Istoricul Instalatiilor de Climatizare Si Ventilare

Introducere

Calitatea mediului în care oamenii îsi desfașoară activitatea are o influență complexă asupra lor,atât sub aspect igienico-sanitar,cât și la productivitatea muncii.

Calitatea mediului ambiant se apreciază prin valoarea parametrilor confortului termic,prin elemente de zgomot,elemente de estetică,etc.Dar cel mai important dintre acestea poate fi considerat aerul,acesta fiind un factor vital vieții și totodată unul dintre factorii de comfort cu cel mai ridicat standard al cerințelor.Aerul este un amestec gazos constituit din 78.1% azot, 21% oxigen și 0.9% alte gaze, cum ar fi argonul, dioxidul de carbon etc. Acestea sunt proporțiile în care se găsesc principalele componente într-un volum dat de aer uscat. Pe lângă componentele amintite, aerul atmosferic conține și vapori de apă, particule solide, alte gaze apărute accidental, bacterii,etc.[8]

Temperatura, umiditatea și gradul de nocivitate sunt cele mai importante caracteristici ale aerului ambiant, având influență direct asupra sănătății omului și asupra eficacității cu care își desfășoară activitatea.Scopul instalațiilor de
ventilație și climatizare este tocmai realizarea unui mediu ambiant confortabil în
diverse încăperi. În principiu, aceste instalații se bazează pe circulația aerului în
incintă: aerul proaspăt este introdus din exterior, preia nocivitățile (căldură,umiditate, gaze, praf etc.) aflate în exces în încăpere, după care este evacuat.În anotimpul rece instalațiile de incălzire pot asigura în încăperi menținerea temperaturii aerului la o anumită valoare[8].Puritatea aerului se obține într-un mod sănătos,adică prin ventilarea naturală,care are un caracter intermitent,doar că ventilarea este limitată în timp ca eficiența bazându-se pe factorii climatici exteriori.[12]

Ventilația este una din principalele tehnici de îndepãrtare a excesului de cãldurã din interiorul incintelor închise sau de extindere în interiorul acestora a conditiilor termice favorabile ale mediului exterior.Sistemele de ventilație limitează temperatura și umiditatea din interiorul încăperilor, menținându-le în domenii de valori destul de largi și, totodată, înlătură noxele din aerul ambiant.[12]

Ventilarea unei încăperi poate fi naturală sau mecanică.

Ventilarea naturală permite primenirea aerului dintr-o incintă sub acțiunea vântului și a diferenței de temperatură (deci și de presiune) dintre exterior și interior. Ventilarea naturală poate fi neorganizată, atunci când pătrunderea aerului din exterior se face prin rosturile elementelor de construcție, sau organizată, atunci când se realizează prin intermediul unor deschideri speciale, cu dimensiuni și cote de amplasare determinate. Ventilarea mecanică se realizează prin convecție forțată. Aerul este introdus/evacuat cu ajutorul ventilatoarelor. În schemele combinate de ventilare, pe lângă ventilator, în circuit se introduc și aparate care să realizeze încălzirea/răcirea sau uscarea/umidificarea aerului[1]

Condiționarea aerului implică crearea si menținerea unui mediu in anumite conditii de temperatură,umiditate,circulație a aerului si puritate a acestuia astfel incât acesta să producă efectele dorite asupra ocupanților incintei sau ale materialelor depozitate intr-o incintă.Termenul de condiționare a aerului a fost utilizat pentru prima dată în legatură cu practica umidificării aerului în fabricile de textile pentru a controla efectele statice ale electricitătii și a evita astfel ruperea firelor.[3]

Sistemele de condiționare a aerului sunt sunt sisteme complexe, care reglează atât temperatura, cât și umiditatea aerului din incintă la valori stabilite de către
beneficiar, oricare ar fi valorile acestor parametri în exteriorul incintei climatizate.
În acelați timp sunt evacuate noxele din interiorul încăperilor.În cazul sistemelor
de climatizare performante, se poate realiza chiar și sterilizarea aerului. [7]

Sistemele de climatizare obișnuită au în componență instalații 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.[1]

Din acest punct de vedere sistemele pot lucra în suprapresiune, 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 suprapresiune. Iar dacă fenomenul are loc în sens 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 alta.

În tehnica de ventilare și climatizare se urmărește reglarea parametrilor aerului
ambiant din incinta, adică a aerului umed. Aerul umed este un amestec de aer
uscat și vapori de apă, de aceea este necesară trecerea în revistă a unor noțiuni
teoretice legate de acest amestec,înainte de prezentarea unor scheme de ventilație
și de climatizare.[17]

Capitolul 1

1.1Istoricul instalațiilor de climatizare și ventilare

Primele instalații de ventilare și climatizare au aparut odată cu progresele tehnologice în alte discipline și domenii ale tehnicii.Odată cu înființare igienei ca disciplină la sfarșitul secolului XIX-lea,au inceput să se faca cercetări privind schimbul de aer,asupra conținutului de umiditate și gaze nocive,totodată făcându-se cercetări și asupra purității aerului.Odată cu progresele în domeniul electrotehnicii s-au putut folosi motoarele electrice pentru acționarea ventilatoarelor rezultând astfel ventilarea încăperilor.Începănd cu anul 1890 sa introdus procesul de umidificare a aerului,process care avea loc prin încălzirea unor tăvi cu apă cu ajutorul aburului iar ceva mai tarziu se trece la un proces care constă în pulverizarea de apă în curentul de aer,acest proces putând fi interpretat ca și începutul sistemului de climatizare.

Procesele de ventilare si climatizare cunosc cea mai mare dezvoltare după primul război mondial,când se construiesc instalații de climatizare în scopuri de confort în localuri precum teatre,cinematografe,săli de concert pentru a oferi publicului confortul maxim,acesta fiind un avantaj uriaș în a atrage spectatorii.Totodată aceste sisteme au mai fost folosite și în domeniul industrial în fabrici precum cele de tutun,de hârtie,textile sau industria ușoară.[6]

După cel de-al doilea război mondial,tehnica climatizării cunoaște o nouă etapă importantă de dezvoltare.Pe lângă faptul că aparatele de aer condiționat și cele de ventilare au fost perfecționate,apar noi tipuri de instalații de înaltă presiune,instalații de climatizare cu două canale de aer,unul pentru aer cald și unul pentru aer rece,instalații cu aer primar echipate cu climaconvectoare sau ventiloconvectoare,adică în scurte cuvinte,tehnica instalațiilor pentru un confort sporit s-a dezvoltat.[8]

Totodată aceste aparate cunosc o dezvoltare estetică și utilă în ceea ce inseamnă întrebuințarea,aceste aparate fiind introduse într-o carcasă care cuprindea toate elementele componente.Se mai dezvoltă și diversifică totodată permanent natura obiectivelor ce trebuie climatizate sau ventilate,deoarece industria se dezvoltă și apar probleme de climatizare si ventilare in spațiile apărute precum clădiriile zootehnice,mijloacele de transport,laboratoarele și halele termostatice care erau destinate măsurătoriilor de mare precizie care cereau condiții de temperatură și umiditate constantă,dar care impun și toleranțe foarte mici de variație acestora două.[2]

Dezvoltarea acestor instalații duce la dezvoltarea altor tipuri de instalații precum cele de epurare a gazelor și dezprăfuire.În același timp odată cu aceste instalații se dezvoltă și sistemele de reglaj,de comandă și control a instalațiilor de ventilare,iar rezultatul acestor dezvoltări duce la perfecționarea aparaturii de măsura folosită în acest domeniu.[7]

1.2 Clasificare instalațiilor de ventilare și climatizare

La toate sistemele de ventilare este obligatoriu să se introducă în incăperile ventilate aer care poate fi aer refulat sau aer introdus care să preia în mare parte nocivitațile în exces cum ar fi:caldura,umiditatea,gaze,praf care apoi printr-un alt process trebuie eliminate din încăpere prin evacuare.[9]

1.2.1 Clasificare dupa modul de vehiculare a aerului

Dupa modul de vehiculare a aerului,ventilarea se poate face în două feluri și anume,prin ventilare naturală și prin ventilare mecanică.

Ventilarea naturală are loc prin schimbul de aer realizat într-o incăpere sub acțiunea a doi factori naturali precum vântul și diferența de temperatură dintre interior și exterior.Dacă aerul pătrunde prin zonele neetanșate ale construcției ventilarea naturală se numește ventilare neorganizată,dar dacă în incăpere există spații speciale care pot fi închise sau deschise dupa necesitățile celor din interior atunci în incăpere se realizează ventilare naturală organizată.Ventilarea naturală totodată are loc prin îndeplinirea unor condiții atmosferice și poate fi realizată prin trei condiții principale:[13]

– diferența densității aerului interior față de cel exterior;

– diferența de densitate a aerului între două fețe ale clădirii;

– acțiunea vântului.

În cazul diferenței de densitate dintre aerul interior și cel exterior,aerul din interior are o temperatură mai ridicată față de cel din exterior astfel că este mai ușor și are tendința de a se ridica înspre tavanul incintei ceea ce duce la o diferență de densitate care are ca consecință procesul de suprapresiune în zonele de sus ale incintei și o subpresiune în zonele joase ale incintei.Schimbul de aer care are loc în acest proces al diferenței de densitate,poate fi mai mare sau mai mic,acest lucru fiind determinat de factori precum diferența de presiune și temperatura din incintă precum și etanșeitatea incintei și intalțimea acesteia.[9]

Fig 1.1 Zonele de suprapresiune

Punctul A reprezinta zona de suprapresiune,punctul B zona de subpresiune iar in punctul C apare fenomenul de zona neutră în care există un echilibru între presiunea interioara și cea exterioară.

Diferența de densitate între cele două fețe ale clădirii este dată de faptul că temperatura exterioară a aerului nu este aceeași pe fețele opuse ale clădirii acest lucru datorându-se faptului că o fața a clădirii este in bătaia razelor soarelui iar cea de a doua este în umbră.[12]

Fig 1.2 DIferența de temperatură între pereții opuși

Astfel că în urma radiațiilor solare între pereții opuși apare diferența de temperatură ceea ce determină o diferență de presiune rezultând o circulație interioară a aerului dinspre partea care este cu fața la soare spre cea care este la umbră.Circulația aerului în interior are loc prin orificii special fabricate,iar cu cât este mai mare temperatura cu atât este mai puternic fenomenul de circulație al aerului în interior.[16]

Ventilarea naturală prin acțiunea vântului,prezintă trei factori importanți care acționând simultan duc la un efect puternic cât timp generează diferențe mari de presiune si temperatură.Rezultatul este cu atât mai vizibil cu cât mărimile orificiilor și neetanșeităților la aer a zidurilor este mai mare precum și permeabilitatea acestora.[11]

Ventilare mecanică se realizează printr-un proces în care sunt folosite instalații speciale pentru circularea aerului iar schema de principiu a instalației se adoptă în funcție de destinația incăperii de ventilat.Ventilația mecanică dintr-o incăpere poate fi simplă,adică să aibe ca acțiune ori o introducere ori o evacuare de aer,care să aibe o funcționare intermitentă.

Pe lângă condițiile ce trebuie create în interior,pe lângă un ventilator,în circuitul de introducere se mai poate adăuga un aparat care să aibe funcția de incălzire,răcire,uscare sau umidificare,aceasta în funcție de aerul circulant în interior.[4]

Fig 1.3Clasificarea după modul de vehiculare al aerului

În general prin introducerea unui debit de aer în mod mecanic în interiorul incintei se urmărește limitarea creșterii temperaturii aerului în interiorul acesteia în perioada de vară și totodată menținerea unei temperaturi aproximativ constant în perioada de iarna,fapt care declanșează soluția frecvent utilizată de intercalare în circuitul aerului introdus,un ventilator și o baterie de incălzire,care are totdeuna în componență și un filtru de praf.[12]

Sunt și anumite cazuri de ventilare mecanică combinată,în procesul cărora se adaugă alte aparate cu ajutorul cărora se pot obține procese teoretic simple precum uscarea,răcirea sau umidificarea aerului.Pentru procesul acesta vom aminti câteva tipuri de instalații de ventilare:

– simplă

– combinată(pentru răcire,incălzire,umidificare,uscare)

Climatizarea din punctul de vedere al clasificării este tot o ventilare mecanică,doar că se deosebește faptul că acesta asigură în perioada de vară o anumită valoare a temperaturii aerului interior reglând cel puțin doi parametrii și nu doar limitează creșterea temperaturii aerului.Alcătuirea acestui sistem de instalație este mult mai complex din punct de vedere al componentelor utilizate cât și din punct de vedere al aparaturii de reglare și automatizare.

Funcționarea instalației este diferită în ceea ce privește perioada de folosire adică pe timp de iarnă sau de vară.În timpul perioadei de vară,amestecul ce rezultă din camera de amestec a instalației este răcit cu ajutorul bateriei de răcire și apoi dezumidificat adiabatic.Astfel ca aerul umidificat este apoi încălzit în bateria de reincălzire până ajunge la temperatura setată,care este introdusă apoi în incinta de climatizat.[14]

Pentru perioada de iarnă,amestecul obținut este incălzit în bateria de preincălzire și apoi umidificat adiabatic în camera de umidificare,care este echipată cu pompă de circulație pentru a putea vehicula apa.Aerul umidificat trece apoi prin interiorul bateriei de încălzire,unde este incălzit până la valoarea setată în incăperea cu aer condiționat.

Fig 1.4 Schema de principiu a unei instalații de climatizare cu reglarea umidității

1.Camera de amestecare; 2.Baterie de preîncălzire;

3.Baterie de răcire ; 4.Camera de umidificare;

5.Baterie de reîncălzire; 6.Ventilator de intrare;

7.Încăperea cu aer condiționat; 8.Ventilator de evacuare

9.Pompă.

În interiorul camerei avem câteva aparate cu ajutorul cărora se detectează variații ale temperaturii sau ale umiditații.Astfel ca termostatul TC măsoară variațiile temperaturii,iar higrostatul H măsoară variații ale umidității.[5]

Aceste instalații de climatizare pot fi destinate atât confortului personal,cât și în scopuri tehnologice desigur în functie de criteriile care stabilesc valoare și limitele de variație al factorilor de mediu interior.Instalațiile de climatizare tehnologice pun unele probleme mai mari,deoarece limitele optime prescrise pentru sistemele și procesele care au loc in mediu,concomitent,trebuie să fie acceptabile și pentru oamenii antrenați în cadrul proceselor tehnologice care au loc în incintă,pentru a nu crea senzații neplăcute.[11]

Ventilarea mixtă poate fi realizată atât printr-o introducere mecanică și evacuare naturală a aerului,fie prin evacuare mecanică și introducere naturală sau compensatorie a aerului.Fiindcă în acest process există o combinație intre ventilarea mecanică și cea naturală,ea a apărut ca o posibilitate de suplimentare a cantității de aer debitat,necesar pentru anotimpul de vară,și totodată limitarea inferioară a acestuia la cota parte asigurată de ventilarea mecanică și atenuarea dependenței schimbului de aer realizat de acțiunea factorilor naturali,constituind o posibilitate de exploatare economică a acestor instalații. [17]

1.2.3 Clasificarea după extinderea zonei ventilate

Ventilarea generală sau de schimb este utilizată în cadrul incăperilor de tip social-culturale sau în spațiile industriale fără degajări importante de nocivități,în care resursele de degajare de nocivități sunt uniform repartizate și au o intensitate a degajării constantă.Din această cauză orificiile pentru introducerea aerului proaspăt sunt amplasate uniform,precum și pentru evacuarea aerului cu impuritați și nocivități.[9]

Ventilarea locală este folosită în cazurile în care apar surse concentrate de nocivități dispuse în anumite zone ale încăperii sau incintei sau în cazul în care degajarea de nocivităîi,gaze,impurități pot fi pentru o anumită perioadă de timp sau accidental foarte mare.În acest caz chiar dacă se mărește exagerat debitul de aer prin ventilare de schimb general nu se poate asigura în totalitate condițiile necesare de mediu,în toate zonele încăperii,iar în cazul acesta se cere un process de ventilare locală prin aspirație,proces care presupune captarea nocivităților chiar la locul de producere folosindu-se elemente precum hote,nișe,aspirații laterale,carcase în funcție de felul surselor și de particularități ale proceselor tehnologice din aceea incintă.[15]

În anumite cazuri,ventilarea de schimb general poate fi ineficientă sub aspectul refulării în sensul că nu poate asigura condițiile de climat minime prielnice în toate zonele de climat in care au loc activități ale oamenilor.În cazul acesta apare nevoia de a folosi instalații de ventilare locală prin refulare.Ca exemplu putem folosi anumite spații de muncă din apropierea unor zone intens încalzite în care oricât am mari debitul de aer introdus nu se poate asigura condiții pentru menținerea unui bilanț termic al omului datorită cantităților radiațiilor de caldură emanate de aceste surse de căldure existente în apropierea imediată.În acest caz se aplică în zona de lucru a fiecarui angajat,acele jeturi de aer numite dușuri de aer pentru a ajuta organismul uman să elimine surplusul de căldură.Totodată pentru a impiedica pătrunderea de aer rece în incinta în momentul închiderii sau deschiderii ușilor sau prin alte căi de acces se folosesc așa numitele perdele de aer cald.[15]

În anumite cazuri precum în cele în care în mediu există degajări toxice,se folosesc simultan un sistem de refulare,în general unul de tip perdea de aer,și un sistem de absorție pentru fiecare utilaj în parte(exemplu cabinele de vopsire,de uscare,de electroliza),acesta fiind cazul de ventilare locală prin refulare si aspirație.

Fig 1.5 Clasificarea după extinderea zonei ventilate

1.2.3 Clasificarea după diferența de presiune dintre interiorul și exteriorul încăperii ventilate

Ventilarea echilibrată se obține doar în cazul în care debitul de aer de la intrare este egal cu debitul de aer de la evacuare.În cazul în care condiționarea se face la suprapresiune,debitul de aer introdus este mai mare decat cel evacuat,rezultând faptul că în interior se exercită o suprapresiune a aerului iar debitul în exces este eliminat pe cale naturală.În cazul ventilarii în subpresiune fenomenele din interiorul încăperii au loc în sens invers ventilării prin suprapresiune.[12]

Acest tip de sisteme de ventilare se folosesc cu scopul de a impune un anumit sens mișcării,trecerii aerului dintr-o încăpere în alta.Astfel că,acționând cu o ventilare în suprapresiune într-o cameră și suprapresiune în camera alăturată,se împiedică răspândirea nocivităților în cele două spații.[12]

Fig 1.6 Clasificarea după diferența de suprapresiune

Capitolul 2

Aerul,agentul de lucru în instalațiile de ventilare și climatizare

2.1 Aerul atmosferic

Intreaga atmosferă este compusă dintr-un amestec de gaze care înconjoară Pământul,și care fac parte din întregul proces de mișcare de rotație și de revoluție,proces în care atmosfera este supusă forței de atracție gravitațională și forței centrifuge.Pe baza unor măsurători și cercetări aerologice,se consideră că stratul de atmosferă ajunge până la 400 km,care se împart în cinci straturi:troposfera (0-11 km),stratosfera (11-35 km),mezosfera (35-80 km),termosfera (80-400 km)si exosfera(<400 km).Între aceste 5 straturi există zone de trecere numite stratopauze.Se precizează faptul că în troposferă este concentrată cam circa 97% din masa de aer,fiind stratul cu cea mai mare cantitate de vapori și în care au loc schimbările meteorologice.[16]

La nivelul troposferei se întâlnește o neuniformitate în plan orizontal unde se întâlnesc mase mari de aer de tip polare,arctice,tropicale și ecuatoriale,care au caracteristici termice foarte diferite,asupra cărora în urma anumitor factori au loc modificări permanente sau temporare ale structurii atmosferei înconjuratoare.

2.1.1 Compoziția aerului atmosferic

Aerul atmosferic este format din așa numitul “aer curat”,care mai poartă și denumirea de “aer normal uscat”,la care se mai adaugă vapori de apă,alte impurități care sunt sub forma de gaze și vapori ai unor substanțe sau praf.În componența aerului atmosferic avem urmatoarele gaze:

Tabelul 2.1

Se mai găsesc și alte gaze precum:xenonul,ozonul,radonul,metanul,amoniacul,oxidul de azot,dioxidul de azot.În cazul acestor gaze care sunt în cantități reduse,iau naștere datorită proceselor fotochimice ,a proceselor biologice sau a emanațiilor din atmosferă,ori a emanațiilor din interiorul scoarței terestre.Azotul și oxigenul,care sunt fazele principale din atmosferă,joacă un rol important în viața plantelor și a animalelor.[5]

Deși din totalul gazelor,acestea sunt sub 1% volumic si 1,32% masic pentru doi dintre constituienți se impun anumite observații.Pentru dioxidul de carbon care are o participație relativ constantă ,aproximativ 0,033% în volum,în ultimul secol acesta prezintă o creștere exponențială,cauzate de emanațiile și scăderea rolului fotosintezei în ciclul acestui gaz,fapt datorat defrișărilor masive și extirparea spațiului verde.[5]

Datorită acestor procese,se accentuează efectul de seră,care se bazează pe proprietatea acestuia de a fi permeabil ,iar orice fel de radiație cu excepția lungimilor de undă reflectate de el însăși.Astfel că solul se încălzește în urma radiațiilor pe care le primește într-o gamă mare de lungimi de undă iar apoi emite în spațiu razele infraroșii care ajunse în atmosferă,care este in predominant formata de dioxid de carbon,proces în urma căruia rezultă un feed-back pozitiv.[5]

Ozonul,este unul dintre obiectele cele mai discutate în momentul de față,având o concentrație de 0,01% volum pe milion,strat care este situat în atmosferă la o distanță cuprinsă între 40-60 km și care are rolul unui filtru pentru radiațiile ultraviolete,care au o lungime de undă mare și care este foarte dăunătoare oamenilor și tuturor viețuitoarelor.Degradarea stratului de ozon are loc prin acțiunea catalică a atomilor de clor din fluorocarbon,care în combinația cu ozonul duce la formarea oxigenului și a oxidului de clor care la rându-i duce la reacția de formare a oxigenului și clorului.[5]

Vaporii de apă sunt prezenți în aerul atmosferic și variază în funcție de zonele geografice cu valori cuprinse între 0.2% în deșert și 4% în zonele ecuatoriale.Au și un rol important în reducerea valorii intensității radiației solare incidente la sol,alături de alți factori care declanșeaza procesele catalitice.Vaporii de apă totodată acționează și influențează vizibil proprietațile fizico-chimice ale aerului.[8]

Impuritățile din aer,fac parte dintr-un nou spectru și o noua ramură a științei numită “aerologia”,știință care cuprinde studierea gazelor naturale și artificiale care pot fi aeropurtate.Pot fi de tip solid,lichid,gazos sau vapori sub formă de particule,moleculă sau amestecuri ale acestora.Impuritățile din aer au o concentrație foarte neuniformă în timp și spațiu,fiind influențate de factori precum intensitatea,debitul și caracteristicile surselor,mărimea,forma și densitatea relativă în raport cu aerul.[11]

Rezultatul acestor factori induce o natură a factorilor foarte diversă,în funcție de natura surselor care le degajă.Aceste surse pot fi de tip natural(sol,reziduri vegetale și animale,fenomene naturale) sau de tip artificiale,care cuprinde întreprinderile industriale,mijloacele de transport și sistemele de încălzire.[11]

Aceste impurități,depășind anumite concentrații,au anumite efecte dăunătoare asupra plantelor,animalelor,construcțiilor și obiectelor de la sol.Aceste impurități pot provoca modificări majore asupra factorilor meteorologici,care la randul lor pot afecta calitatea mediului în care trăim și totodată asupra mediului în care lucram.[16]

Prin urmare,prin modificările aduse factorilor meteorologici ca rezultat avem următoarele consecințe:reducerea valorii intensității radiației solare din timpul zilei și micșorarea efectului de răcire din timpul nopții;sporirea numărului de zile cu ceață industrială:creșterea numărului nucleelor de condensație care în anumite limite favorizează ploaia sau dimpotrivă,reducerea numărului de zile însorite și în general a vizibilității;modificarea stării de electricitate a atmosferei prin scăderea numărului de ioni negativi și creșterea celor de ioni pozitivi.[3]

2.2 Aerul umed

Transformarea stării de agregare a aerului are ca model fizic și matematic aerul umed.Acest fapt duce la o posibilă efectuare a calculelor privind parametrii aerului și diverselor procese de tratare ale aerului.Aerul umed este format dintr-un amestec de aer uscat și vapori de apă.În compoziția aerului intră 2 principali constituienți și anume azotul 79% și 21% oxigen in participație volumică și 77% azot si 23% oxigen în participație masică.[8]

2.2.1 Mărimile caracteristice ale aerului umed

Tehnica de ventilare și condiționare a gazelor și vaporilor de apă care formează amestecul de aer umed întrunesc anumite limite de temperatură și presiune cărora li se pot aplica legile gazelor perfecte.Pentru gaze,aplicarea acestor legi este posibilă din cauza cauza raportului dintre temperatura ridicată în raport cu temperatura de lichifiere,iar pentru vaporii de apa este posibil deoarece presiunea parțială a vaporilor de apă este mai mică decât presiunea totală a acestora.[1]

Astfel că pentru determinarea stării de agregare a aerului umed,se folosesc anumiți parametri clasici cum ar fi temperatura și presiunea,precum și mărimi caracteristice amestecului cum ar fi umiditatea,densitatea,căldura masică,entalpia masică.[1]

Presiunea aerului,determinată prin presiunea aerului total a unui amestec ce ocupă un volum dat este rezultatul însumărilor presiunilor parțiale.Astfel că presiunea totală este rezultatul însumării presiunii aerului uscat și cel al vaporilor de apă.Totodată în instalațiile de climatizare și ventilare,presiunea nu este uniformă deoarece unele porțiuni sunt în suprapresiune iar altele în subpresiune,față de presiune.[14]

O altă mărime caracteristică a aerului este temperatura.Astfel că în instalațiile de climatizare și ventilare întâlnim urmatoarele tehnici:

– temperatura dup termometrul uscat în care temperatura indicată printr-un termometru cu o anumită clasă de precizie,dar care este protejat de radiațiile termice

– temperatura după termometrul umed în care temperatura este indicată printr-un termometru obișnuit de o anumită clasă de precizie,al cărui bulb este înfășurat într-un tifon îmbibat cu apă

– temperatura punctului de rouă în care presiunea parțială a vaporilor de aer din aerul umed printr-un proces de răcire izobară,devine egală cu presiunea lor de saturație sau temperatura la care începe procesul de evaporare a vaporilor tot printr-un proces de răcire izobară și care are un conținut de umiditate constant a aerului umed.[7]

O altă mărime caracteristică este determinată de umiditatea aerului.Astfel că umiditatea aerului este dată de câteva marimi caracteristice cum ar fi: conținutul de umiditate,umiditatea specifică,umiditatea absolută și cea relativă.Conținutul de umiditate x este masa vaporilor de apă care sunt conținuți într-un kilogram de aer uscat:

x= [2.1]

.

Conținutul de umiditate,este masa vaporilor de apă conținuți într-un kilogram de aer uscat.Astfel ca masa vaporilor de apă este direct raportată la kilogramul de aer uscat și nu la cel umed,acest lucru ușurând modul și eficiență de calcul,deoarece transformările de stare ale aerului sunt însoțite de variații ale umidității,iar ca rezultat se obține o schimbare a masei amestecului,ceea ce determina ca masa aerului uscat să rămână constantă.[12]

Umiditatea specifică a aerului umed determină conținutul de vapori de apă dintr-un kilogram de amestec.

[2.2]

Umiditatea absolută determină masa vaporilor de apă care sunt conținuți într-un metru cub de aer,deci se masoara prin densitatea vaporilor de apa.

[2.3]

Umiditatea relativă este determinată prin raportul dintre masa de vapori de apă conținuți într-un metru cub de aer umed și masa de vapori de apă care are aceeași saturație,la aceeali temperatură și presiune:

[2.4]

2.2.2 Densitatea aerului umed ρ.

Având relația:

[2.5]

rezultă următoarea ecuație a densității aerului umed:

[2.6]

Ca rezultat obținem faptul că densitatea aerului umed este mai mică decât densitatea aerului uscat pentru aceeași presiune barometrică și temperatură.

Căldura masică a aerului umed,în temperatură și presiune astfel că în această tehnică a ventilării și climatizării,aceste procese considerându-se izobare deoarece variațiile de presiune față de presiunea atmosferică sunt foarte mici și neînsemnate.În general se lucrează cu valori medii de căldura masică,care fac parte dintr-un domeniu de variație a temperaturii la o presiune constantă.Astfel că pentru domeniul din care fac parte temperaturile obișnuite care este cuprins între -20̊C si +80̊C avem următoarele valori medii:[8]

– pentru cazul în care aerul este uscat [2.7]

–pentru cazul în care avem vapori de apă [2.8]

Entalpia aerului umed,se întălnește în domeniile temperaturii în tehnica de ventilare și climatizare .În acest caz se definesc 2 valori distincte ale acesteia:

entalpia specifică aerului uscat,care însemnă o creștere a conținutului de caldură a unității de masă de aer în transformarea acestuia de la 0 la o anumită temperatură constantă sub presiune.

[2.9]

iar cea a vaporilor de apă:

, unde [2.10]

entalpia specifică vaporilor de apă-reprezintă creșterea conținutului de căldura unitatii de masa a vaporilor de apă sa de umiditate,entalpia aerului se raportează la kilogramul de aer uscat,în acest caz entalpia nespecifică,motiv pentru care se folosește următoare relație:

[2.11]

entalpia totală a aerului umed este raportată la un kilogram de aer uscat,iar din aceasta rezultă o sumă algebrică a entalpiilor componentelor amestecului compus dintr-un kilogram de aer uscat și o valoare x din 1000 kg de apă.[16]

Mărimile caracteristice ale aerului umed,care sunt necesare în calculele temperaturilor instalațiilor de ventilare și climatizare sunt realizate intermediul tabelelor sau diagramelor de aer umed.Pentru aceasta avem diagrama i-x a aerului umed care are un rol important în rezolvarea problemelor de schimbare a stării aerului dintr-o încăpere dată,în ceea ce privește proiectarea unei instalații de climatizare sau ventilare,dar și în cazul proceselor de tratare a aerului cum ar fi încălzirea,răcirea,umidificarea sau uscarea acestuia.[2]

Pentru acest caz vom folosi diagrame pentru aerul umed care exprimă în mod grafic legătura dintre marimile caracteristice ale aerului umed.Prin folosirea acestei diagrame i-x se poate determina,stabili complet,cu ajutorul mărimilor sale caracteristice,starea anumită a aerului umed cu condiția de a se ști două dintre marimile caracteristice și totodată presiunea barometrică B.[2]

Tot în cadrul acestei diagramei se pot determina și factori precum presiunea parțială a vaporilor de apă,temperatura punctului de rouă și temperatura aerului dupa termometrul umed,dar nu cu exactitate ci aproximație.[13]

Fig 2.1 Diagrama i-x

2.2.3 Procese simple de tratare a aerului

Pentru a asigura cerințele necesare de consumator într-o incăpere a ceea ce inseamnă ventilare și condiționare,mai întâi de toate,înainte a fi introdus aerul în încăpere prin intermediul instalației,acesta trebuie tratat,adică să i se schimbe starea de agregare astfel încât să aibe parametrii necesari.Mai întâi de toate în tehnica ventilării și condiționării avem nevoie de cunoașterea parametrilor atribuiți aerului la inceputul și sfârșitul procesului de tratare.[5]

Tratarea aerului cu schimbătoare de suprafață are trei funcții.Una de încălzire a aerului, una de răcire a aerului și una de răcire și uscare a aerului.Pentru încălzirea aerului,aerul umed este trecut printr-o baterie de încălzire astfel că rezultă o mărire de temperatură îi entalpie dar al cărui conținut de umiditate rămâne constant. După agentul primar purtător de căldură se clasifică în: 1)baterii de încălzire funcționând cu abur, apă caldă sau fierbinte;[5]

2)baterii electrice și baterii funcționând cu gaze arse.

Cele mai folosite sunt cele cu abur și cu apă caldă sau fierbinte.Elementul de încălzire al unei baterii este țeava cu aripioare, țeava cu bandă spirală sau țevile din cupru cu lamele de aluminiu. Bateriile de încălzire electrică se folosesc în general ca reîncălzitoare pentru sarcinile termice mici sau când nu se dispune de agent termic (apă caldă sau fierbinte, abur).Bateria este formată dintr-o carcasă în care sunt montate elementele de încălzire (rezistențe electrice introduse în țevi de cupru sau oțel umplute cu masă izolatoare de nisip, cuarț, magneziu, etc.) printre care trece aerul ce urmează a fi încălzit.[6]

. În acest caz,temperatura aerului nu ajunge să egaleze temperatura medie a suprafeței de încălzit.Dar daca debitul de aer L [kg/h] și diferența de entalpie Δi [kJ/kg],rezult faptul că debitul cedat de bateria de încalzire este:[17]

[g/kg] [2.12]

Procesul de răcire a aerului are loc dacă suprafața are o temperatură de răcire mai mică sau egală cu temperatura de rouă a aerului,fără să existe posibilitatea de condensare a vaporilor de apă.În acest caz pentru debitul de căldure absorbit de bateria de racire se aplică aceleași relații ca la încalzirea aerului. Apa de răcire folosită este furnizată de o stație frigorifică, mai rar se folosește apa din puțurile de adâncime.Tipurile de baterii sunt aceleași ca la încălzire. Agentul de răcire este apa cu o temperatură de 50C.[12]

Fig 2.2 Procesul de racire al aerului printr-o baterie de racire

Procesul de răcire și uscare a aerului are loc în cazul în care temperatura suprafeței bateriei de răcire este mai mică decât temperatura punctului de rouă a aerului,proces din care rezultă faptul că o parte a vaporilor rezultați din apă sunt condensați pe pereții bateriei de răcire rezultând procesul de scădere a umidității aerului ajungându-se la uscarea aerului. Încălzirea apei de răcire are loc datorită căldurii sensibile și a căldurii latente prin condensarea vaporilor de apă din aerul supus răcirii.[4]

[2.13]

[2.14]

2.3 Parametrii climatici exteriori de calcul

Așa dupa cum bine știm,factorii meteorologici sunt foarte variabili,astfel că pentru a face calcule în domeniul ventilării și climatizării avem nevoie de calcule bazate pe analiza și interpretarea statistică a variațiilor pe perioade lungi de timp în funcție de înregistrările meteorologice și totodată ținând cont și de felul instalației(ventilare sau condiționare) privind importanța obiectivului îndeplinit.Astfel că putem deosebi două situații specifice:

-cazul în care avem instalații de climatizare a căror rol este acela de a asigura condițiile din interior a unei incinte,din punct de vedere tehnologic sau cel al unui confort termic pentru valori ale parametrilor climatici exteriori de mică frecvență.

-cazul în care avem instalație de ventilație mecanică sau naturală care au rol pe timp de vară de a aduce un surplus de confort prin limitarea maximă a temperaturii și a umidității aerului din interior pentru valori mari ale parametrilor climatici exteriori.[11]

Ca și observație trebuie să precizam faptul că,cel putin pe timp de vară,se observa o diferență semnificativă între utilizarea instalației de aer condiționat și cea de ventilare fie mecanică,fie naturală.Diferența mai constă în faptul că în cazul ventilării naturale sau mecanice,pentru a putea prelua degajările de caldură sau de umiditate și introduce aer din exterior se pune o condiție de limitare la un anumit punct maxim a aerului din interiorul incintei sau umiditatea relativă,dar să aibe limite admisibile nu optime.[1]

Acest fapt duce la definirea stării aerului exterior prin parametrii sugestivi și anume un parametru al preluării numai de căldură,un parametru de preluare de căldură și umiditate și un parametru în care predomină degajarea de căldură latentă.Realizarea aerului exterior prezintă o frecvență mare,iar în cazul în care prezintă valori mai ridicate ale frecvenței aerului exterior cu aceeași sarcină și umiditate interioară ,limitele temperaturii și ale umidității vor fi depășite,lucru care are loc din cauza zilelor caniculare în anumite zile ale anului[5].

În cazul folosirii instalațiilor de climatizare ,ni se impune de la început cunoașterea stării aerului interior,stabilindu-se parametrii esențiali din mottive tehnologice sau de confort și totodată pe baza diferenței de temperatură care poate fi maxim admisă.În urma acestor parametrii se determină starea necesară a aerului climatizat care urmează a fi introdus în incintă.Pentru a putea modifica starea aerului normal de la starea de aer exterior la cel climatizat,este necesară realizarea unor procese de tratare,procese relativ simple.[9]

Fig 2.3 Parametri climatici exteriori

Într-un mod logic ,apare o necesitate a definirii în funcție de parametrii climatici exteriori pe diferite categorii de instalații și necesitatea dezvoltării fundamentului științific a acestei metodologii,în urma căreia se asigură o bază reală pentru multiplele implicații de tip funcțional sau economic care au loc în acest proces.[10]

2.3.1 Parametrii de calcul pentru perioada caldă a anului

În funcție de modul de calcul și de metoda folosită în calcularea aporturilor de căldură din exterior,perioada care a adus nefavorabilități în privința parametrilor este luna iulie.Acest fapt se datorează temperaturii ți intensității radiației ce sunt mai ridicate,iar zilele consecutiv însorite duc la o durată efectivă de strălucire a soarelui mult mai mare.[10]

În tehnica instalațiilor de climatizare,în cadrului calculării temperaturii aerului exterior,trebuie stabilită o medie a temperaturii zilnice și o variație diurnă,care are un rol necesar în calcularea aporturilor de căldură din exterior și o temperatură ce calcul,care in strânsă legătură cu cantitatea de umiditate să permită schițarea punctului de stare al aerului exterior necesar pentru a desena procesele de tratare complexe a aerului.Variația diurnă a temperaturii aerului se determină cu relația:[5]

[2.15]

În urma efectuării unor analize meteorologice,se determină diferențe față de relația de mai sus,și anume că minimul se realizează în jurul orei 5 iar maximul in jurul orei 15,deci intervalul între maximul M și minimul m al variației diurne ore,iar clopotul din zona temperaturilor este mai mare decât media pronunțată în intervalul orelor 9-14.Astfel că pentru corectare se stabilește urmatorul tabel de corecție al coeficienților care duce la un alt rezultat care se regăsește în următoarea expresie:[12]

[2.16]

sau

[2.17]

Fig 2.4 Analiza meteorologică

2.3.2 Parametri de calcul pentru perioada rece a anului

Un alt parametru determinant în acest caz o reprezintă umiditatea aerului exterior,la care determinarea conținutului de umiditatea are ca scop stabilirea unui al doilea parametru,care împreuna cu temperatura mediului exterior,să permită stabilirea și definirea stării de calcul a acestui mediu.Dar în cazul climatizării acest proces ajută la trasarea proceselor de tratare complexe a aerului în diagrama i-x,care are un rol direct în dimensionarea aparatelor cu ajutorul cărora se realizeaza procesul de răcire și uscare.[4]

Un alt element pentru calcularea parametriilor în perioada de vară este intensitatea luminoasă a radiațiiilor solare,care au un rol exponențial prin faptul cî influențeaza în mod direct aporturile de caldură din exterior.Știm că radiația solară reprezintă radiația electromagneticț emisa de soare către pământ,iar la trecerea acestor lungimi de undă o parte din radiații sunt absorbite de atmosfera,ceea ce determină o încălzire a aerului,iar o altă parte este împrăștiată de moleculele aerului,astfel că se constituie radiația solară.Intensitatea radiației solare se împarte în două categorii:cele care ajung pe pământ(radiația solară directă) și radiațiile care sunt disipate în pulberile atmosferei,sau vaporii de apă.[11]

Intensitatea radiațiilor solare depinde în mod direct de câțiva factori geografici cum ar fi poziția pe glob,acest lucru datorându-se variațiilor zilnice și anuale sau mai exact de mișcarea de rotație și cea de revoluție.Rezultatul acestor factori determină modificările de temperatură pe timp de zi sau de noapte și totodată în funcție de anotimpuri.[3]

Capitolul 3

Bilanțul de umiditate din încăperile ventilate și climatizate

3.1 Sursele de umiditate

În funcție de destinația și procesele ce se desfășoara într-un anumit spațiu de locuit sau tehnologic,sursele de vapori de apă sunt de mai multe tipuri.Ca exemplu în clădiri în care se desfășoara medii social culturale și administrative,cel mai frecvent caz de degajare de vapori este chiar omul.În procesele tehnologice există o mare și variată gamă de surse de vapori cum ar fi:bazine sau băi industriale,materiale îmbibate cu apă,materiale încălzite în raport cu suprafețele calde,etc.[12]

Pentru a putea calcula debitul de aer,în primul rând ne interesează debitul de vapori de apă care este preluat sau cedat de aer.Ca rezultat,obținem un amestec de substanță și de căldură între aer și apa,prin procese de genul evaporării,fierberii,condensării,la care cunoscându-se legile de calcul se poate determina debitele de apă degajate și consumate.În tehnica de proiectare ,pentru a se putea calcula degajările și consumurile umidității,se folosesc relații și expresii din tehnica de specialitate care se ocupa cu studierea umidității,care este o sursă de ajutor uriașă în determinarea și calcularea relativă a unei probleme.Cel mai des întâlnit proces de calcul pentru acest proces este cel al legii difuziei de vapori de aer.[5]

Totuși,există și o anumită problemă,asemănătoare și legată de schimbul de umiditate și aceasta este schimbul concomitent de căldură între două surse.Acest caz presupune o identificare exactă a procesului și anume dacă evaporarea apei se face pe baza căldurii conținută de apă sau pe baza căldurii primite de la aer.

Astfel că ținând seama de fenomenele fizice reale și de legile ce le guvernează,trebuie folosit într-un mod judicios toate relațiile practice de calcul al expresiei fluxului de vapori de la diferitele surse care ne înconjoară in mediile în care trăim sau lucrăm.

Totodat o altă sursă de degajare de umiditate o reprezintă oamenii,care prin procesele de respirație sau tranpirație.Dar și acest proces de degajare depinde foarte mult de anumiți factori fizici ai ființei umane cum ar fi vârsta,sexul,intensitatea activitățiilor depuse și temperatura mediului în care ne aflăm[9].Astfel ca debitul de vapori de apă degajat de o persoană se determină cu ajutorul unei monograme de tipul:

G=Ng [kg/h]. [3.1]

3.2 Fluxul de vapori de la apa ce stagnează pe pardoseală

În cazul în care avem apă care stagnează pe podeaua incinteri,ipotetic vorbind,un anumit timp suficient astfel încât apa să ajungă la temperatura mediului ambiant din interiorul incintei,cu precizarea că trebuie să fie conformă dupa termometrul umed,astfel că apa primește prin convecție,căldura perceptibilă de la aer pentru evaporare neexistând schimb de căldură între apă și pardoseală,ar rezulta ca pentru debitul de vapori de apă degajați vom folosi relația:[6]

[kg/s] [3.2]

3.3 Sarcina de umiditate a încăperilor

În acest caz se Întocmește un bilanț de umiditate al încăperii în cauză,care exprimă diferența dintre suma debitelor de vapori de apă degajați de diferite surse și preluați din aerul încăperii împreună cu suma debitelor de vapori pierdute fiind cedate de aer.Sarcina umidității din încăpere trebuie determinată în mod separat în funcție de condițiile de climă,adică vara sau iarna,întrucat anumite degajări de umiditate depind în mod direct de sarcina aerului.Sarcina termică este dependentă de sistemul de ventilare:”sus-jos” sau “jos sus”.[9]

Trebuie să ținem cont totodată de faptul ca întotdeauna pentru încăperile cu degajări de umiditate,chiar neînsoțite de degajări de caldură ,poate exista în același timp și o sarcină

termică care își găsește sursa în conținutul de căldura al vaporilor de apă degajați,și care are o temperatura egală sau diferită de cea a aerului ambiental.[13]

Capitolul 4

Debitul de aer pentru instalațiile de ventilare și climatizare

Debitul de aer pentru ventilarea la modul general al încăperilor se poate determina din raportul bilanțurilor de nocivitate(căldură,umiditate,gaze și vapori nocivi,praf).Astfel că,debitul cel mai mare de aer,adică cel nominal de ventilare,care rezultă din calculele ce se efectuează pentru fiecare nocivitate în parte.

Debitul minim de aer proaspăt,care în mod normal este preluat din exteriorul incintei,trebuie să fie cel puțin egal cu cel necesar pentru a nu se depăși concentrația admisibilă a substanțelor nocive și dăunătoare din incinta încăperii.Astfel că prin diferența dintre debitul nominal,cel mai mare obținut din nocivități și debitul minim obținut din aer proaspăt se recirculă cu scopul de a reduce consumul de căldura din interior.[17]

4.1 Starea aerului refulat

În încăperile ventilate și climatizate,temperatura aerului introdus este strâns legat,chiar dependent de bilanțul termic al incintei și totodată de condițiile de confort termic.Aceste condiții sunt parametrii prin care se calculează viteza și temperatura aerului refulat prin gurile de aer.

Deoarece calculul debitului de aer precede pe cel referitor la dimensionarea gurilor de refulare,se fac anumite diferențe între temperatura aerului interior și cea a aerului refulat.Alegănd valoarea temperaturii aerului refulat se precede implicații economice deoarece la diferențele semnificative,rezultatul constă într-un debit mai mic de aer,acest lucru fiind unul satisfăcator deoarece are cheltuieli de investiție și consumul de energie mai mic.Dar la alegerea unei temperaturi cu diferențe mari,apare dezavantajul apariției de curent.[10]
În perioada de vară cand temperatura aerului refulat este mai mică decât cea din interiorul încăperii,aceasta este îndreptată înspre zona de lucru dar să aibe limitele de cel mult 5-7 ̊,când acțiunea este direct asupra oamenilor,dar exceptțnd faptul când refularea se face direct în zona de lucru.Pentru perioada de iarnă nu sunt impuse anumite limite de temperatură,datorită considerentelor economice care apar,astfel că anumite temperaturi pot depăși anumite praguri ridicate de temperatură.[1]

4.2 Starea aerului evacuat

Starea aerului interior necesară a fi realizată în încăperile ventilate sau climatizate,se referă strict la zona de lucru la care activează oamenii.Astfel că în funcție de acest lucru,propagarea căldurii și a umidității se va face ținând cont de acest lucru dar și de o serie de factori precum:intensitatea specifică a surselor,densitatea și amplasarea acestora,turbulența aerului,stratificarea termică pe verticală,astfel ca în urma acestor factori rezultă fenomene care au o variație a stării aerului pe înalțime[10].Daca ne raportăm la procesul de ventilare “sus-jos”,starea aerului evacuat din zona de lucru nu întâmpină probleme la calculul debitului de aer, spre deosebire de procesul de ventilare “jos-sus” în care starea aerului evacuat în zona superioară a încăperii este necunocut și nu poate fi calculat.Totodată starea aerului evacuat este necesară pentru procesul de ameste al aerului proaspăt cu cel recirculat din încăpere.[5]

Pentru calcularea anumitor parametri de stare al aerului evacuat din zonele superioare ale încăperii se folosesc doar studii teoretice și cercetări experimentale .Rezultatele acestor teste sunt cu aproximație,ori mai mici ori mai mari,datorită fenomenelor specifice pentru fiecare incintă în raport cu modele cercetate.[12]

4.3 Debitul de aer pentru instalațiile de climatizare

Pentru perioada de vară,determinarea debitului de aer pentru aceste instalații este mai mare decat cel pentru perioada de iarnă,acest lucru datorându-se faptului că există o diferență de temperatura a aerului condiționat refulat în încăpere și temperatura interioară.Astfel că se poate adopta următoarele strategii:

-se utilizează ca debit nominal al instalației,debitul calculat pentru perioada de vară,în cazul în care nu se dispune de aparatura de reglare a turației ventilatoarelor.

-se utilizează soluția economică de funcționare a instalației cu debite diferite de vară și de iarnă care rezultă din bilanțurile de caldură și umiditatea corespunzatoare pentru fiecare perioadă.

Se știe faptul că metoda de calculare a debitului de aer este dependentă în mod direct de sistemul “sus-jos” sau “jos-sus” deoarece pentru determinarea primului caz starea de aer evacuat este cunoscută iar pentru al doilea caz,starea aerului evacuat trebuie determinată.[7]

4.3.1 Debitul de aer pentru sistemul “sus-jos”

Pentru perioada de vară se cunosc și se calculează urmatoarele relații și parametrii:

-temperatura li umiditatea relativă care se optimizează in interiorul incintei de determinat;

-sarcina termicaă de vară:

,care se calculează în kW [4.1]

-sarcina de umiditate pe timp de vară:

[4.2]

-direcția procesului

În funcție de acești parametri,folosindu-se recomandările referitoare la temperatura aerului condiționat refulat în încăpere,trasând pe graficul diagramei i-x se găsește punctul de stare al aerului condiționat și se stabilește debitul de aer pentru vară care îl regăsim în următoarea expresie:

[4.3]

Pentru perioada de iarnă,în cazul în care se adoptă debitul de aer care a fost calculat pentru vară,se determină într-un mod mult mai ușor parametrii aerului conditionat():

; [4.4]

sau

. [4.5]

Verificarea acestor parametrii se face în cadrul diagramei i-x,astfel că trasarea procesului de condiționare a aerului interior în funcție de starea aerului interior și a aerului condiționat,proces a cărei direcție trebuie să corespundă razei calculate pentru perioada de iarnă.Astfel că temperatura aerului condiționat poate avea urmatoarele situații în funcție de bilanțul termic al incintei:[5]

– – în cazul în care în incintă există deficit de căldură; [4.6]

– – în cazul în care degajarea de căldură duce la echilibru pierderile de căldură; [4.7]

– – în cazul în care există surplus de căldură. [4.8]

În situația în care se utilizează ca soluție ,pentru a se putea determina debitul de aer pentru perioada de iarnă,în cadrul diagramei i-x se trasează starea aerului interior,apoi se face calculul direcției procesului și se duce prin punctul I o paralelă la această direcție.Iar pentru a se putea determina starea aerului condiționat,se vor pune condiții privind limitarea maximă sau minimă a temperaturii aerului condiționat față de temperatura inițială.[10]

4.3.2 Debitul de aer pentru sistemul “jos-sus”

În perioada de vară,aerul evacuat în zona superioară are parametrii diferiți de cei prescriși în zona de lucru.Rezultă faptul că,debitul de aer se poate determina pe baza bilanțului termic dar și pe baza bilanțului de umiditatea al zonei de lucru,fapt ce reprezintă debitul de căldură și de umiditate care sunt preluate de către aer în zona de lucru.În aces caz,pentru determinarea debitului de aer se utilizează următoarele procese:[12]

-reprezentarea în diagrama i-x a stării aerului interior;

-calcularea direcției procesului de schimbare a stării aerului în zona de lucru;

-apoi din punctul de stare al aerului condiționat se schițează intersecția paralelei direcției procesului de schimbare a stării aerului dusă prin I,cu ajutorul izotermei ,aleasă pe baza funcției privind temperatura aerului refulat;

-în continuare se determină debitul de aer refulat:

. [4.9]

În urma aceastui proces se determină faptul că starea aerului evacuat în partea superioară a încăperii se află pe baza cunoașterii bilantului termic și al umidității întregii încăperi,unde debitul de aer este cunoscut prin următoarele relații:[12]

; [4.10]

. [4.11]

Pentru a se putea verifica căt de exact este calculul se poate verifica prin trasarea unei paralele prin punctul C la direcția procesului corespunzător preluării căldurii și umidității pe întreaga înălțime a încăperii.Rezultă următoarea relație:

. [4.12]

În ceea ce privește perioada de iarnă,pentru alegerea soluției din punctul de vedere al debitului de aer pentru această perioadă,este indicat a se adopta următoarele cazuri sau .Știind debitul de aer pentru perioada de iarnă,pe baza parametriilor bilanțului de căldură și a umidității din zona de lucru,se pot determina parametrii de stare ai aerului condiționat din încăpere.Calculele se pot verifica cu ajutorul diagramei i-x.[12]

4.3.3 Debitul minim de aer proaspăt

În acest caz,ținându-se cont de bilanțul nocivităților,care se calculează în parte,se cere a se calcula debitul de aer pentru procesul de ventilare.Astfel că pentru purificarea aerului,debitul de aer necesar pentru a elimina particulele de nocivități este preluat din exterior.Dar în cazul în care parametrii de căldură emanată și de umidite sunt mai mari decât debitul de aer necesar diluării și eliminării nocivităților,se cere recircularea parțială a aerului evacuat din încăpere.[7]

Caz aparte reprezintî aceastî a incintelor care trebuiesc ventilate și condiționate pentru a se obține un debit minim de aer curat,proaspăt unde are loc procesul de diluare a bioxidului de carbon care este rezultat procesului de respirație necesar omului pentru a trăi.Ținând cont de acești parametri,fiecare țară prevede un anumit debit de aer proaspăt impus,începând de la 20 pânș la 30 de metri cub pentru o persoană.Astfel că debitul de aer proaspăt este limitat la minim 10% din debitul nominal al instalației de ventilare.[5]

Totodată o problemă majoră o constituie procesul de recirculare a aerului din punct de vedere al economiei de căldură sau de frig,deoarece prin recirculare se recuperează o parte din căldura evacuată.Totuși ne este interzisă ventilarea aerului în cazul în care prin acest proces se elimină substanțe nocive precum și cele urât mirositoare care ar duce la un disconfort pentru cei din jur.[12]

Capitolul 5

Scheme funcționale pentru instalații de ventilare și climatizare

Ventilarea mecanică generală are rol de a asigura schimburi permanente de aer proaspăt și eliminarea din interior a celui viciat.Ventilarea mecanică prezintă și multe alte avantaje față de ventilarea naturală:

-asigură în timp un debit de aer proaspăt pentru întreaga încăpere ventilată.ceea ce permite eliminarea impurităților și a nocivităților iar daca nu este posibil cel puțin diluarea acestora;[11]

-Permite ca aerul introdus în interiorul camerei sa fie supus proceselor de tratare și filtrare ceea ce duce la o puritate și un confort sporit a aerului prin procese precum încălzirea,răcirea,umidificarea sau uscarea.;[11]

-Ventilarea mecanică datorită faptului că are loc printr-un proces mecanizat permite controlul de suprapresiune sau subpresiune a aerului din interiorul încăperii ventilate;

-Permite controlarea mișcării aerului în interiorul încaperii și totodată permite și realizarea unor instalații eficiente de ventilare a aerului;[11]

-Poate reduce pierderile de căldură din interiorul încăperii prin faptul ca poate realiza recircularea și tratarea aerului din interior. [11]

5.1 Scheme de principiu a instalațiilor de ventilare mecanică

Realizarea de instalații de ventilare dintr-o incintă sau o clădire este determinată în mod direct de anumiti factori precum felul și modul degajărilor de substanțe nocive,de intensitatea și modul de distribuire a aerului în interiorul incintei astfel încât să confere un confort termic,de felul și modul de desfășurare a activităților oamenilor precum și particularitățile prezente în procesul tehnologic.[1]

Instalațiile de ventilație mecanică sunt clasificate în funcție de modul lor de alcătuire și pot fi:-prin absorția aerului în incintă

-prin refularea aerului în incintă

-mixtă adică prin absorție și refulare în același circuit a aerului în incintă.

Mai pot fi clasificate și prin modul de tratare al aerului inainte de a avea loc procesul de refulare al acestuia în interiorul incintei și deosebim următoarele:

cu incălzirea aerului

cu răcirea aerului,

cu încălzirea și umdificarea aerului(valabil pentru timp de iarnă)

cu uscarea aerului de climatizare(valabil pentru toată perioada anului).[12]

În funcție de modul lor de construire mai jos voi prezenta cele trei tipuri de instalații de ventilare:

1)Instalație de ventilare prin absorbție-este folosit în general în cadrul încăperilor de dimensiune mică cu viciere puternică a aerului prin gaze și are în principiu o schemă simplș care realizează în camera ventilată o subpresiune,astfel că împiedică aerul îmbâcsit să se împraștie în vecinătate.Această subpresiune se realizează cu ajutorul unui ventilator,care evacuează aerul îmbâcsit din interior în exteriorul clădirii.Aerul curat și proaspăt intră în interiorul incintei prin intermediul orificiilor neetanșabile ale clădirii.Poate fi folosit și în cadrul încăperilor mari însă cu condiția ca ventilarea să aibe loc pe timp de vară.[4]

Fig 5.1 Schema de principiu a instalației de ventilație prin absorție

1.Camera ventilată; 2.Ventilator de evacuare

2)Instalație de ventilare prin refularea aerului-procesul are loc prin creearea unei suprapresiuni în interiorul incintei cu ajutorul unui ventilator care introduce aer proaspat din exterior.Prin creearea unei suprapresiuni în interiorul incintei determină ca aerul viciat sa fie evacuat din încăpere prin intermediul încăperii invecinate sau direct în exterior.Pentru perioada de iarnă,în componența acestui tip de instalație este prevazută o baterie de încălzire ceea ce asigură încălzirea aerului introdus din exterior în interior,asigurând un confort termic si în aceasta perioadă.[9]

Fig 5.2 Schema de principiu a unei instalații de ventilație prin refulare

1.Filtru; 2.Baterie de încălzire;

3.Ventilator de intrare; 4.Încăpere ventilată.

3)Instalații de ventilare prin proces de absorție și refulare,montănd în același circuit cele două tipuri de instalații prezentate anterior.Aceste instalații pot avea circuit deschis în care aerul proaspăt este absorbit în interior din mediul exterior,iar aerul din interior îmbâcsit este evacuat în totalitate în exterior,apoi mai poate fi concepută în circuit semiînchis,în care aerul din interior este recirculat și circuit închis în care aerul îmbâcsit este tratat și recirculat în totalitate.[4]

Fig 5.3 Schema de principiu a instalației de ventilare prin proces de absorție și refulare

1.Filtru; 2.Baterie de încălzire;

3.Ventilator de intrare; 4.Încăpere ventilată;

5.Ventilator de evacuare

După modul de tratare al aerului de introdus în incintă avem următoarele tipuri de instalații:

1)Instalații de ventilare cu umidificare-acest tip de instalații de ventilare mecanică sunt folosite în cadrul încăperilor în care umiditatea aerului din interior este relativ scăzut.Acest tip de instalație este folosit în general în perioada de iarnă când în interiorul incintei se creeaza neplăceri din cauza lipsei de umiditate a aerului.Procesul de umidificare a aerului care urmează a fi introdus în interiorul incintei se realizează pe cale adiabatică prin pulverizare de apă în curentul de apă al circuitului închis al instalației sau se mai poate prin injectarea de abur viu în circuitul instalației,adică umidificare izotermă.[12]

2)Instalații de ventilație cu răcire-au scopul de a răci aerul din interior pe perioada verii.Aerul care este introdus în interior are o temperatură mai mică decât cea a aerului din exterior astfel că prin aceasta tehnică se reușește a se menține o temperatură medie scăzută în interiorul încăperii ventilate.Ceea ce este indicat în folosirea acestui tip de instalații este ca să se lucreze cu cat mai mult aer recirculat pentru a se face economie în ceea ce privește frigul.Procesul de răcire a aerului se poate face prin pulverizarea în curentul de aer a unui jet de apă rece sau prin folosirea unei baterii de răcire.[12]

3)Instalații de ventilare cu uscarea aerului-se bazează pe micșorarea conținuitului de umiditate din aer,astfel că uscarea aerului în acest tip de instalație se face în două moduri:

-cu o baterie de răcire sau prin pulverizarea unui jet de apă rece în curentul de aer,iar acest lucru este posibil deoarece temperatura punctului de rouă care este supus uscării este mai mare decât temperatura propriu zisă a aerului din interiorul încăperii;

-prin absorția din aer a vaporilor de apă cu ajutorul unor substanțe care au rolul de a absorbi umiditatea din aer,sau cu ajutorul unor substanțe de tip solid(silicagel) sau lichid(clorură de calciu,magneziu).[6]

5.2 Sisteme de ventilare mecanică generală

Fig 5.4 Schema de principiu a unui instalații de ventilare

În această figură am prezentat schemele unei instalații de ventilare mecanică,care poate funcționa în toate cele 3 tipuri de regimuri:cu aer amestecat,numai cu aer proaspăt sau numai cu aer recirculat.Instalația de față este alcatuită din:gurile de introducere a aerului în încăpere(GR),gurile de absorție a aerului nociv(GA),rețeaua de canale de aer,centrala de ventilare,priza de aer proaspăt(PA),gura de evacuare a aerului nociv sau cu impurități în exterior(GE).În anumite cazuri speciale ne este recomandată folosirea unui recuperator de căldură(RC) pentru a obține o reducere a consumului de energie termică.

Dacă sistemele de ventilare produc un nivel de zgomot mai ridicat,este indicat introducerea în cadrul instalației a unor atenuatoare de zgomot,atât pentru instalația pe partea de refulare cât și pentru instalația pe partea de evacuare ().În continuare vom prezenta în parte fiecare componentă a instalației de ventilare mecanică.[10]

5.3 Elementele principale ale unei instalații de ventilare mecanică mobilă

Priza de aer este unul din principalele conponente ale instalatiei de ventilare,fiind un element exponențial pentru preluarea aerului din exterior cu scopul de a fi introdus în interiorul încăperii de ventilat.Acest element este un element fix care poate fi amplasat în locuri precum spații verzi,fereastră sau fațadă ori în cel mai frecvent mod sub cornișă.Aceasta este alcatuită în mod uzual dintr-o ramă de oțel cornier,plasă de sârmă,streckmetal sau trafor care are și rolul de a împiedica pătrunderea corpilor străini li jaluzele contra ploii.Rama prizei poate fi fixată pe zidăria peretelui ori direct pe canalul din tablă.[2]

Amplasarea prizei de aer,se face în mod obligatoriu în locuri în care nu există riscul de apariție a gazelor nocive,a prafului combustibil sau inflamabil.Excepție de la amplasarea prizei de aer în zone care nu pot corespunde condițiilor de mai sus,este atunci când amplasarea se face la nivelul parterului.Pentru o funcționare în regim perfect normal se cere ca lățimea prizei față de teren să fie de minim 2,5-3m.În cazul în care se dorește a se instala priza în exteriorul casei,se recomandă ca fixarea acesteia pe perete să se faca înspre nord,nord-vest sau nord-est,deoarece în acest caz priza nu este expusă direct radiațiilor solare ceea ce duce la o bună ventilare prin faptul că aerul nu se supraîncălzește.[8]

Filtrul de praf este un element nelipsit de la orice aparat de aer condiționat,fie el mobil fie fix,iar rolul acestuia este acela de a reține particulele de praf care provin din aerul proaspăt și cel recirculat.Filtrele au directă legătură cu eficacitatea aparatului de a funcționa,astfel că camera unde este amplasat filtrul de aer trebuie să aibe o ușă de acces pe partea de aer necurățat,acesta fiind locașul prin care se scot filtrele în scopul de a fi curățate.[5]

Bateria pentru încălzirea aerului,este un ansamblu format din țevi cu aripioare,țevi cu bandă spiralată,tevi și lamele care se folosesc la încalzirea aerului în perioada rece a anului,astfel că totodată trebuie precizat că îndeplinesc funcția de schimbător de căldură.Funcționarea bateriei de încalzire se poate face în mai multe feluri cum ar fi cu apă caldî,fierbinte sau cu abur.Se mai folosesc dar foarte rar,în funcție de utilizare și mediul amplasării baterii electrice sau gaze arse.[1]

Ventilatoarele de introducere și de evacuare a aerului sunt de regulă de tip centrifugal monoaspirant și mai rar dublu aspirante,dar pot avea și forma axială în cazul în care execuția este una ingrijită.Acest ansamblu de obicei este montat dupa ansamblul filtru-baterie,dar în urma unor calcule făcute sa dovedit faptul ca în unele cazuri intercalănd ventilatorul între filtru și baterie poate duce la economie în ce privește funcționarea sistemului.Filtrul și bateria se montează în mod dependent de sistemul de ventilare,acest fapt datorându-se considerentelor de montaj,astfel că cele doua formează un bloc comun.[10]

Rețeaua de canale în mod uzual este executată din tabla de oțel zincată.Alături de această rețea de canale trebuie montate și ajustate toate accesoriile care permit ca după execuția instalației un control,o măsurare,o reglare și o curățare a canalelor sistemului.[17]

Gurile de aer de introducere și evacuare sunt de diverse tipuri de formă,alcătuire dar și materialul de fabricație.În funcție de anumite considerente,gurile de aer de introducere și evacuare pot fi montate direct pe zidăria construcției cât și pe canalele de aer.În montarea instalației trebuie aplicate toate elementele pentru ca aceasta să permită modificarea direcției jetului de aer pe verticală sau orizontală în funcție de cerințe și totodată pentru a putea regla în mod eficient debitul de aer de introdus în instalație.În cadrul instalației lipsa acestor elemente pot duce la o senzație deranjantă de curent și totodată duce la neutilizarea întregului sistem de ventilare.[17]

Gura de evacuare a aerului în exterior poate fi identică prin construcție cu priza de aer sau în locul jaluzelelor fixe se pot folosi jaluzele de suprapresiune.Rolul gurii de aer în cadrul instalației este acela de a ajuta la eliminarea aerului viciat,cu impurități din interiorul încăperii în atmosferă.Modul de fixare al acestor guri de evacuare se face în funcție de anumite considerente cât și de dorința proprietarului.Acestea pot fi montate pe acoperiș cât și în pereții laterali sau în ochiuri de fereastră.[17]

Recuperatorul de căldură este în general un schimbător de căldură de tip aer-aer.Rolul acestuia este ca în momentul introducerii aerului în încăpere,acesta este încălzit parțial pe seama aerului viciat care este evacuat în exterior.Prin faptul că există doar o mică diferență între temperatură și coeficientul global de transfer de căldură relativ redus ,se determină faptul ca se obține o suprafața mare de schimb,astfel că folosirea lui este una limitată.Modul de fixarea poate fi ori în centrala de ventilare ori pe acoperiș.[17]

Atenuatorul de zgomot este un aparat care este în mare parte acoperit cu material fonoabsorbant care are rolul de a atenua nivelul de zgomot al aerului la trecerea prin el.Acesta poate fi amplasat atât în centrala de ventilare cât și pe canalele de legătură dintre centrală și încăpere.[17]

5.4 Descrierea instalației mobile de aer condiționat proiectate(poze părti component ale echipamentului)

Funcții ale butoanelor

On/Off – Acest buton porneste sau opreste aparatul

TEMP+ – Acest buton comandă cresterea temperaturii aerului

TEMP- – Aceste buton comandă scăderea temperaturii aerului

Mode – Acest buton selectează modul de funcționare a aparatului, în trei moduri COOL (rece) , DRY (dezumidificare) , FAN (ventilare)

Fan – Acest buton selectează viteza ventilatorului, in următoarele trei moduri LOW(încet), MED(mediu), HIGH(repede)

Lock – Blochează butonele de pe panoul de comandă

Fig 5.5 Panou comandă aparat de aer condiționat mobil

1. Program COOL (răcire):

Pentru modul de răcire se selecteaza MODE – COOL(Fig 5.5) acest mod este specific pentru a răci cât mai rapid camera și este cel mai bun mod pentru a păstra temperatura rece.

2 Program DRY (dezumidificare) :

Pentru modul de dezumidificare se selecteaya MODE – DRY(Fig 5.5) acest mod este special creat pentru a scoate cat mai eficient și rapid umeyeala din aer.Este indicat ca atunci când folosiți acest mod sa țineși ușile și ferestrele închise pentru o performanță maximă.

3 Program FAN(ventilare):

Acest modul se selectează prin MODE – FAN(Fig 5.5) și va porni ventilarea in cameră , pentru acesta nu avem nevoie rezervorul de colectare a apei, deoarece acest modul nu răceste , doar ventilează .

4 Program HEAT(încalzire):

Acesta este modulul final pentru care trebuie sa selectam MODE – HEAT(Fig 5.5) și este folosit prentu a încălzi camera. Pentru acest mod trebuie sa mutam tubulara flexibilă la ventilatorul de răcire pentru a putea lucra în performanțe maxime

Fig 5.6 Aparat aer conditionat mobil

Fig 5.7 Gura de evacuare

Capitolul 6

Calculul economic

Pentru realizarea acestui calcul s-a folosit modulul Cool Tools Evaluation al programului Cool Pack cu ajutorul căruia se poate studia influența unor parametrii ai instalației – putere frigorifică, temperatura aerului de intrare în condensator – asupra consumului de energie.

Interfața acestui modul aste alcătuit din trei submodule :

,,Process specification for present situation ’’ ne prezintă caracteristicile de funcționare

ale aparatelor componente ale instalației;

,,State points’’ care ne prezintă parametrii de stare;

,,Changes’’ care ne prezintă modificările unor parametrii, precum și economiile anuale de energie electrică și de bani în diferite monede europene, precum și în dolari.

Fig 6.1 Calcul cu programul COOL-PACK[8]

Fig 6.2 Calcul cu programul COOL-PACK[8]

6.1.1 Influența scăderii puterii frigorifice asupra consumului de energie.

S-au luat în calcul scăderi ale puterii frigorifice cuprinse între 5 și 22, datorate faptului că casa nu este ocupată tot timpul zilei.

Rezultatele calculului sunt prezentate sub forma unui grafic în care se poate vedea influența scăderii puterii frigorifice asupra energiei consumate și asupra costului acesteia.

Fig 6.3 Influența scăderii puterii frigorifice asupra consumului de energie[8]

Fig 6.4 Influența puterii frigorifice asupra costurilor de funcționare[8]

Fig 6.5 Influența puterii frigorifice asupra costurilor de funcționare[8]

6.1.2Influența scăderii temperaturii aerului cu care este răcit condensatorul

În perioadele de primăvară, toamnă și chiar unele perioade din vară, temperatura aerului de răcire scade sub valoarea luată în calcul pentru proiectarea instalației. Acest lucru duce la o scădere a consumului de energie și implicit a costurilor de funcționare a instalației. Aceste aspecte sunt prezentate sub formă grafică.

Fig 6.6 Influența scăderii temperaturii aerului cu care este răcit condensatorul[8]

Fig 6.7 Influența scăderii temperaturii aerului cu care este răcit condensatorul[8]

În continuare vom realiza un cost necesar al componentelor instalației de ventilat mobile:

Tabelul 6.1

Capitolul 7

Concluzii

În România, clima exterioară este de tip continental excesiv: veri călduroase și ierni geroase.Chiar dacă, intervalele de timp cu temperaturi excesive nu sunt foarte lungi, acestea ne pot aduce prejudicii semnificative sănătății.Mai ales dacă, în încăperile în care stăm sau lucrăm, nu sunt condiții corespunzătoare de climă interioară (microclimă).

Cu excepția sezoanelor blânde (primăvara și toamna), din ce în ce mai scurte, restul perioadelor au devenit suficient de agresive, cu ierni capricioase având temperaturi între -50C și -250C și veri  nărăvașe, cu temperaturi frecvente, între +350C și +420C.[8]

Evident, la nivelul fiecărei localități din țară, valorile sunt diferite dar impactul asupra omului este același.Majoritatea oamenilor, indiferent de gradul de îmbrăcare, afară sau înăuntru, se simt bine la o temperatură medie a pielii corpului de cca. +330C.Starea de inconfort termic apare când această temperatură se află sub +31,60C sau peste +34,40C.Pentru un om, aflat într-o încăpere, atât suprafețele acesteia (pereți, ferestre, tavan, pardoseală etc.), cât și aerul înconjurător, static sau în mișcare, sunt elementele spre care acesta își transferă căldura produsă prin metabolism.Transferul are loc direct, prin piele, prin transpirație și prin respirație.De felul și de mărimea acestor transferuri depinde starea noastră de confort.[16]

Ca o un scurt istoric in ceea ce priveste aparatele de aer conditionat putem spune ca ideea de răcire a aerului din spațiile închise a apărut pentru prima dată in Egipt. Prima formă de „aparat de aer condiționat" a fost un sistem de apeducte în pereții încăperilor. Bazată pe folosirea apei reci, metoda era accesibilă numai claselor superioare, deoarece apa era o resursă prețioasă la acea vreme. Termenul de „aer condiționat" a apărut in 1960 când un inginer din industria textilă, Stuart Cramer, l-a folosit. Acesta a experimentat diferite feluri de a ameliora efectele aerului uscat generat de procesul de producție. Noua dezvoltare pe care Cramer a inițiat-o a avut un efect considerabil asupra calității aerului din fabrică.Dat totusi printre primii care au avut aceasta ideea de racire au fost grecii antici, everii si persanii,care au inteles aceasta teorie si au creat ideea de “aer conditionat”. Ei au utilizat gheata naturala si zapada pentru a raci vinul, mancarea si alte delicatese. Au folosit lemn si rumegus pentru a izola gheata si a reduce transferal de caldura, oprind gheata sa se topeasca. Persii medievali au utilizat un sistem complicat de constructie cisterne si turnuri de vant pentru a raci cladirile in timpul sezonului cald. Cisternele erau piscine cu deschidere larga pozitionate in curte pentru a retine apa de ploaie. Acesta se evapora apoi, racind aerul din gospodarii. Turnurile au fost construite cu ferestre ce puteau prinde vantul si lamele interne ce directionau fluxul de aer in interiorul claridilor. Primele aparate cu rol de a controla umiditatea aerului au fost inventate la începutul secolului 20 pentru a fi folosite în tipografii. Aparatele de aer condiționat au început să fie folosite la scară largă în anii 1950, pentru a răci aerul din case sau automobile.[1]

În afara lucrurilor menționate mai sus,aerul condiționat a ajuns o sursă neprețuită în ceea ce înseamnă un confort ridicat dar și pentru a avea un stil și un mod de viață sănătos.Starea noastra de sănătate ca și oameni este strâns legată de acest detaliu numit comfort,lucrul cel mai de preț pentru fiecare dintre noi.Un alt aspect foarte important o reprezintă mediul înconjurator în care trăim și calitatea acestuia,deoarece fiecare dintre noi ne-am dori un mediu cu o ambianță relaxantă,meditativă în care stresul cotidian să nu existe.Dacă punem cap la cap cele două idei putem observa că amândoua au aceeași bază,ceea a sănătății noastre,a satisfacerii noastre personale ca și oameni.Un mediu sanatos duce la un progres în ceea ce privește abilitățile noastre pe plan profesional cât și cel cognitiv.Sănătatea noastră este strâns legată și de temperatura mediului ambiant,gradul de temperatură din cadrul încăperii în care ne desfășuram activitatea.Aceste surse de aer condiționat sau surse de aparate de ventilat sunt un mare folos pentru noi oamenii,mai ales dacă mediul în care trăim este unul toxic sau nociv pentru sănătatea noastră.[13]

Aceste aparate au ajuns să se dezvolte pe plan industrial fiind folosite în multitudinea de domenii care au cunoscut o mare dezvoltare după anii 90’,fiind un accesoriu indispensabil în fabrici sau în cadrul mariilor companii.  Datorită descoperirii acestor aparate, industria medicală, a filmelor, a tutunului, a cărnii au cunoscut o dezvoltare rapidă, aerul din fabrici devenind uscat si nu mai compromitea calitatea produselor.Și industria mașinilor a profitat de noua descoperire, astfel în 1940 Packard a fost prima mașina dotată din fabrică cu aer condiționat, iar la ora actuală, 99% din mașini sunt dotate din fabrică cu dipozitive de răcire a aerului.[15]

    Așa cum toate industriile au cunoscut dezvoltări remarcabile, așa și în acest domeniu se încearca tehnologii noi, așa zisele "smart technologies" care utilizează microprocesoare de ultima generație care controlează automat temperaturile și sistemele de circulație a aerului. De asemenea s-a trecut peste simpla apăsare pe butonul telecomenzii, acum sistemele sunt conectate la PC-uri sau la smartphonuri, iar atunci când e necesară inlocuirea filtrelor, aceastea se pot anunța prin sms sau e-mail.Pe viitor se dorește conectarea prin smart technologies la rețelele de electricitate, permițând aparatelor instalate în diverse locații să se adapteze automat la condițiile geografice și meteorologice specifice fiecarei zone, iar funcționarea lor să se facă cu minimum de consum energetic. La inceputul apariției sistemelor de răcire, acestea funcționau cu un consum foarte mare de energie electrică, dar astazi acest consum a fost diminuat foarte mult.[9]

 Din cauza aceste invenții, se pot popula  și dezvolta zone de pe glob care fără existența aparatelor de răcire și reciclare a aerului nu pot fi locuite. Așa sunt multe zone din SUA, precum Nevada, care fără această invenție nu ar fi putut fi locuită și nu ar fi cunoscut o așa mare dezvoltare.De asemenea explorarea spațiului nu ar fi posibilă fără aerul condiționat. Sistemele de controlare a aerului permit viață în navetele spațiale, iar sistemele din costumele astronautilor, le permit sa iasa în spațiu, permițându-le să iasă pe Lună.

   Din aceste motive, descoperirea aerului condiționat este considerată,în anul 2000, una din primele 10 descoperiri ale ingineriei mecanice din secolul al XX-lea.

Capitolul VIII

Bibliografie

[1].Mădărășan T.,Bălan M.-Termodinamică tehnică, Editura Sincron, Cluj-Napoca, 1999

[2].Bălan M.-Instalații frigorifice, Teorie și programe pentru instruire, Editura Todesco,
Cluj-Napoca, 2000

[3].Bălan M., Pleșa A.,- Instalații frigorifice , construcție , funcționare și calcul , Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2000

[4].Andreica H., – Alcătuirea și calculul elementelor de construcții , Editura Dacia , Cluj-Napoca , 2000

[5].Christea Al.-Ventilarea și condiționarea aerului, vol.III, Editura Tehnică , București , 1976

[6].Campianu N.-Bazele cercetării experimentale, curs

[7].Chiriac Fl.-Instalații frigorifice, Editura didactică și pedagogică , București , 1981

[8].Duță Gh.-Instalații de ventilare și climatizare, Indrumător de proiectare, vol.I și II, Litografia Institutul de construcții ,București, 1984

[9].Hardău M.-Metoda elementelor finite, Atelier de multiplicare al UTC-N

[10].Hodor V.-Transfer de căldură și masă, curs

[11].Mera M.-Tehnologia fabricării mașinilor termice, curs

[12].Pleșa A.-Utilaj termic, curs

[13].Săvulescu T.-Instalații de încălzire și ventilare, Editura tehnică , București, 1985

[14].Voicu V.-Instalații de ventilare și de condiționare a aerului, Editura tehnică, București , 1999

[15].***Manualul inginerului termotehnician, vol.I, II, III, Editura Tehnică, București,1986

[16].***Calculul necesarului de căldură. STAS 1907/1,2-82

[17].***Parametrii climatici exteriori. Calculul aporturilor de căldură din exterior. STAS 6648/1,2-82

Capitolul 9

Anexe

Anexa 1

Anexa 2

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA __________________________________________________________________________

DEPARTAMENTUL ___________________________________________________________________________

TEMA_____________________________________________________________________

Lucrare de Finalizare a studiilor a studentului_________________________________________________________________

1). Tema lucrării de finalizare a studiilor:_______________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

2). Termenul pentru predarea lucrării _________________________________________________________________________

3). Elemente inițiale pentru elaborarea lucrării de finalizare a studiilor

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

4). Conținutul lucrării de finalizare a studiilor :_________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

5). Material grafic:__________________________________________________________

6). Locul de documentare pentru elaborarea lucrării:______________________________________________________________________________________________________________________________________________

7). Data emiterii temei________________________________________________________________

Coordonator științific :

Bibliografie

[1].Mădărășan T.,Bălan M.-Termodinamică tehnică, Editura Sincron, Cluj-Napoca, 1999

[2].Bălan M.-Instalații frigorifice, Teorie și programe pentru instruire, Editura Todesco,
Cluj-Napoca, 2000

[3].Bălan M., Pleșa A.,- Instalații frigorifice , construcție , funcționare și calcul , Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2000

[4].Andreica H., – Alcătuirea și calculul elementelor de construcții , Editura Dacia , Cluj-Napoca , 2000

[5].Christea Al.-Ventilarea și condiționarea aerului, vol.III, Editura Tehnică , București , 1976

[6].Campianu N.-Bazele cercetării experimentale, curs

[7].Chiriac Fl.-Instalații frigorifice, Editura didactică și pedagogică , București , 1981

[8].Duță Gh.-Instalații de ventilare și climatizare, Indrumător de proiectare, vol.I și II, Litografia Institutul de construcții ,București, 1984

[9].Hardău M.-Metoda elementelor finite, Atelier de multiplicare al UTC-N

[10].Hodor V.-Transfer de căldură și masă, curs

[11].Mera M.-Tehnologia fabricării mașinilor termice, curs

[12].Pleșa A.-Utilaj termic, curs

[13].Săvulescu T.-Instalații de încălzire și ventilare, Editura tehnică , București, 1985

[14].Voicu V.-Instalații de ventilare și de condiționare a aerului, Editura tehnică, București , 1999

[15].***Manualul inginerului termotehnician, vol.I, II, III, Editura Tehnică, București,1986

[16].***Calculul necesarului de căldură. STAS 1907/1,2-82

[17].***Parametrii climatici exteriori. Calculul aporturilor de căldură din exterior. STAS 6648/1,2-82

Anexe

Anexa 1

Anexa 2

UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA __________________________________________________________________________

DEPARTAMENTUL ___________________________________________________________________________

TEMA_____________________________________________________________________

Lucrare de Finalizare a studiilor a studentului_________________________________________________________________

1). Tema lucrării de finalizare a studiilor:_______________________________________

___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

2). Termenul pentru predarea lucrării _________________________________________________________________________

3). Elemente inițiale pentru elaborarea lucrării de finalizare a studiilor

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

4). Conținutul lucrării de finalizare a studiilor :_________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

5). Material grafic:__________________________________________________________

6). Locul de documentare pentru elaborarea lucrării:______________________________________________________________________________________________________________________________________________

7). Data emiterii temei________________________________________________________________

Coordonator științific :