An de studiu si grupa: an IV IC

DATE DE PROIECTARE:

1. Destinatia cladirii : constructie climatizata
2. Localitatea: Baia Mare
3. Elemente delimitatoare ale incaperilor studiate:
• Terasament
• Pereti exteriori
• Ferestre, usi

4. Parametrii aerului interior (conform STAS 1907/2-90)
• Vara:  t_i=27,75^oC φ_i=50%
• Iarna: t_i=22^oC             φ_i=50%

5. Numarul ocupantilor: 1 persoana/ 4mp
6. Puterea instalata: lumina 10,5 W/mp, forta 1,5 KW/incapere
7. Alte degajari nocive: CO₂
8. Incaperile studiate: 3 birouri ateliere proiectare, la etaj
9. Sistem de ventilare: Sus-Sus
10. Alte date: incarcarea termica a incaperii este q=30-35 W/m³, cladirea este S+P+1, (3 incaperi climatizate la ultimul nivel), suprafata minima a unei incaperi este de 54-81mp.

BORDEROU

A.    PIESE SCRISE:

B.    PIESE DESENATE:

MEMORIU TEHNIC JUSTIFICATIV

In cadrul proiectului s-a dimensionat instalatia de climatizare pentru trei incaperi dintr-o cladire situata in municipiul Suceava avind orientarea fatadei principale Vest. Incaperile au urmatoarele destinatii:

1.     Atelier proiectare S= 60,00 m² 15 ocupanti

2.     Atelier proiectare S= 90,00m² 22 ocupanti

3.     Atelier proiectare S= 60,00 m² 15 ocupanti

Parametrii climatici de calcul s-au determinat pe baza prescriptiilor STAS 6648/1,2-82 si STAS 1907/1,2-97. Cladirea se incadreaza in categoria a III-a pentru care STAS 6648/1-82 recomanda gradul de asigurare 90%. Parametrii climatici de calcul sunt prezentati in tabelul centralizator.

In urma efectuarii bilanturilor termice, de umiditate, de substante nocive si a determinarii debitelor s-a obtinut: debitul de aer pentru perioada de vara si iarna de 8300 m³/h, debitul de aer proaspat fiind de 1600 m³/h.

In urma reprezentarilor starilor aerului in diagrama I-x au rezultat urmatoarele procese de tratare:

Pentru perioada de iarna: preincalzirea aerului exterior, amestec aer interior - exterior si incalzirea directa a aerului rezultand aerul refulat.

Pentru perioada de vara: amestec aer interior - exterior, uscare si racire politropica, reincalzire.

Amplasarea centralei de climatizare se face la parter, intr-un spatiu special amenajat.

Pentru centrala de climatizare s-au dimensionat: camera de amestec, filtrele de praf, bateria de incalzire si camera de pulverizare.

Camera de amestec se realizeaza din tabla avand dimensiunile 1200x1700x1200 mm si este prevazuta cu usa de acces etansa de dimensiunile 1500x700 mm.

Filtrele de praf sunt cu celule in V si scoatere frontala de tip FCVF I-2, avand o caseta in plan vertical si doua in plan orizontal. Debitul specific de aer filtrat este de 5600 m³/m²h. Pierderea de presiune prin filtru este de 18 mmCA in stare colmatata si 12 mmCA in stare curata. Materialul filtrant este tesatura.

Suprafata frontala a bateriei de incalzire este de 0,291 m², cu un circuit si un rand de tevi cu pasul aripioarelor de 2 mm. Dimensiunile bateriei de incalzire sunt de 1050x300 mm. Bateria functioneaza cu agent termic apa calda 90/70^oC.

Camera de umidificare functioneaza doar in regim politropic vara utilizand apa rece cu temperatura de 10^oC. Este formata dintr-un registru cu sensul de pulverizare in contracurent.

Pentru circulatia apei s-a ales o pompa Wilo IP20, cu debit de 2872 Kg/h si Hnec=20 mCA si un randament de 90%.

Sistemul de ventilare fiind sus-sus tubulatura de introducere si evacuare din incaperi este mascata din considerente arhitectonice de un tavan fals.

Pentru refularea aerului in incaperi se folosesc guri de refulare dreptunghiulare cu dimensiunile:

1.     atelier de proiectare4 buc.520x250 mm

2.     atelier de proiectare4 buc.760x250 mm

3.     atelier de proiectare4 buc.520x250 mm

Gurile de evacuare sunt amplasate la partea superioara a peretilor incaperilor si au sectiune dreptunghiulara:

1.     atelier de proiectare1 buc. 800x800 mm

2.     atelier de proiectare1 buc. 990x990 mm

3.     atelier de proiectare1 buc. 800x800 mm

Canalele de aer sunt executate din tabla zincata cu sectiune dreptunghiulara, dimensiunile pe fiecare tronson fiind redate tabelar in breviarul de calcul.

Alegerea ventilatoarelor s-a facut astfel incat sa acopere pierderea de sarcina totala din instalatie si sa asigure debitul necesar.

S-a ales ventilatorul de introducere VS18 cu turatia n= 800 rot/min si puterea P=1,5 Kw si ventilatorul de evacuare VS 4 cu n=400 rot/min si puterea de 0,5 KW.

BREVIARUL DE CALCUL

1. DETERMINAREA PARAMETRILOR CLIMATICI

Dimensionarea instalatiilor de ventilare si climatizare necesita stabilirea parametrilor climatici de calcul pentru interiorul incaperilor si pt. mediul ambiant, in regim de vara si in regim de iarna pe baza unor metodologii de calcul si a unor prescriptii impuse de normative.

1.1. PARAMETRII CLIMATICI EXTERIORI DE CALCUL

1.1.1. SITUATIA DE VARA

Parametrii climatici exteriori de calcul ai instalatiilor de climatizare in general sunt cei ai lunii iulie. Pentru incaperi ocupate intermitent in perioada de vara se pot utiliza valorile parametrilor climatici ai lunilor iunie sau august. Parametrii de calcul din sezonul cald sunt urmatorii:

A.     Temperatura aerului exterior t_e [^oC]

In instalatia de ventilare si climatizare se utilizeaza urmatoarele notiuni:

a)     Temperatura efectiva a aerului exterior t_e, utilizata la calculul aporturilor de caldura din exterior prin elemente de constructiecu sau fara inertie termica.

t_e=t_em+cA_z [^oC]

unde:

t_em- temperatura medie zilnica care se da in functie de localitate si de gradul de asigurare in care este incadrata localitatea;

c- coeficient de corectie pentru amplitudinea oscilatiei zilnice a temperaturii aerului exterior;

A_z- amplitudinea oscilatiei zilnice a temperaturii in functie de localitate;

b)     Temperatura de calcul a aerului exterior t_ev, necesara pentru reprezentarea punctului de stare a aerului exterior in diagrama I-x. Se calculeaza cu relatia:

t_ev=t_em+A_z [^oC]

2. Continutul de umiditate a aerului exterior x_e [g/Kg]

Este necesar pentru reprezentarea punctului de stare a aerului exterior, se stabileste in functie de gradul de asigurare.

3. Intensitatea radiatiei solare I, pe suprafete verticale si orizontale

La elemente de constructie cu inertie termica se utilizeaza relatia:

I=a₁a₂I_D+I_d [W/m²]

I_m=a₁a₂I_Dm+I_dm [W/m²]

unde:

a₁- factor de corectie functie de starea atmosferica;

a₂- factor de corectie pentru localitati situate la altitudini mai mari de 500 m;

I_m- intensitatea medie a radiatiei solare;

I_D,I_Dm- intensitatea radiatiei solare directe orare respectiv medie zilnica pentru luna iulie

I_d,I_dm- intensitatea radiatiei solare difuze orare respectiv medie zilnica pentru luna iulie;

La elementele de constructie fara inertie termica avem relatiile:

I=a₁a₂I_D^max+I_d^max [W/m²] pentru suprafete direct insorite

I=I_D^max [W/m²] pentru suprafete umbrite

unde:

I_D^max, I_d^max- intensitatile maxime directe respectiv difuze;

D.    Viteza vantului v[m/s], reprezinta mai putina importanta pentru perioada de vara, deoarece zilele puternic insorite sunt practic lipsite de o viteza de miscare a aerului.

1.1.2 SITUATIA DE IARNA

1. Temperatura aerului exterior t_e [^oC]

Se alege conform STAS 1907/1-80 corespunzator zonei de temperatura in care este incadrata localitatea respectiva.

2. Continutul de umiditate al aerului exterior x_e [g/Kg], se alege din tabele in functie de temperatura de calcul a aerului exterior.

C.    Viteza vantului v[m/s], influenteaza necesarul de caldura pentru incalzirea aerului infiltrat. Valorile de calcul pentru viteza vantului se stabilesc conform STAS 1907-80.

1.2. PARAMETRII CLIMATICI INTERIORI DE CALCUL

1.2.1. SITUATIA DE VARA

Principalele marimi care intervin sunt urmatoarele:

1. Temperatura interioara de calcul t_i [^oC], este temperatura aerului masurata in centrul incaperii la o inaltime de 1,5 m de la pardoseala. Se calculeaza cu relatia:

t_i=10+0,5t_ev [^oC]

2. Umiditatea relativa a aerului interior φ_i [%], este folosita la reprezentarea punctului de stare, influentand starea de confort si procesele tehnologice. Este cuprinsa in intervalul 40-60%.

C.    Viteza aerului v[m/s], are valori maxime impuse din considerente de confort termic. Pentru instalatiile de climatizare se poate adopta o viteza a aerului in zona de lucru cuprinsa intre 0,1-0,3 [m/s].

1.2.2. SITUATIA DE IARNA

A.     Temperatura de calcul a aerului interior t_i [^oC], se adopta conform STAS 1907/2.

B.     Umiditatea relativa a aerului interior φ_i [%], se alege corespunzator cerintelor de confort.

C.     Viteza de miscare a aerului v_i [m/s], se pastreaza in aceleasi limite ca si vara.

Toate citirile din diagrama au fost verificate cu relatia analitica:

i=t+(2500+1,84t)x

Valorile rezultate din calcul, precum cele rezulatate din STAS-uri sunt centralizate in tabelul aferent. Ca valori de plecare avem:

Vara - exterior: pentru gradul de asigurare 90% si localitatea Baia Mare, rezulta din STAS 6648/1-82

t_em=23,7^oC

x_clim=11,8 g/Kg

A_z=6

t_ev=t_em+A_z=23,7+11,8=35,5 ^oC,

Cu valorile de mai sus s-a obtinut din diagrama φ=30%, i=67 Kj/Kg;

Vara - interior:

t_i=10+0,5 t_ev=27,75^oC, si cu φ=50% rezulta din diagrama x=11,5 g/Kg, i=57 Kj/Kg

Iarna - exterior, conform STAS 1907, pentru localitatea Baia Mare rezulta t_e=-18 ^oC si corespunzator acestei valori rezulta din tabele x=0,6 g/Kg. Cu aceste valori din diagrama I-x a rezultat φ=60%,i=-18 Kj/Kg .

Iarna - interior, conform STAS 1907 rezulta t_i=22 ^oC si pentru φ=50% rezulta i=43 Kj/Kg si x=8,4 g/Kg.

2. BILANTUL TERMIC

2.1. BILANTUL TERMIC DE VARA

ΔQ=Q_ap+Q_deg [W]

unde:

Q_ap- aporturile de caldura din exterior, prin insolatie:

Q_ap=Q_PE+Q_FE+Qi [W]

unde:

Q_PE- fluxul termic patruns din exterior prin elemente inertiale [W];

Q_FE- fluxul termic patruns din exterior prin elemente neinertiale (ferestre, luminatoare), [W];

Q_i- fluxul termic patruns din incaperi invecinate [W];

Q_deg- degajarile de caldura de la sursele interioare:

Q_deg=Q_om+Q_il+Q_M+.+Q_as [W]

unde:

Q_om- caldura degajata de oameni [W];

Q_il- caldura degajata de instalatiile de iluminat [W];

Q_M- caldura degajata da masini si utilaje actionate electric [W];

Q_as- caldura degajata de alte surse cu temperatura mai ridicata decat ale aerului interior [W];

2.1.1. APORTURILE DE CALDURA PRIN INSOLATIE

1. Calculul aporturilor de caldura prin elemente cu inertie termica

Q_PE=S_PE*q_PE [W]

q_PE=(t_sm-t_i)+f(t_s-t_sm) [W]

unde :

S_PE- suprafata elementului deconstructie elementului deconstructie considerat [m²] ;

R_oj- rezistenta termica a elementului de constructie opac [m²K/W] ;

t_i- temperaturade confort vara a incaperii [^oC] ;

t_sm- temperatura medie a aerului insorit [^oC] ;

t_s- temperatura aerului insorit [^oC] ;

t_s=t_e+ ;

unde :

t_e- temperatura efectiva a aerului exterior, conform STAS 6648/2-82 ;

A- coeficient de absorbtie a radiatiei solare ;

- coeficient de convectie termica exterioara a elementului de constructie ;

I- intensitatea radiatiei solare, conform STAS 6648/2-82 [W/m²] ;

t_sm=t_em+ ;

unde :

t_em- temperatura medie zilnica a aerului exterior, conform STAS 6648/2-82 [^oC];

I^m- intensitatea medie zilnica a radiatiei solare, conform STAS 6648/2-82 [W];

f- coeficient de amortizare a oscilatiilor de temperatura.

Coeficientul de amortizare a oscilatiilor de temperatura se alege in functie de orientarea incaperii si intarzierea oscilatiilor de temperatura ce se resimt in incapere ε.

ε=2.7xD;

unde:

D- indicele de inertie termica pentru elementul de constructie considerat, conform STAS 1907-1;

2. Calculul aporturilor de caldura prin elemente fara inertie termica (ferestre)

Q_PE=Q_I+Q_T;

Q_I=c₁xc₂xc₃xmx(S_ixI_D^max+SxI_d^max);

unde:

c₁- coeficient de calitate a ferestrei, adimensional in functie de tipul sticlei si alcatuirea ferestrei;

c₂- coeficient de ecranare a ferestrei, adimensional, in functie de tipul dispozitivului de ecranare si de locul de montaj;

c₃- raportul dintre aria geamului si aria totala a ferestrei;

m- coeficient de acumulare a fluxului termic radiant in elemente delimitatoare ale incaperii, reprezinta raportul dintre fluxul termic efectiv cedat aerului exterior si fluxul maxim radiant patruns prin ferestre. Coeficientul m se alege conform STAS 6648/1-82, in functie de coeficientul mediu de asimilare a termica a incaperii S_med calculat cu relatia:

S_med=;

unde:

s_j- coeficientul de asimilare termica a elementului de constructie [W/m²C];

S_j- suprafata elementului de constructie [m²];

S_i- aria insorita a ferestrei [m²];

S- aria totala a ferestrei (aria golului de zidarie) [m²];

I_D^max, I_d^max- intensitatile maxime ale radiatiei solare directe, respectiv difuze.

S_i=(B-b_u)(H-h_u) [m²];

B,H- latimea, respectiv inaltimea ferestrei [m²];

b_u,h_u- latimea, respectiv inaltimea umbrei in planul ferestrei;

b_u=c₁^'xs₁;

h_u=c₂^'xs₂-h₁;

s₁,s₂- latimea elementului de umbrire in plan orizontal, respectiv in plan vertical;

c₁,c₂- coeficienti in functie de unghiul de inaltime si azimut solar;

Q_T=;

t_s^*- temperatura echivalenta de calcul a aerului insorit;

R_o- rezistenta termica globala a ferestrei, conform STAS 1907-1;

3. Calculul aporturilor de caldura din incaperi invecinate

Fluxul termic Q_i, patruns din incaperile invecinate se determina considerand transferul termic in regim stationar.

Q_i=S_PIx;

S_PI- suprafata peretelui interior prin care patrunde caldura din incaperea alaturata [m²];

- diferenta dintre temperatura incaperii invecinate si temperatura incaperii

respective [^oC];

R_o- rezistenta termica globala a elementului de constructie dintre incaperile invecinate, determinata conform STAS 1907-1 [m²K/W];

2.1.2. DEGAJARILE DE CALDURA ALE SURSELOR INTERIOARE

1. Degajarile de caldura ale ocupantilor

Degajarile de caldura umana depinde in principal de felul activitatilor desfasurate prin care se evidentiaza efortul fizic depus si de temperatura aerului interior. Ea se calculeaza cu relatia:

Q_om=Nxq_om [W]

unde:

N- numarul de persoane;

Q_om- degajarea totala de caldura a unei persoane [W/ocup.];

2. Degajarile de caldura ale instalatiilor de iluminat

Fluxul de caldura degajate de sursele de iluminat electric se determina cu relatia:

Q_il=N_ilxB [W];

unde:

N_il- puterea instalata a surselor de iluminat [W];

B- coeficient ce tine seama de partea de energie electrica transformata in caldura;

3. Degajari de caldura de la masini sau utilaje actionate electric

Se determina cu relatia:

Q_M=Ψ₁xΨ₂xΨ₃xΨ₄xN_M [W];

unde:

Ψ₁- coeficient de utilizare a puterii instalate, reprezentand raportul dintre puterea necesara si cea instalata;

Ψ₂- coeficient de incarcare, reprezentand raportul dintre puterea medie necesara si cea maxima;

Ψ₃- coeficient de simultaneitate in functionare, in cazul mai multor masini;

Ψ₄- coeficient de preluare a caldurii de catre aerul interior. In cazul masinilor care nu vehiculeaza agenti care parasesc camera Ψ₄=1;

N_M- puterea instalata [W];

Pentru calcule aproximative Ψ₁xΨ₂xΨ₃xΨ₄=0.12-0.16.

2.2. BILANTUL TERMIC DE IARNA

Bilantul termic de iarna se scrie sub forma:

ΔQ_i=Q_deg-Q_cons [W];

unde:

Q_deg- degajarile de caldura de la sursele interioare [W];

Q_cons- consumurile de caldura [W];

Q_deg= Q_om+Q_il+Q_M+.+Q_cs [W];

Q_cs- degajari de caldura de la corpuri statice [W];

Q_cs=Q_p[W];

Q_P- pierderile orare ale incaperii conform STAS 1907, [W];

Q_P=qxV [W];

V- volumul incaperii [m³];

q=30 [W/m³];

t_i- temperatura aerului interior [^oC];

t_e- temperatura de calcul a aerului exterior [^oC];

t_i^'- temperatura pana la care pierderea de caldura este preluata de instalatia de incalzire de garda [^oC];

Q_cons=Q_P+Q_a+Q_m+Q_u+Q_ac [W]

unde:

Q_P- pierderile orare de caldura ale incaperii [W];

Q_a- consumul de caldura pentru incalzirea aerului rece [W];

Q_m- consumul de caldura pentru incalzirea materialelor reci [W];

Q_u- consumul de caldura pentru evaporarea umiditatii [W];

Q_ac- alte consumuri de caldura [W].

2.3. BILANTUL DE UMIDITATE AL INCAPERILOR CLIMATIZATE

Relatia generala a bilantului de umiditate este:

ΔG_V=G_Vdeg-G_Vcons [Kg/s]

unde:

G_Vdeg- suma degajarilor de la sursele interioare;

G_Vcons- suma consumurilor de vapori de apa;

Degajarile de umiditate de la oameni se determina cu relatia:

G_Vom=Nxg_om [Kg/h];

unde:

N- numarul de persoane din incapere;

g_om- debitul de vapori degajati de o persoana determinat din

nomograma [Kg/oc.*h].

2.4. BILANTUL DE SUBSTANTE NOCIVE DIN INCAPERILE CLIMATIZATE

1. Degajarile de CO₂ de la oameni

Omul prin respiratie degaja o anumita cantitate de CO₂ :

G_CO2=Nxg_CO2 [Kg/h] ;

unde :

N- numarul de persoane ;

g_CO2- degajarile specifice de CO₂ din tabele [g/h*oc.]

2. Bilantul de umiditate

ΔG=G_deg-G_cons [Kg/h] ;

• Vara, g_o=130 [g/h*pers]
• Iarna, g_o=120 [g/h*pers]

3. CALCULUL DEBITULUI DE AER NECESAR PENTRU VENTILAREA UNEI INCAPERI

3.1. DEBITUL DE AER PENTRU INSTALATII DE CLIMATIZARE

1. PERIOADA DE VARA
• Se calculeaza raportul de termoumiditate ε al procesului si se marcheaza pe scara marginala a diagramei I-x

ε_v= [Kj/Kg] ;

• Se stabileste aerul refulat t_c, plecand de la valorile recomandate ale diferentei de temperatura dintre aerul interior si cel refulat :

Δt=t_i-t_c=4.8 [^oC] ;

• Se duce prin punctul I_V o paralela la directia schimbarii de stare pana se intersecteaza cu dreapta de temperatura t_c=t_i-Δt si se determina punctul C_V  reprezentand starea aerului climatizat care este refulat in incapere ;
• Debitul de aer se calculeaza cu relatiile :

L_V== [Kg/s] ;

B.     PERIOADA DE IARNA

In solutia debitelor pentru iarna si vara, se parcurg si pentru perioada de iarna aceiasi ca si pentru perioada de vara.

3.2. DEBITUL DE AER PENTRU DILUAREA SUBSTANTELOR NOCIVE

Calculul decurge dupa cum urmeaza:

Se determina debitul de substante degajate Y_i;

Se stabilesc concentratiile admisibile ale substantelor degajate in incapere c_ai ca si concentratia acelorasi substante in aerul exterior c_ri;

Debitul de aer va fi :

L_i= [Kg/s]

Daca in incapere se degaja substante cu actiune cumulativa, debitele de aer rezultate se insumeaza.

3.3. DEBITUL MINIM DE AER PROASPAT

In cazul in care debitul de aer calculat pe baza bilanturilor de caldura si umiditate este mai mare decat decat cel calculat pentru diluarea substantelor nocive, debit care constituie debitul minim de aer proaspat, atunci se admite recircularea partiala a aerului evocat.

Debitul de aer recirculat va fi:

L_rec=L-L_p [Kg/s];

Pentru incaperi din cladirile civile, debitul de aer proaspat rezulta din conditia diluarii bioxidului de carbon degajat de catre ocupanti:

L_p= [Kg/s];

unde:

G_CO2- cantitatea totala de bioxid de carbon degajata de ocupanti ;

c_a- concentratia admisibila de bioxid de carbon in incapere ;

c_r- concentratia de bioxid de carbon in aerul exterior ;

3.4. DETERMINAREA DEBITULUI DE AER PE BAZA DE INDICI

1. Metoda  numarului de schimburi orare

n= [h^-1] ;

unde :

L- debitul de aer [m³/h] ;

V- volumul incaperii [m³] ;

2. Metoda debitului de aer specific

L_s= [m³/h*pers] ;

unde :

L- debitul de aer [m³/h] ;

N- numarul de persoane ;

4. TRASAREA IN DIAGRAMA I-x A PROCESELOR DE TRATARE COMPLEXA A AERULUI

Tratarea complexa a aerului se realizeaza cu ajutorul unor procese simple, usor controlabile, astfel alese incat aerul sa ajumga la starea necesara. La alegerea schemei de tratare a aerului trebuie sa se tina seama de faptul ca acelasi agregat este folosit atat in regim de iarna cat si in regim de vara, precum si de schema de automatizare adoptata.

A.     Tratarea complexa a aerului vara

Se reprezinta in diagrama I-x punctele de stare : I, E, C, M

Se determina punctul R la intersectia dintre x_c si j=0,85.0,90

Pentru a se ajunge la starea aerului climatizat se folosesc urmatoarele procese de tratare : amestec, racire si uscare politropica, reincalzire. Procesul politropic de racire si uscare se obtine prin pulverizarea in curentul de aer a apei racite, provenite de la o sursa naturala sau artificiala.

B.     Tratarea complexa a aerului iarna

Se determina in diagrama I-x starile aerului interior I, exterior E si climatizat C 

Se preincalzeste aerul exterior rezultand punctul de stare al aerului P

Se determina si se reprezinta starea aerului de amestec M, la intersectia dreptei I-P, cu unul din parametrii x_M, sau i_M calculati cu relatiile :

i_M= [Kj/Kg]

x_M= [g/Kg]

Se incalzeste direct aerul de amestec M, rezultand starea aerului climatizat C

Pentru usurinta trasarii proceselor, parametrii punctelor de stare se grupeaza intr-un tabel.

5. DIMENSIONAREA SI ALEGEREA GURILOR DE AER

5.1. ALEGEREA GURILOR DE REFULARE

Procedeul de alegere si verificare este urmatorul :

Se cunoaste debitul de aer pentru ventilarea incaperii L [m³/h]. Astfel L₁ =2400 [m³/h] pentru atelier proiectare AP1, L₂ =3540 [m³/h] pentru atelier proiectare AP2, L₃ =2400 [m³/h] pentru atelier proiectare AP3.

Se impune vireza admisa in zona de lucru v_zl [m/s], rezultand o viteza v_zl= 0,20 [m/s].

Se stabileste inaltimea zonei de lucru h_zl si inaltimea gurii de refulare fata de zona de lucru h. Astfel h_zl= 1,5 m, si h= 1,5 m.

Se alege o gura de refulare, se calculeaza debitul refulat L_a [m³/h], impunand un numar n de guri de refulare. Astfel am ales patru guri de refulare dreptughiulare pentru fiecare incapere (dimensiunea nominala), rezultand debitele de refulare pe fiecare camera dupa cum urmeaza :4xL_a1=2400 [m³/h], 4xL_a2=3540[m³/h], 4xL_a3=2400 [m³/h].

Pentru h=1,5 m si v_zl=0,2 [m/s] am determinat viteza maxima in jet v_x=0,42 [m/s]

Se verifica repartizarea uniforma a gurilor de refulare in plan. Se pot alege distante s mai mari decat cele rezultate din nomograma, cu conditia ca : v_zl>0,1 [m/s]

5.2. DIMENSIONAREA GURILOR DE EVACUARE A AERULUI

Tipul si numarul gurilor de evacuare se determina pe criteriul unei amplasari uniforme sau concentrate in zonele in care exista posibilitatea acumularii noxelor. Sectiunea gurilor de evacuare poate fi circulara, dreptunghiulara, patrata sau fante prevazute cu plase, jaluzele, gratare, trafoare, etc. Am ales guri de evacuare rectangulare.

Suprafata totala a unei guri de aer se calculeaza cu relatia :

S_asp.= [m²];

unde:

L_a- debitul de aer aspirat [m³/h];

r- coeficientul sectiunii libere

v_o- viteza de aspiratie a aerului in sectiunea libera [m/s];

Am ales v_o= 4 [m/s] justificata de pozitionarea gurilor de aer la partea superioara a incaperii si este limitata de nivelul de zgomot admis in incaperi.

Calculul de verificare se face :

=

6. CALCULUL ELEMENTELOR COMPONENTE ALE CENTRALEI DE VENTILARE SI CLIMATIZARE

6.1. ALEGEREA CAMEREI DE AMESTEC

Spatiul in care se realizeaza amestecul de aer proaspat cu aerl recircult se poate realiza din zidarie sau tabla. Pentru a se asigura accesul personalului de intretinere se prevede o usa de acces etansa, cu deschidere spre exterior. Dimensionarea camerei de amestec se face constructiv, functie de sectiunea filtrului, realizand o viteza de miscare mica a aerului, sub 12 [m/s]. Camera de amestec se realizeaza din tabla cu usa etansa de acces avind dimensiunile 1200x1700x1200 [mm].

6.2. ALEGEREA FILTRELOR DE PRAF

Filtrele de praf sunt folosite pentru retinerea prafului din aerul proaspat si aerul recirculat. Am ales un filtru de praf static cu celule in V, si cu scoatere frontala.

Intrucat se monteaza pe canale de tabla au indicatorul T.

FCVF I-2- filtrele de praf cu celule in V si scoatere frontala au o caseta formata din doua celule. Numarul de casete in plan orizontal este de doua, iar in plan vertical este de una.

Alegerea filtrului se face in functie de suprafata de filtrare necesaraS

S= [m²], S==1,48, se alege din tabele filtru cu S= 1,5 [m²]

unde:

L=8300 [m³/h]- debitul de aer supus filtrarii,

L_sp=5600 [m³/m²*h]- debitul specific al materialului filtrant uscat, respectiv tesatura

Viteza efectiva de trecere a aerului prin materialul filtrant este:

v_ef== =1,53 [m/s]

Debitul corespunzator filtrului ales din tabel este 4920 [m³/h].

Materilul filtrant este tasatura.

Pierderea de sarcina la care se curata este de 18 [mmCA].

Rezistenta aeraulica de calcul este de 12 [mmCA].

6.3. ALEGEREA BATERIILOR DE INCALZIRE

Bateriile de incalzire sunt de tip IAICA si sunt schimbatoare de caldura de suprafata cu agent termic apa calda 90/70 [^oC]. Se compun din tevi cu aripioare, rama de fixare si sustinere, distribuitor -colector.

Sarcina termica a bateriei de incalzire:

Q_BI==Lx(i_C-i_M) [KW],

Q_BI=27,8[KW],

unde:

L- debitul de aer [Kg/h]

c- caldura specifica a aerului [Kj/Kg*K]

t₁- temperatura initiala a aerului [^oC]

t₂- temperatura finala a aerului [^oC]

i_C- continutul de caldura a aerului refulat [Kj/Kg]

i_M- continutul de caldura a aerului din camera de amestec [Kj/Kg]

Debitul de agent termic vehiculat este:

G_a= [Kg/s]

G_a=0,33 [Kg/s]

unde:

c_a- caldura specifica a apei [Kj/Kg]

T₁=90- temperatura intiala a apei [^oC]

T₂=70- temperatura finala a apei [^oC]

Temperatura medie logaritmica este:

Dt_m= [^oC]

Dt_m=66,28 [^oC]

unde:

Dt_max=T₁-t₂=73 [^oC]

Dt_min=T₂-t₁=60 [^oC]

Marimile au aceiasi semnificatie ca cele prezentate mai sus.

Am adoptat ca valori initiale:

w_opt=1,0 [m/s]- viteza de circulatia a apei prin tevi

(v*r)_opt=4,5 [Kg/m²*s]- viteza gravimetrica a aerului

r_a=965 [Kg/m³]- densitatea agentului termic apa calda (90/70^oC)

d_i=15 [mm]- diametrul nominal al unui circuit al bateriei de incalzire

Astfel:

n= [-] nr. de circuite ale bateriei de incalzire

n=1,93=2 circuite

Sectiunea de trecere a aerului se calculeaza cu formula:

A= [m²]

A=0,61 [m²] din calcul si se alege varianta standardizata imediat apropiata rezultand A=0,613 [m²], cu dimensiunile 1200x460 [mm]

Cu noile marimi adoptate am recalculat w si (vxr) rezultand:

w=0,93 [m/s]

(vxr)=4,5 [Kg/m²*s]

Am determinat K, coeficientul de transfer termic, din nomograme realizat in functie de w, (vxr), pasul lamelelor si numarul de randuri de tevi si calculat cu formula:

K_nec= [W/m²*K]

A rezultat K_ef=K₁₂=30,39 [W/m²*K]

unde:

K₁₂- coeficient de transfer termic pentru o baterie cu un rand de tevi si pasul aripioarelor p=2 [mm]

Pierderea de presiune pe partea de aer rezulta din nomograme functie de baterie si pentru K₁₂:

DH_aer=78,4 [Pa]

Pierderea de presiune pe partea de apa este:

DH_apa=DH_colector+DH_coturi+DH_tevi= 0,582 [mCA]

DH_colector=0,46 [mCA]- pentru un singur rand de tevi

DH_tevi=DH_txB_nx=0,09 [mCA]

DH_coturi=DH_cx()=0,032 [mCA]

unde:

N=6- numarul de tevi pe rand

R=2- numarul de randuri de tevi

n=1- numarul de circuite de tevi

B_n=900 [mm]- lungimea nominala a bateriei

H_n=610 [mm]- inaltimea nominala a bateriei

6.4. DIMENSIONAREA CAMEREI DE PULVERIZARE

Dimensionarea camerei de umidificare am facut-o pentru procesul politropic de racire si uscare vara.

Am determinat eficienta procesului de schimb de caldura si substanta:

E_nec==0,89 [-]

unde:

t_i=31 [^oC]- temperatura din camera de amestec, inainte de camera de umidificare

t_f=15,8 [^oC]- temperatura dupa camera de umidificare

t_a=14 [^oC]- temperatura apei

Astfel in functie de eficienta camerei de umidificare cu conditia E_max E_nec si din tabele am ales o camere de umidificare cu un plan de pulverizare si o lungime de 2050 [mm].

Sectiunea camerei de pulverizare se alege:

F==0,99 [m²] din calcul si se alege varianta de sectiune BxH=1000x1000 [mm].

unde:

L=1,78 [Kg/s]- debitul de aer tratat

(vxr)=4,5 [Kg/m²*s]- viteza masica a aerului si s-a ales pentru o pulverizare fina

Cu sectiunea aleasa se recalculeaza viteza masica rezultand (vxr)=4,5 [Kg/m²*s].

Pentru pulverizare fina am ales:

d_o=5 [mm]

p_a=2 [bar]

G_a=m_brxL=13811 [Kg*h]

unde:

G_a- debitul de pulverizare total [Kg*h]

Numarul total de pulverizatoare l-am determinat:

N= =50 pulverizatoare

unde:

q=290 [l/h]- debitul specific [Kg/h*buc.]

Densitatea pulverizatoarelor:

n==26 [buc/m²]

unde:

F_real=0,54 [m²]

n=20 [buc/m²]

Randamentul teoretic al camerei de pulverizare:

h=E_nec=91%

unde:

c_a- caldura specifica a apei [Kj/Kg*K]

m- coeficentul de pulverizare

m==3 [Kj/Kg*K]

t_i^'=19,93 [^oC]- temperatura initiala dupa temperatura termometrului umed

i_i=59,8 [Kj/Kg*K]- entalpia initiala a aerului

Temperatura initiala a apei:

t_ai= =12,18 [^oC]

Temperatura finala a aerului:

t_af= =13,31 [^oC]

Alegerea accesoriilor camerei de pulverizare:

Pompa de apa:

o      Debitul de apa: G_a=mxL=2,78 [Kg/s]

o      Presiunea necesara: H_nec=H_p+H_g+H_u=7,85 [bar]

unde:

H_p=5 [bar]- pierderile de sarcina pe conductele de refulare si aspiratie

H_g=0,85 [bar]- diferenta geodezica intre nivelul apei din bazinul camerei de pulverizare si pulverizatorul cel mai sus amplasat

H_u=2 [bar]- presiunea de utilizare la pulverizator

Filtru de apa : pt. pulverizare bruta am ales filtru de apa o plasa de sarma de alama cu ochiuri de 1,25x1,25 [mm] si debit specific q=1530 [m³/h*m²].

S_f===278 [m²]

Bazinul de apa : Inaltimea bazinului de apa l-am ales de 200 [mm] si diametrul filtrului d=300 [mm]

Separatoarele de picaturi : Se monteaza atat la intrarea cat si la iesirea din camera de pulverizare, executate din fasii de tabla zincata

7.DIMENSIONAREA CANALELOR DE AER

Forma canalelor de aer le-am ales in functie de spatiul disponibil, de cerintele estetice si din considerente economice. Se folosesc in general canale din tabla cu sectiune dreptunghiulara sau circulara, cu piesele de legatura aferente.

Dimensionarea se face prin metoda vitezelor descrescatoare spre gurile de aer. Valorile vitezelor se aleg din considerente de confort si destinatia incaperilor. Metoda presupune o alegere arbitrara a vitezelor, insa se obtin pierderi de sarcina mici.

Cunoscand debitul si viteza pe un tronson se determina sectiunea:

S_i= [m²]

Pierderea de sarcina:

Dp_t=

unde:

l- coeficient adimensional de rezistenta

l- lungimea tronsonului de canal

d_e- diametrul echivalent

Sx- suma rezistentelor locale

v_i- viteza medie pe tronsonul i

r_i- densitatea aerului la temperatura medie pe tronsonul i

R- pierderea de sarcina unitara liniara

z- pierderea de sarcina locala pe tronsonul considerat

i- indicele tronsonului

n- numarul de tronsoane;

8.ALEGEREA VENTILATOARELOR

Ventilatoarele au fost alese din conditiile de silentiozitate pe care trebuie sa le cunoasca si dupa locul de amplasare si pozitia de montaj.

Pierderea totala de sarcina se calculeaza cu relatia:

unde:

Dp_CA=8 [mmCA]- pierderea de sarcina in priza de aer si pe canalul de aer proaspat

Dp_CV=33,9[mmCA]- pierderea de sarcina in agregatul de ventilare sau climatizare

Dp_CR=10,9 [mmCA]- pierderea de sarcina pe canalele de aer

Astfel din tabelele corespunzatoare a rezultat in functie de pierderea de presiune si debitul de aer vehiculat:

o      Ventilatorul de introducere VS 18

o      Ventilatorul de evacuare VS 4