1

CURS VENTILARE SI CLIMATIZARE

MODULUL 1: Aer umed. Parametrii de calcul

1.1. Parametrii aerului umed. Diagrama aerului umed.

O bun� cunoa�tere a sistemelor de ventilare �i climatizare (alegere solu�ie tehnic�,

în�elegere mod de func�ionare, alegere corect� echipamente) necesit� însu�irea câtorva

no�iuni �i termeni de baz� privind aerul umed. De aceea, se prezint� mai jos parametrii

principali ai aerului umed �i defini�ia lor, m�rimile prezentate fiind indispensabile pentru

alegerea �i calculul solu�iilor tehnice de instala�ii de ventilare �i climatizare.

• Temperatura uscat�: se m�soar� cu ajutorul unui termometru cu bulbul ferit de

radia�ie (°C)

• Temperatura umed�: se m�soar� cu ajutorul unui termometru cu bulbul învelit în

tifon umed, în curent de aer (temperatur� de satura�ie izobar� �i adiabatic�) (°C)

• Temperatura punctului de rou�: temperatur� de satura�ie izobar� la con�inut de

umiditate constant; este egal� cu temperatura unei suprafe�e pe care vaporii de ap�

din aerul umed condenseaz� (°C)

• Con�inutul de umiditate, x: raportul dintre masa vaporilor de ap� �i masa aerului

uscat dintr-un volum de aer (kg/kg)

• Umiditatea relativ�: raportul dintre masa vaporilor de ap� dintr-un volum de aer �i

masa maxim� a vaporilor din acel volum, la satura�ie, la aceea�i temperatur� �i

presiune (%)

• C�ldura masic� (la presiune constant�) a aerului umed: c�ldura necesar� unui

kilogram de aer umed pentru a-�i ridica temperatura cu 1°C (kJ/Kg°C)

• Entalpia: C�ldura necesar� pentru a ob�ine izobar, (1+x)kg de aer umed de

temperatur� t, plecând de la 1kg de aer uscat �i de la x kg de ap� având temperatura

de 0°C (suma dintre entalpia aerului uscat �i a vaporilor de ap�) (kJ/kg)

2

Pentru u�urin�a oper�rii cu parametrii aerului umed, se utilizeaz� în mod curent

reprezent�ri grafice pentru parametrii aerului umed, denumite diagrame psihrometrice

(diagrame pentru aerul umed). Un punct dintr-o diagram� este definit prin doi parametri

iar ceilal�i se pot stabili prin citire, interpolând între valorile marcate. Reprezentarea

grafic� a rela�iilor dintre parametrii termodinamici ai aerului umed este foarte des

utilizat� datorit� posibilit��ilor de calcul rapid, cu o eroare neglijabil�, pentru calculele

practice aferente trat�rii complexe a aerului umed în instala�iile de climatizare. Prin acest

tip de reprezent�ri, se pot determina cu u�urin�� debitele de aer pentru ventilare mecanic�

�i climatizare, sarcinile termice ale bateriilor de r�cire/înc�lzire sau sarcinile de umiditate

ale camerelor de umidificare (cu ap� sau cu abur), precum �i evolu�ia aerului în interiorul

înc�perilor climatizate.

In România se utilizeaz� în mod curent diagrama construit� în axele de

coordonate entalpie – con�inut de umiditate (fig. 1).

Fig. 1: Diagrama aerului umed

Zon� aer nesaturat cu vapori de ap�

Zon� aer suprasaturat cu vapori de ap�

3

Planul unei diagrame psihrometrice este împ�r�it în dou� zone principale prin

curba de umiditate relativ� �=100% pe care se citesc m�rimile corespunz�toare st�rii de

satura�ie (starea limit� ce desparte fazele gazoas� �i lichid�). În instala�iile de climatizare,

se lucreaz� în zona de aer nesaturat, aferent� zonei de deasupra curbei de satura�ie (fig.

1).

1.2. Parametrii de calcul (exterior/interior)

a) Parametrii exteriori de calcul:

- situa�ia de var�:

- temperatura de calcul a aerului exterior se determin� cu rela�ia urm�toare:

tev = tem + Az

unde: tem – temperatura exterioar� medie a lunii iulie, corespunz�toare localit��ii în care

este amplasat� cl�direa �i gradului de asigurare, (°C); Az –amplitudinea oscila�iei zilnice a

temperaturii exterioare, (°C).

- radia�ia solar�: este caracterizat� printr-o varia�ie anual�, lunar� �i zilnic�

determinate de pozi�ia soarelui pe bolta cerului. Radia�ia este recep�ionat� la sol sub

form� de radia�ie direct� �i radia�ie difuz�.

- con�inutul de umiditate al aerului exterior este necesar pentru stabilirea

punctului de stare al aerului exterior; valoarea se determin� func�ie de localitate, pentru

gradul de asigurarea ales.

- situa�ia de iarn�:

- temperatura de calcul a aerului exterior se determin� în func�ie de localitate, cu

valoarea dat� în STAS 1907/1 (zone climatice)

- con�inutul de umiditate al aerului exterior corespunde unei umidit��i relative a

aerului exterior de iarn� de ϕe = 80 % �i pentru cele patru zone de temperatur� din �ara

noastr� are valorile indicate în tabelul de mai jos.

4

Valorile con�inutului de umiditate al aerului exterior

Zona climatic� Temperatura exterioar� de calcul (°C)

Con�inutul de umiditate al aerului exterior (g/kg)

I - 12 1,0 II -15 0,8 III -18 0,6 IV -21 0,4

b) Parametrii de calcul ai aerului interior:

Instala�iile de climatizare �i ventilare sunt realizate cu scopul de a men�ine în

interiorul înc�perilor deservite a unor parametri în limitele dorite de ocupan�ii acestora.

Parametrii aerului interior care pot fi controla�i cu ajutorul instala�iilor de

climatizare sau ventilare sunt: temperatura, umiditatea relativ� �i viteza curen�ilor de aer.

- situa�ia de var�:

- Temperatura aerului interior:

Temperatura aerului interior pentru instala�iile de climatizare tehnologice este

stabilit� pe baze tehnologice �i nu �ine cont de condi�iile de confort termic al ocupan�ilor.

Pentru instala�iile de climatizare de confort valoarea temperaturii aerului interior va trebui

aleas� astfel ca ocupan�ii s� aib� condi�ii de confort termic, �inând cont de nivelul de

izolare termic� a îmbr�c�mintei acestora �i de intensitatea muncii depuse.

Valoarea adoptat� pentru temperatur� în situa�ia de var�, nu trebuie s� fie foarte

mic� din motive economice �i fiziologice. O valoare foarte mic� a temperaturii aerului

interior va duce la ob�inerea unei sarcini de r�cire mare �i deci la o instala�ie

neeconomic�, cu debit de aer mare care ar crea senza�ia de prea rece �i riscul de �oc

termic la intrarea/ie�irea ocupan�ilor din înc�perea climatizat�.

Pentru instala�iile de climatizare de confort temperatura aerului interior se

determin� cu rela�ia:

ti = tev – (4-10) °C

De regul�, se adopt� o valoare întreag� care s� fie cuprins� între 22…27 °C.

- Umiditatea relativ� a aerului interior:

Aceast� m�rime influen�eaz� schimbul de c�ldur� latent� între om �i mediul

înconjur�tor �i se va adopta între limitele 45-60%, cu condi�ia s� fie cu cel pu�in 5% mai

5

mic� decât valoare corespunz�toare temperaturii interioare de pe curba de z�pu�eal�

indicat� în tabelul urm�tor.

Curba de z�pu�eal� Temperatura aerului interior (°C) 22 23 24 25 26 Umiditatea relativ� maxim� (%) 70 66 63 60 56

- Viteza aerului interior:

Viteza curen�ilor de aer în zona de �edere va fi aleas� în situa�ia de var� între

limitele de 0,1-0,3 m/s iar pentru instala�iile de ventilare mecanic� poate ajunge pân� la

valori de 0,5 m/s.

- situa�ia de iarn�:

- Temperatura aerului interior:

În situa�ia de iarn� se alege pentru instala�iile de climatizare tehnologice func�ie

de cerin�ele procesului tehnologic iar pentru cele de confort ti = 20-22°, func�ie de

cerin�ele investitorului.

- Umiditatea relativ� a aerului interior:

Umiditatea relativ� a aerului interior se adopt� ca �i în situa�ia de var� între

limitele 45-60%, acceptând valori mai mici decât cele posibile corespunz�toare

temperaturii aerului interior din curba de z�pu�eal�, pentru a evita pericolul apari�iei

condensului pe suprafe�ele interioare.

- Viteza aerului interior:

Viteza aerului interior se va adopta ca �i în situa�ia de var� având în vedere c�

debitul de aer vehiculat �i gurile de refulare sunt acelea�i.

Obs. În prezent multe dintre instala�iile de climatizare nu asigur� decât controlul

temperaturii, umiditatea relativ� a aerului interior fiind l�sat� s� varieze în limite mult

mai largi (30…70%), realizându-se astfel economii importante de investi�ie, dar mai ales

de exploatare, f�r� afectarea sensibil� a confortului ocupan�ilor.