3.4. Exemplu de calcul

Să se dimensioneze o instalaţie de climatizare cu ventiloconvectoare pentru

clădirea de birouri P+2E.

3.4.1. Alegerea numărului şi tipului de ventiloconvectoare

Având în vedere faptul că această clădire nu are ferestre pe toate laturile şi acolo

unde sunt ferestre, ele nu au parapet, este necesar să se aleagă ventiloconvectoare

necarcasate de tavan (v. fig. 3.2.2, 3.2.4): Se vor folosi ventiloconvectoare de tip

FWD produse de firma Daikin, ale căror caracteristici sunt date în tabelul 2.3.5.

Alegerea se va face pe treapta medie de turaţie iar numărul de ventiloconvectoare

va fi ales funcţie de sarcina de răcire şi de suprafaţa încăperii.

Pentru ca distribuţia aerului să se facă cât mai uniform se va avea în vedere că

debitul de aer al ventiloconvectoarelor alese să realizeze un număr minim de 5

schimburi pe oră (sch/h).

Din acest motiv pentru încăperile 11, 12, 13 s-a ales în final varianta cu un

ventiloconvector cu o putere termică mai mare decât cea necesară dar şi un debit

mai mare care realizează un număr de 5,68 sc/h.

Sarcina de umiditate este redusă şi raza procesului v, este aproape verticală astfel

că ventiloconvectoarele au fost alese la sarcina frigorifică sensibilă.

În asemenea încăperi, datorită degajărilor mici de umiditate, evoluţia aerului în

încăpere are loc aproximativ la x ≈ constant. şi ventiloconvectorul nu va usca

aerul, lucrând doar la sarcina frigorifică sensibilă.

Pentru a se putea realiza sarcina frigorifică sensibilă redată în tabelul 3.4.1 debitul

de agent termic trebuie să fie egal cu cel nominal (v. tabel 2.3.5)

Caracteristicile încăperilor şi tipurile ventiloconvectoarelor alese sunt date în

tabelul 3.4.1.

161

Tabelul 3.4.1 Determinarea numărului de ventiloconvectoare

Nr. înc. Qv[kW]

Supr[m2]

Vol[m3]

Nr. VC

Qft/Qfs [kW]

Debit[m3/h]

n[sc/h]

Tip VC

Qftotal

1. Sala conferinţe 4,00 45 165 1 5,27/3,93 1000 6,06 FWD06 5,272. Recepţie 13,70 107 882 4 5,27/3,93 4000 4,5 FWD06 21,08

3. Departament IT

8,10 85 319 2 5,27/3,93 2000 6,3 FWD06 10,54

4. Resp. lucrări 8,20 49 180 2 5,27/3,93 2000 6,3 FWD06 10,54Total parter Qft = 47,43 kW

5. Pr. Arhitectură 13,00 76 279 2 7,95/6,36 2800 10,0 FWD10 15,96 Pr. structuri. 16,00 164 603 3 7,09/5,82 4200 6,96 FWD08 21,27

Totala etaj 1 Qft = 37,17 kW7. Director 1 10,40 58 212 2 7,09/5,82 2800 13,2 FWD08 14,188. Secretar 1 2,90 27 99 1 3,15/3,08 600 6,06 FWD04 3,159. Ofertare 6,80 49 180 2 5,27/3,93 2000 11,2 FWD06 10,54

10.Bir. economic 8,70 76 279 2 5,27/3,93 2000 7,2 FWD06 10,54

11. Director 2 3,10 48 176 13,15/3,08 600 3,4 3,155,27/3,93 1000 5,68 FWD06 35,27

12. Director 3 2,50 48 176 13,15/3,08 600 3,4 3,155,27/3,93 1000 5,68 FWD06 5,27

13. Director 42,50 48 176 1 3,15/3,08 600 3,4 3,15

5,27/3,93 1000 5,68 FWD06 5,2714. Secretar 2,50 18 66 1 3,15/3,08 600 9,1 FWD04 3,15

Total etaj 2 Qft =57,37 kWTotal putere frigorifică pe clădire Qft =141,97 kW

3.4.2. Dimensionarea reţelei de alimentare cu agent termic

Pentru că lungimea reţelei de alimentare a clădirii este relativ mică se va utiliza o

reţea de distribuţie ramificată. Pentru clădiri unde reţeaua are

lungime mare este recomandabil să se utilizeze o reţea de alimentare inelară.

Reţeaua de alimentare cu agent termic pentru etajul 2 al clădirii, este prezentată în

figura 3.4.1.

162

Fig. 3.4.1. Schema de calcul a reţelei de alimentare cu agent termic

163

În acest etaj sunt amplasate 3 din cele 4 ventiloconvectoare ale „Recepţiei” clădirii,

datorită faptului că recepţia este desfăşurată p pe întreaga înălţime a clădirii.

Pentru alimentarea cu agent termic a ventiloconvectoarelor se vor folosi conducte

din oţel.

Tabelul 3.4.2. Dimensionarea reţelei de alimentarea cu agent termic

Nr. tr.

Q [kW]

G[m3/h]

vm/s

l R Rl Z Rl+Z ∑(Rl+Z)

1 5,27 1,015 1” 0,48 8 120 960 11,5 1325 2285 22852 10,54 2,03 11/4” 0,56 2 90 180 4,5 706 796 30813 15,81 3,1 11/4” 0,61 8 200 1600 4,5 1861 1786 48674 21,08 4,1 Dn40 0,82 1 160 160 4,5 336 496 53635 26,35 5,1 Dn50 0,63 6 80 480 4,5 893 1373 67366 31,62 6,1 Dn50 0,75 1 110 110 4,5 1266 1376 81127 34,77 6,7 Dn50 0,78 4 130 520 4,5 1369 1889 100018 40,04 7,71 Dn50 0,94 2 170 340 2 884 1224 124499 45,31 8,73 Dn50 1,05 6 180 1080 5,5 3032 4112 1656110 73,18 14,1 Dn65 0,96 12 125 1500 7,5 461 1961 1852211 110,35 20 Dn65 1,40 14 190 2660 7,5 7350 10010 2853212 141,97 26 Dn80 1,35 20 170 3400 13 11846 15246 43778

Pentru dimensionarea conductelor de alimentare s-a folosit nomograma 3.2.23 şi se

vor limita pierderile liniare de sarcină la 150- 200 Pa /m. Pentru reţele mai lungi

pierderile maxime de sarcină ar trebuii să fie limitate la 80-100 Pa/m pentru ca

presiunea pompei de circulaţie să fie menţinută în limite acceptabile de 8-10 m CA

şi pentru a se putea folosi pompe de circulaţie de conductă.

Pentru clădiri foarte mari această limită poate fi depăşită dar trebui folosite alte

tipuri de pompe de circulaţie.

La pierderea de sarcină din conductele de distribuţie se va adăuga pierderea de

sarcină din ventiloconvector.

Evaluarea coeficienţilor de pierdere locală de sarcină

Ventiloconvector FWD 06 – P = 22 kPa;

164

Tronson 2 : robinete de trecere 2 bucăţi - = 2*0,5= 1;coturi 1” 4 bucăţi - = 4*1,5 = 6;teu de trecere la separare v2/v= 0,6 1 bucată - = 3,5;

teu de trecere la împreunare 1 bucată - = 1; Total 11,5

Tronson 2, 3, 4, 5, 6, 7, teu de trecerela separare v2/v= 0,6 1 bucată - = 3,5;

la împreunare 1 bucată - = 1; Total 4,5

Tronson 8: 2 coturi 2” - = 2*1;

Tronson 9: teu de trecere în contracurent la separare - 1 bucată - = 0,5;

la împreunare - 1 bucată - =5; Total 5,5

Tronson 10: teu de trecere la separare - 1 bucată - = 7; la împreunare - 1 bucată - = 0,5;

Total 7,5

Tronson 11: teu de trecere la separare - 1 bucată - = 7; la împreunare - 1 bucată - = 0,5;

Total 7,5

Tronson 12: teu de trecere la separare - 1 bucată - = 7;la împreunare - 1 bucată - = 0,5;4 coturi Dn 80 = 4*1;distribuitor = 0,5;

colector = 1; Total 13

Pierderea de sarcină din reţeaua de distribuţie este de 43,8 kPa la care se adaugă

pierderea de sarcină în ventiloconvector de 22 kPa, rezultând o pierdere de sarcină

de 65,8 kPa = 6,58 mCA.

165

Pentru alegerea pompei de circulaţie trebuie să fie inclusă la pierderea din reţeaua

de distribuţie, pierderea de sarcină din chiller.

3.4.3. Alegerea gurilor de refulare

Pentru etajul 2 al clădirii P+2E se vor alege două tipuri de guri de refulare. În

zonele interioare se vor folosi anemostate circulare sau pătrate cu două poziţii, care

să poată dezvolta jeturi lipite de tavan în situaţia de vară şi jeturi conice pe timp de

iarnă, pentru a se evita recircularea aerului prin gurile de aspiraţie ale

ventiloconvectoarelor.

Pentru zonele clădirii cu ferestre exterioare de dimensiuni mari se vor utiliza

anemostate liniare cu două sau 4 şliţuri pentru zonele care să realizeze o spălare a

ferestrelor pentru a se evita în situaţia de iarnă, condensarea vaporilor de apă pe

aceste suprafeţe.

Se va avea în vedere că viteza terminală în zona de lucru să nu depăşească 0,2 m/s

şi nivelul de zgomot o valoare de 25-30dBA.

Astfel pentru ventiloconvectoarele de tip FWD 04 din încăperile fără ferestre de

dimensiuni importante se vor folosi două anemostate circulare cu posibilitatea de

reglaj a poziţiei de refulare, cu diametrul de 200 mm, de exemplu de tip DAU 03

Reactil, de producţie France Air. Aceste anemostate au o viteză terminală de 0,2

m/s şi un nivel de zgomot cuprins între 25 şi 35 dBa şi au poziţii de vară şi de iarnă

care se modifică automat cu ajutorul unui termostat.

Pentru ventiloconvectoarele de tip FWD 06 se vor folosi trei anemostate de tip

DAU 03 Reactil, cu diametrul de 250 m având aceleaşi caracteristici de viteză şi

nivel de zgomot.

Anemostatele FWD 08 şi FWD 10 vor avea câte trei anemostate de tip DAU 03

Reactil cu diametrul 250 mm.

166

Pentru încăperile unde sunt ferestre de dimensiuni mari (recepţia , director 1 şi

director 3) se vor folosi câte 2 sau 3 anemostate liniare cu 2 sau 4 sloturi de tip

LAU 272, produs de France Air, cu dimensiunea 1175- 4.

Detalii ale acestor soluţii sunt date în fig. 3.4.2.

Figura 3.4.2. Detalii de amplasare ale gurilor de refulare

Alimentarea cu aer a gurilor de refulare se poate face şi cu ajutorul canalelor

flexibile cu condiţia ca acestea să nu aibă o lungime mai mare de 1-1,5 m, lucru ce

ar conduce la pierderi de sarcină mari şi la reducerea debitului de aer al

ventiloconvectoarelor.

3.4.4. Dimensionarea instalaţiei de aer proaspăt

Debitul de aer proaspăt necesar pentru etajul 2 al clădirii P+2E utilizată drept

exemplu este dat în tabelul 3.4.1.

Tabelul 3.4.1. Debitul de aer proaspăt pentru etajul 2 al clădirii P+2E

167

Încăpere 7 8 9 10 11 12 13 14

L p[m3/h] 385 245 315 490 70 70 70 70

Fig. 3.4.2 Schema de calcul pentru dimensionarea canalelor de aer proaspăt

Dimensionarea constructivă a canalelor de aer proaspăt este dată în tabelul 3.4.2 iar

schema de calcul este dată în fig. 3.4.2. În exemplul de calcul s-au folosit canale de

aer de tip SPIRO, şi nu s-au calcula pierderile de sarcină pe aceste canale, pierderi

ce se determină ca la sistemele de climatizare sau ventilare monozonă.

168

Tabelul 3.4.2. Dimensionarea constructivă a canalelor de aer proaspăt

Nr. tr.

Lp v[m/s]

Snec[m2]

[mm]

Sreal[m2]

vreal

[m/s][m3/h] [m3/s]1 70 0,02 2 0,01 125 0,0012 1,72 140 0,04 2 0,02 160 0,021 1,93 210 0,06 2 0,03 200 0,0314 1,94 280 0,08 2,5 0,032 200 0,0314 2,55 770 0,21 3 0,07 315 0,078 2,76 1715 0,48 3,5 0,137 400 0,126 3,87 3500 0,97 4 0,243 560 0,25 3,888 5250 1,46 6 0,243 560 0,25 5,48

Introducerea aerului proaspăt în încăperile etajului 2 al clădirii se va face cu

ajutorul unor anemostate de tip valvă cu diametrul de 125 sau 160 mm (sau de alt

tip) direct în încăpere. Aerul din încăperile climatizate va trece din încăperi prin

grile de transfer către holurile clădirii de unde va fi evacuat cu ajutorul unui

ventilator axial amplasat pe acoperiş. Amplasarea gurilor de refulare se va face

ţinând cont de gurile de refulare de la ventiloconvectoare cât şi de gurile de

aspiraţie amplasate în tavanul fals.

3.5. Alegerea agregatelor de răcire a apei

Pentru răcirea apei utilizată în sistemul de climatizare aer-apă se folosesc agregate

frigorifice (chillere) care pot avea condensatorul răcit cu aer sau cu apă care este

recirculată prin turnuri de răcire cu circuit închis sau deschis. La chillere cu

condensatorul răcit cu aer, răcirea se poate realiza cu ventilatoare axiale sau cu

ajutorul unor ventilatoare radiale. Chillere care au răcirea condensatorului cu

ventilatoare radiale au un disponibil de presiune şi pot fi montate în spaţii închise,

aerul de răcire fiind adus la chiller prin canale dimensionate corespunzător.

169

La alegerea chillerelor se va ţine cont de: puterea frigorifică necesară a clădirii;

posibilităţile de montaj; nivelul de zgomot admis; nivelul de dotare cu accesorii a

acestora.

- Puterea frigorifică a chillerului ales trebuie să fie egală cu sarcina de răcire a

clădiri Qv şi nu cu suma sarcinilor de răcire ale încăperilor şi cu atât mai puţin cu

suma puterilor termice ale ventiloconvectoarelor utilizate în sistem.

În cazul clădirii P+2E utilizată drept exemplu această sarcină este 95 kW în timp ce

suma sarcinilor termice ale încăperilor este de 103 kW iar suma puterilor frigorifice

ale ventiloconvectoarelor folosite este de 142 kW.

- Posibilităţile de montaj ale chillerului vor impune anumite dimensiuni dar uneori

pot impune chiar alegerea unui anumit tip de chiller, chiller răcit cu aer sau cu apă

sau utilizarea unui chiller splitat, la care condensatorul să fie montat în exterior şi

partea de maşină frigorifică să fie montat în exteriorul clădirii.

- Nivelul de zgomot este un criteriu deosebit de important în alegerea chillerelor

mai ales dacă clădirea este amplasată în zone deja construite şi în imediata ei

apropiere se află clădiri de locuit pentru care nivelul de zgomot nu trebuie să

depăşească valoarea impusă de norme.

În acest caz este nevoie ca chillerul ales să conţină un kit de nivel redus de zgomot.

Dacă şi în acest nivelul de zgomot depăşeşte valoarea maximă admisă sau chillerul

ales nu are asemenea kit se pot adopta mai multe măsuri de izolare fonică a zonei

de amplasare a chillerului. Una dintre măsuri este aceea de monta paravane

fonoabsorbante în jurul chilerului sau de realiza închiderea completă a zonei de

amplasare a chillerului cu pereţi şi tavan fonoabsorbant. În acest caz orificiile de

introducere sau evacuare a aerului de răcire trebuie să fie mici pentru a reduce

nivelul de zgomot în exteriorul camerei.

Pentru ca răcirea chillerului să se realizeze în limite normale se va avea în vedere

că trebuie realizată introducerea sau evacuarea mecanică a aerului de răcire. Se pot

170

utiliza pentru aceasta ventilatoare axiale cu nivel redus de zgomot, amplasate în

interiorul camerei chillerelor.

O altă soluţie de reducere a nivelului de zgomot este aceea de a utiliza chillere

răcite cu aer cu ventilator radial. Ele pot fi amplasate în interiorul clădirii în spaţii

tehnice special amenajate, aerul de răcire fiind adus la chillere prin canale de aer

dimensionate în funcţie de disponibilul de presiune al chillerului.

O altă soluţie de a reduce nivelul de zgomot este aceea de a utiliza un chiller splitat,

cu condensatorul montat în exteriorul clădirii şi vaporizatorul şi compresorul în

clădire. Totuşi şi în acest caz nivelul de zgomot poate fi ridicat.

Dacă se dispune de apă tehnologică se poate utiliza un chiller cu condensatorul

răcit cu apă.

Consumul de apă de răcire este totuşi mare şi apa folosită trebuie să fie refolosită în

alte scopuri.

Dacă acest lucru nu e posibil se poate utiliza un turn de răcire de preferinţă cu

circuit închis ( DRY COOLER). Utilizarea unui turn de răcire cu circuit deschis va

conduce la depunere de piatră în schimbătorul condensatorului pe partea de apă de

răcire şi la necesitatea de curăţare chimică periodică a acestuia.

Pentru eliminarea totală a problemei de zgomot şi în acest caz turnul de răcire ales

trebuie să aibă un nivel redus de zgomot. Pot fi folosite şi aici turnuri de răcire cu

circuit închis cu ventilator radial amplasat în interiorul clădirii, la care aerul de

răcire să fie preluat din exterior prin canale de aer dimensionate corespunzător

disponibilului de presiune al ventilatorului.

171