CAP. 4. INSTALAII DE VENTILAIE MECANIC ................................... 61

4.1. Ventilaia simplu flux ............................................................................... 61 4.1.1. Ventilaia simplu flux prin insuflarea aerului .................................... 61 4.1.2. Ventilaia simplu flux prin extracia aerului ...................................... 62

4.2. Ventilaia dublu flux..................................................................................... 62 4.2.1. Ventilaia dublu flux cu nclzire ....................................................... 62 4.2.2. Ventilaia dublu flux cu rcire............................................................ 63 4.2.3. Ventilaia dublu flux cu umidificare .................................................. 64 4.2.4. Ventilaia dublu flux cu dezumidificare............................................. 65

4.3. Scheme de principiu de realizare a instalaiilor de ventilaie mecanic ... 66 4.3.1. Schem ce trateaz numai aerul exterior............................................ 66 4.3.2. Schem cu recirculare parial i tratarea aerului recirculat .............. 67 4.3.3. Schem cu recircularea i tratarea parial a aerului recirculat.......... 68

59

60

CAP. 4. INSTALAII DE VENTILAIE MECANIC Prin ventilaie mecanic se neleg toate instalaiile de ventilaie unde micarea aerului este produs de unul sau mai multe ventilatoare aspirnd sau refulnd aerul. n cazul cel mai general se folosete un ventilator aspirant, care asigur ventilaia prin realizarea unei depresiuni n incint, ceea ce stimuleaz intrarea aerului nou din exterior. n anumite situaii se poate prevede i un ventilator de insuflare, ceea ce va permite o tratare complex a aerului prin procese de nclzire-rcire sau umidificare dezumidificare. 4.1. Ventilaia simplu flux

Instalaiile simplu flux asigur ventilarea zonei propuse (incintei) prin folosirea unui singur ventilator; se pot distinge dou cazuri:

cu insuflare a aerului, caz n care ventilatorul introduce aerul proaspt n incint;

cu extragerea aerului, caz n care ventilatorul extrage aerul viciat din incint. 4.1.1. Ventilaia simplu flux prin insuflarea aerului O astfel de instalaie aspir aerul din exterior cu ajutorul unui ventilator,

trimindu-l apoi n incint. Evacuarea aerului viciat din incint se va face n acest caz prin suprapresiune, fie ctre incintele alturate, fie ctre exterior prin ui, ferestre, sau alte deschideri special create pentru acest scop.

Acest tip de instalaie este de preferat atunci cnd se dorete evitarea oricror intrri nedorite de aer; n regim de iarn, ele vor trebui completate obligatoriu cu elemente de nclzire a aerului, deoarece ntre aerul exterior i cel interior va exista o diferen de temperatur inacceptabil pentru ocupanii incintei.

Instalaiile simplu flux cu insuflarea aerului se vor folosi pentru acele incinte la care poluarea ambiant este mai puin pronunat i unde aerul va putea iei uor ctre exterior (ex: birouri, ateliere, magazine etc.).

61

4.1.2. Ventilaia simplu flux prin extracia aerului n cazul acestor instalaii, aerul este extras din incint cu ajutorul unui

ventilator mecanic dup care este trimis ctre exterior. Intrarea aerului nou se va face fie prin neetaneiti, fie prin dispozitive i orificii special create pentru acest scop, din exterior sau din incintele alturate.

Acest tip de ventilaie va fi deci util pentru ventilarea incintelor poluate, buctriilor, vestiarelor, incintelor cu puternice degajri de cldur, etc. Metoda este util i din punct de vedere al rennoirii aerului n incinte, fiind cea mai simpl.

Acest sistem este cel mai simplu i eficient pentru ventilarea spaiilor de locuit (vezi cap. 8).

4.2. Ventilaia dublu flux Acest tip de ventilaie se mai numete i ventilaie prin insuflare i

extracie. Este principiul cel mai des utilizat la realizarea instalaiilor de ventilaie mecanic i care permite, utiliznd diverse adaptri specifice, s poat fi satisfcute toate nivelurile de confort (nclzire, rcire, climatizare, condiionare a aerului). Partea de insuflare a aerului servete introducerii aerului nou, iar cea de extracie pentru refularea aerului viciat din incinta.

Pe de alt parte, o amplasare corespunztoare o chesoanelor de insuflare i a celor de extracie a aerului permite, n regim de iarn, recuperarea unei pri din cldura coninut n aerul interior refulat, fie direct prin amestec cu aerul nou, fie prin intermediul unui schimbtor de cldur de tip recuperator aer aer. Aceste instalaii pot realiza un control precis al debitelor de aer n micare, permind meninerea, dup dorin, n incintele ventilate a unor depresiuni sau suprapresiuni ale aerului.

4.2.1. Ventilaia dublu flux cu nclzire Insuflarea aerului asigur n acest caz, simultan, att ventilaia (cu un

anumit procent de aer nou admis) ct i nclzirea zonelor tratate. Aerul se introduce cu ajutorul unor ventilatoare de insuflare i, nainte de

a fi introdus este nclzit la o temperatur peste valoarea temperaturii ambiante (ntre 20 i 40 0C). Surplusul de cldur astfel introdus este folosit la acoperirea

62

pierderilor de cldur ale incintei, chiar dac aerul se rcete - puin cte puin - pn la temperatura ambiant. nclzirea se asigur cu una sau mai multe baterii de nclzire cu ajutorul apei calde, electric sau chiar cu vapori de abur.

Pentru a pstra un anumit confort, este necesar s nu se mreasc n mod excesiv diferena de temperatur dintre aerul tratat introdus i aerul din incint. Valoarea normal a ecartului dintre cele dou temperaturi T este de 20 0C dar n cazuri speciale ea poate ajunge i la 80 0C sau chiar 150 0C.

n aceste situaii se ajunge la un debit de insuflare superior (cam cu 30 40 %) debitului necesar pentru rennoirea aerului. Diferena dintre debitul de insuflare necesar i debitul minim de rennoire a aerului reprezint debitul de aer recirculat.

Funcie de raportul existent ntre debitul de aer nou i debitul de aer recirculat, exist urmtoarele trei categorii de instalaii:

instalaii de tipul tot aerul nou, caz n care aerul provine exclusiv din exterior. Acest tip de instalaii au consumuri energetice ceva mai mari i sunt deci mai puin rentabile din punct de vedere economic;

instalaii de tipul tot aerul recirculat, caz n care aerul ambiant este reutilizat n totalitate, fr a se apela la rennoirea aerului.

instalaii de tipul amestec de aer nou cu aer recirculat. Metoda permite asigurarea simultan, cu un consum minim de energie att a necesitilor de rennoire a aerului ct i pe cele de nclzire.

4.2.2. Ventilaia dublu flux cu rcire Principiul de funcionare al acestor instalaii este similar cu al instalaiilor

descrise anterior, cu deosebirea c se introduce o baterie de rcire care asigur rcirea aerului n zonele ventilate. Scderea temperaturii aerului sub nivelul temperaturii ambiante se face cu 5 pn la 10 0C. Diferena de temperatur este folosit pentru preluarea aporturilor suplimentare de cldur din incint, chiar dac aerul se nclzete puin cte puin pn la temperatura ambiant.

Ca i n cazul anterior (al instalaiei dublu flux cu nclzire), se pot distinge aceleai trei tipuri de instalaii, respectiv cu tot aerul nou, cu tot aerul recirculat sau cu amestec de aer nou i aer recirculat.

63

n ultimul caz, n regim de iarn se poate realiza rcirea doar pe baza temperaturii sczute a aerului exterior, ne mai fiind necesar utilizarea unei baterii de rcire i realizndu-se astfel importante economii de energie.

Pentru meninerea confortului termic al personalului din incint trebuie i n acest caz s se pstreze un anumit ecart T ntre aerul rece introdus i aerul din incint; valoarea acestui ecart este n mod normal de 8 0C, iar n situaii speciale se poate ajunge chiar la 12 pn la 15 0C.

Aceasta conduce n marea majoritate a cazurilor la un debit de insuflare mai mare dect debitului necesar pentru mprosptarea aerului. Debitul de aer insuflat poate conine n acest caz pn la 90 % aer recirculat.

Rcirea aerului se poate realiza practic cu ajutorul bateriilor de rcire, cu ap ngheat, sau prin injecie de ap rece.

4.2.3. Ventilaia dublu flux cu umidificare Instalaiile cu umidificarea aerului, ca i cele cu dezumidificarea aerului sunt folosite n cazul proceselor industriale sensibile la valorile coninutului de umiditate ambiant; este cazul industriei textile, a tutunului, la tipografii, n industria electronic, etc.

De asemenea, exist multe ntreprinderi cu destinaie special (muzee, biblioteci, incinte cu destinaie informatic, etc.) a cror bun funcionare depinde de umiditatea aerului din incinte. Nu n ultimul rnd, instrumentele de msur, ca i multe instrumente muzicale solicit o funcionare i o pstrare ntr-o atmosfer controlat din punct de vedere al umiditii.

innd cont de valorile recomandate pentru umiditatea relativ a aerului din incint (cuprinse n general ntre 40 i 55%), ca i de condiiile climatice specifice zonei respective de amplasare a incintei (vezi Cap. 2), instalaiile respective vor introduce surplusul de umiditate necesar.

n practic se folosesc att instalaii centralizate ct i instalaii descentralizate de umidificare, iar principalele metode de umidificare folosite sunt:

injecia direct de vapori n incint sau n conducta de intrare a aerului; Vaporii respectivi pot fi produi cu ajutorul unui aparat electric sau cu un

mic cazan de abur; soluia respectiv este scump, dar perfect din punct de

64

vedere al condiiilor sanitare i este frecvent utilizat. Problemele ce apar sunt legate de formarea depunerilor (tartrul) i n general problemele legate de utilizarea aburului.

pulverizarea apei; Aceasta se face cu un jiglor (datorit presiunii apei), cu ajutorul aerului

comprimat sau cu dispozitive rotative de stropire utilizarea unor dispozitive de splare a aerului, n cazul instalaiilor de

mai mari dimensiuni. n acest caz cantitatea de ap distribuit este mai mare dect cea care poate fi preluat de aer, motiv pentru care surplusul este recuperat ntr-un rezervor care primete i apa de adaos. Apa este preluat cu o pomp i este trecut prin iroire pe o suprafa special creat pentru acest scop.

Utilizarea de umidificatoare mobile Acestea se folosesc n special pentru incintele mici , ele lucrnd pe principiul atomizorului

Teoretic se poate utiliza si un vas cu ap (rezervor); apa va fi nclzit uor pentru a favoriza fenomenul de vaporizare. Aceasta soluie nu este ins igienic i din acest motiv este puin utilizat.

4.2.4. Ventilaia dublu flux cu dezumidificare Rolul acestor instalaii este opus celor prezentate mai sus; ele vor reduce coninutul de umiditate din aerul incintei ce urmeaz a fi tratate.

n industrie exist multe procese industriale care necesit extragerea apei, prin procese de uscare, cum ar fi tratarea i prelucrarea lemnului, a produselor din piele, uscarea legumelor etc. n aceeai msur, dezumidificarea aerului este o msur folosit n diverse industrii cum ar fi: industria chimic, farmaceutic, electronic etc. n domeniul habitatului urban confortul persoanelor poate cere dezumidificarea aerului, n principal vara, cnd aerul exterior poate fi foarte umed.

Principalele metode folosite pentru dezumidificare sunt: aportul de aer cald, soluie particular, utilizat punctual n anumite

industrii; rcirea aerului prin trecerea sa peste o baterie rece

Fluidul de rcire trebuie s fie ns la o temperatur situat sub cea a

65

punctului de rou a aerului de rcit, pentru a asigura eliminarea apei prin condensare. Pentru ca aceast eliminare s fie nsemnat cantitativ se utilizeaz frecvent o main frigorific;

preluarea vaporilor de ap din aer cu ajutorul unor substane solide higroscopice, (cum ar fi gelurile de silicai) sau cu ajutorul unor soluii higroscopice (cum ar fi clorura de litiu). Aceste soluii sunt utilizate pentru temperaturi uscate joase i pentru umiditi absolute reduse.

Pentru incintele de mai mici dimensiuni exist i n acest caz dezumidificatoare de mici dimensiuni, care utilizeaz tot mici maini frigorifice sau substane absorbante solide sau lichide 4.3. Scheme de principiu de realizare a instalaiilor de ventilaie mecanic

n capitolul 2 a fost prezentat schema de principiu a unei instalaii de tratare a aerului i s-au precizat elementele ei componente. Pornind de la aceast schem de principiu, schemele clasice pot fi grupate n trei categorii i anume :

a. schem ce trateaz numai aerul exterior; b. schem cu recircularea parial i tratarea aerului recirculat; c. schem cu recircularea i tratarea parial a aerului recirculat.

4.3.1. Schem ce trateaz numai aerul exterior Aceasta este instalaia cea mai simpl, care trateaz numai aerul aspirat

din exterior (fig. 4.1). Schema funcioneaz doar cu aer nou, care este tratat prin metodele clasice (respectiv filtrare, prenclzire, umidificare, renclzire, etc.) Aceste instalaii conduc la cheltuieli de exploatare ridicate, deoarece ele implic evacuarea ctre exterior a unei cantiti de aer egal cu cea absorbit. Aerul evacuat va purta cu el i cldura (sau frigul) introdus n incint prin intermediul instalaiei de ventilaie. Evacuarea acestei clduri va necesita echipamente anexe de producere a frigului sau cldurii, deci o cretere a costurilor.

Utilizarea unei astfel de instalaii este recomandat pentru incinte cu destinaie special (sli de operaii din spitale, etc.), adic acolo unde exist riscul introducerii unor noxe sau n general a aerului ce ar putea prezenta pericol pentru factorul uman.

66

Aer exterior

Fig. 4.1. Schem ce trateaz numai aerul exterior 1 - racord intrare; 2 - filtru de aer; 3 - prenclzitor; 4 - baterie de rcire; 5 - umidificator;

6 - separator de picturi; 7- baterie de nclzire; 8 - ventilator

4.3.2. Schem cu recirculare parial i tratarea aerului recirculat n acest caz, o parte din aerul din incint este recirculat pentru a fi

amestecat cu aer nou aspirat din exterior (fig. 4.2).

Fig. 4.2. Schem cu recirculare parial i tratarea aerului recirculat 1 - racord intrare; 2 - filtru de aer; 3 - prenclzitor; 4 - baterie de rcire; 5 - umidificator; 6 - separator de picturi; 7- baterie de nclzire; 8 - ventilator; 9 - racord aer recirculat;

10 - clapet reglaj debit recirculat; 11 - camer de amestec

2

1

4 5 6 7 8

3

Inci

nta

de v

entil

at

Aer exterior

2

1

4 5 6 7 8

3

Inci

nta

de v

entil

at

9 10

11

67

Componentele eseniale ale instalaiei rmn aceleai, dar apare n plus un racord pentru aer recirculat (9) i o clapet (10) de reglare a debitului de aer preluat din incint pentru amestec. Amestecul aerului se face n camera de amestec (11), dup care aerul este supus procesului de tratare ca i la instalaia anterior prezentat.

Acest tip de schem este cel mai utilizat pentru instalaiile cu aplicaii urbane, deci pentru instalaii mici, de mai mic importan.

4.3.3. Schem cu recircularea i tratarea parial a aerului recirculat Aceast instalaie (fig.4.3) conine n plus, fa de celelalte scheme, un by-pass (12) ntre racordul de aer recirculat (9) i aspiraia ventilatorului. n acest fel, o parte din aerul din incint va fi reintrodus n aceasta, fr a mai trece prin instalaia de tratare a aerului. Este cazul instalaiei la care aerul interior nu se viciaz puternic, acesta putnd fi recirculat direct.

Pentru incinte mai mici, se realizeaz n mod curent instalaii de condiionare individual, grupnd un singur bloc de echipamente de filtrare, nclzire, ventilaie.

Fig. 4.3. Schem cu recircularea i tratarea parial a aerului recirculat

Aer exterior

2

1

4 5 6 7 8

3

Inci

nta

de v

entil

at

9 10

11

12

1 - racord intrare; 2 - filtru de aer; 3 - prenclzitor; 4 - baterie de rcire; 5 - umidificator; 6 - separator de picturi; 7- baterie de nclzire; 8 - ventilator; 9 - racord aer recirculat; 10 - clapete reglaj debit recirculat; 11 - camer de amestec; 12 by-pass aer recirculat

Filtrele se realizeaz n general din materiale textile; bateriile de nclzire

68

se realizeaz dintr-un nclzitor electric; rcirea se asigur cu un grup frigorific, cu freon, ncorporat n aparat i al crui condensator este rcit forat cu aer preluat din exterior de un ventilator auxiliar. Ventilarea se efectueaz de regul cu recirculare, un singur ventilator aspirnd aerul exterior i parial pe cel din incint i refulnd apoi debitul prelucrat prin bateriile de nclzire, rcire etc. napoi n incinte. De regul, aparatele mici nu sunt prevzute cu umidificator.

Aceste aparate se mrginesc la a realiza o rcire a aerului din incint, dar ele nu pot realiza condiiile stricte de temperatur i umiditate create de instalaiile perfecionate. Puterea lor este cuprins ntre 0,5 i 2 KW, ele fiind capabile s produc 13003500 frigorii/h, funcionarea lor putnd fi complet automatizat.

De asemenea, trebuie remarcat c toate elementele de instalaie prezentate ar avea nevoie i de aparate corespunztoare pentru a msura mrimile ce trebuie urmrite n incint.

69

70

CAP. 4. INSTALAII DE VENTILAIE MECANIC 4.1. Ventilaia simplu flux4.1.1. Ventilaia simplu flux prin insuflarea aerului4.1.2. Ventilaia simplu flux prin extracia aerului

4.2. Ventilaia dublu flux4.2.1. Ventilaia dublu flux cu nclzire4.2.2. Ventilaia dublu flux cu rcire4.2.3. Ventilaia dublu flux cu umidificare4.2.4. Ventilaia dublu flux cu dezumidificare

4.3. Scheme de principiu de realizare a instalaiilor de ventilaie mecanic4.3.1. Schem ce trateaz numai aerul exterior 4.3.2. Schem cu recirculare parial i tratarea aerului recirculat4.3.3. Schem cu recircularea i tratarea parial a aerului recirculat