Proiectul instalatiei de ventilare si climatizare

Proiect Facultatea de InginerieProiectul instalatiei de ventilare si climatizare

Unitate: Cldire de birouri

Ovidiu AlbiDate de proiectare:

1. Destinatia cladirii: cladire de birouri

2. Localitatea: Barlad

3. Orientarea intrarii principale: SV4. Elementele delimitatoare ale incaperilor studiate:

a. acoperis: terasa tip 1

b. pereti exteriori: tip 8

c. ferestre, usi: tamplarie din lemn

5. Parametrii aerului interior (conform STAS 1907, NRPM 1965, proces tehnologic, etc...):

a. vara: ...................

b. iarna: ..................

6. Numarul ocupantilor: 90

7. Puterea instalata:

a. lumina: 8960 W

b. forta: 9600 W

8. Alte degajari nocive: nu exista9. Incaperile studiate: mansarda cu destinatia birouri

10. Sistemul de ventilare: a. refulare: marca ATC anemostate: SPK-4 663

b. aspiratie:

11.Alte date:

Curprinsul proiectului:A. Piese scrise:

a. Borderou de piese scrise si desenate

b. Tema proiectului in original

c. Memoriu explicativ justificativ

d. Note de calcul amanuntite si complete

e. Antemasuratoarea instalatiei de refulare

B. Piese desenate:

a. Planurile instalatiilor, sc. 1:50

b. Sectiuni reprezentative prin cladire, sc. 1:50

c. Sectiuni prin centrala de ventilare si climatizare, sc. 1:50

d. Detalii, sc. 1:20; 1:10

C. Etapele elaborarii proiectului:

1. Studierea planurilor de arhitectura puse la dispozitie si copierea lor pe calculator. Stabilirea elementelor de constructie neprecizate la planurile de arhitectura.

2. Stabilirea parametrilor climatici de calcul ai aerului interior si exterior pentru incaperile studiate si vecine (vara si iarna).

3. Precizarea surselor de nocivitati si a sistemului de ventilare.

4. Bilantul termic de vara al incaperilor ventilate (aporturi de caldura din exterior, degajari de caldura de la oameni si de la alte surse interioare).

5. Bilantul termic de iarna al incaperilor ventilate (pierderi de caldura, degajari de caldura de la oameni si de la alte surse interioare).

6. Bilantul de umiditate al incaperilor ventilate, vara si iarna.

7. Calculul debitului de aer. Debit de aer specific. Numar orar de schimburi. Masuri suplimentare pentru reducerea debitului de aer de ventilare. Calculul debitului minim de aer proaspat.

8. Reprezentarea proceselor de tratare complexa a aerului in diagrama i-x, vara si iarna.

9. Alegerea gurilor de introducere a aerului, verificarea parametrilor jetului de aer in zona de sedere.

10. Stabilirea si dimensionarea gurilor de evacuare a aerului.

11. Calculul si alegerea elementelor componente ale centralei de ventilare si climatizare (filtre, baterii de incalzire, racire, camera de tratare a aerului cu apa).

12. Amplasarea centralei de ventilare sau climatizare, a prizei de aer si a gurii de evacuare a aerului in exteriorul cladirii.13. Proiectarea constructiva si trasarea canalelor de aer.

14. Calculul pierderilor de sarcina pe reteaua de canale pentru introducerea (si evacuarea) aerului, inclusiv in centrala de ventilare. Alegerea ventilatoarelor de introducere si evacuare.

15. Adoptarea masurilor constructive impotriva producerii si propagarii zgomotelor si vibratiilor in instalatiile de ventilare si climatizare. Calculul atenuarii zgomotelor si vibratiilor.

16. Schema tehnologica de reglare automata a instalatiei de ventilare si climatizare.

17. Detalierea solutiei adoptate pentru centrala de ventilare sau climatizare (sectiuni, detalii).

18. Redactarea finala a proiectului.

STABILIREA PARAMETRILOR CLIMATICI DE CALCUL AI AERULUI EXTERIOR SI AI AERULUI INTERIOR PENTRU INCAPERILE STUDIATE SI CELE VECINE (VARA SI IARNA)Aer exterior:

Vara:

a) Pentru calculul sarcinii termice de var, pentru ncperi climatizate sau ventilate mecanic sau natural, se recomand alegerea valorilor de temperatur cu un grad de asigurare g = 98% sau g = 95%.

g = 95%

Astfel, temperatura exterioar de calcul pentru var tev [ 0C ]rezult :

tev = tem + c Az

unde:

tem temperatura exterioar medie a lunii iulie, corespunztoare localitii n care este amplasat cldirea i gradului de asigurare, [ 0C ],

Az amplitudinea oscilaiei zilnice a temperaturii exterioare,[0C]

EMBED Equation.3 = => Az = 6 [0C] tev = 31.4 [0C]

123456789101112

tem25,4 - - - - - - - - - - -

c Az -4,2-4,8-5,4-5,8-6-5,6-4,5-1,80,62,74,15

tev21,220,62019,619,419,820,923,62628,129,530,4

131415161718192021222324

tem - - - - - - - - - - - -

c Az 5,55,865,85,24,22,60,5-1-2,1-2,9-3,5

tev30,931,231,431,230,629,62825,924,423,322,521,9

b) Coninutul de umiditate al aerului exterior Coninutul de umiditate aerului exterior xcl este necesar pentru stabilirea punctului de stare al aerului exterior Ev. El se determin funcie de localitate.Xcl = 11.8 [g/kg]

Iarna: a) Temperatura de calcul a aerului exteriorPentru iarn, temperatura de calcul a aerului exterior tei se consider n funcie de localitate, cu valoarea dat n STAS 1907/1 i se poate determina din figura

zona III => tei = -18 [0C]

b) Coninutul de umiditate al aerului exterior

Coninutul de umiditate al aerului exterior corespunde unei umiditi relative a aerului exterior de iarn de e = 80 % i pentru cele patru zone de temperatur din ara noastr are valorile indicate n tabel

valorile coninutului de umiditate al aerului exterior

Zona climatic Temperatura exterioar de calcul [C]Coninutul de umiditate ala aerului exterior [g/kg]

I- 121

II-150,8

III-180,6

IV-210,4

xe,i = 0.6[g/kg]

Aer interior:

Vara:

a) temperatura aerului interior Pentru instalaiile de climatizare de confort temperatura aerului interior se determin cu relaia:

ti = tev (4-10) C => ti = 31.4 6 => ti = 25.4

Se va adopta o valoarea ntreag care s fie cuprins ntre limitele (22-27) C.

ti = 25C.

b) Coninutul de umiditate al aerului exterior Xe,v= Xcl = 9.4 [g/kg]

c) Umiditatea relativ a aerului interior iinflueneaz schimbul de cldur latent ntre om i mediul nconjurtor i se va adopta ntre limitele 45-60% , cu condiia s fie cu cel puin 5% mai mic dect valoare corespunztoare temperaturii interioare de pe curba de zpueal indicat n tabel

curba de zpueal

Temperatura aerului interior t i2223242526

Umiditatea relativ maxim i7066636056

i = 45%

Iarna: a) Temperatura aerului interior n situaia de iarn se alege pentru instalaiile de climatizare tehnologice funcie de cerinele procesului tehnologic iar pentru cele de confort ti = 20-22 , funcie de cerinele investitorului.

ti=21C

b) Umiditatea relativ a aerului interior se adopt ca i n situaia de var ntre limitele 45-60%, acceptnd valori mai mici dect cele posibile corespunztoare temperaturii aerului interior din curba de zpueal, pentru a evita pericolul apariiei condensului pe suprafeele interioare.

i = 44%

Param\Pct.EvEiIvIi

t (C)31.4-182521

h (kJ/kg)62-1848.539

x (g/kg)11.80.69.47

(%)40804545

BILANUL TERMIC DE VAR AL NCPERILOR VENTILATE (aporturi de cldur din exterior, degajri de cldur de la oameni i de la alte surse interioare).APORTURI DE CALDUR PRIN ELEMENTELE OPACE DE ANVELOPFluxul de cldur transmis ntre exterior i interior prin elementele de construcie opace ale anvelopei cldirii depinde de: structura i orientarea elementelor, de solicitrile exterioare (temperatur, radiaie solar, vnt) i de solicitrile interioare (temperatur, cureni de aer, radiaie).

Valorile fluxului de cldur transmis de la exterior la interior sunt tabelate astfel:

- pentru perei exteriori, un tabel pentru fiecare tip de structur i pentru fiecare diferen de temperatur t luat n considerare , unde:

t = temax ti

t = tev - ti=> t=31.4-25=6.4C => t=7C

-pentru terase, un tabel pentru fiecare structur i rezisten termic, pentru toate valorile t considerate.Deoarece temperatura exterioar maxim a fost aleas la o diferen de (4 10) C fa de temperatura interioar, cu un pas de 2C si diferenta de temperature rezultata are o valoare intermediara in cazul de fata, se va recurge la interpolarea valorilor din tabelele de referinta pentru 6C si 8C.

Peretii exterior sunt de tipul 8 iar acoperisul este tip terasa cu strat termoizolant pe beton de panta.

Tipul pereteluidcR

(m)(W/m,0C)(J/kg,0C)(kg/m3)(m2,0C/W)(ore)

Tip 8Int. tencuial ipsos0,020,378401000

Zidrie B.C.A0,300,27840700

Polistiren tip 10,050,0441460202,49

Ext. tencuial ciment0,020,938401800

Terasa cu strat termoizolant pe beton de panta:Nr.Materialdc

(m)(W/m,0C)(J/kg,0C)(kg/m3)

1Pietri0,040,79202000

2Hidroizolaie bituminoas0,010,178401050

3apa din mortar de ciment0,0250,9310001700

4Strat termoizolantizolaie cf. tabel 5.5

5Beton de panta(10-16cm)0,11,628402400

6Placa beton armat0,11,748402500

Izolatie pentru terasa: polistiren extrudat.

Rdc

(m2,0C/W)(m)(W/m,0C)(J/kg,0C)(kg/m3)(ore)

2,70,100,0441460204

3,60,144

4,10,164

Calculul aporturilor de caldura prin peretii exteriori se face conform urmatoarei relatii de calcul :

Q = q x S [W]

Pentru calculul suprafetelor peretilor se va considera inaltimea de 4 m si din suprafata rezultata se va scadea suprafata vitrata.

Scalcul NE: 156.98 m2 Sperete NE: 193.2 m2 Svitrata NE: 36.22 m2Scalcul SV: 148.43 m2 Sperete SV: 186 m2 Svitrata SV: 37.57 m2Scalcul Terasa: 560.94 m2 Ora\OrientareNSEVNENVSESVTERASA

1 - - - -2.093.072.633.595.44

2 - - - -1.712.592.193.065.22

3 - - - -1.332.111.762.544.98

4 - - - -0.961.661.352.044.73

5 - - - -0.721.251.011.594.49

6 - - - -0.820.920.91.234.28

7 - - - -1.190.691.10.974.12

8 - - - -1.670.571.550.824.05

9 - - - -2.130.582.20.84.07

10 - - - -2.460.72.940.94.19

11 - - - -2.70.923.661.174.38

12 - - - -2.921.224.271.684.64

13 - - - -3.151.574.682.424.95

14 - - - -3.372.014.933.325.27

15 - - - -3.582.65.064.265.58

16 - - - -3.733.325.115.135.85

17 - - - -3.824.095.085.816.06

18 - - - -3.834.744.976.26.18

19 - - - -3.765.034.786.226.23

20 - - - -3.594.984.525.986.2

21 - - - -3.374.754.25.66.12

22 - - - -3.14.43.855.156

23 - - - -2.793.993.464.655.84

24 - - - -2.453.543.054.125.65

Ora\OrientareNEq x SNESVq x SSVTerasaq x STerasa

12.09328.093.59532.865.443051.51

21.71268.443.06454.25.222928.11

31.33208.782.54377.014.982793.48

40.96150.72.04302.84.732653.25

50.72113.031.592364.492518.62

60.82128.721.23182.574.282400.82

71.19186.810.97143.984.122311.07

81.67262.160.82121.714.052271.81

92.13334.370.8118.744.072283.03

102.46386.170.9133.594.192350.34

112.7423.851.17173.664.382456.92

122.92458.381.68249.364.642602.76

133.15494.492.42359.24.952776.65

143.37529.023.32492.795.272956.15

153.58561.994.26632.315.583130.05

163.73585.545.13761.455.853281.5

173.82599.665.81862.386.063399.3

183.83601.236.2893.556.183466.61

193.76590.246.22923.236.233494.66

203.59563.565.98887.616.23477.83

213.37529.025.6751.066.123432.95

223.1486.645.15764.4163365.64

232.79437.974.65690.25.843275.89

242.45384.64.12611.535.653169.31

APORTURI DE CALDURA PRIN ELEMENTE DE CONSTRUCTIE VITRATE

Determinarea suprafeei nsorite a unei ferestre

Aporturile de cldur care ptrund prin elementele de construcie vitrate (ferestre, luminatoare, perei cortin) se datoreaz intensitii radiaiei solare i diferenei de temperatur dintre aerul interior i exterior.

Radiaia solar incident (I) pe un element vitrat care produce aporturile de cldur pentru ncperea climatizat, este compus din radiaie direct (ID) i radiaie difuz (Id) , i sufer o serie de modificri la trecerea prin elementul vitrat respectiv.

Ora6789101112131415161718medie

IDNE3334023011304 - - - - - - - -49

SV - - - - -58241393485514468370188113

Terasa8924138152364771173471164753238124189247

Id5380103123136146147146136123103805359

Relaia de calcul a aportului de cldur transmis prin elementele vitrate este:

qfe = qi + qt [W]

unde:

- Qi - fluxul de cldur ptruns prin fereastr datorat intensitii radiaiei solare;

- QT - fluxul de cldur ptruns prin fereastr datorat diferenei de temperatura.

Fluxul de cldur Qi ptruns prin fereastr datorat intensitii radiaiei solare se poate calcula cu relaia:

Qi = ct f m (Si cp IDmax + S Idmax ) [W]

Unde:

- ct - coeficient funcie de tipul tmplriei;

Pentru ferestre cu ram de lemn sau PVC, ct = 1 iar pentru ferestre cu ram de aluminiu, gen vitrin, fr ram sau perete cortin ct = 1,15

- cp - coeficient pentru puritatea atmosferei, indicat n tabelul 6.1;

Coeficientul pentru puritatea atmosferei se alege pentru ora la care radiaia solar direct este maxim. Pentru valori intermediare ale altitudinilor se va recurge la interpolarea valorilor din tabel.Barlad: altitudine = 80m => cp(SV) = 0.93 ; cp(NE) = 0.92

- f factor solar, depinznd de calitatea geamului i a ecranrii ferestrei;

Factorul solar reprezint raportul dintre fluxul solar ptruns prin fereastra cu protecie antisolar (geam gros, geamuri duble, geamuri absorbante sau reflectante sau cu elemente de ecranare, rulouri, storuri) i fluxul solar ptruns printr-o fereastr simpl cu geam de 3 mm. Acest coeficient este indicat n tabelele 6.2; 6.3; 6.4; 6.5; 6.6.

-alegem geam termopan, reflectant, cu elemente de umbrire (jaluzele verticale), translucide => f nu exista- m - coeficient de acumulare termic, care depinde de tipul elementului de modul de ecranare al ferestrei, de orientare, de ora de calcul i masivitatea elementelor de construcie. masivitatea elementelor de construcie este caracterizat prin coeficientul mediu de asimilare termic al cldirii.

n care:

Sj - suprafaa interioar a elementului de construcie, m ;

sj - coeficientul de asimilare termic al materialelor din care sunt construite suprafeele interioare ale elementelor de construcie masive ale ncperii.

Coeficienii m sunt indicai n tabelele 6.7 i 6.8.Uzual: smed = 4.5 10.5 W/m2K => smed= 8 W/m2K

S i - suprafa nsorit a ferestrei de lime B i nlime H:

Si = (H-hu)(B-bu), [m2]

- bu - limea benzii umbrite:

- hu - nlimea benzii umbrite:

bu = cu11; hu = cu22 - h1;

1, 2, - sunt retragerile ferestrei fa de elementele de umbrire;

- h1 distana dintre fereastr i elementul orizontal de umbrire

- cu1 i cu2 sunt coeficieni de umbrire determinai funcie de unghiul de azimut solar i unghiul de nlime solar i (coeficienii cu1 i cu2 sunt indicai n tabelul 6.9)

S suprafaa ferestrei [m2], calculat prin:

S = B H

Dac bu sau hu sunt mai mari dect B respectiv H ntreaga fereastr este n umbr deci Si = 0

Fluxul de cldur ptruns prin fereastr datorat diferenei de temperatur se calculeaz cu relaia:

QT = S Uf (te-ti) (W);

S = BxH suprafaa total a ferestrei (m2);

- Uf - coeficient global de transfer de cldur al ferestrei (W/m2K) indicat n tabelul 6.10;

- te - temperatura aerului exterior la ora de calcul,

- ti- temperatura aerului interior, n C.

Am ales geam dublu cu o suprafata tratata, e0.4, dimensiuni 4-12-4(aer) Uf=2.4Calculul Idmax x SF, UF x SF:

Orientare SV: IDmax = 5141) Ferestre 115/150 n = 18 Idmax = 147, SF = 1.72 m2, UF = 2.4

Idmax x SF = 252.84

UF x SF = 4.12

2) Ferestre 135/150 n = 2

Idmax = 147, SF = 2.02 m2, UF = 2.4

Idmax x SF = 296.94

UF x SF = 4.84

3) Ferestre 165/150 n = 1

Idmax = 147, SF = 2.47 m2, UF = 2.4

Idmax x SF = 363.09

UF x SF = 5.92Orientare NE: IDmax = 3014) Ferestre 115/150 n = 21

Idmax = 147, SF = 1.72 m2, UF = 2.4

Idmax x SF = 252.84

UF x SF = 4.12SV165/150

Ora de calcul891011121314151617181920

te23,62628,129,530,430,931,231,431,230,629,62825,9

M0,170,20,240,370,530,670,760,780,740,640,480,310,19

cu1 - - -4,3310,230,180,490,781,151,66 - -

cu2 - - -8,41,061,931,451,150,890,710,49 - -

bu - - -0,860,20,040,030,090,150,230,33 - -

hu - - -1,680,210,380,290,230,170,140,09 - -

Si - - - -1,871,81,961,981,991,931,86 - -

ct*cp*f*m

*Si*ID max - - - -473,76576,49712,05738,25703,93590,45426,77 - -

ct*f*m*S*Idmax61,7272,6187,14134,34192,43243,27275,94283,21268,68232,37174,28112,5568,98

QI (W)61,7272,6187,14134,34666,19819,76987,991021,46972,61822,82601,05112,5568,98

SFE*UFE*(te-ti)-8,285,9218,3526,6431,9634,9236,737,8836,733,1527,2317,765,32

QFE53,4478,53105,49160,98698,15854,681024,691059,341009,31855,97628,28130,3174,3

n x QFE53,4478,53105,49160,98698,15854,681024,691059,341009,31855,97628,28130,3174,3

NE115/150

Ora de calcul891011121314151617181920

te23,62628,129,530,430,931,231,431,230,629,62825,9

m0,670,590,450,380,360,330,310,280,250,210,170,120,08

cu11,282,055,67----------

cu21,142,358,27----------

bu0,250,411,13----------

hu0,220,471,65----------

Si1,150,76-----------

ct*cp*f*m

*Si*ID max213,36124,17-----------

ct*f*m*S*Idmax169,40149,17113,7796,0791,0283,4378,3870,7963,2153,0942,9830,3420,22

QI (W)382,76273,34113,7796,0791,0283,4378,3870,7963,2153,0942,9830,3420,22

SFE*UFE*(te-ti)-5,774,1212,7918,5722,2924,3525,5926,4125,5923,1118,9812,383,71

QFE376,99277,46126,56114,64113,31107,78103,9797,2088,8076,2061,9642,7223,93

n x QFE7916,795826,662657,762407,442379,512263,382183,372041,201864,801600,201301,16897,12502,53

SV 115/150

Ora de calcul891011121314151617181920

te23,6026,0028,1029,5030,4030,9031,2031,4031,2030,6029,6028,0025,90

m0,170,200,240,370,530,670,760,780,740,640,480,310,19

cu1---4,331,000,230,180,490,781,151,66--

cu2---8,401,061,931,451,150,890,710,49--

bu---0,860,200,040,030,090,150,230,33--

hu---1,680,210,380,290,230,170,140,09--

Si----1,221,241,351,341,331,251,15--

ct*cp*f*m

*Si*ID max----309,08397,13490,44499,62470,46382,41263,86--

ct*f*m*S

*Idmax42,9850,5660,6893,55134,00169,40192,15338,80187,10161,81212,3878,3848,03

QI (W)42,9850,5660,6893,55443,08566,53682,59838,42657,56544,22476,2478,3848,03

SFE*UFE*(te-ti)-5,764,1212,7718,5422,2424,3025,5426,3625,5423,0718,9512,363,70

QFE37,2254,6873,45112,09465,32590,83708,13864,78683,10567,29495,1990,7451,73

n x QFE669,96984,241322,102017,628375,7610634,9412746,3415566,0412295,8010211,228913,421633,32931,14

SV135/150

Ora de calcul891011121314151617181920

te23,6026,0028,1029,5030,4030,9031,2031,4031,2030,6029,6028,0025,90

m0,170,200,240,370,530,670,760,780,740,640,480,310,19

cu1---4,331,000,230,180,490,781,151,66--

cu2---8,401,061,931,451,150,890,710,49--

bu---0,860,200,040,030,090,150,230,33--

hu---1,680,210,380,290,230,170,140,09--

Si----1,481,461,591,601,591,521,43--

ct*cp*f*m

*Si*ID max----374,95467,59577,63596,56562,43465,01328,11--

ct*f*m*S

*Idmax50,4759,3871,26109,86157,37198,94225,67231,61219,73190,04142,5392,0556,41

QI (W)50,4759,3871,26109,86532,32666,53803,30828,17782,16655,05470,6492,0556,41

SFE*UFE*(te-ti)-6,774,8415,0021,7826,1328,5530,0030,9730,0027,1022,2614,524,35

QFE43,7064,2286,26131,64558,45695,08833,30859,14812,16682,15492,90106,5760,76

n x QFE87,40128,44172,52263,281116,901390,161666,601718,281624,321364,30985,80213,14121,52

DEGAJRI DE CLDUR DE LA SURSE INTERIOARESursele interioare poteniale de degajri de cldur sunt : oamenii, iluminatul, mainile i echipamentul acionat electric, suprafeele calde, materialele care se rcesc, etc.

Qdeg = Qoameni + Qiluminat + Qap. el.+ Qmot.el.+ Qmancare + Qalte surse1) Degajarea de cldur de la oameniDegajarea de cldur de la oameni este dependent de mai muli factori din care cei mai importani se refer la felul activitii care evideniaz efortul depus i temperatura aerului interior.

Degajarea de cldur a oamenilor Qom se determin cu relaia:

Q om = N q om

n care:

N numrul de persoane i

qom - degajarea specific de cldur a unei persoane n funcie de starea de efort fizic i temperatura aerului interior i care poate fi redat n nomograme sau tabele (W/persoan).

Degajarea de cldur a oamenilor funcie de tipul activitii (dup ASHRAE)

Degajarea [W]qp ql

Tipul activitii

Brbat adultponderat

Aezat la teatru, matinee 115956530

Aezat la teatru, noaptea 1151057030

Aezat, munc uoar, birouri, apartamente1301157045

Activitate moderate, birouri, apartamente1401307555

Mers uor, magazine1601307555

Mers uor, bnci, farmacii1601457570

Munc sedentar, restaurante145160 *8080

Munc la band n fabric23522080140

Dans moderat, discotec 26525090160

Mers cu 4,8 km/h, munc uoar la maini unelte295295110185

Bowling440425170255

Munc grea, fabric440425170255

Munc grea la maini unelte470425180285

Atletism585525210315

Ponderarea s-a efectuat considernd c o femeie degaj aproximativ 85% din degajarea de cldur a unui brbat adult iar un copil aproximativ 75% din aceasta.

- aceast degajare conine 18 W cldur din mncarea consumat, 9 W cldur perceptibil i 9 W cldur latent.

Degajarea specific a unei persoane qom se poate scrie la rndul su:

q om = qp + ql

n care:

q p degajarea de cldur perceptibil

ql degajarea de cldur latent

qp = q om - ql

Pentru situaiile obinuite de activitate depus degajarea de cldur a oamenilor q om se poate evalua cu ajutorul tabelului.

N = 90 persoane

qp= 75 W

ql= 55 W => q om = 130 W

Qoameni = 11.7 kW

2) Degajarea de cldur de la iluminatul electricFluxul de cldur degajat de la sursele de iluminat electric se poate determina cu relaia:

Q = Nil*B

[W]

n care:

-Nil este puterea instalata a surselor de iluminat, n W;

- B este coeficient care ine seama de partea de energie electrica transformat n cldur.

Pentru iluminatul fluorescent B = 0,8 iar pentru cel incandescent B = 0,9.

In cazul iluminatului incandescent repartiia cldurii este 72% cldur radiant de mare lungime de und i 28% cldura convectiv i conductiva (inclusiv lumina) iar pentru iluminatul fluorescent 26,5% este cldura radiant i 73,5% cldura convectiv, conductiv i lumin.

Dei este destul de nsemnat cantitativ, fluxul termic provenit de la iluminatul electric nu se introduce ntotdeauna sau cu ntreaga valoare in bilanul termic. Un caz tipic este acela al ncperilor vitrate cnd sarcina termica corespunde unei ore de calcul la care radiaia solar este maxim cnd iluminatul electric nu este necesar.

Nil = 20 W/m2B = 0.8

S = 560 m2 => Qiluminat = 8.96 kW

3) Degajri de cldur de la echipamentul electronic de birouEchipamentele de birou (computere, imprimante, fotocopiatoare, videoproiectoare, servere, staii de lucru etc.) au degajri importante de cldur i trebuie luate n considerare puterile electrice indicate de productor.

dac nu se cunoate echiparea exact a biroului, n faza de proiect tehnic se pot utiliza datele de mai jos. La stabilirea exact a echipamentului sarcinile termice se vor reevalua. Valori ale degajrilor specifice acestor tipuri de echipamente sunt redate n tabel.

Nr.Tip echipamentDegajarea de cldur maxim

1Server500 - 1500 W

2Calculator100 400 W

3Staie de lucru500 w

4Laptop90 W

5Ploter75 W

6Imprimant de birou cu de jet cerneal50 W

7Imprimant cu laser250 W

8Copiator de mare vitez300-400 W

9Retroproiector250 W

10Videoproiector200 W

11Copiator digital100 W

Degajarea de cldur a echipamentului de birou

Calculatoare = 46 buc. x 100-400 W => 4600 W

Imprimante de birou = 40 buc. x 50 W => 2000 W

Copiatoare = 10 buc. x 300-400 W => 3000 W

=> Qap.el. = 9.6 kW

=> Qdeg = 30.26 kWAporturi de cldur de la ncperi vecine

Se tie din tema de proiectare c ncperea climatizat se nvecineaz cu doua ncperi neclimatizate, avnd un pereti exteriori de orientare SE si NV.

In aceste condiii, aportul de cldur pe care l primete ncperea climatizat de la ncperile vecine care sunt ventilate mecanic, se determin cu relaia:

Qiv = SPI * UPI * (tvm ti)

(W)

SPI = 2 x 49.6 m2 (cu usi cu tot) Susi=2 x 0.9 x 2.1=3.78 m2

Peretele interior este de tip monostrat, din crmid plin (tip 1), de grosime ( = 15 cm i ( = 0.8 W/m K i are coeficientul global de transfer de cldur U pi.

W/m2 K.

Uui=1/R=1/0.287=3.484 W/m2 K

ti = 25(C

Conform relaiei de mai jos se obine:

tvm = tml + Az + 5 = 21 + 7 + 5 = 31.7 C

tml = 20.7(C pentru un grad de asigurare de 50%.

Qiv = (45.82 x 2 x 2.974 + 3.78 x 2 x 3.484) x (31.7 25) = 2002.471 W

\Ora891011121314151617181920

QPE (NE)263335387424459495530562586600602591564

QFE (NE)79175827265824082380226421842042186516011302898503

QPE (SV)122119134174250360493633762863894924888

QFE (SV)8111192160124421019112880154381834414930126681052819771127

QT2272228423512457260327772957313132823400346734953478

Qiv2003200320032003200320032003200320032003200320032003

Qaporturi (W)1338811760913499081788620779236052671523428211351879698888563

Din calculul aporturilor i degajrilor de cldur a rezultat o valoare maxim Qmaxap+deg = 56 975 W. BILANUL TERMIC DE IARN AL NCPERILOR VENTILATE (pierderi de cldur , degajri de cldur de la oameni, i de la alte surse interioare).

Sarcina termic de iarn este dat de expresia :

Qi=QSi-Qp unde :

QSi= reprezint degajrile de cldur de la sursele interioare Qp= pierderile orare de cldur ale ncperii calculate conform STAS1907/81

QSi= Qncperi alturate+Qoameni+Qiluminat+Qmaini acionate electric

Qp= qsp x V x (ti,i te)

n care :

qsp= ncrcarea termic a ncperii qsp = (0,70,9) W/m3K

V= volumul ncperii V = 2 240 m3ti,I = 21C

te = -18C

Qp = 69 888 W = 69.888 KW

Qs,v,o = 11 700 W Qs,I = 5 850 W

Qi = 5.85 69.888 = - 64.038 KW

BILANUL DE UMIDITATE AL NCPERILOR VENTILATE, VARA I IARNA.

Bilantul de umiditate al incaperilor ventilate sau climatizate se calculeaza atat in situatia de iarna cat si in cea de vara cu relatia:

G = Gdeg Gcons [Kg/s] Gdeg - degajari de umiditate de la sursele interioare

Gcons - consumurile de umiditate in

Interiorul incaperii

a) Degajarile de umiditate:

Gv = Gvo + Gvmanc + Gv alte surse

Gvo = N x gom [Kg/s] - dependenta de temperatura interioara

si gradul de efort

gom = ql/(hv x 1000) [Kg/(s x pers)]

ql - degajarea de caldura latenta a omului

hv entalpia vaporilor de apa la temperatura corpului uman la tom = 37 Cql = 55 W/om

hv = 1,86 x tom + 2500 [KJ/Kg] => hv = 2568,82 [KJ/Kg]gom = 21,4 x 10-6 [Kg/(s x pers)]

G = Gvo = N x gom = 21,4 x 10-6 x 90

G = 1,92 x 10-3 [Kg/s]

Gi = Gv,o/2

Gi = 0.96 x 10-3 [Kg/s]

b) Consumurile de umiditate:Consumurile de apa sunt realizate de materiale higroscopice de suprafetele reci pe care se poate produce condensarea vaporilor de apa. De obicei aceste consumuri sunt nule in incaperile ventilate sau climatizate.

Raza procesului:

a) Vara: v = Qv/Gv [kJ/Kgvap]

v = 56.975 / 1.92 * 10-3 v = 29 674 kw/(kg/s)

b) Iarna: i = Qi/Gi [kJ/Kgvap]

i = -66 706.25 kw/(kg/s)

CALCULUL DEBITULUI DE AER. DEBIT DE AER SPECIFIC. NUMR ORAR DE SCHIMBURI. MSURI SUPLIMENTARE PENTRU REDUCEREA DEBITULUI DE AER DE VENTILARE. CALCULUL DEBITULUI MINIM DE AER PROASPT

Perioada de var

Metodologia de determinare a debitului de aer este urmtoarea :

1. Se nscrie n diagrama i-x punctul de stare a aerului interior pentru var, Iv, pe baza temperaturii i umiditii relative adoptate pe considerente de confort sau tehnologice. Se citesc parametrii ii i xi care intervin n calculul debitului de aer.

2. Se consider raza procesului v, pe baza raportului dintre bilanul termic, Qv i bilanul de umiditate, Gv :

v=Qv/Gv

Valoarea v obinut se marcheaz pe scara marginal a diagramei i-x cu care se lucreaz sau se construiete grafic.

v = 29 674 kw/(kg/s)

3. Se duce prin punctul Iv o paralel la raza procesului, determinat anterior. Pentru a obine direcia corect a razei procesului se unete punctul 00C cu valoarea razei nscris pe marginea diagramei.

4. Se stabilete temperatura aerului refulat, tc, plecndu-se de la valorile recomandate ale diferenei de temperatur dintre aerul interior, ti i cel refulat, tc, t=ti-tc. Pentru sistemul de ventilare sus-sus cu refularea aerului n sus, n afara zonei de lucru t=5100C.

5. Se intersecteaz paralela la v, dus prin Iv, cu dreapta de temperatur tc=ti-t. Punctul rezultat care se noteaz cu Cv reprezint starea aerului climatizat cu care acesta este introdus n ncpere. Aerul introdus, de stare Cv, preia din ncpere cldura i umiditatea n exces, evolund pe dreapta CvIv de la Cv spre Iv i este evacuat din ncpere cu starea Iv. Se citesc grafic parametrii punctului Cv(hc,xc).

6. Se calculeaz debitul de aer necesar pentru evacuarea cldurii i umiditii n exces cu una din relaiile :

L=Qv/(hi-hc)=Gv/(xi-xc)

Dei teoretic valorile rezultate din cele dou relaii ar trebui s fie identice, corespunztoare condiiei puse de preluare simultan a cldurii i umiditii, debitul de aer, L, determinat cu prima relaie nu corespunde totdeauna exact cu cel determinat cu cea de-a doua relaie din cauza erorii cu care se citesc valorile h i x. Dac diferenele nu sunt prea mari, respectiv ordinul de mrime este acelai, se va adopta debitul determinat pe baza diferenei de entalpii pentru care corespunde o eroare de citire mai mic. n caz contrar se va verifica corectitudinea stabilirii punctului Cv.

L = Qv/(hi-hc)

hi = 48.1

Lv = L/c

Lvh = Lv x 3600

V = 2 240 m3 = Lvh/V

tc (C)tc (C)hc (kJ/kg)L (kg/s)c (kg/m3)Lv (m3/s)Lvh (m3/h) (h-1)

52042.510.3591.1998.63931100.413.88

619418.1391.2036.7652435410.87

718407.1211.2065.90421254.49.48

81738.55.9971.2114.95217827.27.95

91637.55.4261.2154.465160747.17

101536.54.9541.2184.06714641.26.53

Perioada de iarn

Cnd debitul de aer, L, se menine acelai i pentru perioada de iarn, urmeaz s se recalculeze parametrii aerului refulat. Se cunosc : sarcina termic de nclzire, Qi, sarcina termic de umiditate, Gi i debitul de aer, L. Scriind cele dou ecuaii de bilan termic i respectiv de umiditate :

Qi=L*(hi-hc)

Gi=L*(xi-xc)

Se obin parametrii aerului refulat iarna, Ci :

hc=hi-(Qi/L) = 50.8xc=xi-(Gi/L) = 6.99

n realitate este suficient determinarea unui singur parametru, hc, xc, pentru c se cunoate i raza procesului i. Ducnd prin Ii o paralel la i, la intersecia cu hc sau xc rezult punctul cutat Ci.

Debitul specific de aer

Reprezint raportul dintre debitul de aer, L i numrul de persoane, N.

Ls=L/N Numrul orar de schimburi de aer

Reprezint raportul dintre debitul de aer, L i volumul ncperii, V.

N=L/V = 7 h-1Calculul debitului minim de aer proaspt

Debitul de aer L, calculate conform paragrafelor de mai sus, este determinat din conditiile de preluare simultana a caldurii si a umiditatii din incaperile deservite. Deoarece climatizarea sau ventilarea trebuie sa se realizeze cu consumuri reduse de energie, se doreste ca o mare parte a debitului de aer sa fie recirculat. Pentru a mentine calitatea aerului interior la un nivel acceptabil nu se poate recircula intreg debitul de aer, urmand ca o parte a aerului de ventilare sau climatizare sa fie preluat din exterior.

Debitul minim de aer proaspat Lp, se calculeaza pentru a satisface urmatoarele trei conditii:

de diminuare a nocivitatilor

de realizare a conditiilor igienico sanitare

de realizare a racordului de aer proaspat

Lp = max (Lp1, Lp2, Lp3 )

1) Conditia de diluare a CO2Lp1 = Yco2/ (Ya-Yr) = No*gco2/(Ya-Yr)

Ya = concentratia maxima admisibila de CO2 din aerul interior

Yr = concentratia de CO2 din aerul exterior

gco2 = debitul de CO2 specific emis de o persoana

Ya = 1.75 g/m3 - incaperi in care oamenii se afla periodic

Yr = 0.5 - oras, mediu rural

No = 90

gco2 = 35g/h

Lp1 = 2 520 m3/h

2) Conditia de diluare a fumului de tigara

Lp2 = Lsp x No [m3/h]

Lsp = 25 m3/h*pers fumat interzis

Lp2 = 2 250 m3/h

3) Conditia de 10%

Lp3 = 0.1 x Lvh Lvh = 16 074 m3/h

=>Lp3 = 1 607.4 m3/h

1), 2), 3) => Lp = 2 520 m3/h REPREZENTAREA PROCESELOR DE TRATARE COMPLEX A AERULUI N DIAGRAMA I-X, VARA I IARNA

Scopul acestor reprezentri l constituie stabilirea numrului i a succesiunii elementelor componente ale agregatului de tratare a aerului, necesare pentru modificarea parametrilor aerului de la starea exterioar sau a amestecului pn la cea corespunztoare aerului climatizat, cu care acesta este refulat n ncpere. Cum n aceste transformri are loc modificarea parametrilor de stare i unui anumit debit de aer determinat anterior ntre o stare iniial i o stare final (cel climatizat) consumul energetic total nu depinde de drumul urmat, diversele modaliti folosite pentru tratarea complex vara sau iarna, includ o succesiune de procese termodinamice simple, realizabile n diferite variante tehnice cu anumite aparate. Evident, aceast succesiune este influenat i de poziia de control i reglare automat a acestor parametrii. Oricare din variantele adoptate presupune trei etape importante i anume :

1. Definirea punctelor de stare care intervin n transformarea respectiv i care, mpreun cu debitul de aer, devin ipotezele necesare pentru dimensionarea elementelor componente ale agregatului.

2. Trasarea propriu zis a proceselor n diagrama i-x, definirea lor i eventual nominalizarea aparatelor necesare pentru realizarea fiecrui proces simplu parte.

3. Alctuirea schemei tehnologice a agregatului necesar pentru tratarea complex a aerului, care include practic aparatele rezultate la punctul 2, n succesiunea dat. Cum ntre o anumit modalitate de tratare complex a aerului i schema tehnologic a agregatului exist o coresponden biunivoc, n final agregatul de tratare complex a aerului va trebui s includ suma elementelor necesare proceselor de iarn i de var, cele comune urmnd a fi dimensionate pentru situaia cea mai defavorabil, verificndu-se pentru cealalt situaie.

Procese de tratare a aerului pentru sisteme de climatizare prin amestec

proces de tratare iarna cu umidificare adiabatic

Param.\Pct.EiIiCMPR

t (C)-18213314.518.215

h (kJ/kg)-183950.828.923232

x (g/kg)0.676.995.865.866.99

(%)804523554263

Pentru trasarea procesului de tratare se cunosc din etapele anterioare de calcul urmtoarele elemente:

starea aerului exterior Ei, prin parametrii te i x e; Ei(-18; 0.6) starea aerului interior Ii, prin parametrii ti i i; Ii(21; 44) sarcina termic i sarcina de umiditate de iarn Qi i Gi;(-64.038; 0.96 x 10-3) debitul de aer necesar pentru climatizare L, debitul de aer proaspt Lp i debitul de aer recirculat Lr.(16 074; 2 520; )Etapele trasrii procesului de tratare sunt urmtoarele:

se amplaseaz punctele cunoscute n diagrama h x;

se determin parametrii aerului climatizat pentru situaia de iarn cu relaiile;

; [kJ/kg];

[g/kg]

hc = 50.8 [kJ/kg] xc = 6.99 [g/kg] se determin raza procesului i = i se traseaz aceast dreapt n diagrama h-x i apoi o paralel la aceast dreapt prin punctul Ii; i = -66 706.25 kw/(kg/s)

se amplaseaz punctul C n diagrama h - x la intersecia lui xc cu hc i se verifica dac acesta se afl pe dreapta paralel la i, dus prin punctul Ii ; se determin parametrii aerului amestecat M, cu relaiile;

hM =; [kJ/kg]; xm = [g/kg]Lr = L Lp = 5.426 0.959 = 4.467 kg/s hM = 28.92

xM = 5.86 i se amplaseaz punctul M n diagrama hx, la intersecia celor doi parametri verificndu-se ca punctul s se afle pe dreapta care unete punctele Ii i Ei se determin punctul R la intersecia dreptei xc cu curba r = 90%;

se determin punctul p la intersecia dreptei hr cu dreapta xm;

se unesc punctele M, P, R, i C obinndu-se procesul de tratare prezentat n figura care este realizat din urmtoarele procese simple:

- Ii +Ei = M

- proces de amestec;

- M P

- proces de prenclzire;

- P R

- proces de umidificare adiabatic;

- R C

- proces de renclzire;

- C I

- proces n ncpere;

pentru a putea realiza i procesele de var schema agregatului se va completa cu elementele necesare.

Sarcinile termice ale bateriilor de nclzire pentru procesul de tratare cu aer amestecat vor fi:

- bateria de prenclzire BP : Q BP = L (hp - hm) L ( tp - tm ) [Kw]

Q BP = 16.71 KW

- bateria de renclzire BR: Q BR = L (hC hR) L ( tC tR ) [Kw] Q BR = 102 KW Consumul de ap pentru umidificare este: Ga = L ( xR xM) [g/s]

Ga = 6.13 KW

proces de tratare vara cu rcire i umidificare adiabatic

Param.\Pct.EvIvCMURU

t (C)31.4251526.216.814.914.9

h (kJ/kg)6248.53950.8838.538.535.8

x (g/kg)11.89.49.399.828.69.328.3

(%)40458846729079

Procesul de tratare cu rcire i umidificare se va utiliza n una din situaiile:

- exist o camer de umidificare adiabatic necesar pentru procesul de tratare iarna - procesul de rcire nu poate fi realizat deoarece xM < xR;

- procesul de rcire ar fi realizat neeconomic datorit temperaturii tBR, prea ridicate a bateriei de rcire.

Procesul se va trasa astfel:

- se amplaseaz punctele cunoscute Iv, Ev, C n diagrama h-x;

; [kJ/kg];

[g/kg]

hc = 39 [kJ/kg] xc = 9.39[g/kg]

- se determin parametrii aerului amestecat cu relaiile

hM =; [kJ/kg]; xm = [g/kg]

hM = 50.88

xM = 9.82

- se determin punctul R la intersecia dreptei xc cu curba R = 90%;

- se unete punctul M cu punctul T aflat la intersecia curbei = 100% cu temperatura medie a bateriei de rcire tBR (valoarea standard de 9,5C).

- se determin punctul U la intersecia dreptei MT cu dreapta hR

- se unesc punctele u, R i C obinndu-se procesul de tratare reprezentat n fig. 13.2.3, care are n componen urmtoarele procese simple de tratare:

- Ev +Iv = M

- proces de amestec;

- MU

- proces de rcire cu uscare;

- UR

- proces de umidificare adiabatic;

- RC

- proces de renclzire;

- CI

- proces n ncpere.

Dac agregatul de tratare de iarn are n componen o camer de umidificare cu abur, procesul se va modifica astfel:

Aerul amestecat de stare M se va rci pn la starea U1,care are temperatura Tr, se umidific izoterm pn la starea r dup care se va renclzi pn la starea C.

Agregatul va avea forma prezentat n figura 13.2.3.a i are n componen: camera de amestec CA, filtru de aer F, baterie de prenclzire a aerului amestecat BPI (care nu funcioneaz n perioada de var), baterie de rcire BR, camer de umidificare cu ap CU, baterie de renclzire BRI i ventilator V.

(elementele desenate punctat nu funcioneaz n perioada de var)

Fig.13.2.3. Proces de tratare vara cu rcire i umidificare adiabatic

Sarcinile bateriilor de rcire i nclzire sunt:

bateria de rcire: BR = L ( hm hU)

[kW]

BR = 67.17 KW bateria de renclzire Bri = L (hC-hR) = L ( tC- tR) [kW]

Bri = 2.713 KWCantitatea de vapori de ap consumat n proces va fi:

G = L ( xR xU )

[g/s]

G = 3.9 KW

PAGE - 31 -

_1178135779.unknown

_1178217995.unknown

_1356693011.unknown

_1356693059.unknown

_1341253988.unknown

_1178135817.unknown

_1178136283.unknown

_1178136295.unknown

_1178135791.unknown

_1129283029.unknown

_1151074525.unknown

_1170835961.unknown

_1129219942.unknown