Licenta.docx

Cuprins

1 Introducere 2.

Cadrul legal

3.

Generalităţi

3.1.

Organigrama unui sistem de ventilaţie

3.2.

Clasificarea sistemelor de ventilare

3.2.1.

Ventilarea naturală

3.2.2.

Ventilarea mecanică

3.3.

Elementele component ale unei instalaţii de ventilaţie

4.

Ventilație pentru clădiri industriale Degajări nocive

17

4.1. Ventilarea industrială . Particularitati pentru hale de procesare produse alimentare (carne, mezeluri, lapte, legume-fructe, etc.) 4.2.

Proprietăţi fizice şi chimice . Umiditate şi vapori

4.3.

Instalatii pentru mentinerea temperaturii constante

4.5.

Mirosul

18 21

/daunatori/bacterii24

5. Proiectul pentru o hala. Studiul de caz: Implementarea unui sistem de ventilaţie locală pentru hala de…………….. 5.3.1.

Ventilaţia locală

5.3.2. Ventilaţia generală de depozitare 5.3.3.

30 Repartiţia uniformă a vitezelor aerului la nivelul zonei

Aerul nou de compensare

5.4.1. Reţeaua de conducte de ventilatie . desen calcul Calculele de dimensionare pentru sistemul de aspiraţie 5.4.2.

Procedee de curăţare şi împrospătare a aerului

5.4.3.

Guri de insuflare a aerului

5.5.

Perdele de aer pentru uşi de acces 45

5.5.1.

Structura unei perdele de aer 45

5.5.2.

Clasificarea perdelelor de aer

47

5.5.3.

Calculul perdelelor de aer

49

41

5.6

Repartiţia uniformă a vitezelor aerului la nivelul zonei de captare

5.6.1.

Viteza de captare

62

5.6.2.

Relaţia debit – viteză

63

6. Concluziile implementării unui sistem de aspiraţie adecvat (ventilaţia locală)

60

67

Rezumat III. Descrierea instalatiei de ventilatie Proiectul de instalatii de ventilatie are drept scop ventilarea spatiului in discutie, respectiv eliminarea aerului viciat din spatii si introducerea de aer proaspat la o temperatura apropiata de temperatura interioara. Obiectivul este atins, conform normativelor in vigoare ce se prevad asigurarea unui volum de 25-50 mc/h aer proaspat pentru fiecare ocupant care trebuie filtrat incalzit sau racit. Pentru zona depozitului solutia adoptata urmareste introducerea de aer proaspat la temperatura ambientala cu filtrarea acestuia si eliminarea aerului viciat prin grupurile sanitare şi prin deschiderea usilor. Alimentarea bateriei de incalzire si a celei de racire a instalatiei cu agent termic se va realiza prin intermediul unei vane cu trei cai comandate in timp real de instalatia de automatizare a centralei de ventilatie in functie de parametrul temperatura a aerului evacuat. In cazul achizitionarii unei centrale cu pompă de caldura aducerea in parametri se va realiza cu ajutorul acesteia. Pentru amortizarea zgomotului produs instalaţia de ventilatie se va monta pe tavan si perete pe suporti absorbanti (din cauciuc), conductele aeriene se vor prinde elastic (suporti antifonici) iar legaturile dintre utilaje se vor realiza elastic. De asemenea pentru evitarea propagării zgomotului in incintele ventilate se va monta amortizoare de zgomot de conducta. Schema de ventilatie adoptata este cu evacuarea aerului viciat pe sus, prin tavanul fals pe cât posibil din zona opusa admisiei. Elementele de evacuare, recirculare a aerului sunt grile de retur pentru tavan casetat cu reglarea debitului de aer. In zona grupurilor sanitare se vor monta electroventilatoarele cu reglarea debitului evacuat prin intermediul unui regulator de turaţie electronic comandat manual. Din punct de vedere al materialelor utilizate Pp-sau polietilenă tip U (M) antizgomot (imbinate prin garnituri de cauciuc) montate la tavan cu dimensiuni 110 mm. Retele de ventilatie se vor executa din Alpal cu grosimea de 20 mm sau tablă zincata izolata cu vata minerala. Legaturile la anemostate se vor realiza cu tub flexibil special, izolat. In ceea ce priveste ramificatiile prevazute se insista asupra utilizarii ramificatiilor la 45o urmate de coturi la 45o. 2.Cadrul legal "Normativ pentru proiectarea,

executarea şi exploatarea instalaţiilor de ventilare şi climatizare", indicativ I5 – 2010 În conformitate cu prevederile art. 10 şi art. 38 alin. 2 din Legea nr. 10/1995 privind calitatea în construcţii, cu modificările ulterioare, ale art. 2 din Regulamentul privind tipurile de reglementări tehnice şi de cheltuieli aferente activităţii de reglementare în construcţii, urbanism, amenajarea teritoriului şi habitat, aprobat prin Hotărârea Guvernului nr. 203/2003, cu modificările şi completările ulterioare şi ale Hotărârii Guvernului nr.1016/2004 privind măsurile pentru organizarea şi realizarea schimbului de informaţii în domeniul standardelor şi reglementărilor tehnice, precum şi al regulilor referitoare la serviciile societăţii informaţionale între România şi Statele Membre ale Uniunii Europene, precum şi Comisia Europeană, cu modificările ulterioare, având în vedere Procesul-verbal de avizare nr. 4 din 07.09.2010 al Comitetului Tehnic de Coordonare Generală din cadrul Ministerului Dezvoltării Regionale şi Turismului şi Avizul nr. 3 din 04.11.2010 al Inspectoratului General pentru Situaţii de Urgenţă, în temeiul art. 5 pct. II lit. e) şi al art. 13 alin.(6) din Hotărârea Guvernului nr. 1631/2009 privind organizarea şi funcţionarea Ministerului Dezvoltării Regionale şi Turismului, cu modificările şi completările ulterioare.

Ministrul dezvoltării regionale şi turismului emite prezentul O R D I N: Art. 1 – Se aprobă reglementarea tehnică "Normativ pentru proiectarea, executarea şi exploatarea instalaţiilor de ventilare şi climatizare", indicativ I5 – 2010, prevăzută în anexa care face parte integrantă din prezentul ordin. Art. 2 – La data intrării în vigoare a prezentului ordin, Ordinul ministrului lucrărilor publice şi amenajării teritoriului nr. 55/N/1998 pentru aprobarea reglementării tehnice „Normativ pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor de ventilare şi climatizare”, indicativ I5-1998, Ordinul ministrului lucrărilor publice şi amenajării teritoriului nr. 15/N/1994 pentru aprobarea reglementării tehnice „Instrucţiuni tehnice de proiectare pentru ventilarea sau încălzirea cu aer cald prin jeturi de aer orizontale”, indicativ I5/1-1994, Ordinul ministrului lucrărilor publice şi amenajării teritoriului nr. 55/N/1998 pentru aprobarea reglementării tehnice „Normativ privind exploatarea instalaţiilor de ventilare şi climatizare”, indicativ I5/2-1998, precum şi orice alte dispoziţii contrare îşi încetează aplicabilitate

Art. 3 – Prezentul ordin*) se publică în Monitorul Oficial al României, Partea I şi intră în vigoare la 30 de zile de la data publicării.

Prezenta reglementare a fost adoptată cu respectarea procedurii de notificare prevăzută de Directiva 98/34/CE a Parlamentului European şi a Consiliului din 22 iunie 1998, de stabilire a unei proceduri pentru furnizarea de informaţii în domeniul standardelor şi reglementărilor tehnice, publicată în Jurnalul Oficial al Comunităţilor Europene L 204 din 21 iulie 1998, modificată prin Directiva 98/48/CE a Parlamentului European şi a Consiliului din 20 iulie 1998, publicată în Jurnalul Oficial al Comunităţilor Europene L 217 din 5 august 1998.

3.Generalităţi I. Instalații de ventilație. Prin ventilație se înțelege introducerea de aer din atmosfera și îndepartarea aerului din interiorul incintelor in cantitați suficiente pentru asigurarea confortului.Ventilatia este una din principalele tehnici de îndepartare a excesului de caldura din interiorul incintelor închise sau de extindere în interiorul acestora a condițiilor termice favorabile ale mediului exterior. Ventilarea este necesara pentru : -împrospătarea aerului din cladiri de locuit , birouri , școli , vestiare ,depozite de materiale sau produse finițte ; -eliminarea sau diluarea substanțelor nocive din încaperile de producție ,pentru realizarea cerințelor de protecția muncii ; -menținerea unor temperaturi și umiditați ale aerului din încaperi ,care sa corespunda fie cerințelor de confort ( sali de sport , sali de spectacol ,etc.) fie cerințelor tehnologice ( întreprinderi textile , de fibre sintetice ,etc.). Rolul unei instalații de ventilație este de a stabili sau de a menține condiții de temperatură, umiditate, conținut de praf si produse gazoase, compatibile cu un anumit grad de confort, in prezența diverselor aporturi exterioare, respectand nivelul de zgomot si de viteza de deplasare a aerului compatibile cu acest confort. II. Documentatia aferenta.

Sistemele de ventilație limitează temperatura și umiditatea din interiorul încăperilor, mențînându-le în domenii de valori destul de largi și totodată înlătura noxele din aerul ambiant. Sistemele de ventilație pot fi:a) Sisteme de ventilare naturală neorganizată _ ventilarea se realizează prin deschiderea ușilor ferestrelor , prin neetanseitatile din încăperi _incaperi de locuit , birouri , depozite, ateliere mecanice mici , etc.

b) Sisteme de ventilare naturală organizată ventilarea se realizează prin goluri sau construcții special construite _ ferestre , luminatoare ,coșuri de ventilare , bucătării , băi , clădiri industriale. c) Sisteme de ventilare mecanică generală se folosesc ventilatoare pentru deplasarea aerului_ deservesc întreagă încăpere și determina deplasarea întregului volum de aer a clădiri industriale , social – culturale , comerciale , administrative, etc. d) Sisteme de ventilare mecanică locală acționează asupra sursei de degajare ,aspirand aerul din jurul sursei , preluând substanțele nocive ,înainte că acestea să pătrundă în încăpere ( cuptoare industriale , mese de sudură , băi industriale de zincare ,decapare ,polizoare ,mașini de prelucrarea lemnului ,etc.) . e) Sisteme de ventilare mecanică mixtă se aplică ventilarea generală și locală . 3.1.

Organigrama unui sistem de ventilaţie

Circulația aerului pentru o instalație complexă de ventilație și climatizare poate fi reprezentată schematizat pe baza organigramei din fig.1. În fig.1. se pot urmări legăturile dintre gurile de aspirație și refulare, circuitele de aer, chesoane de distribuție sau de extracție a aerului, posibilitatea de realizare a recircularii unei părți din aerul din incinta, că și nivelul de presiune la care lucrează incinta.

Fig.1. Organigrama unui sistem de ventilație Pornind de la organigrama prezentată in fig.1. se prezintă schema de principiu a circuitelor unei instalații de ventilație pentru o incinta.

Fig.2.Schema de principiu a circuitelor Se remarcă prezența celor două ventilatoare de insuflare (Vi) și de refulare (Vr) precum și a regulatoarelor de debit (Rd).Aerul extras din incinta AE) poate fi parțial recirculat (Ar) sau evacuat în totalitate (Ae).Aerul nou (AN) se introduce direct în incinta că aer insuflat (Ai) sau se amestecă cu aerul recirculat,rezultând aerul de amestec (Aa). În funcție de nivelul de presiune realizat în incinta prin acțiunea simultană sau separată a celor două ventilatoare, această se poate află în stare de suprapresiune, caz în care aerul va ieși din incinta că aer de suprapresiune (Aș),sau în stare de depresiune, caz în care aerul va întră în incinta că aer de presiune (Ad). Ventiltia forțată este realizată cu mijloace mecanice, folosind ventilatoare pentru a induce şi controla curentul de aer.Ventilatoarele de tavan sau ventilatoarele portabile sunt cele mai des folosite în acest scop. Condiționarea aerului implicã crearea și menținerea unui mediu în anumite condiții de temperatura, umiditate, circulație a aerului și puritate astfel încât acesta să producã efectele dorite asupra ocupanților unei incinte sau a materialelor depozitate.Condiționarea aerului este independența de timp sau sezon şi trebuie sã funcţioneze în condiţii meteorologice extreme. Termenul "condiționarea aerului" a fost utilizat pentru prima dată în legătură cu practică umidificarii aerului în fabricile de textile pentru a controla efectele statice ale electricității și a evita astfel ruperea firelor. Creșterea umidității aerului (umidificare) poate fi ușor realizată prin introducerea de vapori de apă în aer, dar îndepartarea surplusui de vapori de apă (deumidificare) este mult mai dificilă. O prima metodă de a realiza deumidificarea aerului constă în folosirea materialelor desicante care trebuie, însă, reactivate periodic. Mult mai frecvent, deumidificarea este realizată prin scăderea temperatura aerului la o valoare suficientă pentru că vaporii de apă în exces să poată fi îndepartati prin condensare.Îndepărtarea vaporilor din aer prin condensare este sugestiv ilustrată prin formarea picăturilor pe peretele unui pahar cu apă foarte rece.

Sistemele de climatizare sunt sisteme complexe,care reglează atât temperatura, cât și umiditatea aerului din incinta la valori stabilite de către beneficiar, oricare ar fi valorile acestor parametri în exteriorul incintei climatizate.În același timp sunt evacuate noxele din interiorul încăperilor.În cazul sistemelor de climatizare performanțe, se poate realiza chiar și sterilizarea aerului.Sistemele de climatizare obișnuită au în componentă istemele de ventilare mecanică, de încălzire/răcire, de uscare/umidificare și elemente de reglare automată. Sensul în care este vehiculat aerul se impune prin diferența de presiune stabilită între interiorul și exteriorul încăperii ventilate.Din acest punct punct de vedere sistemele pot lucra în supratensiune, echilibrat sau în subpresiune. Ventilarea echilibrată se obține atunci când debitul de aer introdus este egal cu cel evacuat. Atunci când debitul introdus este mai mare decât cel evacuat, ventilarea este în subpresiune.Iar dacă fenomenul are loc în sensul invers, ventilarea este în subpresiune.În practică se alege una dintre aceste posibilități în funcție de sensul în care se dorește să curgă aerul dintr-o încăpere în altă. În tehnică de ventilare și climatizare se urmărește reglarea parametrilor aerului ambiant din incinte, adică a aerului umed.Aerul umed este un amestec de aer uscat și vapori de apă, de aceea este necesară trecerea în revista a unor noțiuni teoretice legate de acest amestec, înainte de prezentarea unor scheme de ventilație și de climatizare. Sistemele de condiționare sunt de două tipuri : - sisteme centrale.Tratarea aerului se face central, într-un aparat sau la debite mari , într-o uzina de condiționare .Aerul tratat este distribuit în încăperi printr-un sistem de conducte cu guri de refulare.O rețea de conducte cu guri de aspirație , readuce în centrală o parte din aerul din încăpere. -sisteme cu agregate individuale, printr-un aparat care conține mașinile și aparatele necesare pentru răcirea sau încălzirea încăperilor ( ventilator, agregat frigorific , baterie de răcire , baterie de încălzire).

3.2.Clasificarea instalațiilor de ventilație O instalație de ventilație are că principal rol acela de a asigura aerul proaspăt necesar, ea permițând în același timp controlarea diferiților parametric de stare ai aerului, într-o incinta și anume temperature umiditatea, puritatea, viteză, etc.Caracteristicile ce se cer aerului dintr-o incinta pot fi extreme de variabile, funcție de tipul și destinația incintei.Astfel pentru clădirile de locuit este sufficient o ventilație simplă naturală sau mecanică, în timp ce pentru anumite industrii trebuie să dispunem de intalatii de ventilație complexe, automatizate, care permit menținerea foarte strictă unor condiții de ambianța prestabilite. Între aceste două extreme există o gama largă de instalații de tratare a aerului. Satisfacerea exigențelor personalului uman, al locuitorilor, în condițiile noilor tehnici de construcție (cu spații vitrate mari, cu folosirea intense a incintelor, etc), impune folosirea din ce în ce mai mult a unor

intalatii complexe de tratare a aerului.În condiții de economie, de energie această impune studierea corectă a incintelor a dispunerilor, a materialelor izolante folosite, utilizarea unor metode de recuperare a energiei conținute în aerul evacuate, etc. Intalatiile de tratare a aerului pot fi împărțite în 5 categorii, și anume:     

Instalații de ventilare naturală; Instalații de ventilare mecanică; Instalații cu reîmprospătarea aerului; Instalații de climatizare; Instalații de condiționare a aerului;

3.2.1.Instalații de ventilație naturala Factorii care realizează ventilarea naturală sunt vântul și diferența de temperatura între interiorul și exteriorul încăperii.Acești factori determina diferența de presiune (între interior și exterior) sub acțiunea căreia aerul proaspăt intră în încăpere, iar aerul viciat este evacuat. Ventilarea naturală se realizează datorită pătrunderii aerului proaspăt prin rosturile ușilor și ferestrelor,precum și prin porii materialelor din care sunt făcuți pereții unei clădiri,deci,fără să fie prevăzute dispozitive speciale în scopul vehiculării aerului (ventilare neorganizata).Având în vedere variația în timp a factorilor determinați, debitul de aer vehiculat variază și el în limite foarte largi. Ventilarea naturală se realizează în mod organizat cu ajutorul unor dispozitive prevăzute în construcție:ferestre, ochiuri mobile ale ferestrelor fixe, coșuri de ventilare, deflectoare, luminatoare.Coșurile de ventilare sunt prevăzute la încăperile fără ferestre spre exterior.În cazul în care viteză vântului este nulă, schimbul natural de aer este datorat diferenței de presiune. Diferența de densitate dintre exteriorul și interiorul incaprii este proporțională cu diferența de temperatura. Deflectoarele sunt dispozitive care se montează la partea superioară a coșurilor.Ele sunt concepute astfel încât să determine creșterea vitezei locale a vântului deci să scadă presiunea statică a curentului de aer la gură coșului.Astfel se intensifica diferența de presiune dintre interiorul și exteriorul încăperii ventilate. 3.2.2.Instalatii de ventilare mecanica Prin ventilație mecanică se înțeleg toate instalațiile de ventilație unde mișcarea aerului este produsă de unul sau mai multe ventilatoare aspirand sau refuland aerul. În cazul cel nău general se folosește un ventilator aspirant, care asigura ventilația prin realizarea unei depresiuni în incinta, ceea ce stimulează intrarea aerului nou din exterior.În anumite

situații se poate prevede și un ventilator de insuflare, ceea ce va permite o tratare complexă a aerului prin procese de încălzire-răcire sau umificare-dezumificare. Instalațiile de ventilare mecanică pot fi: 1.Ventilația simplu flux Instalația simplu flux asigura ventilarea zonei propuse prin folosirea unui singur ventilator se pot distinge două cazuri: -cu insuflare a aerului, caz în care ventilatorul introduce aerul proaspăt în incinta; -cu extragerea aerului, caz în care ventilatorul extrage aerul viciat din incinta. a)Ventilația simplu flux prin insuflarea aerului O astfel de instalație aspiră aerul din exteriorul cu ajutorul unui ventilator, trimițându-l apoi în incinta.Evacuarea aerului viciat din incinta se va face în acest caz prin suprapresiune, fie către incintele alăturate, fie către exterior prin uși, ferestre sau alte deschideri speciale create pentru acest scop. Acest tip de instalație este de preferat atunci când se dorește evitarea oricăror intrări nedorite de aer; în regim de iarnă, ele vor trebui completate obligatoriu cu elemente de încălzire a aerului, deoarece între aerul exterior și cel interior va există o diferența de temperatura inacceptabilă pentru ocupații incintei. Insalatiile simplu flux cu insuflarea aerului se vor folosi pentru acele incinte la care poluarea ambianța este mai puțîn pronunțată și unde aerul va putea ieși ușor către exterior. b)Ventilația simplu flux prin extracția aerului În cazul acestor instalații, aerul este extras din incinta cu ajutorul unui ventilator mecanic după care este trimis către exterior.Intrarea aerului nou se va face fie prin neetanseitati, fie prin dispozitive și orificii special create pentru acest scop, din exterior sau din incintele alăturate. Acest tip de ventilație va fi deci util pentru ventilarea incintelor poluate, bucătăriilor, vestiarelor, incintelor cu puternice degajări de căldură, etc.Metodă este utilă și din punct de vedere al reînnoirii în incinte fiind cea mai simplă.Acest sistem este cel mai simplu și eficient pentru ventilarea spațiilor de locuit. 2.Ventilatua dublu flux Acest tip de ventilație se mai numește și ventilație prin insuflare și extracție.Este principiul cel mai des utilizat la realizarea instalațiilor de ventilație mecanică și care permite, utilizând diverse adaptări specifice, să poată fi satisfăcute toate nivelurile de confort (încălzire, răcire, climatizare,

condiționare a aerului).Partea de insuflare a aerului servește introducerii aerului nou, iar cea de extracție pentru refularea aerului viciat din incinta. Aceste instalații pot realiza un control precis al debitelor de aer în mișcare, permițând menținerea, după dorința, în incintele ventilate a unor depresiuni sau suprapresiuni ale aerului. a)Ventilația dublu flux cu încălzire Insuflarea aerului asigura în acest caz, simultan, atât ventilația cât și încălzirea zonelor tratate. Aerul se introduce cu ajutorul unor ventilatoare de insuflare și înainte de a fi introdus este încălzit la o temperatura peste valoarea temperaturii ambianțe (între 20 și 40ºC).Surplusul de căldură astfel introdus este folosit la acoperirea pierderilor de căldură ale incintei, chiar dacă aerul se răcește puțîn câte puțîn - până la temperatura ambianța.Încălzirea se asigura cu una sau mai multe baterii de încălzire cu ajutorul apei calde, electric sau chiar cu vapori de abur. Se disting trei tipuri de instalații de: -

-

instalații de pitul “tot aerul nou”, caz în care aerul provine exclusiv din exterior.Acest tip de instalații au consumuri energetice ceva mai mari și sunt deci mai puțîn rentabilă din punct de vedere economică; instalații de tipul “tot aerul recirculat”caz, în care aerul ambiant este reutilizat în totalitate, fără a se apela la reînnoirea aerului; instalații de tipul “amestec de aer nou cu aer recirculat”.Metodă permite asigurarea simultană, cu un consum minim de enrgie atât a necesităților de reînnoire a aerului cât și pe cele de încălzire. b)Ventilația duble flux cu răcire Principiul de funcționare al acestor instalații este similar cu al instalațiilor descrise anterior, cu deosebirea că se introduce o baterie de răcire care asigura răcirea aerului în zonele ventilate. Scăderea temperaturii aerului sub nivelul temperaturii ambianțe se face cu 5 până la 10ºC.Diferența de temperatura este folosită pentru preluarea aporturilor suplimentare de căldură din incinta, chiar dacă aerul se încălzește puțîn câte puțîn până la temperatura ambianța. Că și în cazul anterior (al instalației dublu flux cu încălzire), se pot distinge aceleași tri tipuri de instalații, respectiv “cu tot aerul nou”, “cu tot aerul recirculat”, “cu amestec de aer nou și aer recirculat”. c)Ventilația duble flux cu umificare Instalațiile cu umificarea aerului, că și cele cu dezumificarea aerului sunt folosite în cazul proceselor industriale sensibile la valorile conținutului de umiditate ambianța. În practică se folosesc atât instalații centralizate cât și instalații descentralizate de umidificare, iar principalele metode de umificare folosite sunt:

·

injecția directă de vapori în incinta sau în conducta de intrare a aerului; Vaporii respectivi pot fi introduși cu ajutorul unui aparat electric sau cu un mic cazan de abur; soluția respetiva este scumpă, dar perfectă din punct de vedere al condițiilor sanitare și este frecvența utilizată.Problemele ce apar sunt legate de formarea depunerilor și în general problemele legate de utilizarea aburului. pulverizarea apei se face cu un jiglor (datorită presiunii apei), cu ajutorul aerului comprimat sau cu dispozitive rotative de stropire; utilizarea unor dispozitive “de spălare” a aerului, în cazul instalațiilor de mari dimensiuni. În acest caz cantitatea de apă distribuită este mai mare decât cea care poate fi preluată de aer, motiv pentru care surplusul este recuperat într-un rezervor care primește și apă de adaos.Apă este preluată cu o pompă și este trecută prin siroie pe o suprafață specială creată pentru acest scop; utilizarea de umificare mobile se folosesc în special pentru incintele mici, ele lucrând pe principiul atomizorului; teoretic se poate utiliza și un vas cu apă(rezervor); apă va fi încălzită ușor pentru a favoriza fenomenul de vaporizare. 3.Ventilația dublu flux cu dezumificare

· ·

· ·

Rolul acestor instalații este opus celor prezentate mai sus; ele vor reduce conținutul de umiditate din aerul incintei ce urmează a fi tratate. În industrie există multe procese industriale care necesită extragerea apei, prin procese de uscare.În aceeși măsură, dezumificarea aerului este o măsură folosită în diverse industrii cum ar fi:industria chimică,farmaceutică,electronică etc. Principalele metode folosite pentru dezumificare sunt:  



aportul de aer cal, soluție particulară, utilizată punctual în anumite industrii; răcirea aerului prin trecerea să peste baterie rece.Fluidul de răcire trebuie să fie însă la o temperatura situată sub cea a punctului de rouă a aerului de răcit, pentru a asigura eliminarea apei prin condensare; preluarea vaporilor de apă din aer cu ajutorul unor substanțe solide higroscopice.Aceste soluții sunt utilizate pentru temperaturi uscate joase și pentru umidități absolute reduse.

3.3. Elementele component ale unei instalaţii de ventilaţie 3.3.1 Ventilatoare Ventilatorul este elementul aerodinamic activ al unui sistem de ventilație. Un ventilator este un dispozitiv dinamic rotativ și reprezintă partea care pune în mișcare toate sistemele de ventilare mecanică. Energia de rotație aplicată axului ventilatorului este transformată într-o diferența de presiune făcând că aerul, gazul sau o particulele de praf să plutească prin tub sau să fie evacuate într-un spațiu liber.

Ventilatoarele sunt împărțite în două categorii generale: Ventilator axial în care aerul plutește axial prin rotor într-un cilindru sau cerc. Ventilator centrifugal sau radial în care aerul plutește radial prin rotor într-o carcasa tip spirală. Ventilatoarele cu jet axial sunt împărțite în două sub-categorii differentiate în principal de carcasa lor și rafinamentul rotorului și al accesoriilor. Toate tipurile variază în formă, număr și unghi al lamelor; proporție a butucului roții față de diametrul rotorului, materiale și metode de fabricație, depinzând de model și preferință producătorului. Ventilatoare cu propagare axială. Ventilatoarele cu propagare axiale folosite de obicei pentru transport liber, sau împotriva unei rezistante scăzute, pot prezența de asemenea o varietate de forme, dar sunt simple din punctul de vedere al construcției. Acest tip constă într-un propagator sau o roată de tip disc în interiorul unui panou circular sau carcase. Roată sau carcasa este fie din folii de metal, mulaj de aluminiu, sau material îmbrăcat în plastic. Rotirea poate fi directă cu axul pe vibrochenul motorului sau rotire prin curea.

Figura 6.3.10 Ventilator axial

Avantaje și utilizări uzuale:    

Gama largă de volume Cost de exploatare scăzut Necesar de spațiu și greutate reduse Ventilație de diluare pentru îndepărtarea toxicului și a mirosurilor

Dezavantaje:

  



 

Limita de rezistență la 250 kPa Probleme ale nivelului sunetului în cazul vitezelor mari Nerecomandate în cazul mediilor corozive sau abrasive, cerințe de protejare Ventilatoarele cu acționare directă nu trebuie folosite în spații în care ventilatorul transporta gaze sau vapori explozibili Limitări ale temperaturii de exploatare Ventilatoare axiale. Ventilatoarele axiale sunt împărțite în două sub-categorii: cu tub axial și cu turbină axială, folosite de obicei împotriva rezistenței apreciabile, în mod normal au butucul roții relativ mare și palete elicoidale (unghiul variind radial de-a lungul păleței). Paletele pot fi de grosime uniformă, fie plate fie îndoite, compacte sau formate din discuri; sau mai pot fi formate din foaie de tablă decupată și îndoită, compactă sau din tablă de grosime dublă. Un ventilator cu tub axial este în principal este un ventilator cu elice plasat într-o carcasa cilindrică scurtă, gazul curgând în direcție axială. Un ventilator cu turbină axială încorporează turbine proiectate special, care sunt poziționate fie în sensul fie în contrasens cu curentul de aer al ventilatorului

Figura 6.3.11 Ventilatorul cu tub axial si ventilatorul cu turbina axiala. Ventilatorul axial constă dintr-un rotor prevăzut cu palete din tablă îndoită și decupată montate pe un butuc rotitor. Butucul este poziționat într-un carcasa cilindrică aliniată cu direcția de curgere a gazului. Dacă sunt utilizate gaze ce nu prezintă un pericol, motorul este plasat direct în curentul de aer. Dacă totuși sunt transportate gaze explozive, abrazive, inflamabile sau corozive, este folosit un ventilator bifurcat, cu motorul poziționat înafara jetului de aer. Un motor localizat înafara casetei permite ventilatorului să funcționeze acționat de o curea, asigurând schimbări ușoare de viteză, dacă acestea sunt necesare. Datorită progreselor în controlul electronic a vitezei motorului, folosirea curelelor pentru controlul vitezei este în scădere. Un ventilator cu cu palete din tablă îndoită și decupată poate avea eficientă de până la 80%. Are avantajele de a fi compact și capabil de a se îngloba în tubul de ventilație. Dezavantajele constau în faptul că nu poate fi capabil să dezvolte presiunile ridicate cerute de multe sisteme de ventilatii industriale.â

Scopul paletelor este să reducă gradul de spiralare a jetului și să transforme o parte din viteză în presiune statică utilizabilă. Ventilatoarele cu turbină axială dezvoltă o mai mare presiune statică decât ventilatoarele cu tub axial. Acestea sunt construite dintr-o varietate de materiale, depinzând de utilizare. Acestea pot fi acționate fie direct fie prin curea.Modele mai scumpe sunt dotate cu palete cu unghi ajustabil, ce permit unui ventilator cu acționare directă să asigure aceleași caracteristici tehnice că și un ventilator cu acționare prin curea, de același diametru. Avantaje și utilizări uzuale:  

 

Funcționează cu debite mici și mari de aer. Gama actuală de presiuni a unor ventilatoare cu turbină axială este similară cu eficientă ridicată a ventilatoarelor centrifugale curbate în sens invers. Montand ventilatoarele în serie, presiunea de funcționare poate fi mărită. Sunt compacte, ocupă puțîn spațiu și au o greutate mică. Aplicațiile includ asigurarea condițiilor de confort, aerisire, răcire, etc

Dezavantaje:     

Prin construcție nivel ridicat de zgomot față de cele mai multe ventilatoare centrifugale de înalta eficientă care îndeplinesc aceeași sarcina Nepotrivite în atmosfere abrazive sau corozive Probleme în protecția rulmenților Nepotrivite în cazul gazelor inflamabile sau explozibile sau a vaporilor, decât în cazul folosirii unui ventilator cu acționare prin curea. Probleme ale curbelor ventilatorului la închidere clapetelor

Ventilatoarele centrifugale. Ventilatoarele centrifugale sunt în continuare clasificate în tipuri, funcție de incovoierea sau pantă paletelor rotorului, unghi care determina în principal caracteristicile tehnice de funcționare. Ventilatoarele centrifugale pot fi clasate în trei clase foarte generale (Figura 6.3.3):   

Cu vârful paletelor încovoiat în direcția de rotație Cu palete radiale drepte, Cu vârful paletelor înclinat în sens invers față de direcția de rotație

6.3.3 Trei tipuri de ventilatoare centrifugale (paleta inapoi, paleta radiala, paleta inainte)

Sunt de asemenea clasificate în următoarele tipuri: de viteză redusă, medie sau ridicată. Diferențierea în încovoiere este întotdeauna vârful lamei, de vreme ce lama intrând, dacă este înclinată, este întotdeauna curbată înainte pentru a minimiza șocul pierdut la intrare. Paletele radiale drepte se întâlnesc cel mai adesea în ventilatoarele de presiune și ventilatoarelor folosite la lucrul cu materiale. Ventilatoarele centrifugale produc presiune din două surse independente:  

de la forță centrifugă creată prin rotația coloanei de aer închise atât de la energia cinetică cedată aerului prin transformarea energiei cinetice cu care părăsește rotorul. Această viteză la rândul ei este o combinație dintre viteză de rotație a rotorului și viteză relativă a aerului la rotor.

La paletele cu vârful îndoit înainte, aceste două viteze se cumulează, iar când vârful este îndoit înapoi, se scad. În acest fel, un ventilator cu palete incovoiate înainte depinde mai puțin de forță centrifugă pentru realizarea presiunii, depinzând mai mult de conversia viteză - presiune din carcasa, cu rezultatul că poate funcționa la viteze relativ joase. Dimpotrivă, un ventilator având lame incovoiate înapoi creează mai multă presiune prin forță centrifugală ( o formă mult mai eficientă de transfer de energie) și mai puțină presiune prin conversia vitezei, de aceea trebuie să funcționeze la o viteză mai mare. Astfel, un ventilator cu paletele incovoiate înainte va avea caracteristici mai bune față de oricare alt tip, de aceleași caracteristici, când funcționează fără nici o rezistență.

Figura 6.3.4 Ventilatorul centrifugal actionat de motor electric Ventilatoarele pentru instalațiile ventilație și aer condiționat sunt acționate de obicei de motoare electrice, deși pot fi acționate și prin alte metode. Gama de ventilatoare de dimensiuni mici și în special cele care funcționează cu viteze mari, sunt echipate cu motoare cu acționare directă. Ventilatoare de dimensiuni mai mari și cele care funcționează cu viteze mici, în general sunt acționate prin curea tip V.

Figura 6.3.5 Rotirea in sensul acelor de ceasornic a ventilatoarelor actionate cu curea in V (orizontal-sus, orizontal-jos, evacuare in sus)

Figura 6.3.6 Rotirea in sens invers acelor de ceasornic a ventilatoarelor actionate cu curea in V (orizontal-sus, orizontal-jos, evacuare in sus)

Racordurile tubulaturii la ventilatoare ar trebui proiectate fără restricții și cu minim de perturbare a curentului de aer deoarece defectele unuia sau a amândurora vor afecta nefavorabil performanță ventilatorului. Tubulatură de ventilație trebuie racordată la ventilator cu ajutorul unui burduf elastic nevopsit sau a altor materiale flexibile. Accesul la racorduri ar trebui să prevăzut pentru îndepărtări periodice a acumulărilor care ar împiedică funcționarea normală a rotorului. În cazul funcționarii împotriva unei rezistență aeraulice înalte, sau când zgomotele ambientului sunt mici, ventilatorul este preferabil să se monteze într-o camera al cărei spațiu este neocupat sau este izolată acustic pentru a preveni propagarea zgomotului. La clădirile realizate din materiale de construcție mai ușoare, este preferabil montarea ventilatorului și a motorului de acționare pe un postament elastic, astfel proiectat încât să împiedice transmisia vibrațiilor prin intermediul pardoselii elementelor structurale ale construcției. Ventilatoare centrifugale de tubulatura. Ventilatoarele centrifugale de tubulatură rectangulară și circulară combină avantajele ventilatoarelor axiale de conducta, de aceea rezultă o instalare simplă și eficientă că și cost, realizând o presiune ridicată, specifică unui ventilator centrifugal.

Figura 6.3.7 Ventilator centrifugal de tubulatura circulara

Avantaje ale ventilatoarelor centrifugale de tubulatură:      

Foarte compacte în formă Instalare rapidă și ieftină Nivel scăzut al zgomotelor și al vibrațiilor Presiune înalta realizată, până la 300 Pă Gama diversificată a debitelor de aer, până la 3000m3/h, Aplicație universală în scopuri casnice, comerciale și industriale

Figura 6.3.8 Ventilator centrifugal de conducta rectangulara fara si cu atenuator de zgomot montat in interior Rotorul centrifugal curbat înapoi, realizat din polimer sau metal, care este în mod direct cuplat la motor, generând un nivel scăzut al zgomotului și eficientă ridicată. Instalarea este întotdeauna posibilă în orice poziție. Una dintre aplicațiile tipice este ventilația cu evacuare centralizată a toaletelor și camerelor de baie. Ventilatorul centrifugal de tubulatură este instalat în tavanul fals, conectat la o rețea de evacuare realizată din tuburi de secțiune circulară sau rectangulară. Ventilatoare centrifugale de acoperiș.

Conform direcției de descărcare a aerului, pot fi identificate două tipuri de ventilatoare centrifugale de acoperiș: orizontale și verticale. Corpul ventilatorului trebuie să fie rezistent la intemperii și coroziune. În acest fel, plăcile de baza sunt întotdeauna confecționate din oțel galvanizat. Are de asemenea grile de protecție confecționate din oțel galvanizat.

Mărimile nominale ale tuburilor racordate variază între 200-700 mm. Motorul electric trebuie să fie în totalitate protejat conform cerințelor minime impuse de IP 54. Este de preferat să se asigure funcționarea nesupravegheată (durata de viață a rulmentului interior de minimum 30 000 de ore de funcționare). Eficientă este optimizată datorită rotoarelor centrifugale curbate înapoi, făcute din oțel galvanizat. Ventilatoarele de acoperiș nu ocupă spațiu interior. Evacuarea verticală oferă următoarele avantaje: Impact redus asupra zonei înconjurătoare prin evacuarea aerului viciat departe și dispersarea lui în atmosfera. Minimizarea murdăririi acoperișurilor locale și ale lucarnelor. Îndepărtarea mirosurilor neplăcute, a vaporilor etc care ar fi altfel purtate spre clădirile vecine și înăuntrul lor prin ferestre, lucarne deschise sau alte ventilatoare de acoperiș.

Figura 6.3.9 Ventilatoare centrifugale de acoperis cu evacuare orizontala sau verticala Ventilatoarele de acoperis sunt folosite in evacuarea aerului din garaje, bucatarii. Ventilatoare centrifugale de perete. Acest tip de ventilator este deseori utilizat în evacuarea aerului în exterior din camere de baie și toalete. El este un mic ventilator instalat în fiecare încăpere care necesită aerisire. În fiecare ventilator de perete există un sistem de obturare a aerului care circulă în sens invers pentru a evita o circulăție nedorită a aerului din alte camere.

Figura 6.3.10 Evacuarea aerului bazata pe ventilatoare centrifugale de perete Selectarea ventilatoarelor Pentru a selecta tipul și mărimea potrivită a ventilatorului sunt necesare următoarele informații: 1.Capacitatea în metru cub pe secundă. 2.Presiunea statică sau pierderile de presiune a sistemului. 3.Densitatea aerului, dacă este altă decât cea standard. 4.Tipul de aplicație sau utilizare. 5.Dispunerea sistemului. 6.Nivel predominant al zgomotului sau utilizarea spațiului deservit. 7.Natură încărcăturii. 8.Tipul de energie disponibilă.

Pentru a facilita alegerea aparatului, diferiți producători de ventilatoare pun la dispoziție tabele sau curbe caracteristice ale ventilatoare care arată de obicei următorii parametri pentru fiecare tip de ventilator, ce acționează asupra unei game largi de presiune statică: 1.Debitul de aer în metru cub pe minut. 2.Viteză de ieșire 3.Turația în rotații pe minut. 4.Puterea electrică necesară. 5.Presiunea statică.

Cel mai eficient punct de funcționare este de obicei arătat ori de de numere înclinate ori îngroșate, în tabelele cu caracteristici. Deseori, asigurarea service-ului determina tipul ventilatorului. Când funcționarea este cu o rezistență aeraulică scăzută sau inexistentă, și în mod particular fără tubulatura, ventilatorului cel mai propice este indicat pentru comoditate și cost scăzut. Când rezistență este scăzută, necesarul de energie este și el scăzut și eficientă are o importantă secundară. Când este vorba de un sistem de ventilare având tubulatura, se alege de obicei între ventilator centrifugal și un ventilator axial sau ventilator cu turbină axială. În general, ventilatoarele centrifugale sau axiale sunt comparabile în eficientă și nivel de zgomot, dar cele din urmă sunt mai ușoare și necesită considerabil mai puțîn spațiu, în special dacă sunt implicate direct în proces. Comparația nu poate fi făcută doar prin costul ventilatoarelor, ci și prin diferența în costul conductelor, trebuind incluse montarea și reparațiile. Un ventilator cu turbină axială este mai eficient și mai silențios decât un vetilator axial cu tub, dar este mai scump și necesită frecvent mai mult spațiu. În timp ce necesită mai puțîn spațiu decât cel centrifugal ventilatorul axial este în prin natură să mai puțîn accesibil pentru service. Când este transmis aer la temperatura ridicată sau aer conțînând elemnte corozive, motoarele și legăturile trebuie plasate înafara curentului de aer. Această necesitate poate determina tipul de ventilator ce trebuie folosit. Acolo unde rezistență sistemului este indefinită sau variabilă, presiunea, energia electrică și caracteristicile de zgomot ale ventilatoarelor centrifugale indică de obicei selecția lor.

Curbele de performanță ale ventilatoarelor și caracteristicile sistemului

Curbele de performanță ale variatelor tipuri de ventilatoare sunt prezentate grafic (pentru viteză și densitate a aerului constante) a relației dintre presiunea totală, presiunea statică, necesarul de energie și eficientă mecanică și statică la debitul de aer existent, pentru gama de debite dorită (uneori numită caracteristică). Orice sistem de ventilație ce constă din tubulatura, baterii de încălzire, dispozitive de curățare a aerului, filtre etc, are un sistem caracteristic care individualizează acel sistem și este independent de orice ventilator care poate fi aplicat sistemului. Această caracteristică poate fi exprimată în formă de curbă exact același mod că și caracteristicile ventilatorului. Caracteristicile unui sistem tipic sunt prezentate în Fig. 6.3.11.

Aceste curbe sunt trasate urmând legea parabolică simplă în care presiunea statică sau rezistență la curgerea aerului variază odată cu curgerea debitului prin sistem. Instalațiile de încălzire și ventilație urmează foarte fidel această lege și nici o eroare serioasă nu este introdusă prin folosirea ei. Singurul punct comun celor două curbe este punctul de la intersecția curbei caracteristicilor sistemului și curbă caracteristicilor ventilatorului și acesta este punctul de funcționare al celor două sisteme .

Figura 6.3.11 Caracteristicile parabolice ale instalatieii si curbele caracteristice ale ventilatorului

Puterea necesara a ventilatorului. Puterea solicitata de un ventilator in functiune poate fi estimata cu urmatoarea ecuatie:

P= 1,2Vη∆pt [W] In care: o V[m3 / s]

-Debitul

Pt[Pa]

-Presiunea totala

η[−]

-randamentul ventilatorului

1,2 este un coeficient de siguranta care acopera inacuratetea calculului. Tipul de ventilator Randament Axial 0,55 – 0,66 Ventilator centrifugal cu gama de presiune scazuta (aplicat in 0,65 – 0,85 ventilatia de confort)

6.3.2 Baterii de incalzire si racire Sunt posibile multe metode diferite de încălzire a aerului în scopul ventilarii. Într-o aplicație proiectată pentru aer cald, trebuie dată atenție efectelor stratificării în clădirile înalte. Stratificarea mărește pierderile de căldură prin acoperiș și pereți înalți precum și rată schimbului de aer din cauza efectului de piramidă și prin urmare apar pierderi în sistemul de ventilație. În multe cazuri, încălzirea cu aer cald este mai ieftină din punctul de vedere al costului inițial, costurile de funcționare, totuși, vor fi mai mari decât pentru alt sistem de încălzire care asigura aceleași condiții. Sistemul de ventilație poate fi folosit foarte avantajos în timpul lunilor de vara cu bateria de încălzire închisă pentru a introduce aer exterior și pentru a ajută la îndepărtarea aporturilor de căldură. Aerul poate fi încălzit dintr-unul sau mai multe din următoarele motive: Încălzirea materialelor Aer încălzit de completare pentru a suplini pierderile de ventilație Încălzirea pentru confort Încălzire pentru a reduce incidența condensarii Baterii de încălzire și răcire a aerului Pentru încălzirea aerului, bateriile sunt folosite că și baterii de atenuare, de preîncălzire, reîncălzire sau incalzitoare rapide. Aburul sau apă caldă sunt de obicei agenții termici folosiți. Bateriile sunt de obicei folosite pentru răcirea aerului însoțite sau nu de dezumidificare. O mare parte a echipamentului bateriilor este proiectat pentru a suportă atât răcirea sensibilă cât și dezumidificarea. Ansamblul include de obicei modalități de curățare a aerului pentru a proteja bateria de acumulările de mizerie și pentru a ține praful și materiile străine înafara spațiului unde are loc condiționarea aerului. Agentul de răcire pentru bateriile de răcire este de obicei apă răcită. Pentru o răcire și dezumidificare combinată, la bateriile de suprafață există o alternativă în a pulveriza dezumidificatori. În puține cazuri sunt folosite atât pulverizatorii cât și bateriile. Bateriile pot fi apoi instalate în camerele de umidificare, ori în serie cu acestea ori dedesuptul lor. La alegerea între pulverizatori și dezumudificatori de suprafață, trebuie luate în considerare avantajele fiecăruia. Folosirea bateriilor face de multe ori posibil că aceeași suprafață să servească pentru răcire în timpul verii sau încălzire în timpul iernii prin circulația de apă rece într-un sezon și de apă caldă în celălalt, cu economii de durata în aparat și instalație.

Bateriile sunt în principal de două tipuri, acelea ce sunt realizate din tuburi și țevi simple și acelea cu suprafețe extinse. Transferul de căldură de la aerul trecând peste suprafață unei țevi la un fluid curgând în această este împiedicat de trei rezistente. Prima este aceea dintre aer și suprafață conductei și este denumită de obicei rezistență de suprafață exterioară. A două este rezistență la

transferul de căldură prin conducție prin metalul în sine. În final există o altă rezistență termică între suprafață interioară a conductei și fluidul care curge prin această. Pentru aplicații sunt considerate atât rezistență peretelui metalic la transferul de căldură cât și rezistență termică la suprafață interioară sau rezistență stratului, deși acestea sunt de obicei mici în comparație cu rezistență pe partea aerului. Economia în ceea ce privește spațiul, greutatea și costurile este avantajoasă în cazul scăderii rezistenței termice a suprafeței exterioare. Aceast lucru poate fi rezolvat prin creșterea suprafeței exterioare cu ajutorul aripioarelor.

Figura 6.3.12 Tipuri de baterii cu aripioare (aripioare plate continue, aripioare ondulate plate, aripioare plate patrate)

Pentru că bateriile să acționeze eficient, ele trebuie să fie proiectate astfel încât să aibă o viteză a aerului uniformă pe întreagă suprafață frontală a bateriei de răcire sau a bateriei de încălzire. Această este de importantă majoră și trebuie cunoscute specificațiile producătorului în ceea ce privește minimul și maximul vitezei aeruluie. Din punctul de vedere al energiei și al zgomotului, trebuie avut grijă să se prevină rezistență curentului de aer exagerată. Această se obține prin folosirea în mod normal a cel mult cinci rânduri de țevi.

Figura 6.3.13 Baterii de tubulatura pentru incalzire sau racire (pentru canale rectangulare si circulare)

În sisteme de încălzire pentru confort sunt folosite numai bateriile de temperatura mică și de obicei nu au mai mult de unul sau două rânduri de țevi. Sunt posibile diverse trasee în circuitul agentului primar, depinzând de metodele de reglare și pompare folosite. Pierderea de presiune proiectată pe circuitul de apă care trece prin baterie în mod normal nu depășește niciodată valoarea de 4 kPa într-o rețea de conducte de presiune scăzută. În cazul unui echipament amplasat pe tubulatură, înaintea bateriei există o țeavă striata de un metru pentru a asigura o viteză uniformă pe suprafață frontală a bateriei. De asemenea trebuie evitate măriri și reduceri bruște de secțiune.

Încălzitoare de aer electrice Acestea au avantajul de a fi unități cu costuri de instalare reduse, costurile de funcționare, depinzând totuși de sursă de electricitate, sunt de obicei mai mari decât cele utilizând alte surse de energie. Viteză aerului printr-o baterie de încălzire trebuie să fie pentru a asigura puterea indicată de producător, încadrându-se în gama de temperaturi de siguranță. La unitățile mari, sarcina electrică este echilibrată pe cele trei faze de alimentare cu energie.

Figura 6.3.14 Incalzitoare electrice de linie (pentru tubulatura rectangulara si circulara) Încălzitoarele sunt de obicei împărțite într-un număr de secțiuni pentru a putea asigura reglarea echipamentelor pe etape. Trebuie acordată o atenție deosebită la izolarea electrică a fiecărei secțiuni, înaintea îndepărtării ei din carcasa .Încălzitoarele trebuie să fie interconectate electric cu motorul ventilatoarelor, pentru a permite că incalzitorul electric să fie închis când ventilatorul se oprește sau când viteză aerului este mai redusă decât nivelul pentru care incalzitorul a fost proiectat. Riscul de incendiu în condiții de funcționare anormale trebuie să fie contracarat prin folosirea unui întreruptor poziționat potrivit, sensibil la temperatura, cu resetare manuală.

Cerințe pentru răcire și încălzire Pentru a determina necesarul de căldură pentru încălzirea aerului, pot fi folosite următoarele relații: Q=Vρ∆h [kW] 3600 unde: V - Debitul de aer [mc/h] ρ - Densitatea aerului (~1.2) [kg/m] ∆h - Diferenta de entalpie a aerului [kj/kg] sau o ecuatie simplificata ce poate fi folosita in conditii normale: Q =V3600ρc∆t ≅0.36Vo (ti −to)[kW] unde: c - Caldura specifica a aerului ti-te - Temperatura inainte si dupa racirea sau incalzirea aerului (º C) 6.3.3 Recuparatoare de caldura Recuparatorul de căldură este un echipament care este folosit pentru realizarea confortului. Este un schimbător de căldură aer-aer. În aplicații pentru realizarea confortului schimbătorul de căldură aer - aer scade entalpia aerului proaspăt în timpul sezonului cald și o mărește în timpul sezonului reci prin transferarea energiei între aerul proaspăt introdus și aerul evacuat. În paralel cu echipamentele din comerț de recuperare a energiei, pentru utilizări rezidențiale sau comerciale la scară mică sunt disponibile ventilatoare prefabricate de mărime mică cu elemente de recuperare a căldurii asamblate în interiorul lor (Fig.6.15). Dispozitivele de recuperare a căldurii aer-aer, pentru realizarea confortului, pot fi dispozitive de recuperare a căldurii sensibilă (transferând doar energie sensibilă) sau dispozitive de recuperare a căldurii totale (transferând atât energie sensibilă cât și umiditatea).

Figura 6.3.15. Ventilatoare prefabricate de marime mica, cu recuparator de energie montat in interior

Schimbul ideal de căldură aer-aer îndeplinește următoarele funcțiuni:   

Permite modificarea temperaturii între curenții de aer participanți Permite transferul umezelii datorită presiunii parțiale între cei doi curenți Blochează total transferul de aer între cei doi curenți incrucisati, contaminați biologic sau cu impurități Recuperatoarele de căldură sunt recunoscute că echipamente importante în

recuperarea energiei din aerul evacuat, care altfel ar fi irosită. Două tipuri generice de schimbătoare de căldură aer-aer sunt considerate pentru recuperarea căldurii sau căldurii și umidității. Unul dintre acestea este schimbătorul de căldură regenerativ, numit în mod uzual schimbător de căldură rotativ. Celălalt este recuperatorul de căldură cu plăci plate. Cele mai obișnuite tipuri folosite pentru realizarea confortului la clădirile publice sunt cu plăci fixe, rotativ și cu tuburi termice. Schimbatoarele tip placă fixă pe suprafață nu au părți de mișcare. Straturi de plăci alternanțe, separate și etanșe formează coridoare pentru introducerea aerului proaspăt și aerului viciat. Căldură este transferată direct din curentul de aer cald în curentul de aer rece prin plăcile de separare ale schimbătorului.

Figura 6.3.16 Recuperator de caldura cu placi fixe În mod normal, atât căldură latentă de condensare cât și căldură sensibilă sunt recuperate prin placă de separare în curentul de aer rece (proaspăt). Astfel, energia este tranferata, dar nu și umiditatea. Plăcile de schimb de căldură fixe pot transferă în mod economic căldură recuperată și o energie totală mare pentru că ele au doar suprafață de transfer elementară pentru separarea curenților de aer. Se poate atinge o recuperare a 80 % sau mai mult din căldură evacuată care în

mod normal ar fi irosită. Simplitatea și lipsa părților în mișcare, se adaugă la trăinicia, durata de viață mare, energie mică consumată auxiliar și siguranță în exploatare a acestor recuperatoare. Un schimbător de căldură rotativ aer – aer are un cilindru rotativ umplut cu un mediu permeabil la aer având o suprafață interioară mare. Aerul introdus respectiv aerul evacuat, curg fiecare printr-o jumătate a schimbătorului, în contracurent (Fig. 6.3.17). Suprafață de schimb termic poate fi selectată să recupereze doar căldură sensibilă sau căldură totală (căldură sensibilă și căldură latentă). Căldură sensibilă este transferată în momentul în care schimbătorul de căldură rotativ acumulează căldură de la curentul de aer cald cedând-o celui rece. Căldură latentă este transferată în momentul în care în schimbătorul de căldură condenseza umiditatea din curentul de aer cu proporția de umiditate cea mai mare (fie că temperatura mediului este sub punctul de rouă, fie prin mijloace de absorție pentru medii lichide sau adsorbție pentru medii solide), cu o eliberare simultană de căldură, și eliberează umiditatea prin evaporare (și creșterea căldurii) curentului de aer cu proporția de umidate mai mică. Într-un schimbător de căldură rotativ, un strat de substanță absorbantă de umiditate aplicat pe suprafață cilindrului rotativ absoarbe umiditatea în timp ce acesta trece prin curentul de aer mai umed. Odată absorbită de stratul aplicat, umiditatea se deplasează împreună cu cilindrul rotativ în mișcare până când ajunge în curentul de aer mai puțîn umed, unde se evaporă din stratul aplicat în curentul de aer. Astfel, curentul de aer umed este uscat în timp ce aerul uscat capătă umiditate. În transferul de căldură total, atât căldură sensibilă cât și căldură latentă funcționează simultan.

Figura 6.3.12 Schimbator de caldura rotativ

Construcție:

Impuritățile aerului, punctul de rouă, temperatura aerului evacuat, și proprietățile aerului introdus influențează în alegerea materialelor pentru carcasa, structura rotorului, și a materialului schimbătorului de căldură rotativ. Aluminiul, oțelul și polimerii sunt elementele de construcție uzuale ale carcasei rotorului pentru sistemele de ventilație destinate asigurării confortului. Suprafață

de schimb termic este fabricată din metal, minerale sau materiale produse de om și asigura prin construcția ei fie curgere aleatoare fie curgere controlată. Contaminarea încrucișată sau amestecarea curenților de aer introduși și evacuați are loc în toate schimbatoarele de căldură rotative prin două procese: transfer și dispersie. Transferul apare atunci când aerul este prins în interiorul volumului mediului de rotație și este transportat în celălalt curent de aer. Dispersia apare pentru că presiunea statică diferențială dintre cei doi curenți de aer duce la migrarea aerului de la o zona cu presiune statică mai mare la una cu presiune statică mai mică. Contaminarea încrucișată a curenților de aer poate fi redusă prin plasarea exhaustoarelor în așa fel încât să nu influențeze curentul de aer introdus. Un schimbător de căldură cu tuburi termice este un dispozitiv de recuperare a energiei pasive. În exterior arată că o țeavă normală cu aripioare sau spirale, doar că țevile nu sunt interconectate și tubul termic este împărțit în două secțiuni: de evaporare și de condensare de către o lamelă despărțitoare (Fig.6.3.18.). Aerul cald trece prin secțiunea de evaporare a tubului termic iar aerul rece trece prin secțiunea de condensare a tubului termic. Transferul de căldură se face prin vaporizarea lichidului în partea caldă, de unde preia căldură, și condensarea acestuia la partea rece a recuperatorului, unde cedează căldură de condensare. Lichidul condensat se întoarce în zona caldă prin gravitație, în cazul poziției verticale și prin capilaritate în cazul poziției orizontale, după care ciclul se repetă. Tuburile termice orizontale (Figura 6.3.18) sunt fabricate cu o structura capilară integrală, umplută cu un lichid corespunzător și în permanentă închis. Fluidul de lucru este în mod normal un agent frigorific de clasa I, dar alți fluorucarbonati, apă, și alți compuși chimici sunt folosiți pentru aplicații în funcție de cerințele de temperatura. Modelele cu aripioare includ lamele continue ondulate, lamele continue netede, și aripioare în spirală. Modificând formă aripioarelor și dimensiunile țevii se schimbă pierderea de presiune la o viteză frontală dată.

Figura 6.3.13 Schimbatorul de caldura cu tuburi termice

Principiul de funcționare Debitul de aer cald plutind deasupra capatului secțiunii de evaporare a tubului termic vaporizează fluidul de lucru. Diferența de presiune conduce vaporii rezultați în secțiunea de condensare a tubului termic unde vaporii se condensează.

6.3.4 Filtre Aerul înconjurător CONȚINE diferite impurități aflate în aer care sunt un amestec de fum, ceață, vapori, particule granulate uscate, bio aerosoli precum și fibre naturale și sintetice. Ar putea de asemenea să conțînă organisme vii, că și spori de mucegai, bacterii și polen de plante, care pot cauza boli sau reacții alergice. Dimensiunea aerosolilor sunt de la 0.01 µm și mai mici pentru particule proaspăt formate; până la 0.1 µm pentru particulele existente și fum de țigară; de la 0.1 la 10 µm pentru particulele de praf, microorganisme; și până la 1 00 µm și mai mare pentru particulele de praf din aer, polen. Această varietate de dimensiuni de particule și concentrații face imposibilă proiectarea unui epurator de aer care să servească la toate aplicațiile. Domenii diferite de aplicare cer diferite randamente și diferite trepte de curățire a aerului. Cele mai mici particole ale parfului atmosferic sunt cele mai rele elemente în murdărirea și decolorarea interioarelor construcțiilor. Filtrele de aer electrice sau filtrele uscate de randament mediu sau înalt sunt necesare pentru înlăturarea particolelor mici în special cele respirabile, care trebuie controlate din motive de sănătate. Că și în majoritatea dispozitivelor de filtrare a aerului, tubulatură care intră și iese dintr-un filtru obișnuit trebuie poziționată în așa fel încât debitul de aer să fie distribuit uniform pe suprafață frontală a filtrului. Există două tipuri generale de filtre de aer în funcție de cerințele de confort; filtre casetate și filtre electrice.

Figura 6.3.14 Caseta pentru filtre cu saci, cu o suprafata de trecere mare, pentru retinerea particulelor mari, cu fibre din material plastic, care pot fi spalate.

Dintre cele două tipuri de filtre panou (filtru umed și filtru uscat cu suprafață extinsă) doar filtrul uscat cu suprafață extinsă este folosit în domeniul confortului. Materialul în filtrele de aer uscate sunt: fibre de țesături de diferite grosimi, dimensiuni, și densități. Fibrele de sticlă, de celuloză și alte materiale sunt folosite în comerț. Materialul din filtrele de această clasa sunt deseori susținute de o rețea în formă de buzunar sau în formă de V sau cu cute radiale. Cutele materialului oferă un raport ridicat a suprafeței de filtrare față de zona de intrare a aerului permițând în același timp pierderi de presiune mici și viteze reduse ale aerului. La unele modele materialul filtrant poate fi curățit și montat înapoi pe rețeaua de susținere. La majoritatea modelelor filtrul este schimbat după ce a juns la capacitatea maximă de reținere a prafului.

Filtre electrostatice

Filtrele electrostatice pot fi filtre de înalta eficientă folosind precipitatia electrostatica pentru a înlătura și colecta particulele contaminate cum ar fi: praful, fumul, polenul. Filtrul se compune dintr-o secțiune de reținere și o secțiune de ionizare. În secțiunea de ionizare electrozi de dimensiuni mici încărcați pozitiv cu 6 și 25 kV sunt suspendați echidistant între plăci. Încărcătură electrică din electrozi crează un câmp de ionizare pentru încărcarea electrică a particulelor. Ionii pozitivi creați în acest câmp plutesc prin câmpul de aer și încarcă pozitiv particulele de praf din câmpul de aer. Particulele de praf astfel încărcate trec în secțiunea colectoare formată din plăci.

6.3.5 Canale La proiectarea tubulaturii de ventilație obiectivul este realizarea unui sistem care, între limitele admise de spațiu și zgomot pentru tuburi transmite eficient un debit de aer către toate destinațiile mențînând în același timp un echilibru între costurile de investiție și întreținere. Problema este că debitul de aer introdus să poată fi distribuit uniform. Tubulatură impune pierderea de presiune pe circuitul aerului care trebuie să fie învinsă de consumul de energie mecanică. Această energie este de obicei dată de către un ventilator.

Canalele de introducere și evacuare poate fi din oțel, aluminiu. Tubulatură din tablă de metal trebuie să fie aibă o grosime minimă de la 0.3 mm la 3mm. Elementele de rigidizare exterioare sunt formate din foi de metal sau din elemente structurale. Grosimea tablei pentru secțiunea rectangulară depinde de distanță maximă dintre elementele de rigidizare. Fitingurile trebuie să fie

întărite similar conductelor drepte. La reductii secțiunea cea mai mare determina grosimea materialului. Acolo unde piesele de schimbare de direcție sau alte elemente interne ale conductelor asigura rigiditatea necesară, aceste elemente pot fi considerate că și elemente de rigidizare. Tuburile de secțiune circulară sunt prin construcție rigide și țări și sunt în general cele mai eficiente și economice canale pentru sistemele de ventilare. Factorul dominant la alegerea tipului de tubulatură este capabilitatea materialului de a face față la condițiile de utilizare a instalației și la cerințele de presiune. Tuburile flexibile fac legătură între difuzoare, camere de amestec, și alte terminale la sistemul de distribuție a aerului. Din cauza lungimii în plus, a distanțelor și a comprimării acestor conducte, crește rezistență aeraulică la curgere. Tuburile flexibile trebuie menținute la lungimi cât mai mici, să fie drepte pe cât posibil, și să aibă un minim de curburi. Tubulatură din metal este deseori dotată cu materiale fonoabsorbante pentru a reduce zgomotul aerodinamic. Deși multe materiale sunt fonoabsorbante tubulatură trebuie să fie totodată rezistență și la eroziune și foc și să aibă proprietăți compatibile procesului tehnologic unde urmează a fi folosită. Pentru viteze mari a debitului de aer, este indicată folosirea pereților dubli, dintr-un material performant. 6.3.6 Atenuatoare de zgomot Transmiterea sunetului este o problema importantă la sistemele de ventilatii pentru clădiri rezidențiale și publice. O instalație corect proiectată asigura proiectantul că nu vor există plângeri ulterioare privind nivelul de zgomot. Urechea umană, când simte variații de presiune că și zgomot, îl transferă creierului unde este interpretat că și sunet. De aceea, sunetul că și fenomen, este o variație a presiunii într-un punct fixat în aer sau în alt mediu elastic, cum ar fi apă, gazul sau solidele. Când un sunet este redus, energia suntelui trebuie convertită int-un alt tip de energie, cum ar fi energia cinetică a unui mediu, sau căldură. Tonul pur constă într-o singură frecvența, deși în mod normal toate sunetele sunt un amestec de mai multe frecvente. Pe scară auditivă, frecventele pot fi normal între 20 Hz și 16000 Hz. Scară auditivă depinde de gradul de sensibilitate a urechii ascultătorului. Dacă frecvența este sub 20 Hz, se numesc infrasunete iar pentru frecvente mai mari de 16000 Hz, se numesc ultrasunete.

Figura 6.3 15 Atenuator de zgomot rectangular si circular

Dacă nivelul de zgomot al unui ventilator depășește limitele admise, se pot lua măsuri suplimentare pentru a-l reduce. Folosirea de atenuatoare de zgomot, funcționând pe principiul absortiei, este o metodă foarte eficientă. Aceste tipuri de atenuatoare asigura reduceri mari de zgomot, generând în același timp, creșteri mici ale rezistenței aeraulice. Atenuatoarele de zgomot sunt fabricate din oțel galvanizat, prevăzut cu vată minerală, acoperite cu pânză, pentru prevenirea coroziunii. Cantitatea de zgomot redusă se determina folosind principiul comparării. Se compară reducerea zgomotului într-o conducta cu și fără atenuatorul de zgomot. Când va fi măsurată fără atenuator, atenuatorul va fi înlocuit de o bucuta de tubulatură, rigidă, dreapta și sensibilă la zgomot. Atenuarea este calculată la: De=Lo-Lm [dB] Lo – nivel sonor fara atenuator Lm – nivel sonor cu atenuator Este necesar să se cunoască nivelul de zgomot produs de către un ventilator pentru a alege atenuatorul. La alegerea atenuatorului pentru o instalație de ventilatii trebuie să să țină cont și de celelalte elemente componente ale sistemului (coturi, reductii, etc). Pentru a evita regenerarea sunetului datorită vitezei aerului pe suprafață conductei, viteză aerului ar trebui să fie minimă.

Proprietăţi fizice şi chimice . Umiditate şi Vapori

4.2.

4.2.1.Procedee chimice de purificare a aerului Procedeele chimice se aplică pentru separarea din gaze a unor compuși valoroși sau toxici. Dintre aceste procedee chimice, cu pondere mai mare se uilizeaza:    

chemosorbtia; absorbția în soluții; oxidarea prin ardere sau catalitic; reducerea catalitică.

4.2.2.Procedee fizice de purifiucare a aerului Prin procedee fizice se îndepărtează substanțele solide de diferite dimensiuni, substanțe lichide și unele gaze conținute în aer.Procedeele utilizează că principii de funcționare:     

sedimentarea; schimbarea direcției gazelor; filtrarea și electorfiltraerea; aglomerarea și sedimentarea; adsorbția și adsorbia.

Filterele cu saci sunt utilaje ce conțîn saci din material textil prin care aerul încărcat cu suspensii este obligat să treacă. Materialul filtrant reține o parte din praf, care se colectează prin scuturare la intervale de timp. Din aceste prafuri industriale se pot valorifica substanțe valoroase. Că de exemplu oxizi de vanatiu, de aluminiu, de fier, crom, etc.(fig.8.).Sacii textili se pot confecționa din fibre naturale (bumbac, lână), sintetice (poliamine,PNA, poliesterice) și minerale (sticlă sisliconizata și vată de zgura). Care se aleg în funcție de temperatura gazelor.

Fig.8.Filtru cu saci

Electofiltrele (fig.9.a) aunt camere metalice,legate la un pol al unei surse de curent continuu (celălat pol fiind legat la un fir metalic central), în care aerul se ionizează,praful se încarcă electric, depunandu-se pe un electrod.Funcționează la tensiune ridicată, 50kV.Sunt eficiente pentru particule de praf sub 2µm, dar și pentru ceață.

Fig.9.a-Electrofiltru; b-coloana de absorbtie; c-coloana de adsorbtie.

Praful sau ceață se pot aglomera în vederea accelerării depuneriii,utilizând unde sonore.După aglomerare, particulele solide sau picăturile cad, iar cele neseparate se depun într-un ciclon, anexat turnului de aglomerare și depunere. Adsorbția este procedeul de reținere a substanțelor lichide sau gazoase pe un solid.Procedeul este fazorivat de scăderea temperaturii, de o suprafață de contact cât mai mare,porozitatea mare a substanței absorbante.Eficientă procedeului mai depinde de natură suprafețelor absorbite și adsorbante și de prezența altor particule care pot concura la ocuparea suprafeței adsorbantului.Adsorbția este procedeul de reținere a substanțelor lichide și gazoase în lichide absorbante, cum sunt: apă, soluții apoase, uleiurile, motorină, etc.Pentru purificarea aerului se utilizează că soluții absorbante de impurificatori:soluție apoasă de KmnO4, glicool, etc.Contactul gazului cu lichidul absorbant se realizează prin:     

barbotare în lichdul absorbant; trecere peste suprafețe umectate cu lichid; curgere în contracurent cu lichidul absorbant; pulverizarea lichidului; intrarea tangențială a gazului și ieșirea centrală.

În cazul dezodorizarii aerului, pe lângă ventilație, absorbția substanțelor neplăcut mirositoare se mai aplică și în alte procedee: mascarea mirosuluineplacut cu substanțe cu miros neplăcut, neutralizarea, incinerarea și iradierea substanțelor din aerul viciat.

5. INSTALAŢII DE UMIDIFICARE 5.1 Generalităţi În anumite secţii industriale cum ar fi cele din industria textilă, alimentară, poligrafii, etc. procesele de producţie necesită menţinerea unei umidităţi relative ale aerului mai mare de 60%. Chiar dacă se introduce direct în încăpere aer umidificat din centrală de climatizare (j = 90 ... 95 %), din cauza degajărilor mari de căldură, fără degajări importante de vapori de apă, nu se poate menţine în încăpere la debite normale de aer, o umiditate relativă suficient de ridicată, fiind necesară realizarea unei „supraumidificări” a aerului interior. Necesitatea unei umidificări suplimentare sau a supraumidificării este şi mai pronunţată în cazul instalaţiilor de ventilare mecanică, iarnă când conţinutul de umiditate al aerului exterior este mic. Mărirea umidităţii relative a aerului interior la valoarea necesară desfăşurării procesului tehnologic se poate realiza prin intercalarea în circuitul aerului refulat a unor dispozitive pentru mărirea conţinutului de umiditate sau prin introducerea directă a unei cantităţi de vapori de apă în încăpere. Procedeele prin care se poate realiza umidificarea sunt:  umidificarea izotermă (injectarea de abur saturat);  umidificarea adiabatică în trepte; - pulverizarea apei direct în arul încăperii. 5.2. Umidificarea izotermă Procedeul se realizează prin injectarea de abur saturat în curentul de aer (fig. 5.1). Transformarea în diagramă i – x (fig. 5.2) se poate urmări plecând de la: reprezentarea stării aerului interior I (ti, ji) a aerului exterior E (te, xe). Cunoscând sarcina termică Q (kW) şi sarcina de umiditate G (kg/s), se calculează şi se trasează direcţia procesului e = Q / G. Pentru un anumit debit de aer L (kg/s), starea aerului refulat este R (tr, xr) iar ji < jn. Asigurarea umidităţii relative necesare (jn) la aceeaşi temperatură interioară, necesită refularea unui aer de stare R1 care rezultă la intersecţia unei paralele la e prin starea I1 (ti, jn) până intersectează tr, deci o umidificare izotermă care realizează umiditatea relativă necesară.

Fig. 5.1 Schema tehnologică de umidificare cu abur

t I

ti

i

i

tr

te

R

I1 i1

n 100%

R1

E

xe=xr

x Fig. 5.2 Evoluţia procesului în diagrama i-x

Faţă de schemă clasică în care temperatura interioară se menţine prin Tc (termostat de cameră) cu ajutorul bateriei de încălzire BI, se introduce compartimentul de umidificare cu abur CU, care realizează procesul RR1 şi umiditatea se controlează prin traductorul de umiditate Tu. Agregatul este compact, alcătuit din priză de aer, filtru, baterie de încălzire, compartiment de pulverizare a aburului şi ventilator. Este necesar un generator special de abur. 5.3. Umidificarea adiabată Procesul de umidificare adiabatic se realizează prin pulverizarea de apă recirculată (fig. 5.3), astfel consumul de apă şi energie de pompare este mai mic faţă de umidificarea izotermă în care este nevoie de o sursă de abur şi dispozitive de refulare. Cunoscând (fig. 5.4) starea aerului I (ti, ji), E (te, xe), sarcinile termice Q şi de umiditatea G, se calculează direcţia procesului e = Q/G, se obţine starea aerului refulat R = { paralelă la e prin I până intersectează tr }; R1 = { ir intersectat cu j = 90% }; R2 = {xr1 intersectat cu tr }; R3 = { ir2 intersectat cu j = 90% }; R4 = { xr4 intersectat cu tr }. Procedeul de umidificare în două trepte asigură un conţinut de umiditate ridicat. Fiecare treaptă de umidificare este urmată de o baterie de încălzire. În unele cazuri se poate folosi numai o treaptă de umidificare.

Fig. 5.3 Schema tehnologică de umidificare adiabată

t I

ti i

tr

R

I1

i

n

i1

R2

R4

100 %

R3 R1

te E x Fig. 5.4 Evoluţia procesului de umidificare în trepte. 6. DEBITUL DE AER PENTRU VENTILARE Debitul de aer pentru ventilarea incintelor cu degajări simultane de mai multe nocivităţi, conform normelor generale de protecţia muncii, se determină pe baza bilanţului şi a concentraţiei admisibile pentru fiecare nocivitate în parte. Se adoptă că debit nominal de ventilare, debitul de aer cel mai mare rezultat din calculele efectuate pentru fiecare nocivitate în parte, exceptând cazurile când substanţele degajate au o acţiune cumulativă, situaţie în care debitul de calcul se ia că suma a două sau trei din debitele rezultate. Debitul minim de aer proaspăt trebuie să fie cel puţîn egal cu cel necesar pentru a nu depăşi concentraţia admisibilă a substanţelor nocive din incintă. 6.1. Relaţia generală de calcul Se consideră o incintă de volum V (m3) (fig. 6.1) în care se degajă o anumită nocivitate Y (kg/h), în ipoteza că această degajare este constantă în timp iar ventilarea este uniformă în întreg spaţiul incintei. Pentru diluarea nocivităţii la valoarea concentraţiei admisibile, se introduce şi se evacuează un debit de aer L (m3/h), concentraţia nocivităţii respective în aerul refulat este yr (kg/m3) iar concentraţia ei în încăpere la un moment dat este y. În ipoteza că funcţionarea instalaţiei este permanentă şi degajarea este constantă în timp şi uniformă în spaţiu, iar concentraţia nocivităţii în aerul exterior este tot constantă, se exprimă variaţia debitului de substanţă nocivă pătrunsă din exterior, degajată şi respectiv evacuată în exterior într-un timp elementar dt, prin ecuaţia diferenţială de bilanţ: ( L yr + S Y – L y )dt = V dy

(6.1)

L yr

Ly

SY

Fig.6.1 Schema de calcul Deoarece d(L yr + S Y – L y) = -Ldy, ecuaţia se poate scrie sub forma: dt= -

1 𝑑(𝐿𝑦𝑟 + S𝑌 − 𝐿𝑦) 𝐿𝐿𝑦𝑟+ S𝑌 – 𝐿𝑦

(6.2)

Integrând această ecuaţie se obţine:

eVLt = L((yi - yr ))- SY

(6.3)

L y f - yr -SY În care yi este concentraţia iniţială a substanţei nocive din aerul incintei, la timpul t=0 iar yf este concentraţia finală după timpul t. Debitul de aer pentru ventilare trebuie să fie suficient de mare încât în încăpere concentraţia oricărei nocivităţi să nu depăşească concentraţia admisibilă ya. Pornind de la relaţia de mai sus şi dezvoltând mai întâi în serie en ( n=L/V numărul orar de schimburi de aer ) şi luând în considerare numai primii doi termeni, se obţine:

1+Lt V

=

𝐿((𝑦𝑖 − 𝑦𝑟 ))− S𝑌 Lyf−yr−SY

(6.4)

După efectuarea operaţiilor în condiţiile yf = ya, rezultă: S𝑌 − 𝑉 𝑦𝑎 – 𝑦𝑖

𝐿 = 𝑦𝑎 − 𝑦𝑟 t 𝑦𝑎 − 𝑦𝑟 (6.5) Dacă instalaţia de ventilare are o funcţionare permanentă t ® ¥, rezultă: 𝐿=

𝑆𝑌 𝑦𝑎 – 𝑦𝑟

(6.6)

Relaţia are aplicare generală, fiind valabilă pentru incinte cu degajări de substanţe nocive sub formă de vapori, gaze sau praf, dar şi în cazul degajărilor de căldură sau umiditate. · pentru încăperi cu degajări de căldură perceptibilă cu sarcina termică DQ (kW), fără degajări de vapori de apă, debitul de aer pentru ventilare va fi: 𝐷𝑄

𝐿 = ia−ir (6.7) în care ia şi ir (kJ/kg) sunt entalpiile aerului evacuat din încăpere şi respectiv refulat în încăpere; procesul de transformare a stării aerului este fără variaţia conţinutului de umiditate, caz în care se poate folosi relaţia aproximativă: LQ

𝐿 = 𝑐 𝑝 (𝑡𝑎 −𝑡𝑟) (6.8) · pentru încăperi cu degajări de vapori de apă, cu sarcina de umiditate DGv (kg/s) debitul de aer pentru ventilare permanentă va fi:

D𝐺𝑣

𝐿 = xa−xr (6.9) în care xa şi xr (kg/kg) sunt conţinutul de umiditate al aerului evacuat din încăpere şi respectiv refulat în încăpere; pentru încăperi cu degajări simultane de căldură şi umiditate cu sarcina termică DQ şi sarcina de umiditate DGv, debitul de aer pentru ventilare care preia atât căldura cât şi umiditatea, va fi:

𝐿=

D𝑄 + D𝐺𝑣𝑖𝑣 ia−ir

DGv

= xa−xr (6.10)

Instalatii pentru mentinerea temperaturii constante . Instalatia de climatizare

Aerul conditionat inseamna reglarea temperaturii si a umiditatii. Toti parametrii pot sa fie stabiliti.

Figura 6.1.17. Centrala de climatizare

Elementul suplimentar pentru tratarea aerului este instalația de umidificare. Poate fi: Generatorul de abur: este format dintr-un rezervor de apă care este conectat la canalul de aer. Bateriile de temperatura ridicată sau energia electrică sau gazele de ardere încălzesc apă din rezervor. Apă din rezervor se evaporă și aburul este direcționat spre curentul de aer care trece deasupra rezervorului. Jetul de abur: Aburul produs de o sursă externă poziționată aproape de centrală este injectat în aer. Spalatorul de aer: Este alcătuit dintr-o camera care conține o instalație de pulverizare a apei, un rezervor de colectare și o secțiune pentru evacuare. Deoarece umiditatea relativă nu influențează așa de mult confortul termic cît temperatura mediului ambiant și deoarece toate problemele legate de instalația pentru umidificarea aerului de mai sus nu se regăsesc prea des în zona confortului, doar în unele situații din ventilatiile industriale este necesar aerul umed (de exemplu în industria electrică), pentru umidificarea aerului în situațiile curente se utilizează centrală de ventilare.

6.1.4 Instalația de aer condiționat de înalta presiune Principalele caracteristici ale unei instalații de înalta presiune sunt următoarele: Viteză mare de mișcare a aerului în conducta (15-50 m/s). La viteză mare pierderea de presiune pe canal va fi de asemenea mare, presiunea produsă de ventilator este și ea mare (1 000-3 000 Pa) ; Diferența de temperatura mai mare între temperatura camerei și temperatura aerului din canal (10-30 °C) ; Tipuri speciale de difuzoare de aer care nu produc zgomot la viteză mare. În instalațiile cu viteză mare, secțiunea ramificatiilor perpenduculare a canalelor este de doar 10-20% față de instalațiile obișnuite. Canalele pentru instalațiile de înalta presiune pot fi fixate în pereți, pardoseli și în tavane. Viteză în canalele principale este de 20-50m/s, iar în canalele secundare de 10-25m/s. În instalația de ventilare de înalta presiune se poate aplică sistemul cu una sau două canale Instalația cu un canal Această este similară cu instalația de climatizare.

Figura 6.1.18. Schema instalatiei de inalta presiune cu un canal si mai multe zone (1-filtru, 2-baterie de incalzire, 3- umidificator, 4-baterie de racire, 5-ventilator, 6baterie de racire/reincalzire, 7-difuzoare, 8-aer recirculat, 9-aer proaspat, 10-canal de aspiratie ) La instalațiile de înalta presiune unde se aplică soluția cu un canal, se mărește viteză de la 5m/s (viteză instalației la presiune joasă) la 20m/s, diferența dintre temperatura aerului refulat și temperatura camerei, de la 5°C la 20°C, astfel încât secțiunea ramificației este redusă la 10 – 15 % față de secțiunea la instalația de joasă presiune.

Instalația cu două canale. Pentru a obține o instalație cât mai flexibilă este recomandată aplicarea sistemului cu două canale. Instalația de înalta presiune cu două canale este adecvată acolo unde este necesară răcirea și încălzirea în același timp. Aerul este separat în două părți în centrală de aer. O parte din aer trece prin bateria de încălzire iar cealaltă prin bateria de răcire. Aceste două feluri de aer circulă prin cele două canale.

Figura 6.1.19. Repartizarea aerului pentru instalatia de una si de doua canale 1-senzorul de temperatura, 2-canalul de aer rece, 3-regulatorul de debit pentru aer, 4- canalul de aer cald 6.1.5 Racirea locala Sistemul split În sistemele de răcire locală, sarcina de răcire este preluată de un echipament local care e situat în spațiul unde răcirea e necesară. În instalațiile tip split există un circuit închis de răcire. Această instalație poate fi inversată, adică echipamentul interior este capabil să încălzească.

Figura 6.1. 20. Aparatul de fereastra

Figura 6.1.21. Componentele sistemului: Aparat de fereastra (echipamentele interne si externe sunt introduse intr-o singura cutie) si unitate interna si unitate externa) În funcție de numărul de unități interne conectate la cele externe se pot distinge sisteme monosplit și sisteme multisplit. În primul caz fiecare unitate internă este conectată la o unitate externă. Distanță dintre unitatea internă și externă este limitată. Într-un aparat de fereastră, părțile interne și externe se află într-un singur corp (Fig. 61.20, 6.1.21.) și așa cum precizează și numele, aparatul de fereastră se montează în partea de sus a ferestrei. Avantajul e instalarea și manevrarea simplă.

Figura 6.1.1. Sistemul split cu o unitate interna si o unitate externa

Pentru eliminarea dezavantajelor aparatului de fereastra, compresorul si condensatorul sunt situate intr-o unitate separata – unitatea externa. Unitatea interna se amplaseaza sub fereastra, pe peretele lateral sau in tavanul fals .

Figura 6.1.23. Sistemul split cu unitatea interna montata in tavanul fals sau sub fereastra

Marimea uzuala a unitatii interne pentru tavanul fals este de 600x600 mm. Inaltimea necesara este de 300mm. Acest tip de unitate este echipat pentru aport de aer proaspat (Fig 6.1.23.). O unitate interna poate deservi mai multe camere prin sistemul split cu tubulatura.

Figura 6.1.24. Sistemul split cu tubulatura

Instalația de răcire locală – ventiloconvectorul Capacitatea necesară de răcire și de încălzire este transferată în ventiloconvector prin apă răcită sau încălzită care are o capacitate mai bună de trasfer că și aerul. Debitul de apă și temperatura de răcire este de exemplu 7/12°C și pentru încălzire de 80/60°C. Există următoarele racorduri:  

La conductele de răcire La conductele de încălzire

 

Alimentarea cu aer proaspăt Legătură cu canal pentru eliminarea condensului Energie electrică pentru ventilator și reglaj.

Figura 6.1.25. Racitorul de apa(chillerul) si modulul hidraulic

Figura 6.1. 26.Ventiloconvectorul montat vertical (de perete) , sau orizontal (de tavan)

Diferența între ventiloconvectorul montat vertical și cel montat orizontal (Fig. 6.1.26.) este că ultimele nu sunt echipate cu racord de aer proaspăt. Prin modificări minore asupra carcasei, aparatele de perete sau de tavan pot fi utilizate și montate în tavanul fals: ventiloconvector cu canale de aer. În acest caz aparatul va avea atașată un canal cu o cutie distribuitoare și colectoare pentru instalarea canalelor de introducerea și evacuarea aerului (Fig. 6.1.27.).

Figura 6.1.27. Ventiloconvectorul cu cutii distribuitoare si colectoare Mirosul Mirosul ca factor al confortului termic. Un număr mare de substanțe naturale și sintetice sunt compuse din molecule care au grupuri de atomi-radicali osmosferici, cu proprietatea de a crea senzația de miros, prin excitarea sistemului olfactiv. Mecanismul excitarii acestui simt este încă puțîn cunoscut 1 și sunt formulate mai multe teorii care încearcă să-1 explice. Mirosul, în sine, nu este vătămător pentru organism, însă, în afară senza\iei dezagreabile și inconfortabile, creează reacții fiziologice că scăderea apetitului, diminuarea consumului de apă, stări de vomă . Deși există mijloace de măsurare a concentrației de substanță odorizanta, nu se poate măsură intensitatea senzației pe care această le provoacă. Pentru un număr mare de persoane, s-a determinat concentrația medie de substanță de la care aceasta provoacă o senzație de miros, numită prag olfactiv al substanței respective. Pentru a compara intensitatea mirosului se consideră pragul olfactiv (după Fanger) o intensitate egală cu 1 olf (limita de recunoaștere). 0 intensitate de 2 olf este concentrația dublă pragului olfactiv. Un olf este definit ca o rată medie de emisie a poluanților de către o persoană standard. Este o unitate relativă bazată pe o evaluare subiectivă a mirosului și include atât simțul olfactiv cât și cel chimic. Unitatea este utilizata și pentru a determina mărimea celorlalte surse de poluare că echivalent cu un număr de persoane standard (olf) necesare să producă același inconfort că sursă poluantă.