Aeronautica

Comunicatii

Electronica electricitate

Merceologie

Tehnica mecanica

SISTEME DE CLIMATIZARE

Tehnica mecanica

+ Font mai mare | - Font mai mic

 

Centrale de climatizare pot fi montate si in exteriorul cladirii (exemplu pe acoperis) figura 16.4., avand aceeasi alcatuire ca cele prezentate anterior.

Racirea se realizeaza prin mai multe baterii de racire cu detenta directa alimentate cu cel putin doua grupuri de racire cu compresie. Fiecare grup alimenteaza toate bateriile de racire instalate pentru a permite un reglaj precis al temperaturii aerului si pentru siguranta functionarii in cazul caderii unui compresor. Racirea condensatoarelor se face cu aer, cu ajutorul unor ventilatoare axiale.

Functiuni: Centrale de tratare a aerului montate in exterior permit: ventilarea mecanica a incaperilor (VM controlata); ventilarea si incalzirea iarna; ventilarea si racirea vara; climatizarea aerului (ventilare, incalzire, racire si umidificare).

In sisteme cu un singur canal de aer si debit constant, aerul tratat este introdus in incapere cu viteze mici printr-o retea de canale si guri de refulare de perete sau plafon sau prin difuzoare de plafon care pot refula si aspira in acelasi timp.

Caracteristici:    putere frigorifica 6 60 kW; putere calorifica 30 350 kW; debit de aer 3500 60000 m³/h.

Amplasare: la sol sau acoperis (terasa)

Avantaje: spatiu de amplasare mai ieftin, fiind afara (nu necesita spatiu afectat in constructie); prezinta o autonomie mai mare si instalatii aferente mai mici deci cost mai mic; grupurile frigorifice sunt racite direct deci autonome; pot folosi ca agent incalzitor gaz combustibil electric; reteaua de conducte poate fi mai scurta.

Dezavantaje: puteri limitate; amplasarea lor pe terasa creeaza probleme (este generatoare de zgomot); expunerea in aer liber creeaza probleme de exploatare (costuri mai ridicate fata de centralele interioare).

Sisteme unizonale cu baterii de incalzire terminale

In cazul in care localurile climatizate nu prezinta sarcini termice asemanatoare sau variatii mari ale acestor sarcini este posibila utilizarea sistemelor unizonale cu debit si temperatura constante (DAC) cu conditia prevederii la intrarea in incapere a unei baterii de incalzire terminale ca sa regleze temperatura aerului refulat in functie de necesitatile incaperii.

Functionare:

Centrala de tratare a aerului, CTA, distribuie aer primar cu debit si temperatura constanta in fiecare incapere. La intrarea in fiecare incapere (sau zona) se prevede un dispozitiv (baterie) de reincalzire a aerului primar, montat pe conducta de aer primar.

Vara: Anumite incaperi (cu ocupanti mai multi, cu vitraj mai mare, etc.) pot avea degajari mai mari deci sarcina frigorifica mai mare care cer o temperatura de refulare mai mica. Aceasta defavorizeaza incaperile cu sarcini termice normale. Pentru acestea din urma bateria zonala incalzeste aerul primar la temperatura de confort.

Iarna: Poate asigura necesarul de caldura astfel incat temperatura aerului interior sa fie in limitele de confort, in functie de necesitatile incaperii.

Acest sistem unizonal cu baterii de incalzire zonale poate mentine in toate incaperile: o temperatura interioara precisa datorita unui termostat de ambianta care regleaza puterea calorica a bateriei terminale; o variatie a umiditatii satisfacatoare in conditiile in care sarcinile de umiditate nu au variatiile foarte mari.

Incalzitorul (reincalzitorul) terminal il poate constitui: o baterie electrica reglata de un termostat de ambianta; o baterie au apa calda sau abur al carei ventil cu servomotor este comandat de un termostat de ambianta.

Sistemul de reglare este de tip cu actiune proportionala si comandat electric, electronic

sau pneumatic.

Reincalzirea terminala montata in sistemele unizonale se poate comporta, pe anumite zone

si ca un dispozitiv de reglare a debitului refulat in incapere printr-un regulator de presiune. La cresterea lui t_i termostatul comanda inchiderea ventilului bateriei deci scaderea temperaturii de refulare deoarece prin comanda regulatorului de presiune debitul este constant.

Utilizari: incaperi cu sarcini termice diferite; sisteme de climatizare aer-apa in care sistemul unizonal reprezinta surse de aer primar.

Sisteme multizonale cu sau fara reincalzire terminala sunt utilizate pentru climatizarea cladirilor in care: fiecare grup de incaperi sau zone necesita un reglaj particular si independent, fiecare zona are sarcini specifice si diferite fata de alte zone, practic utilizarea acestor sisteme fiind nelimitata (ex.: cladiri administrative cuprind: birouri, sali de reuniune, sali de ordinatoare si arhive, restaurante, sali de relatii cu publicul; mari magazine: incaperi depozit si de vanzare, raioane de relatii cu publicul, incaperi administrative, birouri; mari hoteluri: camere, sali de receptie, restaurante, sali de mese, etc.; ansamble de sali de spectacole: care regrupeaza mai multe sali cu ocupatie variabila la diferite ore din zi; clinici, spitale; scoli, universitati.

Descriere: centralele multizone sunt sub forma compacta avand aceleasi elemente componente ca o centrala unizona clasica. Dispunerea echipamentelor poate prezenta anumite particularitati:

1⁰ asezarea BR si BI nu se mai face in serie. Aerul cald si rece este trimis prin canale paralele.

2⁰ ventilatorul de introducere este asezat inainte de cele doua baterii;

3⁰ debitul de aer refulat este constant iar proportia de aer rece este reglata la sesizarea termostatului de zona obtinandu-se astfel temperaturi diferite pentru fiecare zona.

Figura 16.6 Schema de principiu a unei centrale multizone

Functionare: aerul cald si rece este produs in centrala la o temperatura constanta. Temperatura de plecare in fiecare zona este reglata automat de un termostat de ambianta care comanda clapetele de reglaj de pe fiecare parte, aer cald, aer rec, amestecul avand temperatura necesara pentru introducerea in incapere.

Centrala multizona are o mare suplete in functionare permitand o independenta pentru fiecare zona. O reincalzire terminala poate fi prevazuta in cadrul aceleiasi zone.

Pentru o functionare corecta:

delimitarea zonelor cu mult discernamant (gruparea in aceeasi zona a incaperilor cu aceeasi expunere; se va evita gruparea in aceeasi zona a incaperilor cu diferente mari de la una la alta);

debitele de aer pentru fiecare zana sa fie sensibil egale;

se va evitadeservirea unui numar mare de zone, optim 10

Caracteristici:    numar de zone 6 20; putere frigorifica 35 460 kW, calorica 1200 kW; debite de aer pana la 100000 m³/h.

Sisteme cu o singura conducta (canal) si debit de aer variabil

Sistemul cu un canal si debit de aer primar variabil (DAV) permite distributia in incaperi

cu sarcini variabile aer cu temperatura constanta dar debit variabil, in functie de sarcinile de compensat in fiecare incapere. Sistemul poate introduce in incapere cantitatea de aer indispensabila si necesara pentru obtinerea conditiilor de confort cu economie maxima de energie.

Principiu: Q_v variaza orar; t_i si j_i pot fi mentinute constante daca L este variabil, proportional cu Q, adica:

deci adoptarea debitului de aer refulat la sarcinile termice si de umiditate variabile ale incaperii.

Pentru variatia debitului in incaperile climatizate se utilizeaza: clapete de aer sau unitati terminale de refulare care sa asigure un amestec suficient de bun in cazul debitelor mari cat si a celor mici.

Variatia debitului in instalatie se poate asigura: fie cu un ventilator cu debit sensibil constant daca variatiile de debit in instalatie sunt mici sau cu un ventilator cu turatie variabila, in caz contrar.

Sistemele DAV pot fi utilizate numai sau in legatura cu alte sisteme de climatizare

independente. Astfel un sistem DAV poate asigura numai climatizarea incaperilor care au nevoie de racire in tot cursul anului, incaperile climatizate si incalzite vor folosi un alt sistem de climatizare. Aceste sisteme pot fi utilizate si cu reincalzire terminala electrica, cu abur sau apa calda.

Adoptand criteriu de clasificare principiul de functionare sistemele DAV se pot clasa in 4 categorii:

a. Sistem DAV fara reincalzire terminala;

b. Sistem DAV cu reincalzire terminala;

c. Sistem DAV cu impulsuri de aer;

d. Sistem DAV asociat cu un alt sistem de climatizare independent.

Sistem cu debit variabil fara reincalzire terminala este cel mai simplu DAV; permite racire si/sau incalzirea incaperilor fara sa fie posibila incalzirea si racirea simultana a diferitelor zone ale cladirii; singur este folosit mai rar, dar adesea cuplat cu alt sistem de climatizare. Cuprinde urmatoarele echipamente:

1⁰ O centrala de tratare a aerului de tip unizona, instalata in interiorul sau exteriorul

cladirii si care permite: amestecul de aer exterior si interior; filtrarea aerului amestecat; preincalzirea aerului amestecat iarna; umidificarea aerului amestecat cu apa recirculata sau abur; racirea aerului vara sau tot timpul anului (in acest caz umidificarea si preincalzirea nu mai sunt prevazute) cand centrala functioneaza ca un racitor de aer destinat climatizarii incaperilor care au nevoie de racire tot timpul anului; distributia aerului catre incaperi cu ajutorul unui ventilator cu debit constant sau variabil.

2⁰ O retea de canale cu viteze mici (2 6 m/s) sau medie distribuind (6 15 m/s) aerul catre fiecare zona. Debitul este modulat prin clapete actionate de un servomotor sesizat de un termostat de zona sau de ambianta.

3⁰ Difuzoare de aer terminale ce permit o repartitie corecta a aerului refulat maxim sau

minim. Tipuri de difuzoare: difuzoare de aer cu sectiune de refulare constanta si reglabila de sectiune liniara, circulara sau rectangulara. Reglajul debitului se asigura prin clapete montate in amonte de difuzor si sesizate de un termostat de ambianta; difuzoare de aer cu sectiune variabila unde variatia debitului se face prin clapete incorporate, automat comandate.

Conditia de functionalitate este ca presiunea efectiva in reteaua de distributie sa fie constanta. O instalatie de climatizare cu debit variabil trebuie sa permita asigurarea unei variatii a debitului in raport de 1 la 3 (adica intre 30% si 100% din debitul maxim).

Se poate realiza prin: reglarea ventilatoarelor; reglarea presiunii efective in retea; reglarea debitului minim de ventilare; reglarea aerului recirculat.

Un sistem DAV trebuie sa functioneze intre doua valori limita in functie de aparatele (difuzoarele) utilizate:

o presiune minimala la intrarea in difuzoarele de aer 250 Pa si necesara pentru asigurarea unei reglari automate corecte;

o presiune efectiva maxima care nu trebuie sa fie depasita pentru a nu produce zgomot la nivelul clapetelor.

Pentru controlul plajei variatie a presiunii se utilizeaza in general doua captatoare de presiune legate la un releu de avertizare a dispozitivului ce permite variatia debitului ventilatoarelor de introducere.

Reglajul debitului recirculat legat de debitul de aer aspirat din incapere este important pentru a nu creea suprapresiuni sau depresiuni excesive in incaperile climatizate.

16.2 Sisteme de climatizare cu un canal de aer si prin inductie

Permit refulare de aer cu debit si temperatura variabila. Aerul este refulat prin inductoare montate in plafon sau in pervazul ferestrei, si este amestecat prin inductie cu aerul din incapere obtinandu-se caracteristicile de debit si temperatura adoptate sarcinilor termice ale fiecarei incaperi. Prin acest sistem se recupereaza caldura din sarcina termica a incaperii.

Principiu de functionare: aerul primar, rece este preparat intr-o centrala- unizona sau multizona si este trimis spre incaperile climatizate printr-o retea de canale de distributie de mare viteza (10 20 m/s). Introducerea aerului se face prin aparate terminale inductoare. Debitul de aer si temperatura acestora sunt variabile in functie de sarcinile termice a fiecarei zone (sau incaperi) comandate de un termostat de ambianta.

Sistemul cuprinde o centrala de tratare a aerului avand in componenta: cutie de amestec aer exterior si recirculat; filtru de aer; baterie pentru racirea aerului amestecat 12 ⁰C; baterie de subracire (sarcini termice mari vara, 5 ⁰C), folosind grup de racire cu apa rece sau detenta directa pentru racirea aerului amestecat la 10 12 ⁰C, si grup de subracire cu apa +glicol sau detenta directa pentru aer de +3 5 ⁰C; ventilator pentru vehicularea aerului catre inductoare (ventilatoare cu pale inapoi sau ventilatoare pentru fiecare zona), figura 16.8.

Reteaua de canale de viteza medie 7 15 m/s sau de mare viteza 15 20 m/s, distribuie aerul primar, rece, inductoarelor fiecarei zone (incaperi). Au sectiune circulara si diametre mici.

Inductoarele terminale cu sau fara incalzire sunt comandate de un termostat de ambianta (figura 16.9.).

Figura 16.9 Inductor tip Barber- Coleman

In incaperile interioare care necesita racire tot timpul anului aceste inductoare asigura singure ventilarea si racirea acestor incaperi. In incaperile periferice supuse influentei climatului exterior aceste aparate nu pot asigura incalzirea in timpul iernii si pentru aceasta se folosesc sisteme independente de incalzire sau inductoare cu incalzire terminala.

In functie de posibilitatile de incalzire inductoarele pot fi montate in parapetul ferestrelor

si pot fi folosite la incalzirea incintelor periferice, sau montate in plafon. Se pot folosi baterii de incalzire cu apa calda, cu abur de joasa presiune si frecvent electrice.

Difuzoarele de aer ce asigura o repartitie uniforma atat a debitului maxim cat si al celui minim pot fi incorporate in inductoare sau independente de inductoare.

16.3 Sistem de aer total si doua canale

Reprezinta o extindere a sistemului cu un canal de aer si inductie. Aerul rece si cald este distribuit in incaperi prin doua canale paralele si cutii de amestec (aparate de amestec). Poate sigura simultan incalzirea si racirea incaperilor.

Avantaje

Permite o mare fiabilitate in functionare:

reglarea parametrilor in fiecare incapere;

refularea de aer cu parametri diferiti, simultan;

climatizarea simultana a incaperilor cu sarcini variabile si diferite;

nu se creeaza perturbari in perioadele de tranzitie.

La nivelul fiecarei incinte sau zone conditiile de confort sunt satisfacute temperatura si umiditatea ambiantei fiind mentinute constante la valorile prescrise;

Distributia aerului refulat in incapere este independenta de distributia aerului cald si rece in aparatele de amestec;

Sistemul permite o posibila extensie a instalatiilor existente, aparatele de amestec suplimentare nu afecteaza echilibrul retelei;

Centralizarea operatiilor de tratare a aerului este completa ceea ce conduce la o conceptie simpla a instalatiei;

Utilizarea rationala a aerului exterior duce la importante economii de energie;

Practic sistemul poate fi aplicat la toate tipurile de constructii.

Dezavantaje:

Pret de investitie ridicat rezultat din:

existenta a doua retele de canale;

numar important de aparate de amestec;

disponibil de presiune ridicat pentru ventilatoare pentru realizarea presiunilor inalte si a vitezelor mari;

masuri inevitabile pentru reducerea nivelului de zgomot;

dublul reglaj al presiunii pentru aer rece si pentru aer cald;

spatii suplimentare.

Cost de exploatare ridicat din mentinerea instalatiei in functiune in perioadele de nefunctionare;

Constructii adiacente pentru crearea spatiilor de montaj a canalelor si a aparatelor de amestec.

Sistemul de climatizare cu doua canale cuprinde: o centrala de tratare a aerului, unizonala (sau pentru cladirile inalte mai multe centrale pe diferite zone de inaltime) in exterior sau interiorul cladirii, ce permite succesiv: amestecul de aer exterior si interior; filtrarea aerului amestecat; preincalzirea aerului exterior sau amestecat; umidificarea; ventilator care asigura distributia aerului catre canalele de aer rece si cald (ventilatoarele), o retea de canale de aer cald de mare viteza (13 30 m/s) catre aparatele de amestec, pe care se pot prevedea: umidificare, reincalzire, un tratament acustic de reducere a nivelului de zgomot, o retea de canale de aer rece de mare viteza ce alimenteaza aparatele de amestec pe care se pot prevedea: umidificare, o racire,

un tratament acustic, figura 16.10 si aparate de amestec racordate la canalele de aer rece si aer cald. Acestea au rolul: de detenta a aerului cald si rece de inalta presiune si mare viteza; de amestec a aerului cald si rece la indicatiile unui termostat de ambianta; de reglaj a debitului refulat in incaperi si de reducere a nivelului de zgomot, figura 16.11. .

Figura 16.11 Schema de principiu a unui aparat de amestec cu debit constant si

temperatura de refulare variabila

Dupa aparatele de amestec aerul este distribuit in incaperi printr-o retea de canale de

viteza mica si difuzoare sau guri de aer.

16.4 Sisteme de climatizare "numai apA"

Aceste sisteme folosesc apa-calda sau rece- preparata centralizat, pentru transportul energiei termice sau frigorifice spre incaperile climatizate, in functie de sezon. Apa este pompata si distribuita in aparate terminale prin intermediul a doua trei sau patru conducte, fig. 16.12.

Sistemul cel mai utilizat , in care fluidul primar este apa, este sistemul cu ventilo-convectoare (mai poate fi sistemul de racire prin plafon radiant).

Sistem cu patru conducte

2 baterii separate

Baterie comuna

Sistem cu trei conducte (distributie apa calda, distributie apa rece, retur comun

Vana de reglaj electrica sau pneumatica

Vana de reglaj electrica sau pneumatica

Sistem cu doua conducte (baterie comuna)

Fig. 16.12 Posibilitati de racordare a ventilatoarelor si variante

de reglaj a debitului de agent termic

Sistemul de climatizare cu ventilo-convectoare este adaptabil oricarei cladiri de tip admistrativ (birouri), hoteluri etc., in care incaperile pot avea sarcini termice diferite iar in perioadele de tranzitie (primavara, toamna) anumite zone pot fi alimentate cu apa rece iar altele cu apa calda. Aceasta depinde de numarul de conducte de alimentare si de o reglare de ansamblu destul de complexa. Un alt avantaj al acestui sistem este acela ca in perioada rece si de nefunctionare a ventilo-convectorului (noaptea sau repaus saptamanal) bateria acestuia cedeaza caldura prin convectie naturala asigurand o anumita temperatura de garda evitand astfel subracirea incaperii.

Elementele componente ale unui astfel de sistem sunt:

unul sau mai multe generatoare de apa calda;

unul sau mai multe generatoare de apa rece;

reteaua de conducte formata din doua tevi sau patru conducte;

aparatul terminal, ventilo-convectorul, echipat cu un dispozitiv manual sau automat ce permite alimentare cu apa calda sau rece intr-un sezon.

Ventiloconvectorul este un aparat compact permitand asigurarea climatizarii unei incaperi. Este echipat, fig. 16.13, astfel incat sa asigure urmatoarele functiuni:

filtrarea aerului recirculat si a aerului proaspat ce intra in aparat;

incalzirea sau racirea aerului amestecat;

uscarea aerului amestecat;

refularea in incapere a aerului amestecat;

Fig. 16.13 Schema de principiu a unui ventilo-convector.

Dupa locul de montare ventilo-convectoarele sunt: de tip cabinet, ce se pot monta in parametrul ferestrei; de perete sau de plafon, fig. 16.14, c.

Caracteristici generale pentru ventilo-convectoare:

putere calorifica cuprinsa intre 1,2.23kW;

putere frigorifica cuprinsa intre 0,6.12kW;

debite de aer vehiculat intre 150.1000 m³/h, cu unul sau doua ventilatoare prevazute cu 2.4 trepte de turatii;

nivel de zgomot la viteza maxima intre 42.56 dB.

convectoare in plafon sau in plafon fals