8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

1/18

Instalații și echipamente pentru asigurareacalității aerului

Cap 12. Tratarea complexă a aerului

Șef lucr. Dr. Ing. Vartires Ana Andreea

1

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

2/18

Cuprins Cap. 12

12.1. Introducere

12.2. Procese de tratare complexă a aerului iarna

12.2.1. Procese cu umidificare adiabatică

Caz particular: 12.2.2. Procese cu umidificare izotermă

12.2.3. Probleme particulare

12.2.4. Tratarea aerului iarna folosind recuperarea

căldurii prin recuperatoare statice Exemplu de calcul

 Activitate

Bibliografie

TEST DE AUTOEVALUARE 2

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

3/18

12.1. Introducere - OBIECTIVE

După parcurgerea capitolului veți fi capabili să:

- specificați componentele unei centrale de tratare a

aerului (CTA), în funcție de procesele simple cealcătuiesc un proces complex.

- trasați în diagrama h-x un proces complex de tratarea aerului iarna

- calculați debitele de căldură și umiditate din procesulde tratare a aerului

- utilizați softuri specializate în selecția și desenulagregatelor de tratare a aerului.

3

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

4/18

12.1. Generalități

Tratarea complexă se realizează pentru instalațiile declimatizare şi de condiționare în centrala de tratare aaerului (CTA). Această tratare are ca scop prepararea

aerului care trebuie introdus sau refulat în încăperi laparametrii stării considerate la calculul debitului de aer.

Tratarea aerului se va urmări în condiții de calcul (de bază)condiții care corespund atât calculului aporturilor de

căldură, cât şi calculului debitului de aer. Tratarea aerului va depinde de sezon, de pretențiile pe care

le avem pentru asigurarea aerului interior, de posibilitățilede economisire a energiei.

4

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

5/18

Fig. 12.1. Schema generală a unei instalaţii

de climatizare

5

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

6/18

Considerente:

I. Dacă aerul se poate recircula sau nu: - dacă debitul de aer D este mai mare decât debitul de aer

proaspăt Dp, se poate face recircularea. Recircularea este unproces de recuperare a căldurii/frigului din aerul încăperiicare are parametrii mai apropiați de cei care trebuie realizați

la introducere decât aerul exterior. Se pune totuşi problema, în anumite situații, când nu dorim

sau nu se poate recircula aerul (de exemplu există mirosuri îninterior, fum de țigară, etc.). În acest caz D = Dp.

- dacă debitul de aer D este mai mic decât debitul de aer

proaspăt Dp, atunci D = Dp fără recirculare.

II. În cazul în care nu se poate face amestec (recirculareaaerului interior), pentru economie de energie se vor prevedearecuperatoare de căldură. Aceste recuperatoare se pot folosi

şi numai pentru cota de aer evacuat. 6

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

7/18

12.2. Procese de tratare complexă a aerului

iarna

Procesele de tratare complexă a aerului iarna se împart

 în două categorii, în funcție de procesul deumidificare:

1. Procese cu umidificare adiabatică

2. Procese cu umidificare izotermă.

7

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

8/18

12.2.1. Procese cu umidificare adiabatică

- E + I = M proces de amestec - MP proces de preîncălzire - PR proces de umidificare

adiabatica - RC proces de reîncălzire - CI evoluția aerului în încăpere

după raza procesului εi . - CA – cameră de amestec - F - filtru de aer - BPI – baterie de preîncălzire - CU – camera de umidificare - BRI – baterie de reîncălzire - VI – ventilator de introducere

8

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

9/18

12.2.1. Procese cu umidificare adiabatică

9

Sarcinile termice ale bateriilor de încălzire pentru procesul de tratare cu aer

amestecat vor fi:

- bateria de preîncălzire BPÎ : Q BPÎ = D (hP - hM)  D ( tP - tM ) [kW] (12.3)

- bateria de reîncălzire BRÎ: Q BRÎ = D (hC  – hR)  D ( tC  – tR ) [kW] (12.4)

Consumul de apă pentru umidificare este: Ga = D ( xR  –xM) [g/s] (12.5)

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

10/18

Caz particular:

Dacă hM > hR atunci se va modifica raportul de amestec

astfel încât punctul M să corespundă entalpiei hR.

Fig. 12.3. Procesul complex detratare a aerului iarna, cuumidificare adiabatică – fărăbaterie de preîncălzire

10

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

11/18

12.2.2. Procese cu umidificare izotermă

- E + I = M proces de amestec

- MP proces de încălzire

- PC proces de umidificare izotermă

- CI evoluția aerului în încăpere dupăraza procesului ε

i.

Centrala de tratare a aerului va fialcătuită din următoareleechipamente:

- CA – cameră de amestec

- F - filtru de aer

- BI – baterie de încălzire

- CU – cameră de umidificare cu abur

- VI – ventilator de introducere

11

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

12/18

12.2.2. Procese cu umidificare izotermă

12

Sarcina termică a bateriei de încălzire este: 

)()(  M  P  M  P  BI    t t  Dhh DQ     [kW] (12.13)

Pentru procesele care se desfăşoară la x = ct se poate scrie şi diferenţă   de

temperatură în locul diferenţei de entalpie.

Debitul de vapori de apă necesar este: 

)(  P C vap   x x DG     [kg/s] (12.14)

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

13/18

Fig. 12.5. Procese de tratare iarna când punctul

M se află sub curba de 100%

- E E1 - proces de preîncălzire alaerului exterior;

- E1 +I = M1 - proces de amestec;

- M1 P - proces de preîncălzire alaerului amestecat;

- P R - proces de umidificare

adiabatică; - R C - proces de reîncălzire;

- C I - proces în încăpere.

13

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

14/18

Fig. 12.6. Tratarea complexă a aerului cu

umidificare adiabatică cu recuperatoare de

căldură

14

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

15/18

Tratarea complexă a aerului cu umidificare

adiabatică cu recuperatoare de căldură

15

Pentru calculul sarcinilor termice se vor folosi relaţiile:

- bateria de preîncălzire BPÎ : Q BPÎ = D (hP  – hPRC)  D ( tP  – tPRC ); [kW] (12.19)

- bateria de reîncălzire BRÎ: Q BRÎ = D (hC  – hR)  D ( tC  – tR  ); [kW] (12.20)

Consumul de apă pentru umidif icare este: Ga = D ( xR  –xM) [g/s] (12.21)

Starea aerului pentru punctele PRC  este determinată de către fiecare furnizor deagregate de tratare prin programul de alegere propriu.

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

16/18

ActivitateSă se traseze procesul complex de tratare a aerului iarna cuumidificare adiabatică şi cu umidificare izotermă pentruun debit de aer D = 10 kg/s în următoarele condiții:

- debitul de aer proaspăt Dp = 4 kg/s cu starea E avândte = -12°C şi xe = 1,0 g/kg;

- debitul de aer recirculat Drec = 6 kg/s cu starea I avândti = 20°C şi φi = 5o%;

- sarcina termică este Qi = - 32 kW; - Sarcina de umiditate este Gi = 0,0064 kg/s.

Să se determine sarcinile termice ale bateriilor și consumulde apă/abur pentru umidificare.

16

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

17/18

Concluzii

Centrala de tratare a aerului constituie un consumatorimportant de energie aici fiind transformate energiilede la centrala de frig şi centrala termică în energia care

 va fi transportată de către aerul introdus în încăpere.De modul în care se concepe procesul de trataredepinde consumul de energie al centralei termice şi

centralei frigorifice. Procesele de tratare se diferențiază în primul rând în

funcție de sezon - iarna aerul trebuie încălzit şiumidificat, vara aerul trebuie răcit şi uscat.

17

8/19/2019 Curs 6 Procese Iarna

18/18

Bibliografie [1] Manualul de Instalații, Editura ARTECNO Bucureşti, Ediția

2002 sau 2010, Volumul Instalații de ventilare şi climatizare V .ISBN 973-85936-2-X 

[2] D. Enache, I. Colda, A. Damian, M. Zgavarogea - Instalații de

 ventilare şi climatizare, Îndrumător de proiectare, volumul I,Editura Matrix Rom Bucureşti, 2005. ISBN 973-685-928-2. [3] J. Bouteloup, M. Le Guay, J. Ligen – Climatisation.

Conditionnement d’air. Vol. 4 Les systemes, Ed. Les EditionsParisiennes 1998, ISBN 2-86 243 044-7.

[4] LE RECKNAGEL Manuel pratique du genie climatique, Vol 3 – Ventilation, climatisation, conditionnement d’air, 3e edition, 2001PYC Edition Livres, ISBN 2-84651-05-9.

[5] *** Normativ I5 pentru proiectarea, execuția şi exploatareainstalațiilor de ventilare şi climatizare, indicativ I5 – 2010.

18