Instalație de Condiționare a Aerului

MEMORIU JUSTIFICATIV

În acest proiect este prezentată o instalaţie de condiţionare a aerului. Am ales această temă deoarece am învăţat în decursul anilor de facultate despre instalaţii de ventilare şi climatizare şi mi s-a părut destul de interesant să o prezint drept proiect de diplomă.

Scopul instalaţiilor de ventilare şi condiţionare a aerului constă în a crea şi a menţine în interiorul încăperilor o anumită calitate a aerului în funcţie de destinaţie. Calitatea aerului este determinată de compoziţia chimică şi de starea fizică.

Compoziţia chimică este realizată de instalaţiile de ventilare, care îmbunătăţesc compoziţia chimică eliminând componenţii de impurificare (gaze, vapori, praf, microorganisme).

Starea fizică a aerului este realizată de instalaţiile de condiţionare, care acţionează asupra temperaturii şi umidităţii aerului.

O condiţie specifică pentru instalaţiile de condiţionare a aerului se referă la menţinerea constantă a parametrilor de stare a aerului, indiferent de variaţiile factorilor meteorologici sau climatici (temperatura exterioară, radiaţie solară, vânt, nebulozitate, precipitaţii etc.).

În prima parte a proiectului este vorba despre instalaţii termice cu ciclu invers. Aceste instalaţii au o funcţionare inversă instalaţiilor termice obişnuite, ele realizând transferul căldurii în sens invers celui natural - de la o sursă cu temperatura coborâtă, la o sursă cu temperatura mai ridicată.

În partea a doua a proiectului este prezentată ventilarea industrială. Prin ventilaţie se înţelege introducerea de aer din atmosferă şi îndepărtarea aerului din incinte în cantităţi suficiente pentru asigurarea confortului. Ventilaţia este una din principalele tehnici de îndepărtare a excesului de căldură din incintele închise sau de extindere în acestea a condiţiilor termice favorabile ale mediului exterior.

În partea a treia se dimensionează instalaţiile de climatizare. Pentru a dimensiona o instalaţie de ventilaţie şi climatizare trebuie parcurse mai multe etape de calcul, cum ar fi: calculul cantităţilor de căldură intrate din exterior sau degajate în incintă, calculul pierderilor şi consumurilor de căldură ale incintei, calculul degajărilor de gaze, vapori nocivi şi praf precum şi determinarea debitului de aer necesar ventilării.

În ultima parte a proiectului am realizat calculul unei instalaţii de condiţionare a aerului pentru o hală industrială.

CAP. I. INSTALAŢII TERMICE CU CICLU INVERS

Aceste instalaţii au o funcţionare inversă instalaţiilor termice obişnuite, respectiv, realizează transferul căldurii în sens invers celui natural - de la o sursă cu temperatura coborâtă, la o sursă cu temperatura mai ridicată. Pentru a se realiza transferul căldurii de la sursa rece la sursa caldă este necesar un consum suplimentar de energie (mecanică, electrică, termică, etc.).

Funcţie de nivelul de temperatură al celor două surse, instalaţiile cu ciclu invers se clasifică în instalaţii frigorifice şi pompe de căldură.

I.1. Instalaţii frigorifice

Producerea artificială a frigului se poate realiza prin diverse procedee, prezentate în tabelul 1.

Procedeul utilizat Tipul instalaţiei

Procedee termodinamice deschise Instalaţii de răcire prin evaporarea apei;

Amestecuri frigorifice

Procedee termodinamice ciclice Instalaţii bazate pe vaporizarea unui lichid;

Instalaţii cu comprimare de gaze, urmată de destindere

Efect electrotermic Instalaţii bazate pe efectul Peltier;

Instalaţii bazate pe efectul E. Hinghaus

Efect magnetocaloric Instalaţii prin demagnetizare adiabatică

I.1.1. Agenţi frigorifici

Agenţii frigorifici au rolul de a transporta căldura de la sursa rece la sursa caldă. Substanţele folosite ca agenţi frigorifici trebuie să îndeplinească anumite condiţii termodinamice, fizico-chimice, fiziologice şi economice.

Din punct de vedere termodinamic, principalele cerinţe sunt: temperatură de fierbere coborâtă la presiuni supraatmosferice, căldură latentă de vaporizare mare, densitate şi vâscozitate reduse, coeficienţi de conductibilitate şi convecţie termică cât mai mari.

Din punct de vedere fizico-chimic este necesar ca agenţii frigorifici să fie insolubili în ulei, solubili în apă, inerţi faţă de metale, să nu se descompunã la temperaturile din instalaţie.

Din punct de vedere fiziologic trebuie să nu fie toxici pentru organismul uman şi să nu aibă actiune negativă asupra calităţii produselor alimentare.

În continuare, se prezintă câtiva dintre agenţii frigorifici cei mai utilizaţi şi principalele lor caracteristici.

Amoniacul este un gaz incolor, cu miros specific; se vaporizează la - 34 0C, la presiune normală, are căldură latentă mare, insolubil în ulei, foarte solubil în apă. Prezintă pericol de explozie la o concentraţie de 13  26 % în aer. Are acţiune dăunătoare asupra organismului, provocând inflamarea mucoaselor ochilor, stomacului, căilor respiratorii; dacă concentraţia în aer depăşeşte 0,5 %, poate provoca intoxicaţii. Ca urmare a proprietăţilor sale, amoniacul este folosit în instalaţiile de medie şi mare putere, pentru temperaturi de până la - 700C, supravegheate de personal specializat; din cauza toxicităţii nu se foloseste în instalaţiile mici, nesupravegheate.

Freonul este un gaz incolor, cu miros foarte slab. Comparativ cu amoniacul, are proprietăţi termodinamice mai puţin favorabile (temperatura de vaporizare de - 300C, căldură latentă mai mică, densitate mare), dar nu este toxic şi nu prezintă pericol de explozie. Ca urmare, este utilizat în instalaţiile de putere mică sau mijlocie, fără personal de supraveghere. Freonul este solubil în ulei şi insolubil în apă.