Sisteme de Ventilatie Si Filtrare a Aerului

Capitolul II

Sisteme de ventilație și filtrare a aerului

2.1. Baze meteorologice și igienice

2.1.1. Aerul atmosferic

Aerul atmosferic se găsește în întreagă atmosfera (cca. 97%) pana la înălțimea de 29km dar adevărata limita a acesteia este aproximativ la 10 000km. Compoziția chimica a atmosferei (tabelul 2.1.1) este aproape uniforma intre 0 și 90 km care face parte din stratul numit homosfera iar peste 90km altitudine ea devine foarte neuniforma formând heterosfera. Greutatea aerului formează la suprafața solului o presiune de 1013 mbar.

Tabelul 2.1.1

Aerul este un amestec de gaze dintre care azotul și oxigenul reprezintă 99,03%. Compoziția lui se modifica doar la înălțimi mari. Dioxidul de carbon se găsește în procent de 0,033 dar are o tendința de creștere ușoară datorita în special proceselor de ardere a combustibililor în timp ce vaporii de apă variază în funcție de regiune de la 0,02(desert) la 4% (regiuni ecuatoriale)

Aerul atmosferic conține diferite impurități cum ar fi:

Gaze și vapori – oxidul de carbon care este datorat în special arderilor incomplete. Dioxidul de carbon, dioxidul și oxidul de azot, dioxidul de sulf se datorează descărcărilor electrice din atmosfera, circulației rutiere și instalațiilor de ardere. În aerul atmosferic se mai întâlnesc și particule de plumb foarte fine dar în cantități foarte reduse.

Praf – Sunt particule solide foarte fine care au forme, structuri și densități diferite care cad sub acțiunea câmpului gravitațional. Praful ia naștere din diferiți factori meteorologici, din cauza descompunerilor, incendiilor sau din diferite procese de producție. Praful industrial este în diferite cazuri dăunător fapt pentru care trebuie luate diferite măsuri de neutralizare a lui. În tabelul 2.1.2 este prezentat conținutul mediu de praf în orașele mari iar în tabelul 2.1.3 distribuția prafului în aerul orașelor mari.

Tabelul 2.1.2

Tabelul 2.1.3

Nuclee de condensare reprezintă particule cu diametrul de 0,1-1 µm, se găsesc în atmosfera și condensează vaporii de apă la saturare formând sisteme coloidale la fel ca și fumul(natură solida) sau ceața (natură lichida).

Agenți patogeni reprezintă mici viețuitoare de diferite mărimi și forme de proveniența vegetală sau animală de grosime 0,5-1 µm și lungimea de 1-5 µm.

Poluare sonora reprezintă zgomotul transmis prin aer care este determinat de diferite vibrații cu diferite frecvente care daca depășesc anumite limite devin supărătoare pentru om.

Electricitatea atmosferica Diferența de potențial dintre mezosfera situata la 50-65km altitudine care este încărcata pozitiv aerul care reprezintă dielectricul și solul care reprezintă partea de potențial negativ, între cele 2 straturi, mezosfera și sol apare o diferența de potențial de 250-350kV, astfel ca în aproprierea solului avem un mic câmp electric de 150-280V/m cu o frecvență medie de 10-12Hz, precum și o emisie de diferite impulsuri.

Radiații radioactive în prezent razele α, β, γ le putem găsi în aer, apă, pământ și diferite substanțe radioactive.

2.1.2 Aerul umed

Aerul umed reprezintă un amestec de aer uscat și vapori de apa. Deși cantitatea de vapori de apă din aer este foarte mica, ea are un rol foarte important atât prin diferite efecte meteorologice, fizice, fiziologice cât și prin cantitățile de căldură din timpul transformărilor termodinamice. În prezent aerul poate fi tratat cu o aproximație destul de buna, ca și un gaz perfect.

Parametrii aerului umed:

Temperatura uscată

Temperatura umedă

Temperatura punctului de rouă

Conținutul de umiditate

Umiditatea absolută

Umiditatea relativă

Entalpia aerului umed

Densitatea aerului umed

Presiunea parțială a vaporilor de apă

Presiunea de saturație a vaporilor de apă

Procese simple ale aerului umed . Aerul este introdus în încăperile de climatizare și ventilație unde este adus la anumiți parametri și putând fi capabil sa elimine căldură, umiditatea. Tratarea aerului se face prin o serie de procese pe care aerul le suferă și care vor fi prezentate în continuare. (Figura 2.1.1)

Încălzirea aerului – se realizează cu ajutorul unei baterii de încălzire. Temperatura aerului creste de la la iar entalpia de la la .

Răcirea uscata a aerului – răcirea are loc cu ajutorul agentului de răcire. Temperatura aerului scade de la la și entalpia de la la .

Răcirea umeda a aerului – are loc daca temperatura aerului este mai mică decât . Temperatura aerului scade de la la și entalpia de la la . Aerul se usuca iar o parte din vaporii de apă se elimină prin condensare, astfel conținutul avem o mică micșorare a umidității de la la .

Figura 2.1.1 Procese simple ale aerului umed.

Procesul de răcire se poate realiza direct prin aer-apă sau indirect cu ajutorul unor baterii de răcire.

Umidificarea izotermică – are loc la t=constant, pentru umidificarea izotermica se injectează abur în curentul de aer astfel temperatura rămâne constanta și umiditatea creste de la la la fel și entalpia de la la .

Umidificarea adiabatică – are loc la o entalpie constanta, procesul costă în pulverizarea cu apă într-o camera de umidificare și care va avea ca rezultat scăderea temperaturii de la la și creșterea umidității de la la .

2.1.3 Factori meteorologici

Temperatura aerului exterior – este un importat factor în dimensionarea instalațiilor de climatizare și ventilație. Principalii factori care trebuie luați în considerare când dimensionam un sistem de ventilație și climatizare sunt: radiația solara, absorbita de căldură a solului, cedarea medie de căldură a solului, vântul. Cele mai ridicare temperaturi au fost înregistrate în luna iulie iar cele mai scăzute în luna ianuarie dar temperatura variază mult cu latitudinea, altitudinea și înălțimea deasupra solului, de aici rezultă 2 temperaturi după care trebuie dimensionat sistemul de ventilație și climatizare, și anume, una pentru perioada caldă a anului (iulie) și cea de-a 2-a pentru perioada rece a anului (Ianuarie).

Umiditatea aerului exterior – joacă un rol deosebit în sistemele de ventilație și climatizare și se poate exprima fie prin forma umidității relative fie prin conținutul de umiditate. Unitatea relativă reprezintă variația inversa zilnica a temperaturii, adică în zilele de vară umiditatea relativa este foarte scăzută iar în timpul ierni este foarte crescută.

Radiația solară – soarele emite în permanenta o anumita cantitate de energie pe care Pământul o absoarbe, totodată mai emite și radiații de undă scurtă (raze x, γ și ultraviolete aprox. 9% și raze luminoase 41%) și de undă lungă (50% raze infraroșii )

Vântul – reprezintă o mișcare a curenților de aer diferiți datorită încălzirii neuniforme a Pământului. Mișcarea maselor de aer este datorata de rotația Pământului și de forțele de frecare de la nivelul solului. Vântul este mărime vectoriala ce se poate caracteriza prin valoare, sens și direcție.

2.1.4 Parametrii climatici exteriori de calcul

Se definesc pe perioadele reci și calde ale anului dar și pentru toate tipurile de instalații de ventilare, climatizare și de încălzire. Parametrii climatici exteriori se refera în general la: umiditatea relativa, vânt, temperatura aerului, conținutului de umiditate și radiația solara.

Pentru perioada rece a anului:

Temperatura aerului exterior pentru instalațiile de ventilație, climatizare și încălzire.

Umiditatea relativa a aerului exterior este considerata φe = 80% pentru toate tipurile de instalații și localitate.

Viteza vântului.

Radiația solară – nu se ia în calcul în mod direct.

Pentru perioada calda a anului:

Instalații de climatizare:

Temperatura aerului exterior (se calculează pentru fiecare ora cu relația)

– este temperatura medie zilnică– abaterea temperaturii aerului exterior

Conținutul de umiditate a aerului exterior

Intensitatea radiației solare

I = ·· + [W/]

– coeficient de corecție în funcție de gradul de poluare

– coeficient de corecție în funcție de altitudine

+ – intensitatea radiatiei solare directe

Instalații de ventilație mecanică/ventilație naturală;

Temperatura aerului exterior

– temperatura medie anuala

– amplitudinea oscilației zilnice a temperaturii

Conținutul de umiditate

Intensitatea radiației solare care se alege în funcție de instalațiile de climatizare

2.1.5 Parametrii climatici interiori de calcul

Parametrii climatici interiori condiționează confortul termic din locuințe, încăperi de producție, încăperi civile, cu implicații directe asupra calității lor. Instalațiile de încălzire, ventilare și climatizare se dimensionează pe baza parametrilor climatici de interior.

Pentru perioada caldă a anului :

Temperatura aerului interior

Climatizare în scopuri de confort:

– temperatura maxima în luna iulie a aerului

climatizare ventilare naturala sau mecanica:

–

– Umiditatea relativa a aerului interior , se alege la fel ca și temperatura aerului pe considerente tehnologice sau de confort. Pentru instalațiile de confort umiditatea relativa se ia intre 45-55% iar pentru cele tehnologice se alege în funcție de ventilație.

– Viteza de mișcare a aerului interior , se stabilește odată cu temperatura aerului interior și categoria muncii pentru evitarea senzației de curent.

– Temperatura medie de radiație

Pentru perioada rece a anului:

temperatura aerului interior

umiditatea relativa a aerului interior – se alege în funcție de confort sau cerințelor tehnologice

viteza de mișcare a aerului interior

temperatura medie de radiație

2.2 Sisteme de ventilație

Sistemele de ventilație și climatizare are o mare diversitate atât prin echiparea instalațiilor cat și prin aspectul alcătuirii, tipul elementelor componente, dimensiunea instalațiilor, puterii termice cat și al presiunii generate, modul de realizare a schimburilor de aer etc.

Sistemele de ventilație se aleg în funcție de tipul clădirii căreia ii va fi destinată instalația de ventilație și de modul de realizare tehnica(tranșee, nivel de zgomot, întreținere, aspect etc).

2.2.1 Ventilarea naturală

Înlocuirea aerului dintr-o încăpere prin acțiunea unor factori naturali(presiunea vântului și presiunea termica) asupra încăperii de un anumit număr de ori într-o ora poate denumirea de ventilare naturală.

Ventilarea naturală neorganizată – reprezintă schimbul de aer al unei încăperi care se realizează prin neetanșeitățile acesteia, se poate vorbi de o ventilare naturala neorganizată. Valoarea schimbului de aer orar este mica de n-0,5-1,5 schimburi/h iar valori mai mari se pot obține atunci când vântul suflă cu viteze mai mari sau când temperatura dintre interior și exterior sunt mai mari.

Ventilarea naturală organizată – schimbul de aer se face prin suprafețe special amenajate la anumite înălțimi iar numărul de schimburi se face în funcție de temperatura și de viteza vântului. Ventilarea naturală se utilizează în spații unde temperatura de afara diferă foarte mult față de cea din încăpere în tot timpul anului.

Presesiunea termică – temperaturile aerului diferă mult de la interior la exterior ceea ce creează pe suprafețele interioare și exterioare ale ferestrei o presiune proporțională cu densitatea și accelerația gravitațională , se numește presiune termică.

g – accelerația gravitației [m/]

h – distanta dintre axele deschiderilor [m]

– densitatea aerului [kg/]

Dispozitive de ventilare naturala – sunt diferențiate în mare măsură de tipul clădirilor care au fost astfel concepute pentru introducerea și evacuare aerului, reglarea debitului de aer, pentru toate acestea clădirile îmbracă următoarele tipuri constructive cum ar fi ferestre, deflectoare, coșuri de ventilare, luminatoare.

2.2.2 Ventilare mecanică

Reprezintă schimbul de aer al unei încăperi care se face forțat cu ajutorul ventilatoarelor, canalelor și elementele aparatelor astfel se pot asigura diferite debite de aer controlate. Un mare avantaj al ventilării mecanice este ca aerul poate fi filtrat, umidificat, uscat, încălzit până și răcit. Sensul aerului poate fi controlat ușor ca sens și deplasare. Din aerul evacuat se poate recupera căldura dar se poate și recircula aerul din nou pentru a economisi o parte din energia termică.

Figura 2.2.1 de mai jos reprezintă schemele de principiu ale unor instalații cu ventilare mecanică prevăzute cu: a) filtrarea și încălzirea aerului b) încălzirea, filtrarea aerului și atenuarea zgomotului c) filtrarea și încălzirea aerului, recuperarea căldurii din aerul evacuat și atenuarea zgomotului. Când instalația trebuie să deservească unei încăperi unde zgomotul trebuie sa fie mai redus se poate monta atât pe circuitul de refulare cât și pe cel de evacuare un atenuator de zgomot pentru fiecare dintre ele. În funcție de caz se poate monta și un recuperator de căldură care poate fi amplasat fie la gurile de amplasare sau fie pe traseul canalelor de aer. Priza de aer proaspăt(PA) reprezintă gura de unde va lua sistemul de ventilație aer curat, ea trebuie plasată în locuri ferite de praf, curate, neînsorite și departe de grupurile sanitare iar față de sol trebuie amplasată la o distanta de minim 2m. Gura de evacuare(GA) se montează cel mai des pe acoperiș și în funcție de caz pe pereții exteriori. Distanța dintre GE și PA trebuie sa fie de minim 10m pe orizontală și 6-8m pe verticala. Centrala de ventilare se amplasează în subsolul clădirii.

Figura 2.2.1 Schema unei instalații de ventilare mecanica generala prevăzută cu:

a – filtrarea și încălzirea aerului b – încălzirea, filtrarea aerului și atenuarea zgomotului

c -filtrarea și încălzirea aerului, recuperarea căldurii din aerul evacuat și atenuarea zgomotului.

VE – ventilator evacuare; BI – baterie de încălzire; FP – filtru de praf; VI – ventilator introducere; PA – priza aer proaspăt ; GE – gura evacuare; GR – gura de refulare a aerului; CA – canale de aer; CV – centrala ventilare; IV – încăpere ventilată; , – atenuatoare de zgomot; PC – pompă circulație;

2.2.3 Climatizarea

Instalațiile de climatizare se mai numesc și instalații de aer condiționat care trebuie sa asigure în încăperile deservite parametrii aerului dinainte stabiliți indiferent de factorii externi(factori meteorologici, factorii de producție, gradul de ocupare a încăperii etc). Ele au rolul de a asigura parametrii aerului interior(umiditate relativa, temperatura) și condițiile de confort termic în încăperi la anumite standarde, totodată trebuie să introducă aer proaspăt necesar diluării de C degajat de ocupanți. Aerul trebuie tratat într-o centrală unde suferă o mulțime de stări și procese simple(încălzire, răcire, umidificare, uscare) în funcție de cât de complexă este tratarea. Pentru realizarea tuturor proceselor este nevoie de un sistem de reglare automat. Exista instalații la care tratarea este alcătuita doar din 2-3 procese, acele instalații se numesc instalații de climatizare parțiale.

2.2.3.1 Clasificarea instalațiilor de climatizare

Instalații „numai aer” cu:

Un canal de aer (debit constant), pentru:

O zonă

Mai multe zone cu:

Încălzirea și răcirea aerului pe ambele zone

Încălzirea aerului pe fiecare zonă

Grupuri de ventilare pe anumite zone

Un canal de aer (debit variabil)

Doua canale cu:

Debit constant

Debit variabil

Instalații „aer-apa” cu:

Aparate de inducție

Sisteme cu:

2 conducte

3 conducte

4 conducte

Cu reglare prin clapeta sau ventil

Ventiloconvertoare cu:

Priza directă aer exterior

Camera de amestec

Camera de amestec și plenum

Aer primar

Recircularea aerului în interior

Schema de principiu a unei instalații de climatizare

Schema de principiu a unei instalații de climatizare conceputa pentru o singură încăpere este prezentata în figura 2.2.3. Instalația de climatizare este compusă din: instalația de reglare automată, un recuperator de căldura, atenuatoare de zgomot, grile de refulare, grile de aspirare, priza de aer proaspăt. Pentru ca instalația să poată funcționa are nevoie de: frig(apă răcita, apă rece, freon), energie electrică necesară sistemului de forța și automatizare, căldura(abur, apă calda, apă fierbinte).

Figura 2.2.3 Schema unei instalații de climatizare pentru o singura încăpere ATA – aparat de tratare aer; VI – ventilator de introducere; F – filtru de praf; BPI – baterie de preîncălzire; BRI – baterie de reîncălzire; BR – baterie de răcire; VE – ventilator de evacuare; CV – cameră de umidificare; C – cazan de apă caldă; T – termostat; CP – compresor; CD – condensator; VL – ventil de laminare; EP – evaporator; H – higrostat; RC – recuperator de căldură; CR – clapetă de reglare; VP – vas de expansiune; V – ventil cu trei căi; P – pompă de circulație; AZ – atenuator de zgomot; PA – priză de aer; GE – gură de evacuare în exterior a aerului viciat; GR – gură de refulare; GA – gură de absorbție; CH – aparat de răcire a apei , GE – gură de evacuare în exterior a aerului viciat;

Aerul curat intră în sistem prin priza de aer(PA), după este trecut prin recuperatorul de căldura (RC) iar după aceea este amestecat cu aerul recirculat din încăpere.

Aparatul de climatizare de tip modulat este compus din:

Filtru de praf (F)– rolul lui este de a retine particulele de praf care circula prin sistem

Baterie de preîncălzire (BPI) și bateria de reîncălzire (BRI) – acestea încălzesc și reîncălzesc în diferite limite de temperatura debitul de aer al instalației.

Camera de umidificare (CU) – rolul ei este de a mari conținutul aerului de umiditate introdus în încăpere.

Ventilatorul de introducere (VI) – Asigură circulația aerului de la priza de aer(PA) până la gura de introducere (GR) și creează presiunea necesară pentru a trece de rezistențele aeraulice din: RC, PA, F, CA, BPI, BRE, BR, AZ și GR.

Ventilatorul de evacuare (VE) – Asigură circulația aerului pe canalele de evacuare. Presiunea ventilatorului de evacuare este mai mică decât a celui de introducere deoarece rezistențele sunt mai puține(GA,RC, AZ, GE)

Instalațiile “numai aer”

Instalațiile “numai aer” pot fi de 2 feluri:

Instalații de joasa presiune – în care viteza aerului transportat este intre 4-8 m/s și are presiuni intre 200-700 Pa.

Instalații de înalta presiune – în care viteza aerului transportat este intre 12-16 m/s iar ventilatoarele creează presiuni intre 1000-2000 Pa. Nivelul de zgomot la aceste instalații este mai ridicat decât cele de joasa presiune și trebuie luate masuri de atenuare a acestuia.

Instalațiile “numai aer” cu un canal(canalul de introducere) – Aceste sisteme pot deservi una sau mai multe încăperi indiferent daca e vorba daca de debit de aer constant sau variabil. în cazul mai multor încăperi, încăperile pot fi grupate pe zone sau se poate introduce același aer tratat peste tot, cu alte cuvinte se va face o tratare diferita pentru fiecare zona. Pentru aceasta se pot utiliza 3 modalități de tratare suplimentara:

Pentru fiecare zona de încălzire vom adaugă o baterie de încălzire

Pentru fiecare zona vom adaugă 2 baterii(una de încălzire și una de răcire, dirijarea aerului prin baterii se va face cu clapete de reglare)

Pentru fiecare zona vom adaugă un ventilator pentru mărirea debitului de aer și cate o baterie de încălzire.

Instalațiile cu debit variabil sunt cele mai utilizate pentru ca reduc simțitor costurile energetice. Încă cazul celor cu debit constant se modifica doar temperatura aerului introdus iar în cazul celor cu debit variabil, temperatura rămâne constata și se modifica doar debitul de aer. Schema unei asemenea instalații este prezentata în figura 2.2.4

Reglarea debitului de aer al încăperilor se face prin intermediul regulatoarelor de debit RD și se poate face la fiecare grupa în parte. Reglarea debitului de aer la ventilatoarele de introducere (6) și cel de evacuare se face pe baza presiunii din instalație cu un traductor de presiune RP. Pe baza RP se reduce corespunzător turația ventilatoarelor și totodată cu aceasta scade și debitul de aer.

Fig. 2.2.4. Instalație de climatizare cu un singur canal de presiune joasă/înaltă cu debit variabil: 1 – cameră de amestec; 2 – filtru de praf; 3 – baterie de încălzire; 4 – baterie de răcire; 5 – cameră de umidificare; 6 – ventilator introducere; 7 – ventilator evacuare; 8 – aparat de detentă (în cazul instalațiilor de înaltă presiune); 9 – încăpere climatizată; 10 – regulator de umiditate; 11 – regulator de temperatură; 12 – ventil cu două căi; 13 – ventil cu trei căi; 14 – clapetă de reglare; T – termostat; H – higrostat; RD1/RD2 – regulator de debit pentru un grup de încăperi/idem, pentru o încăpere; RP – regulator de presiune; T1 – termostat de cameră.

Instalațiile “numai aer „cu doua canale – acestea pot asigura temperatura diferite pe fiecare încăpere datorate celor 2 canale. Schema de principiu a instalațiilor cu 2 canale este prezentata în figura 2.2.5. Introducerea aerului se poate face fie cu un singur ventilator fi cu doua, unul pentru aer rece și unul pentru aer cald dar ambele canale se vor dimensiona pentru debitul total al instalației de climatizare. Modificarea debitelor de aer rece și cald se face cu ajutorul unui termostat TC.

Figura 2.2.5 Schema unei instalații de presiune joasă/înaltă, cu două canale de aer, fără umidificarea aerului: 1-14, T – vezi fig. X.6.10; T1 – termostat pe canalul de aer exterior; T2 – termostat pe canalul de aer amestecat; T3 – termostat pe canalul de aer cald; T4 – termostat pe canalul de aer rece; T5 – termostat de amestec; TC – termostat de cameră; M – servomotor; AM – aparat de amestec

Pentru a preveni umiditate relativa destul de scăzută a aerului interior în perioada de iarna, se prevede umidificarea aerului refulat prin încăperi și poate viza aerul cald sau tot debitul de aer.

Aparatele de amestec reprezintă principalele elemente ale instalațiilor cu 2 canale și care au principala funcție de a introduce în tot timpul un debit constant de aer cu parametri variabili pentru menținerea temperaturii aerului la valoarea setata. Aparatele cu amestec sunt executate în 2 variante: cu reglare directa și indirecta.

2.2.3.4 Instalații ,,aer-apă” (sau cu aer primar)

Se pot realiza ce și instalațiile cu 2 canale de aer și pe fiecare canal sa avem temperaturi diferite sau cu un singur canal și aceeași temperatura. în figura 2.2.6 este prezentata schema de principiu a unei instalații cu 2 canale. Ca agenți termici sunt folosiți apa și aerul dar cea mai mare pondere o are apa calda sau rece. Exista un agregat central ‚1’ unde se tratează aerul din întreaga clădire, care de obicei tratează doar aerul proaspăt necesar. Se pot amplasa pe fiecare unul sau mai multe aparate de acest gen. Aceste aparate pot fi:

Climaconvertoare (CCV)

Ventiloconvertoare (VCV)

Atât VCV cat și CCV au incorporat cate unul sau doua schimbătoare de căldura. CCV se poate executa în doua variante: cu reglaj prin clapetă sau cu reglaj prin ventil. O astfel de instalație este prezentata în figura 2.2.6

Figura 2.2.6 Schema de principiu a unei instalații ,,aer – apă” (cu aer primar) cu aparate de inducție sau ventiloconvectoare: 1 – grupul de climatizare; 2 – ventilatorul de evacuare; 3 – aparat cu inducție sau ventilo-convector; 4 – conducte de agent termic (2, 3, 4) + evacuare condensat; 5 – grilă de aspirare a aerului recirculat 6 – grilă de refulare a aerului tratat

VCV pot fi de tip orizontal sau vertical și pot fi echipate de preferința cu o camera de distribuție și o camera de amestec. Debitul de aer în cazul VCV poate fi reglat în 3 trepte care pot varia intre 150-190-240(minim-mediu-maxim) sau 1050-1450-1750 /h în funcție de puterea și mărimea aparatului iar sarcina de racire totala este cuprinsa intre 0,70-11kW și cea de încălzire este cuprinsa intre 1,3-21,5 kW.

2.3 Elemente componente ale unei instalații de ventilație

2.3.1 Ventilatorul

Ventilatorul este o mașină hidraulica care are scopul de a crea un flux de aer și care este adesea folosit pentru a crea confortul în spatiile industriale, acolo unde climatizarea este prea costisitoare sau imposibil de utilizat, dar se folosește și la sistemele de centralizare și climatizare a aerului ca sa răcească medii sau echipamente. Ventilatoarele după tipul constructiv se 3 mari categorii:

Radiale – la aceste ventilatoare aspirarea se face axial iar refularea radial.

Axiale – la aceste ventilatoare refularea cat și aspirarea se face doar axial.

Cu curent transversal – aspirarea se face pe o parte a motorului iar refularea pe cealaltă parte.

In figura 2.2.7 sunt prezentate tipurile de ventilatoare iar în figura 2.2.8 modul de antrenare a ventilatoarelor în funcție de tipul lor.

Figura 2.2.7 Tipuri de ventilatoare

a-radial; b-axial; c-curent transversal;

Figura 2.2.7 Antrenarea ventilatoarelor

Ventilatorul radial este ventilatorul cel mai utilizat în practica și are ca elemente componente: rotorul, carcasa, gurile de aspirare și refulare, motorul și suportul necesar. în funcție de nivelul presiuni putem avea:

Ventilatoare de joasa presiune (0-1000Pa)

Ventilatoare de medie presiune (1000-3000Pa)

Ventilatoare de înaltă presiune (3000-30 000Pa)

După forma palelor putem avea:

Cu pale drepte

Cu pale îndreptate înainte

Cu pale îndreptate înapoi

După destinație sunt pentru :

Aer

Gaz

Materiale abrazive

Transport pneumatic

Gaze inflamabile și explozive

După nivelul de zgomot:

De uz general

Silențioase

Ventilatoarele radiale pot fi monoaspirante sau dubluaspirante. Montarea la cele dublu aspirante se face pe un modul iar refularea se face în sus, în jos sau pe orizontala.

Ventilatorul axial datorita carcasei mult mai simplista, ventilatoarele axiale sunt mult mai ușoare decât cele radiale dar nivelul de zgomot este mult mai mare decât la cele radiale iar de aceea sunt mai rar întâlnite prin instalații de ventilație deși montajul este unul foarte simplu și ușor de montat. Ventilatoarele axiale se pot monta în fereastra, tubulatură, în cotul unui canal, pe acoperiș. Palele ventilatoarelor putând fi fixe sau reglabile permițând modificarea debitului de aer sau sensul de mișcare al aerului. Pentru îndeplinirea unor anumiți parametrii, ventilatoarele pot fi legate fie în serie fie în paralel iar ele pot fi de același tip sau de tipuri diferite. Ventilatorul axial și părțile sale componente sunt prezentate în figura 2.2.8.

Într-o instalație, un ventilator poate funcționa în următoarele situații:

Aspirant (A), când este montat pe partea de aspirare a aerului

Refulant (R), când ventilatorul doar refulează iar gura de aspirare fiind libera.

Aspirant-refulant(AR), când ventilatorul are canale de aer și pe partea de refulare cat și pe cea de aspirare.

Reglarea debitului de aer al unui sau mai multor ventilatoare se face de regula în practica datorită diferențelor mari dintre caracteristicile din catalog și practică.

Figura 2.2.8 Ventilatoare axiale: a – de montat în tubulatură; b – de fereastră; c – de perete; d – de acoperiș; c – în cot; 1–carcasă circulară; 2–rotor; 3–motorul electric; 4–suport necesar.

Reglarea ventilatoarelor se face prin una din următoarele metode:

Reglarea debitului de aer prin modificarea turației ventilatorului(mecanică sau electrică)

Reglarea debitului prin intercalarea unor rezistente

Reglarea debitului prin montarea pe gura de aspirație a unui dispozitiv cu secțiune circulară.

2.3.2 Baterii de încălzire

Bateriile de încălzire sunt elemente ale sistemelor de ventilație și climatizare care au rolul de a încălzi aerul și au ca agent termic de încălzire: apă fierbinte, apă caldă, gaze de ardere, abur sau pe baza electrică. O astfel de baterie de încălzire este prezentata în figura 2.2.9 iar racordarea lor în figura 2.2.10.

Figura 2.2.9 Elemente încălzitoare pentru bateriile funcționând cu apă caldă, apă fierbinte sau abur: a – țeavă cu aripioare; b – țeavă cu bandă spiralată; c – așezarea elementelor de încălzire; d – țevi de cupru și lamele din aluminiu; 1 – agent încălzitor; 2 – agent încălzit (aer).

Figura 2.2.10 Racordarea bateriilor de încălzire: a – în serie; b – în paralel cu baterii suprapuse; c – în paralel cu baterii alăturate; 1 – agent termic; 2 – agent încălzit (aer).

Bateriile de încălzire cu gaze de ardere – aceste baterii utilizează direct căldura rezultata din arderea unui combustibil lichid gazos sau solid. Un astfel de aparat este prezentat în figura 2.2.11. Acest aparat autonom din care face parte și bateria de încălzire este alcătuit din: baterie de încălzire, arzător și sistemul de evacuare a gazelor de ardere și dispozitivele de automatizare și protecție.

Figura 2.2.11 Montarea unei baterii de încălzire a aerului funcționând cu gaze de ardere: a – plan; b – secțiunea A-B; 1 – aer proaspăt; 2 – canal de aer recirculat; 3 – aer de combustie; 4 – gaze de ardere; 5 – aer cald; 6 – ventilator; 7 – grila de aer recirculat; 8 – baterie de încălzire

Bateriile de încălzire electrice – se folosesc de obicei la instalațiile de ventilare și climatizare numai în cazul în care sistemul necesita puteri mici de încălzire sau nu dispune de agent de încălzire(abur, apă fierbinte, apă caldă). Elementele componente ale unei baterii electrice sunt: carcasa metalica unde sunt amplasate elementele încălzitoare(rezistente), bare sau sarma din cupru. Racordurile se fac în afara carcasei. Viteza de mișcare a aerului prin bateria electrică trebuie sa fie de minim 3-4m/s. Masurile de securitate în cazul instalațiilor de ventilație cu baterie de încălzire electrica sunt foarte severe utilizându-se o serie de dispozitive de securitate și protecție. Bateria de încălzire electrică este prezentată în figura 2.2.12

Figura 2.2.12 Baterie de încălzire electrică: a – secțiune longitudinală; b – secțiune transversală; 1 – peretele canalului; 2 – rezistență electrică; 3 – cutie de racordare; 4 – conductoare alimentare.

2.3.3 Baterii pentru răcirea aerului

Bateriile de răcirea a aerului sunt identice cu cele de încălzire din punct de vedere constructiv tot ce diferă intre ele este agentul de răcire. Pentru a se obține temperaturi mici de răcire este necesara un număr mai mare de țevi prin care sa circule agentul de răcire ca aerul sa se răcească. în general temperatura apei răcite de intrare trebuie sa fie de 7°C iar cea de ieșire de 12°C. Viteza de circulație a apei reci prin țevi trebuie sa fie de minim 1m/s. Răcirea aerul din baterie se poate face prin 2 moduri:

Răcire uscata – fără condensarea vaporilor de apă de prin aer

Răcire umeda – cu condensarea unei parți a vaporilor de apă de prin aer

2.3.4 Filtre de aer

Rolul filtrelor de aer este de a terine în special particulele de praf din aerul care este introdus în încăperi. După norma europeana EN 779, filtrele sunt clasificate în 17 clase:

…- filtre grosiere

… – filtre fine

, – filtre foarte fine

– filtre absolute de tip HEPA eficienta 99,5-99,995%

– filtre absolute de tip ULPA eficienta peste 99,995%

Reținerea particulelor solide se face prin metode fizice iar a celor gazoase prin metode chimice și fizice. Cel mai greu de reținut sunt particulele cu mărimea de 0.22 µm la o viteza a aerului de 2cm/s. Eficacitatea filtrelor depinde în cele mai multe cazuri de: diametrul filtrelor, viteza de mișcare a aerului, dimensiunile particulelor de praf și de repartiția particulelor înainte de filtru. Principalele caracteristici ale filtrelor sunt: capacitatea de filtrare, capacitatea de acumulare, gradul de separare, rezistenta aeraulica și perioada de curățire/înlocuire. Rezistența inițiala a unor astfel de filtre este de 30-50 Pa, pentru filtrele grosiere 50-150 Pa iar pentru cele foarte fine și absolute este de 300-500 Pa. Perioada inițiala de curățire sau înlocuire este de 0,25-0,5 ani iar pentru filtrele fine 1-3 ani. Modalitatea de înseriere a filtrelor este prezentata în figura 2.2.13.

Figura 2.2.13 Modul de înseriere a filtrelor

1 – filtru cu derulare automată; 2 – filtru cu saci; 3 – filtru electric; 4 – filtru cu cărbune activ; 5 – filtru absolut.

După tipul constructiv filtrele se pot clasifica in: filtre din fibre, filtre metalice, filtre electrice, filtre cărbune activ, filtre cu ulei. După modul de utilizare avem: filtre aruncabile și filtre regenerabile. în figurile de mai jos sunt prezentate scheme de principiu ale filtrelor cu saci(figura 2.2.14), filtrelor electrice(2.2.15), filtrelor mecanice (2.2.16), filtrelor absolute(2.2.17) și a filtrelor cărbune activ (2.2.18).

Figura 2.2.14 Filtru cu saci

cu țesătura din fibra de sticla

Figura 2.2.15Filtru electric: a – zonă de ionizare;

b – zonă de precipitare; 1 – bare de ionizare din

wolfram; 2 – plăci din aluminiu; 3 – alimentare

și redresare; 4 – carcasă metalică.

Filtru absolut: a–celulă filtrantă;

b – material filtrant, mărit de ori.

Figura 2.2.18 Filtru cu cărbune activ: 1 – ștuț de racordare; 2 – carcasă exterioară; 3 – prefiltru din hârtie; 4 – cărbune activ; 5 – carcasă perforată

2.3.5 Canale de aer

Canalele de aer servesc la transportul aerului către centrala și apoi înspre încăperile ventilate/climatizate. Ele fa legătura intre priza de aer proaspăt și gura de evacuare a aerului înspre exterior. Materialul din care este fabricat trebuie sa fie unul neted ca sa nu retina praful, sa reziste la coroziune și sa se poată curata ușor. De obicei principalele materiale din care se confecționează canalele sunt: tabla din aluminiu, tabla din otel neagra, placi sau materiale plastice, tabla zincata iar cea mai utilizata este cea din tabla de otel. Îmbinarea tablei intre 2 trasoare se poate face în mai multe feluri, în figura 2.2.19 avem câteva exemple.

Figura 2.2.19 Îmbinarea tronsoanelor de canale din tablă a – îmbinare prin flanșă din cornier: 1 – peretele canalului; 2 – tabla din oțel cornier; 3 – șurub cu piuliță de strângere; 4 – garnitură de etanșare din cauciuc sau carton; 5 – nit; b – îmbinare prin flanșă și bercluirea canalului; c – îmbinarea cu șine în formă de C; d – îmbinarea cu șine UC; e – îmbinarea cu șine UT; f – îmbinarea cu șine U duble fixate de canal prin nituire și șine C; g – îmbinarea cu flanșă profilată și șină C; j – îmbinarea canalelor din materiale plastice.