Gravitációs szellőző berendezések működése
1. Egycsöves szellőző rendszer
A legegyszerűbb szellőző berendezés az ún. egycsöves rendszerű (350. ábra). Ennél minden szellőztetendő helyiségből egy szellőző eső (kürtő) indul felfelé a tetősík fölé, a szabadba. A csövek legkisebb belső keresztmetszete 20 X 20 cm (0,04 m2).
350. ábra
A szellőző kürtők működése a kemények huzatához hasonlóan a külső és belső levegő fajsúlykülönbségén alapszik. Egyrészt a léghuzam növelésére, másrészt az egycsöves rendszer eseten is kívánatos friss levegő utánpótlás céljából ajánlatos a helyiség ajtólapján a padlótól 20-25 cm magasságban szellőző lyukat létesíteni.
Nyilván az előszoba vagy előtér levegője, ha nem is tökéletesen tiszta, de mégis alkalmas a fürdőszoba, WC és a hasonló helyiségek levegőjének felfrissítésére. A szélső faltól 3,0 m-nél nem messzebb levő éléskamrák részére a padló alatt, a födémben létesített, téglából épített vagy 10 cm átmérőjű betoncső csatornán tudunk a szabadból tökéletesen friss levegőt juttatni (351. ábra).
351. ábra. A szellőztetendő helyiségek friss levegővel való ellátása a födémben levő betoncsövön keresztül; a) emeleti, b) földszinti helyiség esetében
A szellőző kürtők elvezető nyílását a födém alatt, a friss levegő betorkolló nyílását pedig a padló felett kell kiképezni. Mindkét nyílást 20 X 24 cm méretű, szögvas tokos, nyitható zsalus bádogajtóval kell ellátni.
Télen, amikor a külső levegő jóval hidegebb, mint a helyiség levegője, ez a rendszer jól működik. Nyáron azonban, araikor a külső és belső levegő fajsúlya közti különbség csekély, működésükben zavar állhat be. A rosszul szellőző kürtő légelvezető nyílásának torkolatába villany üzemű ventillátort kell helyezni a léghuzam növelésére.
A felfelé indított szellőző kürtők, melyek mindegyikébe csak egy helyiség szellőzése van bekötve, vékony falú, egymás mellé állított egyes elemekből vagy 2-3 csövet közös fallal körülvevő, idomdarabokból állnak. A csövek esetleg kör, de leggyakrabban négyszög keresztmetszetűek. Belső felületük igen sima az áramló levegő súrlódásának csökkentésére.
Anyaguk: a) cserép} b) könnyűbeton, c) műpala és esetleg d) fém. Régebben ilyen szellőző kürtőket válaszfallapokból is falaztak. Ma kész idomdarabokat gyártanak a felsorolt anyagokból. A csöveket vagy beépítik a kéménynyílásokhoz hasonlóan a szerkezeti falba, vagy – ez a gyakoribb – ráállítják a födémre. A csöveket a szomszédos pillérekhez vagy válaszfalakhoz, illetőleg a csatlakozó födémekhez szilárdan oda kell erősíteni. A szellőző kürtőket lehet azonkívül a főfalakban is kialakítani. Ilyenkor azokat élére állított téglával falazzák el.
A műpala anyagit szellőző kürtőket (batériákat) – különösen gépi szellőző berendezések esetén – szögvasakból álló szerelő vázhoz erősítik (352. ábra). Ez a megoldás módot ad a kürtőknek meg a válaszfalak megépítése előtti elhelyezésére.
352. ábra. Mechanikus üzemű szellőzőkürtök szerelőváza; 1 – födém; 2 – szerelőváz; 3 – műpala anyagú szellőzőkürtők
A 350. ábrán az egycsöves szellőző rendszer adott esetnek megfelelő alkalmazását és működését tanulmányozhatjuk. Az emeletenként három helyiség szellőzését biztosító szellőző csoport emeletenként a három új helyiség számára 3-3 kürtővel bővül.
A szellőző csövet, illetve batériát a tetőtérben hőszigeteléssel kell ellátni, nehogy a fizikai folyamatban zavar keletkezzék. A szellőző kürtők tetőhéjazaton kívüli végződéseinél zsalus kiképzésű védő fejet kell készíteni.
2. Kétcsöves (gyűjtő) szellőző rendszer
Az egycsöves szellőzésnél jobb a kétcsöves, ún. gyűjtő rendszer (353. ábra). Ennél a friss, tiszta levegő egy fölfelé szűkülő csövön (de minden helyiséghez ugyanazon a csövön) jut el a helyiségekbe, míg a második, fölfelé állandóan bővülő keresztmetszetű csövön az elhasznált levegő távozik.
353. ábra. Kétcsöves (gyűjtő) szellőzőrendszer működésének ábrája; a) metszet, b) a különböző emeleti alaprajzok, c)-d) alaprajzi elrendezések
A friss levegőt rendszerint a földszinti födémhez simuló csatornán keresztül – a tisztább levegőjű környezetből (lakóudvarból, kertből stb.) – vezetjük a függőleges kürtőbe, ahol az felmelegedve felfelé áramlik a helyiségekbe. Az elvezető cső a terhelésnek megfelelően bővül. Mindkét eső belső keresztmetszeti méretét számítások alapján kell megállapítani.
A kétcsöves rendszer sokkal jobb az egycsövesnél, mert erősebb léghuzatot biztosít, de még mindig nem a legjobb megoldás. Egyik hátránya az, hogy minden helyiség ugyanazon (és nem külön-külön) csövön kapja a friss levegőt. Másik hátránya az, hogy a bevezető és elvezető eső közti vékony válaszfal könnyen átadja a hőt. Így a bevezető csatornába jutó hideg levegő lehűti az elvezető csatorna meleg levegőjét, és ennek következtében annak felfelé áramlását lassítja.
A vékony falú kürtőt rendszerint vasbeton anyagú, egymásra állított, a „termofor” kémények köpenydarabjaihoz hasonló elemekből építik.
A nyári kritikus időkben, amikor a külső és belső levegő közti hőmérsékletkülönbség csekély, ajánlatos a melegvíz szolgáltató berendezésnek egy csőkígyóját keresztülvezetni az elvezető kürtőn; vagy más módon megteremteni annak lehetőségét, hogy a kürtőben levő levegő a külső levegőhöz mérten erősen felmelegedjék, és gyorsan távozzék felfelé. A szellőzőnek a tető feletti részén ajánlatos zsalus szellőző fejet alkalmazni.
A 353 d ábra szerinti esetben a szellőztetendő helyiségek be- és elvezető nyílásai közvetlenül betorkollhatnak a szellőző kürtőbe. A 353 c ábra szerinti alaprajzi adottság esetén egyes helyiségek bekötése csak úgy lehetséges, hogy az ábrán szaggatott vonallal rajzolt, mennyezetre erősített rabitz-csatornákat alkalmazunk.
Meg kell jegyezni, hogy ugyanarra a kétcsöves rendszerre, az esetleges működési zavarra gondolva, nem szabad kamrát és WC.-t is kapcsolni. Ha a szellőztetendő helyiségek között kamra is, WC. is szerepel, okvetlenül még egy kétcsöves rendszert kell beépíteni. Általában WC. és fürdőszoba egy rendszerbe bekapcsolható, míg a kamrát konyhával vagy ruhatárral lehet egy rendszerbe kapcsolni. A csőrendszer betorkolló nyílásait a padlóvonalhoz közel, az elvezető nyílásokat pedig a födémhez közel kell elhelyezni.
3. Áramló levegős gyűjtő szellőző rendszer
Mind az egy-, mind a kétcsöves rendszernél jobb az ún. áramló levegős gyűjtő szellőző rendszer (354. ábra). Ez egy függőleges, felfelé megfelelően bővülő gyűjtő csőből, azonkívül a szellőztetendő helyiségbe a szabadból betorkolló csőnyílásból áll. A friss levegő betorkolló nyílása vagy a falban van, vagy pedig a födémbe helyezett csövön át vezetjük a levegőt a helyiségbe.
354. ábra. Áramló levegős gyűjtő szellőzőrendszer működésének elvi ábrája; (a szaggatott vonallal jelzett áramlási irány a nyári, a folytatólagos vonallal jelzett a téli működésnek felel meg)
A szellőző rendszer működése télen és nyáron ellentétes irányú. Nyáron a gyűjtő csőben levő levegő hidegebb és így nehezebb, mint a külső meleg levegő. A nehéz levegő leesik a csőben, és a nyílásokon át a helyiségekbe áramlik. Egyidejűleg utána áramlik fentről lefelé a meleg külső levegő, mely útközben fokozatosan lehűl. A helyiségekbe bekerülő hideg levegő a padlóig nyomul, és kinyomja a melegebb, elhasznált levegőt. A levegőnek ezt a nyári áramlási kányát az ábrán szaggatott vonalra rajzolt nyilak jelzik.
Télen az áramlás iránya fordított
A gyűjtő csőben levő légoszlop melegebb, mint a külső levegő, így a csőben felfelé áramlik. Egyidejűleg a helyiségben levő levegő a nyíláson át a gyűjtő csőben felfelé haladó légoszlop után hatol, miközben a szabadból bevezető vízszintes nyíláson vagy csövön friss levegőt szív maga után a helyiségbe. A téli áramlási irányt a rajzon folyamatos vonalra rajzolt nyilak jelzik.
Mind a függőleges gyűjtő, mind a vízszintes csövek belső keresztmetszetét pontos hőtechnikai számítás alapján kell megállapítani (figyelembe véve az áramló levegő mp-enkénti sebességét). Ha a szellőztetendő helyiség az alaprajz belsejében van, a friss levegőt akkor csak a födémben vezethetjük. Ezek a vízszintes bevezető csövek ne legyenek 3 m-nél hosszabbak, mert működésük bizonytalanná válik. A födémbe beépített csövek anyaga: műpala vagy beton.
A függőleges gyűjtő cső kör vagy négyszög (belső) szelvényű, vasbeton anyagú idomtestekből áll. A gyűjtő cső elemeit a falazással egyidejűleg lehet beépíteni; vasbeton vázas épületek esetén pedig a födémre állítva utólag elhelyezni.
Meglevő épületekben utólag létesített ilyen berendezések szintén a födémre helyezett, szabadon álló, illetőleg apaiakhoz simuló gyűjtőesővel készülnek. Általában az elemek szerkezete és összeépítése a „termofor” kéményekre emlékeztet. Az egész csőrendszer egyszeres falvastagságú. A padlástérben és a tető felett kettős köpenyfallal építjük a csövet (úgy, mint a „termofor” kéményeket). A betorkolló nyílások szabályozhatók, illetőleg teljesen elzárhatok. Érre a szerkezet esetleges túlerős működése miatt van szükség.
Falazott szellőző kürtők
Az előbb tárgyalt szellőző berendezéseken kívül alkalmaznak még falazott szellőző kéményeket (gyári, laboratóriumi szellőző kürtőket). Ezeket égéstermékek elvezetésére szolgáló kémények közelébe szokták elhelyezni, esetleg gyárkémények köré, hogy a bennük levő légoszlop felhajtó ereje a melegítés révén növekedjék.
Nyáron nem jól működnek, vagy éppen nem szívják a helyiségek levegőjét, hanem fordítva, a külső levegő nagyobb hőfoka miatt fordított huzat keletkezik, és a szellőző csatornában lerakódott piszok, esetleg a szomszédos kémények füstje a helyiségekbe jut.