BORDEROU

Partea scrisa:

1. Memoriu tehnic
2. Parametrii climatici de calcul
3. Sarcina termica de vara a incaperii
4. Sarcina termica de iarna a incaperii
5. Bilantul de umiditate al incaperii climatizate
6. Calculul debitului de aer necesar pentru ventilarea incaperii
7. Procese complexe de tratare ale aerului
8. Alegerea componentelor din centrala de tratare a aerului
9. Dimensionarea gurilor de introducere si evacuare a aerului

10.Documentatia tehnica a centralei,

Partea desenata:

IC₁ - Planul etaj al instalatiei de ventilare si climatizare,scara 1:50

IC₂ - Planul subsol amplasare CTA,scara 1:50

IC₃ - Sectiuni prin centrala de ventilare si climatizare, scara 1:50

PARAMETRII EXTERIORI DE CALCUL

SITUATIA DE VARA

Temperatura de calcul a aerului exterior

In conditiile variatiei anuale, lunare si diurne importante a temperaturii exterioare, pentru dimensionarea instalatiilor de climatizare se considera o situatie defavorabila, acoperitoare pentru majoritatea situatiilor meteorologice. Astfel, situatia de dimensionare corespunde lunii iulie, cea mai calda luna a anului pe teritoriul Romaniei.

Pentru calculul sarcinii termice de vara, pentru incaperi climatizate sau ventilate mecanic sau natural, se recomanda alegerea valorilor de temperatura cu un grad de asigurare g = 95% .

Astfel, temperatura exterioara de calcul pentru vara t_ev [ ⁰C ]rezulta :

t_ev = 31 [ ⁰C ] = t_em + A_z

unde:

t_em = 25 [ ⁰C ] - temperatura exterioara medie a lunii iulie, corespunzatoare localitatii Alexandria, in care este amplasata cladirea si gradului de asigurare,

A_z = 6 [ ⁰C ] -amplitudinea oscilatiei zilnice a temperaturii exterioare,

Variatia diurna a temperaturii aerului exterior

Temperatura exterioara are o variatie diurna importanta, intre valoare maxima si cea minima realizandu-se o diferenta de 2 A_z.

Valoarea temperaturii t_e pentru un moment de timp τ dat, se poate calcula folosind relatia:

t_e = t_em + c A_z

Pentru A_z = 7 [ ⁰C ], produsul c A_z este dat in tabelul urmator:

Radiatia solara

Radiatia solara are o variatie anuala, lunara si zilnica determinate de pozitia soarelui pe bolta cerului. Radiatia este receptionata la sol sub forma de radiatie directa si radiatie difuza.

Pentru determinarea sarcinii termice de vara a incaperilor se vor considera valori de calcul corespunzatoare lunii iulie, pentru latitudinea de 45⁰ N.

Intensitatea radiatiei solare directe I_D [ W/m²] va fi luata in considerare in functie de ora si de orientarea elementului de anvelopa.

Intensitatea radiatiei difuze I_d [ W/m² ] se stabileste in functie de ora, fiind considerata aceeasi pentru toate orientarile.

Radiatia solara globala I [ W/m² ] se calculeaza insumand valorilor radiatiei directe si difuze:

I = I_D + I_d (3.6)

Continutul de umiditate al aerului exterior

Continutul de umiditate aerului exterior x_cl este necesar pentru stabilirea punctului de stare al aerului exterior Ev. El se determina functie de localitate din tabel, de la numitorul fractiei pentru gradul de asigurarea ales.

SITUATIA DE IARNA

Temperatura de calcul a aerului exterior

Pentru iarna, temperatura de calcul a aerului exterior t_ei se considera in functie de localitate, cu valoarea data in STAS 1907/1.

Continutul de umiditate al aerului exterior

Continutul de umiditate al aerului exterior corespunde unei umiditati relative a aerului exterior de iarna de _e = 80 % si pentru cele patru zone de temperatura din tara noastra are valorile indicate in tabelul urmator:

Radiatia solara

La stabilirea sarcinii termice de calcul pentru iarna nu se ia in considerare radiatia solara deoarece ar rezulta o dimensionare nesatisfacatoare a capacitatii de incalzire a sistemului de ventilare/climatizare.

PARAMETRII de calcul ai AERULUI INTERIOR

Instalatiile de climatizare si ventilare sunt realizate cu scopul de a mentine in interiorul incaperilor deservite a unor parametri in limitele dorite de ocupantii acestora.

Parametrii aerului interior care pot fi controlati cu ajutorul instalatiilor de climatizare sau ventilare sunt:

- Temperatura

- Umiditatea relativa

- Viteza curentilor de aer

sITUATIA DE VARA

temperatura aerului interior este un parametru al confortului termic care influenteaza schimbul de caldura intre om si mediul inconjurator si poate fi controlat cu ajutorul instalatiilor de climatizare sau ventilare.

Valoarea temperaturii aerului interior se determina functie de tipul instalatiei avand valori diferite pentru instalatiile de climatizare fata de cea stabilita pentru instalatiile de ventilare mecanica.

Temperatura aerului interior pentru instalatiile de climatizare tehnologice este stabilita pe baze tehnologice si nu tine cont de conditiile de confort termic al ocupantilor.

Pentru instalatiile de climatizare de confort temperatura aerului interior se determina cu relatia:

t_i = 24 C= t_ev - (4-10) C

Se va adopta o valoarea intreaga care sa fie cuprinsa intre limitele (22-27) C

Umiditatea relativa a aerului interior _i, influenteaza schimbul de caldura latenta intre om si mediul inconjurator si se va adopta intre limitele 45-60% , cu conditia sa fie cu cel putin 5% mai mica decat valoare corespunzatoare temperaturii interioare de pe curba de zapuseala indicata in tabelul:

φ _i= 50 %

h _i= 48.5 [ kj/kg ] - entalpia aerului umed

x _i= 9.4 [ g/kg ] - continutul de vapori de apa al aerului umed

Viteza aerului interior in zona de sedere influenteaza schimbul de caldura convectiva si va fi aleasa in situatia de vara intre limitele de 0,1-0,3 m/s.

SITUATIA DE IARNA

temperatura aerului interior in situatia de iarna se alege pentru instalatiile de climatizare tehnologice functie de cerintele procesului tehnologic iar pentru cele de confort t_i = 20-22 , functie de cerintele investitorului.

t_i= 20

φ _i= 50 %

h _i= 38.4 [ kj/kg ] - entalpia aerului umed

x _i= 7.4 [ g/kg ] - continutul de vapori de apa al aerului umed

Umiditatea relativa a aerului interior se adopta ca si in situatia de vara intre limitele 45-60%, acceptand valori mai mici decat cele posibile corespunzatoare temperaturii aerului interior din curba de zapuseala, pentru a evita pericolul aparitiei condensului pe suprafetele interioare.

Viteza aerului interior se va adopta ca si in situatia de vara avand in vedere ca debitul de aer vehiculat si gurile de refulare sunt aceleasi.

APORTURI DE CALDURA PRIN ELEMENTELE OPACE DE ANVELOPA

Fluxul de caldura transmis intre exterior si interior prin elementele de constructie opace ale anvelopei cladirii depinde de: structura si orientarea elementelor, de solicitarile exterioare (temperatura, radiatie solara, vant) si de solicitarile interioare (temperatura, curenti de aer, radiatie).

In functie de inertia termica a elementului, fluxul de caldura este amortizat si defazat. Acest fenomen se datoreaza acumularii si descarcarii caldurii in perete, in functie de capacitatea lui de stocare.

Amortizarea consta in reducerea amplitudinii variatiei fluxului transmis la interior, fata de fluxul de la exterior. Defazarea se constata prin deplasarea orei de maxim a fluxului la interior fata de ora de maxim a fluxului la exterior.

Pentru a lua in considerare aceste fenomene este necesar un calcul in regim dinamic, bazat pe integrarea ecuatiei de transfer conductiv, cu conditii la limita date.

In ghidul de fata, pentru a furniza date corecte si usor de folosit, s-a utilizat programul de calcul CODYBA elaborat de INSA Lyon. Programul a fost utilizat in conditii particulare, care sa permita determinarea fluxului de caldura prin peretii exteriori cu diferite structuri si prin acoperisuri de tip terasa.

Valorile fluxului de caldura transmis de la exterior la interior sunt tabelate astfel:

- pentru pereti exteriori, pentru diferenta de temperatura ∆t luata in considerare, unde:

∆t = t_emax - t_i

si conform relatiei , ∆t = t_ev - t_i= 8 ⁰C

Aporturi de caldura prin elemente de constructie vitrate

Relatia de calcul a aportului de caldura transmis prin elementele vitrate este:

q_fe = q_i + q_t    [W

unde:

- Q_i - fluxul de caldura patruns prin fereastra datorat intensitatii radiatiei solare;

- Q_T - fluxul de caldura patruns prin fereastra datorat diferentei de temperatura.

Fluxul de caldura Q_i patruns prin fereastra datorat intensitatii radiatiei solare se poate calcula cu relatia:

Qi = c_t f m (S_i c_p I_Dmax + S I_dmax ) [W]

Unde:

- c_t - coeficient functie de tipul tamplariei;

Pentru ferestre cu rama de lemn sau PVC, c_t = 1 iar pentru ferestre cu rama de aluminiu, gen vitrina, fara rama sau perete cortina c_t = 1,15

- c_p - coeficient pentru puritatea atmosferei, indicat in tabelul:

Coeficientul pentru puritatea atmosferei se alege pentru ora la care radiatia solara directa este maxima.

- f - factor solar, depinzand de calitatea geamului si a ecranarii ferestrei;

Factorul solar reprezinta raportul dintre fluxul solar patruns prin fereastra cu protectie antisolara (geam gros, geamuri duble, geamuri absorbante sau reflectante sau cu elemente de ecranare, rulouri, storuri) si fluxul solar patruns printr-o fereastra simpla cu geam de 3 mm. Acest coeficient este :

f=0.4 pentru ferestre din termopan cu elemente de umbrire interioare (jaluzele verticale), cu geam clar la interior/exterior translucid cu grosimea 6 mm.

- m - coeficient de acumulare termica, care depinde de tipul elementului de modul de ecranare al ferestrei, de orientare, de ora de calcul si masivitatea elementelor de constructie. masivitatea elementelor de constructie este caracterizata prin coeficientul mediu de asimilare termica al cladirii.

s_med= (4.5 - 10.5 ) [ W/ m²K ]

orientare

S

ora

Q

orientare

V

ora

Q

orientare

N

ora

Q

Aporturile maxime sunt la ora 17: 12622

DEGAJARI DE CALDURA DE LA SURSE INTERIOARE

Sursele interioare potentiale de degajari de caldura sunt : oamenii, iluminatul, masinile si echipamentul actionat electric, suprafetele calde, materialele care se racesc, etc.

1 Degajarea de caldura de la oameni

Degajarea de caldura de la oameni este dependenta de mai multi factori din care cei mai importanti se refera la felul activitatii care evidentiaza efortul depus si temperatura aerului interior.

Degajarea de caldura a oamenilor Q_om se determina cu relatia:

Q _om = N q _om    = 6890 [W]

In care: N =53 - numarul de persoane si

q_om =130 [W] - degajarea specifica de caldura a unei persoane in functie de starea de efort fizic si temperatura aerului interior si care poate fi redat in nomograme sau tabele (W/persoana).

2 Degajarea de caldura de la iluminatul electric

Fluxul de caldura degajat de la sursele de iluminat electric se poate determina cu relatia:

Q = N_il*B = 3801.6 [W]

in care: -N_il=S_tavan * N_sp= 4752 [W] - este puterea instalata a surselor de iluminat.

S_tavan= 420 [m²] ; N_sp= 25 [W/m²]

- B este coeficient care tine seama de partea de energie electrica transformata in caldura.

Pentru iluminatul fluorescent B = 0,8

3. Degajari de caldura de la echipamentul electronic de birou

Echipamentele de birou (computere, imprimante, fotocopiatoare, videoproiectoare, servere, statii de lucru etc.) au degajari importante de caldura si trebuie luate in considerare puterile electrice indicate de producator.

DEGAJARI DE UMIDITATE

Sarcina termica de vara

Qv=Qap+Qdeg= 29932 kW

Qi=Qdeg-Qp= 12918 W

Qp=V∙GN∙∆t= 4392.3 W

CALCULUL DEBITULUI DE AER

a)     Situatia de vara

Raza procesului εV=37415 kJ/kg

Debitul necesar pentru evacuarea caldurii

Numarul de schimburi de aer

N=5.05 schimburi

Recalcularea parametrilor aserului refulat iarna

εi=16147 kJ/kg

hc = 43.9 kj/kg

xc=7 g/kg

PROCESE COMPLEXE DE TRATARE A AERULUI

Proces de tratare iarna

Punctul M

hm=27kj/kg

xm=5.9 g/kg

punctul R

t=10C

hr=27.3 kj/kg

xr=xc=7

Sarcina termica a bateriei de reincalzire

Q_BRI=40.9kw

Consumul de apa pentru umidificare

Ga=2.67kg/s

Tratarea aerului vara

hm=50.9 kj/kg

xm=9.8g/kg

xr=xc=8.8kj/kg

tr=13.9C

hr=36kj/kg

hu=hr=36kj/kg

xu=8.4 g/kg

tu=14.8C