Aerul Umed

CUPRINS

Capitolul 1. Parametrii stării de confort

1.1.Aspecte generale

1.2.Procesul de evaporare a apei pe o suprafață liberă

1.3.Pulverizarea de apă în aer

1.4.Influența aerisirii

1.5.Influența încălzirii

1.6.Noțiuni privind răcirea

Capitolul 2. Procesul de condiționare a aerului și instalații frigorifice

2.1.Procesul de condiționare a aerului

2.2.Elemente componente ale instalației frigorifice

2.3.Instalații higrotermince

Capitolul 3. Instalații de climatizare utilizate în cabinele mașinilor frigorifice clasice

3.1.Instalații frigorifice clasice

3.1.1.Combinele International Harvester

3.1.2.Combinele Sampo

3.1.3.Combinele New Holland

3.2.Aparate higrotermice de condiționare a aerului

3.2.1.Instalații Aerel

3.2.2.Instalații Bycool

3.2.3.Instalații Phoenix

Capitolul 4. Model funcțional de tip higrotermic propus

4.1.Alegerea componentelor

4.2.Probleme constructive

Capitolul 5. Determinări experimentale

5.1.Parametrii măsurați

5.2.Aparate și dispozitive de măsură

5.3.Rezultate experimentale

CAPITOLUL 1

PARAMETRII STĂRII DE CONFORT

1.1.ASPECTE GENERALE

Aerul umed se utilizează în diverse domenii tehnice , fiind un agent termodinamic ieftin, ușor de procurat , neeroziv și în limite rezonabile, necoroziv.In cadrul instalațiilor în care evolueaza, aerul umed suferă o serie de transformări în care starea energetică a acestuia se modifică.

Transformările aerului umed, determinate astfel impropriu ele nefiind transformări termodinamice, sunt în realitate procese de încalzire, răcire, umidificare, uscare și au loc în instalațiile care folosesc drept mediu activ aerul umed.Transformările suferite de aerul umed au la baza următoarele ipoteze simplificatoare:

Transformările au loc la presiune constantă, deci sunt izobare din punct de vedere calitativ;

Viteza de curgere a aerului prin instalația în care se produc aceste transformări are o variație constantă.

Scopul acestui referat este prezentarea modului de realizare a condiționării aerului din cabinele combinelor agricole folosind aceste transformări.

Obiectivul principal al instalațiilor de condiționare a aerului pentru vehicule este de a crea in interiorul cabinelor condiții de stare și o calitate a aerului independente de influențele atmosferice exterioare. Condițiile atmosferice care prezintă interes pentru tehnica condiționării aerului sunt: temperatura si umiditatea aerului exterior, presiunea atmosferică si vântul.De asemenea, avem factori externi care trebuiesc luați în calcul tehnica condiționarii aerului( exemplu:radiația termică).

In general instalațiile de climatizare sunt complicate, ele trebuind sa asigure aerului condiții fixate anterior pentru toți parametrii caracteristici ai acestuia, deci sa creeze un climat artificial impus.

Fiecarui organism, pentru a se dezvolta în condiții optime sau pentru a da un randament maxim în procesul de munca, îi corespund anumite condiții climaterice bine definite.Astfel , cantitatea de aer exterior admisă de o persoana nu trebuie sa fie mai mică de 30 m3/ora, în scopul evitării oboselii, a durerilor de cap și a senzației de greața ca urmare a lipsei de oxigen.

Conditiile de confort referitoare la temperatura și umiditatea relativă în funcție de anotimp trebuie sa se încadreze cu o anumită precizie între limitele înscrise în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1. Limitele condițiilor de confort termic în funcție de anotimp

Se poate afirma în principiu că, pentru o anumită stare de confort pe timp de iarna, odata cu creșterea umiditații se poate o scădere a temperaturii, iar pe timp de vară, odata cu scăderea umiditații se admite o creștere a temperaturii.

Mișcarea aerului apare atât ca urmare a ventilației cât și datorită diferențelor de temperatură dintre straturile de aer.

Unul din dezideratele oricărei instalații de condiționare este de a crea o mișcare de aer adecvată, dar nu excesivă .Este necesar ca aerul sa aibă o viteză destul de mare pentru a crea condiții placute și pentru a evita senzația de înăbușeală ce se încearcă într-o atmosferă stagnantă. Cu toate acestea viteza aerului trebuie să fie destul de redusă, pentru a da naștere la atât de răspanditele obiecțiuni împotriva curenților. Cercetările întreprinse în acest scop au dovedit că la temperatura aerului de 18ºC, daca viteza aerului este mai mică decat aproximativ 0.075 m/s, atmosfera pare înăbușitoare, îmbâcsită, iar la viteze ale aerului mai mari de 0,2 m/s pot avea loc obiecțiuni împotriva curenților de aer. In ambiantele calde, mișcări abia perceptibile ale aerului pot sa provoace obiecțiuni, dar chiar la temperaturi destul de ridicate de 30ºC , o viteză a aerului mai mare de 0,6 m/s poate crea senzația neplacută de curent.

Alte cercetări au verificat că omul poate suporta viteze ale aerului cu atât mai mari,cu cât temperatura mediului este mai ridicată, dar au dovedit ca influența mișcării aerului asupra răcirii corpului nu este liniară cu viteza, ci variază mai degrabă cu pătratul vitezei aerului. Aceasta înseamna că, chiar în medii foarte calde, care se apropie de limita de suportabilitate a omului, o creștere a vitezei aerului peste 1 sau 1,5 m/s produce o ameliorare foarte mică.

Este evident că odata cu creșterea vitezei aerului, același grad de confort este atins la o temperatură mai mare. De exemplu, efectul resimțit în cazul unei cabine neventilate (aer in repaus) în care aerul are 24ºC si 50ºC umiditate este același cu efectul care s-ar crea daca aerul ar avea 30ºC , 50ºC umiditate și o viteză de 1,5 m/s. Cele amintite până aici se afla sintetizate în urmatoarele 3 diagrame.

In figura 1.1 câmpul încadrat în linii groase limiteaza zonele de confort pentru corpul omenesc.

Figura 1.1.Senzația de confort în aer Figura 1.2.Influența temperaturii și vitezei

în stare de repaus aerului asupra senzației de confort

Figura 1.3.Diagrama i-t cu umiditatea relativă a aerului și domeniul confortului termic cu limitele pe timp de iarnă și vară

O altă componentă importanta a condiției de confort o reprezintă calitatea aerului. Astfel, gazele si substanțele care pot pătrunde în cabina odata cu aerul nu trebuie să depașească anumite concentrații,în caz contrar putându-se ajunge la prejudicierea sănătății.Aceste concentrații maxime sunt prezentate în tabelul 1.2.

Tabelul 1.2.Concentrațiile maxime admisibile pentru gazele și substanțele prezente în aer

Tot acest ansamblu de parametrii, la care se adaugă și temperatura pereților cabinei, determină resimțirea de către om a unei temperaturi diferite de cea indicate de un termometru obișnuit, denumită temperatura senzitivă. Aceasta se poate determina din nomograme sau tabele, create prin diverse tipuri de activitate și în anumite condiții de îmbrăcăminte.

Rezultatele unor cercetări privind cea mai indicată admisie de aer arată că orificiile de admisie trebuiesc plasate la o distanță cât mai mare de sol. Această soluție satisface și cerința ca locul de intrare a aerului sa fie amplasat într-o zona cu cantitate mică de praf si noxe.La introducerea aerului din exterior în interiorul cabinei, în cazul în care geamurile sunt închise,apare o suprapresiune care împiedica pătrunderea prafului și în general a aerului netratat prin alte orificii. Se impune de asemenea etanșarea cabinei, dar nu în totalitate întrucât poate fi împiedicată pătrunderea în cantitatea dorită a aerului condiționat.

In general, în cazul inexistenței unei condiționari, temperatura medie în spațiul interior este mai mare decât temperatura exterioară datorită căldurii emanate de persoana aflată la bord si radiației termice datorită pereților.Aceasta creștere a temperaturii fața de exterior, numită supratemperatura poate atinge si 10ºC. Reducerea ei se poate face printr-o izolație corectă si printr-o vopsire corespunzătoare.

S-a constatat ca, în condiții climatice asemanatoare țării noastre, la începutul lunii iulie, ora 12 , căldura datorită iradierii solare este de:

930 kcal/m3h pentru suprafețe orizontale întunecate

720 kcal/m3h pentru suprafețe cenușii(vopsite în nuanțe de cenușiu,roșu,verde)

510 kcal/m3h pentru suprafețe deschise

430 kcal/m3h pentru geamuri

O parte din această căldură, funcție de coeficientul de transfer de căldură al materialului, trece în spațiul interior favorizând supratemperatura. Dacă se folosesc geamuri de sticla curate de cca. 2 mm grosime, aproximativ 90% din intensitatea radiației trece in interior. Din acest motiv se recomandă geamuri antitermice care absorb o parte din radiația incidentă. Cu cât această absorbție este mai mare cu atât vizibilitatea este mai redusă. Un alt tip de geam, care reduce cu 90% radiația termică și cu aproximativ 50% radiația vizibilă se realizeaza prin depunerea unui strat reflectorizant metalic pe suprafata interioară a stratului exterior al unei sticle securit alcătuită din mai multe straturi. In acest caz se observă o ușoară încălzire a geamurilor, deoarece căldura este în cea mai mare parte reflectată.

Ansamblul condițiilor necesare pentru realizarea condiției de confort se pot obține prin aerisirea, încălzirea și condiționarea corespunzătoare a autovehiculelor.

1.2.PROCESUL DE EVAPORARE A APEI PE O SUPRAFAȚA LIBERĂ

Acest proces joacă rolul principal în tehnica uscării. Dacă aerul este pus în contact cu apa de temperatură mai coborată, în aceste condiții de izolare adiabatică față de exterior au loc umătoarele procese fizice:

O anumita cantitate de apă se evaporă, mărind treptat presiunea partială și conținutul de vapori din aerul ambient;

Aerul se răcește, deoarece căldura de evaporare se ia din aer ca unica sursă de căldură. Temperatura aerului scade continuu, iar la saturație ea devine egală cu temperatura apei;

Cantitatea de căldură necesară evaporarii fiind luată din aer, temperatura apei se păstrează constantă tot timpul evaporării și este definită ca temperatura termometrului umed (tum); evident tum este mai mică decat temperatura aerului măsurată cu termometrul uscat (tus sau t). Temometrul umed este un termometru obișnuit, cu deosebirea că are rezervorul cu mercur acoperit cu un fitil umezit în permanența cu apă, care se evapora in contact cu aerul.

Diferența dintre temperatura aerului (tus sau t) și temperatura termometrului umed (tus – tum) , în conditii adiabatice de evaporare, caracterizează capacitatea aerului de a evapora apa si se numește potențial de uscare.

Dacă se presupune că aerul se umezește adiabatic de la starea de umidificare absolută zero (x=xA=0) pana la saturație (x=xB si φ=100%) , atunci, deși căldura necesară evaporării este luată din aer, iar temperatura lui scade, totuși entalpia aerului (i) rămîne aproximativ constantă(figura 4). Fapt care rezultă din expresia entalpiei:

în care se vede că scăderea termenului () este compensat de creșterea celui de-al doilea ca urmare a creșterii umiditații absolute x.

Figura 1.4.Diagrama i-x;trasarea curbelor tum=ct

Tinând cont de bilanțul energetic în stare finală, entalpia aerului este egală cu entalpia inițiala, la care se adaugă entalpia apei trecută în stare de vapori: tum(xB-xA), respectiv tum(dB-dA) adică:

iB=iA + tum(xB-xA) [

sau ținând seama de condiția inițiala xA=0

iB=iA+tumxB

în aer tum se măsoară în ºC iar xB în kgf apa/kgf aer usc (sau J/kg).

Dacă starea aerului saturat este reprezentată în diagrama i-x prin punctul B (x=xB, φ=100%) (figura 4), atunci pentru a găsi starea inițială a umezelii adiabatice, se trasează prin B linia iB= ct, până la intersecția cu axa ordonatelor, pentru care x=xA=0, și din acest punct se scade un segment egal cu tumxB luat la scară aleasă pentru entalpie, obținându-se astfel punctul inițial A. Dreapta AB este evident dreapta tum =ct și reprezintă procesul de evaporare adiabatică. Unele diagrame i-x au trasat și liniile termometrului umed (tum=ct)(figura 1.5)

Figura 1.5.Diagrama i-x completată cu liniile tum=ct

In practică procesul are loc de la o valoare x’A=0 la o valoare x’B<xB (figura 4) șbilanțul energetic în stare finală, entalpia aerului este egală cu entalpia inițiala, la care se adaugă entalpia apei trecută în stare de vapori: tum(xB-xA), respectiv tum(dB-dA) adică:

iB=iA + tum(xB-xA) [

sau ținând seama de condiția inițiala xA=0

iB=iA+tumxB

în aer tum se măsoară în ºC iar xB în kgf apa/kgf aer usc (sau J/kg).

Dacă starea aerului saturat este reprezentată în diagrama i-x prin punctul B (x=xB, φ=100%) (figura 4), atunci pentru a găsi starea inițială a umezelii adiabatice, se trasează prin B linia iB= ct, până la intersecția cu axa ordonatelor, pentru care x=xA=0, și din acest punct se scade un segment egal cu tumxB luat la scară aleasă pentru entalpie, obținându-se astfel punctul inițial A. Dreapta AB este evident dreapta tum =ct și reprezintă procesul de evaporare adiabatică. Unele diagrame i-x au trasat și liniile termometrului umed (tum=ct)(figura 1.5)

Figura 1.5.Diagrama i-x completată cu liniile tum=ct

In practică procesul are loc de la o valoare x’A=0 la o valoare x’B<xB (figura 4) și ca urmare termenul tum(x’B-x’A) este foarte mic, așa încât poate fi neglijat. Ca urmare procesul se poate considera că decurge după linia i=ct.

1.3.PULVERIZAREA DE APĂ ÎN AER

Pulverizarea apei calde sau reci, în curentul de aer, conduce la o creștere a umiditații absolute și relativă a acestuia, celelalte mărimi ale sale variind în funcție de valoarea temperaturii apei.

Procesul care are loc în cazul pulverizarii de apă rece sau caldă în curentul de aer umed se vede în figura 1.6.

Figura 1.6.Instalație de pulverizare de apă in aer

Pentru ilustrarea procesului , se presupune ca intr-un current de aer (Gaer, Kg/h) cu parametrii i1x1 reprezentat in diagrama i-x prin punctul A (figura 1.7) este pulverizata apain cantitate W de temperatura constanta (τa). Datorita procesului de vaporizare a apei, o parte din ea W0 va fi luata de aer, care isi va mari in felul acesta umiditatea absoluta de la x1 la x2 si in acelasi timp variaza si entalpia de la i1 la i2 , starea finala fiind reprezentata in diagrama i-x prin punctual B(figura 1.7).

In acest caz cantitatea de caldura preluata de aer de la apa va fi:

Q=Gaer(i2-i1)=GaerΔi,

Iar cantitatea de umiditate:

W0=Gaer(x2-x1)=GaerΔx

Figura 1.7.Umiditatea aerului

Valorile Δi si Δx pot fi pozitive sau negative, în funcție de temperatura apei cu care a fost tratat aerul (caldă sau rece).Raportând relațiile de mai sus și notând raportul cu ε , se obține:

==ε sau

Δi=εΔx

Relație, care se reprezintă în diagrama i-x prin dreapta AB.

Notand cu α unghiul format de dreapta AB, după care decurge procesul, cu vertical și ținând seama și de triunghiul dreptunghic isoscel ACD se poate scrie (fig.7).

BC=AC ctg α;

BC=AC-BD;

CD=AC

Deci

BC=AC-BD=Δxmx-Δimi:

Unde mi si mx sunt scările de reprezentare în diagrama i-x a valorilor i si x. Deci

ctg α=1-

Aceasta relație arată că direcția procesului este determinate de raportul care exprimă creșterea conținutului specific de căldura al aerului pe 1 kgf de vapori de apă.

Cunoscând valoarea ε= se poate determina unghiul, deci direcția dreptei care reprezintă în diagrama procesului. In instalațiile de condiționare a aerului, valorile unghiulare ε sunt foarte mult utilizate și de aceea pe digrama i-x sunt trasate razele corespunzătoare diverselor unghiuri α. Razele unghiulare au ca pol punctul de coordonate i=0; t=0 ºC.

Dacă într-un curent de aer umed Gaer se pulverizează o cantitate de apă rece W de temperatură τa , transformarea suferită de aer în acest proces, pe diagrama i-x se reprezintă prin figura 1.8 si figura 1.9.

Figura 1.8.Răcirea umedă

Figura 1.9.Instalație pentru răcire umedă

Temperatura τa a apei este mai scazut decât ti a aerului la intrarea în aparat. Datorită procesului de vaporizare a apei, o parte din ea va fi luată de aer care își va mări în felul acesta umiditatea absolută.

Cantitatea de apă evaporată se poate determina cu relația menționată anterior, și anume:

Insă suprafața de evaporare este foarte greu de determinat în mod analitic, din care cauza este determinată experimental prin măsurarea cantităților de apă introduse și extrase din umidificator. Cunoscându-se această diferență (care reprezintă cantitatea de apă W0) și știind ca ea a fost luată de aer, se poate scrie ecuația bilanțului de apă:

Gaer=(x2-x1) =W0

Deci

x= x +

Entalpia aerului la ieșirea din aparat, i2 , a scăzut datorită apei evaporate în el. Deci entalpia aerului la ieșire va fi :

i2a=i1a–(x2i2v – x1i1v)

cunoscând umiditatea x2 și entalpia i2, punctul 2 este determinat pe diagramă. Unind punctul 1 cu 2 (figura 1.10) se obține transformarea suferită de aer în tipul procesului de pulverizare a apei reci în aer.

Figura 1.10. Răcire umedă sub temperatura de rouă

In aceste procese, cantitatea de apă care se evapora, W0, este destul de mică pentru τa<20ºC din care cauză, ecuația care dă variația de entalpie are forma:

i1a –i2a =x2i2 – x1i1v

x2-x1=

x1=x2

i1v=i2v

deci:

i1-i2=0; i=ct

In acest caz, transformarea suferită de aer este o izentalpa. Pentru determinarea punctului 2, pe izentalpa i1, ar fi necesară cunoașterea umidității x2 a aerului la ieșirea din aparat. Umiditatea x2 a aerului este mai mare decat x1, când temperatura τa>τr și este egală sau chiar mai mică decât x1 când τa<τr

Reprezentând pe diagrama i-x a aerului umed, doua răciri umede ale lui una cu τa>τr și alta cu τa<τr, se obțin figurile 10 si 11.

Figura 1.11.Răcire umedă

Pentru τa>τr se obțin următoarele:

Umiditatea absolută a aerului umed a crescut;

Umiditatea relativă a aerului umed a crescut;

Temperatura t2 a aerului a scăzut, fiind foarte apropiată de temperatura τa a apei de răcire;

Entalpia aerului umed a rămas constantă.

Se observă că procesul de răcire a aerului a fost foarte pronunțat datorită schimbului activ de căldură dintre aer și picăturile de apă din aer.

In cazul când τa<τr răcirea este pronunțată (figura 10), ducând la o uscare umedă a aerului și ca urmare cantitatea de aer obținută din răcitorul umed este mai mare decat cea introdusă prin pulverizare.

Pentru pulverizare apei în echicurent, se ține seama ca la intrarea în camera de pulverizare, aerul în stare inițială intră în contact cu apa la temperatura inițială τai.

In cazul unui proces de uscare a aerului prin tratare cu apă, cu pulverizarea apei în echicurent, pe măsură ce trece prin camera de umidificare, aerul întânlește apă tot mai caldă, deoarece se încălzește prin contactul cu aerul, astfel ca la ieșirea din camera, aerul vine în contact cu apa de temperatură finală τaf (τaf>τai).

In cazul unui proces de umidificare a aerului prin pulverizare apei în echicurent , pe măsură ce trece prin camera de pulverizare, aerul întâlnește apă tot mai rece (deoarece în urma evaporării unei părți a ei, apa se răcește), astfel încît, la ieșire, el vine în contact cu apa de temperatură τaf (τaf<τai).

Pentru cazul tratării aerului prin pulverizare apei în contracurent, se ține seama că la intrarea in camera de pulverizare, apa în stare inițială vine în contact cu apa de temperatură finală τaf.

1.4.INFLUENȚA AERISIRII

Schimbarea permanentă a aerului din cabină este necesară pentru a înlocui oxigenul consumat de conducător și a îndepărta în același timp produsele de ardere (gaz, vapori). Cantitatea minimă de aer proaspăt necesară unei persoane este de 0,25 m3/min.

In funcție de rezistența circuitului aerului în instalația de climatizare, se optează pentru un ventilator centrifugal sau axial. Cel axial este mai ieftin dar caracteristica lui de presiune este net inferioară ventilatorului centrifugal. Ventilatorul axial este mașina de turație mare. Caracteristicile lui depind în măsură preponderentă de conformația paletelor, cea mai eficientă variantă constructivă fiind paleta cu profil aerodinamic. In general, ventilatoarele axiale sunt folosite la debite de aer mari și la presiuni reduse.

Ventilatorul centrifugal se recomandă în situațiile în care pe traseu există filtru de aer, radiator de încălzire, alte surse care pot cauza pierderi de presiune importante.

Viteza cu care circulă aerul în cabina poate fi influențată de locul de amplasare a orificiilor de intrare a aerului, dar și prin dispunerea unor elemente de schimbare a direcției aerului sau prin reglarea turației ventilatorului, deci a turației.

După recomandările unor constructori cu experiența în domeniu, admisia aerului în cabina se face cel mai convenabil printr-unul din următoarele două mijloace:

Dispunerea în fața conducătorului, pe axa longitudinală a cabinei, a două orificii, ceea ce asigură o curgere simetrică a aerului;

Dispunerea unei benzi de aerisire în partea din fața a cabinei, ceea ce duce la o uniformizare a vitezei aerului pe toată lățimea acesteia.

In ceea ce privește necesarul de aer, s-a constatat în urma măsurătorilor făcute în diferite condiții exterioare ca în cazul aerisirii de vară este nevoie de maximum 10 m3/min.

1.5.INFLUENȚA ÎNCĂLZIRII

La conceperea instalației de încălzire pentru combinele agricole se va avea în vedere faptul că acestea au posibilitate să întânlească temperaturii scăzute numai în cursul campaniei de recoltare pentru porumb și floarea-soarelui.

Prin urmare , în această perioadă avem de-a face în mod frecvent cu temperaturi pozitive si numai rareori sub 0ºC. In aceste condiții se tinde să se creeze o temperatură medie plăcută, ea fiind puternic influențată de cantitatea de aer ce trece prin interiorul cabinei. Se observă deci strânsă legatură ce există între încălzirea și aerisirea habitatului.

Specificăm că prin temperatura medie din cabina se înțelege valoarea medie a temperaturii aerului măsurate în anumite puncte distribuite simetric în spațiul interior, la nivelul picioarelor( cca. 3cm deasupra podelei), la nivelul trunchiului și al capului.

Pentru confort, valoare medie a temperaturii trebuie să fie mai mare la nivelul podelei și trebuie să scadă către tavan. Cercetările efectuate au demonstrate că nu se pot asigura condiții de confort dacă diferența dintre temperaturile aerului la nivelul capului și al picioarelor este mai mare de 2,5 ºC. Această cifră reprezintă o valoare maximă și este de preferat să fie cât mai redusă.

Se poate spune că uniformitatea distribuției temperaturii în spațiul interior depinde în mod esențial de cantitatea de aer ce trece prin acest spațiu. Pentru a satisface atât condițiile de aerisire cât și cele de încălzire, instalația trebuie astfel concepută încît să permită accesul unei cantitați de aer cu viteză mică (fără curenți) care să degaje o cantitate mare de căldură, iar orificiile de pătrundere a aerului să aibă secțiuni mari. Din cercetările efectuate, specialiștii au ajuns la concluzia că necesarul de căldură într-o cabină de aproximativ 2 m3 la staționare, este de cca. 4000KJ/ora (la -20 ºC temperatura exterioară).

O atenție deosebită se acordă degivrarii geamurilor. Aburii umezi emanați în timpul respirației, care vin în contact cu geamurile, duc la aburirea acestora. Spre exemplu, daca temperatura medie în cabină este de 22ºC, se cedează de către ocupant un debit de 40 g/ora aburi umezi. Pentru ca acest debit să nu ducă la acoperirea geamurilor trebuie ca temperatura suprafețelor interioare să fie mai mare decat temperatura punctului de rouă în condițiile date și totodata aburii să nu aibă posibilitatea de contact cu acestea.

Condițiile menționate se pot realiza prin admisia unei cantități suficiente de aer exterior si dirijarea corespunzătoare a acestuia.

1.6.NOȚIUNI PRIVIND RĂCIREA

In mod uzual se folosesc pentru aducerea temperaturii aerului de la valori ridicate la valori situate în poligonul de agrement, instalații frigorifice cu agenții frigorifici alții decât aerul. Ele permit obținerea temperaturilor joase prin preluarea căldurii de la un mediu care se răcește, evacuând-o în mediul ambient, procesul care necesită consumarea unui lucru mecanic exterior.

Caracteristicile agenților frigorifici cei mai utilizați sunt:

Amoniacul (NH) Este utilizat pentru temperaturi de vaporizare mai mari de -75ºC.

Avantajele utilizării amoniacului sunt:

Volum specific redus la temperaturi de vaporizare uzuale

Ușurința depistărilor scăpărilor de amoniac mirosului specific

Solubilitate în ulei redusă

Nu exercită acțiune corozivz asupra oțelului (dar în prezența apei atacă zincul,cuprul, bronzul și alte aliaje pe baza de cupru,cu excepția bronzului fosforos).

Dezavantajele utilizării amoniacului sunt:

Este toxic (provocând leziuni mortale sau foarte grave, în câteva minute, la concentrații de 0,5….1% amoniac în aer)

Este exploziv și inflamabil la anumite concentrații de aer ( la concentrații de 16,5…27% amoniac în aer sau la concentrații mai mari, dacă în amestec se află și vapori de ulei).

Bioxidul de sulf (SO2) fiind toxic este utilizat numai în instalații etanșe(capsulate).

Bioxidul de carbon (CO) nu atacă metalele, nu este inflamabil dar este toxic.

Freonii sunt utilizați pe scară largă în tehnica frigului, sunt derivați dublu halogenate ai hidrocarburilor saturate (CmH2m+2) obținuți prin înlocuirea parțială sau completă a atomilor de hidrogen cu atomi de clor, flor sau brom.

Avantajele utilizării freonilor sunt:

Nu sunt toxici

Au inflamabilitate redusă

Sunt neexplozivi

Sunt neutri din punct de vedere chimic

Datorită coeficienților adiabatici reduși, freonii determină temperaturi de comprimare reduse

Dezavantajele utilizării freonilor sunt:

Vâscozitate foarte redusă,ce favorizează scăpările

Solubilitate reciprocă cu uleiul relativ mare, ce se accentuează la mărirea presiunii si reducerea temperaturii freonului

Densitate relativ ridicată, ceea ce determină creșterea rezistenței hidraulice la circulația prin conducte și deci impune o mărire a secțiunilor de trecere prin conducte, supape,etc.

Coeficientul de transfer de căldura este sensibil mai mare decât în cazul amoniacului.

Atacă garniturile de cauciuc

Au costuri de producție ridicate

Caracteristicile celor mai importanți agenți frigorifici sunt prezentate în tabelul 1.3.

Tabelul 1.3.Caracteristicile principalilor agenți frigorifici

In ultimul timp au luat amploare studiile instalațiilor frigorifice bazate pe efectul Rangue (figura 1.12).

Partea principală a instalației este tubul de vârtej tv (racit cu cămașa de răcire cr) în care are loc curgerea turbionară. Debitul de gaz comprimat D la presiunea p și temperatura mediului ambiant ta este destins în ajutajul α, de unde iese cu viteze de 200….400 m/s. El este introdus tangențial la periferia tubului de vârtej în care se deplasează elicoidal.

Figura 1.12.Pricincipiul de funcționare a instalațiilor turbionare pentru producerea aerului rece

Straturile periferice de gaz se deplasează spre ventilul de reglaj Vr, iar cele interioare în sens invers, spre diagrama d. Se constată că debitul de gaz D0 care trece prin diafragma are o temperatură t0 scazută ( t0<ta), iar cel evacuat prin secțiunea oferită de ventilul de reglaj (DD0) o temperatură tc ridicată (tc>ta). Separarea debitului de gaz în două debite cu temperaturi diferite, cunoscută sub denumirea de efect Rangue, se explică astfel: în tub se deplaseaza in contracurent două fluxuri de gaz care se rotesc în acelasi sens, dar au legi diferite de distribuție a vitezelor unghiulare. Datorită frânării, temperatura fluxului periferic de gaze crește pe masura apropierii de ventilul de reglaj iar viteza sa unghiulară scade.

Fluxul central de gaz care se deplasează în sens contrar spre diafragmă,este format din elemente de volum care au părăsit fluxul periferic; ca urmare a egalării vitezelor unghiulare, fluxul central transmite celui periferic o parte din energia sa cinetica, ceea ce conduce la scăderea temperaturii gazului evacuate prin diafragmă.

Instalațiile turbionare prevăzute cu cămașă de răcire permit realizarea unei diferențe de temperatură de 30 ºC, atunci când se efectuează destinderea aerului de la 6 bari la 1 bar.

CAPITOLUL 2

PROCESUL DE CONDIȚIONARE A AERULUI ȘI INSTALAȚII FRIGORIFICE

2.1.PROCESUL DE CONDIȚIONARE A AERULUI

Vehiculele sunt dotate în general cu trei tipuri diferite de sisteme frigorifice pentru condiționarea aerului. Deși există unele diferențe între aceste tipuri, modul de funcționare si elementele lor componente sunt în foarte mare măsură aceleași:

Figura 2.1.Circuitul agentului de răcire în instalațiile de condiționare și cele cinci componente principale care apar în aceste instalații

Ciclul de refrigerare realizează răcirea unui spațiu prin pomparea căldurii în acest spațiu în exteriorul lui.

Cele mai comune instalații de condiționare a aerului folosesc un agent de răcire într-un ciclu, în care acesta se transforma repetat în stare lichidă în stare gazoasă și invers. Agentul de răcire este condensat pentru a elibera căldura în prima parte a ciclului și evaporat pentru a absorbi căldura în cea de-a doua parte.

In prima parte a ciclului, agentul de răcire în formă de vapori este trecut în starea lichidă prin extragerea căldurii din vapori la o temperatură ridicată într-un condensator. Compresorul comprimă agentul de răcire sub forma de vapori la o temperatură și presiune joase obținute din evaporator.

In timpul comprimării, agentul de răcire sub formă de vapori este încălzit chiar de activitatea de comprimare pentru a crea vapori la o temperatură și presiune înaltă. Atunci el este împins într-un condensator, căldura este îndepartată de agentul de răcire astfel încât să ajungă la starea lichidă.

A doua parte a ciclului incepe când agentul de răcire în stare lichidă, la o temperatură si presiune ridicate, părăsește condensatorul și ajunge în evaporator, care reprezintă partea de joasa presiune a sistemului. Compresorul pompează agentul de răcire din evaporator cu un debit care să asigure presiunea și temperatura agentului acționat de compresor sub punctul de fierbere.

Acest agent de răcire lichid absoarbe căldura din spațiul interior prin pereții evaporatorului interior. Agentul de răcire trece complet în stare de vapori cu presiune mică în interiorul evaporatorului, înainte de a fi preluat de compresor și de a repeta ciclul.

2.2.ELEMENTE COMPONENTE ALE INSTALAȚIILOR FRIGORIFICE

Figura 2.2.Dispunerea elementelor unei instalații frigorifice clasice

Compresorul (figura 2.3.) este in general acționat de motor printr-o curea trapezoidală. El are rolul de a prelua agentul de răcire aflat sub formă de vapori reci de joasă presiune de la evaporator(deseori între evaporator și compresor se găsește un acumulator ) de a-l refula sub formă de vapori fierbinți de înaltă presiune către condensator.

Figura 2.3.Secțiune în compresorul unei instalații frigorifice

1-motor electric;2-rotor;3-biela;4-piston;5-supape de aspirație; 6-supape de refulare

Condensatorul are rolul de a transfera căldura de la agentul frigorific către aerul din mediul ambiant; el asigură răcirea agentului refulat de compresor. In majoritatea cazurilor are aspectul unui radiator și trebuie poziționat într-un spațiu prin care curgerea aerului să fie cât mai liberă. Pentru a răci acest desiderat poate fi dotat cu un ventilator de răcire.Pe măsură ce vaporii de refrigerant parcurg condensatorul, ei se răcesc și condensează, părăsindu-l sub formă de lichid de înaltă presiune și temperatură scăzută. Există și nervuri pentru extinderea suprafeței și intensificarea transferului termic.

Receptorul este utilizat la sistemele care folosesc și valve de expansiune termică, acesta din urmă necesitând refrigerant lichid. Rolul principal al receptorului constă în separarea fracțiunii gazoase de cea lichidă. Rolul secundar este cel de îndepărtare a umiditaății și de reținere a impurităților, în care scop se utilizează materiale hidrofile. Unele dintre acestea nu mai prezintă compatibilitate cu noul agent frigorific R-134a, generalizându-se la ora actualâ folosirea tipului XH-7,compatibil atât cu freonul R-12 cât și cu R-134a.

Valva de expansiune: lichidul refrigerant de înalta presiune traversează un orificiu calibrat transformându-se în lichid atomizat cu presiune scăzută. El este preluat de valva de expansiune care are rolul de a controla temperatura evaporatorului prin modificarea presiunii sau debitului freonului care ajunge la evaporator. Deși este un element deosebit de eficient, întrucît in componența acestuia intra și elemente mobile, prezintă și dezavantaje majore cum ar fi posibilitatea înfundării sau a defectării ca urmare a atacului coroziv al freonului. Ca alternativă se folosește și tubul capilar. Datorită secțiunii interioare mici și lungimii mari a capilarului, în timpul curgerii se produce o scădere a presiunii. Treptat, odată cu reducerea presiunii, agentul frigorific ajunge în domeniul vaporilor umezi, iar la ieșirea din tubul capilar se obține un amestec de lichid și vapori saturați la presiunea de vaporizare, în care predomină lichidul, procentul acestor vapori fiind în jur de 75….85%.

Evaporatorul (fig.2.4.) este localizat la intrarea aerului în cabina și servește răcirii acestuia. Aerul cald care străbate evaporatorul duce la fierberea agentului de răcire ( freonii au puncte de fierbere foarte scăzute). Pe măsură ce refrigerantul începe să fiarbă absoarbe mari cantități de căldură pe care o transportă apoi în exteriorul cabinei ( către compresor). Există numeroase alte componente care funcționează în simbioză cu evaporatorul (valve de expansiune, drosel,etc ). Ele trebuie să-i asigure o presiune de lucru scăzută precum și temperatura optimă de funcționare, care trebuie să fie de 0ºC. In caz contrar evaporatorul poate îngheța, ceea ce va conduce la o izolare termică partială a acestuia în raport cu aerul admis în cabină. De asemenea, pe masură ce aerul exterior traversează aripioarele de aluminiu ale evaporatorului, vaporii de apă condensează pe suprafața acestuia reținând și o parte din particulele de praf. Evident, are loc și o uscare a aerului condiționat.

Figura 2.4. Evaporator de răcire a aerului

Acumulatorul este un dispozitiv opțional utilizat la sistemele care folosesc droselul pentru reglarea debitului de refrigerant către evaporator. Este conectat direct la evacuarea evaporatorului și stochează excesul de lichid refrigerant, protejând compresorul ( introducerea de Freon lichid în compresor provoacă defectarea acestuia). De asemenea ca și receptorul uscator, poate reține impuritațile și umiditatea prezente în sistem. Umezeala combinată cu freonul formează un acid deosebit de coroziv care poate conduce la afectarea gravă în special a compresorului și a valvei de expansiune termică.

In concluzie căldura din cabina este îndepărtată de agentul de răcire prezent în evaporator, urmând a fi eliminate de către acesta în mediu prin intermediul condensatorului.

Figurile 2.5.si 2.6 prezintă circuitul aerului admis prin evaporator în cazul cabinelor de tractor, precum și modalitatea de reglare a umiditații și presiunii aerului din cabină.

Figura 2.7.arată dispunerea elementelor componente ale instalațiilor de climatizare pe tractor.

Figura 2.5. Aerul din exterior traversează filtrul grilei de admisie din partea superioară a cabinei tractorului, trece prin evaporator apoi prin radiatorul de încălzire, fiind dirijat în cabina de sistemul de ghidare a direcției curentului.

Figura 2.6. Pentru a reface gradul de umiditate relativă a aerului și pentru a regla presiunea in cabină, un procent de 70 % din aer este recirculat

Figura 2.7. Elemente componente ale sistemului clasic de aer condiționat:A-Valva de închidere a încălzirii;B-Valva de control a temperaturii;C-Valva de expansiune si evaporatorul; D- Receptor-uscător; E-Compresorul și intrările/ieșirile acestuia; F-Condensator; G- Valva închidere încalzitor(retur)

Instalațiile de răcire a aerului utilizate la ora actuală pentru climatizarea cabinelor tractoarelor și combinelor agricole sunt independente de sistemele de încălzire și se livreaza la cerere, ca urmare a prețului de cost ridicat. De asemenea folosesc aproape în exclusivitate agentul frigorific R-134a, ca urmare a siguranței pe care acesta o prezintă fată de stratul de ozon (nu conțin clorofluorcarburi), în ciuda faptului că necesită presiuni de lucru ridicate, prin urmare consumuri energetice mari. Totodată, măsurile de siguranță care se impun la depanarea instalațiilor frigorifice se folosesc acest tip de refrigerant sunt deosebit de stricte, el fiind deosebit de periculos la contactul cu pielea umană și mai ales cu ochii. S-a constatat că în amestec cu aerul (concentrații mai mari de 60% ) R-134a formează un gaz combustibil.

Figura 2.8. Variația consumului de putere și a capacitații de răcire pentru o instalație de climatizare bazată pe utilizarea agentului frigorific R-134a

2.3.INSTALAȚII HIGROTERMICE

O variantă mai ieftină privind condiționarea aerului în cabinele vehiculelor o constituie aparatele care funcționeaza pe baza modelului higrotermic. Agentul de răcire în acest caz îl constituie apa prin efectul de răcire pe care îl provoacă atunci când are loc procesul de evaporare al acestuia. Aparatele higrotermice oferă un grad mai redus de răcire (în mod normal 8-12ºC), variabil în funcție de condițiile atmosferice, depinzând cu deosebire de umiditatea aerului proaspăt introdus în aparat. Astfel, cu cât umiditatea atmosferică este mai redusă, cu atît eficiența acestor tipuri de aparate crește, putîndu-se atinge diferențe de temperatură de 15-17ºC. De asemenea performanțele acestora sunt în mod natural cu atât mai mari cu cât temperatura exterioară este mai ridicată, pentru temperaturi ale mediului exterior de 36-38ºC înregistrându-se puterile maxime de răcire.

Spre exemplu, într-o zi călduroasă (35ºC) și la o umiditate a aerului ambiental de 30% un astfel de răcitor ar putea coborâ temperatura până la 24ºC. La aceeaăi temperatură a aerului exterior dar în cazul unei umiditați de 55% , temperatura aerului de ieșire din răcitor ar putea fi aproximativ 30ºC.

De asemenea contribuie și la umidificarea aerului din cabină, înlăturând senzația de uscăciune pe care o generează aparatele frigorifice pe bază de freoni prin condensarea umidității din aer pe evaporator.

CAPITOLUL 3

INSTALAȚII DE CLIMATIZARE UTILIZATE ÎN CABINELE MAȘINILOR AGRICOLE

3.1.INSTALAȚII FRIGORIFICE CLASICE

3.1.1.Combinele International Harvester

Compresorul primește mișcarea prin intermediul unei curele trapezoidale de la ventilatorul motorului. Cuplarea și decuplarea se realizează printr-un ambreiaj electromagnetic montat direct pe arborele compresorului (fig 3.1.,3.2.)

Figura 3.1. Ansamblul compresor-ambreiaj electromagnetic(International Harvester)

Figura 3.2. Elemente componente ale ambreiajului electromagnetic de la compresorul instalației frigorifice

Tabelul 3.1.prezintă corelația între presiunile de lucru ale agentului frigorific în cele doua zone ale instalației (zona de presiune scazută și zona de presiune ridicată ) si temperatura mediului. S-au luat în calcul doua situații referitoare la modul de acționare a ventilatorului motorului, implicit a compresorului. Valorile prezentate au la baza următoarele condiții de funcționare:

Turația motorului:1500 rot/min

Nu există solicitări asupra motorului

Capacul de admisie a aerului către condensator: deschis

Termostatul: setat la valoarea maximă la 10 minute după pornire

Cantitatea maximă de aer proaspăt admis în instalație

Valva de încălzire : închisă

Tabelul 3.1.Corelația între presiunile de lucru în instalația de răcire și temperatura mediului ambiant

Figurile 3.3 si 3.4.prezintă elementele care alcătuiesc cele doua părți (de înaltă, respectiv de joasă presiune) ale sistemului de climatizare și modul de asamblare a acestora.

Figura 3.3.Elemente componente ale instalației de climatizare(zona de înaltă presiune)

Figura 3.4.Elemente componente ale instalației de climatizare (zona de joasă presiune)

3.1.2.Combinele Sampo

Ca si combinele International Harvester datorită complexității și prețului ridicat al instalațiilor de condiționat aerul, acestea dotează combinele Sampo numai la cerere. Agentul frigorific folosit este HFC R-134a, în cantitatea de 1,2 kg. Compresorul (figura 3.5., poz 3) este antrenat prin curea trapezoidală. Condensatorul (figura 3.5., poz 12) este răcit printr-un ventilator propriu (figura 3.5., poz 13) spre deosebire de alte sisteme care utilizează curentul de aer preluat de la ventilatorul radiatorului din circuitul de răcire al motorului.

Vaporizatorul (figura 3.5., poz 29) se află montat în partea superioară a cabinei, pe traseul de admisie a aerului proaspăt. Instalația menține o temperatură aproximativ constantă în interiorul cabinei, datorită existenței unui sistem de control automat format din termostatul 58 și releele 22,23.

Figura 3.5.Sistemul de climatizare al combinei Sampo

3.1.3.Combinele New Holland

Sistemele de climatizare care pot dota cabinele combinelor New Holland utilizează freonul R-134a.

Compresorul (figura 3.6.) antrenat de o curea trapezoidală prin intermediul unui ambreiaj electromagnetic, acționeaza agentul frigorific aflat în ambele secțiuni ale instalației ( de înaltă respectiv de joasă presiune). Poate fi utilizat unul din următoarele două tipuri de compresoare: Kyson sau Sanden. Din punct de vedere funcțional ambele sunt asemănătoare. Prin admisie aspiră vapori R-12 la presiune scăzută din evaporator, îi comprimă apoi îi evacuează la temperaturi și presiune ridicate. O supapă unisens internă permite ca fenomenul de aspirație să aibă loc în vreme ce o alta supapă unisens permite numai evacuarea vaporilor de R-12 sub înaltă presiune. Compresorul este uns cu un ulei special compatibil cu refrigerantul R-12, fără umiditate și destinat utilizării la temperaturi scăzute.

Varianta Sanden constă din cinci cilindri separați, cele cinci pistoane aflându-se montate pe un arbore cotit. Supapele unisens sunt disponibile pentru fiecare cameră. O presiune internă pozitivă a uleiului de ungere elimină necesitatea unei pompe de alimentare.

Figura 3.6.Schema instalației de aer condiționat utilizată pe cabinele New Holland

1-Receptor-uscător;4-Compresor; 6-Condensator; 7-Valva de expansiune; 8-Admisie aer proaspăt; 9-Evaporator

Figura 3.7.Compresor Kysor(New Holland)

3.2.APARATE HIGROTERMICE DE CONDIȚIONARE A AERULUI

3.2.1.Instalațiile Aerel

Tinând cont de dezavantajele inerente ale aparatelor frigorifice, specialiștii au căutat noi soluții de condiționare. Astfel, tehnica higrotermica a fost aplicată de firma franceză Aerel, care a realizat o instalație de condiționare pentru tractoare agricole care se bazeză pe următorul principiu fizic (figura 3.8.): aerul din exterior este trecut printr-o camera de pulverizare, în care se evaporă stropi fini de apă. Această evaporare, producându- se cu absorbție de căldură din mediu, provoacă răcirea aerului exterior care este trimis apoi în cabina. Cantitatea de apă evaporată depinde de temperatura inițială a aerului și higrotermia sa. In același timp se realizează și o spălare partială a aerului de particulele de praf si alte nocivități. Sistemul funcționeaza continuu. Aerul este astfel constant reînoit și ușoaăa presurizare a cabinei împiedica intrarea aerului exterior netratat.

Acest aparat asigură o protecție respiratorie, elimină oboseala și crează o atmosferă agreabilă, proaspată și ventilată în cabină, realizând următoarele modificări asupra proprietăților fizico-chimice ale aerului exterior:

O scădere modulate a temperaturii, în funcție de condițiile exterioare, deci suprimarea riscului de șoc termic;

Corectarea gradului higrotermic interior;

Purificarea fizică prin spălarea aerului (tehnică de laborator) astfel încât sunt captate particulele și aerosolii cei mai fini, nereținuți de o filtrare clasică și care sunt cunoscuți ca fiind cei mai periculoși pentru organism;

Controlul tuturor orificiilor cabinei prin suprapresiune;

Reînoirea permanentă a atmosferei interioare.

Figura 3.8.Schema instalației de aer condiționat pentru cabinele tractoarelor agricole, utilizată de firma franceză Aerel

3.2.2.Instalațiile Bycool

Bycool realizat de compania de aer condiționat Dirna, este o instalație performantă de răcire a cabinelor.

Este diferită de celelalte sisteme de aer condiționat deoarece folosește principii natural de răcire a aerului: când un lichid se evapoară, el absoarbe căldură din mediul înconjurător.

Sistemele de evaporare Bycool se bazează toate pe același principiu. Aerul cald extern trece printr-un filtru umed, unde apa se evaporă, absorbind căldura și realizând răcirea aerului.

Aerul purificat și proaspșt obținut, este resimțit de corp ca o adiere, astfel că pielea se răcește rapid și într-un mod natural.

Instalațiile Bycool pot funcționa atât cu motorul vehicolului pornit cât și oprit, consumând o cantitate redusă de energie furnizată de acumulatorul vehiculului.

Filtrele cu carbon active asigură calitatea aerului care intra în cabină, eliminând praful, polenul, particulele în suspensie, unele substanțe poluante de natura gazoasă.

Caracteristicile tehnice ale instalației Bycool Machila produsă de Dirna:

Controlul funcțiilor se face din telecomandă pe frecvențe radio sau clapete electronice. Nu este necesar ca telecomanda sa fie îndreptată spre sensor, evitându-se astfel distragerea atenției în timpul condusului;

Prezintă 2 rezervoare: unul în afară pentru aprovizionarea cu apă, cu o capacitate de 35 litri și cel de-al doilea, integrat în echipament;

Motorul prezintă 2 turbine; consum redus la 24 V(de la 0,4 A la 4 A); debitul turbinelor este de 900 m3 aer/ora;

Pompa de apă este fără zgomot;

Intreținere simplă;

Microprocesor pentru controlul parametrilor de funcționare( selector de viteză, programator pentru timpul de folosire, controale ale nivelului apei, indicator privind consumul energetic al pompei de apă, avertizare sonoră în caz de defecțiune).

Figura 3.9.Instalația de climatizare prin umidificare propusă de firma Bycool

3.2.3.Instalațiile Phoenix

Aparatul higrotermic pentru condiționarea aerului construit de firma Americana Phoenix utilizează un sistem de panouri de umidificare dispuse pe cei patru pereti laterali (figura 3.10).

Acestea sunt alimentate cu apă pe partea superioară, în timp ce aerul exterior pătrunde prin peretii perforați ai carcasei, traversează umplutura umedă și este aspirat de ventilatorul centrifugal cu două viteze, fiind eliberat pe la partea inferioară a aparatului. Tot în interiorul carcasei se află și pompa de apă . Nivelul apei este menținut constant de un flotor. Are ca dezavantaj faptul că atât motorul pompei cât și cel al ventilatorului se răcesc în aerul deja condiționat.

Figura 3.10.Aparatul de condiționare construit de firma Americană Phoenix

CAPITOLUL 4

MODEL FUNCȚIONAL DE TIP HIGROTERMIC PROPUS

4.1.ALEGEREA COMPONENTELOR

Constatând că aparatele care folosesc acest principiu nu țin cont de tipul de curgere apa-aer care, datorită schimbului de căldură dintre cele două componente pe baza convecției termice poate duce la o optimizare a produsului final dar și la abaterea de la acest optim la un moment dat chiar în timpul contractului dintre apă și aer, s-a elaborat pe baza unui model matematic o instalație higrotermică.

Schema funcțională este prezentată în figura 4.1. Astfel, instalația este capabilă sa execute răcirea aerului care pătrunde în cabină prin procesul de evaporare care are loc în umplutura de tip special, cu un randament al procesului de amestecare de peste 90%. Traseul apei și al aerului este comun în zona cuprinsă între dispozitivul de stropire și separatorul de stropi, după care apa se scurge în bazinul de colectare (este recirculată cu ajutorul unei pompe al cărei motor este plasat în exteriorul aparatului).

Secțiunile de trecere a aerului sunt astfel calculate încât să poată asigura atăt cantitatea necesară condiționării cabinei (aproximativ 3,5-4 m3/min) cât și viteza relativă dintre aer și apă in umplutura, necesară desfașurării procesului de evaporare în condițiile optime stabilite teoretic.

Figura 4.1.Schema de principiu a instalației de climatizare prin umidificarea aerului propuse

Umplutura

O componenta importanta a acestei instalații o reprezintă umplutura, aleasă la acest aparat astfel încât să poată fi controlată din punct de vedere al comportării în aceste condiții, printr-un set de relații matematice. Ea este realizată din folii PVC ondulate (figura 4.2.) dispuse suprapus.

Canalele de curgere ale unei folii pot fi așezate vertical, caz în care între doup panouri se va așeza un strat plan pentru a împiedica întrepătrunderea foliilor ( figura 4.4) , sau pot fi așezate înclinat la diferite unghiuri față de vertical, alternativ (figura 4.3.).

Din unele experimentări anterioare s-a concluzionat ca cel mai potivit mod de așezare este cu canale înclinate la un unghi de 43º față de verticală (experimentările au fost efectuate în jurul valorii de 45º , considerată optimă din punct de vedere teoretic).

Caracteristicile geometrice ale panourilor ondulate folosite sunt prezentate in figura 4.5. Semnificația notațiilor și dimensiunile recomandate pentru acestea sunt următoarele:

δ= 0,3 mm (grosimea foliei)

d=144 mm (înalțimea canalului)

Y= 30 ºC (unghiul la vârf)

β= 45º (unghiul canalului față de vertical)

a=2,5 mm (lungimea de contact la vârful canalului)

Figura 4.2.Folie ondulată Figura 4.3.Pachet de folii

Figura 4.4.Pachet de folii cu strat intermediar și canale verticale

Figura 4.5. Caracteristicile geometrice ale panourilor ondulate

Figura 4.6.Pachet de folii cu strat intermediar și canale înclinate la 45º

Ventilatorul

Circuitul de aer al instalației prezintă numeroase schimbări ale direcției de curgere precum și rezistențe locale importante (filtrul de aer, umplutura, sitele separatoare de stropi, gurile de refulare), ceea ce implică alegerea unui tip de ventilator de presiune mijlocie (presiunea se află în intervalul 100…250 mmHp).

Intrucât pentru ventilatoarele axiale se fabrică numai tipul de joasă presiune, s-a optat pentru un ventilator centrifugal cu aspirație pe o singură parte și palete curbate înainte. Debitul nominal al acestuia, fără rezistențe pneumatice pe traseu, este de 240 m3N/ora. Ținând cont de faptul că debitul maxim necesar pentru ventilarea cabinei este de 360 m3N/ora, a fost necesară utilizarea a două astfel de ventilatoare.

Pompa de apa

Pompa de apă a fost aleasă din următoarele considerente:

Presiunea minimă necesară a fi realizată este de 0,7 mH2O, singura pierdere de presiune importantă reprezentând-o dispozitivul de stropire;

Debitul minim de apă recirculată este calculat în raport cu debitul minim de aer tratat și trebuie să fie de 7,5 l/min.

Tinând cont de aceste particularități, s-a folosit o pompa centrifugală la care s-a adaptat un motor de curent continuu alimentat la 24 V. In aceste condiții presiunea realizată poate depăși 2,5 m H2O iar debitul ajunge până la 28l/min. Aceste valori permit efectuarea experimentărilor într-o plajă largă de valori, alegându-se în final parametrii optimi de funcționare.

Figura 4.7.Pompă de apă

Volumul maxim al cabinei: 2 m3→Qaer =4 m3/min

Φ conducta apa == * 2,54 = 1,905 cm

Raportul r= trebuie să fie <0,0005 pentru ca apa să nu formeze “dopuri” în umplutura, în domeniul de eficiența a instalației

→Qapamax=Qaer * 0,0005

Qapamax=4000* 0,0005= 2 l/min

Qapamax=s2 *v2→ v2=

v2== 0,117 m/s

Se aplică ecuația completă a lui Bernoulli:

h1 + + + Hp= h2 ++ + +Hpierderi

v1= viteza cu care scade nivelul apei în bazin

v2= viteza apei în conductă

Hp=” presiunea “ necesară la pompă, în mH2O;

Hp=(h2 –h1)+()+(+ Hpierderi

(h2-h1)= diferența de nivel dintre apa din bazin și instalația de stropire

Intrucât suprafața bazinului este decât secțiunea conductei →v1 v2

Presiunile p1 si p2 sunt egale cu presiunea atmosferica →

Hp – Hpierderi =0,35 +

Hp – Hpierderi = 0,363689 mH2O 36,4 cmH2O

Hp= Hpierderi +36,4

Hpierderi= Hfrecare +Hmi.nore

Hfrecare=0,1*f* (ecuația lui Darcy)

f=coeficient de frecare

L= lungimea conductei

D= diametrul conductei

v= viteza fluidului în conducta

f se determină din diagrama lui Moody (figura 4.8.) în funcție de Re și rugozitate

Se observă că rugozitatea poate fi aproximată ca fiind R==0,0001

ε- înălțimea medie a neregularităților

d- diametrul conductei

Re= = =2223

η= vâscozitatea dinamică

pentru Re ϵ (2000…3500) curgerea este tranzitorie

din diagrama lui Moody → f 0,06

Figura 4.8.Diagrama lui Moody

Hfrecare =0,06*mH2O

Hfrecare =0,2 cm H2O

Hmi.nore =K*

Din tabelul 4.1., pentru coturi de 90º →K=30

Numar de coturi: 2

Hmi.nore =2*30* =0,0418 m H2O = 4,2 cm H2O

Tabelul 4.1.Valorile coeficientului K

Din ecuatia

Hpompa = Hpierderi +36,4

Hpompa=36,4+4,2+0,2 =40,8 cm H2O

Hpompa41 cm H2O (fara instalatie de stropire)

A fost aleasă o pompă care poate realiza o presiune de 2 m H2O și un debit de 5 l/min, la o turație de 3000 rot/min.

Aceasta va fi antrenată de un motor în curent continuu, alimentat la 12 V , cu o turație de 1500 rot/min.

In aceste condiții, se recalculează presiunea:

Hp1=()2 =Hp2

)2

Hp1 =2m H2O

n1=3000 rot/min

n2= 1500 rot/min

Hp2 = Hp1*()2 =2*()2

Hp =2* =0,5 mH2O

Se recalculează debitul la turația de 1500 rot/min

→Q2=Q1*

Q2= 5* =2,5 l/min

Dispozitivul de stropire

Dispozitivul de stropire este plasat în calea jetului de aer, prin urmare forma și dimensiunile sale trebuiesc calculate astfel încât să opună o rezistență cât mai mică. Pe de altă parte, dimeniunile prea reduse duc la neîndeplinirea condiției de stropire uniformă a umpluturii.

Spre deosebire de alte instalații de condiționare bazate pe același principiu de funcționare, aici nu este necesară pluverizarea fină a apei, așa încât diametrul orificiilor dispozitivului se calculează numai din considerente legate de debit și uniformitate a stropirii.

Bazinul de apă

Bazinul de apă are o capacitate de minimum 4,5 l și este executat dintr-un material termoizolant, ca de astfel întreg circuitul de aer si apă. Eficiența întregii instalații depinde foarte mult de coeficientul de transfer termic între mediul înconjurător și apă, respectivă aerul care curge prin instalație.

Filtrul de aer

Filtrul de aer trebuie să rețină impuritățile macroscopice care pot duce la impurificarea accentuată a apei din bazin. Aerosolii și restul microparticulelor se spală în timpul procesului de amestec apa-aer. Din acest motiv s-a folosit pentru filtru același tip de material cu cel utilizat la sistemul de ventilare al combinelor C-110.

Separatorul de stropi

Separatorul de stropi este utilizat pentru a reține stropii de apă care sunt antrenați de curentul de aer. Intr-o primă fază au fost utilizate site foarte fine care servesc și la fabricarea filtrelor de ulei. In același scop se pot folosi cu mare eficiența inelele ceramice Reshig care contribuie și la o uscare suplimentară a aerului tratat.

4.2.PROBLEME CONSTRUCTIVE

Procesul optim de răcire are loc numai pentru o curgere apă-aer verticală în echicurent (același sens de curgere atât pentru apă cât și pentru aer). Inălțimea umpluturii nu trebuie să scadă sub 140 mm. La acesta se adaugă o zonă de separare a celor două fluide, o zonă necesară dispozitivului de stropire, un spațiu de aspirație precum și rezervorul de apă. Prin urmare a apărut problema încadrării instalației în spațiul dintre cele două plafoane ale cabinei combinei C-110, distanța dintre acestea fiind de numai 270 mm.

De aceea a fost necesară separarea rezervorului de restul instalației și scoaterea acestuia împreuna cu pompa de recirculare a apei în interiorul cabinei. Legatura cu agregatul dintre plafoane a fost facută prin intermediul unui furtun cu diametrul interior ϕ 20.

A trebuit să țina cont și de faptul ca sunt des întânlite situațiile în care combinele agricole lucrează în pantă. Așadar a fost prevazută o zona de staționare temporară a apei înainte de a se scurge prin furtun( cădere libera către rezervor). Orificiul de scurgere s-a plasat către partea din spate a aparatului, fiind cunoscut faptul ca panta pe care o poate urca o combină agricolă este mai mare decât cea pe care o poate coborâ( influența repartiției inegale a greutății pe cele două punți).

Inălțimea zonei menționate a fost calculată astfel încât apa să nu ajungă la gurile de aspirație ale ventilatoarelor când mașina agricolă este înclinată la un unghi maxim în jurul axei longitudinale sau transversale. Din același motiv, furtunul de evacuare a apei trebuie să fie vertical, orice zona orizontala a acestuia reflectându-se în creșterea înălțimii h, deci a gabaritului de înălțime.

Instalația a fost coborâtă până la nivelul plafonului rabatabil, în care s-a executat un orificiu de trecere pentru furtun. Rabaterea plafonului este permisă numai în urma decuplării furtunului de la aparat.

O altă problemă de ordin constructiv a fost legată de mărimea secțiunii de trecere a aerului către spațiul interior dintre plafoane. In acest scop erau prevăzute în partea frontală superioară a cabinei 4 secțiuni dreptunghiulare, având o suprafață totală de 68 cm2. In aceste condiții, în cazul punerii în funcțiune a instalației, s-ar fi creat o depresiune destul de accentuată în spațiul dintre plafoane, ceea ce ar fi dus la pătrunderea în această zonă, prin neetanșeități, a unor cantitați de aer din spațiul interior al cabinei.

Recircularea acestuia putea conduce la efecte neplăcute, cel mai important dintre ele fiind creșterea inacceptabilă a umidității relative din cabina. In scopul evitării acestui neajuns s-au luat măsuri de mărire a secțiunii de aspirație, precum și de etanșare temporară a tuturor zonelor prin care aerul din cabină a avut acces în zona instalației.

CAPITOLUL 5

DETERMINĂRI EXPERIMENTALE

5.1.PARAMETRII MĂSURAȚI

Pe parcursul determinărilor experimentale s-au urmărit în primul rând măsurarea parametrilor aerului condiționat comparativ cu cei ai aerului admis în instalație. S-a avut în vedere încadrarea în cerințele specifice de confort impuse de normele interne, după cum urmează:

Gradul de umiditate al aerului exterior: 40%…70% (75%)

Viteza aer: 0,15…0,25 m/s

Temperaturi de confort (specific domeniului de activitate) : 22…28ºC, fiind dependentă și de viteza de circulație a aerului (temperatura senzitivă)

Debitul de aer recirculat : dublul volumului cabinei pe minut

Au fost de asemenea determinate:

Variația temperaturii apei din bazin

Consumul de apa (indirect, prin măsurare la anumite momente t a cotei apei din rezervor)

Debitul de apă prin dispozitivul de stropire (indirect, prin măsurarea tensiunii aplicate la bornele motorului de curent continuu ce acționeaza pompa de apă).

5.2.APARATELE ȘI DISPOZITIVELE DE MĂSURĂ

Pentru temperatura apei din rezervor a fost utilizat un termometru de sticlă cu mercur, cu diviziuni de 0,5 ºC.

Temperatura aerului exterior s-a măsurat la umbră cu ajutorul unui termometru cu mercur cu gradații de 1ºC. Acesta a fost plasat la o distanță de 2 m față de sol, într-o incintă meteorologica bine ventilată.

Pentru a observa cu acuratețe schimbările de temperatură ale aerului condiționat, survenite în timpul experimentărilor cu debite variabile de apă/aer, s-au utilizat două multimetre electronice la care au fost atașate un termocuplu, respectiv o sondă termică. Acestea au fost plasate la 2-3 cm față de gura de evacuare a aparatului. In cabină a fost plasat un termocuplu electronic în zona capului operatorului.

Pentru a calcula debitul de aer evacuat, s-a utilizat un anemometru electronic așezat la gura de evacuare a ventilatorului.

Nivelul apei din rezervor a fost măsurat cu o riglă dispusă pe peretele din Plexiglas transparent al bazinului, într-o zonă în care suprafața apei nu reprezentă turbulențe date de funcționarea pompei sau de căderea liberă a apei din camera de umidificare.

Umiditățile aerului necondiționat respectiv condiționat, au fost măsurate cu două higrometre mecanice cu fir de păr și înregistrate pe tambur.

5.3.REZULTATE EXPERIMENTALE

Determinările au fost efectuate atât la temperaturi normale pentru perioada de vară din România cât și la temperaturi externe, rar întânlite în țara noastra (40…41ºC la umbră.

Instalația a fost montată succesiv pe două cabine:

O cabină clasică de tractor U-650, neamenajată prin condiționare (figurile 5.1 si 5.2)

O cabină de combina C-110 P de asemenea neamenajată pentru crearea confortului termic ( neetanșată, fără izolație a pereților metalici contra radiației termice, fără geamuri antitermice).

Expuse radiației solare în condiții de temperaturi exterioare de 40ºC la umbră, fără condiționare sau ventilare, s-au înregistrat în cabină (cu ușa deschisă) 47ºC la nivelul capului operatorului.

Figura 5.1.Instalație de climatizare-vedere laterală

Figura 5.2.Instalație de climatizare-vedere din perspectivă

Rezultatele experimentărilor sunt prezentate în tabelele 5.1.- 5.4.

Conform acestora se observă că, la temperaturi ale aerului exterior de 40-41ºC la umbră, însă cu o umiditate relativă de 48-52% și cabina de combină C-110(care, față de cabina de tractor U-650 prezintă și un capitonaj al plafonului), au fost înregistrate temperaturi la gura de evacuare a aparatului de 21-25ºC, în vreme ce la nivelul capului operatorului s-au măsurat 33-35ºC și o umiditate relativă de 59-63 % (tabelul 5.1.).

Pentru temperaturi exterioare de 33…35ºC și o umiditate de 58…62% la gura de evacuare a aparatului se obțin 20-21ºC, deci o diferența de temperatură realizată de aproximativ 14ºC. Umiditatea aerului condiționat a variat între 70% și 75%, la limita superioară a nivelului de confort. In cabina, la nivelul capului operatorului, au fost realizate 23ºC (tabelul 5.2 si 5.3).

In condiții de temperaturi exterioare de 40-41ºC și umiditate de 34% aparatul a realizat 24-25ºC la gura de evacuare, în timp ce la nivelul capului operatorului s-au înregistrat 37ºC și o umiditate relativă de 56-58% (tabelul 5.4). Temperatura plafonului cabinei a fost de 51ºC.

Tabelul 5.1.Determinări experimentale pentru temperaturi exterioare de 40-41ºC

Cabina combina C-110 P, neamenajată în vederea climatizării, fără operator la bord

Consumul de apă rezultat în urma experimentărilor: 3,68 l/ora.

Condiții inițiale:

Temperatura aer exterior : 40ºC

Umiditate aer exterior: 48%

Temperatura în cabina 47ºC

Temperatura aer rezervor : 28ºC

Nivel apă rezervor: 200 mm

Tabelul 5.2.Determinări experimentale pentru temperaturi exterioare de 34-36ᵒC

Cabina tractor U-650, neamenajată în vederea climatizării, fără operator la bord

Consumul de apă rezultat în urma experimentărilor: 2,4 l/ora

Condiții inițiale:

Temperatura aer exterior : 35ºC

Umiditate aer exterior: 58%

Temperatura în cabina: 39ºC

Temperatura aer rezervor : 28ºC

Nivel apă rezervor: 190 mm

Tabelul 5.3.Determinări experimentale pentru temperaturi exterioare de 33-34 ᵒC

Cabina tractor U-650 , neamenajată în vederea climatizării, fără operator la bord

Consumul de apă rezultat în urma experimentărilor: 2l/ora (80000 mm2 x 25 mm diferența de nivel =2000000 mm3)

Condiții inițiale:

Temperatura aer exterior : 33ºC

Umiditate aer exterior: 60%

Temperatura în cabina: 37ºC

Temperatura aer rezervor : 28ºC

Nivel apă rezervor: 170 mm

Tabelul 5.4. Determinări experimentale pentru temperature exterioare de 40-41 ᵒC

Cabina tractor U-650 neamenajată în vederea climatizării, fără operator de bord.

Temperatura tablei plafonului : 51ᵒC

Consumul de apă rezultat în urma experimentărilor: 2,96 l/ora

Condiții inițiale:

Temperatura aer exterior : 40ºC

Umiditate aer exterior: 34%

Temperatura în cabina: 47ºC

Temperatura aer rezervor : 28ºC

Nivel apă rezervor: 200 mm

Rezultatele obținute demonstrează eficiența modelului experimental creat, dar și necesitatea amenajării cabinei astfel încât să contribuie prin parametrii constructivi la :

Reducerea nivelului de radiație termica ce pătrunde în interioarul cabinei;

Impiedicarea pătrunderii curenților de aer în interior prin alte zone decât cele proiectate în acest scop( etanșare);

Buna circulație a aerului la nivelul capului, pieptului și picioarelor operatorului, fără a depași vitezele maxime admise de normele interne și internațional în vigoare.

Consumul de apă al aparatului s-a situat în apropierea cifrei de 2l/ora, ceea ce arată necesitatea măririi capacității rezervorului de apă pentru o funcționare continuă, fără realimentare în timpul zilei de lucru.

Temperatura apei din bazin a fost de 21-23 ᵒC , cu 2-3ºC mai ridicată decât a aerului condiționat la nivelul gurii de evacuare a instalației.

Legatura dintre aparat și ventilator a fost asigurată prin intermediul unui furtun flexibil din aluminiu, cu o lungime de 1,5 m. In aceste condiții, măsurând temperaturile celor două capete ale furtunului, s-a constatat o pierdere de temperatură de aproximativ 3ºC, având o influență negativă asupra parametrilor aerului din cabină. Se impune deci utilizarea unui furtun flexibil din material termoizolant (plastic) sau izolarea termică a celui existent.

CONCLUZII

Cunoscându-se faptul ca recoltarea cerealelor păioase se efectuează îndeosebi în cea mai călduroasă perioadă a anului, temperaturile ajungând frecvent la 36ºC și chiar mai mult, se impune cu necesitate dotarea combinelor cu instalații de condiționare a aerului pentru realizarea confortului termic în cabină. Studiind tipurile de aparate deja existente pe piața s-au constatat următoarele:

S-au impus instalații frigorifice pe baza de freoni, ca singura alternativă neinfluențată in funcționare, în prea mare masură, de parametrii aerului exterior. Totuși dezavantajele sunt evidente:

Randamentul scăzut duce la consumuri exagerate de energie (puterea necesară variază de la 3la 6 CP)

Necesitatea realizării la dimensiuni reduse (compactare) precum și impunerea unor soluții tehnice complexe care să le permita buna funcționare în condiții de variație frecventă a unghiului instalației față de orizontală, a condus la creșterea prețului( aceasta poate ajunge până la 10 % din prețul de livrare al unui autoturism pe piețele occidentale);

Complexitatea tehnica necesită echipe special de întreținere și reparație;

Freonii sunt substanțe cunoscute ca fiind deosebit de nocive pentru stratul de ozon, motiv pentru care s-a interzis folosirea acestora cu începutul anului 1966. Singurul freon acceptat la ora actuală este R-134a (nu conține CFC), acesta impunând însă realizarea unor instalații frigorifice mult mai complexe ca urmare a presiunilor de lucru ridicate la care trebuie să lucreze;

Produc uscarea excesivă a aerului prin condensarea vaporilor de apă pe evaporator.

Există încercări de realizare a unor instalații frigorifice bazate pe efectul Ranque, dar consumul energetic și prețul de cost foarte ridicate precum și necunoașterea din punct de vedere teoretic a cauzei care produce răcirea , nu au permis extinderea folosirii acestora, ele rămânând înca în faza de laborator.

Aparatele bazate pe răcirea aerului prin evaporarea apei sunt deja produse de unele firme franceze, sud-coreene, israeliene si americane. Principalele avantaje ale acestora sunt:

Simplitate constructive

Preț de cost foarte redus (1/3-1/5 din prețul unei instalații frigorifice);

Fiabilitate ridicată

Simple din punct de vedere al întreținerii și reparațiilor, chiar de către nespecialiști;

Nu necesită licențe special de comercializare întrucăt nu utilizeaza freoni;

Consum scăzut de energie (0,2-0,5 kW)

Silențioase

Nepoluante

Cantități mari de aer exterior vehiculat nu permite acumularea noxelor sau a poluanților;

Umidificarea aerului înlătură pericolul deshidratării, care poate conduce la apariția în timp a unor boli respiratorii;

Prin spălarea aerului (tehnica de laborator) înlatură substanțele contaminate de natură biologică (polen, spori, particule fine de praf care nu pot fi reținute de filtrele obișnuite, bacterii), gazele și fumul (inclusiv monoxidul de carbon din gazele de ardere), o mare varietate de vapori de natură chimică (formaldehyde, benzene, toluene,etc.)

Ca dezavantaje se menționează:

Posibilitatea realizării unor diferențe termice față de mediul exterior mai reduse decât în instalațiile bazate pe freoni;

Sunt dependente de umiditatea relativă a aerului din mediul înconjurator, astfel, pentru umidități relative mai mari de 45 % se observa o diminuare pronunțată a diferenței de temperatură realizată. Dacă umiditatea relativă a mediului exterior depășește 65-70% se recomandă întreruperea procesului de umidificare si menținerea numai a efectului de ventilație.

Totuși , multe dintre aceste neajunsuri ar putea fi reduse dacă s-ar ține cont nu numai de evaporarea în orice condiții a apei în aerul condiționat, ci și de alți parametrii ai procesului (tipul de umplutură, corelarea direcțiilor și sensurilor de curgere ale debitelor de apă respective aer ). Acesta este ceea ce își propune lucrarea de fața, fiind pregătite deja bazele teoretice ale unui astfel de proces optimizat din toate punctele de vedere, pentru care au fost estimate si unele performanțe finale. Cele mentionațe până aici se află sintetizate în tabelul 5.5.

Tabelul 5.5.Principalele caracteristici ale tipurilor de instalații frigorifice existente pe piața la ora actuală

Anexa 1

Aspect deficitare ale instalației de ventilație existente pe combina C-100

Combina agricolă C-100 prezintă o instalație cu rol de ventilare a interiorului cabinei, formată din două ventilatoare axiale de mică putere și două filtre de aer din vată poliamidica. Aerul este introdus în cabină prin două guri de evacuare dotate cu detectoare pentru reglarea direcției curentului și în mica măsură, a debitului. Instalația este amplasată în spațiul dintre cele două plafoane special creat în acest scop, aerul fiind preluat din exterior prin patru fante executate la partea superioara a peretelui frontal al cabinei. Se constată ca instalația nu își îndeplinește rolul datorită următoarelor aspect deficitare:

Literatura de specialitate nu recomandă folosirea ventilatoarelor axiale în instalațiile de condiționare ale mijloacelor mobile datorită faptului ca acestea nu pot asigura presiunea corespunzătoare; mai mult la acest punct se adaugă și observațiile b si c;

Filtrele de vată poliamiadica cu rol de întreținere a macroparticulelor nu asigură și reținerea particulelor fine; în plus, suprafața de filtrare este mică în comparație cu alte sisteme de filtrare realizate în același scop, ceea ce face ca în condițiile specifice de lucru ale combinelor agricole ele să se înfunde rapid reprezentând un serios factor de pierderi de presiune;

Pierderi de presiune importante apar și datorită faptului ca traseul aerului prezintă patru schimbări de direcție la 90º;

Cele două ventilatoare nu pot asigura debitul de aer necesar unei ventilări corespunzătoare chiar în absența filtrelor de aer;

Corpul uman poate resimți un efect de răcoare numai datorită prezenței unei viteze a curentului de aer (temperatura senzitivă); răcirea motoarelor ventilatoarelor se face însă în curentul de aer introdus în cabină, ceea ce produce un efect de anulare a procesului de răcorire amintit;

Carcasa de tablă a instalației preia o mare cantitate din căldura prin radiație de la plafonul cabinei pe care o transfera către aerul ventilat, provocând și în acest fel o creștere a valorii temperaturii în cabină peste cea a mediului înconjurător;

Cele patru fante de aspirație din peretele frontal al cabinei sunt acoperite în mare parte de profilele de tablă cu scop estetic astfel încât ele nu pot asigura nici măcar debitul nominal al ventilatoarelor axiale;

Instalația nu este dotată cu accesoriile necesare încălzirii pe timp rece;

Intregul corp al instalației, cu excepția capacelor filtrelor, este executat din table sudată, procedeu tehnologic care contribuie la ridicarea prețului de cost.