Instalații de ventilare și climatizare

1. Introducere

În decursul timpului omul a luptat continuu pentru îmbunătăţirea condiţiilor de trai şi a condiţiilor în care îşi desfaşoară activitatea. Pentru aceasta el a realizat pe parcursul istoriei diverse instalaţii care să menţină parametrii aerului interior la valori apropiate de cele optime. Instalaţiile utilizate de om pentru a-şi realiza condiţii prielnice de lucru şi de viaţă au evoluat o dată cu tehnica, de la focul liber la instalaţii de ventilare şi climatizare.

Apariţia primelor instalaţii de ventilare a fost condiţionată de realizarea unor progrese în alte discipline. O dată cu închegarea igienei ca disciplină sunt făcute cunoscute rezutatele legate de schimbul de aer al încăperilor, de conţinutul de umiditate şi gaze nocive, precum şi de puritatea aerului. Progresele realizate în domeniul electrotehnicii oferă posibilitatea folosirii motoarelor electrice pentru acţionarea ventilatoarelor şi deci posibilitatea ventilarii încăperilor mari si foarte mari. Ceva mai tarziu se introduce umidificarea aerului prin intercalarea unor tăvi cu apă (ulterior încălzită cu abur), iar mai apoi se introduce umidificarea adiabatică realizată prin pulverizarea fină a apei în curentul de aer.

Dezvoltarea cea mai mare a ventilării şi climatizării are loc după primul război mondial când se realizează instalaţii de climatizare în scopul de confort (teatre, opere, cinematografe, săli de concerte, etc.) şi tehnologice (fabrici de hârtie, de tutun, de textile, industria alimentară etc.). O independenţa şi mai mare a instalaţiilor de climatizare o oferă apariţia maşinilor frigorifice (cu amoniac, cu bioxid de carbon) folosite la răcirea şi uscarea aerului. După cel de-al doilea razboi mondial climatizarea cunoaşte o etapă importantă în dezvoltarea sa. În afara perfecţionării aparatelor şi schemelor de ventilare şi climatizare clasice apar noi tipuri cum ar fi: instalaţiile de înaltă presiune, instalaţiile de climatizare cu două canale de aer (de introducere), instalaţiile “aer-apă” (cu aer primar) folosind aparate cu inducţie (climaconvectoare) sau ventiloconvectoare.

Tehnica analogică şi digitală pătrunde masiv în domeniul climatizării. La orice sistem de climatizare sau de ventilare este necesar să se introducă în încăperi aer tratat (aer refulat, aer introdus) care să preia noxele în exces (căldură, umiditate, gaze, vapori, praf) şi să le elimine odată cu acesta (aer aspirat, aer absorbit) din încăperi după care totul sa fie îndepărtat în exterior (aer evacuat). Simultan cu această diversificare s-a dezvoltat şi perfecţionat aparatura de reglare, comandă şi control a instalaţiilor de climatizare în special.

Rolul ventilării este complex, constând atât în reîmprospătarea aerului, prin evacuarea aerului interior viciat şi înlocuirea cu aer proaspăt, cât şi în asigurarea confortului, în special în condiţii de vară. Cerinţele de economisire a energiei, precum şi neajunsurile de alt ordin legate de ventilarea mecanică şi mai ales de condiţionarea aerului, au determinat o reorientare spre ventilarea naturală controlată, nu numai în cazul locuinţelor ci şi a clădirilor publice, multietajate. Literatura de specialitate prezintă numeroase exemple de clădiri publice, multietajate, noi sau reabilitate, la care ventilarea se realizează pe cale naturală. S-au dezvoltat sisteme care accentuează efectul de coş prin valorificarea unor elemente arhitecturale de tip curte interioară sau atrium sau utilizează raţional energia solară şi presiunea vântului (faţade active, faţa de double – peau).

În ceea ce priveşte dezvoltarea turismului, instalaţiile de ventilare şi climatizare s-au dezvoltat fiind adaptate conform cerinţelor, dar în acelaşi timp, luând în calcul mediul în care sunt amplasate, relieful, clima şi umiditatea. Circulaţia aerului este extrem de importantă pentru satisfacerea turiştilor şi pentru sănătatea acestora. Multe persoane suferă de diferite boli respiratorii care pot fi agravate de un mediu neprielnic. De aceea este indicat ca proprietarii de pensiuni să ia în considerare câteva măsuri de siguranţă care vor include: un sistem de circulaţie şi ventilaţie a aerului, ferestre, camere şi spaţii unde nu se fumează (camere şi restaurant). În plus trebuie menţionat că umezeala poate afecta pereţii şi mobilierul, ceea ce de fapt se traduce prin costuri mai mari de întreţinere.

Datorită aglomerării şi poluării din marele oraşe, majoritatea turiştilor preferă să îşi petreacă concediul în zonele montane. Conform studiilor efectuate zona montană este singura zonă vizitată în toate cele 4 anotimpuri nu numai în sezonul rece. Având în vedere acest lucru pensiunile montane au nevoie de un sistem de ventilare adaptat atât perioadei calde cât şi perioadei reci, care să menţină temperatura şi umiditatea aerului din încăperi şi în acelaşi timp, să corespundă cerinţelor de confort, indiferent de diferenţele care apar de la un sezon la altul.

2. Studiul soluţiilor existente

2.1 Generalităţi

Calitatea mediului în care oamenii îşi desfăşoară activitatea are o influenţă complexă asupra lor, atât sub aspect igienico-sanitar cât şi al productivităţii muncii.

Calitatea mediului ambiant se apreciază prin valoarea parametrilor confortului termic, prin compoziţia chimică şi puritatea aerului, precum şi prin alţi factori ca nivelul de iluminare, nivelul de zgomot, gradul de ionizare a aerului, elemente de estetică etc.

În anotimpul rece instalaţiile de încălzire pot asigura în încăperi menţinerea temperaturii aerului la o anumită valoare. Puritatea aerului se obţine în aceste cazuri prin ventilare naturală (infiltraţii, deschiderea ferestrelor, etc.), care are un caracter intermitent, este limitată în timp şi ca eficienţă, fiind dependentă de acţiunea factorilor climatici exteriori. Tendinţa de creştere a temperaturii aerului interior vara poate fi combătută prin ventilare naturală fară a se garanta în orice condiţii, posibilitatea limitării acesteia la anumite valori.

Pentru multe categorii de incinte, în care se produc degajări importante de nocivităţi (încăperi de producţie, laboratoare, hale pentru creşterea industrializată a animalelor, săli cu aglomeraţie mare de oameni etc) calitatea mediului nu se mai poate asigura numai prin instalaţia de încălzire. Pentru îndepărtarea mirosurilor şi degajărilor nocive sau chiar toxice, apare necesitatea introducerii “controlate” a unui debit de aer. Natura şi cantitatea de degajări nocive, modul lor de propagare, sistemul constructiv al incintelor, valorile la care sunt prescrişi parametrii aerului interior pe considerenţe de confort sau tehnologice, limitele admisibile la care trebuie reduse concentraţiile diverselor substanţe nocive degajate, la care se adaugă de multe ori cu o pondere importantă consideraţii economice, au condus la folosirea unei game foarte variate de instalaţii de ventilare şi climatizare.

Dimensionarea şi funcţionarea corectă însă a unei instalaţii este strans legată de clima localităţii sau locului unde se amenajează. Clima reprezintă starea caracteristică a atmosferei locului considerat, respectiv totalitatea fenomenelor meteorologice (temperatură, umiditate, vânt, presiune barometrică dedusă din observaţii repetate pe lungi perioade de timp şi cuprinde nu numai o analiză a valorilor medii, ci şi abaterile de la aceste medii precum şi posibilităţile de repetare a anumitor serii de valori.