Capitolul Iii Ventilare Septembrie 2017 Final [309184]
CAPITOLUL III
INSTALAȚII DE VENTILARE ȘI CLIMATIZARE
CUPRINS
III. INSTALAȚII DE VENTILARE ȘI CLIMATIZARE 5
III.1. Noțiuni generale privind instalațiile de ventilare și climatizare 5
III.1.1. Clasificarea instalațiilor de ventilare și climatizare 8
III.1.2. Semne convenționale și denumiri folosite în instalațiile de ventilare și climatizare 12
III.2. Instalații de ventilare 14
III.2.1. Ventilarea naturală 14
III.2.2. Ventilarea naturală organizată 14
III.2.3. Sisteme de ventilare naturală organizată 15
III.2.4. Ventilarea mecanică 19
III.2.5. Ventilarea mecanică locală 19
III.2.6. Ventilarea mecanică generală 21
III.2.7. Elementele principale ale unei instalații de ventilare mecanică 22
III.2.8. Sisteme de ventilare mecanică generală 25
III.3. Sisteme de climatizare a clădirilor 40
III.3.1. Cerințe pentru realizarea climatizării 40
III.3.2. Tipuri de sisteme de climatizare 44
III.3.3. Criterii de alegere și prescripții privind concepția sistemelor de climatizare 45
III.3.4. Sistemul de climatizare „numai aer” 46
III.3.5. Sistemul de climatizare „numai aer” cu debit constant 47
III.3.6. Instalații ,,numai aer” cu debit variabil 48
III.3.7. [anonimizat] 51
III.3.8. Sisteme de climatizare „aer-apă” cu ventiloconvectoare 52
III.3.9. Climatizarea cu aparate de inducție (ejectoconvectoare, grinzi de răcire) 59
III.3.10. Climatizarea cu pompe de căldură cu buclă de apă 62
III.3.11. Climatizarea „aer – agent frigorific” 64
III.4. Componente ale sistemelor de ventilare/climatizare 68
III.4.1. Elemente și dispozitive terminale pentru introducerea și extragerea aerului din încăperi 68
III.4.2. Dispozitive pentru reglarea debitelor de aer 77
III.4.3. Ventilatoare 81
III.4.4. Filtre de aer 88
III.4.5. Baterii de încălzire/răcire 89
III.5. Agregate centrale de tratare a aerului 93
III.5.1. Sisteme monobloc 93
III.5.2. Dulapuri de climatizare 94
III.5.3. Agregate de tratare a aerului 95
III.5.4. [anonimizat] 96
III.5.5. Centrale de tratare a aerului – AHU 97
III.5.6. [anonimizat] 104
III.6. Elemente de calcul al instalațiilor de ventilare și climatizare 110
III.6.1. Calculul sarcinii termice de încălzire și răcire a încăperilor climatizate 110
III.6.2. Debitele de aer în spațiile ventilate si climatizate 112
III.6.3. Dimensionarea conductelor de aer și calculul pierderilor de sarcină 120
III.6.4. Exemple de calcul 121
III.6.5. Anexe 129
III. INSTALAȚII DE VENTILARE ȘI CLIMATIZARE
III.1. Noțiuni generale privind instalațiile de ventilare și climatizare
Fig.III.1.1. Sistem de ventilare și climatizare al unei încăperi (http://climatizareonline.ro)
Sistemele de ventilare (Fig.III.1.2) au rolul de a [anonimizat] a asigura calitatea necesară a aerului interior.
Climatizarea, [anonimizat] a aerului interior și de confort termic.
Aerul este agentul prin care se realizează toate procesele de ventilare și condiționare.
[anonimizat], de tipul surselor de poluare și de activitatea care se desfășoară în încăpere. [anonimizat] ([anonimizat].).
Fig.III.1.2. Sistem de ventilare al unei clădiri
1 – priză aer proaspăt; 2 – ventilator; 3 – introducere aer proaspăt în încăperi; 4 – evacuare aer viciat din încăperi; 5 – grilă evacuare aer viciat.
Sunt stabilite patru categorii de calitate a aerului interior (IDA1 – IDA4) pentru încăperi civile, menționate în Tab.III.1.1.
Tab.III.1.1. Categorii de calitate a aerului interior (conform SR EN 13779:2007)
Încadrarea în categoriile IDA menționate, se face în funcție de destinația clădirii, de activitatea din încăperi, de tipul surselor de poluare.
Astfel, pentru clădirile civile în care principala sursă de poluare o reprezintă bioefluenții emiși de oameni, calitatea aerului în încăperile în care nu se fumează, se clasifică după concentrația de bioxid de carbon acceptată la interior, peste concentrația exterioară, conform Tab.III.1.2.
Tab.III.1.2. Categorii de calitate a aerului interior în funcție de concentrația de CO2 peste nivelul exterior (conform SR EN 13779:2007)
În funcție de nivelul de poluare din încăperi, calitatea aerului extras din încăperi se clasifică în patru categorii (ETA1 – ETA4), conform Tab.III.1.3.
În cazul în care aerul extras provine din amestec de aer de categorii diferite, tot debitul de aer se va considera ca având categoria cea mai mare.
Tab.III.1.3. Categorii de calitate a aerului extras din încăperi (conform SR EN 13779:2007)
Calitatea aerului exterior se clasifică în cinci categorii (ODA1 – ODA5), conform Tab.III.1.4.
Tab.III.1.4. Categorii de calitate a aerului exterior (conform SR EN 13779:2007)
Aerul introdus în încăperile ocupate, trebuie să asigure prin calitatea sa și prin debitul de aer, calitatea aerului interior din zona ocupată (sunt considerate două categorii pentru aerul introdus: SUP1 – SUP2, conform Tab.III.1.5).
Tab.III.1.5. Categorii de calitate a aerului introdus în încăperi (conform SR EN 13779:2005)
Ventilarea se realizează prin introducerea în încăpere a aerului curat și evacuarea aerului viciat. Spre deosebire de ventilare, prin condiționarea aerului se urmărește crearea și menținerea constantă a unor anumite stări fizice ale aerului în încăperi și, în acest scop, instalațiile de condiționare acționeaza asupra temperaturii și umiditătii aerului.
Pentru îndepărtarea căldurii și umidității, în exces, a gazelor, prafului și mirosurilor, apare necesitatea introducerii controlate a unui anumit debit de aer care, după caz, trebuie încălzit, răcit, uscat sau umidificat.
La orice sistem de ventilare (sau climatizare) este necesar să se introducă în încăperi aer tratat (aer refulat, aer introdus) care să preia emisiile în exces (căldură, umiditate, gaze, vapori, praf) și să le elimine odată cu acesta (aer aspirat, aer absorbit) din încăperi, după care totul să fie îndepărtat în exterior (aer evacuat).
Instalațiile de ventilare și climatizare pot fi diferențiate după modul de vehiculare a aerului, după extensia spațiului supus ventilării, după diferența de presiune dintre încăperea ventilată și încăperile adiacente, după gradul de complexitate al tratării aerului în funcție de cerințele tehnologice sau de confort sau după alte criterii.
În cazul unor încăperi industriale în care au loc, preponderent, degajări de căldură și umiditate (vapori de apă), este suficient pentru îndepărtarea acestora să se realizeze o ventilare naturală organizată prin practicarea unor deschideri, de o anumită dimensiune, amplasate la părțile inferioară și superioară ale pereților exteriori, în cazul încăperilor aglomerate însă, datorită degajărilor importante de căldură și umiditate precum și a valorilor stricte la care trebuie menținuți parametrii confortului termic, sunt necesare încălzirea și umidificarea aerului iarna, răcirea și uscarea aerului vara, procese ce pot fi realizate numai cu o instalație de climatizare.
Acest lucru poate fi realizat, după caz, cu ajutorul unei instalații de ventilare, de climatizare parțială sau de climatizare (totală). Natura și cantitatea noxelor în exces, modul lor de propagare, dimensiunile și sistemul constructiv al încăperilor, limitele parametrilor confortului termic, limitele admisibile la care trebuie reduse concentrațiile diverselor noxe, la care se adaugă, de cele mai multe ori, cu o pondere importantă, considerentele economice, au condus la utilizarea în practică a unei game mari și variate de instalații de ventilare și climatizare.
III.1.1. Clasificarea instalațiilor de ventilare și climatizare
După diferite criterii, ventilarea se clasifică în mai multe categorii care țin cont de cel puțin patru criterii (Fig.III.1.3.).
În funcție de energia care asigură deplasarea aerului, ventilarea poate fi naturală, mecanică, sau hibridă.
Fig.III.1.3. Clasificarea instalațiilor de ventilare
Fig.III.1.4. Sistem de ventilare prin fante la nivelul ferestrelor (www.ventilation-system.com)
1 – grilă de ventilare în fereastră; 2 – ventilator de evacuare.
Ventilarea naturală (Fig.III.1.5) se realizează datorită diferențelor de presiune dintre interiorul și exteriorul clădirii, create de factori naturali: diferențe de temperatură și vânt.
Ventilarea naturală poate fi organizată (Fig.III.1.5.a) sau neorganizată (Fig.III.1.5.b). În cazul ventilării organizate, sistemul de ventilare (deschideri, conducte) este conceput pentru a realiza cerințele de calitate a aerului interior. Ventilarea neorganizată, numită și aerisire, se face ca urmare a neetanșeităților clădirii sau prin deschiderea ferestrelor.
Fig.III.1.5. Ventilarea naturală a încăperilor (http://blog.intax.ro/sisteme-de-ventilatie-corect-realizate/)
Neorganizată b) Organizată
1 – grile de aspirație; 2 – tubulatură; 3 – grile de evacuare.
Ventilarea mecanică se realizează prin mijloace mecanice (ventilatoare). În cazul ventilării hibride, pe circuitul de evacuare naturală, mijloacele mecanice sunt puse automat în funcțiune atunci când factorii naturali nu pot asigura tirajul.
În funcție de numărul de circuite, instalațiile de ventilare se clasifică în instalații cu un circuit (monoflux – Fig.III.1.6.) sau cu două circuite (dublu flux – Fig.III.1.7.).
La instalațiile cu un circuit, se asigură vehicularea mecanică a aerului pe circuitul de introducere sau de evacuare a aerului. La instalațiile cu două circuite atât introducerea cât și evacuarea aerului se realizează mecanic.
Fig.III.1.6. Ventilare mecanică monoflux (http://www.homeventilation.co; http://www.aereco.ro)
Fig.III.1.7. Ventilare mecanică dublu flux (http://www.homeventilation.co)
Ventilarea hibridă (Fig.III.1.8.) este o ventilare naturală la care au fost introduse și mijloace mecanice de vehiculare a aerului, care intră însă în funcțiune numai atunci când diferențele de presiune create de factorii naturali sunt insuficiente pentru realizarea debitului de aer necesar.
Fig.III.1.8. Ventilare hibridă
În funcție de presiunea aerului din interiorul încăperilor, în raport cu presiunea exterioară acestora, instalațiile sunt în suprapresiune, în depresiune sau echilibrate. Instalațiile de ventilare mecanică cu un circuit sunt sau în depresiune (cu circuit mecanic de aspirație) sau în suprapresiune (cu un circuit mecanic de introducere). Instalațiile cu două circuite pot fi în depresiune dacă debitul introdus mecanic este mai mic decât cel evacuat, în suprapresiune dacă debitul introdus mecanic este mai mare decât cel evacuat sau echilibrate, dacă cele două debite sunt egale.
După volumul spațiului ventilat de instalație, se poate realiza o ventilare locală (de exemplu prin aspirație locală) sau generală. Prin folosirea ventilării locale împreună cu ventilarea generală, se obține ventilarea combinată.
După modul de tratare a aerului, ventilarea poate fi simplă (fără tratare) sau cu tratare, iar tratarea aerului poate fi simplă sau complexă.
III.1.2. Semne convenționale și denumiri folosite în instalațiile de ventilare și climatizare
Pentru diversele părți ale instalațiilor, se folosesc semnele convenționale indicate în Tab.III.1.6.
Tab.III.1.6. Semne convenționale pentru instalațiile de ventilare sau climatizare
Denumiri folosite:
AI – aer refulat (introdus) în încăperea/încăperile deservite de instalații;
AA – aer aspirat din încăperea/încăperile deservite;
AE – aer aspirat din încăpere/încăperi eliminat (evacuat) în atmosferă;
AR – aer recirculat, o parte sau tot aerul aspirat, AA, dirijat spre a fi din nou tratat și reintrodus în încăpere/încăperi;
AM – aer amestecat provenit din amestecul aerului exterior (proaspăt), AP, și a unei părți din aerul aspirat, AA;
AP – aer proaspăt preluat din atmosferă prin intermediul unei prize de aer;
AEP – aer epurat, aer evacuat din încăpere/încăperi, supus unui proces de separare și reținere a celor mai multe noxe, înainte de a fi evacuat în atmosferă în scopul reducerii poluării.
Notațiile P și R plasate înainte de simbolurile menționate au semnificația:
P – aer pretratat; R – aer retratat.
Criterii generale de alegere a sistemelor de ventilare
Alegerea sistemului depinde de:
destinația clădirii;
activitatea din interior;
climatul exterior;
categoria de clădire din punctul de vedere al poluării interioare;
categoria de calitate a ambianței, stabilită prin tema de proiectare;
cantitatea și toxicitatea poluanților;
distribuția spațială a surselor de poluare (inclusiv gradul de ocupare);
necesitatea de a crea o direcție de deplasare a poluanților în zona (clădire);
arhitectura spațiului ventilat.
În toate situațiile, alegerea sistemului trebuie făcută astfel încât să se obțină condițiile cerute de confort termic și de calitate a aerului, cu un consum minim de energie.
Sistemele de ventilare cu două circuite (dublu flux) trebuie să fie prevăzute cu echipamente de recuperare a căldurii.
Depresiunea și suprapresiunea create de sistemele de ventilare se stabilesc astfel încât aerul să circule dinspre spațiile cu cerințe mai mari de calitate a aerului către spațiile cu cerințe de calitate mai scăzute. Pentru ansamblul zonei ventilate, trebuie să se realizeze echilibrarea debitelor de aer.
În situația unor degajări concentrate de poluanți este necesară realizarea unor sisteme locale de aspirație. Aerul de compensare se va introduce după caz, natural sau prin sistem general de ventilare, asigurând încălzirea sa în perioada rece a anului.
III.2. Instalații de ventilare
III.2.1. Ventilarea naturală
Înlocuirea aerului dintr-o încăpere de un număr de ori, în timp de o oră, ca urmare a acțiunii independente sau simultane a factorilor naturali (presiunea termică și presiunea vântului) poartă numele de „ventilare naturală”. Dacă schimbul de aer al unei încăperi se realizează prin neetanșeitățile acesteia (rosturile din jurul ferestrelor și ușilor, porii materialelor) putem vorbi de o ventilare naturală, neorganizată. Valoarea schimbului de aer din acest caz este mică (n = 0,5…1,5 schimburi/h; în medie, 1 schimb/h). Valori mai mari se obțin atunci când diferențele de temperatură dintre interior și exterior sunt mai mari sau când vântul suflă cu viteze mari.
Ventilarea naturală este determinată de cei doi factori naturali:
– diferența de temperatură dintre interior și exterior;
– presiunea datorată acțiunii vântului.
Avantajele sistemului de ventilare naturală sunt:
– funcționare simplă;
– cheltuieli de investiție și exploatare reduse.
Dezavantajele utilizarii ventilării naturale sunt:
– imposibilitatea infiltrării sau tratării aerului datorită diferențelor de presiune reduse realizate;
– posibilitatea ca în anumite perioade ale anului să nu existe ventilare datorită lipsei factorilor naturali (ti = te, deci nu există presiune termică și lipsa vântului care nu realizează presiuni și depresiuni pe suprafețele delimitatoare).
Domenii de folosire ale ventilării naturale:
– încăperi cu degajări importante de căldură (halele industriale cu procese termice, spălătorii). Aerul umed și aerul cald au densitatea mai mică decât densitatea aerului uscat sau rece, motiv pentru care se recomandă ventilarea naturală în încăperile cu degajări de căldura și umiditate;
– încăperi fără degajări de substanțe toxice.
Ventilarea naturală poate fi:
– organizată, atunci când se realizează prin dispozitive speciale amplasate în elemente delimitatoare;
– neorganizată, atunci când are loc prin neetanșeitățile ușilor și a ferestrelor.
III.2.2. Ventilarea naturală organizată
Schimbul de aer al unei încăperi se realizează prin deschideri având suprafețe date, iar acestea sunt amplasate la anumite înălțimi în pereții exteriori. Și în acest caz, numărul orar de schimburi de aer este în funcție de diferența de temperatură dintre interior și exterior, de viteza (respectiv presiunea) vântului, dar și de distanța dintre axele deschiderilor prin care aerul pătrunde și iese din încăpere (Fig.III.2.1.). Valorile medii ale acestor schimburi de aer, în perioada de vară (situația cea mai nefavorabilă, determinată de diferențe mici de temperatură între interior și exterior și de viteze mici ale vântului), sunt de ordinul n = 3…5, valoarea mică fiind pentru încăperi normale (h < 3 m), iar valoarea mare pentru încăperi înalte. Schimbul de aer realizat este variabil în timp și deci necontrolabil, fiind în raport direct cu mărimile diferențelor de temperatură și de presiune.
Fig.III.2.1. Ventilarea naturală prin efectul combinat al vântului și al gradientului de temperatură
Te, pe – temperatura și presiunea aerului exterior; Ti, pi – temperatura și presiunea aerului interior; vr – viteza vântului de referință; Δz – diferența de nivel între secțiunea de admisie și cea de evacuare a aerului.
III.2.3. Sisteme de ventilare naturală organizată
Sisteme de ventilare naturală a încăperilor civile:
Ventilare prin ferestre;
Ventilare prin orificii;
Ventilare prin coșuri de ventilare;
Ventilarea combinată (naturală și mecanică).
Sisteme de ventilare naturală a halelor industriale:
Ventilarea cu ochiuri mobile amplasate la partea superioară și inferioară.
Ventilarea cu ochiuri mobile amplasate în ferestre și luminatoare.
Ventilarea cu ochiuri mobile amplasate în ferestre și deflectoare la acoperiș.
Ventilarea combinată (naturală și mecanică).
Dispozitivele de ventilare naturală organizată sunt:
a. Ferestrele – asigură ventilarea prin deschiderea periodică și realizarea schimbului volumic între interior și exterior (Fig.III.2.2.). Sunt utilizate în încăperile fără degajări de substanțe toxice și cu număr redus de ocupanți.
Fig.III.2.2. Ventilarea naturală cu ajutorul ferestrelor
b. Orificii sau ochiuri mobile – sunt prevăzute la nivelul ferestrelor și se deschid la un unghi de 15…30° (Fig.III.2.3.). Folosirea ochiurilor mobile diferă de la un sezon la altul (Fig.III.2.4.).
Fig.III.2.3. Tipuri de ochiuri mobile
Fig.III.2.4. Folosirea ochiurilor mobile în funcție de perioada din an (www.spațiulconstruit.ro)
c. Coșurile de ventilare asigură activarea tirajului datorită diferenței de temperatură și de înălțime dintre punctul de aspirație și punctul de evacuare a aerului viciat. Coșurile de ventilare pot fi:
Individuale (Fig.III.2.5.) – când la un singur coș este racordată o singură încăpere, fiind folosite în cazul clădirilor cu mai puțin de 4 niveluri.
Colective (Fig.III.2.6.) – când la un canal colector sunt racordate mai multe încăperi prin intermediul canalelor secundare numite și deversoare.
Fig.III.2.5. Coșuri de ventilare individuale
1 – secțiune de admisie; 2 – secțiune de evacuare; 3 – coșuri de ventilare individuale.
În cazul clădirilor cu acoperiș tip șarpantă, pentru a nu străpunge învelitoarea în mai multe puncte, dacă distanța dintre gurile de evacuare este mai mică de , acestea pot fi cuplate într-un canal colector, evacuarea făcându-se printr-un singur punct.
Coșurile colective pot fi:
cu deversor pe o parte (Fig.III.2.6.a.);
cu deversor pe două părți (Fig.III.2.6.b.).
La un canal colector se racordează încăperi cu aceeași destinație. Este interzisă racordarea încăperilor cu destinații diferite.
Fig.III.2.6. Coșuri de ventilare colective: a) deversor pe o singură parte; b) deversor pe două părți.
1 – secțiune de admisie; 2 – secțiune de evacuare; 3 – canal secundar (deversor); 4 – canal colector.
d. Deflectorul se bazează pe acțiunea diferenței de presiune realizate datorită acțiunii vântului. Deflectoarele sunt dispozitive tub în tub cu secțiuni circulare sau rectangulare (Fig.III.2.7.) și obligatoriu trebuie prevăzute cu căciuli de protecție împotriva ploii și deasupra coamei clădirilor deservite (Fig.III.2.8.).
Fig.III.2.7. Deflectoare cu secțiune circulară (a) sau rectangulară (b)
1 – tub exterior; 2 – tub interior; 3 – căciulă de protecție.
Fig.III.2.8. Deflector cu căciulă de protecție
e.Luminatoarele, dacă sunt prevăzute cu ochiuri mobile asigură pe lângă iluminarea naturală și ventilarea naturală a încăperii. În general sunt folosite în cazul halelor industriale (Fig.III.2.9.) fiind amplasate pe direcții care utilizează energia cinetică a vântului (Fig.III.2.9.). Modul de amplasare a luminatoarelor precum și modul de realizare trebuie sa țina cont de vântul predominant.
Fig.III.2.9. Utilizarea luminatoarelor la halele industriale
1 – secțiune de admisie; 2 – secțiune de evacuare; 3 – luminator; Vp – vânt predominant; – depresiune; + suprapresiune.
Fig.III.2.10. Incinta unei hale industriale dotată luminatoare (hidrosaltholding.infoconstruct.ro)
Fig.III.2.11. Exemple de luminatoare (www.protehnicus.ro)
Este prezentată incinta unei hale industriale dotată cu luminatoare Fig.III.2.10. precum și exemple de luminatoare Fig.III.2.11.
III.2.4. Ventilarea mecanică
III.2.4.1. Generalități
Ventilarea mecanică este realizată prin intermediul ventilatoarelor care asigură energia necesară vehiculării aerului.
Principalele avantaje ale ventilării mecanice sunt:
Debit de aer constant în timp;
Posibilitatea filtrării și tratării aerului tot timpul anului;
Posibilitatea controlării stării de suprapresiune sau de depresiune în încăperile ventilate;
Posibilitatea controlării circulației aerului, astfel încât să fie spălată întreaga suprafață a încăperii;
Posibilitatea recirculării unei parți din debitul evacuat și a recuperării energiei conținute.
Dezavantajul principal constă în costuri de investiție și exploatare ridicate.
Instalațiile de ventilare mecanică pot fi clasificate după mai multe criterii și anume:
După modul de alcătuire:
Ventilare mecanică prin aspirație;
Ventilare mecanică prin refulare;
Ventilare mecanică prin refulare și aspirație.
După modul de tratare a aerului:
Ventilare mecanică cu încălzire;
Ventilare mecanică cu răcire;
Ventilare mecanică cu umidificare;
Ventilare mecanică cu uscare.
III.2.5. Ventilarea mecanică locală
Prin aspirație – folosită în cazul surselor concentrate de nocivități, care pot avea degajări instantanee cu intensitate ridicată. Întotdeauna ventilarea locală prin aspirație trebuie combinată cu ventilarea generală de introducere, care are ca scop compensarea aerului evacuat și diluarea scăpărilor de la ventilarea locală. Daca eficiența dispozitivului de aspirație este scăzută este recomandat și un sistem de evacuare generală.
Prin refulare – folosită pentru realizarea condițiilor de microclimat la punctul de lucru cu caracteristici deosebite prin realizarea unor jeturi de aer (dușuri de aer). Este folosită și pentru protecția spațiilor care au deschideri spre exterior prin care circulația este intensă sau pe perioade mai lungi de timp (perdele de aer).
Prin refulare și aspirație – realizeaza protectia unor surse de nocivitati impiedicand patrunderea nocivitatilor în zona de lucru. Realizarea protecției se face prin intermediul jeturilor și a perdelelor de aer.
Dispozitive de aspirație locală
Deschise: – hote;
– guri de captare deschise.
Semiînchise: – hote semiinchise;
– nișe de ventilare (nișe de laborator);
-guri de captare semiînchise.
Închise: – carcase.
HOTE
Hota clasică
Este cel mai eficient dispozitiv;
Condiția pentru buna funcționare: înălțimea șorțului să fie egală cu 0,2*D. În aces fel rezultă o zonă de uniformizare a aspirației aerului.
Hotele pot fi de perete (Fig.III.2.13.) sau centrale (Fig.III.2.14).
Fig.III.2.12. Hotă clasică (www.hote-faber.ro)
1 – corp hotă; 2 – ventilator centrifugal; 3 – secțiune de extragere aer viciat (grătar); 4 – șorț.
Fig.III.2.13. Exemplu de dimensiuni pentru o hotă uzuală de perete(www.ventilatoare.store.ro)
Fig.III.2.14. Exemplu de dimensiuni pentru o hotă centrală uzuală (www.hote-faber.ro; www.hote.fredo.ro)
III.2.6. Ventilarea mecanică generală
III.2.6.1. Schema de principiu a instalațiilor de ventilare mecanică
În Fig.III.2.15. este prezentată schema unei instalații de ventilare mecanică (cu refulare și absorbție) care poate funcționa în oricare din cele trei regimuri: cu aer amestecat (provenit din amestecul aerului proaspăt luat din exterior cu aerul recirculat preluat din încăpere), numai cu aer proaspăt, numai cu aer recirculat (regim de recirculare totală).
Fig.III.2.15. Schema de principiu a instalațiilor de ventilare mecanică
AP – aer proaspăt; PA – priza de aer proaspăt; RC – recuperator de caldură; CR – clapeta de reglaj; CA – cameră de amestec; FP – filtru de praf; BI – baterie de încălzire; AT – aer tratat; VI – ventilator de introducere; AZ – atenuator de zgomot; RI – rețea introducere; GR – guri de refulare; ti – temperatura aerului interior; GA – guri de aspirație; RE – rețea evacuare; VE – ventilator de evacuare; AE – aer evacuat; AR – aer recirculat; GE – gură de evacuare.
rețea de canale pentru introducere;
rețea de canale pentru evacuare și recirculare.
Se observă că instalația prezentată este alcătuită din: gurile de introducere în încăpere a aerului de ventilare GR și cele de absorbție a aerului viciat GA; rețeaua de canale de aer; centrala de ventilare; priza de aer proaspăt PA; gura de evacuare a aerului viciat în exterior GE.
În unele cazuri este recomandabil să se folosească un recuperator de căldură RC în vederea reducerii consumului de energie termică pentru încălzirea aerului prospăt introdus în situația de iarnă. Pentru cazurile în care nivelul de zgomot produs de ventilator este prea ridicat, se introduc în instalație atenuatoare de zgomot atât pe partea de refulare, cât și pe cea de evacuare. Poziția de montaj este totdeauna între ventilator (care constituie sursa de zgomot) și încăpere.
Aspectele generale referitoare la aceste elemente componente sunt prezentate în continuare.
III.2.7. Elementele principale ale unei instalații de ventilare mecanică
În Tab.III.2.1. sunt prezentate elementele principale ale unei instalații de ventilare mecanică.
Tab.III.2.1. Elementele principale ale unei instalații de ventilare mecanică
Priza de aer
Reprezintă elementul instalației de ventilare cu ajutorul căruia se preia din exterior aer proaspăt. Se poate amplasa într-un spațiu verde, într-o fereastră sau pe o fațadă (sub cornișă cel mai adesea). Priza de aer este alcătuită dintr-o ramă de oțel cornier (sau lat), o plasă de sârmă, strekmetal, sau un trafor (pentru împiedicarea pătrunderii corpurilor străine) și jaluzele fixe contra ploii. Prinderea ramei se face fie pe zidărie, fie direct pe canalul din tablă. Amplasarea prizei de aer trebuie să se facă în locurile unde nu este posibilă prezența gazelor nocive, a prafului combustibil sau inflamabil. Sunt cazuri când nu pot fi respectate aceste condiții, amplasarea trebuind să se facă la nivelul parterului. Se va avea grijă în acest caz ca înălțimea prizei față de teren să fie minimum 2,5…3 m. În cazul amplasării pe pereții exteriori se recomandă ca suprafețele respective să fie orientate spre nord, nord-est, nord-vest, în așa fel ca radiația solară directă să nu ducă la supraîncălzirea aerului proaspăt (indirect de la elementele de construcție).
Filtrul de praf
Se prevede în mod obligatoriu la orice instalație de ventilare mecanică și are rolul de a reține praful din aerul proaspăt și recirculat. Problema de bază a filtrelor o constituie întreținerea lor. De modul cum sunt curățate filtrele depinde în mare măsură funcționarea corespunzătoare a instalației. Camera unde sunt amplasate filtrele trebuie să aibă o ușă de acces pe partea de aer necurățat, pe unde se scot filtrele în vederea curățirii lor.
Bateria pentru încălzirea aerului
Este un schimbător de căldură format din țevi cu aripioare, țevi cu bandă spiralată, țevi și lamele, care se folosește la încălzirea aerului în perioada rece a anului. Poate funcționa cu apă caldă, cu apă fierbinte sau abur. Mai rar se folosesc baterii electrice sau cu gaze arse.
Ventilatoarele de introducere și de evacuare a aerului
Sunt de regulă de tip centrifugal monoaspirant (uneori și dublu aspirante), dar pot fi și de tip axial în cazul unei execuții îngrijite. Ventilatorul de introducere se montează de obicei după grupul filtru – baterie. Filtrul și bateria se montează alăturat din considerente de montaj, alcătuind un bloc comun.
Rețeaua de canale
Se execută în majoritatea cazurilor din tablă de oțel zincată. Modul de alcătuire, asamblare și montare a tuturor accesoriilor care permit, după execuția instalației, controlul, măsurarea, reglarea și curățarea canalelor de aer.
Gurile de aer de introducere și evacuare
Au o mare diversitate de tipuri ca formă, alcătuire și material. Ele se montează atât pe zidărie sau elementele de construcție, cât și direct pe canalele de aer. Trebuie să se încadreze în mod organic în arhitectura încăperii și să conțină toate elementele necesare modificării direcției jetului pe verticală și orizontală și reglării debitului de aer. Lipsa acestor elemente conduce de multe ori, prin apariția senzației de curent, la neutilizarea întregii instalații.
Gura de evacuare a aerului în exterior
Ca alcătuire constructivă poate fi identică cu priza de aer sau în locul jaluzelelor fixe pot fi prevăzute jaluzele de suprapresiune. Prin gurile de evacuare aerul viciat din încăperi este eliminat în atmosferă. Gurile de evacuare sunt amenajate cel mai adesea pe acoperiș, dar se pot amenaja și în pereții laterali sau în ochiuri de fereastră.
Recuperatorul de căldură
Este un schimbător de căldură, de obicei de tip aer – aer. Cu ajutorul lui aerul proaspăt care se introduce în încăpere este încălzit parțial pe seama aerului viciat care se evacuează în exterior. Din cauza diferențelor mici de temperatură și a coeficientului global de transfer de căldură relativ redus, rezultă o suprafață mare de schimb, deci un aparat mare cu cost de investiție ridicat, ceea ce face ca folosirea lui să fie limitată. Se montează fie în centrala de ventilare, fie pe acoperiș.
Atenuatorul de zgomot
Este un aparat alcătuit din plăci acoperite cu material fonoabsorbant (sau o cutie cu miez fonoabsorbant) care la trecerea aerului prin el reduce nivelul de zgomot. Se amplasează fie în centrala de ventilare, fie pe canalele de legătură între centrală și încăpere.
În cazul clădirilor publice și de locuit, al secțiilor din categoria D sau E de pericol de incendiu și al secțiilor din categoria C în care aerul evacuat nu conține praf în suspensie distanța dintre priza de aer și gura de evacuare trebuie să fie de minimum 10 m pe orizontală, sau de 5…8 m pe verticală. În cazul secțiilor din categoria A sau B și al celor din categoria C de pericol de incendiu cu degajări de praf, se recomandă să se respecte ambele condiții de distanță.
Elemente de reglare
Sunt elemente de tip clapet de reglaj cu formă rectangulară sau circulară care se amplasează pe traseul unei tubulaturi de ventilare și opresc sau reglează debitul de aer.
III.2.8. Sisteme de ventilare mecanică generală
Sistemele de ventilare mecanică generală sunt concepute ținând seama de tipul introducerii sau refulării, dar și în funcție de parametrii aerului introdus. Astfel, se obțin urmatoarele sisteme de ventilare mecanică generală:
Instalații de ventilare prin absorbție (aspirație);
Instalațiile de ventilare prin refulare;
Instalații de ventilare prin refulare și absorbție;
Instalații de ventilare și umidificare;
Instalații de ventilare cu răcire;
Instalații de ventilare cu uscarea aerului.
III.2.8.1. Ventilare mecanică prin aspirație
Se aplică în cazul încăperilor cu degajări de aer viciat: bucătării, closete, laboratoare, garderobe, și altele (Fig.III.2.16. și Fig.III.2.17.).
Fig.III.2.16. Ventilare mecanică prin aspirație
GA – grilă de aspirație; VE – ventilator; GE – grilă de evacuare.
Fig.III.2.17. Exemple de sisteme de ventilare mecanică prin aspirație (http://www.calorserv.ro)
III.2.8.2. Ventilarea prin refulare
Se utilizează în încăperile fără degajări de substanțe toxice: birouri, magazine, săli de expoziție și altele.
În încăperea supusă ventilării se introduce aer din exterior, care va pătrunde și în camerele vecine sau va fi evacuat în exterior (Fig.III.2.18.). Aerul introdus va fi obligatoriu filtrat și încălzit iarna. Se va crea o suprapresiune care va împiedica pătrunderea nocivităților din camerele alăturate.
Fig.III.2.18. Ventilare mecanică prin refulare
GR – grilă de refulare; VE – ventilator; PA – priză de aspirație.
III.2.8.3. Ventilarea prin refulare și aspirație
În cazul încăperilor mari, în care se urmărește distribuția uniformă a aerului, se folosește ventilarea prin refulare și absorbție . Instalația poate funcționa cu aer exterior, cu aer parțial recirculat (amestecat) sau cu aer recirculat (în regim de recirculare totală). În afara ventilării, această instalație poate asigura și încălzirea încăperii. În Fig.III.2.19. este prezentată cea simplă instalație care funcționează numai cu aer din exterior, iar în Fig.III.2.20. este prezentată schema cu centrală de tratare a aerului care poate funcționa în cele trei variante – numai cu aer proaspă, cu aer parțial recirculat sau în regim de recirculare totală. Un exemplu de instalare este prezentat în Fig.III.2.21.
Fig.III.2.19. Ventilare mecanică prin refulare și aspirație
GR – grilă de refulare; VE – ventilator; PA – priză de aspirație; FP – filtru de praf; GA – grile de aspirație.
Se utilizează pentru cinematografe, restaurante și alte încăperi cu aglomerări de persoane.
Fig.III.2.20. Ventilare mecanică prin refulare și aspirație cu centrală de tratare a aerului
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 5 – filtru de aer; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură de transport aer tratat; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului.
Fig.III.2.21. Exemple de sisteme de ventilare mecanică prin refulare și aspirație cu centrală de tratare a aerului
III.2.8.4. Ventilarea mecanică combinată cu încălzirea cu aer cald
Se utilizează în cazul încaperilor în care, în perioada de iarnă încălzirea se realizează prin intermediul instalațiilor de ventilare. Ca și în cazul instalației de ventilare prin refulare și aspirație, se poate folosi sistemul cu centrală de tratare a aerului reușind să se combine ventilarea mecanică cu încălzirea numai cu aer (Fig.III.2.22.).
Fig.III.2.22. Ventilare mecanică combinată cu îmcălzirea
Fig.III.2.23. Ventilare mecanică combinată cu încălzirea cu aer cald
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 5 – filtru de aer; 6 – baterie de încălzire; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură de transport aer tratat; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului.
III.2.8.5. Ventilarea combinată cu răcirea
Instalația de ventilare cu răcire se utilizează atunci când se dorește pe lângă ventilare și răcirea în perioada de vară (Fig.III.2.24.).
Fig.III.2.24. Ventilare mecanică prin refulare 1. GR – Grilă de Refulare, 2. VE – Ventilator, 3. PA – Priza de Aspirație, 4. GA – Grila de Aspirație, 5. BR – Baterie de Răcire, 6. FP – Filtru de Particule
Aerul introdus în încăpere este filtrat și răcit cu bateria de răcire. Schema din Fig.III.2.25. combină ventilarea mecanică și răcirea numai cu aer utilizând centrala de tratare a aerului.
Fig.III.2.25. Ventilare mecanică combinată cu răcirea
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 5 – filtru de aer; 7 – baterie de răcire; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură de transport aer tratat; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului.
III.2.8.6. Ventilarea combinată cu umidificarea
Pentru încăperile cu cerințe de asigurare a unei umidități ridicate se adoptă ventilarea cu umidificare. Umidificarea aerului introdus în încăpere se realizeaza pe cale adiabatică, prin pulverizare cu apă (în circuit închis) în curentul de aer (Fig.III.2.26.) sau prin injectare de abur (umidificare izotermă).
Fig.III.2.26. Ventilare mecanică combinată cu umidificarea
GR – Grilă de Refulare, VE – Ventilator, PA – Priză de Aspirație, GA – Grilă de Aspirație, BR – Baterie de Răcire, FP – Filtru de Particule, BI – Baterie de încălzire, CU – Camera de Umidificare.
Se utilizează dacă în încăperea ventilată este necesar controlul umidității, aceasta putând fi impusă de procesul tehnologic.
O schemă completă pentru ventilare cu centrală de tratare a aerului, inclusiv controlul umidității este prezentată în Fig.III.2.27.
Fig.III.2.27. Ventilare mecanică combinată cu umidificarea
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 5 – filtru de aer; 6 – baterie de încălzire; 7 – baterie de răcire; 8 – cameră de umidificare; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură de transport aer tratat; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului.
Fig.III.2.28. Ventilare combinată cu umidificarea
CU – cameră de tratare cu apă sau abur/cameră umedă.
Schema procesului de ventilare cu umidificar eeste prezentată în Fig.III.2.28. Umidificarea se poate face cu abur sau apă, temperatura apei fiind mai mare decât temperatura punctului de rouă a aerului tratat (Fig.III.2.29.)
Fig.III.2.29. Umidificarea cu abur și apă
III.2.8.7. Ventilarea mecanică combinată cu uscarea
Se utilizează în încăperile cu degajări importante de umiditate. Pentru asigurarea uscării sunt valabile schemele de răcire și umidificare, cu următoarele precizări: în cazul utilizării bateriilor de răcire, temperatura acestora trebuie să fie mai mică decât temperatura punctului de rouă a aerului răcit, iar în cazul utilizării camerelor umede, se va folosi numai apă cu temperatura mai mică decât temperatura punctului de rouă (Fig.III.2.30).
Fig.III.2.31. Ventilare combinată cu uscarea
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 5 – filtru de aer; 6 – baterie de încălzire; 7 – baterie de răcire; 8 – cameră de umidificare; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură de transport aer tratat; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului; 19 – cameră de uscare.
III.2.8.8. Ventilarea mecanică combinată cu recuperarea energiei din aerul evacuat
Recuperarea energiei poate fi făcută prin:
Recircularea unei părți din aerul evacuat (Fig.III.2.31.);
Utilizarea schimbătoarelor de căldură în plăci (Fig.III.2.33.);
Utilizarea recuperatoarelor de căldură rotative (Fig.III.2.38.);
Recuperatoare de căldură cu lichid intermediar (Fig.III.2.340.);
Recuperatoare cu pompe de căldură (Fig.III.2.41.).
A) Recircularea unei părți din aerul evacuat
Fig.III.2.31. Recircularea unei părți din aerul evacuat
AP – aer proaspăt; PA – priza de aer proaspăt; CR – clapeta de reglaj; CA – cameră de amestec; AI – aer introdus; AE – aer evacuat; AR – aer recirculat; GE – gură de evacuare.
Reglajul debitelor de aer introdus-recirculat-evacuat se realizează prin corelarea clapetelor de reglaj CR, care vor efectua raportul amestecului de aer recirculat cu cel de aer prospăt, respectiv de aer evacuat (Fig.III.2.31). La reglajul raportului amestecului se va ține cont ca debitul de aer proaspăt preluat din exterior trebuie să fie cel puțin egal cu debitul de aer proaspăt necesar în încăpere. Schema de ansamblu este prezentată în Fig.III.2.32 având reprezentativ modul recuperatorului de căldură 3.
Fig.III.2.32. Ventilare combinată cu recuperarea căldurii
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 3 – recuperator de căldură; 4 – cameră de amestec; 5 – filtru de aer; 6 – baterie de încălzire; 7 – baterie de răcire; 8 – cameră de umidificare; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură de transport aer tratat; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului; 19 – cameră de uscare.
Recuperatoare de căldură cu plăci
Sunt echipamentele în care curenții de aer sunt separați prin intermediul unor plăci din oțel, aluminiu, material plastic etc., dispuse paralel la distanță redusă.
Aerul străbate plăcile în curent încrucișat sau în paralel și nu există nici un fel de contact între aerul proaspăt și cel evacuat. Recuperatorul este un schimbător de suprafață. În interior are loc, în mod obișnuit, doar un schimb de căldură perceptibilă.
Plăcile acestuia pot avea onduleurile în paralel și sunt amplasate la distanțe de 2…10 mm.
Fig.III.2.33. Schimbătoare de căldură cu plăci
Recuperatoarele pot fi amplasate în componența unor instalații complexe cu debite mari de aer (Fig.III.2.34.), respectiv modulul de recuperator al unei centrale de tratare a aerului . În cazul unor instalații mici se folosesc echipamente specifice denumite recuperatoare de căldură care pot fi amplasate în încăperile pe care le deservesc (Fig.III.2.35.). Un exemplu de amplasare este prezentat în Fig.III.2.35. De obicei sunt prevăzute cu baterii de preîncălzire pentru creșterea puterii termice și reducerea riscului de îngheț.
Fig.III.2.34. Agregat de tratare cu recuperator de căldură cu plăci
1 – aer aspirat; 2 – aer refulat; 3 – recuperator caldură; 4 – baterie de reîncălzire; 5 – aer proaspăt; 6 – clapetă de recirculare; 7 – aer evacuat.
Fig.III.2.35. Sistem de ventilare cu recuperator de căldură (www.ecohouseinstal.ro; http://www.fantronix.com)
1 – priză aer proaspăt; 2 – grilă refulare; 3 – grilă aspirație; 4 – recuperator de căldură; 5 – gură de evacuare.
Fig.III.2.36. Instalație locală de recuperare a căldurii utilizând recuperatoare cu plăci
1 – aer exterior (rece și uscat); 2 – recuperator de căldură; 3 – aer proaspăt preîncălzit; 4 – aer extras (viciat și umed); 5 – particule de praf; 6 – aer evacuat (viciat și rece).
Funcționarea recuperatorului de căldură cu plăci într-o instalație locală este reprezentată în Fig.III.2.36. Recuperatoarele cu plăci funcționează cu randamente de până la 60…70% și pierderi de sarcină de 100…250 Pa.
Pentru alegerea acestor tipuri de recuperatoare, fabricanții dau randamentul de preluare a căldurii perceptibile ϕ, în funcție de raportul dintre debitul de aer proaspăt și evacuat (Fig.III.2.37.).
Fig.III.2.37. Exemplu de curbe caracteristice pentru recuperatoare cu plăci
vai – debitul de aer evacuate; vae – debitul de aer proaspăt.
Dacă aerul evacuat are un conținut de umiditate mai mare decât al aerului proaspăt și suprafețele plăcilor recuperatorului sunt suficient de reci, pe aceste suprafețe condensează vaporii de apă din aerul evacuat, aerul proaspăt preia astfel și căldura latentă de condensare mărind randamentul de recuperare.
Creșterea acestuia va putea fi determinată cu ajutorul datelor furnizate de constructorul recuperatorului.
Deși situația este avantajoasă termic, există riscul înghețării vaporilor de apă în recuperator și aerul proaspăt trebuie preîncălzit sau amestecat cu aer evacuat.
III.2.8.8.1. Recuperatoare de căldură rotative
Recuperatoarele rotative sunt alcătuite din elemente mobile care trec consecutiv prin curentul de aer evacuat preluând energia și apoi prin curentul de aer proaspăt căruia îi cedează energie.
Materialul acumulator de căldură se rotește lent cu viteze de 5…10 rot/min și este străbătut pe aceeași direcție, dar în sensuri contrare, de doi curenți de aer: proaspăt și evacuat (Fig.III.2.38).
Fig.III.2.38. Recuperator de căldură rotativ (regenerativ)
1 – aer proaspăt; 2 – aer evacuat; 3 – motoreductor; 4 – sector purjare; 5 – rolă cu material acumulator.
Pentru a se evita amestecul aerului evacuat cu aer proaspăt, recuperatorul are un sector de purjare unde aerul evacuat este suflat de aerul proaspăt și, de asemenea, se montează ambele ventilatoare în aval de recuperator.
Materialul acumulator este realizat dintr-o folie subțire (de obicei, din aluminiu) cu onduleuri fine, rulată sub formă de cilindru, obținându-se un fagure cu canale fine, cu diametru hidraulic echivalent de 1,5 mm. Materialul este tratat higroscopic și datorită acestui fapt poate recupera atât căldura perceptibilă cât și pe cea latentă și acest lucru se realizează prin fenomene succesive de absorbție-resorbție.
În Fig.III.2.39. este prezentată amplasarea ventilatoarelor intr-o instalație cu recuperator rotativ.
Fig.III.2.39. Amplasarea ventilatoarelor intr-o instalație cu recuperator rotativ
1 – recuperator de căldură rotativ; 2 – aer proaspăt; 3 – aer evacuat.
Randamentul de schimb de căldură variază cu viteza aerului și cu pierderile de sarcină și se situează între 70 și 90 %.
Aceste recuperatoare sunt construite pentru debite de 1000…150000 m3/h, pierderi de sarcină de 50…350 Pa și au diametre cuprinse între 950 și 5000 mm.
Recuperatorul poate fi utilizat și pentru aer din surse industriale unde apar fenomene de coroziune. Din acest motiv este construit din materiale care să reducă acest fenomen. Parametrii de funcționare și de alegere sunt dați de firmele producătoare.
La funcționarea în situația de iarnă există riscul apariției înghețului în recuperator și, pentru evitarea acestui fenomen, se poate utiliza o baterie de preîncălzire sau se poate reduce viteza de rotație a recuperatorului.
Recuperatorul poate fi utilizat și în instalații mici ce pot avea cutii de amestec și baterii de preîncălzire pentru ridicarea parametrilor aerului refulat.
III.2.8.8.2. Recuperatoare de căldură cu lichid intermediar
Sunt formate din două schimbătoare de căldură de tip baterie cu aripioare, amplasate în canalele de aer evacuat și proaspăt. Între cele două baterii circulă un fluid intermediar care preia căldura de la aerul evacuat și o transferă aerului proaspăt (Fig.III.2.40). Circulația fluidului intermediar se face cu ajutorul unei pompe, iar în schema recuperatorului este introdus un ventil cu trei căi și o instalație de automatizare (Fig.III.2.41)
a) b)
Fig.III.2.40. Instalație de ventilare utilizand recuperatoare cu fluid intermediar: a) schema instalației; b) variația temperaturii în sistem.
1 – aer proaspăt; 2 – aer refulat; 3 – aer aspirat; 4 – aer evacuat; 5 – pompă; 6 – apă.
Fig.III.2.41. Recuperator cu schimbătoare de caldură și cu lichid intermediar
1 – schimbător de căldură aer-apă; 2 – schimbător de căldură apă-aer; 3 – pompă; 4 – circuit lichid intermediar; 5 – tubulatură de ventilare; AP – aer proaspăt; AE – aer evacuat.
Ventilul cu trei căi permite limitarea cantității de căldură recuperată, mai ales, în perioadele de tranziție. De asemenea, ajută la evitarea fenomenului de condensare sau de îngheț în bateria de încălzire pe aerul evacuat, în situația de iarnă, prin reducerea debitului de fluid intermediar care circulă prin baterii.
Sistemul funcționează bine la instalațiile de ventilare sau climatizare care utilizează numai aer proaspăt și nu necesită trasee comune pentru cele două canale de aer. Sistemul este etanș, are randamente de până la 60 % și permite diverse posibilități de amplasare: a – complet separată; b – suprapusă sau în linie cu cele două schimbătoare de căldură.
III.2.8.8.3. Recuperatoare de căldură cu pompe de căldură
Recuperatorul cu pompă de de căldură este un agregat de tratare cu recuperator de căldură cu plăci cu o instalație frigorifică cu compresie mecanică (Fig.III.2.44). Pentru perioada de iarnă pe circuitul aerului evacuat este intercalat vaporizatorul iar pe circuitul aerului proaspăt este intercalat condensatorul. Pentru perioada de vară se inversează funcțiunile celor două schimbătoare de căldură: pe circuitul aerului evacuat va fi condensatorul iar pe circuitul aerului proaspăt va fi vaporizatorul (Fig.III.2.44).
Fig.III.2.43 Construcția unui recuperator de căldură cu pompă de căldură (http://www.e-energieverde.ro)
1 – grup compresor; 2 – condensator-evaporator; 3 – ventil de laminare.
Fig.III.2.44. Recuperator cu pompă de căldură
1 – schimbător de căldură aer-agent frigorific; 2 – circuit frigorific; 3 – tubulatură de ventilare; K – compresor; Cd – condensator; VL – ventil de laminare; Vp – vaporizator; AP – aer proaspăt; AE – aer evacuat.
Fig.III.2.45. Principiul de funcționare al unui recuperator de căldură cu pompă de căldură
1 – injecție de putere; 2 – compresor; 3 – schimbător de căldură cu plăci; 4 – putere extrasă pentru producere de apă caldă; 5 – vană cu 4 căi; 6 – schimbător de căldură cu aripioare; 7 – ventilator; 8 – apă răcită; 9 – putere extrasă pentru producere apă răcită; 10 – retur apă răcită din sistemul de aer condiționat.
În Fig.III.2.45. este prezentat principiul de funcționare al unui recuperator de căldură cu pompă de căldură.
III.3. Sisteme de climatizare a clădirilor
III.3.1. Cerințe pentru realizarea climatizării
III.3.1.1. Confortul termic
Fig.III.3.1. Senzația de confort termic (www.staff.uow.edu; www.econologique.fr)
Scopul climatizării este de realizare a unei ambianțe interioare care să răspundă condițiilor de calitate a aerului interior și de confort termic (Fig.III.3.1.).
Caracterizarea ambianței interioare se realizează prin încadrarea în patru categorii I – IV, conform Tab.III.3.1.
Așa cum s-a precizat și în Capitolul II – Instalații de încălzire, parametrii care caracterizează confortul termic sunt: temperatura aerului interior, temperatura medie de radiație a suprafețelor cu care corpul uman schimbă căldură prin radiație, umiditatea relativă a aerului și viteza aerului interior. De asemenea, trebuie ținut cont și de alți doi parametri, respectiv izolarea termică a îmbrăcăminții și activitatea ocupanților.
Tab.III.3.1. Categorii de ambianță interioară (din SR EN 15251: 2007)
În conformitate cu normativul I5/2010, confortul termic dintr-o încăpere se exprimă prin valoarea Votului Mediu Previzibil (PMV). În Tab.III.3.2. sunt prezentate valorile pentru fiecare categorie de ambianță și corespunzător valorilor PMV rezultă procentul de persoane nemulțumite (PPD).
Tab.III.3.2. Valorile PMV și PPD corespunzătoare categoriei de ambianță interioară (din SR EN 15251:2007)
Calculul valorilor PMV poate fi înlocuit prin calculul temperaturii operative în anumite condiții de activitate și îmbrăcăminte, tipice unor destinații de încăperi, considerând umiditatea relativă a aerului de 50% și viteze scăzute ale aerului din încăperi.
În Tab.III.3.3. sunt prezentate valorile de temperatură operativă pentru diferite destinații și categorii de ambianță care se măsoară în centrul încăperii la o înălțime de 0,6 m deasupra pardoselii.
Aceste valori de temperatură operativă pot fi considerate și ca valori de calcul, în locul temperaturii interioare de calcul, dacă se utilizează metode de stabilire a sarcinii termice bazate pe temperatura operativă.
Tab.III.3.3. Temperaturi operative de confort (după SR EN 15251:2007)
Umiditatea relativă poate varia între 30 și 70% și efectul acestei umidități se evaluează prin calculul valorii PMV. Riscul ca umiditatea relativă să scadă sub 30% există în situația de iarnă, atunci când se recomandă umidificarea aerului. În situația de vară când umiditatea depășește 70 % sau 12 g/kg se folosește dezumidificarea sau uscarea aerului.
Se recomandă controlul umidității în clădiri în care se desfășoară activități care impun această necesitate – săli de operație, laboratoare speciale, muzee, etc.
În Tab.III.3.4. sunt precizate valorile umidității relative recomandate a aerului interior în funcție de tipul încăperilor. Verificarea stării de confort se va face tot prin calculul valorii PMV.
Tab.III.3.4. Valori de umiditate recomandate pentru clădiri cu controlul umidității
Viteza medie a aerului este recomandată în Tab.III.3.5., pentru un indice de curent DR cuprins între 10 și 20% și o intensitate a turbulenței de 40%. Verificarea stării de confort se va face tot prin calculul valorii PMV.
Tab.III.3.5. Viteze medii recomandate pentru mișcarea aerului din încăperi (din SR EN 13779:2007)
III.3.1.2. Nivelul sonor (de zgomot)
Fig.III.3.2. Scara zgomotului (http://www.tehnicainstalațiilor.ro/)
Fig.III.3.3. Măsurarea nivelului de zgomot din instalațiile de ventilare și climatizare (www.em.ucv.ro; http://www.nti-audio.com/)
Zgomotul din spațiile interioare produs de instalațiile de ventilare și climatizare va fi evaluat prin nivelul de presiune acustică ponderat A. În Tab.III.3.6. sunt prezentate valorile nivelului de presiune acustică în funcție de destinația clădirii și a încăperii.
Tab.III.3.6. Nivel de presiune acustică admis pentru instalațiile de ventilare și climatizare (după SR EN 15251:2007)
III.3.2. Tipuri de sisteme de climatizare
Climatizarea clădirilor asigură confortul termic în încăperi pentru toată perioada anului. Climatizarea se poate realiza cu aparate sau agregate locale de climatizare sau cu sisteme centralizate.
sistemele centralizate de climatizare sunt clasificate astfel:
sisteme „numai aer”;
sisteme „aer-apă”;
sisteme „aer-agent frigorific” sau cu detentă directă.
De asemenea, sistemele de climatizate pot fi monozonale atunci când deservesc o singură zonă termică sau multizonale.
Sistemele de climatizare numai aer se pot realiza în regim de joasă presiune sau de înaltă presiune și pot funcționa cu debit de aer constant sau variabil (sisteme VAV).
Spre deosebire de sistemele de climatizare cu debit de aer constant, sistemele de climatizare cu debit de aer variabil utilizează guri/grile cu debit variabil sau diverse tipuri de variatoare și ventilatoare cu debit variabil. Acestea controlează temperatura aerului interior prin modificarea debitului de aer care este refulat cu temperatură constantă.
Sistemele de climatizare numai aer pot fi cu o conductă sau cu două conducte de aer de introducere.
Sisteme de climatizare cu o conductă de introducere sunt realizate în următoarele variante: fără tratare zonală suplimentară, cu baterii de încălzire și/sau baterii de răcire zonale sau cu baterii de încălzire, răcire și clapete de amestec zonale și cu ventilatoare zonale.
Sistemele cu două conducte de introducere sunt prevăzute cu aparate de amestec. Aceste aparate pot fi locale (pentru fiecare încăpere) sau zonale (să deservească o zonă termică) și pot fi cu unul sau cu două ventilatoare de introducere.
În Tab.III.3.7. se prezintă clasificarea sistemelor de climatizare „numai aer”.
Tab.III.3.7. Clasificarea sistemelor de climatizare „numai aer”.
Sistemele de climatizare aer – apă pot funcționa numai cu aer recirculat (decuplate de ventilare) sau cu aer proaspăt și recirculat. După numărul conductelor de apă, sistemele de climatizare aer – apă pot fi cu două, trei sau patru conducte.
După tipul aparatelor terminale, sistemele pot fi cu ventiloconvectoare sau cu aparate care folosesc principiul ejecției (ejectoare sau grinzi de răcire). Reglarea aparatelor terminale se poate face pe partea de aer sau de apă.
În Tab.III.3.8. se prezintă clasificarea de climatizare „aer – apă”.
Tab.III.3.8. Clasificarea sistemelor de climatizare „aer – apă”
III.3.3. Criterii de alegere și prescripții privind concepția sistemelor de climatizare
Alegerea sistemului de climatizare reprezintă o etapă dificilă care este caracterizată de concepția sistemului și evident de condițiile pe care trebuie să le îndeplinească.
Datele de intrare care sunt necesare acestei etape sunt dominate de parametrii ce trebuie îndepliniți de aerul interior, sursele de energie disponibile – gaze naturale, energie electrică etc., dar și posibilitatea amplasării echipamentelor – în exterior sau interior în încăperi tehnice care trebuie stabilite. Caracteristicele arhitecturale ale clădirilor și a încăperilor care trebuie climatizate sunt elemente la fel de importante care vor influența decisiv concepția sistemului de climatizare. Numărul de zone ce urmează a fi climatizate, sarcina termică a sistemului și implicit consumul de energie a acestuia reprezintă criterii importante la alegerea sistemului de climatizare.
Se pot alege oricare din sistemele de climatizare descrise anterior – sisteme „numai aer”, sisteme „aer-apă”, sisteme „aer-agent frigorific” sau cu detentă directă.
Se va stabili necesitatea de deservire pentru o singură zonă sau pentru mai multe zone a sistemului de climatizare.
Sistemul de climatizare „numai aer” se va alege pentru clădiri cu înălțimi mari, care permit amplasarea tubulaturilor cu dimensiuni mari. O altă condiție este ca debitul de aer proaspăt pentru ventilare să fie comparabil cu debitul de aer necesar pentru încălzire sau răcire. Clădirile în care se pretează acest sistem de climatizare sunt cele cu variații mari ale sarcinilor termice.
În acest caz se pot alege soluții cu debit de aer constant sau variabil. Sistemul de climatizare „numai aer” cu debit variabil este soluția modernă cu multe avantaje, însă trebuie să îndeplinească condiția principală, ca în orice moment al orarului de funcționare să asigure debitul de aer proaspăt, respectiv ventilarea corectă a spațiilor.
Sistemele de climatizare „aer – apă” și „aer – agent frigorific” se vor folosi în clădiri cu încăperi cu înălțime mică, unde debitul de ventilare este mult mai mic decât cel pentru acoperirea sarcinii termice.
În cazul utilizării sistemelor de climatizare „aer – apă” și „aer – agent frigorific”, clădirea va avea un sistem de introducere și un sistem de evacuare a aerului de ventilare.
III.3.4. Sistemul de climatizare „numai aer”
Sistemele de climatizare „numai aer” (Fig.III.3.4) sunt caracteristice atât clădirilor cu suprafețe mici, dar în special celor cu suprafețe foarte mari care au prevăzute din faza de proiectare spații pentru pozarea conductelor de aer și evident, corelarea cu celelalte specializări.
Fig.III.3.4. Sistem de climatizare numai aer
1 – flanșă invizibilă și flanșă pentru sarcini grele; 2 – îmbinare antivibrantă; 3 – flanșă uzuală; 4 – senzori; 5 – tubulatură de ventilare/climatizare; 6 – întăriri; 7 – clapete; 8 – conexiune echipamente; 9 – grile de refulare; 10 – gură de vizitare.
Se va realiza o zonare termică care constă în gruparea încăperilor după de regimul de temperatură, funcționare și orientare. Se pot utiliza sisteme de climatizare cu debit constant sau cu debit variabil, cu o conductă de aer cald sau rece, cu două conducte pentru aer cald și rece, fără tratare zonală, cu baterii de încălzire zonale, cu baterii de încălzire și răcire zonale, cu ventilatoare zonale, cu un ventilator de refulare sau cu două ventilatoare de refulare.
III.3.5. Sistemul de climatizare „numai aer” cu debit constant
Sisteme de climatizare numai aer cu debit constant cu o conductă controlează temperatura interioară din încăperile climatizate prin introducerea unui debit de aer constant cu o temperatură variabilă. Sunt utilizate la clădiri care au nevoie atât de aer cald, cât și rece pe parcursul unei zile și permit variații ale temperaturii între încăperile aceleiași zone termice.
Sisteme de climatizare cu debit constant cu un canal de aer se clasifică în funcție de presiunea de lucru astfel:
sisteme de joasă presiune (viteza aerului în canale: 3-8 m/s; presiune ventilatoare de refulare: 100-500 Pa);
sisteme de medie presiune (viteza aerului în canale: 12-15 m/s; presiune ventilatoare de refulare: 1000-1200 Pa);
sisteme de înaltă presiune (viteză aerului în canale: 15-25 m/s; presiune ventilatoare de refulare până la 2000 Pa).
Cele mai utilizate sunt sistemele de joasă presiune. Sistemele de climatizare numai aer cu debit constant și cu un canal de aer sunt sisteme derivate din sistemele de climatizare existente pentru o singură zonă sau încăpere.
Echipamentele utilizate pentru sistemele cu o conductă sunt centralele de tratare a aerului, echipate cu baterie de încălzire și cu baterie de răcire și cameră de amestec. În majoritatea situațiilor acestea asigură un debit constant și o temperatură variabilă pentru o singură zonă.
Pentru clădiri cu mai multe zone , există trei tipuri de sisteme de climatizare:
sisteme de climatizare cu baterii de încălzire zonale;
sisteme de climatizare cu baterii de încălzire sau răcire;
sisteme de climatizare cu ventilatoare zonale.
Dacă se dorește un control al temperaturii în toate încăperile climatizate ale clădirii se va utilza un sistem de climatizare „numai aer” cu două conducte de aer care sunt dimensionate la întreg debitul de aer al clădirii.
Sistemul cu două conducte asigură un control al temperaturilor în toate încăperile și are dezavantajul că ocupă un spațiu mare și de aceea se recomandă pentru sistemele de medie și înaltă presiune, care datorită vitezelor mari acceptate vor avea secțiuni mai mici. Acest sistem utilizează aparate de amestec cu reglaj direct sau indirect. Sunt diferite metode de reglare a temperaturii:
metoda temperaturii aerului rece constantă tot timpul anului și temperatura aerului cald variabilă în funcție de temperatura aerului exterior;
metoda celor două temperaturi variabile în funcție de temperatura aerului exterior.
III.3.5.1. Sisteme de climatizare “numai aer” cu un canal cu debit constant
Aceste sisteme de climatizare poartă denumirea „cu un canal” deoarece se ia în considerare canalul de introducere, însă sistemul are și un canal de evacuare. Sistemul funcționează tot timpul cu același debit de aer, atât vara cât și iarna.
Sistem de climatizare cu un canal pentru o singură zonă deservind mai multe încăperi este prezentat în Fig.III.3.5.
Fig.III.3.5. Instalație de climatizare cu un canal de presiune joasă/înaltă pentru o singură zonă, deservind mai multe încăperi
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 5 – filtru de aer; 6 – baterie de încălzire; 7 – baterie de răcire; 8 – cameră de umidificare; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură de transport aer tratat-conductă introducere; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat-conductă aspirație; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului; 19 – cameră de uscare; 20 – baterie de încălzire zonale.
Senzorii de temperatură sunt montați pe conducta de aspirație și vor acționa servomotoarele vanelor cu 3 căi de pe bateriile de cald sau rece, respectiv ventilul cu 2 căi a conductei de abur sau apă a umidificatorului. În acest mod se reglează temperatura temperatura și umiditatea pentru debitul de aer constant introdus. Fiecare încăpere este prevăzută cu bateria de încălzire-răcire zonală 20 care va varia temperatura aerului introdus în funcție de solicitarea acestora.
Sistemul se utilizează pentru clădiri cu multe încăperi care pot fi grupate în zone cu încărcări termice similare și cu activități aproximativ egale.
III.3.6. Instalații ,,numai aer” cu debit variabil
Instalațiile cu debit variabil reprezintă o soluție care se practică din ce în ce mai mult, din considerente economice. Este mult mai rațional să se vehiculeze în instalație un debit de aer mai mic, pe măsură ce temperatura exterioară crește (iarna) sau scade (vara) față de temperaturile de calcul, și să încălzească, respectiv, răcească mai puțin aer.
Sistemele de climatizare cu debit variabil sau instalațiile de tip VAV (Variable Air Volume) au fost realizate plecând de la instalațiile clasice „numai aer” cu debit de aer constant, prin introducerea de elemente speciale: guri de aer cu debit variabil, variatoare de debit simple, variatoare cu inducție și variatoare cu ventilatoare auxiliare.
Gurile de aer cu debit variabil se vor utiliza în încăperi unde variația vitezei aerului nu influențează activitatea, iar în încăperile unde este necesară o distribuție uniformă a aerului se vor folosi variatoare de debit cu inducție sau cu ventilator auxiliar. Se pot utiliza variatoare de debit cu baterie de încălzire atunci când este necesară o încălzire suplimentară.
Aplicații recomandate sunt în special clădirile mari din sectorul terțiar cu foarte multe încăperi cu structură modulară, orar de funcționare diferit, sarcini termice variabile în timp.
Aceste sisteme sunt proiectate să funcționeze astfel încât să asigure debitul de aer strict necesar pentru satisfacerea condițiilor interioare dintr-o zonă sau încăpere, în funcție de nevoile proprii ale acestei zone, în care se menține temperatura constantă a aerului din rețeaua de canale de aer și se modifică debitul de aer introdus în încăperi în funcție de cerințele termice ale acestora.
Agregatul de tratare a aerului are aceeași configurație ca și în cazul sistemelor de climatizare cu debit constant. Ventilatorul va avea un sistem de variație a debitului de aer, care poate fi o clapetă de by-pass, o ramă cu jaluzele reglabile simultan pe aspirația ventilatorului sau un ventilator cu turație variabilă.
III.3.6.1. Instalații de climatizare cu debit variabil cu un canal de aer
În Fig.III.3.6. este prezentată schema unui instalații de climatizare cu debit variabil cu un canal. Echipamentul specific este variatorul de debit 21 de tip VAV.
Fig.III.3.6. Instalația de climatizare cu 1 canal de presiune joasă/înaltă cu debit variabil
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 5 – filtru de aer; 6 – baterie de încălzire; 7 – baterie de răcire; 8 – cameră de umidificare; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură aer tratat; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului; 19 – cameră de uscare; 20 – baterie de încălzire zonale; 21 – VAV.
În Fig.III.3.7. este prezentat un variator de debit de tip VAV.
Fig.III.3.7. Variator de debit tip VAV
1 – carcasă; 2 – izolație; 3 – clapetă de reglare; 4 – rulmenți; 5 – secțiune de ieșire; 6 – ax amortizor; 7 – echilibrare și calibrare; 8 – secțiune de intrare; 9 – senzori de debit; 10 – servomotor.
Senzorul de temperură interioră va acționa servomotorul 10 a VAV-ului și astel se va realiza un reglaj de debit , respectiv de temperatură.
III.3.6.2. Instalații de climatizare cu debit variabil cu un canal de aer și baterii de încălzire
Acest tip de instalație, cu debit variabil și baterii de încălzire, are aplicații pentru încăperi cu necesar de căldură important în situația de iarnă, care se utilizează de regulă împreună cu sistemul clasic la clădiri mari cu zone perimetrale cu încăperi cu sarcini de încălzire mari și cu zone interioare fără necesar de căldură în situația de iarnă.
AVANTAJE:
Combinația dintre cele două sisteme duce la ventilatoare care lucrează mult la debit redus (economii importante de energie și nivel de zgomot redus), se pot realiza simultan sarcini de răcire sau încălzire importante, zonele neocupate pot fi închise.
În Fig.III.3.8. este prezentată schema unei instalații cu debit variabil care utilizează VAV-uri cu baterie de încălzire.
Fig.III.3.8. Schema unei instalații cu debit variabil care utilizează VAV-uri cu baterie de încălzire
1 – gură de aspirație pentru aerul proaspăt; 2 – gură de evacuare pentru aerul viciat; 5 – filtru de aer; 6 – baterie de încălzire; 7 – baterie de răcire; 8 – cameră de umidificare; 9 – ventilator aspirație; 10 – atenuator de zgomot; 11 – tubulatură aer tratat; 12 – guri de refulare aer tratat; 13 – zonă climatizată; 14 – guri de evacuare aer viciat; 15 – tubulatură de transport aer viciat; 16 – atenuator de zgomot; 17 – ventilator evacuare; 18 – clapete de reglaj al debitului; 19 – cameră de uscare; 20 – VAV cu baterie de încălzire.
Fig.III.3.9. VAV cu baterie de încălzire
1 – variatorul de debit; 2 – automatizare clapetă de reglaj; 3 – monitorizarea temperaturii aerului; 4 – baterie de încălzire; 5 – circuit agent termic.
Elementele principale ale VAV-ului cu baterie de încălzire sunt prezentate în Fig.III.3.9. Pentru realizarea unei încălziri suplimentare , senzorul de temperatură interioară va acționa atât automatizarea VAV-ului, cât și alimetarea cu agent termic a bateriei.
Sunt și situații în care se folosesc VAV-uri cu baterie de încălzire sau baterie de încălzire astfel încât sa avem temperaturi diferite în încăperi vecine (Fig.III.3.10.).
Fig.III.3.10. Încăperi vecine care utilizează VAV-uri cu baterie de încălzire sau de răcire
III.3.7. Climatizarea aer – apă
Sistemele de climatizare “aer-apă” sunt utilizate pentru climatizarea clădirilor cu înălțimi mici și care au o variație mare a sarcinilor termice – clădiri administrative, hoteluri, bănci, restaurante, clădiri de birouri, clădiri de locuit individuale, etc. Climatizarea acestor spații este realizată cu ajutorul unor aparate terminale care tratează local aerul cu ajutorul unor schimbătoare de căldură. După tipul aparatelor terminale, sistemele pot fi cu ventiloconvectoare sau cu aparate care folosesc principiul ejecției – ejectoare sau grinzi de răcire. Atât ventiloconvectoarele cât și ejectoconvectoarele sau grinzile de răcire pot funcționa numai cu aer recirculat, dar și cu aer proaspăt și aer recirculat.
Alimentarea schimbătoarelor de căldură se face cu 2 sau 4 conducte. Deoarece acestea funcționează și cu baterie de răcire, sunt prevăzute cu tavă de condens și conductă de evacuare a acestuia.
Agentul termic este apă caldă care alimentează bateria de încălzire preluată de la o centrală termică sau apă răcită care alimentează bateria de răcire preluată de la un agregat de apă răcită denumit și chiller.
Există sisteme unde în spațiul climatizat se aduce și un debit de aer, denumit aer primar, tratat într-un agregat central sau centrală de tratare a aerului și acest debit este egal cu debitul de aer proaspăt necesar.
III.3.8. Sisteme de climatizare „aer-apă” cu ventiloconvectoare
Aceste sisteme folosesc apa caldă sau rece, preparată centralizat, pentru transportul energiei termice sau frigorifice spre încăperile climatizate, în funcție de sezon. Apa este pompată și distribuită în aparate terminale prin intermediul a două, trei sau patru conducte, Fig.III.3.11.
Sistemul cel mai utilizat, în care fluidul primar este apa, este sistemul cu ventilo-convectoare (mai poate fi sistemul de răcire prin plafon radiant).
Fig.III.3.11. Posibilități de racordare a ventilatoarelor și variante de reglaj a debitului de agent termic
a) Sistem cu 2 conducte și vană de reglaj cu două căi și baterie comună; b) Sistem cu 2 conducte și vană de reglaj cu trei căi și baterie comună; c) Sistem cu 3 conducte și baterie comună; d) Sistem cu 3 conducte și baterii separate; e) Sistem cu 4 conducte și baterie comună; f) Sistem cu 4 conducte și baterii separate.
1 – ventiloconvector; 2 – baterie de încălzire; 3 – vană de reglaj cu 2 căi; 4 – tur apă caldă; 5 – retur apă caldă; 6 – vană de reglaj cu 3 căi; 7 – tur apă răcită; 8 – baterie de răcire; 9 – retur apă răcită; TA – termostat.
Sistemul de climatizare cu ventiloconvectoare este adaptabil oricărei clădiri în care încăperile pot avea sarcini termice diferite, iar în perioadele de tranziție, primăvară sau toamnă, anumite zone pot fi răcite, iar altele încălzite (în cazul sistemului cu 3 sau 4 țevi). Aceasta depinde de numărul de conducte de alimentare și de o reglare de ansamblu destul de complexă. Un alt avantaj al acestui sistem este acela că în perioada rece și de nefuncționare a ventiloconvectorului (noaptea sau repaus săptămânal) bateria acestuia cedează căldură prin convecție naturală asigurând o anumită temperatură de gardă, dacă bateria nu este prevăzută cu vană cu servomotor.
Elementele componente ale unui astfel de sistem sunt:
Cazanele pentru prepararea agentului termic pentru încălzire;
Agregatele pentru preparare agentului termic pentru răcire;
Rețeaua de conducte formată din două sau patru conducte;
Aparatul terminal, ventiloconvectorul, echipat cu un dispozitiv manual sau automat ce permite alimentare cu agent termic apă caldă sau rece într-un sezon.
Ventiloconvectoarele sunt descrise pe larg în capitolul INSTALAȚII DE ÎNCĂLZIRE II.5.1.3. Corpuri de încălzire dinamice, II.5.1.3.1 Ventiloconvectoare (VC).
Ventiloconvectorul este un aparat compact permițând asigurarea climatizării unei încăperi. Este echipat astfel încât să asigure următoarele funcțiuni:
Amplasarea ventiloconvectoarelor va ține cont de: arhitectura clădirii, posibilitățile de alimentare cu agent termic, nivelul de zgomot admis în încăperile climatizate, posibilitățile de evacuare a condensului.
Ventiloconvectoarele carcasate se pot amplasa în încăperi unde nu există spațiu suficient în tavanul fals și unde există parapet cu o înălțime egală cu înălțimea acestora (Fig.III.3.12.).
Acestea nu se pot utiliza în spații cu deschideri mari deoarece nu pot realiza o distribuție uniformă a aerului tratat. În acest caz se vor utiliza ventiloconvectoare carcasate cu montaj la tavan sau ventiloconvectoare necarcasate, cu disponibil de presiune suficient pentru ca distribuția aerului să se facă printr-o rețea cu grile de introducere și grile de recirculare (Fig.III.3.15).
Fig.III.3.16. Aer proaspăt în aspirația ventiloconvectorului de tavan
1 – ventiloconvector; 2 – plenum venticonvector; 3 – tubulatură flexibilă izolată; 4 – grilă de refulare aer tratat; 5 – tubulatură flexibilă neizolată; 6 – grilă de aspirație aer recirculat; 7 – priză de aer proaspăt; 8 – tubulatură aspirație aer proaspăt.
Fig.III.3.17. Ventiloconvector de parapet cu aspirație de aerului proaspăt
1 – tubulatură de introducere a aerului prospăt; 2 – clapetă de reglaj pentru aer prospăt; 3 – admisie aer recirculat; 4 – reglajul debitului de aer recirculat; 5 – filtru de praf; 6 – ventilator; 7 – baterie de încălzire/răcire; 8 – tavă de colectare a condensului; 9 – suport pentru colectarea condensului; 10 – reglajul debitului de aer tratat; 11 – aer tratat (încălzit/răcit).
Alegerea ventilconvectorului se face în funcție de sarcina totală, care include sarcina sensibilă și căldura degajată la condensarea vaporilor de apă pe suprafața bateriei de răcire la treapta medie de viteză a ventilatorului. Acesta va asigura integral necesarul de căldură și de frig al încăperii sau a zonei climatizate din clădire. Reglarea temperaturii aerului interior pentru fiecare încăpere se realizează cu un dispozitiv de comandă care măsoară temperatura aerului interior și comunică cu ventilatorul și cu servomotorul vanei cu 2 sau trei căi (Fig.III.3.14.).
În cazul în care instalația de climatizare cu ventiloconvectoare trebuie să asigure și aportul de aer proaspăt sunt diferite variante constructive – Aer proaspăt în aspirația ventiloconvectorului de parapet – Fig.III.3.17. și Aer proaspăt în aspirația ventiloconvectorului de tavan – Fig.III.3.16.
Sunt și situații când se utilizează instalații centralizate de aer proaspăt, la care introducerea aerului se face prin racorduri la plenumul de aspirație al ventiloconvectoarelor sau la dispozitive care introduc aerul direct în încăpere.
III.3.8.1. Sisteme de climatizare „aer-apă” cu ventiloconvectoare cu 2 conducte
Sisteme de climatizare „aer-apă” cu ventiloconvectoare cu 2 conducte folosesc ventilonvectoare cu o singură baterie, racordate la un sistem cu 2 conducte. Aceste 2 conducte asigură alimentarea cu agent termic de încălzire apă caldă 90/70 °C sau 80/60 °C în situația de iarnă sau alimentarea cu agent agent termic apă răcită 7/12 °C în situația de vară (Fig.III.3.13).
Sunt numereoase scheme de realizare a instalațiilor de climatizare cu ventiloconvectoare (VCV) numai cu recirculare după cum urmează:
După tipul vanei cu servomotor a ventiloconvectorului:
– instalații cu VCV echipate cu vane cu servomotor cu 2 căi;
– instalații cu VCV echipate cu vane cu servomotor cu 3 căi;
– instalații cu VCV fără vane de reglare.
După tipul de racordare a surselor:
– cu distribuitor-colector;
– cu butelie de egalizare a presiunilor.
În Fig.III.3.18. este prezentată instalația cu vcv cu 2 conducte echipate cu vane cu 3 căi și butelie de egalizare a presiunilor.
Fig.III.3.18. Instalație cu VC cu 2 conducte echipate cu vane cu 3 căi (comutare centrală)
1 – baterie de încălzire/răcire; 2 – ventilator; 3 – filtru de aer; 4 – grilă de aspirație; 5 – grilă de refulare;6 – vană cu 3 căi; 7 – robineți de sectionare; 8 – conductă de tur; 9 – conductă de retur; 10 – pompă de circulație – agent termic circuit secundar; 11 – pompă de circulație – agent termic 7/12 °C; 12 – pompă de circulație – agent termic 70/90 °C; 13 – butelie de egalizare a presiunii; 14 – chiller; 15 – centrală termică.
În cazul instalației cu VCV cu 2 conducte echipate cu vane cu 2 căi, pompa de circulație a agentului termic este obligatoriu cu debit variabil.
Schema instalației cu VCV cu 2 conducte fără vane de reglaj este rar utilizată.
Sistemul VCV cu 2 conducte prezintă următoarele avantaje:
– cost de investiție redus;
– se poate folosi în clădirile existente și varianta VCV carcasat de parapet constituie o soluție pentru clădirile cu înălțime redusă.
– reglare individuală pentru temperatură și ușurința reglării la nivelul aparatului;
– fiabilitate ridicată și durată de viață mare;
Dezavantajul sistemului cu VCV cu 2 conducte este că nu poate fi utilizat în perioda de tranziție primavara/toamna când este necesară funcționarea în regim de încălzire și răcire în aceeași zi.
III.3.8.2. Sisteme de climatizare „aer-apă” cu VCV cu 4 conducte
Sistemele de climatizare „aer-apă” cu ventiloconvectoare cu 4 conducte folosesc ventilonvectoare cu două baterii (Fig.III.3.19.), racordate la un sistem cu 4 conducte. Aceste 4 conducte asigură alimentarea cu agent termic de încălzire apă caldă 90/70 °C sau 80/60 °C în situația de iarnă sau alimentarea cu agent agent termic apă răcită 7/12 °C în situația de iarnă (Fig.III.3.20.). Reglarea temperaturii aerului interior pentru fiecare încăpere se realizează cu un dispozitiv de comandă conceput pentru comanda a doua servomotoare ale vanelor cu 3 sau 2 căi, respectiv ventilatorul, dar și trecerea automată de la regimul de încălzire la cel de răcire (Fig.III.3.22.).
Sistemele de climatizare aer-apă cu VCV cu 4 conducte se utilizează pentru clădiri unde există cereri simultane de funcționare a încăperilor în regim de încălzire sau de răcire.
Schemele de realizare a instalațiilor de climatizare cu ventiloconvectoare (VCV) numai cu recirculare sunt aceleași ca în cazul ventiloconvectoarelor cu 2 conducte.
– instalații cu VCV echipate cu vane cu 2 căi;
– instalații cu VCV echipate cu vane cu 3 căi.
– instalații cu VCV cu recuperare de căldură (transfer de căldură de la încaperile cu sarcini pozitive – cu necesar de frig, spre încaperile cu sarcini negative – cu necesar de căldură).
În Fig.III.3.23 este prezentat un detaliu pentru cu VCV cu 4 conducte echipat cu vane cu 3 căi pentru încălzire și răcire.
Fig.III.3.24. Instalația cu VCV cu 4 conducte echipate cu vane cu 3 căi
1 – baterie de încălzire; 2 – baterie de răcire; 3 – ventilator; 4 – filtru de aer; 5 – grilă de aspirație; 6 – grilă de refulare; 7 – vană cu 3 căi; 8 – robineți de secționare; 9 – conductă de tur; 10 – conductă de retur – agent termic 7/12 °C; 11 – conductă de retur – agent termic 70/90 °C; 12 – pompă de circulație – agent termic 7/12 °C; 13 – pompă de circulație – agent termic 70/90 °C.
În cazul instalației cu VCV cu 4 conducte echipate cu vane cu 2 căi, pompa de circulație a agentului termic este obligatoriu cu debit variabil.
Schema instalației cu VCV cu recuperare de căldură, adică transfer de căldură de la încăperile cu sarcini pozitive – cu necesar de frig, spre încăperile cu sarcini negative – cu necesar de căldură este o schemă complexă.
Sistemul VCV cu 4 conducte are următoarele avantaje:
– sistemul este caracterizat printr-o mare flexibilitate în funcționare, deoarece fiecare VCV funcționează independent în funcție de cerința utilizatorului – unele încăperi pot funcționa în regim de încălzire, altele în regim de răcire, situație frecvent întâlnită primăvara sau toamna.
– nu există comutare între surse (căldură/frig);
– nu este necesară zonarea clădirii;
– reglarea este simplificată și întreținerea ușoară;
– circuitele de apă caldă și de apă racită sunt complet separate (în cazul aparatelor cu 2 baterii).
Sistemul VCV cu 4 conducte prezintă dezavantajul unui cost de investiție ridicat față de sistemele cu VCV cu 2 conducte.
III.3.9. Climatizarea cu aparate de inducție (ejectoconvectoare, grinzi de răcire)
Caracteristica acestor echipamente este utilizarea aerului proaspăt tratat în instalații centralizate și introdus individual de către fiecare aparat.
Sistemele care utilizează aparatele de inducție prepară aerul primar și-l tratează, apoi este trimis cu viteză mare și debit constant până la ejectoconvectoare sau grinzile de răcire. Debitul de aer primar va fi distribuit către ejectocovectoare/grinzi de răcire prin conducte izolate termic și fonic, iar în situația de iarna, aerul primar poate fi umidificat.
Ejectoconvectoarele sunt aparate în interiorul cărora aerul primar sub presiune este refulat prin duze, ceea ce produce un efect de apirație prin inducție a aerului din încăperea unde se află ejectoconvectorul (Fig.III.3.25).
Aerul astfel aspirat traversează un filtru, apoi o baterie prin care circulă apă caldă iarna sau apă rece vara. Pot fi și două baterii, una de încălzire și una de răcire, realizandu-se sistemul cu 2 baterii sau 4 țevi.
Aerul primar se amestecă cu aerul recirculat, încălzit sau răcit și apoi este refulat în încăpere la debit constant și cu o temperatură variabilă.
Reglajul temperaturii aerului refulat este obținut fie reglând debitul de apă care circulă prin baterie cu ajutorul vanelor de reglaj, fie prin variația debitului de aer introdus cu ajutorul unei clapete de reglaj motorizată. Cele două organe de reglaj sunt acționate de un termostat de ambianță.
Schema de principiu a unui ejectoconvector este prezentată în Fig.III.3.26. Pentru a îndeplini funcțiile principale acesta este echipat cu:
duze de refulare;
admisie de aer recirculat indus;
filtru de aer pentru aerul recirculat;
baterie de încălzire sau răcire a aerului recirculat sau amestecat;
orificiu de refulare a aerului în încăpere.
Fig.III.3.25. Modalități de amplasare a ejectoconvectoarelor
Fig.III.3.26. Circulația aerului proaspăt, recirculat și tratat pentru un ejectoconvector cu două baterii
1 – introducere aer proaspăt; 2 – corp ejectoconvector; 3 – aer recirculat; 4 – baterii de răcire/încălzire; 5 – introducere aer tratat; 6 – racord agent termic.
Toate acestea sunt introduse într-o carcasă metalică având la interior o protecție fonoabsorbantă.
La fel ca și în cazul ventiloconvectoarelor, ejectoconvectoarele pot fi montate în parapetul ferestrei sau în plafon.
Caracteristica principală a unui ejectoconvector este nivelul de inducție prin care se înțelege raportul dintre debitul masic de aer indus și debitul masic de aer primar admis în aparat:
Lm,i- debitul de aer masic introdus
Lm,p- debitul de aer masic admis în aparat
Acest raport este o caracteristică a aparatului când presiunea aerului primar la nivelul duzelor rămâne relativ constantă. Pentru gama obișnuită de aparate aflate în fabricație nivelul de inducție este cuprins între 1,5 și 5.
Debitul de aer primar variază între 25 și 300 m3/h. Presiunea medie necesară la duze, variază între 250 și 1500 Pa. Puterea frigorifică nominală a bateriei de răcire este cuprinsă între 0,4 și 3,5 kW iar puterea nominală a bateriei de încălzire, între 0,8 și 7 kW.
Având în vedere caracteristicile ejectoconvectoarelor, sistemul se va folosi:
– în încăperi cu degajări reduse de praf;
– la clădiri unde există parapet pentru montajul ejectoconvectoarelor.
Dacă încăperile au spații interioare mari, sistemul cu ejectoconvectoare se poate combina cu grinzi de răcire. Grinzile de răcire pot fi amplasate în interiorul încăperilor, aparent sau în tavanul fals al acestora. Sistemul de climatizare va fi prevăzut cu evacuarea condensului.
Grinzile de răcire active sunt utilizate pentru o gamă largă de aplicații având ca particularitate răcirea și ventilarea încăperilor cu sarcini termice ridicate și înălțimi mari, fără a crea curenți de aer. Sunt amplasate la tavanul încăperilor (Fig.III.3.28.), iar o altă caracteristică a grinzilor de răcire o reprezintă lipsa condensului deoarece temperatura agentului termic se află deasupra punctului de rouă.
Grinzile de răcire active furnizează în spațiu aer proaspăt primar de la instalația centrală de climatizare, pentru a menține calitatea aerului în spațiile interioare și asigură în același timp și funcțiile de răcire și/sau încălzire cu ajutorul bateriilor de răcire și/sau încălzire.
Aerul proaspăt este introdus în camerele de amestec prin duze. Aerul secundar trece prin inducție printr-o grilă de intrare și apoi intră în camerele de amestec prin schimbătoarele de căldură montate vertical. Aici este amestecat cu aer proaspăt, amestecul de aer fiind apoi introdus orizontal în spațiu prin difuzoarele cu fantă în Fig.III.3.27. este prezentată schema grinzii de răcire și circulația aerului primar și cel secundar .
Aceste dispozitive sunt disponibile în variante cu lungimi nominale diferite, combinate cu diverse dimensiuni ale duzelor, ceea ce permite o adaptare optimă a fluxului de aer și a funcțiilor termice, menținând un nivel de zgomot redus și o presiune diferențială scăzută.
Schimbătoarele de căldură sunt disponibile în varianta cu 2 țevi, respectiv 4 țevi.
Fig.III.3.27. Grinzi de răcire
1 – introducere aer proaspăt; 2 – aer recirculat; 3 – introducere aer tratat; 4 – baterii de răcire.
Fig.III.3.28. Exemple de amplasare a grinzilor de răcire
Sistemul de climatizare prin grinzi are avantaje față de ventiloconvectoare, deoarece grinzile de răcire:
Cresc ponderea transferului termic prin radiație, reducând viteza curenților de aer.
Au o distribuție mai uniformă a aerului în încăpere datorită dispunerii pe o lungime relativ mare a duzelor de introducere, iar prin aceasta se reduce riscul de formare a curenților de aer în zona de confort.
Refulează aerul în încăpere la o temperatură mai ridicată, ceea ce contribuie la eliminarea riscului de formare a curenților de aer.
Beneficiază de control atât pentru fluxul de aer cât și pentru debitul de apă și, implicit, pentru temperaturile de refulare.
Nu formează condens.
Funcționarea la o temperatură a agentului termic deasupra punctului de rouă are deasemenea avantajul de a reduce pierderile de căldură prin componentele sistemului, contribuind la creșterea eficienței generale a sistemului de climatizare sau a reducerii grosimii de izolație pentru conducte.
Nu au elemente în mișcare și lipsa ventilatorului local are printre alte beneficii avantajul major al unei fiabilități mai mari, dar și un nivel de zgomot redus.
Deoarece folosesc parametri mai ridicați ai agentului de răcire, permit conectarea cu surse de căldură ce folosesc energii regenerabile.
Sunt mai ușor de integrat în orice sistem de plafon.
Deoarece funcționarea grinzilor active necesită existența unui sistem de ventilare, nu vor mai exista clădiri neventilate și fara aport de aer proaspăt.
Alegerea sistemului cu grinzi de răcire permite utilizarea unor dimensiuni reduse pentru tubulatura de ventilație.
Un dezavantaj major al grinzilor de răcire este costul de investiție mult mai mare în comparație cu ventiloconvectoarele.
III.3.10. Climatizarea cu pompe de căldură cu buclă de apă
Sistemul se recomandă la clădiri mari, cu încăperi distribuite pe zone termice, care au simultan cerințe de încălzire și răcire.
Agentul termic folosit la acest sistem de climatizare este apa, care se vehiculează într-un circuit închis, respectiv o „buclă de apă”. Acest sistem de climatizare cu pompe de căldură cu buclă de apă se bazează în principiu pe transferul de energie între aerul interior și un circuit închis de apă (bucla de apă din interiorul clădirii). Pompele preiau din, sau cedează spre bucla de apă energia necesară obținerii temperaturii ambientale dorite.
Interesul major pentru acest sistem îl reprezintă recuperarea și transferul energiei termice care se realizează astfel:
• pompa de căldură care funcționează în răcire va ceda căldură din condensator spre bucla de apă;
• invers, pompa de căldură care funcționează în încălzire va recupera energia termică din bucla de apă;
În acest fel, temperatura din circuitul de apă poate prezenta variații importante. Aceste variații trebuie însa menținute între anumite limite pentru a fi compatibile cu regimul de funcționare a pompelor de căldură. Aici intervine rolul generatoarelor de frig (turn de răcire, chiller etc.) sau a generatoarelor de energie termică (cazane, pompe de căldură apă-apă etc.). Sistemul poate fi utilizat cu succes în cazul în care în ansamblul clădirii există spații închise fără pereți exteriori, când suprafețele vitrate sunt semnificative sau atunci când clădirea beneficiază de aporturi interne semnificative (de exemplu o zonă comercială). De asemenea, se recomandă folosirea acestui sistem de climatizare în momentul în care există aporturi energetice “gratuite” pentru bucla de apă, acestea provenind de la un proces tehnologic sau de la încăperi cu degajări mari de căldură.
Pompele de căldură cu buclă de apă sunt unități autonome compacte ce trebuie instalate la interior, de regulă în plafonul fals sau în spații tehnice. Unele dintre ele pot funcționa numai în mod răcire, iar altele pot funcționa atât în răcire, cât și în încălzire, în funcție de cerințele zonei deservite. Pompele de căldură sunt executate atât în varianta orizontală (Fig.III.3.29.), cât și în varianta verticală (Fig.III.3.30.)
Pompa de căldură utilizează în situația de iarnă agent termic apă caldă cu o temperatură de cca 20 °C/16 °C de la bucla de apă. Sursa de căldură este dimensionată pentru acești parametri ai agentului termic.
În situația de vară sistemul funcționează în regim de răcire, când utilizează agent termic apă răcită cu o temperatură de cca. 30 °C/36 °C. Sursa de răcire este turnul de răcire în circuit închis sau deschis, care va menține temperatura apei din buclă mai mică de 35°C. Temperatura pe conducta de întoarcere este limitată inferior din motive de condensare a vaporilor de apă din aerul interior și prin urmare conductele nu se vor izola.
Diferența de temperatură atât în perioada de iarnă cât și de vară va fi realizată de circuitul frigorific încorporat în pompa de căldură.
Circuitul frigorific cuprinde: 1-2 compresoare ermetice de tip scroll sau cu piston, montate pe suporți antivibrații, o vană de inversiune a ciclului, un schimbator de căldură apă/freon S cu plăci din inox și izolat cu izolație având grosimea de 9 mm, un capilar pentru detentă, o baterie de schimb de căldură, vane de expansiune termostatice cu egalizarea presiunii externe, filtru deshidrator.
Echipamentele sunt dotate cu tablou electric complet echipat cu elemente de siguranță și protecție, precum și comanda la distanță cu termostat de ambianță.
Pentru climatizarea unor încăperi mari, se utilizează una sau mai multe pompe de căldură. Ele recirculă aerul din încăpere și îl aduc la parametrii necesari pentru a asigura temperatura aerului interior în limitele prescrise.
Pompele de căldură pot fi carcasate, care se montează aparent, similar ventiloconvectoarelor sau necarcasate, care se montează în tavane false sau spații tehnice special amenajate (la debite mari).
Sistemul în care funcționează o pompă de căldură cu buclă de apă va avea o instalație de aer proaspăt.
Pentru fiecare pompă de căldură se montează vane de reglare și de echilibrare cu posibilitatea de măsurare a debitului de agent termic.
Bucla de apă se va realiza ca o rețea de distribuție de tip inelar.
Bucla de apă se poate proiecta în două variante:
fără acumulare; în acest caz debitul de apă vehiculat în buclă și prin sursa de căldură sau prin turnul de răcire este constant;
cu acumulare a căldurii; acumularea se poate face într-un rezervor sau într-un boiler.
III.3.11. Climatizarea „aer – agent frigorific”
III.3.11.1. climatizarea locală „aer – agent frigorific”
Climatizarea locală cu agent frigorific se realizează cu sisteme de tip split (Fig.III.3.31) și se poate utiliza la clădiri de locuit, în clădiri de birouri cu număr redus de încăperi.
Este recomandabilă utilizarea aparatelor ce pot funcționa și în regim de pompă de căldură pe timp de iarnă. Capacitățile frigorifice ale unităților interne sunt de 7000 Btu/h, 9000 Btu/h, 12000 Btu/h, 18000 Btu/h sau 24000 Btu/h. Unitățile interioare se vor amplasa astfel încât jetul de aer să nu deranjeze ocupanții.
Clădirile ce se climatizează cu aparate locale trebuie să aibă posibilitatea de amplasare a unităților exterioare. Unitățile exterioare se vor amplasa pe cât posibil pe fațade puțin însorite și unde aspectul estetic nu este important ( Fig.III.3.32).
Pentru reducerea numărului de unități exterioare se pot utiliza aparate de tip multisplit.
Fig.III.3.33. Sistem multisplit
1 – unitate externă; 2 – circuite agent frigorific; 3 – unități interne.
Sistemul multisplit este format din una până la cinci unități interne, care sunt deservite de o singură unitate externă(Fig.III.3.33)
Pentru încăperi mari se pot utiliza aparate de tip duct cu disponibil de presiune mare și la care se pot monta conducte de aer și guri de introducere/extracție (Fig.III.3.34).
Fig.III.3.34. Sistem duct cu disponibil de presiune mare și racordare cu grile de introducere/evacuare
1 – plenum; 2 – tubulatură introducere/evacuare aer; 3 – guri de introducere; 4 – guri de extracție.
III.3.11.2. climatizarea centralizată aer – agent frigorific, cu debit de agent frigorific variabil (VRV)
Sistemul centralizat de climatizare aer – agent frigorific cu debit variabil de agent frigorfic (VRV – Variable refrigerant volume sau VRF – Variable refrigerant Flow) este unul dintre cele mai eficiente sisteme de climatizare.
Acesta este indicat în clădiri cu un număr mare de încăperi, cu diferențe mari de sarcină termică și unde nu există sursă de energie termică sau unde nu se dorește amplasarea unei rețele de conducte de apă caldă sau răcită necesare unui sistem aer – apă.
Sistemul VRV prezentat în Fig.III.3.35. și Fig.III.3.36. este compus din unitatea externă și mai multe unități interne (Fig.III.3.37.). Unitățile exterioare se pot amplasa pe acoperișul clădirii climatizate sau la sol, în zone special amenajate. Se va avea în vedere ca nivelul de zgomot să nu depășească valorile admise în zonă.
Fig.III.3.35. Sistem VRV inclusiv ventilare cu recuperarea căldurii
Fig.III.3.36. Elementele unui sistem VRV cu ventilare
1 – unitate externă de tratare a aerului VRV; 2 – teu de separație – refnet; 3 – gură de refulare aer proaspăt; 4 – gură de refulare aer tratat; 5 – gură de aspirație aer recirculat; 6 – recuperator de căldură; 7 – aer proaspăt; 8 – aer viciat; 9 – gură de aspirație aer viciat.
Fig.III.3.37. Unități interne ale sistemului VRV și unitate externă
Alegerea unităților interioare se va face similar cu a ventiloconvectoarelor.
Sistemul VRV va fi cuplat obligatoriu cu un sistem de alimentare cu aer proaspăt. Alimentarea cu aer proaspăt se va face similar sistemului de climatizare cu ventiloconvectoare.
Legătura între unitatea externa și unitățile interne se realizează cu țevi de cupru, iar elementele de noutate sunt racordurile REFNET (Tab.III.3.9.) care sunt special concepute pentru optimizarea debitului de agent frigorific, în comparație cu racordurile obișnuite în T. Utilizarea în combinație a conductelor REFNET cu vanele de expansie electronice între unitățile interioare, duce la reducerea instabilității fluxului agentului frigorific, în ciuda diametrului limitat al conductelor.
Selecția sistemului VRV se realizează cu programe soft specializate, care calculează diametrele conductelor de freon și gaz , dar și dimensionarea REFNET-urilor.
Tab.III.3.9. Tipuri de REFNET-uri și modalități de instalare
III.4. Componente ale sistemelor de ventilare/climatizare
III.4.1. Elemente și dispozitive terminale pentru introducerea și extragerea aerului din încăperi
III.4.1.1. Dispozitive terminale pentru introducerea și extragerea aerului
Principalele tipuri de dispozitive pentru introducerea aerului sunt prezentate în Tab.III.4.1. și domeniul de utilizare recomandat pentru acestea sunt date în Tab.III.4.2.
Tab.III.4.1. Dispozitive de introducere a aerului
Tab.III.4.2. Domeniul de utilizare recomandat pentru dispozitive de introducere a aerului (conform I5/2010)
Legendă: * posibil ** bine *** foarte bine.
Alegerea dispozitivelor de introducere și extragere a aerului va cuprinde caracteristicile dispozitivelor achiziționate (tipul de dispozitiv, caracteristicile geometrice și aeraulice: debit, cădere de presiune, bătaia jetului în condiții de calcul iarna și vara și nivelul de zgomot).
Difuzoarele de tavan pot fi utilizate atât pentru introducerea cât și pentru extragerea aerului. Pentru introducerea unor debite mari de aer în încăperi de înălțime medie și mare, se recomandă difuzoare de plafon cu jet elicoidal.
Grilele pot fi utilizate pentru introducerea sau extragerea aerului. Pentru introducere, grilele se vor monta de preferință pe perete, în apropierea tavanului, favorizând apariția efectului Coandă. Pot fi montate și la partea inferioară a încăperii, pe perete, pardoseală, contratrepte etc. Pentru extragerea aerului, grilele se montează, de asemenea, pe plafon, pe perete sau pe pardoseală. Se pot folosi și grile montate direct pe plafonul fals.
Duzele de refulare se folosesc pentru introducerea aerului în spații largi și unde este necesară o bătaie mare și o direcționare a jetului de aer. Pot fi utilizate astfel în săli de sport, la piscine (cu jet vertical orientat în sus), în hale industriale.
Fantele pot fi utilizate pentru introducerea sau pentru extragerea aerului. Se recomandă ca fantele de introducere să fie prevăzute cu deflectoarele care permit orientarea jetului.
Dispozitivele de tip valvă sunt recomandate pentru introducere naturală a aerului exterior (de ventilare) în clădirile rezidențiale și în școli. Pot fi folosite și pentru transferul de aer între încăperi.
Pentru introducerea aerului direct în zona ocupată se pot utiliza dispozitive speciale, fixe sau mobile, care să refuleze aer prin piciorul sau spătarul scaunelor, în fața birourilor, a meselor etc., în acest caz mobilierul trebuind să fie adecvat. Alimentarea cu aer se face prin camere de presiune sau prin conducte. Se pot realiza racorduri flexibile care să permită poziționarea dispozitivelor în funcție de cerințele personalizate ale utilizatorilor. Astfel de soluții sunt recomandate pentru economie de energie.
Difuzoarele utilizate pentru circulația prin deplasare se recomandă pentru ventilare și răcire în spații mari, posibil deschise către un atrium. Se pot integra în arhitectura încăperii, la perete, lângă stâlpi, la colțuri. Este o soluție recomandată pentru economie de energie.
Racordarea dispozitivelor de introducere/extracție de aer se face fie direct la conductele de aer, fie prin intermediul unei cutii plenum, în funcție de recomandarea furnizorului de echipament.
În Fig.III.4.1. sunt prezentate câteva tipuri constructive de cutii de plenum.
Fig.III.4.1. Tipuri constructive de cutii de plenum
III.4.1.1.1. Conducte de aer și accesorii
Conductele de aer sunt utilizate pentru transportul aerului. Materialele și tehnologiile pentru conductele de aer se aleg în funcție de particularitățile clădirii, condițiile de exploatare, montaj, estetică, considerații economice etc.
Conductele de ventilare se execută din materiale incombustibile (clasele de reacție la foc A1, A2-s1, d0). Conductele de aer executate din materiale greu inflamabile (clasele de reacție la foc B1, C, D) se admit în clădiri cu risc de incendiu mic și mediu, cu condiția amplasării conductelor astfel încât acestea să nu contribuie la propagarea incendiului.
Clasificarea conductelor de ventilare din punctul de vedere al performanței la foc se face pe baza criteriilor etanșeității la foc (E) și izolării termice (I), iar nivelul minim de performanță la foc pentru conductele de ventilare este EI 15.
Astfel, pentru conducte se pot utiliza:
tablă din oțel (zincată sau din oțel inoxidabil) aluminiu;
mase plastice;
plăci din vată minerală;
poliizocianurat expandat placat cu folie de aluminiu;
materiale textile etc.
III.4.1.1.2. Conductele de ventilare metalice
Sunt elemente prefabricate destinate instalațiilor de ventilare, climatizare pentru clădiri, pentru realizarea traseelor de transport și distribuție a aerului proaspăt introdus și evacuarea aerului viciat, noxelor și suspensiilor ușoare degajate în activitatea din clădiri civile, industriale sau agricole. Utilizarea și denumirea conductelor metalice de aer pentru instalații de ventilare, climatizare în clădiri, în condițiile climatice ale României este în acord cu cerințele normativului I5-2010, Normativ pentru proiectarea, executarea și exploatarea instalațiilor de ventilare și climatizare, cap. 2, art. 2.25, și a standardelor europene din domeniu. În acest sens, în timpul funcționării, conductele metalice pot transporta aer rece sau cald, umed sau uscat cu temperaturi cuprinse între -25 oC și +70 oC cu umiditate relativă până la 100%, încărcat cu substanțe abrazive, corozive sau particule în suspensie (SR 13446:2000).
Conductele metalice de aer pentru instalații de ventilare, climatizare în clădiri, sunt elemente prefabricate care includ piese drepte, curbe sau cu diferite secțiuni circulare sau rectangular. Pe traseele realizate prin îmbinarea acestor piese se asigură transportul și distribuția aerului care circulă între diferite părți ale unui sistem de ventilare, climatizare în clădiri civile sau industriale. Produsele sunt confecționate din tablă de oțel (zincată, neagră sau oțel inoxidabil), aluminiu sau cupru, cu secțiuni în acord cu cerințele dimensionale precizate în standardele SR EN 1505, SR EN 1506 și SR 13446. Tubulatura poate fi realizată și livrată (în baza cerințelor dintr-un proiect tehnic) și în variantele:
a) cu termoizolație de diferite grosimi, montată la interior sau exterior. Materialul termoizolant utilizat trebuie să dețină agrement tehnic pentru utilizarea în instalațiile de ventilare, climatizare din România;
b) tratată la exterior cu un strat de vopsea termospumantă pentru creșterea timpului de reacție la foc;
c) cu finisaj anticoroziv interior sau exterior, cu grosimea stratului de zinc cuprinsă intre 120 – 360 g/m2, în funcție de cerințele gradului de protecție.
Materiale din alcătuirea pieselor prefabricate cuprind:
– Tablă cu grosimi cuprinse între 0.5 mm – 1,0 mm, livrată sub formă de role, cu lățime de 1500 mm;
– Benzi metalice din tablă de oțel, grosimi cuprinse intre 0.5 mm – 1,0 mm livrate în role cu lățimi între 137 mm;
– Flanșe din tablă de oțel zincată (dublu îndoită), tip L, cu dimensiuni de 20/30 mm, livrată la lungimi de 5 m;
– Colțare din tablă de oțel zincată, cu lățimi de 20/30 mm și grosimi de 2.5 mm;
– Material polimeric de etanșare îmbinări flanșă – colțar.
Grosimea tablei, rigidizări, ranforsări și tipul de flanșă folosită în funcție de dimensiunile laturilor, pentru tronsoane rectangulare sunt precizate în Tab.III.4.3.
Tab.III.4.3. Caracteristicile tronsoanelor rectangulare din tablă zincată
ANEXĂ – Detalii elemente componente conducte metalice de aer, cu secțiuni circulare sau rectangulare.
Fig.III.4.2. Elemente componente tronson drept, cu secțiune rectangulară
1 – tronson drept de tubulatură rectangulară; 2 – rigidizări; 3 – montaj prin ambutisare; 4 – profil tip flanșă; 5 – colțari; 6 – detaliu ambutisare; 7 – tija aluminiu pentru rigidizare.
Fig.III.4.3. Elemente utilizate pentru rigidizare: a) profil tip flanșă; b) colțar.
Tronsoanele rectangulare cu laturi mai mari de 1250 mm, (Fig.III.4.2.) se rigidizează cu flanșe din aluminiu de 20 mm grosime (Fig.III.4.3.).
Îmbinarea longitudinală a tablei în cazul conductelor rectangulare este asigurată prin falțuri longitudinale tip NU-LOK (Fig.III.4.4.), iar la piesele speciale prin falțuri tip Pittsburgh (Fig.III.4.5.).
Fig.III.4.4. Îmbinare cu falț longitudinal tip NU-LOK
Fig.III.4.5. Îmbinare cu falț tip Pittsburgh
Tronsoane drepte și piese speciale rectangulare din tablă zincată se fabrică în acord cu cerințele dimensionale precizate în standardele SR EN 1505, SR EN 1506 și SR 13446. În Tab.III.4.4. sunt prezentate câteva piese speciale rectangulare și tronsonul drept din tablă zincată.
Tab.III.4.4. Tronson drept și piese speciale speciale rectangulare (www.climatherm.ro)
Canalele de aer sunt echipate cu flanșe fixate prin ambutisare (Fig.III.4.2.) și colțari.
Îmbinările flanșă – colțar sunt etanșate cu material polimeric de sigilare.
Canalele de aer circulare sunt executate din tablă având lățimea de 137 mm și grosimea de 0.5 mm – 1 mm, cu diametre nominale cuprinse între 80…1250 mm (Fig.III.4.6.) îmbinate de asemenea prin falțuri.
Fig.III.4.6. Piese speciale circulare – îmbinare longitudinală
Piesele speciale circulare sunt îmbinate prin falț (Fig.III.4.6.) și se pot realiza fără garnituri de etanșare sau cu garnituri de etanșare de cauciuc EPDM, care asigură un nivel maxim de etanșare.
În Tab.III.4.5. sunt prezentate câteva piese speciale cu garnitură și dimensiunile acestora.
Tab.III.4.5. Tronsoane drepte circulare și pise speciale de îmbinare cu garnitură
www.climatherm.ro
În Tab.III.4.6. este prezentată gama de dimensiuni pentru canalele circulare și grosimile de tablă folosite.
Tab.III.4.6. Diametre și grosimi de tablă folosite pentru canalele circulare
III.4.1.1.3. Conducte de ventilare din plăci de vată minerală
Sistemele de conducte autoportante din plăci de vată minerală se realizează prin tăierea și îmbinarea unor plăci din vată minerală sau de sticlă de densitate mare cașerate pe ambele fețe (Fig.III.4.7.), în conformitate cu profilul de tubulatura dorit.
Conductele de ventiare care rezultă sunt termoizolate fiind folosite la instalațiile de ventilare și climatizare.
În conformitate cu normativul I5/2010 aceste conducte se pot utiliza pentru introducerea aerului în clădirile civile sau de producție, încadrate în categoriile de risc de incendiu cu condiția ca acestea să fie placate pe ambele părți cu folie de aluminiu.
Fig.III.4.7. Conducte autoportante din plăci de vată minerală (http://www.isover-technical-insulation.co)
III.4.1.1.4. Conducte de ventilare din mase plastice
Conductele de ventilare din mase plastice sunt concepute și utilizate pentru funcționarea în medii corosive. Ca și în cazul conductelor de ventilare metalice, acestea sunt realizate cu secțiune rectangulară sau cu secțiune circulară.
În Fig.III.4.8. sunt prezentate imagini pentru conductele de ventilare din mase plastice cu secțiune rectangulară, iar în Fig.III.4.9. sunt prezentate imagini pentru conductele de ventilare din mase plastice cu secțiune circulară.
Conductele de aer din materiale plastice nu pot fi utilizate în clădiri cu risc mare și foarte mare la incendiu, clădiri înalte și foarte înalte, săli aglomerate.
Dacă încadrarea la risc de incendiu a clădirii este mare sau foarte mare, cu mediu coroziv, atunci utilizarea conductelor de ventilare din mase plastice este permisă cu condiția ca materialul folosit la confecționarea acestora să fie ignifugat în masă, autostingător, iar la ardere să nu producă căderea de picături aprinse. De asemenea, acestea vor fi prevăzute cu legarea la pământ pentru înlăturarea acumulării electricității statice.
Fig.III.4.8. Conductele de ventilare din mase plastice cu secțiune rectangulară (http://buildguide.info/tr/pages/832589; http://erkanplast.com/)
Fig.III.4.9. Conductele de ventilare din mase plastice cu secțiune circulară (http://www.barat.com.tr)
III.4.1.1.5. Conducte de ventilare din poliizocianurat placat cu folie de aluminiu
Conducte de ventilare din poliizocianurat placat cu folie de aluminiu sunt realizate din panouri termoizolante de înaltă performanță din spumă rigidă de poliizocianurat, fără CFC (clorofluorocarburi), HCFC (hidroclorofluorocarburi) sau HFC (hidrofluorocarburi), cașerat cu folie de aluminiu gofrata de 60 µm, pe ambele fete și p grosime de 20 mm (Fig.III.4.10.) Densitatea spumei de poliizocianurat este de 35 kg/m3 cu o conductivitate termică λd=0.024 W/m2K.
Fig.III.4.10. Panou din poliizocianurat placat cu folie de aluminiu (http://alp.it)
1 – spumă poliuretanică rigidă; 2 – folie aluminiu.
Fig.III.4.11.Conducte de ventilare din poliizocianurat placat cu folie de aluminiu cu secțiune rectangulară (a) și circulară (b) (http://alp.it)
Fig.III.4.12. Modalități de montaj a conductelor de ventilare din poliizocianurat placat cu folie de aluminiu cu secțiune rectangulară (http://alp.it)
Sunt utilizate pentru instalațiile de ventilare sau climatizare pentru introducerea aerului în clădiri civile, publice sau industriale și sunt realizate cu secțiune rectangulară, circulară sau plat-ovală. Cele mai utilizate sunt conductele de aer cu secțiune rectangulară și piesele speciale ale acestora. În Fig.III.4.11. sunt prezentate piesele speciale cu secțiune rectangulară și cele cu secțiune circulară.
În Fig.III.4.12. sunt prezentate modalități de montaj a conductelor de ventilare din poliizocianurat placat cu folie de aluminiu cu secțiune rectangulară.
Conductele din poliizocianurat placat cu folie de aluminiu nu se montează în locuri în care acestea pot fi expuse degradării prin lovire accidentală cu corpuri dure.
III.4.2. Dispozitive pentru reglarea debitelor de aer
Dispozitivele pentru reglarea debitului de aer au rol de a asigura echilibrarea aeraulică a debitului transportat prin canalele de aer, în vederea atingerii parametrilor optimi de curgere prin închiderea totală sau parțială a circulației aerului pe anumite sectoare sau pentru menținerea unui debit constant, indiferent de caracteristicile aerului la intrare. Acționarea acestora se poate realiza manual sau automat, cu servomotor.
În funcție de secțiunea canalelor de aer registrele de reglaj pot fi cu secțiune rectangulară sau cu secțiune circulară. În Fig.III.4.13. este reprezentat registrul de reglaj rectangular și în Fig.III.4.14. este reprezentat clapetul de reglaj circular.
Elementele componente ale registrelor de reglaj sunt: lamele opozabile, cadru și ax din oțel galvanizat, angrenajele din aluminiu și rulmenți din poliamidă.
Gama dimensională pentru registrele de reglaj rectangulare:
H-înălțime: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200 mm;
L-lungime: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200 mm.
și Ø-diametru : 100, 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450, 500, 630, 710, 800, 900, 1000, 1100, 1250 mm pentru registrele de reglaj circulare.
Fig.III.4.13. Registru de reglaj rectangular
Fig.III.4.14. Clapet de reglaj circular
III.4.2.1. Atenuatoare de zgomot
Atenuatoare de zgomot sunt utilizate pentru reducerea nivelul de zgomot la o valoare admisibilă prin fenomenul de absorbție. Sunt prevazute la interior cu material fonoabsorbant cu rol de intensifica fenomenul de atenuare. Învelișul exterior este realizat din tablă de oțel galvanizat, învelisul interior din tablă oțel perforată iar interiorul este umplut cu vată minerală pentru atenuarea zgomotului.
În funcție de secțiunea canalelor de aer atenuatoarele de zgomot pot fi cu secțiune rectangulară sau cu secțiune circulară.
În Fig.III.4.15. este reprezentat un atenuator de zgomot rectangular și în Fig.III.4.16. este reprezentat atenuatorul de zgomot circular.
Fig.III.4.15. Atenuator de zgomot rectangular
Fig.III.4.16. Atenuator de zgomot circular
Gama de dimensiuni pentru atenuatorul de zgomot rectangular:
A-înățime: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200 mm;
B-lățime : 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200 mm.
Lungimi disponibile:
L: 1000, 1200, 1500 mm.
Gama de dimensiuni pentru atenuatorul de zgomot circular:
Ø-diametru : 100, 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450, 500, 630 mm.
Lungimi disponibile:
L: 500, 1000 mm.
III.4.2.2. Racorduri elastice
Racordurile elastice sunt elemente intercalate între conductele de aer și echipamentele cu elemente în mișcare (ventilatoare, aparate de climatizare etc.), care au rolul să împiedice transmiterea vibrațiilor mecanice.
Sunt realizate dintr-un cadru din oțel galvanizat și racord din poliester cu PVA.
În funcție de secțiunea canalelor de aer, racordurile elastice pot fi cu secțiune rectangulară sau cu secțiune circulară.
În Fig.III.4.17. este reprezentat racordul elastic rectangular și în Fig.III.4.18. este reprezentat racordul elastic circular.
Fig.III.4.17. Racord elastic pentru tubulatură rectangulară
Fig.III.4.18. Racord elastic pentru tubulatură circulară
Gama de dimensiuni pentru racordul elastic rectangular:
A: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200 mm;
B: 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200 mm.
Gama de dimensiuni pentru racordul elastic circular:
Ø: 100,125,160,200,250,315,355,400,450,500,630,710, 800,900,1000,1100,1250 mm
III.4.2.3. Clapete antifoc și de desfumare
Clapetele antifoc se prevăd pentru a împiedica propagarea focului sau fumului prin conducte de aer și se montează la trecerea conductelor de ventilare prin pereți sau planșee care despart compartimente diferite de incendiu. În timpul incendiului aceste clapete fac posibilă păstrarea rezistenței la foc a traversării prin peretele sau plașeul prin care sunt introduse tubulaturile de ventilare. În timpul funcționării normale a instalațiilor, partea mobilă a clapetei se află în poziția deschisă. În cazul izbucnirii incendiului are loc trecerea parții mobile a clapetei în poziția închis.
Dispozitive de închidere pentru a împiedica propagarea focului și fumului în tubulatura de ventilație – clapetele antifoc servesc la închiderea automată a secțiunilor afectate de incendiu în instalații de ventilație.
Clapetele antifoc pot fi acționate acționate de elemente fuzibile, electromagneți sau motoare electrice astfel:
servomotorul electric cu arc de retur cu tensiune de alimenatare 24 V AC/DC sau 230 V AC cu declanșator termoelectric la 72 °C;
mecanismul de declanșare echipat cu declanșator termic integrat la 72 °C, arc de acționare, sistem cu manetă – cu came. Acest mecanism poate fi echipat suplimentar cu:
declanșator electromagnetic de 24 V DC sau de 230 V AC (comandat cu ajutorul unui impuls de curent sau întrerupere de curent);
întrerupătoare de capăt pentru semnalizarea stării de poziționare a clapetei antifoc;
servomotor pentru reglarea clapetei cu tensiunea de alimentare 24 V DC sau de 230 V AC.
În Fig.III.4.19. sunt prezentate diferite tipuri de clapete antifoc rectangulare și circulare.
Fig.III.4.19. Clapete antifoc: a) rectangulare; b) circulare.
pentru clădirile care au instalații de semnalizare și stingere a incendiilor integrate trebuie utilizate clapetele antifoc acționate de electromagneți sau motoare electrice. Poziția clapetei antifoc va fi indicată pe corpul acesteia. Acționarea acestora se va face automat de la încăperile destinate echipamentelor de control și semnalizare (centrală de semnalizare) sau manual, în conformitate cu scenariul de securitate la incendiu.
Pentru realizarea instalațiilor de evacuare a fumului și gazelor fierbinți se vor utiliza clapete de desfumare, voleți de desfumare, clapete de fum. Voletul de desfumare (Fig.III.4.20.) este un obturator proiectat pentru evacuarea/eliminarea gazelor din zona afectată. Poziția de așteptare a voletului este normal închis. În caz de incendiu, lamela se deschide pentru a permite evacuarea fumului.
În cazul unui incendiu voletul poate fi acționat de la distanță prin intermediul transmiterii unui impuls electric (caz în care voletul este echipat cu magnet natural tip VD 24 sau 48 Vcc) sau prin întreruperea alimentarii electrice (caz în care voletul este echipat cu electromagnet tip VM 24 sau 48 Vcc) atunci când voletul este echipat cu mecanism MANF. Acesta mai poate fi acționat și prin întreruperea alimentării atunci când este echipat cu servomotoare cu arc de revenire.
Fig.III.4.20. Voleți de desfumare a) rectangulari; b) circulari.
În cadrul unei clădiri, acestea vor avea același tip de acționare ca și clapetele antifoc, pentru a putea fi integrate în sistemul de semnalizare a incendiilor.
În cazul în care clădirea este alcătuită din mai multe compartimente de incendiu, iar alarmarea se realizează diferențiat pentru asigurarea cu prioritate a utilizatorilor din compartimentul în care a fost detectat incendiul, detectoarele de fum acționează clapetele antifoc sau de fum de pe conductele de introducere sau de extracție, necesare pentru realizarea separării compartimentului de celelalte spații ale clădirii. În acest caz, detectoarele de fum trebuie amplasate în interiorul conductelor. Amplasarea acestora trebuie făcută astfel încât să se asigure că fumul nu va trece prin elementele rezistente la foc, prin sistemul de ventilare/climatizare.
III.4.3. Ventilatoare
Sunt mașini hidraulice folosite pentru vehicularea aerului și gazelor și care realizează o presiune de până la 30.000 Pa.
III.4.3.1. Tipuri constructive de ventilatoare
După tipul constructiv sau după modul de antrenare a motorului sunt prezentate în Tab.III.4.7. diferite tipuri de ventilatoare.
Tab.III.4.7. Tipuri constructive de ventilatoare
Ventilatoare radiale
Părțile componente ale ventilatoarelor radiale sunt exemplificate în Fig.III.4.21.
Fig.III.4.21. Părți componente ale ventilatorului radial
1 – admisie; 2 – pale; 3 – placă posterioară; 4 – zonă de refulare; 5 – gură refulare; 6- placă de conexiune; 7 – carcasă; 8 – suport; 9 – rotor; 10 – ramă; 11 – gură de aspirație; 12 – suport.
III.4.3.2. Clasificarea ventilatoarelor radiale
Clasificarea ventilatoarelor radiale este prezentată în Tab.III.4.8.
Tab.III.4.8. Clasificarea ventilatoarelor radiale
Ventilatoare axiale
Au părțile componente prevăzute în Fig.III.4.22.
Fig.III.4.22. Părți componente ale ventilatoarelor axiale
1 – carcasa circulară; 2 – motor; 3 – ghidaj; 4 – gură aspirație; 5 – rotor;6 – pale;7 – partea frontală a axului rotorului; 8 – butuc; 9 – zonă de aspirație; 10 – cilindru interior.
Clasificarea ventilatoarelor axiale este prezentată în Tab.III.4.9.
Tab.III.4.9. Clasificarea ventilatoarelor axiale
III.4.3.3. Alegerea ventilatoarelor
Ventilatoarele se aleg corespunzator cu debitul și presiunea rezultate din proiect, tipul și particularitățile instalației, regimul și condițiile de funcționare, consumul de energie, spațiul disponibil, nivelul de zgomot, costul ventilatorului și condițiile de exploatare.
La alegerea ventilatorului pentru o situație dată, se iau în considerare următoarele aspecte:
punctul de funcționare al ventilatorului de pe curbele caracteristice trebuie să se afle în zona de consum minim de energie;
in instalațiile de ventilare fără conducte, în care presiunea dezvoltată de ventilator este redusă, iar încăperea ventilată nu prezintă cerințe de silențiozitate și nu sunt degajări de substanțe inflamabile sau corozive, se recomandă prevederea unor ventilatoare axiale;
in instalațiile de ventilare cu conducte pentru introducerea aerului proaspăt, alegerea se va face între un ventilator centrifugal și unul axial cu carcasă, în funcție de cerințele privitoare la presiune, spațiu, nivel de zgomot, consum de energie și cost, fiind recomandate ventilatoarelor axiale, în măsura satisfacerii acestor cerinte;
in instalațiile de ventilare cu conducte pentru evacuarea aerului viciat se preferă ventilatoarele centrifugale; în cazul folosirii ventilatoarelor axiale montate în conducte cu aer fierbinte sau încărcat cu substanțe corozive sau praf, ventilatoarele se vor acționa prin curele trapezoidale, cu motorul scos în afara conductei;
ventilatoarele centrifugale montate în instalații care conțin multe piese speciale, pentru care rezistentele locale nu pot fi stabilite cu precizie, se aleg de tipul cu rotor cu palete înclinate înapoi;
la instalațiile cu funcționare intermitentă, se admit ventilatoare cu puncte de funcționare corespunzatoare unor randamente mai scăzute, dacă prin acestea se obțin avantaje de altă natură;
pentru reducerea nivelului de zgomot se preferă ventilatoare cu turație redusă (500…750 rot/min) în locul celor cu turație ridicata (1000…1500 rot/min).
Se recomandă utilizarea ventilatoarelor cu un consum specific de energie redus, clasele SFP1-SFP3 (vezi Tab.III.4.10.).
Tab.III.4.10. Clasificarea ventilatoarelor în funcție de puterea specifică PSFP (puterea raportata la debitul de aer)
După ce curba căderilor de presiune a sistemului de distribuție a aerului a fost definită, poate fi făcută selecția ventilatorului în funcție de cerințele sistemului.
Producătorii de ventilatoare prezintă randamentele acestora fie în grafice (Fig.III.4.23.), fie sub forma unor tabele de valori. Tabelele de randamente oferă informații pentru o arie recomandată de valori. Varianta optimă de selecție sau vârful punctului de eficiență este identificată în variate modalități de fiecare producător.
Fig.III.4.23. Curbe de performanță utizate de producatorii de ventilatoare
Randamentele cuprinse în tabelele de date de către producători pleacă de la valori arbitrare ale debitului și presiunii. În aceste tabele, date adiacente sunt reprezentate orizontal sau vertical, referitor la diverse puncte de utilizare (de exemplu diferite puncte de evaluare) de pe curba de randament a ventilatorului. Aceste puncte de evaluare depind în totalitate de caracteristicile ventilatorului. Totuși, punctele de operare cuprinse în aceste tabele reprezintă valori apropiate, astfel încât puncte intermediare pot fi determinate aritmetic, fără a pierde acuratețea în selecția ventilatorului.
Selecția unui ventilator pentru un sistem de distribuție a aerului particular impune corespondența între caracteristicile de presiune ale ventilatorului și ale sistemului. Astfel, întregul sistem trebuie evaluat, iar debitul de aer necesar, pierderile și elementele de la gura de absorbție și evacuare cunoscute. Necesarul de viteză și putere ale ventilatorului vor fi apoi calculate cu ajutorul graficelor sau tabelelor de date.
La folosirea graficelor este foarte important ca punctele de operare selectate (Fig.III.4.24.) să reprezinte o valoare maximală de atins pe curba de selecție, astfel încât randamentul și rezistența maximă să poată fi atinse atât la pierderi cât și la creșteri de viteză. La sistemele pentru care mai mult de un punct de funcționare este întâlnit, este necesară o evaluare pe acel interval a felului în care se comporta ventilatorul ales. Această analiză este necesară pentru sistemele cu volum variabil, unde nu doar ventilatorul suferă modificări ale randamentului, ci întregul sistem deviază de la relațiile uzuale.
Pentru alegerea unui tip de ventilator intr-o instalație trebuie analizate, comparativ, curbele caracteristice, alegându-se acel ventilator care corespunde cat mai mult condițiilor impuse de instalația în care este montat (dimensiuni, debit, putere absorbită, consum energetic, nivel de zgomot).
Fig.III.4.24. Caz ideal la intersecția curbelor Ptf și ΔP
Analiza comparativă a ventilatoarelor trebuie însă să se facă pentru ventilatoare de caracteristici foarte apropiate (tip, dimensiuni, consum energetic).
În Tab.III.4.11. sunt descrise informațiile necesare pentru alegerea unui ventilator.
Se recomandă ca ventilatoarele din instalațiile de ventilare care deservesc procese de producție cu regim variabil sau încăperi cu sarcini termice variabile să fie cu turație variabilă.
Odată cu introducerea regulamentelor 1253/2014 și 1254/2014 la 1 ianuarie 2016 impune ca ventilatoarele să se supună Directivei ErP- EcoDesign. Standardul se referă la echipamente de încălzire și ventilare utilizate în clădiri – ventilatoare de plafon, ventilatoare din tubulatură, unități de ventilare rezidențiale și centrale modulare de tratare a aerului. Toate aceste echipamente trebuie să îndeplinească cerințe de eficiență minimă și să aibă cel puțin reglajul turației în trepte, responsabilitate ce intră în atribuțiile instalatorului. Mai multe detalii sunt descrise în Cap III.5.6.- Directiva Europeană ErP – Ecodesign.
III.4.4. Filtre de aer
Filtrele de aer sunt elemente ale instalațiilor de ventilare/climatizare având funcția de reținere a impurităților solide sau gazoase conținute în aerul atmosferic și recirculat, înaintea introducerii acestuia în încăperile supuse ventilării sau climatizării. Aceste impurități sunt formate din particule de origine minerală, vegetală sau animală cu dimensiuni cuprinse între 0,001 și 500 µm.
Captarea particulelor solide sau lichide se poate face cu diferite metode fizice, iar particulele gazoase prin procedee chimice și/sau fizice. Concentrația în particule a aerului atmosferic nepoluat se situează între 0,05 și 3,0 mg/m³.
Condițiile pe care trebuie să le îndeplinească un filtru: grad de reținere cât mai ridicat, capacitate mare de reținere a prafului, rezistență aeraulică mică sau în limite economice și constantă în timp, cheltuieli de investiție cât mai reduse, întreținere ușoară, construcții aferente reduse, cât mai robuste, etc.
Clasificarea filtrelor de aer:
* după mărimea particulei de praf reținute: grosiere d 100m;
normale 6 < d < 100m;
fine 1 < d < 6m;
foarte fine 0,1 < d < 1m;
absolute d < 0.1…0,5 m.
* după gradul de reținere: categoria A: – normale = 30…50%;
(grosiere) – cu acțiune bună = 40…60%;
categoria B: – normale = 60…80%;
(fine) – cu acțiune bună = 70…90%;
categoria C: – foarte fine = 90…98%.
(foarte fine)
speciale S: – filtre radioactive, absolute.
* după tipul mecanismul de reținere: filtre cu țesătură, uscate, metalice cu peliculă de ulei, mecanice, cu cărbune activ, filtre electrice, sonice etc.
* după modul și locul de amplasare: filtre verticale/orizontale, de canal, de perete, de plafon.
* după modul de funcționare: filtre statice, cu derulare, electrice, automate.
* după tipul constructiv: filtre înclinate, cu tambur, cu derulare automată, cu saci.
Filtrarea aerului exterior este utilizată pentru a satisface cerințele de calitate a aerului interior ținând cont de clasele de calitate a aerului exterior definite în Cap.3.1. Alegerea și dimensionarea filtrelor de aer necesare pentru CTA-uri (centralele de tratare a aerului) va fi rezultatul unei optimizari, în funcție de situația specifică analizată (conținutul de praf din aerul exterior, clasa de calitate a aerului interior, timpul de funcționare a CTA, poluare locală, permiterea sau nu a recirculării etc.).
Clasele de filtre recomandate sunt prezentate în Tab.III.4.12.
*) GF = Filtru de gaz (filtru carbon) și/sau filtru chimic
III.4.5. Baterii de încălzire/răcire
III.4.5.1. Baterii pentru încălzirea aerului
Bateriile pentru încălzirea aerului sunt schimbătoare de căldură apă-aer sau aer-aer, care intră în componența agregatelor de ventilare și climatizare precum și a aerotermelor. După agentul primar, purtător de căldură se clasifică în baterii de încălzire cu abur, apă caldă sau fierbinte, baterii electrice și baterii de încălzire funcționând cu gaze arse. Cele mai utilizate sunt bateriile de încălzire funcționând cu abur, apă caldă sau fierbinte.
Pentru aceste baterii, elementul încălzitor, poate fi țeava cu aripioare (circulare, pătrate, hexagonale, etc), țeava cu bandă spiralată sau țevile din cupru cu lamele de aluminiu, Fig.III.4.25.
Țeavă cu aripioare Țeavă cu bandă spiralată Țevi din cupru și aripioare din aluminiu
Fig.III.4.25. Elemente încălzitoare ale bateriilor de încălzire cu apă caldă, apă fierbinte sau abur
1 – țeavă metalică; 2 – agent termic; 3 – aripioare din Cu; 4 – spirală din Cu; 5 – aripioare de Al; 6 – circulația aerului.
Racordarea bateriilor de încălzire la instalație atât pe partea de agent primar, cât și pe partea de aer, se realizează în serie sau paralel, prin flanșe sau mufe la instalația de încălzire (agent primar) și flanșe de oțel cornier pe partea de aer.
Fig.III.4.26. Baterii de încălzire cu țevi cu aripioare
1 – aripioare; 2 – colector/distribuitor; 3 – ramă de oțel; 4 – flanșe; 5 – racorduri apă/abur.
Întregul sistem este prins într-o ramă de oțel 3, prevăzută cu flanșele 4, pentru racordarea la canalul de aer. Pentru mărirea suprafeței de schimb de căldură se folosesc aripioare metalice sudate pe țevile încălzitoare, aripioare ce pot avea diverse forme (circulare, ovale, rectangulare etc.)
III.4.5.1.1. Tipuri constructive de baterii de încălzire a aerului
Bateriile de încălzire cu abur, apă caldă și apă fierbinte pot fi construite astfel:
baterii de țevi de oțel și aripioare circulare din tablă de oțel metalizate în baie de zinc topit, ca și cele cu bandă spiralată;
baterii din țevi de cupru și lamele din aluminiu pentru abur (cu țevi verticale) și apă caldă sau fierbinte cu țevi orizontale.
Bateriile de încălzire cu țevi verticale (pentru abur), Fig.III.4.27., pot avea un rând sau două de țevi (II). Aburul circulă simultan prin toate țevile legate la partea superioară într-un distribuitor iar la partea inferioară într-un colector. Pasul lamelelor poate fi de 2,5 mm sau 3 mm iar diametrul exterior al țevii este de 16 mm.
Fig.III.4.27. Baterii de încălzire cu țevi verticale
1 – circulație agent termic; 2 – distribuitor; 3 – țevi verticale; 4 – lamele; 5 – colector.
Bateriile cu țevi orizontale din cupru (pentru apă caldă sau apă fierbinte), Fig.III.4.28., pot avea un rând de țevi (I), formând unul sau mai multe circuite sau două rânduri formând unul sau mai multe circuite. Se utilizează în instalațiile care folosesc apă cu temperatura maximă de 200 °C și presiune 16 atm.
Racordarea bateriilor la instalația de încălzire se face prin mufe (pentru apă caldă) și flanșe (pentru apă fierbinte). Țevile din cupru au diametrul exterior de 16 mm, iar grosimea peretelui țevii este de 0,5 mm pentru apă caldă și 0,75 mm pentru apă fierbinte.
Baterii cu un rând Baterii cu un rând Baterii cu două rânduri
de țevi și circuit și mai multe circuite și mai multe circuite
Fig.III.4.28. Baterii de încălzire cu țevi orizontale
III.4.5.1.2. Baterii de încălzire electrice
Acest gen de baterii este frecvent utilizat în instalațiile de climatizare în care este nevoie de puteri termice mici sau în cazul în care nu se dispune de o sursă de agent termic (abur sau apă caldă). O baterie electrică este formată dintr-o carcasă de tablă din oțel în interiorul căreia se găsesc elementele de încălzire electrică amplasate transversal pe direcția de curgere a aerului (Fig.III.4.29.).
Fig.III.4.29. Baterie de încălzire electrică
1 – carcasă; 2 – rezistență electrică; 3 – casetă pentru racord electric; 4 – conductoare.
Elementele încălzitoare pot fi:
– rezistențe sub formă de filament sau bandă realizate din aliaje de crom-nichel înfășurate pe izolatori din ceramică;
– bare din cupru sau oțel amplasate într-un material izolant cum ar fi magneziu sau nisip cuarțos; există o mare diversitate de modele.
Racordurile sunt făcute în exteriorul carcasei. Numărul rezistențelor depinde de puterea termică dorită, de natura și tensiunea curentului electric. Pentru puteri mici se utilizează o singură treaptă de încălzire; pentru puteri mari, este întotdeauna necesar de a le repartiza în trei sau mai multe trepte. Tensiunea de alimentare este, în general, de 230V În cazul puterilor ce depășesc 3 kW și curentul este alternativ, se urmărește repartizarea pe cele trei faze. Viteza aerului va fi cel puțin 3…3,5 m/s. În toate cazurile unde se prevăd baterii electrice trebuie luate măsuri de prevenire a incendiilor datorate temperaturilor superficiale ale elementelor încălzitoare care pot atinge 400…600 °C. Dacă, accidental, circulația aerului este oprită, pericolul este inerent. Pentru aceasta se utilizează o serie de dispozitive de protecție cum ar fi:
– cuplajul comun al acționării ventilatorului și bateriei de încălzire;
– releu cu dispozitiv amplasat în canalul de aer care decuplează alimentarea bateriei în cazul opririi ventilatorului;
– montarea unui termostat de supratemperatură care decuplează alimentarea bateriei la depășirea unei anumite temperaturi;
– pentru puteri mari (P ≥ 15 kW) se prevede un temporizator de oprire a ventilatorului, după decuplarea bateriei electrice.
Posibilitățile de reglare a unei baterii electrice sunt următoarele:
– cu sisteme electromecanice, funcționând pe principiul tot sau nimic, sesizate de un termostat – metoda este imprecisă pentru puteri mici;
– în cascadă utilizând un regulator cu programare comandat de un termostat proporțional, pentru puteri mari;
– cu tiristori modulați de la 100% – cel mai eficient, dar cu un cost mai ridicat de investiție.
III.4.5.2. Baterii pentru răcirea aerului
Din punct de vedere constructiv, bateriile pentru răcirea aerului sunt identice cu cele de încălzire. Datorită ecarturilor de temperatură mai mici decât în cazul încălzirii și pentru a obține efectul de răcire dorit este necesară cuplarea bateriilor de răcire sau folosirea tipurilor cu un număr mai mare de rânduri de țevi.
Circulația apei este în contracurent și vitezele de circulație sunt mai mari (peste 1 m/s) decât în cazul încălzirii, de unde, și necesitatea ca pompele de circulație să aibă presiuni mai mari.
III.5. Agregate centrale de tratare a aerului
Agregatele centrale de tratare a aerului se utilizează pentru tratarea aerului necesar pentru una sau mai multe încăperi de dimensiuni mari.
Alegerea agregatului central de tratare a aerului se face luând în considerare:
modul de poziționarea al acestuia (în interiorul sau în exteriorul clădirii);
debitul de aer și parametrii aerului tratat;
sursele de alimentare cu energie electrică, termică și frigorifică;
tipul sistemului de climatizare utilizat („numai aer” sau „aer- apă”)
posibilitatea recuperării energiei;
utilizarea surselor de energie regenerabile;
nivelul de zgomot acceptat în clădirea climatizată;
categoria de aer exterior și cerințele de filtrare ale acestuia;
dimensiunile încăperii în care va fi montat agregatul și de căile de acces către încăpere;
diverse cerințe tehnologice.
Agregatele centrale de tratare a aerului se pot realiza în următoarele variante:
sistem monobloc sau SPLIT;
refularea aerului liber prin grile și racordarea la tubulatură de ventilare;
pentru funcționare pe perioada verii sau tot timpul anului.
III.5.1. Sisteme monobloc
Un sistem este compact dacă ansamblul echipamentelor centrale, terminale și intermediare sunt grupate în interiorul unui ansamblu monobloc. Din această categorie se disting: aparate de climatizare individuale (de fereastră sau sistem split), Fig.III.5.1.
Fig.III.5.1. Sistem MONOBLOC de fereastră
1 – vaporizator; 2 – compresor; 3 – condensator; 4 – ventilator; 5 – motor; 6 – ventil de laminare; 7 – ventilator; 8 – clapet de recirculare; 9 – clapet de aer proaspăt; 10 – aer proaspăt; 11 – aer tratat (încălzit/răcit); 12 – aer recirculat; 13 – aer evacuat.
Variante:
– aparat de fereastră pentru răcirea uneia sau mai multor încăperi fără controlul umidității, cu răcirea condensatorului cu aer;
– aparat pentru răcirea aerului cu mașină frigorifică înglobată având răcirea condensatorului cu apă de la rețea;
– aparat local de răcirea aerului în sistem SPLIT.
Toate aparatele prezentate pot fi echipate cu baterie de încălzire electrică (B.Î.E.) pentru funcționare iarna sau în sezon de tranziție;
Aparatele pot funcționa în regim de pompă de căldură prin inversarea circuitului frigorific.
Avantaje:
– spațiul ocupat de instalație este foarte redus;
Dezavantaje:
– zgomotul mecanismelor în mișcare ;
– nu asigură reglajul umidității.
Caracteristici:
– permite răcirea aerului cu 8…10 °C mai puțin raportat la temperatură exterioară ;
– putere frigorifică efectivă de 2…7 kW;
– debitele mici vehiculate sunt de 300…1000 m3/h, reglaj asigurat prin mai multe trepte de viteză.
Aparatele locale de răcire în sistem SPLIT sunt prezentate pe larg în Cap. III.3.11.1. climatizarea locală „aer – agent frigorific”.
III.5.2. Dulapuri de climatizare
Fig.III.5.2. Dulap de climatizare
1 – ventilatoarele unității externe de răcire; 2 – condensatoare; 3 – conducte de freon; 4 – compresor; 5 – baterie cu freon pentru încălzire/răcire; 6 – ventilator; 7 – aer proaspăt; 8 – aer tratat (încălzit/răcit); 9 – aspirație; 10 – aer exterior pentru răcire.
Aceste aparate pot asigura încălzirea, răcirea și umidificarea aerului. Pot fi cu refulare directă sau prin guri de refulare. Mașina frigorifică poate fi înglobată fie cu răcire cu aer, sau apă, fie sistem SPLIT, Fig.III.5.2., cu răcire cu aer sau apă a condensatorului. În cazul răcirii cu apă a condensatorului, aceasta se realizează cu turnuri de răcire.
Caracteristici:
– debite de aer 1000…20000 m3/h;
– putere frigorifică 7…140 kW;
– reglare automată pentru regim de vară sau iarnă, asigurând încălzirea, răcirea și umidificarea aerului prin introducerea unui aparat suplimentar de umidificare cu abur.
Sunt utilizate în special pentru climatizarea camerelor de servere – Data Center, însă sunt folosite și pentru climatizarea încăperilor mari: săli de reuniuni, magazine restaurante, localuri comerciale.
Aceste aparate pot fi utilizate în regim de pompă de căldură, pentru care se prevede un inversor de sens pe circuitul frigorific. În acest caz dulapul de climatizare poate încălzi fără B.I., căldura cedată de condensator fiind de multe ori suficientă pentru încălzirea încăperii.
Cele două tipuri de echipamente monobloc constituie sisteme de climatizare compacte. În interiorul aceleiași încăperi se găsesc grupate echipamente de preparare a agentului primar, aer cald sau aer rece, și echipamente terminale care introduc acest aer direct în încăpere (ventilatoare, conducte, guri de refulare).
III.5.3. Agregate de tratare a aerului
Agregatele centrale de tratare a aerului sunt aparate modulare realizate în mod industrial și sunt alcatuite din elemente paralelipipedice, cu secțiunea transversală identică, numite module. Agregatele sunt livrate de obicei pe module, pentru a putea fi manipulate și montate ușor în centrala de tratare, introduse pe rând, transportate și asezate facil.
Toate modulele răspund unei anumite tipodimensiuni au lățimea și înălțimea comună și pot cuprinde unul sau mai multe componente ale agregatului de tratare (camera de amestec + filtru; baterie de încălzire + baterie de răcire; baterie de reîncălzire + ventilator etc).
Carcasa modulelor se compune din rame profilate cu goluri, realizate din aluminiu și din elemente de colț de aluminiu pentru îmbinare. Ambele sunt constrite cu goluri pentru evitarea formării punților termice și a condensului.
Părțile laterale sunt alcătuite din pereți dubli din tabla zincată intre care se găsește o termoizolație incombustibilă, vată de sticlă, cu grosimea de 20, 30 sau 40 mm. Pot fi izolate fonic în funcție de cerințele acustice ale clădirii unde sunt utilizate.
Agregatele de tratare pot fi construite în două variante constructive:
pentru montaj pe acoperiș, numite agregate ”Rooftop”;
pentru montaj în interior (Air Handling Unit – AHU).
III.5.4. Agregate de tratare cu montaj pe acoperiș – Rooftop
Seria Roof Top a fost introdusă în anii 1970 ca soluția preferată de cele mai mari companii care operează în acest domeniu, pentru a obține o aerisire economică și viabilă a clădirilor.
Agregatele de tratare cu montaj pe acoperiș plat Fig.III.5.3 au fost introduse în anii 1970 ca o soluție pentru încălzirea, răcirea, ventilarea, umidificarea și dezumidificarea magazinelor mari, centre comerciale și în spații industriale. Au particularitatea că înglobează într-un tot unitar atât echipamentul de ventilație cât și echipamentul de răcire/încălzire.
Fig.III.5.3. Centrală de tratare a aerului de acoperiș
Fig.III.5.4. Schema unei centrale de tratare aer montată pe acoperiș – rooftop
1 – grilă reglaj aer proaspăt; 2 – cameră de amestec; 3 – filtru de praf; 4 – baterie de încălzire; 5 – baterie de răcire; 6 – cameră de umidificare; 7 – ventilator introducere aer tratat; 8 – ventilator răcire condensatoare; 9 – condensatoare; 10 – motor electric; 11 – aer pentru răcirea condensatoarelor.
Răcirea se realizează prin mai multe baterii de răcire cu detentă directă, alimentate cu cel puțin două grupuri de răcire cu compresie. Fiecare grup alimentează toate bateriile de răcire instalate pentru a permite un reglaj precis al temperaturii aerului și pentru siguranța funcționării în cazul căderii unui compresor. Răcirea condensatoarelor se face cu aer, cu ajutorul unor ventilatoare axiale.
Funcțiuni: Centralele de tratare a aerului montate în exterior permit: ventilarea mecanică a încăperilor (VM controlată); ventilarea și încălzirea iarna; ventilarea și răcirea vara; climatizarea aerului (ventilare, încălzire, răcire , umidificare și dezumidificare).
Sunt sisteme cu două canale de aer și debit constant, aerul tratat este introdus în încăpere cu viteze mici printr-o rețea de canale și guri de refulare de perete sau plafon iar pentru aspirația este folosit un alt canal prevăzut cu guri de aspirație (Fig.III.5.4.). Amestecul cu aerul proaspăt se realizează în camera de amestec 2 în ponderi prestabilite .
Sunt versiuni cu expansiune directă, în pompă de căldură dar și versiuni care folosesc pentru încălzire un modul echipat cu arzător cu gaze naturale sau modul de încălzire electric.
Există și variante cu recuperare de căldură , inclusiv debit variabil cu puteri frigorifice cuprinse între 36-250 kW, puteri termice cuprinse între 36-250 kW și debite de pâna la 40000 m3/h.
III.5.5. Centrale de tratare a aerului – AHU
Agregatele pentru montaj în interior se construiesc la rândul lor în două variante:
– agregate de debite mici, plate (Fig.III.5.5.); agregatele de acest tip sunt folosite pentru debite de 500…6000 m3/h și sunt construite pentru:
– montaj orizontal în încăperea climatizată sau în apropierea acesteia în plafonul fals;
– vertical pe un perete adiacent acesteia.
Ele au în componență: filtru; baterie de încălzire; baterie electrică de încălzire; baterie de răcire cu separator de picături;
Fig.III.5.5. Centrală de tratare a aerului extraplată
– agregate cu dimensiuni normale, construite cu raporturi ale laturilor apropiate de 1, cu debite mari ce pot ajunge la 100000 m3/h.
În cazul agregatelor de tratare a aerului cu dimensiuni normale – centrale de tratare a aerului , modulele sunt realizate pe tipodimensiuni în funcție de debitul de aer. Agregatele sunt construite să funcționeze la o viteză transversală medie de 2,5…3,5 m/s, care se limitează la 3 m/s din motive de zgomot.
Agregatele de tratare a aerului pot fi așezate pe un rând sau etajate. Modalitățile de combinare sunt multiple.
În Fig.III.5.6. și Fig.III.5.7. sunt prezentate câteva posibilități de aparate modulate de ventilare și climatizare parțială.
În Fig.III.5.7. – Fig.III.5.9. sunt prezentate variante de grupuri de introducere de ventilare și climatizare parțială numai cu aer exterior, respectiv cu aer amestecat.
a)
b)
Fig.III.5.6. Grup de introducere de ventilare și climatizare parțială
a) cu aer exterior; b) cu aer amestecat.
În cele ce urmează sunt prezentate mai multe variante de grupuri de introducere și evacuare pentru ventilare și climatizare parțială astfel:
grup de introducere și evacuare în linie – Fig.III.5.7.;
grup de introducere și evacuare suprapus – Fig.III.5.8.;
grup de introducere și evacuare suprapus cu recuperator – Fig.III.5.9.
Fig.III.5.7. Grup de introducere și evacuare în linie
Fig.III.5.8. Grup de introducere și evacuare suprapus
Fig.III.5.9. Grup de introducere și evacuare suprapus cu recuperator
Modulele care cuprind elementele uzuale sunt prezentate în Tab.III.5.1.
Tab.III.5.1. Elementele componente ale modulelor dintr-o centrală de tratare a aerului
Tab.III.5.1. Elementele componente ale modulelor dintr-o centrală de tratare a aerului – continuare
Intercalarea recuperatoarelor de căldură în aparatele de climatizare de introducere și evacuare generează o serie de variante constructive așa cum se arată în Fig.III.5.10.
a b
c d
Fig.III.5.10. Posibilitățile de asamblare a agregatelor de tratare
a – în linie, cu ventilatoarele în partea superioară a recuperatorului de căldură; b – în linie, cu ventilatoarele în partea inferioară a recuperatorului de căldură; c – suprapuse, cu ventilatorul de refulare în partea superioară a agregatului; d – suprapuse, cu ventilatorul de refulare în partea inferioară a agregatului.
AP – aer proaspăt; AA – aer aspirat din încăpere; AR – aer refulat; AE – aer evacuat în exterior.
În schemele prezentate, după bateria de încălzire se poate intercala și o baterie de răcire pentru a se asigura atât încălzirea cât și răcirea încăperilor deservite. Bateria de răcire poate fi alimentată cu apă racită sau poate fi o baterie cu detentă directă (cu freon).
Agregatele de tratare pot fi construite:
în linie;
suprapuse;
sau alăturat.
Ele au în componență: cameră de amestec; recuperator de căldură; filtru de aer; baterie de încălzire și răcire; cameră de umidificare cu abur sau cu apă; ventilator de introducere și evacuare.
III.5.5.1. Componentele centralelor de tratare a aerului:
Componentele centralelor de tratare a aerului prezentate în Tab.III.5.2 sunt :
Carcasă;
Filtre;
Baterii de încălzire/răcire;
Recuperator de căldură;
Umidificatoare;
Ventilatoare.
Clapete de reglaj;
Tab.III.5.2. Componentele centralelor de tratare a aerului
III.5.5.2. Alegerea agregatelor centrale de tratare a aerului
Alegerea agregatului central de tratare a aerului se face luând în considerare:
modul de poziționare al acestuia (în interiorul sau în exteriorul clădirii);
debitul de aer și parametrii aerului tratat;
sursele de alimentare cu energie electrică, termică și frigorifică;
tipul sistemului de climatizare utilizat („numai aer" sau „aer- apa");
posibilitatea recuperării energiei;
utilizarea surselor de energie regenerabile;
nivelul de zgomot acceptat în clădirea climatizată;
categoria de aer exterior și cerințele de filtrare ale acestuia;
dimensiunile încăperii în care va fi montat agregatul și de căile de acces către încăpere;
diverse cerințe tehnologice.
Agregatele centrale de tratare a aerului se pot realiza în următoarele variante:
sistem monobloc sau SPLIT;
refularea aerului liber prin grile sau racordarea la tubulatura de ventilare;
pentru funcționare pe perioada verii sau tot timpul anului.
Pentru debite mari de aer (peste 1 m3/s) se pot folosi agregate de tratare realizate din module care se asamblează la fata locului. Modulele pot conține unul sau mai multe elemente componente ale agregatului de tratare. Asamblarea acestora se realizează astfel încât să se asigure etanșeitatea agregatului. Agregatele de tratare a aerului se realizează din panouri de tip sandwich, având o izolație termică din vată minerală, vată de sticlă, poliuretan, asigurând-se o rezistență termică de 1,25…3,5 W/m2K și o izolare fonică care să asigure un nivel acustic de 40 db(A).
Echipamentele utilizate se aleg astfel încât să aibă randamente bune ale proceselor de tratare, astfel încât agregatul să aibă consumuri energetice minime.
Agregatele se prevăd cu uși de acces pentru întreținere în modulele camerei de amestec, filtrelor, camerei de umidificare și ventilatoarelor. Acestea vor avea deschiderea către exterior pentru a se realiza o etanșare bună a agregatului. La agregatele mari, unde omul poate pătrunde în interior, ușile de acces la modulul ventilatorului vor fi dotate cu sisteme de oprire a ventilatorului la deschiderea ușii. Pentru a reduce consumurile energetice ale ventilatorului, pierderile de sarcină maxime ale componentelor agregatului nu trebuie să depășească valorile indicate în Tab.III.5.3.
Tab.III.5.3. Căderi de presiune recomandate pentru componentele instalației de alimentare cu aer
*) Căderea finală de presiune înainte de înlocuire
Filtrarea aerului exterior este utilizată pentru a satisface cerințele aerului interior din clădire, luându-se în considerare categoria de aer exterior.
Ventilatoarele utilizate în agregatele de tratare trebuie să aibă categoria de consum specific de energie SFP, indicată în Tab.III.5.4.
Tab.III.5.4. Valorile recomandate pentru SFP pentru diverse aplicații
(1) Pentru a reduce consumul de energie în instalația de ventilare sau climatizare, comanda agregatului de tratare va fi realizată în funcție cerințele spațiilor alimentate, prin:
întrerupător manual;
senzori de mișcare;
senzori de numărare;
senzori de CO2 (utilizați în special pentru camere în care fumatul este interzis);
detectori de amestecuri de gaze (utilizați de asemenea în camere unde este permis fumatul).
(2) În încăperi cu degajări cunoscute, concentrația celor mai importanți poluanți poate fi utilizată ca semnal de intrare (de exemplu concentrația de CO pentru parcaje).
III.5.6. Directiva Europeană ErP – Ecodesign
Directiva Europeană ErP 2009/125/EG definește cerințele minime ale produselor și echipamentelor care utilizează energia în cădiri. Obiectivul acestei directive constă în reducerea consumului de energie și a emisiilor de CO2, precum și creșterea ponderii energiilor regenerabile utilizate la nivelul clădirilor. Directiva se aplică tuturor produselor de pe piața din Spațiul Economic European (EEA – European Economic Area).
Standardul se referă la echipamente de încălzire și ventilare utilizate în clădiri – ventilatoare de plafon, ventilatoare din tubulatură, unități de ventilare rezidențiale și centrale modulare de tratare a aerului. Toate aceste echipamente trebuie să îndeplinească cerințe de eficiență minimă și să aibă cel puțin reglajul turației în trepte, responsabilitate ce intră în atribuțiile instalatorului.
Directiva nu se aplică elementelor pentru care cel puțin unul din fluxurile de aer este utilizat în procese industriale sau de producție.
III.5.6.1. ErP pentru centrale de tratare a aerului – AHU
Introducerea regulamentelor 1253/2014 și 1254/2014 la 1 ianuarie 2016 impune ca centralele de tratare a aerului să se supună Directivei ErP. Următoarele termene, care vin cu înăsprirea condițiilor sunt la 1 ianuarie 2018 și anul 2020.
În funcție de debitele de aer, centralele de tratare vor fi încadrate astfel:
– mai mari de 1000 m3/h – nerezidențiale (NRVU – non-residential ventilation units);
– mai mici de 250 m3/h – rezidențiale (RVU – residential ventilation units);
– între 250 și 1000 m3/h – producătorul trebuie să declare încadrarea.
Cerințe specifice de Ecodesign pentru RVU
Toate unitățile de ventilare bidirecționale (BVU – bidirectional ventilation units) trebuie să fie echipate cu sisteme de recuperare a căldurii (HRS) și filtre pentru aerul introdus și evacuat – minim 1 filtru F7 (ODA) și 1 filtru M5 (ETA). Toate HRS trebuie să fie dotate cu un bypass termic.
Toate ventilatoarele se vor prevedea cu mai multe trepte de viteză (minim 3 trepte și 0) sau cu convertizoare de frecvență.
Eficiența termică minimă (ηt) pentru HRS este:
– pentru recuperatoare cu serpentină: ηt = 63 %, conform ErP 2016 (ηt = 68 %, conform ErP 2018);
– pentru alte sisteme de recuperare: ηt = 67 %, conform ErP 2016 (ηt = 73 %, conform ErP 2018).
Directiva ErP definește Bonusul de eficiență, E pentru sisteme de recuperare a căldurii [W/(m3/s)].
Valoarea bonusului E pentru HRS cu serpentină, conform ErP 2016, se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.1)
Valoarea bonusului E pentru alte tipuri de HRS, conform ErP 2016, se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.2)
Valoarea bonusului E pentru HRS cu serpentină, conform ErP 2018, se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.3)
Valoarea bonusului E pentru alte tipuri de HRS, conform ErP 2018, se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.4)
Un alt termen introdus de ErP este F – corecția filtrelor. Astfel, se pot întâlni următoarele situații:
Filtrele sunt considerate ca în configurația de referință;
Filtrul M5 lipsește;
Filtrul M7 lipsește;
Filtrele M5+M7 lipsesc.
Cu ajutorul E și F se determină puterea specifică a ventilatorului SFP int max – Internal SFP (specific fan power) [W/(m3/s)], pentru HRS cu serpentină și alte modele. Calculul este diferit în funcție de Directiva ErP 2016 sau 2018 și de debitele nominale qnom.
SFPint max pentru HRS cu serpentină, când qnom < 2m3/s, conform ErP 2016 se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.5)
SFPint max pentru HRS cu serpentină, când qnom ≥ 2m3/s, conform ErP 2016 se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.6)
SFPint max pentru alte tipuri de HRS, când qnom < 2m3/s, conform ErP 2016 se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.7)
SFPint max pentru alte tipuri de HRS, când qnom ≥ 2m3/s, conform ErP 2016 se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.8)
SFPint max pentru HRS cu serpentină, când qnom< 2m3/s, conform ErP 2018 se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.9)
SFPint max pentru HRS cu serpentină, când qnom ≥ 2m3/s, conform ErP 2018 se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.10)
SFPint max pentru alte tipuri de HRS, când qnom< 2m3/s, conform ErP 2018 se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.11)
SFPint max pentru alte tipuri de HRS, când qnom ≥ 2m3/s, conform ErP 2018 se determină cu formula:
[W/(m3/s)] (III.5.12)
Tab.III.5.5. Unitate de ventilare bidirecțională (BVU)
Toate unitățile de ventilare unidirecționale (UVU – unidirectional ventilation units) trebuie să fie echipate cu 1 filtru F7 ( ODA) – Tab.III.5.6.
Directiva ErP definește ηt – eficiența ventilatorului [%], calculată în funcție de PM – puterea electrică a motorului ventilatorului [W].
ηt pentru PM ≤ 30 W, conform ErP 2016 se determină cu formula:
[%] (III.5.13)
ηt pentru PM>30 W conform ErP 2016 are valoarea fixă de:
[%] (III.5.14)
ηt pentru PM ≤ 30 W, conform ErP 2018 se determină cu formula:
[%] (III.5.15)
ηt pentru PM > 30 W conform ErP 2018 are valoarea fixă de:
[%] (III.5.16)
Directiva ErP prezintă și calculul SFPint max [W/(m3/s)] pentru UVU.
SFPint max pentru UVU are următoarele valori fixe:
Conform ErP 2016 [W/(m3/s)] (III.5.17)
Conform ErP 2018 [W/(m3/s)] (III.5.18)
Conform Directivelor EU 1252/2014 și 1254/2014, cerințele specifice pentru unitățile de ventilare rezidențiale sunt:
– Directiva ErP 2016 – unitățile de ventilare trebuie să economisească cel puțin atâta energie primară (electricitate și căldură) câtă electricitate consumă.
– Directiva ErP 2018 – unitățile de ventilare trebuie să economisească o cantitate mai mare de energie primară decât consumă. Prin urmare, necesarul de căldură pentru ventilarea clădirilor rezidențiale va fi aproape înjumătățit.
Unitățile de ventilare vor respecta etichetele de eficiență energetică, conform Tab.III.5.7.
Eticheta energetică trebuie să permită consumatorului comparația facilă a produselor, asigurând alegerea produselor cu eficiență energetică ridicată. Spre deosevire de celelalte echipamente electrice, clasele de energie de pe etichetele unităților de ventilare rezidențiale se determină cu ajutorul unui parametru calculat, SEC (specific energy consumption – energia specifică consumată).
Tab.III.5.6. Unități de ventilare unidirecționale (UVU)
Clasele energetice pentru unitățile de ventilare rezidențiale sunt trecute pe eticheta acestora, Tab.III.5.7, și sunt determinate prin calculul consumului specific de energie SEC (specific energy consumption). Acesta reprezintă potențialul de economisire a energiei pentru acel echipament.
Tab.III.5.7. Eticheta de eficiență energetică
III.6. Elemente de calcul al instalațiilor de ventilare și climatizare
Procedura de calcul de dimensionare a instalațiilor de ventilare și climatizare este reglementată prin normativul NP I5/2010. Etapele ce trebuie parcurse sunt următoarele:
Calculul sarcinii termice de încălzire și răcire
Determinarea debitelor de aer în spațiile ventilate si climatizate
Debitul minim de aer proaspăt
Dimensionarea tubulaturii de ventilare și a pieselor speciale
Calculul elementelor componente: încălzire, racire, umidificatoare
III.6.1. Calculul sarcinii termice de încălzire și răcire a încăperilor climatizate
Este recomandat să se efectueze calculul sarcinii termice de încălzire/răcire pentru fiecare din zonele termice climatizate dintr-o clădire. Zonele termice ale unei clădiri sunt limitate de toate elementele de construcții care separă zona respectivă de mediul exterior (aer, sol sau apă), de spații adiacente climatizate, de spații adiacente neclimatizate sau de clădiri învecinate. Zonele termice pot fi despărțite și prin suprafețe fictive (de exemplu zone din supermarketuri, necompartimentate dar cu temperaturi diferite). În toate situațiile, zonele pentru care se efectuează calculul de sarcină termică, trebuie definit în documentația tehnică a proiectului.
Pentru încăperile cu degajări importante de umiditate (oameni și alte surse), se calculează separat sarcina termică pentru căldura sensibilă (sarcina sensibilă) și sarcina de căldură latentă sau sarcina termică totală (sensibilă plus latentă) și cea latentă.
Sarcina termică de încălzire (iarna Qi) se stabilește printr-un bilanț termic al încăperii sau zonei, ca fiind diferența dintre degajările de căldură din interiorul zonei climatizate (inclusiv cele de la instalații de încălzire cu corpuri statice – dacă este cazul) și necesarul de căldură pentru încălzire al acesteia.
[W] (III.6.1.)
unde: Qsi – degajările de căldură de la sursele interioare, care sunt în general cele menționate în situația în situația de vară și se calculează cu aceleași relații, diferența apărând datorită temperaturii aerului, ti, care este diferită de cea de vară
[W] (III.6.2.)
Qom – degajări de căldură de la oameni [W];
Qil – degajări de la iluminat [W];
QME – degajări de la mașini acționate electric și altele [W].
Degajările de căldură la interiorul zonei climatizate pe durata perioadei de încălzire se vor însuma considerând un anumit scenariu plauzibil de ocupare. Acestea pot fi de la:
– ocupanți: dacă prezența acestora este permanentă, certă și constantă, altfel, se ia în considerare un grad de ocupare mai redus (25…50 %) față de situația nominală. Valorile de proiectare referitoare la gradul de ocupare nominal trebuie să se bazeze oriunde este posibil pe date reale specifice proiectului respectIII. În cazul în care nu este disponibilă nicio valoare, se aplică valorile prin lipsă indicate în Anexa 4. Degajarea de căldură a unei persoane se determină pe baza valorilor din Anexa 5. Degajarea de căldură de la ocupanți se calculează sub formă de căldură sensibilă, latentă și totală.
– iluminat electric: valorile de proiectare referitoare la puterea instalată a surselor de iluminat trebuie să se bazeze oriunde este posibil pe date reale specifice proiectului respectiv; în cazul în care nu este disponibilă nicio valoare, se aplică valorile prin lipsă indicate în Anexa 6.
– mașini, utilaje, dispozitive acționate electric: valorile de proiectare trebuie să se bazeze pe date reale specifice proiectului respectiv, ținându-se cont de raportul dintre puterea maximă necesară și puterea nominală a motorului electric, de simultaneitatea în funcționare etc.
– echipamente electronice de birou: valorile de proiectare trebuie să se bazeze oriunde este posibil pe date reale specifice proiectului respectiv. În cazul în care nu este disponibilă nicio valoare, se poate aplica o valoare prin lipsă, de 100 W/persoană în perioada de activitate.
– corpuri de încălzire: dacă zona climatizată este prevăzută și cu instalație de încălzire cu corpuri statice, puterea termică disipată de acestea se consideră ca fiind o degajare de căldură la interiorul zonei climatizate.
– alte surse: în funcție de destinația spațiului respectiv se pot lua în considerare și alte degajări de căldură (de la mâncare, materiale calde sau topite etc.).
Necesarul de căldură pentru încălzire al zonei climatizate se stabilește în conformitate cu metodologia indicată în SR 1907-1:1997.
Sarcina termică de răcire (vara Qv) se stabilește prin bilanțul de căldură al încăperii, ca fiind suma dintre fluxurile de căldură transmise între interiorul și exteriorul zonei climatizate și degajările de căldură din interiorul acesteia.
Sarcina termică a încăperilor ventilate sau climatizate în situația de vară, numită și sarcină de răcire se poate calcula cu relația:
[W] (III.6.3.)
în care: [W] (III.6.4.)
[W] (III.6.5.)
QPE – aporturi prin elemente de construcție exterioare inerțiale;
QFE – aporturi prin elemente neinerțiale;
QÎ – aporturi de la încăperi vecine.
Fluxurile de căldură transmise între exterior și zona climatizată sunt:
– prin elementele de construcție opace ale anvelopei zonei climatizate: calculul acestor fluxuri de căldură va lua în considerare parametrii aerului interior și aerului exterior, precum și de amortizarea și defazarea fluxului transmis la interior față de fluxul la exterior.
– prin elementele de construcție vitrate ale anvelopei zonei climatizate: calculul acestor fluxuri de căldură va lua în considerare parametrii aerului interior și aerului exterior, precum și de proprietățile termofizice și optice ale materialelor și de umbrirea creată de elementele de construcție și de clădirile vecine.
– de la spații adiacente neclimatizate: calculul acestor fluxuri de căldură va lua în considerare proprietățile termofizice ale materialelor din componența elementelor de construcție care separă zona climatizată de spațiile adiacente neclimatizate.
Degajările de căldură în interiorul zonei climatizate pe durata perioadei de răcire, sunt de aceeași natură cu cele pentru sarcina termică de încălzire, cu observația că valorile care depind de temperatura interioară trebuie recalculate.
Sarcina termică de calcul pentru răcire rezultă în urma calculului orar de sarcină termică, efectuat pentru ziua tip, cu variația diurnă a temperaturii exterioare și considerând un anumit scenariu de ocupare și activitate, propriu perioadei de vară, pentru evaluarea degajărilor de căldură în interiorul zonei climatizate. Sarcina termică de calcul este valoarea maximă din profilul de sarcină rezultat.
Sarcina de calcul pentru dimensionarea sursei de încălzire/răcire, se determină ca valoare maximă ce rezultă din suprapunerea profilului de sarcină al tuturor zonelor termice racordate la sursă.
III.6.2. Debitele de aer în spațiile ventilate si climatizate
Debitele de calcul sunt folosite pentru dimensionarea sistemului de conducte și dispozitive de introducere/extragere a aerului din încăperi și pentru alegerea echipamentului de ventilare/climatizare. Acestea sunt utilizate și pentru evaluarea consumurilor energetice ale clădirii și pentru certificarea energetică a acesteia.
III.6.2.1. Debitul de calcul pentru ventilare
În încăperile cu persoane, debitul de aer pentru ventilare trebuie să asigure calitatea aerului interior, pentru igiena, sănătatea și confortul ocupanților. Debitul se va stabili în funcție de ocuparea umană și de emisiile de substanțe poluante.
a) Pentru încăperile civile nerezidențiale cu prezența umană, debitul de ventilare (aer proaspăt) se determină în funcție de categoria de ambianță, de numărul și de activitatea ocupanților precum și de emisiile poluante ale clădirii și sistemelor.
Astfel, pentru o încăpere rezultă debitul q [l/s] sau [m3/h]:
(III.6.6.)
unde: N – numărul de persoane;
qp – debitul de aer proaspăt pentru o persoană, [l/s/pers] sau [m3/h/pers], din Tab.III.6.1;
A – aria suprafeței pardoselii [m2];
qB – debitul de aer proaspăt, pentru 1 m2 de suprafață, [l/s/m2] sau [m3/h/m2], din Tab.III.6.2.
Tab.III.6.1. Debitul de aer proaspăt pentru o persoană, într-un mediu în care nu se fumează (din SR EN 15251:2007)
Tab.III.6.2. Debitul de aer proaspăt pentru 1 m2 de suprafață, (din SR EN 15251:2007)
b) În zonele de fumători, debitele de aer proaspăt se dublează față de valorile din tabel. Aceste debite asigură condiții de confort pentru ocupanți, nu și condiții de sănătate.
Pentru încăperile din clădirile civile și industriale în care există emisii de poluanți altele decât bioefluenții și emisiile clădirii, calitatea aerului interior trebuie asigurată prin respectarea valorilor de concentrație admisă în zona ocupată.
În acest scop, pentru regim staționar, debitul de aer proaspăt q [m3/s] se calculează cu relația:
(III.6.7.)
unde: G – debitul de poluant [mg/s];
Ci – concentrația admisă în aerul interior [mg/m3];
Ce – concentrația în aerul exterior [mg/m3].
Dacă în încăpere se degajă mai mulți poluanți, calculul se face pentru fiecare poluant în parte și dacă poluanții nu au acțiune sinergică asupra organismului, se alege valoarea cea mai mare de debit rezultată; dacă poluanții au o acțiune sinergică și nu sunt recomandări specifice referitoare la acei poluanți, debitul de aer rezultă ca sumă a debitelor calculate cu Ec. III.6.7., pentru fiecare poluant în parte.
În cazul instalației de ventilare pentru încăperi fără ocupare umană și fără o destinație clară (încăperi de depozitare), debitele de aer exterior pot fi exprimate raportat la aria pardoselii (Tab.III.6.3.)
Tab.III.6.3. Debite de aer exterior pentru încăperi cu altă destinație decât ocuparea umană (din SR EN 13779: 2007)
* pentru IDA 1 această metodă nu este suficientă.
III.6.2.1.1. Calculul debitului de aer pentru instalații de ventilare mecanică
Se determină tot din condiția diluării simultane a degajărilor de căldură și umiditate, vara, – când nu sunt alte degajări de nocivități – însă spre deosebire de instalațiile de climatizare, este cunoscută starea aerului refulat vara: E și rezultă starea aerului interior fie ca sau , Fig.III.6.1.
(III.6.8.)
Fig.III.6.1. Diagrama h-x (entalpie-umiditate) a aerului – determinarea stării aerului interior
Se cunosc: Qv [kW]; Gv [kg/s] E (III.6.9.)
rezultă: (III.6.10.)
Reprezentând în h-x evoluțiile posibile ale aerului refulat se pot distinge trei cazuri:
EI1, procese după o rază = , specifică încăperilor cu degajări numai de căldură perceptibilă sau cu degajări de umiditate, Gv, neglijabile;
EI2, procese care preiau simultan căldura și umiditatea;
EI3, procese în care starea aerului interior I3 se stabilește din condiția de max.
Starea I3 este mai indicată decât starea obținută din condiția de limitare a temperaturii, dar necesită un debit de aer mai mare.
Pentru procesul EI3:
(III.6.11.)
Pentru procesul E:
(III.6.12.)
cum diferența: (III.6.12.)
Pentru secții industriale caracterizate prin surse importante de degajări de căldură și umiditate și uneori de înălțimi mari, apare mai corectă determinarea debitului de aer din condiția preluării acestora în zona de lucru:
(III.6.13.)
Sarcina termică și de umiditate în zona de lucru rezultă din studiul propagării acestora și folosirea unor coeficienți de preluare a căldurii, și umidității , care sunt în funcție de raza procesului, înălțimea zonei de lucru și înălțimea halei, adică , = (III.6.14.)
deci: QZL=Qv; GZL=Gv (III.6.15.)
Cum același debit de aer străbate și zona de lucru și zona de deasupra zonei de lucru
(III.6.16.)
analog : (III.6.17.)
unde S este starea aerului evacuat din încăpere.
În cazul secțiilor cu degajări importante de căldură perceptibilă se folosesc coeficienți determinați experimental, de preluare a căldurii în zona de lucru “m” (m = este în funcție de densitatea surselor, intensitate, înălțimea H, turbulență, mod de introducere și evacuare a aerului).
(III.6.18.)
III.6.2.1.2. Debitul minim de aer proaspăt
Pentru instalațiile de climatizare sau ventilare, care pot funcționa cu amestec (de aer interior și exterior) trebuie să se precizeze care este proporția amestecului sau cu alte cuvinte care este debitul minim de aer exterior ce trebuie adus în încăpere.
Acest debit minim de aer proaspăt poate să rezulte din:
– diluarea conținutului de CO2 în încăperile aglomerate:
(III.6.19.)
N – numărul de persoane;
– degajarea specifică de CO2 a unei persoane în funcție de vârstă, activitate, timp de ședere; yrCO2 — concentrația de CO2 din aerul atmosferic, conform Tab.III.6.4. și yadCO2 – concentrația admisibilă în încăperi conform Tab.III.6.5.
– condițiile impuse de normele igienico- sanitare:
(III.6.20.)
N – număr de persoane;
ls – debitul de aer proaspăt pentru o persoană – 20 m3/h unde nu se fumează 26…30 m3/h unde se fumează.
Se alege: Lmin = max(L1, L2) (III.6.21.)
dacă L1 sau L2 sunt mai mici decât 10% din debitul total al instalației, L, se alege atunci ca debit minim de aer proaspăt: Lmin=0,10.Linstalație (III.6.22.)
Tab.III.6.4.Concentrația de CO2 din aerul atmosferic
Tab.III.6.5. Concentrația admisibilă de CO2 în încăperi
Odată precizat debitul minim de aer proaspăt, rezultă și debitul de aer recirculat:
(III.6.23.)
Pentru instalațiile de climatizare s-a adoptat notația că Lmin = Le, deci aer de stare exterioară și pentru LR = LI, aer de stare I (interior).
Număr orar de schimburi reprezintă o intensitate a ventilării și reprezintă un indice de control al debitului de aer. Are importanță pentru estimarea debitului de aer pentru obiectiv:
(III.6.24.)
Debitul specific de aer: (III.6.25.)
reprezintă o indicație a rației de aer pe o persoană și o indicație asupra debitului de aer recirculat.
III.6.2.1.3. Debitul de aer extras
Într-o instalație de ventilare mecanică la echilibru, debitul de aer extras este determinat de debitul de aer introdus și de condițiile de presiune necesare.
Valori tipice de proiectare pentru bucătării și toalete/grupuri sanitare sunt indicate în Tab.III.6.6. Aerul extras poate fi înlocuit cu aer exterior sau cu aer transferat din alte încăperi.
Tab.III.6.6. Valori de proiectare pentru debitul de aer evacuat
III.6.2.2. Debitul de calcul pentru climatizare
Debitul de aer de calcul pentru încăperile climatizate se calculează în scopul asigurării confortului termic. Acesta se determină pentru compensarea sarcinii termice și de umiditate (sarcina latentă) a încăperii.
Dacă instalația de climatizare asigură și ventilarea încăperii, se calculează debitul de aer proapăt și debitul de aer pentru asigurarea confortului. Dimensionarea instalației se realizează la debitul cel mai mare, care devine debit de calcul. O parte din debitul de aer se poate recircula, caz în care debitul de calcul este denumit debit total de aer. Debitul de aer se va determina pentru situația de răcire a încăperii.
Pentru încăperi în care nu se realizează controlul umidității, debitul de aer se poate stabili numai pe baza sarcinii termice de căldură sensibilă a încăperii, Фs, folosind diferența de temperatură dintre aerul din zona ocupată IDA și cel introdus, SUP:
(III.6.26.)
Pentru încăperi în care se realizează controlul umidității, debitul de aer se va stabili pe baza sarcinii termice de căldură totală a încăperii Фt (sensibilă și latentă), folosind diferența de entalpie dintre aerul din zona ocupată, hIDA și cel introdus, hIDA. Se va folosi astfel relația:
(III.6.27.)
Pentru încăperi în care aerul se introduce în zona ocupată, debitul de aer se va stabili pe baza sarcinii termice de căldură sensibilă din zona ocupată, Фoc, folosind diferența de temperatură dintre aerul introdus și cel din zona ocupată. Se va folosi astfel relația:
(III.6.28.)
Temperatura aerului evacuat se va determina în funcție de bilanțul termic al întregii încăperi.
La instalațiile de climatizare numai aer, care funcționează cu aer recirculat, și care alimentează cu aer mai multe încăperi, proporția de amestec dintre aerul proaspăt și aerul recirculat trebuie stabilită corespunzător situației care conduce la cel mai mare raport dintre aerul proaspăt și aerul recirculat.
În situația circulației aerului după schema „prin amestec”, pentru a aprecia dacă debitul de aer este corespunzător, se utilizează metoda schimburilor orare recomandate. Aceste schimburi orare pot fi utilizate pentru alegerea ventiloconvectoarelor. În Tab.III.6.18. din Anexa 7, se indică numărul de schimburi orare de aer [h-1], pentru diferite destinații de încăperi.
III.6.2.2.1. Calculul debitului de aer pentru instalații de climatizare
Debitul de aer rezultă din condiția diluării simultane a căldurii și umidității, vara, pentru menținerea parametrilor de confort, adică:
(III.6.29.)
Sunt cunoscute sau se pot calcula:
Qv – sarcina termică de vară [kW]; (III.6.30.)
Gv – sarcina de umiditate vara [kg/s].
I(ti-i) – starea finală a aerului – starea aerului interior.
Pentru determinarea stării aerului climatizat (starea inițială a aerului la intrarea în încăper se pune o condiție suplimentară referitoare la temperatura de refulare tc. Cunoscând evoluția procesului în încăpere, de la C la I prin raza procesului, v starea aerului climatizat C rezultă la intersecția paralelei la raza procesului prin I cu izoterma tc, aleasă, adică: (III.6.31.)
unde: tc=ti-tc. (III.6.32.)
Diferența de temperatură, tc, se alege în funcție de schema de ventilare și anume 2…3 °C pentru sistem jos-sus, 4…7 °C sistem sus-sus sau sus-jos și peste 8 °C pentru alte scheme de ventilare sau când jetul de aer nu este îndreptat spre zona de ședere.
Fig.III.6.2. Diagrama h-x – evoluția procesului
Entalpiile corespunzătoare stărilor I și C se vor calcula cu relația:
(III.6.33.)
În cazul ventilării după schema “jos-sus”, Fig.III.6.3., s-a arătat că nu toată sarcina termică se preia în zona de lucru (de ședere). În particular pentru încăperile aglomerate, bilanțul termic poate fi determinat direct, mai mult preluarea de umiditate GZL = 0 caz în care debitul de aer este:
[kg/s]; QZL [kW] (III.6.34.)
Fig.III.6.3. Ventilarea zonei de lucru – sistem ”jos-sus”
În cazul când se folosește amestecul de aer interior și exterior este necesară cunoașterea stării aerului evacuat IS pentru determinarea parametrilor stării de amestec. Se deosebesc evoluții diferite pe cele două zone.
(III.6.35.)
(III.6.36.)
(III.6.37.)
Se cunosc: (III.6.38.)
(III.6.39.)
(III.6.40.)
Pentru determinarea stării aerului evacuat, IS, se particularizează relația debitului de aer pentru zona superioară a încăperii:
(III.6.41.)
în care se cunosc: L, I(tZL, xZL), GS = G; QS = Qv+QZL.
(III.6.42.)
(III.6.43.)
sau (III.6.44.)
; ; (III.6.45.)
(III.6.46.)
III.6.3. Dimensionarea conductelor de aer și calculul pierderilor de sarcină
Secțiunea conductelor de aer se determină în funcție de debitul transportat, alegând o viteză de aer recomandată. În Anexa 8 sunt prezentate vitezele uzuale de mișcare a aerului în conducte.
Pentru un sistem de conducte de introducere/evacuare se determină căderile de presiune (pierderile totale de sarcină) Δp, în funcție de pierderile liniare și locale:
Pa (III.6.47.)
unde: l – lungimea tronsonului de conductă, în metri; R – pierderea de sarcină liniară unitară pe tronsonul respectiv, în [Pa/m]; Z – pierderea de sarcină locală pe un anumit tronson, în [Pa]; i – numărul de tronsoane pe traseul care se calculează.
Valorile R, pentru stabilirea pierderile de sarcină liniare trebuie stabilite în funcție de natura și rugozitatea materialului conductei de aer. Pentru conducte cu secțiune diferită de cea circulară, valorile R se determină funcție de diametrul echivalent (hidraulic), de, relativ la viteză. Pentru conducte dreptunghiulare, cu laturile axb:
[m] (III.6.48.)
Pierderea de sarcină locală se calculează cu relația:
Pa (III.6.49.)
unde: – suma coeficientilor de rezistență locală pe fiecare tronson de conductă; v – viteza aerului pe tronsonul de conductă, în [m/s], ρ – densitatea aerului din conductă, în [kg/m3].
Stabilirea coeficienților de rezistență locală ține seama de forma geometrică a fiecărei piese speciale.
Calculul pierderilor de sarcină trebuie făcut pentru fiecare circuit de aer în care vehicularea aerului este asigurată de un ventilator sau de un coș de ventilare naturală (tiraj natural). Acest circuit trebuie urmărit de la intrarea până la evacuarea aerului în sistem, urmărindu-se pe cât posibil echilibrarea aeraulică a circuitelor.
Notele de calcul referitoare la calculul pierderilor de sarcină trebuie să fie cuprinse în documentația tehnică a proiectului.
III.6.4. Exemple de calcul
III.6.4.1. Exemplu de calcul 1 – Calculul conductelor de aer. Metoda secțiunilor constante
Se cere calcularea rețelei de conducte a instalației de ventilare a unui cinematograf cu 400 de locuri, la care debitul orar de aer introdus este Qz = 12000 m3.
Pentru calculul secțiunilor vor fi folosite următoarele viteze:
v1 = 5 m/s în conducta principală;
v2 = v3 = 4 m/s în ramificațiile conductelor;
vL = 1,5 m/s în camera de ventilare;
v = 2 m/s la gurile de introducere a aerului.
Camera de ventilare se găsește într‐o încăpere în spatele sălii de spectacol. Conducta principală ajunge în partea frontală a sălii de cinematograf, având traseul pe dedesubt și lateral; aerul introdus este refulat în sală prin două guri amplasate în stânga și dreapta ecranului. Rețeaua de conducte pentru aerul introdus are deci forma reprezentată in Fig.III.6.4.
Fig.III.6.4. Rețeaua de conducte pentru exemplul de calcul
Secțiunea conductei principale are o suprafață de:
(III.6.50.)
Se alege o secțiune dreptunghiulară cu laturile: a = 0,75 m și b = 0,9 m.
Atunci:
(III.6.49.)
Camera de ventilare are o secțiune de:
(III.6.51.)
În cazul secțiunii pătrate, laturile camerei vor fi:
a = b = 1,5 m (III.6.52.)
Prin tronsoanele 2 și 3 trece jumătate din debitul de aer introdus. Secțiunea lor devine deci:
(III.6.53.)
Se aleg deci următoarele dimensiuni:
(III.6.54.)
În tronsoanele considerate se găsesc următoarele rezistențe locale:
Tronsonul 1: Curbă de 900, R/d = 1, ζ = 0,3;
Creștere de secțiune, S1/SL = 0,4, ζ = 0,13;
Reducere de secțiune, S1/SL = 0,4, ζ = 0;
Curbă de 900, R/d = 1, ζ = 0,3;
Curbă de 900, R/d = 1, ζ = 0,3;
Curbă de 900, R/d = 1, ζ = 0,3.
=> Σζ = 1,33.
Tronsonul 2: Curbă de 900, R/d = 1, ζ = 0,3;
Cot 900 cu muchii ascuțite, ζ = 1,25.
=> Σζ = 1,55.
Tronsonul 3: Ramificație cot 900, R/d = 1, ζ = 0,3
Cot 900 cu muchii ascuțite, ζ = 1,25.
=> Σζ = 1,55.
Plasa prizei de aer exterior, pentru viteza aerului de v = 1,5 m/s și raportul între suprafața liberă și totală s/S = 0,6 are un coeficient de rezistență ζ = 1,5. Gurile de refulare a aerului în sală sunt prevăzute cu grătar din tablă ștanțată având s/S = 0,5. La v = 2 m/s, coeficientul este ζ = 4,9. Astfel, pentru tronsoanele cele mai lungi ale conductei de aer se obțin pierderile de presiune din Tab.III.6.7.
Tab.III.6.7. Pierderi de presiune pentru tronsoanele 1 și 2
Trebuie verificată, de asemenea, pierderea de presiune în tronsonul 3.
Aceasta este dată în Tab.III.6.8.
Tab.III.6.8. Pierderi de presiune pentru tronsonul 3
La acestea se adaugă pierderea la gura de refulare a aerului în sală Δp =1,2 mmH2O.
Pierderea de presiunea în tronsonul 3 devine deci:
(III.6.55.)
În schimb, pierderea de presiune în tronsonul 2 a fost:
(III.6.56.)
Deoarece, în general,
(III.6.57.)
Debitele de aer introduce în cele două tronsoane 2 și 3 vor fi în raportul:
(III.6.58.)
Această mică diferență poate fi trecută cu vederea. Dacă ar fi existat diferențe mari între pierderile de presiune ale tronsoanelor 2 și 3, ar fi fost necesară majorarea pierderii de presiune în tronsonul 3 prin introducerea unei rezistențe (clapetă de reglare).
În afară de pierderea depresiune în rețeaua de conducte, trebuie calculată și pierderea de presiune din centrala de ventilare. În primul rând, trebuie stabilite pierderile de presiune care se produc în filtru și în bateria de încălzire a aerului, care depind de construcție și de debitul de aer și trebuie cerute de la firma producătoare. În exemplul prezentat pentru Qz = 12000 m3/h:
Filtrul: ΔpF = 6 mmH2O
Baterie de încălzire: ΔpE = 5 mmH2O
Total: ΔpL = 11 mmH2O
Deci, căderea de presiune totală în circuitul cel mai lung de conductă va fi:
(III.6.59.)
Puterea teoretică a ventilatorului este dată de produsul dintre debitul volumetric pe
secundă și presiune, deci:
(III.6.60.)
III.6.4.2. Exemplu de calcul 2 – Calculul conductelor de aer. Metoda secțiunilor variabile cu recuperarea presiunii statice
Se cere dimensionarea unei conducte de distribuție uniformă cunoscându‐se: debitul de aer inițial D1 = 6000 m3/h; numărul de guri n = 6; debitul unei guri 1000 m3/h; distanța dintre axele urilor l = 10 m; viteza inițială a primului tronson al conductei v1 = 8 m/s; înălțimea maximă a conductei h = 450 mm. Se cere de asemenea presiunea totală necesară în secțiunea inițială a conductei de distribuție (secțiunea care trece prin axa primei guri de refulare). Calculele sunt sistematizate în Tab.III.6.9., iar conducta dimensionată este reprezentată în Fig.III.6.5.
Tab.III.6.9. Sistematizarea calculelor de la exemplul de calcul
Fig.III.6.5. Conductă de distribuție – exemplu de calcul
Fig.III.6.6. Variația presiunilor într‐o conductă de distribuție cu recuperarea presiunii statice
Lungimea tronsonului 0 este:
(III.6.61.)
Pentru calculul tronsonului 1, în nomograma din Fig.III.6.7. se fixează mai întâi în câmpul inferior punctul dintre intersecția liniei debitului D2 = 6000 – 1000 = 5000 m3/h cu linia l = 10,00 m, apoi se trasează prin acest punct o dreaptă verticală până la întretăierea cu curba v1 = 8,00 m/s (linie plină); în dreptul punctului de intersecție obținut se citește pe ordonata din stânga (linie plină), v2 = 6,70 m/s. Pe baza acestei viteze se stabilește aria și apoi lățimea b a tronsonului.
Fig.III.6.7. Nomogramă de calcul a conductelor de distribuție cu recuperarea presiunii statice
În continuare, calculul de dimensionare decurge în mod similar.
Dacă se admite că gura de refulare are dimensiunile 300 x 350 mm (aria A0 = 0,105 m2) și cunoscând ca viteza aerului în conductă înainte de ultima gură de refulare este de 2,70 m/s, pierderea în gura de refulare considerată liberă este:
(III.6.62.)
În care ζ155 = 3,8 s‐a determinat cu ajutorul Fig.III.6.8.
Fig.III.6.8. Gură de refulare la capăt de conductă ζ155
Viteza aerului în gura de refulare fiind:
(III.6.63.)
rezultă că presiunea dinamică necesară pentru dezvoltarea jetului este:
(III.6.64.)
Presiunea statică în conductă în dreptul fiecărei guri de refulare este deci, conform ecuației:
(III.6.65.)
rezultă:
(III.6.66.)
Presiunea dinamică în primul tronson al conductei, corespunzătoare vitezei inițiale v1 = 8,00 m/s este:
(III.6.67.)
Conform celor arătate mai înainte această presiune dinamică servește, prin transformări succesive în presiune statică, la acoperirea pierderilor ce au loc pe întreaga lungime a conductei de distribuție. Presiunea totală in secțiunea inițială a conductei de distribuție este deci:
(III.6.68.)
care, împreună cu rezistența instalației calculată de la priza de aer și până în secțiunea inițială a conductei de distribuție, determină valoarea presiunii totale a ventilatorului ce trebuie montat în instalație.
Examinând forma conductei de distribuție din Fig.III.6.8. se observă că necesitățile de recuperare a presiunii au făcut ca tronsonul 1 să păstreze aceleași dimensiuni ca și tronsonul 0. Aceasta înseamnă că pierderile mari de presiune în tronsonul 1, datorită vitezei mari de curgere a aerului la capătul inițial al conductei, au cerut o recuperare mai importantă de presiune statică, adică o viteză în aval sensibil mai mică decât viteza din amonte. Când pierderile de presiune în tronsoane sunt ridicate (viteze mari asociate cu distanțe mari între gurile de refulare), este posibil ca nici menținerea unei secțiuni constante a tronsoanelor să nu mai fie suficientă și conductele de distribuție să capete formele din Fig.III.6.9.a,b, în scopul de a se realiza astfel diferențele necesare între vitezele din amonte si din aval.
Fig.III.6.9. Forme de conducte de distribuție uniformă
Deseori în proiectare se face eroarea de a se considera satisfăcătoare o conductă cu secțiune constantă pe întreaga lungime, pentru distribuirea uniforma a aerului. Fie o asemenea conductă (Fig.III.6.10.), în care variație presiunii statice necesară pentru a menține aceeași valoare pr în dreptul fiecărei guri de refulare este reprezentată prin linia întreruptă 1‐2‐3‐4‐5. Prin păstrarea unei secțiuni constante a conductei se întâmpla ca vitezele v2 si v3 să capete valori mai mici decât cele utile.
În acest caz, în dreptul gurilor de refulare se realizează o conversie a presiunii dinamice într‐o măsură mai mare decât este necesar, ceea ce face ca în secțiunea II în loc de presiunea statică pr, să se realizeze pr”, iar în secțiunea III, să ajungă până la pr”’. Se observă că în această situație presiunea statică în conductă crește în sensul de curgere a aerului, cu efectul că gurile de refulare dinspre capătul final al conductei vor refula un debit mai mare decât gurile din tronsoanele inițiale.
Fig.III.6.10. Variația presiunilor într‐o conductă cu secțiune constantă
Dacă o conductă de distribuție uniformă este corect calculată, nu este necesar să se monteze organe de reglaj la gurile de refulare, care pot fi prevăzute, în acest caz, numai cu plase de sârmă sau cel mult cu jaluzele pentru dirijarea aerului. Locul de montare a gurilor de refulare pe periferia conductei de aer este indiferent.
În ceea ce privește viteza aerului în conductele de distribuție uniformă nu există nicio restricție în afară de cele referitoare la nivelul admis de zgomot. Metoda de calcul prin recuperarea presiunii statice este avantajoasa în special la conducte cu viteză mare (15…40 m/s), folosite din ce în ce mai mult în instalațiile moderne, deoarece economia de energie devine mai importantă în acest caz.
Când conductele de distribuție uniformă conțin piese care intervin cu rezistențe locale la pierderile din tronsoane, valorile acestor rezistențe se iau în considerație sub forma unor lungimi echivalente care se adaugă la lungimile geometrice ale tronsoanelor respective.
Prin lungimea echivalentă a unei piese speciale se înțelege lungimea unui tronson drept în care se produc, în aceleași condiții de curgere, o pierdere de presiune prin frecare egală cu pierderea locală a piesei respective.
În general, piesele speciale conținute de conductele de distribuție uniformă sunt coturile și curbele, iar în calcule se utilizează lungimile echivalente ale acestora.
III.6.5. Anexe
Anexa 1. Documente de referință pentru proiectarea, executarea și exploatarea instalațiilor de ventilare și climatizare din clădiri.
Tab.III.6.10. Acte normative și reglementări tehnice
Tab.III.6.11. Standarde
Anexa 2. Date climatice de calcul pentru climatizare – vara
Tab.III.6.12.
Anexa 3. Valorile intensității radiației solare directe ID, și difuze Id [W/m2]
Tab.III.6.13.
Anexa 4. Aria utilă de pardoseală pentru o persoană, pentru determinarea gradului de ocupare a încăperilor (din SR EN 13779:2005)
Tab.III.6.14.
Anexa 5. Degajarea de căldură a unei persoane (pentru o temperatură a aerului din încăperi de 24 °C și pentru o suprafață medie a corpului uman de 1,8 m2 (din SR EN 13779:2005)
Tab.III.6.15.
* 1 met = 58 W/m2
Anexa 6. Valori de calcul pentru puterea instalată a instalației de iluminat
Tab.III.6.16. Valori de proiectare pentru nivelul de iluminat (din SR EN 13779:2005)
Tab.III.6.17. Valori de proiectare pentru puterea instalației de iluminat (instalații eficiente)
Anexa 7. Număr de schimburi orare de aer, n
Tab.III.6.18.
Anexa 8. Viteze uzuale ale aerului în conducte
Tab.III.6.19.
În Fig.III.6.11. sunt prezentate principalele etape de calcul utilizate la dimensionarea instalațiilor de ventilare și climatizare.
Fig.III.6.11. Etapele de calcul pentru dimensionarea instalațiilor de ventilare și climatizare
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Capitolul Iii Ventilare Septembrie 2017 Final [309184] (ID: 309184)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.