Instalatii de VeNTILATIE SI climatizare

1 Generalitati

Aerul este un amestec gazos constituit din 78.1% azot, 21% oxigen si 0.9% alte gaze, cum ar fi argonul, dioxidul de carbon etc. Acestea sunt proportiile in care se gasesc principalele componente intr-un volum dat de aer uscat. Pe langa componentele amintite, aerul atmosferic contine si vapori de apa, particule solide, alte gaze aparute accidental, bacterii etc.

Temperatura, umiditatea si gradul de nocivitate sunt cele mai importante caracteristici ale aerului ambiant, avand influenta directa asupra sanatatii omului si asupra eficacitatii cu care isi desfasoara activitatea. Scopul instalatiilor de ventilatie si climatizare este tocmai realizarea unui mediu ambiant confortabil in diverse incaperi. In principiu, aceste instalatii se bazeaza pe circulatia aerului in incinta: aerul proaspat este introdus din exterior, preia nocivitatile (caldura, umiditate, gaze, praf etc.) aflate in exces in incapere, dupa care este evacuat.

Sistemele de ventilatie limiteaza temperatura si umiditatea din interiorul incaperilor, mentinandu-le in domenii de valori destul de largi si, totodata, inlatura noxele din aerul ambiant.

Ventilarea unei incaperi poate fi naturala sau mecanica.

Ventilarea naturala permite primenirea aerului dintr-o incinta sub actiunea vantului si a diferentei de temperatura (deci si de presiune) dintre exterior si interior. Ventilarea naturala poate fi neorganizata, atunci cand patrunderea aerului din exterior se face prin rosturile elementelor de constructie, sau organizata, atunci cand se realizeaza prin intermediul unor deschideri speciale, cu dimensiuni si cote de amplasare determinate.

Ventilarea mecanica se realizeaza prin convectie fortata. Aerul este introdus/evacuat cu ajutorul ventilatoarelor. In schemele combinate de ventilare, pe langa ventilator, in circuit se introduc si aparate care sa realizeze incalzirea/racirea sau uscarea/umidificarea aerului.

Sistemele de climatizare sunt sisteme complexe, care regleaza atat temperatura, cat si umiditatea aerului din incinta la valori stabilite de catre beneficiar, oricare ar fi valorile acestor parametri in exteriorul incintei climatizate. In acelati timp sunt evacuate noxele din interiorul incaperilor.In cazul sistemelor de climatizare performante, se poate realiza chiar si sterilizarea aerului. Sistemele de climatizare obisnuita au in componenta instalatii de ventilare mecanica, de incalzire/racire, de uscare/umidificare si elemente de reglare automata.

Sensul in care este vehiculat aerul se impune prin diferenta de presiune stabilita intre interiorul si exteriorul incaperii ventilate. Din acest punct de vedere sistemele pot lucra in suprapresiune, echilibrat, sau in subpresiune. Ventilarea echilibrata se obtine atunci cand debitul de aer introdus este egal cu cel evacuat. Atunci cand debitul introdus este mai mare decat cel evacuat, ventilarea este in suprapresiune. Iar daca fenomenul are loc in sens invers, ventilarea este in subpresiune. In practica se alege una dintre aceste posibilitati in functie de sensul in care se doreste sa curga aerul dintr-o incapere in alta.

In tehnica de ventilare si climatizare se urmareste reglarea parametrilor aerului ambiant din incinte, adica a aerului umed. Aerul umed este un amestec de aer uscat si vapori de apa, de aceea este necesara trecerea in revista a unor notiuni teoretice legate de acest amestec, inainte de prezentarea unor scheme de ventilatie si de climatizare.

2Vapori

2.1.Schimbari de faza

Corpurile pot sa existe in oricare dintre cele trei stari de agregare clasice solida, lichida, gazoasa. Trecerea de la o stare de agregare la alta (schimbarea de faza) este insotita de un schimb de energie intre corp si mediul ambiant. Cantitatea de caldura schimbata de corp cu mediul exterior, atunci cand trece de la o stare de agregare la alta, se numeste caldura latenta, L. Caldura latenta raportata la unitatea de masa este caldura latenta specifica, l:

[J/kg]

Modificarea temperaturii si/sau presiunii detremina modificarea starii de agregare a unui corp. In figura 1 sunt date curbele de echilibru intre faze. Cele trei faze, solida, lichida si gazoasa, coexista la punctul triplu T. Procesele prin care corpurile isi schimba starea de agregare sunt indicate prin sageti, iar sagetile sunt diferentiate in functie de sensul de transfer al caldurii latente:

Fig. 1 Transformari de faza de ordinul 1

procese insotite de primirea caldurii latente de catre corp, din mediul exterior,

procese insotite de cedarea caldurii latente de catre corp, in mediul exterior.

Curba de echilibru lichid-gaz este distincta intre punctul triplu T si punctul critic K. La temperaturi mai mari decat temperatura punctului critic,T_K , corpurile exista numai in faza gazoasa.

Trecerea de la o stare de agregare la alta, in domeniul presiunilor mai mici decat presiunea punctului critic, p_K, se face intr-un interval de timp necesar transferului de caldura latenta. La presiuni mai mari decat presiunea punctului critic, p_K, trecerea de la faza lichida la cea gazoasa se face instantaneu, caldura latenta fiind nula.

2.2.Diagrama T-s pentru vapori

Experimental s-a constatat ca, in procesele de vaporizare si condensare, temperatura si presiunea raman constante. In diagrama T-s , reprezentata in figura 2 se disting patru zone

-L-zona de lichid

-L-V - zona vaporilor umezi

-VS-1 -zona de vapori supraincalziti

-VS-2 -zona de vapori supraincalziti.

Fig.2 Diagrama T-s pentru ilustrarea zonelor de lichid (L), vapori umezi (L-V) si vapori supraincalziti (VS)

Starile de saturatie ale lichidului, stari limita la care incepe vaporizarea, sunt notate cu A, A' iar starile vaporilor saturati uscati, la care vaporizarea s-a terminat, sunt notate cu B, B' Prin unirea punctelor A (lichid adus la saturatie) se obtine curba limita a lichidului, iar prin unirea punctelor B (vapori saturati uscati) se obtine curba limita a vaporilor. Cele doua curbe se intalnesc in punctul critic K .

In diagrama T-s, dreapta A-B reprezinta un proces de vaporizare la presiune si temperatura constante. Aceeasi dreapta, parcursa in sens invers, B-A, reprezinta un proces de condensare la presiune si temperatura constante.

Pentru o mai buna intelegere, sa consideram o masa unitara de apa, aflata la presiune normala si o temperatura oarecare T₀, pe care o incalzim sub presiune constanta pana la temperatura finala T_f. Procesul este reprezentat in figura 3. Cantitatea de caldura absorbita de apa determina incalzirea acesteia pana la temperatura T_A. In acest moment, in care apa este inca in stare lichida, dar incepe sa se vaporizeze, este atinsa starea de saturatie a lichidului. Incalzind apa in continuare, temperatura ramane constanta, iar vaporizarea continua. In masa de apa studiata se gasesc atat vapori, cat si particule lichide, acest amestec purtand

numele de vapori umezi. Temperatura ramane constanta pana in punctul B , adica pana cand toata apa s-a transformat in vapori. In aceasta stare, vaporii se numesc saturati uscati. Daca se continua aportul de caldura in masa de vapori saturati uscati, temperatura incepe din nou sa creasca, iar vaporii se numesc supraincalziti.

Fig.3 Reprezentarea unui proces de incalzire a unei cantitati de apa de la temperatura T₀ la T_f, cu schimbare de faza

In acest exemplu, temperatura T_A are valoarea temperaturii de saturatie corespunzatoare presiunii la care se desfasoara vaporizarea. Curba reprezentata in fig. 3 este o izobara.

La presiune normala, , temperatura de fierbere a apei este

Dintre marimile caracteristice pentru vapori, definim titlul, X.

Titlul vaporilor,X, este raportul dintre masa vaporilor saturati uscati si masa amestecului de lichid cu vapori saturati uscati:

Titlul vaporilor saturati umezi este cuprins intre zero, caz in care masa vaporilor este nula si unu, caz in care masa lichidului este nula . Valoarea X=0 caracterizeaza starile A, iar valoarea X=1 caracterizeaza starile B .

3.Aerul umed

Aerul umed este un amestec format din aer uscat si vapori de apa, amestec in care componentii nu interactioneaza chimic si sunt considerati gaze perfecte. Presiunea p_am a aerului umed este data de relatia:

unde presiunea partiala a aerului,

presiunea partiala a vaporilor,

Presiunea partiala a unui gaz i, dintr-un amestec, este presiunea pe care ar avea-o acest gaz daca ar ocupa singur incinta in care se afla amestecul, la aceeasi temperatura.

In cazul amestecurilor de gaze, legea lui Dalton spune ca: presiunea amestecului este egala cu suma presiunilor partiale ale gazelor componente, la aceeasi temperatura.

Avand in vedere faptul ca presiunea partiala a vaporilor de apa continuti in mod uzual in aerul atmosferic este foarte scazuta, vaporii de apa din aer sunt supraincalziti.

Continutul de umiditate reprezinta masa de vapori de apa dintr-un kilogram de aer uscat :

Conform legii lui Dalton rezulta:

Umiditatea relativa, , a aerului umed este raportul dintre cantitatea de vapori existenta in aer si cantitatea maxima de vapori de apa pe care o poate absorbi aerul la acea temperatura

Aerul poate absorbi vapori de apa in cantitati variabile, in functie de temperatura la care se afla. Un volum de aer uscat absoarbe o cantitate din ce in ce mai mare de vapori, pe masura ce temperatura creste. Presiunea partiala a vaporilor creste odata cu cantitatea de vapori.

La o anumita temperatura a aerului umed, umidificarea acestuia poate continua pana cand presiunea partiala a vaporilor atinge valoarea presiunii de saturatie corespunzatoare acelei temperaturi. In aceste conditii aerul este saturat. Aerul saturat contine cantitatea maxima de vapori de apa, la temperatura considerata.

Exemplu: aerul umed dintr-o incinta, aflat la temperatura de 20 ^oC , contine vapori de apa cu presiunea partiala de 18mbar. Aerul umed nu este saturat, deoarece din tabelul 6 din anexa reiese ca presiunea de saturatie corespunzatoare temperaturii de 20 ^oC este p_s= 23,37mbar. Asta inseamna ca putem introduce in incinta vapori de apa pana cand presiunea partiala a vaporilor devine 23,37mbar si in acest moment aerul umed cu temperatura de 20 ^oC este saturat. Un aport ulterior de vapori determina condensarea vaporilor in exces.

Starea de saturatie este caracterizata de valoarea sau .

In tehnica instalatiilor de climatizare se utilizeaza urmatoarele temperaturi:

Temperatura termometrului uscat, temperatura masurata cu un termometru protejat impotriva radiatiilor termice.

Temperatura termometrului umed, temperatura masurata cu un termometru al carui bulb este infasurat cu o panza umeda. Este definita ca fiind temperatura de saturatie adiabatica si izobara a aerului umed.

Temperatura punctului de roua, temperatura la care incepe condensarea vaporilor de apa, la racirea izobara a aerului umed, cu continut de umiditate constant.

Caldura specifica a aerului umed, variaza cu temperatura si presiunea. In domeniul ventilarii si climatizarii, variatiile de presiune fata de cea atmosferica sunt neglijabile, de aceea procesele se considera izobare, iar caldura masica se ia ca valoare medie, . Pentru domeniul de temperatura: , se pot considera valorile medii urmatoare:

, caldura specifica a aerului uscat;

caldura specifica a vaporilor de apa[7].

Pentru amestec (aer umed), caldura specifica se obtine cu relatia:

Entalpia specifica a aerului umed se calculeaza in functie de entalpia celor doua componente ale amestecului. In calculul acestor marimi, pentru comoditate, se considera ca entalpia specifica a apei la temperatura este nula. Rezultatele sunt corecte deoarece se lucreaza numai cu diferente de entalpii. In conformitate cu aceasa conventie, entalpiile specifice ale celor doua componente ale aerului umed sunt date de relatiile:

• entalpia specifica a aerului uscat, h_a:

• entalpia specifica a vaporilor de apa:

unde l_o-caldura latenta masica de vaporizare a apei la temperatura , .

Bilantul continutului total de caldura al amestecului conduce la egalitatea:

din care, daca tinem cont de relatia (3), rezulta entalpia specifica a aerului umed, h:

.

Deci, entalpia unei mase m_am de aer umed va fi:

Studiul aerului umed se face cu ajutorul diagramei entalpie-continut de umiditate, h-x. Diagrama este prezentata in Anexa hX. Cu ajutorul acestei diagrame o anumita stare a aerului umed se poate defini complet, prin toate marimile sale caracteristice: h, x, t, φ. Diagrama are axele inclinate, unghiul dintre axa umiditatii Ox si axa entalpiei Oh fiind de 135s. Pentru usurarea utilizarii diagramei, valorile continutului de umiditate, x, al aerului umed sunt transferate de pe axa reala inclinata, pe axa orizontala. Izoterma de C este orizontala. Liniile de entalpie constanta sunt paralele cu axa 0x inclinata, iar liniile de continut de umiditate

constant sunt paralele cu axa Oh. Temperatura este masurata in grade Celsius. Izotermele formeaza un fascicul divergent de drepte.

Fig.4 Reprezentarea marimilor caracteristice aerului umed in starea A

In figura 4 sunt reprezentate marimile caracteristice ale aerului umed in starea A: temperatura t_A, entalpia h_A, umiditatea relativa φ_A si continutul de umiditate x_A.

Fig.5 Reprezentarea trecerii aerului umed din starea B, in starea A, printr-un proces de raza ε

Trecerea aerului umed dintr-o stare initiala A, intr-o stare finala B(fig.9,5)este caracterizata de variatia de entalpie specifica Δh si de variatia de umiditate Δx. Raza procesului, notata cu ε, este marimea care da sensul transformarii si este definita ca fiind raportul:

(10) ;

Raza procesului este figurata pe diagrama h-x prin directiile ε trasate pe margine. Raza pozitiva caracterizeaza procesele de incalzire, iar raza negativa este specifica racirii. Directia verticala cu reprezinta incalzirea fara variatia continutului de umiditate, x. Analog, directia verticala cu reprezinta racirea fara variatia continutului de umiditate. Directia corespunde unui proces la care entalpia ramane constanta.

In figura 6. s-a reprezentat cazul particular in care evolutia aerului umed se desfasoara cu mentinerea continutului de umiditate (x=ct). Se observa ca:

racirea aerului umed, cu ajutorul unor baterii de racire prin care circula un agent termic rece, produce scaderea entalpiei si in acelasi timp a temperaturii, iar umiditatea relativa creste (procesul A-B din figura 6).

incalzirea aerului umed, cu ajutorul unor baterii de incalzire, ii mareste entalpia, temperatura creste, iar umiditatea relativa scade (procesul invers, B-A din figura 6).

Fig.6.Evolutie a aerului umed in care continutul de umiditate se mentine constant

Debitul masic de aer vehiculat de o instalatie, , poate prelua:

debitul de caldura:

, ,

si debitul de umiditate:

, .

unde -diferenta dintre entalpia aerului umed neventilat si entalpia aerului dupa ventilare;

-diferenta dintre continutul de umiditate al aerului umed neventilat si continutul de umiditate al aerului dupa ventilare

4 Instalatii de ventilatie

Factorii care realizeaza ventilarea naturala sunt vantul si diferenta de temperatura intre interiorul si exteriorul incaperii. Acesti factori determina diferenta de presiune (intre interior si exterior) sub actiunea careia aerul proaspat intra in incapere, iar aerul viciat este evacuat.

Ventilarea naturala se realizeaza datorita patrunderii aerului proaspat prin rosturile usilor si ferestrelor, precum si prin porii materialelor din care sunt facuti peretii unei cladiri, deci, fara sa fie prevazute dispozitive speciale in scopul vehicularii aerului (ventilare neorganizata). Avand in vedere variatia in timp a factorilor determinanti, debitul de aer vehiculat variaza si el in limite foarte largi.

Ventilarea naturala se realizeaza in mod organizat cu ajutorul unor dispozitive prevazute in constructie: ferestre, ochiuri mobile ale ferestrelor fixe, cosuri de ventilare, deflectoare, luminatoare. Cosurile de ventilare sunt prevazute la incaperile fara ferestre spre exterior. In cazul in care viteza vantului este nula, schimbul natural de aer este datorat diferentei de presiune:

unde h-diferenta dintre axele deschiderilor de intrare si de iesire a aerului din incapere;

-densitatea aerului din interior, respectiv exterior.

Diferenta de densitate dintre exteriorul si interiorul incaperii este proportionala cu diferenta de temperatura.

Deflectoarele sunt dispozitive care se monteaza la partea superioara a cosurilor. Ele sunt concepute astfel incat sa determine cresterea vitezei locale a vantului, deci sa scada presiunea statica a curentului de aer la gura cosului. Astfel se intensifica diferenta de presiune dintre interiorul si exteriorul incaperii ventilate,.

Ventilarea mecanica se efectueaza cu ajutorul unor instalatii speciale pentru vehicularea aerului. Schema de principiu a instalatiei se adopta in functie de destinatia incaperii ventilate. Se amintesc, in continuare, cateva exemple de scheme de ventilare.

• Instalatiile de ventilare prin absorbtie au scheme simple care realizeaza o depresiune in camera ventilata, impiedicand aerul viciat sa se imprasie in vecinatate. Depresiunea se ceeaza cu ajutorul unui ventilator, care evacueaza aerul viciat in exterior. Aerul proaspat intra prin neetanseitatile cladirii.

Fig.7.Schema de principiu a unei instalatii de ventilatie prin absorbtie

1.camera ventilata; 2.ventilator de evacuare.

Fig.8.Schema de principiu a unei instalatii de ventilatie prin refulare

1.filtru; 2.baterie de incalzire; 3.ventilator de intrare; 4.incaperea ventilata.

• Instalatiile de ventilare prin refulare creeaza o suprapresiune in interiorul incaperii ventilate, cu ajutorul unui ventilator care aspira aer proaspat din exterior (fig.8). Instalatiile de acest tip sunt echipate cu filtre prin care este condus aerul aspirat. Suprapresiunea creata determina evacuarea naturala a aerului din incapere catre incaperile vecine sau catre exterior. Astfel, incinta ventilata este protejata impotriva patrunderii aerului viciat din incaperile vecine. Asigurarea confortului termic pe timp de iarna impune incalzirea aerului introdus din exterior. De aceea instalatia este prevazuta cu o baterie de incalzire.

• Instalatiile de ventilare prin refulare si absorbtie au o schema care combina cele doua instalatii anterioare. Aceste instalatii pot fi concepute in circuit deschis, in circuit semiinchis sau in circuit inchis. In figura 9 este reprezentata schema unei instalatii de ventilatie in circuit deschis, in care aerul proaspat este absorbit din mediul exterior, iar aerul viciat este eliminat in totalitate in mediul exterior. In figura 10 este redata, pentru comparatie, schema unei instalatii de ventilare in circuit semiinchis, la care se observa ca o parte din aerul viciat este recirculat. In instalatiile in circuit inchis aerul viciat este tratat si recirculat in totalitate.

Fig.Schema de principiu a unei instalatii de ventilatie prin absorbtie si refulare, cu circuit deschis:1.filtru; 2.baterie de incalzire; 3.ventilator de intrare; 4.incaperea ventilata; 5.ventilator de evacuare.

Fig.10.Schema de principiu a unei instalatii de ventilatie prin absorbtie si refulare, cu circuit semiinchis (recirculare partiala a aerului din interior)

1.filtru; 2.baterie de incalzire; 3.ventilator de intrare; 4.incaperea ventilata; 5.ventilator de evacuare; 6.camera de umidificare, echipata cu pompa de circulatie pentru apa; 7.circuitul de intoarcere a unei anumite cantitati de aer evacuat catre aspiratie.

Instalatiile de baza enumerate mai sus pot fi echipate cu dispozitive de tratare a aerului introdus in incaperea ventilata:

-umidificare/uscare,

-incalzire/racire.

Umidificarea aerului se practica in timpul iernii. Ea se realizeaza fie adiabatic, prin pulverizare de apa in aerul introdus (in circuit inchis), fie izoterm, prin injectare de abur.

Uscarea aerului se poate realiza prin utilizarea unei baterii de racire, prin pulverizarea de apa rece, care sa aiba temperatura mai mica decat temperatura punctului de roua a aerului umed tratat, sau prin utilizarea de substante higroscopice care sa absoarba umiditatea in exces.

Incalzirea, respectiv racirea aerului se realizeaza, in general, cu ajutorul unor baterii speciale.

5 Instalatii de climatizare

Instalatiile de climatizare trateaza aerul astfel incat parametrii sai sa se inscrie in valorile cerute pentru microclimat. Aerul exterior, sau aerul exterior amestecat cu aer interior recirculat, este tratat printr-o succesiune de procese simple, prin care este adus la temperatura si umiditatea cerute si introdus in incinta climatizata. Schema de tratare a aerului poate avea diverse variante [7].

In figura 11 este reprezentata schema de principiu a unei instalatii de climatizare cu circuit semiinchis. Functionarea instalatiei este diferita pe timp de vara si pe timp de iarna. Circulatia aerului in instalatie este determinata de functionarea ventilatorului de introducere, 6 si a ventilatorului de evacuare,8. Aerul din exterior este amestecat, in camera de amestecare, 1, cu aer recirculat din interior.

In timpul iernii, amestecul rezultat este incalzit in bateria de preincalzire 2 si apoi umidificat adiabatic in camera de umidificare 4. Camera de umidificare, 4, este echipata cu pompa de circulatie, 9, pentru vehicularea apei. Aerul umidificat trece prin bateria de reincalzire, 5, unde este incalzit pana la temperatura t_C ceruta in incaperea cu aer conditionat.

In timpul verii, amestecul rezultat din camera de amestec,1, este racit in bateria de racire 3 si apoi umidificat adiabatic. Aerul umidificat este incalzit in bateria de reincalzire, 5, pana ajunge la temperatura necesara, t_C. Aerul, astfel conditionat, este introdus in incaperea 7.

Fig.11 Schema de principiu a unei instalatii de climatizare cu reglarea umiditatii

1.camera de amestecare; 2.baterie de preincalzire; 3.baterie de racire; 4.camera de umidificare; 5.baterie de reincalzire; 6.ventilator de intrare; 7.incaperea cu aer conditionat; 8.ventilator de evacuare; pompa [6]

Variatiile temperaturii din camera climatizata sunt sesizate de termostatul TC: Variatiile umiditatii din camera sunt sesizate de higrostatul H. Instalatia este echipata cu elemente de automatizare.

Tehnologia moderna ofera sisteme de aer conditionat care realizeaza filtrarea aerului, controleaza umiditatea, temperatura si circulatia acestuia in interiorul incaperilor. Ele pot fi realizate in constructie fixa, sau portabila (la dimensiuni reduse).

Intrebari test

1. Un corp gazos, care trece in faza lichida:

a)absoarbe din mediu caldura latenta de condensare;...

b)evacueaza in mediu caldura latenta de condensare;  a) b) c)

c)are temperatura constanta in timpul condensarii.

2. Umiditatea absoluta, sau continutul de umiditate, x, al aerului umed reprezinta:

a)cantitatea de vapori de apa dintr-un kilogram de aer umed:;.

b)cantitatea de vapori de apa dintr-un kilogram de aer uscat:; a) b) c)

c)masa vaporilor de apa dintr-un volum dat.

3.Introducerea vaporilor de apa intr-un volum de aer umed saturat, fara a modifica temperatura:

a)conduce la cresterea umiditatii ..

b)conduce la cresterea umiditatii relative  a) b) c)

c)condensarea vaporilor de apa in exces.

4.Racirea izobara a aerului umed, efectuata astfel incat continutul de umiditate sa ramana constant, determina:

a)scaderea entalpiei si cresterea umiditatii .....

b)scaderea temperaturii si cresterea umiditatii relative a) b) c)

c)scaderea temperaturii si a umiditatii relative

5.Incalzirea izobara a aerului umed, efectuata astfel incat continutul de umiditate sa ramana constant, determina:

a)cresterea entalpiei si cresterea umiditatii ....

b)cresterea temperaturii si scaderea umiditatii relative a) b) c)

c)cresterea temperaturii si a entropiei.

6.Racirea izobara a aerului umed, efectuata astfel incat entalpia sa ramana constanta, determina:

a)cresterea umiditatii ............

b)scaderea umiditatii a) b) c)

c)cresterea umiditatii absolute.

7.Instalatiile de conditionare a aerului realizeaza:

a)vehicularea aerului dintr-o incapere;..........

b)mentinerea temperaturii si umiditatii la valori  constante,

recomandate din punct de vedere fiziologic; a) b) c)

c)controlul automat al parametrilor aerului ambiant.

Problema 1

Intr-o incinta sunt 5 persoane. Fiecare persoana degaja un flux termic . In incinta trebuie mentinuti parametrii si . In acest scop, aerul exterior este conditionat astfel incat sa ajunga la parametrii si si sa preia degajarile de caldura si de umiditate din incinta. Sa se calculeze:

a)debitul de aer conditionat, , necesar pentru preluarea degajarilor de caldura;

b)debitul masic de umiditate (apa),, preluat de debitul de aer conditionat.

c)raza procesului, .

.Rezolvare

Parametrii aerului din incinta sunt:

Parametrii aerului conditionat sunt:

a)Fluxul total de caldura degajat in incinta este:

de unde rezulta debitul necesar de aer conditionat:

b) Debitul masic de apa,, preluat de debitul de aer conditionat:

c)Raza procesului este:

Intr-o incinta se gaseste aer umed la presiunea . Presiunea vaporilor de apa din incinta este . Sa se calculeze presiunea , a aerului uscat si umiditatea absoluta, x, a aerului din incinta.

Un volum de aer umed, care are caracteristicile si la presiunea , este racit izobar, astfel incat umiditatea absoluta, x, ramane constanta, pana la temperatura . La ce valoare a umiditatii absolute s-a facut racirea? Cum s-a modificat umiditatea relativa?

Considerand datele initiale ale aerului umed: si la presiunea , sa se determine temperatura si umiditatea relativa dupa o racire izobara, la entalpie constanta, daca umiditatea absoluta finala este .

Intrebari test

1.b,c; 2.b; 3.c; 4.a,b; 5.b; 6.a,c; 7.a,b,c.

Probleme

2.Rezolvare

Presiunea a aerului umed, considerat un amestec de doua gaze perfecte, este data de legea lui Dalton:

Rezulta ca presiunea aerului uscat din amestec este:

Umiditatea absoluta:

3.Rezolvare

Fig.3P Reprezentarea unui proces de racire a aerului umed (1-2) la umiditate absoluta constanta

Starea initiala a aerului umed este reprezentata de punctul 1 aflat la intersectia dreptei , cu curba ,in fig.9,3P.

Acestui punct ii corespunde umiditatea absoluta . Deci, racirea va avea loc la aceasta valoare a umiditatii absolute. Prin racire, umiditatea relativa creste. Verticala corespunzatoare valoriiintersecteaza dreapta temperaturii in punctul 2, caruia ii corespunde umiditatea relativa .

4 Rezolvare

Starea initiala a aerului umed este reprezentata de punctul 1 aflat la intersectia dreptei , cu curba , in fig.6,3P. Acestui punct ii corespunde umiditatea absoluta si entalpia specifica . Racirea are loc la entalpie  specifica constanta. Prin racire, umiditatea relativa creste. Dreapta entalpiei specifice intersecteaza verticala corespunzatoare valorii in punctul 2, caruia ii corespunde umiditatea relativa .

Fig.4P Reprezentarea unui proces de racire a aerului umed (1-2) la entalpie specifica constanta