CONDIŢIONAREA AERULUI PE TIMPUL IERNII

Ca şi în cazul condiţionării aerului pe timpul verii, din ecuaţiile de bilanţ termic şi de umiditate , precum şi din condiţiile impuse spaţiului climatizat rezultă parametrii aerului climatizat C (tC, xC, hC, φC) şi uzat A (tA, xA, hA, φA).Parametrii aerului proaspăt pe timpul iernii, B (tB, xB, hB, φB) pentru condiţiile ţării noastre se situează de datat aceasta în partea stângă, jos a diagramei h-x. Pentru aducerea aerului proaspăt sau a aerului amestec până la condiţiile impuse de aer condiţionat cu parametrii punctului C, sunt necesare transformări simple ale aerului umed specifice.În condiţiile practice de exploatare din industria alimentară, agregatele funcţionează atât vara cât şi iarna în regim mixt, cu recircularea parţială a aerului uzat. În funcţie de parametrii aerului exterior pe timpul iernii din localitatea pentru care se face proiectarea agregatului de condiţionare, dreapta de amestec poate intersecta sau nu curba de saturaţie. De aceea, se face discuţia în ambele situaţii.

1. Reprezentarea procesului de condiţionare pe timpul iernii cu preîncălzirea aerului proaspăt

Atunci când dreapta de amestec intersectează curba de saturaţie (figura 1) apar consecinţe nedorite datorită instabilităţii zonei de ceaţă. Pentru a evita formarea amestecului în zona de ceaţă, aerul proaspăt, cu caracteristicile de stare ale punctului B este încălzit la x= const. cu 5-10C până în punctul B’(tB’, xB’, hB’, φB’).Se figurează pe diagrama h-x punctele C, A şi B. Se reprezintă încălzirea la x=const. (BB’), t B’=tB + (5-10)C, se alege regimul de lucru al agregatului şi, în cazul funcţionării cu recircularea parţială a aerului uazt, se stabileşte raportul de recirculare, poziţionându-se punctul de amestec M pe dreapta AB’.

Figura 1. Reprezentarea procesului de condiţionare a aerului pe timpul iernii pentru cazul în care dreapta de amestec intersectează curba de saturaţie

Amestecul de aer format în camera de amestec a agregatului este încălzit la x=const. până în punctul E, rezultat la intersecţia lui xM cu hD’=const. Punctul D’ se poziţionează la intersecţia lui xC=const. cu φ=0,9-0,95), iar punctul D este reprezentat de intersecţia lui hD=hD’ cu curba de saturaţie.

Din punctul E, aerul este umidificat izentalpic într-o cameră de umidificare până la caracteristicile de stare corespunzătoare punctului D’, iar apoi, prin încălzirea finală suferă transformarea D’C la xC=const. În felul acesta, aerul proaspăt şi amestecul suferă o serie de transformări simpe până ajunge la caracteristicile impuse ale aerului condiţionat, C.

În figura 1 este prezentată structura simplificată a agregatului de condiţionare a aerului pe timpul iernii, în această situaţie. Un astfel de agregat se poate dimensiona în funcţie de cantitatea de aer condiţionată.Punctul M care defineşte starea amestecului, poate ocupa diferite poziţii pe dreapta de amestec.

Câteva poziţii particulare prezintă interes. Astfel, cazul general întâlnit şi prezentat în exemplul de mai sus este acela că M=M1. Celelalte poziţii particulare sunt:

M=M2 – izentalpa punctului D’ (hD’) intersectează dreapta de amestec în M2 (intersecţia lui hD’ cu xM

ajunge în M2. în acest caz, din structura agregatului de condiţionare dispare preîncălzitorul de amestec deoarece ME=0 şi rămâne numai umidificarea izentalpică M2D’, urmată de încălzirea finală D’C.

M=M3 – varianta cea mai simplă de condiţionare. În acest caz, xM=xC şi în structura agregatului intră doar încălzirea finală M3C.

M=M4 – agregatul de condiţionare funcţionează în sistem închis, cu reluarea integrală a aerului uzat, parametrii lui M4, fiind de fapt parametrii aerului uzat, A. În acest caz, din aerul uzat se extrage umiditatea printr-un proces de răcire umedă. Din M4 se duce o tangentă la curba de saturaţie (M4P) şi la intersecţia acesteia cu xC=const. se obţine punctul D’’. În acest caz, procesul de condiţionare va fi alcătuit din următoarele transformări simple ale aerului umed:

o M4D’’ – răcire cu depunere de condenso D’’C – încălzire la x=const., iar agregatul va avea în structura sa un răcitor pentru răcirea cu

depunere de condens şi o baterie pentru încălzire. M=M5 – instalaţia funcţionează în regim deschis (numai cu aer proaspăt). Punctul M5 se obţine la

intersecţia lui hD’ cu xB’=const şi condiţionarea constă din:o BM5 – preîncălzirea aerului proaspăt,o M5D’ – umidificare izentalpică şio D’C – încălzire finală. Este soluţia cea mai defavorabilă din punct de vedere economic.

Excluzând poziţiile particulare M=M4 şi M=M5 care sunt dictate de regimul de lucru al agregatului, celelalte trei cazuri se întâlnesc la exploatarea agregatelor ce funcţionează în regim mixt (cu recirculare). Deşi cazurile M=M2 şi în special M=M3 sunt recomandate din punct de vedere economic, pentru a evita limitarea domeniului de lucru al agregatului, la proiectare se alege totdeauna M=M1.

2. Reprezentarea procesului de condiţionare a aerului pe timpul iernii fără preîncălzirea aerului proaspăt

În cazul în care dreapta de amestec nu intersectează curba de saturaţie, deci nu există pericolul formării amestecului în zona de ceaţă, nu este necesară preîncălzirea aerului proaspăt şi condiţionarea este similară cu cea prezentată în cazul precedent.Reprezentarea procesului în diagrama h-x, cu punctarea poziţiilor particulare ale punctului de amestec, M, precum şi schema agregatului ce realizează acest tip de condiţionare este prezentată în figura 2. singura deosebire care diferenţiază cele două variante este lipsa preîncălzitorului de aer proaspăt.

Figura 2. Reprezentarea proceselor de condiţionare pe timpul iernii fără preîncălzirea aerului proaspăt.

3. Reprezentarea procesului de condiţionare a aerului pe timpul iernii cu preîncălzire şi umidificare izotermă

Atunci când se urmăreşte realizarea condiţionării într-un agregat de o structură mai simplificată şi în mod deosebit în cazul în care pentru condiţionarea aerului pe timpul verii, agregatul nu este prevăzut cu o cameră de umidificare se recomandă condiţionarea prin preîncălzire şi umidificare izotermă (figura 3). În acest caz, condiţionarea se realizează prin injectarea aburului în amestecul de aer în prealabil încălzit.

Figura 3. Reprezentarea procesului de condiţionare pe timpul iernii prin preîncălzire şi umidificare izotermă

Operaţia de umidificare se poate realiza în agregatul de condiţionare, cât şi pe traseul de refulare a aerului. Această soluţie poate fi la rândul ei realizată în două variante, funcţie de caracteristicile aerului exterior respectiv, cu preîncălzirea acestuia şi fără preîncălzire (atunci când dreapta de amestec nu intersectează curba de saturaţie).