING Uitgaande van de stromingsrichting van de lucht kan de lucht in een verwarmer eerst in aanraking komen met het warmste water (60°C). Dit wordt gelijkstroom genoemd. Het tegenovergestelde is tegenstroom. Hierbij komt de lucht het eerst in aanraking met de wateruittrede (40°C). Het rendement van een warmtewis- selaar met tegenstroom is hoger dan dat van een warmtewisselaar met gelijk- stroom. Bij een voorverwarmer, waarbij altijd het vorstgevaar op de loer ligt, is - 42-

(]. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 het logisch om het warmste water met de koudste lucht samen te brengen. Hier wordt een gelijkstroomwarmtewisselaar toegepast en het mindere rendement op de koop toe genomen. De lucht en het medium stromen in dezelfde richting. Het temperatuurverschil ten behoeve van de capaciteitsberekening is gebaseerd op het logaritmische temperatuurverschil: Aq = ~q -l1q v, ·v~ v,\" In.1q.. Il::.q v, Va In het voorbeeld van figuur 49: A = 100 - 50 = 50 = ~ = 72 1K qv,\" Ih 1QO/50 In 2 0,693 ' gelijkstroom lucht- stroom a b Figuur 49 Gelijkstroom tegenstroom L__ _' KlJ-C4 Figuur 50 Tegenstroom De lucht en het medium stromen in tegengestelde richting. Het logaritmische temperatuurverschil is nu: Aq = Aq -ilq v, Y2 v,\" InAq I Aq VI '1,1:1 In het voorbeeld van figuur 49b: Aq ----70-80 -10 -10 74,9 K -0,134 v,\" - In 70/80 In 0, 8757363_060 - 43-

a.. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 6.5.3 De totale warmteoverdracht, gebaseerd op <1> = U·A-A9, is dus bij tegenstroom gunstiger (in dit geval circa 4%). LUCHTVERHITTERS Van de vele uitvoeringsvormen geven de figuren 51 en 52 er twee weer, name- lijk een plafondverhitter met verticale circulatie en een batterij voor montage in een luchtbehandelingskast. Seide apparaten worden gevoed met warm water. luchtin - - lucht uit verstelbare roosterbladen Figuur 51 Plafondluchtverhitter water uit7363_060 Figuur 52 Luchtlwaterluchtverhitter met lamellenblok 6.5.4 LUCHTKOELERS De figuren 53 en 54 geven voorbeelden van luchtkoelers. De koeler van figuur 53 is een batterij voor voeding met gekoeld water (of een glycoloplos- sing). Figuur 54 geeft een voorbeeld van een koelermet zogenaamde directe verdamping van een koudemiddel. - 44-

(J... Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Duidelijk herkenbaar is de \"spinnenkop\" die voor een gelijke verdeling en inspuiting van het koudemiddel zorgt. De twee zuiggasleidingen in figuur 54 geven aan, dat het koelblok uit twee circuits bestaat. In het eerste geval is derhalve sprake van indirecte koeling en in het tweede geval van directe verdampingskoeling. water in water uit Figuur 53 Luchtlwaterkoeler met lamellenblok (gelijkstroom) Figuur 54 Luchtlkoudemiddelkoeler met lamellenblok 6.6 BEVOCHTIGEN In hoofdstuk 5 zijn de eisen ten aanzien van het binnenklimaat besproken. De aanbevolen relatieve vochtigheid die daar wordt genoemd is minimaal 30%. Af- hankelijk van de hoeveelheid vocht die vrijkomt van mensen en andere bronnen zal er voor bevochtiging worden gekozen.7363_060 - 45 -

a. Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 6.6.1 BEVOCHTIGINGSPRINCIPES Voor het bevochtigen staan er twee verschillende principes ter beschikking: vernevelen van water; stoombevochtiging. Voor het vernevelen van water worden er twee systemen onderscheiden: het vernevelen van water met sproeiers; het vernevelen van water met ultrasoon geluid. Voor het toevoeren van stoom worden er drie systemen onderscheiden: stoom uit een centrale stoomketel; stoom uit een gasgestookte stoomketel; stoom elektrisch opwekken in een 'self contained' unit. 6.6.2 VERNEVELEN Elke vorm van het vernevelen van water heeft als consequentie dat het water behandeld moet worden. Soms kan worden volstaan met ontharden en het toe- passen van de legionellapreventies. In andere gevallen kan het nodig zijn om het water te demineraliseren. In combinatie met ultrasone bevochtiging wordt vaak een omgekeerde osmosewaterbehandeling toegepast. Ais gevolg van het toevoeren van water in de lucht vindt er het eerder behandelde adiabatisch koeleffect plaats (zie figuur 55). Hiermee moet met het dimensioneren van de voor- en/of na verwarmer rekening worden gehouden.7363_060 Figuur 55 Bevochtlqen met verneveld water Sproeiers De moderne sproeiers werken met een hoge druk en soms ook in combinatie met perslucht. Deze sproeiers of vernevelaars produceren waterdeeltjes ter grootte van aerosolen (zie figuur 56). - 46-

a Reed Business Opleidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 Figuur 56 Sproeier Ultrasoon Bij ultrasone bevochtiging worden trilplaatjes of membranen met een hoge frequentie in beweging gebracht. Door de massatraagheid van de watermole- culen zijn deze niet in staat om de neergaande beweging van het membraan te volgen. In de onderdruk die er ontstaat vormen zich dampbelletjes (zie figuur 57). Bij de opgaande beweging van het trilplaatje 'schieten' de dampbelletjes door het wateroppervlak en vormen zo de waterdamp of waternevel. Figuur 57 Principe van de ultrasone bevochtiger Figuur 58 Ultrasone bevochtigers ingebouwd in een luchtbehandelingskast - 47-

a Reed Business OpLeidingen Onderdelen luchtbehandelingsinstallaties Kli-C 6 6.6.3 STOOMBEVOCHTIGING Voor het toevoeren van vocht is het toevoeren middels stoom een manier om dit schoon en steriel te realiseren. 6.7 VRAGEN 1. Wat wordt verstaan onder ejectie of inductie bij roosters? 2. Wat is de meest gebruikelijke plaats waar een brandklep wordt gemonteerd? 3. Stofvangstmechanismen zijn het vermogen van een filter om deeltjes van de lucht te scheiden door verschillende fysische en mechanische verschijnselen. Noem deze vier verschijnselen. 4. Noem vier belangrijke nadelen van een axiaalventilator. 5. Noem het verschil tussen het gelijkstroom- en tegenstroomprincipe van een luchtverhitter of luchtkoeler. 08121487363_060 - 48-

»: