Proiect Instalatii Ventilatie, Climatizare Hale [PDF]

Zitiervorschau

Colegiul Tehnic “Constantin Istratii” - Câmpina Profil CONSTRUCŢII INSTALAŢII ŞI LUCRĂRI PUBLICE

Cuprins Caracteristicile sistemului "I.V.A.C." Incălzirea Generalităţi Echipamentul pentru încălzire

Răcirea

Generalităţi Echipamentul pentru răcire

Deumidificarea Umidificarea Ventilaţia Caracteristicile sistemelor de automatizare Reglarea bipozitionala Reglarea bipozitionala temporizata Anticipatorul termic Temporizatorul termic Reglarea in trepte Reglarea flotanta Reglarea proporţionala Reglarea proportional-integrala Reglarea proportional-integral-derivativa

Caracteristicile proceselor

Sarcina Intârzierile Intârzierile de măsurare Capacitanta termica Rezistenta termica

1

PROIECT PENTRU ATESTAT

Colegiul Tehnic “Constantin Istratii” - Câmpina Profil CONSTRUCŢII INSTALAŢII ŞI LUCRĂRI PUBLICE

PROIECT PENTRU ATESTAT

Recomandări privind alegerea structurilor de reglare Componentele sistemului de reglare Traductoare Traductoare de temperatura Traductoare de presiune Traductoare de umiditate Traductoare de debit Regulatoare Actuatoare Echipament auxiliar

Diagrame psicrometrice Procese de condiţionare a aerului Procesul de incalzire Procesul de răcire Procesul de umidificare Procesul de răcire si deumidificare Procesul de dumidificare si reincalzire

Aplicaţii de reglare a sistemelor "I.V.A.C."

Procese de ventilaţie Reglarea aerului de amestec Reglarea ciclica a aerului de amestec cu sesizarea temperaturii spaţiului Procese de incalzire Reglarea in funcţie de temperatura spaţiului cu limitare inferioara a intrării Preincalzire cu clapete si bypass Reglarea cu miezuri multiple Procese de răcire Sistem dual de reglare cu clapete zonale Sistem de incalzire, răcire si umidificare zonala Sistem de incalzire, răcire, umidificare si deumidificare Sistem de condiţionare multizonal cu trei etaje Condiţii pentru o automatizare eficienta

Automatizarea sistemelor de ventilaţie a clădirilor Necesitatea automatizării ventilaţiei Tipuri de sisteme de ventilaţie Sisteme cu o singura traiectorie Sisteme cu dubla traiectorie Presurizare si ventilaţie Echilibrul presostatic al clădirii Efecte presostatice ale vântului Efectul de stiva Ventilatoare Caracteristici Legi de funcţionare Măsurarea presiunii si debitului de aer in tubulatura Măsurarea presiunii si debitului de aer in tubulatura Senzori de presiune Senzori cu tub Pilot

2

Colegiul Tehnic “Constantin Istratii” - Câmpina Profil CONSTRUCŢII INSTALAŢII ŞI LUCRĂRI PUBLICE

Sisteme de răcire cu apa

Răcirea prin compresie de vapori Răcirea prin absorbţie Reglarea sistemelor de răcire Instalaţii de răcire centrala Reglarea sistemelor cu un racilor Reglarea sistemelor cu racitoare multiple Reglarea temperaturii apei in turnul de răcire

isteme de incalzire cu apa

Reglarea boilerelor Boilere modulare Boilere electrice Calculul randamentului Principiile combustiei in boilere Sisteme cu boilere miltiple Sisteme de distribuţie a agentului termic

Cuprins date tehnice Memoriu tehnic Breviar de calcul Proiect de execuţie

3

PROIECT PENTRU ATESTAT

CARACTERISTICILE SISTEMULUI "IVAC" Un sistem IVAC (Instalaţie de ventilaţie si aclimatizare) corect proiectat poate asigura un mediu confortabil pentru ocupanţii clădirii, îmbunătăţii productivitatea angajaţilor, facilita o producţie eficienta, controla răspândirea fumului in cazul unui incendiu si asigura funcţionarea calculatoarelor si echipamentelor de telecomunicaţii. Reglarea automata a IVAC menţine condiţiile de efort general in spatiile cu birouri si asigura limitele de variaţie restrânse ale umidităţii si temperaturii ca răspuns la variaţiile atmosferice din interiorul si exteriorul clădirii. Am arătat modul de distribuţie a unui sistem IVAC intr-o clădire de dimensiuni reduse. Panoul de automatizare, boilerele, motoarele, pompele si racitoarele sunt de obicei plasate la nivelul inferior. Turnul de răcire este plasat pe acoperis. Cladirea este străbătută de tevi, contine ventilatoarc, amortizoare, miezuri de racire, filtre de aer, unitati de încălzire si de volum de aer variabil(VAV).Cladirile mari au sisteme separate pentru grupuri de etaje sau zone ale clădirii. Sistemul de automatizare al unei clădiri comerciale presupune mai multe bucle de control si poate fi impartit in sistemul de control central si buclele de control local sau zonal.Pentru o eficienta maxima toate aceste bucle ar trebui legate intre ele pentru a schimba informaţii si comenzi folosind un sistem de management automat al cladirii(SMAC). Funcţiile sistemului centralizat de tratare a mediului. Bucla de ctrl. Ventilaţie

Clasificare de baza imbunatatita

Răcire

Ventilatoare

reglarea racitorului controlul turnului de răcire controlul miezului de răcire de baza îmbunătăţite

încălzire

controlul miezului de incalzire controlul boilerului

Descriere Coordonează funcţionarea clapetelor de aer de intrare,retur si ieşire pentru amentine cantitatea optima de aer ventilat. De obicei este solicitata protecţia la temperaturi scăzute. Măsoară si reglează volumul de aer introdus din exterior pentru a asigura combinaţia perfecta dintre acesta si cel retumat in condiţiile variabile ale incaperiiProtectie la temperaturi scăzute Menţine temperatura prescrisa a apei evacuate din racitor,sau reseteaza temperatura in funcţie de necesitaţi. Controlează pompele si/sau ventilatoarele din turnul de răcire pentru a asigura răcirea maxima posibila a apei Ajustează cantitatea de apa prin miez pentru menţinerea temperaturii in interior. Porneşte ventilatoarele de aspiraţie si retur in timpul perioadelor de ocupare si le cicleaza după necesitaţi in perioadele de inactivitate interioara. Ajustează turaţia ventilatoarelor pentru a menţine presiunile optimale pe coloane si in interior.Reduce costurile de funcţionare ale sistemului si imbunatateste performantele acestuia. Ajustează debitul de apa sau abur prin miez pentru menţinerea temperaturii interioare. Acţionează arzartorul pentru a mentine presiunea optima a aburului sau temperatura apeiPentru un randament maxim temperatura apei trebuie ajustata in funcţie de cerere sau de temperatura exterioara.

ÎNCĂLZIREA GENERALITĂŢI Pierderile de căldura intr-o clădire apar datorita proceselor de transmisie,infiltrare /exfiltrare si ventilaţie.

Capacitate de incalzire a unei clădiri depinde de temperatura proiectata,de cantitatea de aer exterior folosita si de activitatea ocupantilor.Rafalele de vânt predominant influenţează pierderile si gradul de infiltrare, Sistemul de incalzire trebuie dimensionat astfel incat sa 'încălzească clădirea la cea mai mica temperatura exterioara care poate surveni pe parcursul sezonului rece. Transmisia este procesul prin care energia intra sau părăseşte o incapere prin suprafeţele cxterioare.Rata de scădere a energiei se calculează prin scăderea exterioare din cea interioare si înmulţind rezultatul cu coeficientul de transfer termic al suprafeţei considerate. AQ - (TIN-TOFF)

Infiltraţia este procesul prin care aerul exterior intra intr-o clădire prin crăpaturile din jurul usilor,ferestrelor,prin uşile deschise datorita diferenţei dintre presiunea interioara si cea exterioara.Pierderea de căldura datorata infiltraţiei este funcţie de diferenţa de temperatura si volumul de aer vehiculat. Exfiltrarea este procesul prin care aerul părăseşte clădirea si transporta căldura in exterior.Infiltrarea si exfiltrarea pot apărea simultan. Ventilaţia aduce aer proaspăt din exterior, aer care poate necesita incalzirea.Pierderile de căldura prin ventilaţie sunt similare cu cele datorate infiltrarii/exfiltrarii.

ECHIPAMENTUL DE ÎNCĂLZIRE In figura am prezentat un sistem de tratare a aerului cu miez de incalzire eu apa fierbinte.Apa este folosita de obicei mai mult decât aburul pentru transmisia energici termice deoarece solicita mai puţine masuri de securitate datorita presiunilor mai mici si este mai eficienta in special in ciima temperata.

Un sistem de incalzire a aerului consta din crearea unui jet de aer peste un miez de incalzire cu apa, abur sau electric.

Unitate de încălzire si ventilare (săli de curs;pot include atât miezuri de răcire cat si de încălzire)

In cazul climei blande,caldura poate fi asigurata cu miez in sistemul central de tratare a aerului sau cu o pompa de căldura. O pompa de căldura foloseşte componente refrigerente standatd si o valva reversibila pentru a putea produce atât încălzirea cat si răcirea in acelaşi dispozitiv.In modul de încălzire curgerea refrigerentului prin miezuri este inversata pentru a ceda căldura preluata de la o sursa de caldura,spatiului condiţionat.

In clădirile unde este folosita o mare cantitate de aer exterior,se foloseşte un sistem de recuperare a calduriirpompe de caldura,sisteme ciclice,tuburi termice. In sistemele ciclice exista miezuri si in tubulatura de alimentare si in cea de evacuare.O pompa recircula agentul termic intre miezuri astfel incat agentul incalzit de aerul evacuat preincalzeste aerul exterior ce intra in clădire.

RĂCIREA GENERALITĂŢI Procesul prin care căldura se deplasează intre spatii cu temperaturi inegale se numeşte conductie.Caldura se poate deplasa prin pereţii exteriori si acoperis.Radiatia solara încălzeşte suprafeţele care transfera apoi căldura aerului inconjurator. Orientarea cladirii,ungiul făcut de soare si vântul predominant,afecteaza cantitatea de căldura solara.Suprafetele cu ferestre largi pot capta mai multa căldura solara in timpul iernii decât vara.

Ocupanţii, iluminarea,echipamentele si infiltraţiile de aer exterior contribuie la cantitatea de căldura inmagazinata(un adult la birou produce 117W).

ECHIPAMENTE DE RĂCIRE Un sistem de tratare(conditionare)a aerului răceşte mediul interior prin deplasarea unui jet de aer peste un miez conţinând un agent de racire(apa rece sau refrigerent).

Exista doua tipuri principale de sisteme de racire:racitoare(pentru sisteme mari) si sisteme de expansiune directa Dx(sisteme mici).

Intr-un racitor sistemul de refrigerare răceşte apa care este apoi pompata in miezurile din sistemul de condiţionare a aerului.Intr-un sistem Dx,evaporatorul se afla in tubulatura de tratare a aerului .Agentul refrigerent cel mai folosit este apa,care este racita de obicei intr-un turn de răcire. Pentru sistemele de răcire cu apa se folosesc compresoare centrifugale sau elicoidale,care sunt controlate fie prin debitul de lichid refrigerent,fie prin viteza de rotaţie a compresorului. I n selectarea echipamentului de răcire factorii principali sunt costurile iniţiale si cele de funcţionare.Sistemei Dx sunt mai ieftine decât racitoarele,dar au dezavantajul controlului bipozitional(on/off) neputand regla temperatura cu precizia unui sistem de răcire cu apa. DEUMIDIFICARE Aerul prea umed poate crea probleme cum ar fi condensul si disconfortul fizic .Metodele de deumidificare constau in circularea aerului umed prin miezuri de răcire sau unitati de absorbtie,fiind de valori proiectate împreuna cu sistemul de răcire. Pentru deumidificare miezul de răcire trebuie sa aibă capacitate si temperatura necesara sa răcească aerul sub punctul de condensare.Apa condensata este colectata si evacuata.Cand se doreşte doar controlul umiditatii,aeru uscat poate fi incalzit pentru a menţine temperatura interna dorita. Daca miezurile de răcire nu pot reduce suficient umezeala,se recurge la instalarea unor unităţi de absorbţie care folosesc fie un strat rotativ granular de gel siliconic sau sari figroscopice,fie un jet de clorura de litiu sau soluţie de glicol.ln ambele cazuri materialul sorbent preia umezeala si,cand ajunge la saturatie,trece printr-o secţiune separata a unităţii care ii aplica un jet de aer calde pentru a-1

reusca.

UMIDIFICARE

Umiditatea scăzuta poate procrea disconfort in respiraţie si electricitate statica.Umidificatoarele pot fi independente sau inglobate intr-o instalaţie de conditionare.Conditiile de mediu optime presupun o umiditate a aerului de 30-60%.In zonele critice,cu gaze explosive,se recomanda un minim de 50%.Umidificarea se recomanda in perioada anotimpurilor calde. Umidificatoarele din instalaţiile de tratare a aerului injectează abur direct in debitul de aer sau pulverizează apa,fie evapora apa incalzita din recipientele aflate de-a lungul tubulaturii de aer.

VENTILAŢIE Prin ventilaţie se introduce aer din exterior pentru a reîmprospăta cantitatea de oxigen si a elimina mirosurile sau gazele toxice din spatiile clădirii.Ventilaţia poate fi folosita si pentru presurizarea unei clădiri pentru a reduce infiltraţiile. Proiectarea unui sistem de ventilatie(necesar tuturor cladirilor)trebuie sa tina seama si de costul incalzirii sau răcirii aerului ventilat. Pentru asigurarea unei ventilaţii de calitate si minimizarea cantităţii de aer necesare,gurile de aer exterior trebuiesc dispuse astfel incat sa evite zonele de evacuare a aerului,emisiile vehicolelor sau alte surse de poluare.Sistemele de evacuare interioare,trebuie sa colecteze aerul contaminat chiar din zona sursei.Cantitatea de aer ventilat necesara unei cldiri poate fi redusa cu ajutorul filtrelor,substantelor chimice absorbante(carbune activ)sau cu sisteme de schimbarea mirosurilor,depinzand de numărul de ocupanţi si spaţiul utilizat efectiv. In figura este prezentat un sistem care alimentează cu 100% spaţiul cu are exterior.acest tip de sistem de ventilaţie este folosit mai ales in spatiile in care exista surse permanente de miros sau contam inare(laboratoare,ateliere).

Sistem de ventilare cu 100% aer exterior interni: Sistemul este neeconomic de aceea se folosesc si alte metode de eliminare a contaminanţilor -reglarea presurizării spaţiului -sistemul de curăţire a aerului

Cel mai intalnit este sistemul de ventilaţie care foloseşte aerul de retur.Acesta recircula majoritatea cantităţii de aer din incapere si adaugă cantităţi mai reduse de aer exterior.Aerul de retur poate avea un ventilator propriu pentru a suplini pierderile de presiune din tubulatura.

Filtru

Ventilator alimentare

Sistem de ventilaţie cu aer retur Automatizarea sistemului de ventilaţie presupune menţinerea unei temperaturi constante a aerului de amestec.In sistemele mai sofisticate se solicita reglarea clapetelor pentru menţinerea unei presurizări optime a clădirii.

CARACTERISTICILE SISTEMELOR DE AUTOMATIZARE Reglarea automata in sistemul IV AC presupune in general controlul controlul presiunii,temperaturii,umiditatii si debitului.Un sisstem de reglare automata acţionează asupra mărimii de reglare prin intermediul unei variabile secundare.Aceasta,denumita si variabila de lucru(manipulata)produce modificările necesare in variabila principala,marimea reglata. De exemplu intr-o incapere încălzita cu aer antrenat printr-un miez de incalzire cu apa,termostatul măsoară temperatura(variabila de reglare)aerului din incapere(mediul controlat)intr-o anumita zona.Pe masuara ce inacperea se raceste,termostatul acţionează o valva ce reglează debitul(variabila de lucru)apei incalzite(agentul de control)prin miez.In acest fel miezul furnizează mai multa căldura pentru a incalzi aerul din incapere. Metode de reglare:

Tipuri de reglare:

- electromecanice - electronice - cu microprocesor - pneumatice - combinate - bipozitionala - in terpte - flotanta - proportionala(Pi si Pd) - adaptiva

REGLAREA BIPOZITIONALA Intr-o reglare bipozitionala elementul reglat ocupa una din cele doua pozitii,cu excepţia unei perioade de trecere de la o poziţie la cealaltă. Reglarea bipozitionala este folosita in sistemele IVAC simple pentru pornirea si oprirea motoarelor electrice sau unităţilor de incalzire,de ventilaţie si racire,pentru deschiderea pulverizatoarelor de apa pentru umidificare si pentru energizarea încălzitoarelor electrice.Cele doua valori ale variabilei de reglare(on/off)determina starea elementului de execuţie final.Intre aceste

valori exista o zona denumita "zona diferenţiala" in care regulatorul nu poate activa elementul de execuţie. Un exemplu de zona diferenţiala este intr-un sistem de răcire in care regulatorul este setat sa deschidă o valva de răcire când temperatura încăperii atinge 25 de grade si sa inchida valva când temperatura ajunge la 26 de grade.Zona diferenţiala este de 1 grad iar variabila de reglare funcţionează intre aceleaşi valori. Rezultatul este o funcţionare ciclica a echipamentului de reglare,iar variabila reglata oscilează cu o frecventa,suprareglaj si subreglaj,influenţată de întârzierile din sistem. Temperatura .

Timp

Suprareglaj

Diferenţial

(grade C)

Pana când temperatura termostatuli atinge punctul off(22 de grade C)aerul este deja mai cald decât acea temperatura.Cand termostatul opreşte caldura,sistemul de încălzire continua sa disipe căldura înmagazinată in el,producand suprareglaj(analog in sens invers). In concluzie,reglarea bipozitionala este convenabila in sistemele cu timp de intarziere cumulaţi foarte mici(transfer,masurare,executie)si in cazul in care nu este solicitata reglarea precisa.

Un termostat conectând sau deconectând un arzător REGLAREA BIPOZITIONALA TEMPORIZATA Metoda ideala de reglare a temperaturii intr-o încăpere este prin înlocuirea căldurii pierdute sau eliminarea căldurii suplimentare in cantitatea exact necesara. Cu reglarea bipozitionala simpla acest lucru este imposibil întrucât sistemul de răcire sau de încălzire este fie deschis complet,fie inchis complet si efectul este fie prea mare,fie prea mic. Reglarea bipozitionala temporizata anticipează necesarul de căldura si asigura cantitatea măsurata procentual in timp,reducand astfel fluctuaţiile punctului de reglare.Temporizarea este realizata de un anticipator de căldura in circuitele de reglare electrice si de un timer in circuitele de reglare electronice si digitale.Regulatorul răspunde acum la schimbările graduale in valoarea medie a

variabilei reglate.Supra si subreglajul sunt reduse sau eliminate datoita acstei proportionalitati in timp.

ANTICIPATOR TERMIC Un anticipator termic este inserat langa bimetalul senzorului de temperatura,in cazul sistemelor de reglare electronice.Anticipatorul termic este conectat astfel incat sa pornească de fiecare data când bimetalul solicita încălzirea mediului. EI va incalzi bimetalul pana la punctul de off mai repede,sistemul va întrerupe încălzirea si odată cu aceasta se va opri si anticipatorul termic. Deoarece căldura este furnizata doar senzorului,anticipatorul termic coboară punctul de reglare proporţional cu creşterea temperaturii prescrise. De fapt se menţine o temperatura mai scăzuta decât cea impusa sistemului.

In sistemele de răcire, anticipatorul termic trebuie oprit in timpul perioadelor off ale termostatului, functionarea fiind similara insa in sens invers. TEMPORIZATOR TERMIC (TIMER) Regalrea proporţionala in timp este mai eficienta decât cea cu anticipare termica si este disponibila doar in termostatele mai sofisticate si regulatoarele electronice sau digitale. In clădire este introdusa si o cantitate de căldura prin cicluri on/off in funcţie de cantitatea de căldura actuala si de setările de timp programate.

In sistemele de timp electromecanice incalzitorul distribuie mai multa căldura decât zona difrentiala a senzorului, iar rata de circulare este modificata doar prin modificarea parametrilor acestuia. In sistemele digitale, timpul total de ciclare si timpii minimi de on si off sunt programabili.Timpul unui ciclu este determinat de întârzierile din sistemul de reglare. Daca acesta este modificat(de la 10 min. la 20 de min.)atunci timpii de on/off rezultaţi sunt modificaţi corespunzator(7,5 min. on;2,5 min off la 15 min. on;5 min. off)dar raportul lor ramane neschimbat pentru o sarcina data.

Reglare proporţionala in timp Regulatorul răspunde la temperatura medie si astfel nu va aştepta o modificare ciclica a variabilei reglate pentru agenera o acţiune corectiva.Intarzienle din sistem nu vor avea, deci, nici un efect semnificativ. REGLAREA IN TREPTE Regulatoarele in trepte (secventiale)actioneaza contactele sau releele secvenţial pentru a activa sau dezactiva la ieşirile multiple dispozitive bipozitionale cum ar fi incalzitoare electrice sau racitoare autonome. Reglarea in trepte foloseşte un semnal proporţional încercând sa obtina o variaţie proporţionala a variabilei reglate cu ajutorul echipamentelor bipozitionale.Etapele de intrare in funcţie se pot suprapune sau nu.

5

Ventilator

Actuator

Miezuri D/X

încălzitor electric cu trepte

Reglare in trepte cu miezuri Dx si incalzitor electric secvenţial REGLARE FLOTANTA Reglarea flotanta este o forma areglarii bipozitionale denumita si "reglare bipozitionala".Acest tip de reglare poate fi realizata doar cu ajutorul sistemelor cu microprocesor. Reglarea flotanta necesita un actuator lent si un senzor rapid,selectat in funcţie de viteza răspunsului sistemului reglat.Prin acest tip de reglare punctul de reglare este păstrat in apropierea setpoint-urui,insa poate fi folosita doar in sisteme cu întârzieri minime intre variaţia ieşirii si răspunsul senzorului. Un exemplu ii reprezintă reglarea presiunii statice intr-o conducta de aer.

lntr-o aplicaţie tipica,punctul de reglare se deplasează in interiorul si exteriorul bandei de reglare, intersectând diferenţialul de comutare.O scădere in presiune sub setpoint determina actuatorul sa acţioneze clapetele spre poziţia deschis.Diferentialul relativ ingust al regulatorului opreşte actuatorul după ce a deschis parţial clapetele.Acestea raman in aceeaşi poziţie pana la o noua scădere

in presiune,determinand actuatorul sa deschidă clapetele si mai mult.La o creştere in presiune deasupra setpoint-ului,actiunea se inverseaza.Astfel punctul de reglare poate flota intre limitele deschi si inchis fara ca actuatorul sa acţioneze clapetele.

REGLAREA PROPORTIONALA(P) Reglarea proporţionala determina la ieşirea sistemului un răspuns proporţional cu sarcina(de incalzire sau racire)a clădirii.In acest fel se asigura cantitatea de căldura necesara pentru suplimentare sau evacuare.In reglarea proporţionala poziţia elementului final de reglare este o funcţie liniara de variabila controlata.

In sistemele de reglare proporţionale, valoare impusa (stpoint-ul) este de obicei la mijlocul intervalului de reglare, astfel ca va apărea o diferenţa intre punctul de reglare si valoarea impusa. Când sarcina de răcire este de 50%, regulatorul se afla la mijlocul intervalului de reglare,valva(dimensionata adecvat)este deschisa la jumătate si nu apare nici o diferenta.Pe măsura

ce temperatura din exterior creste,temperatura încăperii se ridica si valva trebuie deschisa mai mult pentru a permite circulaţia unei cantităţi suplimentare de agent de răcire. Intervalul de reglare este determinat de proporţia in care se modifica variabila de reglare(temperatura)la o acţionare completa a actuatorului. Se mai numeşte si "banda de proportionalitate" si se exprima cu relaţia:

Se defineşte amplificarea sistemului de reglare proporţional:

A=100/BP Ieşirea regulatorului este proporţionala cu diferenţa dintre punctul de reglare si valoarea impusa.

V=K*E+M V - semnal de ieşire K - amplificare E - eroare(valoarea actuala - valoarea impusa) M - valoarea ieşirii la eroare nula(valoarea ieşirii la 50% din intervalul de reglare) Compensarea este procesul de resetare a valorii impuse(setpoint)pe baza variaţiei parametrilor sarcinii.

REGLAREA PROPORTIONAL-INEGRALA(PI) In cazul reglării proportional-integrala resetarea punctului de reglare este automata. Ea elimina offset-ul(eroarea diferentiala)imediat ce variabila reglata deviază fata de setpoint astfel ca banda de proporţionalitate se deplasează gradual pana la echilibrarea variabilei reglate cu setpoint-ul. Reglarea proportional-integrala nu impune actuatorului o anumita poziţie pentru fiecare valoare a variabilei reglate(ca in cazul reglării proportionale)ci ii modifica continuu pentru a păstra variabila reglata cat mai aproape de cea impusa(setpoint). Acţiunea de resetare, determinatade componenta integrala, deplaseaza banda de proporţional itate după necesitaţi in jurul valorii impuse,pe măsura ce sarcina din sistem se modifica.

Cu un regulator proportional-integral poziţia actuatorului depinde nu doar de poziţia variabilei reglate in banda de proportionalitate,dar si de durata si amplitudinea deviaţiei acesteia fata de valoarea prescrisa.ln regim staţionar eroarea dintre punctul de reglare si setpoint este zero.

Ti - timpul de restabilire(constanta de timp)

REGLAREA PROPORTIONAL-INTEGRAL-DERIVATA(PID)

Funcţia derivativa se opune oricăror modificări si este proporţionala cu viteza de modificare.Cu cat valoarea actuala se modifica mai repede,cu ata mai rapid este aplicata acţiunea corectiva.Pe măsura ce variabila reglata se apropie de setpoint,functia derivativa reduce acţiunea corectiva,diminuand posibilitatea apariţiei unui subreglaj.

TD - constanta de timp derivativa(intervalul de timp cu care funcţia derivativa avansează efectul acţiunii proporţionale)

CARACTERISTICILE PROCESELOR SARCINA Sarcina procesului este condiţia care determina cantitatea de agent de reglare cerut de proces pentru a menţine variabila reglata la nivelul dorit. Modificările de sarcina sau perturbatiile sunt acele modificări ale variabilei reglate determinate de alternarea condiţiilor din proces sau din împrejurimile sale. • Perturbaţii de alimentare (ex.:modificarea temperaturii apei ce alimentează un radiator) • Perturbaţii de cerere • •

Modificări ale valorii impuse(setpoint)(cauzeaza o modificare a debitului de agent termic) Modificări ambientale(ex.:temperatura,presiune,umiditate apărând ca modificări ale sarcinii in sistemul de reglare) Perturbaţii de cerere

Sunt modificări ale mediului reglat ce necesita modificări ale parametrilor agentului de reglare.In cazul unui convertor abur-apa,temperatura apei este variabila reglatajar apa este mediul reglat.Schimbarea debitului sau temperaturii apei returnata in convertor indica o perturbatie de cerere a sarcinii.Un debit mărit de apa necesita o mărire a debitului de agent de reglare(abur)pentru menţinerea temperaturii apei.

INTARZIERI Impiedica un răspuns imediat si complet al sistemelor de reglare la o modificare a variabilei reglate.Intarzierea de proces este intervalul de timp apariţia unei perturbaţii si momentul in care variabila reglata incepe sa raspunda.De exemplu la pierderea căldurii unui spaţiu senzorul nu poate măsura scăderea de temperatura instantaneu,datorita întârzierii cu care aerul din jurul termostatului pierde căldura.Analog in sens invers.întârzierea totala a procesului este suma întârzierilor individuale ale elementelor sistemului. ÎNTÂRZIERI DE MĂSURARE    

Eroare dinamica - diferenţa dintre valoarea reala si cea măsurata in timpul reglarii,cauzata de masa senzorului(temperatuara, umiditate) Eroare statica - analog dar in regim staţionar .Este cauzata de erori de calibrare Reproductibilitate - capacitatea senzorului de a produce aceeaşi valoare de ieşire la aceleaşi valori ale variabilei măsurate Timp mort - este intervalul in care variabila de reglare se modifica fara caregulatorul sa iniţieze o corecţie CAPACITANTA TERMICA

Pentru o sursa de căldura data,un metru cub de apa este incalzit lent fata de un metru cub de aer(analog pentru racire).Capacitanta termica depinde,deci,de masa mediului reglat. Cu cat capacitanta termica este mai mare,variabila reglata este menţinută este menţinută constanta mai mult timp dar necesita mai mult timp de reglare la o noua valoare.Constanta de timp introduce astfel intarzieri in proces. Un birou cu mult mobilier are o constanta termica mai mare decât acelaşi mobilier fara mobilier.Dupa un week-end in care spaţiul a fost racit,este necesar un timp mai lung luni dimineaţa de încălzire a spaţiului la acelaşi nivel de confort. REZISTENTA TERMICA Este parametrul ce caracterizează acele componente ale procesului ce se opun transferului energetic. Transferul de energie de la o capacitanta printr-o rezistenta la o alta capacitanta determina o intarziere de transfer.

Regulatorul va introduce un suprareglaj fata de setpoint deoarece efectul căldurii introduse nu este resimţit instantaneu. Corodarea sau depunerile pe miezul de incalzire măreşte rezistenta termica impiedicand transferul optim.

RECOMANDĂRI PRIVIND ALEGEREA STRUCTURILOR DE REGLARE In alegerea tipului de reglare se tine cont de: • Gradul de precizie cerut si eroarea maxima acceptata • Tipul de perturbaţii ale sarcinii posibile,inclusiv dimensiunea,viteza,frecventa si durata lor • Caracteristicile procesului,cum ar fi: - constantele de timp - numărul elementelor ce introduc intarzieri - viteza de răspuns Modul de reglare recomandat P PI PI PI PI PI -banda de proportionalitae mare si constanta de timp mica Unele aplicaţii necesita PE) Presiune statica de ventilaţie PI -unele aplicaţii cer PID Umiditate P -eventual PI pentru precizie

TemperaturaAplicaţie incaperii Temperatura amestecului de aer Temperatura de evacuare din miez Temperatura de evacuare din racitor Temperatura de evacuare din convertor abur-aer Debit de aer

COMPONENTELE SISTEMULUI DE REGLARE TRADUCTOARE •

Traductoare de temperatura

Elementul de măsura intr-un senzor de temperatura poate fi un bimetal,un element tip tub-miez,un burduf etanş, un conductor rezistiv sau un termistor. Un bimetal este o banda metalica subţire compusa din doua straturi de metal diferite.Deoarece cele doua metale au grade de dilatare diferite,curbarea elementului va depinde de modificările in temperatura.Miscarea rezultanta a bimetalului va fi folosita pentru închiderea sau deschiderea circuitelor de automatizare.Prin infasurarea spiralata a bimetalului rezulta o lungime mai mare a elementului intr-un spaţiu limitat.

•

Traductoare de debit

Măsoară viteza de curgere a lichidului sau gazului in volum pe unitatea de timp.Selectarea celei mai bune metode de detectare a debitului necesita luarea in consideraţie a multor aspectejn special nivelul de precizie cerut,mediul măsurat si gradul de variaţie a debitului măsurat. Cel mai simplu senzor de debit este realizat cu o paleta introdusa in mediul masurat.Aceasta este deviata in sensul de curgere a mediului.Este utilizat pentru indicarea curgerii si in scopul interblocarii(ex.:apa trebuie sa circule înainte de a porni un racitor).

Semnal On/Off Senzor

Unele tipuri de traductoare de debit folosesc discuri cu orificii care generează căderi de presiune proporţionale cu pătratul vitezei fluidului.Alte tipuri de traductoare măsoară presiunea totala sau statica.Turbinele sau elicele rotative răspund direct proporţional cu viteza fluidului si pot fi folosite intr-o gama larga de aplicaţii.

Prizele de aer cum ar fi tubul pilot măsoară presiunile statica si totala intr-o conducta.Scăzând presiunea statica din presiunea totala reazulata presiunea directa din care poate fi calculata viteza.Inmultind viteza cu aria secţiunii conductei rezulta debitul de fluid.

REGULATOARE Regulatoarele au la intrare mărimile generale de traductoare,compara semnalul de intrare cu condiţia impusa(sau setpoint)si generează un semnal de ieşire pentru acţionarea dispozitivului actuator(element de execuţie).Traductorul poate fi integrat in regulator(termostat)sau plasat la o distanta de acesta. Regulatoarele pot fi electrice/electronice,cu microprocesor sau pneumatice.Un regulator electric/electronic asigura o reglare bipozitionala,flotanta sau modulata si foloseşte un traductor mecanic de tip bimetal,sau cu ieşire de tip electric de tip rezistiv sau termocuplu. Regulatoarele cu microprocesor folosesc semnale digitale sau analogice realizând conversia si calcularea algoritmilor de reglare in forma digitala. Regulatoarele pneumatice primesc semnale de la traductoarele pneumatice si dau la ieşire un semnal pneumatic modulator.

ACTUATOARE Un actuator este un dispozitiv care converteşte energia electrica sau pneumatica intr-o mişcare liniara sau de rotatie.Un actuator produce o modificare a variabilei reglate prin acţionarea diverselor elemente de execuţie finale,ca:valve,clapete,motoare,etc. In general actuatoarele pneumatice au o acţiune proporţionala ceeace inseamna ca pot menţine orice poziţie impusa in funcţie de presiunea de aer ce le este furnizata.Exista si relee de presiune cu acţiune on/off de la presiune zero la presiune maxima. Actuatoarele electrice pot fi:bipozitionale,flotante sau proportionale.De asemenea ele sunt si bidirectionale(rotire spre dreapta la deschiderea valvei si invers).Unele necesita alimentarea in ambele directii,altele înmagazinează energia intr-un resort pentru cursa inversa.

ECHPAMENT AUXILIAR Multe sisteme de reglare pot proiectate folosind doar un senzor,un regulator si un actuator.In practica,totusi sunt necesare si alte echipamente cum ar fi convertoare de semnal(pneumatic,electric,etc.)relee si comutatoare de semnal,surse de putere sau aer comprimat pentru alimentarea sistemului precum si dispozitive indicatoare pentru monitorizarea procesului.

CARACTERISTICILE METODELOR DE REGLARE

Pneumatic

Electric

Electronic

Microprocesor

General proporţională

Reglare precisă

Reglare precisă

Necesită aer uscat, curat

Cea mai comună pt reglare on-off.

Liniile de aer pot cauza probleme sub 0 grade C

Fiabilitate si repetabilitate sigure.

Magnet energetic impicit.

Poate integra senzorul în regulator.

Capabilă de explozie

Secvenţe de reglare simple.

Compatibil cu sistemul de management al clădirii

Actuatoare simple, fiabile si cost scăzut pt valve şi clapete

Limite largi de aplicabilitate.

Senzorul poate fi dispus pana la 90 de metrii distanta de regulator

Actuatoare complexe de modulare

Stabilitatea setpoint-ului de la distanţa simplă.

Obisnuită in bucle de reglare locale

Cost ridicat/buclă de reglare Actuatoare si regulatoare complexe.

Reglare de nivel înalt (PI)

Executare simplă a reglării secvenţiale complexe. Posibilitatea reglării globale (inter-bucle) prin magistrale de cominicaţie. Stabilirea simplă a setpointului de distanţă şi afişaj Pot folosi si actuatoare pneumatice

DIAGRAME PSICOMETRICE

Aceste diagrame permit reprezentarea grafica a proprietăţilor termodinamice ale aerului umed incluzând temperatura umeda si uscata,umiditatea relativ,punctul de roua,continutul de umezeala,entalpia si umiditatea.Diagramele sunt folosite pentru atrasa modificările apărute in aerul tratat de un sistem IVAC. DEFINIŢII • • •

• • • • • • •

Punctul de roua-temperatura la care vaporii de apa din aer incep sa formeze picaturi si condensează pe suprafeţele mai reci.Cu cat aerul este mai umed,cu atât temperatura punctului de rouă creste. Temperaura uscata-citita direct pe un termometru obişnuit. Temperatura umeda-citita pe un termometru al cărei capsula de mercur este inversata intr-o camasa umeda prin care trece un jet de aer cu 900ft/min.Evaporarea apei face ca temperatura citita sa fie mai mica decât cea uscata proporţional cu conţinutul de umezeala din aer(efect evaporativ). Căldura latenta-caldura care transfera apa in vapori(abur).Apa transformata in vapori absoarbe caldura,caldura ce devine căldura latenta.Cand vaporii condenseaza,caldura latenta este eliberata,devenind căldura sensibila. Căldura sensibila-caldura ce modifica temperatura aerului fara a-i modifica conţinutul de umezeala. Conţinut de umezeala-cantitatea de apa dintr-o masa unitara de aer. Umiditate relativa-raportul dintre conţinutul de umezeala din aer si cel maxim pe care aerul ii poate înmagazina la la aceeaşi temperatura si presiune.35% inseamna ca aerul conţine 35% din cantitatea maxima de umezeala la acea temperatura si presiune. Saturaţie- 100%umiditate relativa. Volumul specific-volumul de aer pe unitatea de masa( metru cub/kilogram de aer uscat). Căldura totala(entalpie)-suma dintre căldura latenta si căldura sensibila(kJ/kg).

Sunt şapte tipuri de diagrame psicrometrice disponibile si folosite:

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)

temperaturi normale 0-50 grade C temperaturi scăzute -40 - -l 0 grade C temperturi inalte 10-120 grade C temperaturi foarte inalte 100-200 grade C temperaturi la 750 de metrii altitudine 0-50 grade C temperaturi la 1500 de metrii altitudine 0-50 grade C temperaturi la 2250 de metrii altitudine 0-50 grade C

Diferitele proprietăţi ale aerului pot fi determinate din diagrama de fiecare data când liniile oricăror doua valori se intersecteaza.De exemplu din punctul unde liniile de 20 grade DB si 14 grade WB se intersectează pot fi determinate următoarele valori.

7,5g/ka

39kj/kg

Umiditatea relativa(RH)=52% (punctul A) Volumul=0.84 m3/kg aer uscat Punctul de roua=9,5 grade C (punctul B) Conţinut de umezeala=7,5g/kg aer uscat (punctul C) Entalpia=39kJ/kg aer uscat Densitate=l. 19kg/m3

Linia orizontala reprezintă continutu zero de umezeala.Proiectam o linie de entalpie constanta pe scara de entalpie in punctul E.Punctul E reprezintă o căldura sensibila de 25kJ/kg aer uscat.Diferenta de 30kJ/kg este căldura latenta.Cand umiditatea aerului se modifica dar temperatura DB ramane constanta,caldura latenta se adaugă sau este extrasa.

PROCESELE DE CONDIŢIONARE A AERULUI PROCESUL DE INCALZIRE -adaugă in sistem căldura sensibila si urmăreşte o linie orizontala de umezeala constanta.

Căldura totala adaugata=40-22,8=17,2kJ/kg. PROCESUL DE RĂCIRE -elimina căldura sensibila si deseori latenta din aer.Presupunem situaţia in care se elimina doar căldura sensibila.

Căldura totala eliminata=70,5-59=l l,5kJ/kg PROCESUL DE UMIDIFICARE -adaugă umezeala aerului si si intersectează liniile de umezeala constanta.Daca temperatura uscata(DB)ramane constanta procesul implica adăugarea numai de căldura latenta.Urmatorul exemplu ilustrează cum este afectata umiditatea relativa(RH)cand se introduce aer exterior care este incalzit. Aerul exterior este la -18 grade C si 75% RH conţinând cam 0,5 5 g umezeala/kg de aer uscat.Valoarea este reprezentata in diagrama,trasandu-se o linie orizontala. Aerul exterior trebuie incalzit la 20 grade C pentru condiţii optime interioare.Chiar daca umezeala ramane aceeasi,dar umiditatea relativa scade la 4% acest lucru indica necesitatea adăugării de umezeala in aer pentru condiţii de confort acceptabile.

UMIDIFICATOARE DE ABUR Aburul este pulverizat in aer la o temperatura de 100 de grade C sau mai mare.Entalpia totala include căldura necesara de a ridica temperatura apei de la 0 la 100 de grade C,adica 419kJ plus 2256kJ pentru a transforma apa in abur.Rezulta un total de 2657kJ.

Linia procesului B-C este trasata folosind normograful alaturat.Caldura totala a aburului introdus in aer in kJ/kg se afla pe scala de entalpie/umiditate relativa.Valoarea este corectata cu punctul de referinţa pentru a stabilii panta procesului. B-C este paralel cu aceasta linie din normograf.Temperatura creste de la 32-33 de grade C. -căldura totala adăugata este:74,2-49=25,2kJ/kg aer uscat -căldura latenta adăugata este:QDQc=74,2-49.8=24,4kJ/kg -căldura sensibila este:0,9kJ/kg Cantitatea de umezeala adăugata este de 9,5g.Volumul specific al aerului in B este 0,874m3/kg. Pentru un sistem de 4,7m3/s cantitatea de aer trecuta prin umidificator este: 4,7m3/s : 0,874m3/kg=5,4kg/s. Cantitatea de umezeala adăugata este: 5,4* 9,5=5l,3g/s Căldura totala adăugata va fi: 5,4* 25,2=136kJ/s RĂCIRE SI DEUMIDIFICARE -poate fi obţinută intr-un singur proces.Linia procesului se deplasează intr-o direcţie descrescătoare tăind dreptele de temperatura si de umiditate constanta. In figura este ilustrata o combinaţie a proceselor de răcire latenta si sensibila.Atunci când temperatura suprafeţei dispozitivului de racire(punctul B)(miez de racire)este mai scăzuta decât punctul de rouă al aerului la intrare(punctul A), umezeala este eliminata din aerul care intra in contact cu miezul de racire.Pentru a determina puncul rezultant trebuie măsurata temperatura DB si WB a aerului tratat. 1 .Aerul la intrare are 30 grade C DB si 63% RH(punctul A) Cantitate de umezeala este 17g/kg 2.Aerul tratat la ieşire are 15 grade C DB si 93% RH(punctul C) Cantitatea de umezeala este lOg/kg 3.Umezeala îndepărtata 7g/kg

DEUMIDIFICARE SI REINCALZ1RE

Deumidificarea scade temperatura DB ceea ce impune o reincalzire pentru asigurarea condiţiilor confortabiie.Cele doua procese sunt de fapt independente pe diagrama psicrometrica.Aplicatii cum ar fi sala calculatoarelor,filaturi si fabrici de mobila,necesita o umidificare relativa constanta,dar si o temperatura confortabila.

Aerul intra la punctul A,este răcit si deumidificat pana la punctul C,dupa care este introdus in incapere.Un umidistat(H)si un termostat T controlează curgerea agentului prin cele doua miezuri.

REZUMATUL PROCESELOR.

A- încălzire simpla-miez de abur sau apa fierbinte B- încălzire si umidificare-umidificatoare cu abur sau pulverizator cu apa fierbinte C- umidificare simpla-pulverizator cu apa călduţa D- răcire si umidificare-pulverizator E- răcire simpla-miez de răcire sau pulverizator la punctul de rouă F- răcire si deumidificare-pulverizator cu apa rece G- deumidificare simpla-ne-practica H- deumidificare si incalzire-deumidificatoare chimice

APLICAŢII DE REGLARE ALE SISTEMELOR "IVAC" PROCESE DE VENTILAŢIE Sisteme cu aport fixat de aer exterior

1-sistemul de reglare este pornit când ventilatorul este in funcţiune 2-clapetele se deschid când ventilatorul este pornit si se inchid când ventilatorul este oprit • Caracteristici: 1 -la pornirea ventilatorului este introdusa o cantitate fixa de aer exterior 2 -sistemul este compus dintr-un echipament minimal de ventilaţie si reglare • Dezavantaje:-temperatura aerului de amestec variază in funcţie de temperatura aerului exterior • Aspecte psicrometrice:-proportiile aerului exterior si de retur se presupun constante pentru orice temperatura exterioara

1. sistemul de reglare este pornit cand ventilatorul este in functiune 2. regulatorul de aer de amestec modulează deschiderea clapetelor pentru a menţine temperatura impusa aerului de intrare 3. 4. 5. 6. •

•

comutator de poziţionare manuala pentru determinarea poziţiei de minim pentru aerul exterior clapetele de aer exterior(se inchid la oprirea ventilatorului) clapete de evacuare(se inchid la oprirea ventilatorului) regulator(optional)initieaza o frecventa pentru funcţionare la temperatura limita joasa Caracteristici: 1. proporţiile adecvate de aer exterior si retur sunt stabilite pentru menţinerea temperaturii de aer amestec dorite 2. prin setarea comutatorului manual se poate asigura oricând o cantitate minima de aer exterior. Dezavantaje:daca prin poziţionare manuala dorim sa introducem o cantitate mare de aer exterior,iar temperatura acestuia coboară sub valoarea de minima admisie,vom avea nevoie de o sursa suplimentara de căldura pentru menţinerea temperaturii AA. • Aspecte psicrometrice:-temperatura dorita poate fi menţinută pana când temperatura aerului exterior scade sub temperatura la care se admite numai o cantitate minima de aer exterior.

Regalrea ciclica a aerului de amestec cu sesizarea temperaturii spaţiului

1-sistemul de reglare este activat când ventilatorul este in funcţiune 2-termostat pentru aerul spaţiului a).seteaza comutatorul de comanda manuala pentru controlul clapetelor la scăderea temperaturii interioare sub set point b).activeaza regulatorul de aer exterior si aer intrare pentru reglarea clapetelor daca temperatura interioara se afla peste setpoint 3-regulatorul PI de aer intrare pentru menţinerea temperaturii aerului de intrare(asupra clapetelor) 4-regulatorul de aer exterior care repune clapetele la poziţia minima când temperatura aerului exterior creste la setpoint-ul sau 5-comutator de poziţionare manuala a clapetelor pentru determinarea poziţiei minime a clapetelor de aer exterior 6-clapete de aer exterior si aer retur in poziţie normala la oprirea ventilatorului 7-regulator opţional ce iniţiază o secvenţa de funcţionare pentru temperaturi scăzute • Caracteristici: 1 -sistemul admite numai cantitatea de aer exterior necesara pentru ventilaţie pana când condiţiile de încălzire a spaţiului sunt indeplinite 2 -in perioadele de temperaturi exterioare intermediare sistemul admite aer exterior pentru răcire 3 -in orice condiţii este asigurata o cantitate minima de aer exterior,determinata de setarea comutatoruli de poziţionare manuala. PROCESE DE ÎNCĂLZIRE Reglarea in funcţie de temperatura spaţiului cu limitare inferioara a intrării

1 -termostat pentru spatiu;controleaza valva mediului de încălzire pentru menţinerea temperaturii inferioare 2-regulator PI de limitare inferioara a temperaturii aerului de intrare,pentru a menţine o temperatura minima a aerului de intrare 3-regulator(obtional)ce iniţiază o secvenţa pentru funcţionarea la limita de temperatura • Caracteristici: 1-aerul este introdus la o temperatura necesara compensării pierderii de căldura sensibila din spaţiu 2-temperatura aerului de intrare nu scade sub o valoare minima • Dezavantaje:-daca regulatorul de limitare inferioara preia controlul,temperatura spaţiului va creste peste setpoint-ul termostatului încăperii • Aspecte picrometrice:-conditionarea aerului de intrare depinde de starea aerului exterior sau amestec Se presupune ca : 1. temperatura spaţiului este setata la 24 de grade C 2. aerul de intrare este la 10 grade C DB si 90 de grade C WB 3. exista o sarcina de încălzire a spaţiului suficient de mare pentru a necesita 35 de grade C DB aerului de intrare pentru a indeplini condiţiile de pierdere de căldura

Obs. Aerul introdus preia umezeala datorată ocupanţilor şi elementelor umede din spaţiu

Preincalzire cu clapete si Bypass

1. sistemul de reglare este activat la pornirea ventilatorului 2. regulatorul PI in aerul care iese din secţiunea de preincalzire,moduland clapetele directe si bypass entru a menţine o temperatura de 10 grade C 3. regulatorul de aer exterior care controlează valva miezului de preincalzire spre maxim când tmperatura scade de la 10 grade la 2 grade C 4. regulator(obtional)ce iniţiază o secvenţa pentru funcţionare la temperaturi lite inferioare Cracteristici:  un miez de preincalzire condiţionează cantităţi mari de aer exterior la temperaturi scăzute,inainte de a intra in sistem  clapeta bypass reglează temperatura aerului de intrare fara a periclita miezul de preincalzire Aspecte picrometrice(ipoteze):  miezul indica temperatura la 27 de grade C DB  temperatura aerului exterior este de -l grad C DB

Aer exterior si Bypass

prin

Aer după secţiunea de preincalzire

-1°C

1. Incălzirea aerului exterior se face de-a lungul unei drepte de umezeala constanta.

2. Regulatorul PI menţine temperatura aerului rezultat din secţiunea de preincalzire

Sistem de preincalzire recuperativ anual

•

•

1. sistemul de reglare este activat când ventilatorul este pornit 2. regulator ce activează pmpa de recuperare a căldurii când temperatura aerului exterior scade sub 13 grade C 3. regulatorul ce porneşte pompa de recuperare a căldurii când temperatura aerului exterior creste peste 27 de grade C 4. regulator Pi si o valva cu trei circuite pentru reglarea la sarcini reduse Caracteristici:  folosirea sistemului de recuperare a căldurii permite folosirea 100% de aer exterior prin transferul de căldura de la aerul evacuat către aerul de alimentare in procesul de incalzire si transferul invers in procesul de răcire  acest sistem poate fi folosit in preincalzirea aerului de amestec  pompa de recuperare a căldurii trebuie inchisa intre 13-27 de grade C Funcţionare: 1. la pornirea ventilatorului clapetele de aer exterior si evacuarea se deschid 2.

In regim de incălzire

a) regulatorul de căldura din aerul exterior(TI)va porni pompa de recuperare la scăderea temperaturii sub 13 grade C b) regulatorul PI va menţine o temperatura constanta in aerul de intrare prin modularea valvei cu trei cai ce recircula apa prin cele doua miezuri,preluand căldura din aerul evacuat

3. in regim de racire: a) regulatorul TV va porni pompa de recuperare la depăşirea temperaturii de 27 de grade C a aerului exterior b) regulatorul PI de temperatura va modula valva pentru ca transferul termic sa se facă invers

Reglare cu miezuri multiple

1. regulatorul PI modulează valva miezului 3 pentru menţinerea constanta a temperaturii aerului de intrare 2. Regulatorul de aer exterior deschide complet valoarea miezului 1 când aerul exterior scade sub 5 grade C 3. regulatorul de aer exterior deschide complet valva miezului 2 când aerul de intrare scade sub -10 grade C 4. regulatorul obtional iniţiază o secvenţa pentru funcţionarea la temperatura limita inferioara Caracteristici: 1. sistemul cu miezuri multiple incalzeste spaţiul si la temperaturi exterioare sub 0 grade C cu pericolul scăzut de inghetare a miezurilor sau supraîncălzire a spaţiului 2. temperatura aerului de intrare este constanta

PROCESE DE RĂCIRE Sistemul dual de reglare cu clapete zonale

1. regulator de traiect rece modulează miezul de răcire 2. A.S.-analizator de sarcina-reseteaza punctul de reglare a traiectului rece pe baza termostatului zonei cu cea mai mare sarcina de răcire 3. termostat de incapere ce modulează clapetele de amestec - Caracteristici: 1. un set de clapete acţionate electric si un termostat pentru fiecare camera sau zona asigura reglarea individuala de zona 2. un singur miez(sau un grup)ftirnizeaza aer rece întregului sistem 3. un volum constant de aer este furnizat fiecărei zone 4. temperatura traiectului rece este menţinută la valoarea minima ce satisface zona ce necesita cea mai mare viteza de răcire

2. aerul care intra in miez este răcit de-a lungul unei linii de umezeala constanta.In apropierea saturatiei,continutul de umezeala este redus pe măsura ce aerul este racit.Procesul implica pierdere si de căldura latenta si de căldura sensibila 3. aerul ce iese din mediul de răcire si este furnizat zonelor ce solicita răcire maxima 4,5. zona cu răcire partiala.Ambele clapete sunt parţial deschise

Sistem de incalzire,racire si umidificare zonala

1. pornirea ventilatorului este iniţiata de deschiderea clapetelor de admisie si evacuare 2. sistemul de reglare este funcţional doar după pornirea ventilatorului 3. regulator PI pentru aer de intrare ce modulează valoarea miezului de încălzire pentru a menţine tempeatura aerului de intrare 4. compresor de aer exterior ce ridica punctul de reglare a al regulatorului 3 pe măsura ce temperatura exterioara scade 5. umidistat-moduleaza valva umidificatorului pentru menţinerea umidităţii spaţiului i. -localizat in zona cea mai critica sau in tubulatura de aer retur 6. umidistat de limitare superioara ce inchide valva când umiditatea creste peste setpoint 7. regulatorul de aer exterior ce porneşte pompa de recuperare a căldurii pe măsura ce temperatura

exterioara scade sub setpoint 8. regulatorul de aer exterior ce porneşte pompa de recuperare a căldurii pe măsura ce temperatura exterioara creste peste setpoint 9. regulatorul de aer exterior schimba funcţionarea sistemului din încălzire in răcire 10. regulator PI ce modulează valva miezului de răcire pentru menţinerea temperaturii aerului de intrare dorite 11. termostate de zona(incapere)ce modulează valvele miezurilor de racire/incalzire pentru menţinerea temperaturii spaţiului de-a lungul anului 12. valva umidificatorului este închisa la oprirea ventilatorului Caracteristici: 1. in sistem intra 100% aer exterior 2. punctul de reglare al regulatorului miezului de incalzire(s)este ridicat pe măsura ce temperatura exterioara scade 3. sistemul schimbător de căldura încălzeşte sau răceşte aerul ce intra in sistem 4. un miez de racire/incalzire in fiecare zona furnizează căldura necesara pentru menţinerea temperaturii spaţiului 5. miezul de răcire cu apa asigura răcirea primara 6. un umidificator cu abur asigura umiditatea in ciclurile de incalzire. Aspecte psicrometrice: a).pentru răcire se presupune 26UC WB

9.5UCWB

14.5UCWB

22"CWB

b) .pentru incalzire se presupune

Preincalzire A.Ex. -30°C DB 50%RH

Umidificare

30°C DB -4°C WB 3.5UCWB

14.5UC WB

Sisteme de încălzire, răcire, umidificare şi deumidificare

1. sistemul de reglare este pornit când ventilatorul este in funcţiune 2. comutator de poziţionare manuala(stabiIeste poziţia minima a clapetelor) 3. regulator de aer exterior care repune clapetele ce pe poziţia minima daca temperatura aerului este prea mare pentru o răcire eficienta 4-regulator de aer de intrare de limita inferioara ce modulează clapetele pentru prevenirea 4. temperaturilor excesiv de scăzute sa treacă prin miezuri 5. regulator de deumidifîcare a patiului;moduleaza valva miezului de racire(termostatul de spaţiu va iniţia reincalzirea 6. termostat de spaţiu ce reseteaza setpoint-ul regulatorului PI al aerului de intrare 7. regulator PI pentru aer de intrare care controlează secvenţial valva miezului de incalzire,clapetele de evacuare si valva miezului de răcire pentru a menţine aerul de intrare la setpoint 8. regulator de umiditate a spatiului,moduleaza valva umidificatorului 9. umidistat de limitare superioara;inchide valva umidificatorului când umiditatea conductiei creste peste setpoint • Aspecte psicrometrice a).pentru răcire 18°C WB

13°C DB

35°CDB 26°CWB

1. aerul de intrare la condiţia de răcire conform proiectului(ventilaţie) 2. aerul ce intra in miez este răcit de-a lungul unei drepte de umezeala constanta pana in apropierea saturatiei.Continutul este apoi redus pe măsura ce aerul este racitAcest proces implica atât răcire latenta cat si sensibila 3. temperatura aerului de intrare va fi atât de scăzuta incat sa fie atins atât setpoint-ul termostatului de spaţiu cat si al regulatorului deumidificator,care solicita cea mai ridicata răcire 4. temperatura spaţiului ajunge la 25 de grade,iar cea a aerului de retur este de 27 de grade.

1. analog 2. termostat de spaţiu in fiecare zona ce modulează clapetele de amestecare din etajul cald si de bypass sacvential cu cele din etajul rece si de bypass pentru menţinerea temperaturii in zona 3. analizator de sarcina-compara compara intrările din zonele conditinate si furnizează semnale reprezentând cererea maxima de caldura(HTG) si de aer rece(CLG) 4. regulator PI de etej cald,moduleaza valva miezului de încălzire conform instrucţiunilor primite de la analizatorul de sarcina(AS),si va fi resetat de semnalul HTG 5. regulatorul PI de etaj rece,moduleaza valva miezului de racire,resetat de CLG 6. regulatorul de limita inferioara pentru aerul de intrare ce modulează clapetele de admisie pentru a preveni intrarea aerului la temperaturi excesiv de scăzute 7. regulator de aer exterior ce ce returneaza clapetele la poziţia când temperatura acestuia este prea mare pentru o răcire eficienta 8. comutator de poziţionare manuala CONDIŢII PENTRU O AUTOMATIZARE EFICIENTA 1 .Sistemul de furnizare a aerului trebuie proiectat corespunzător: a).-tubulatura trebuie extinsa in toate zonele spaţiului b).-tubulatura trebuie izolata daca trece printr-un spaţiu de temperatura diferita c).-prizele de aer trebuie poziţionate numai unde aerul este bine amestecat d).prizele orientate pe tavane joase nu trebie sa fie orientate direct in jos e).-e preferabila utilizarea mai multor prize mici decât una cu suprafaţa mare 2.Miezurile de încălzire trebuie dimensionate si selectate corespunzător: a).dimensionarea se face la sarcina maxima(de evitatat supradimensionarea) b).in zonele cu variaţii termice accentuale se vor folosi miezuri secvenţiale c).miezurile de preincalzire trebuie sa furnizeze o creştere de maxim 16-19 grade C 3.Echipamentele de răcire trebuie dimensionate si slectate corespunzător: a).trebuie avuta i vedere divizarea capacităţii de răcire in mai multe miezuri b).daca se cere deumidificarea terbuie avuta in vedere o reincalzire c).prevenirea scurt-circuitarii circuitului de apa al compresorului la sarcini reduse 4.Amplasarea de sisteme de condiţionare individuale in zonele cu sarcini diferite de cele ale spaţiului 5.Eliminarea stratificării tubulaturii: a).clapetele de aer exterior si retur trebuie sa fie amplasate astfel incat sa directioneze fluxurile de aer unul spre celalalt 6.Amplasarea componentelor sistemelor trebuie sa permită poziţionarea traductoarelor: a).spatiul dintre miezuri sa fie suficient pentru amplasarea senzorilor 7.Amplasarea corecta a senzorului a).un senzor de spaţiu trebuie localizat pe zidul pe care poate măsura o valoare reprezentativa pentru intreg spatilul b) .acelaşi senzor poate fi localizat si in apropierea ferestrei de aer retur c).senzori de tubulatura trebuie localizaţi intr-o zona cu amestec nestratificat 8.Amplasarea sistemului de control al umidităţii a).umidificatoarele se amplasează după o sursa de căldura b).miezurile de reincalzire se dispun după miezurile de racire(deumidificatori)

9.Asigurarea protecţiei la temperaturi scazute(in zonele cu temperaturi de inghet) a).pentru miezurile cu abur se va urmării sa existe:  tuburi verticale  valva de abur amplasata in zona superioara  miezuri directe si de bypass  prize de aer exterior corect dimensionate si localizate b).pentru miezuri cu apa calda si rece:  soluţii de antigel  pompe pentru asigurarea curgerii continue  golirea miezurilor si conductelor nefolosite c).pentru aplicaţii de reglare: -punerea in funcţie a tuturor pompelor de apa calda aerul exterior este mai rece de 2 gradeC -un regulator de temperatura limita inferioara(LT)pentru toate sistemele,care va permite efectuarea unei combinaţii de acţiuni de mai jos: -deschiderea valvelor pentru asigurarea debitului maxim prin miezuri -pornirea pompelor -inchiderea clapetelor de admisie -pornirea ventilatoarelor pentru a recircula aerul de retur -oprirea ventilatoarelor in sistemele cu 100% aer exteriuor -iniţierea alarmelor cu temperatura scăzuta -oprirea ventilatorului daca nu exista abur 10.Sistemele de condiţionare a aerului si de automatizare trebuie sa asigure conservarea energiei: a).utilizarea de senzori interiori pentru determinarea programului de resetare a controlerului in regim zi-noapte b).oprirea introducerii de aer exterior in zonele neocupate sau in timpul sezonului călduros c).folosirea de regulatoare PI in situaţiile in care eliminarea offset-ului va conserva energia

AUTOMATIZAREA SISTEMELOR DE VENTILAŢIE A CLĂDIRILOR DEFINIŢII

Debit de aer.-viteza cu care un volum de aer se deplasează printr-o tubulatura

Q=A*Vm [m3/s] Vm-viteza medie Diferenţial: diferenţa dintre debitele de aer necesare la intrare si retur pentru a menţine o presiune pozitiva sau negativa intr-un spaţiu.

Presiune statica: presiunea creata de aer intr-un mediu inchis datorita energiei sale potenţiale. Presiunea statica este exercitata perpendicular pe toţi pereţii interiori,relativ la presiunea exterioara incaperii.(pozitiva sau negativa)

Presiune dinamica presiunea creata de aerul in mişcare datorita energiei sale cinetice.Este mereu pozitiva,in sensul de deplasare

V-viteza m/s PD-presiune dinamica(Pa) Da-densitatea aeului(kg/m3) Da=1.2kg/m3 (20°C;101,325kPa;50%) presiunea

atmosferica

NECESITATEA AUTOMATIZĂRII VENTILAŢIEI •

Creşterea debitului de aer exterior cu nevoia de eliminare a substanţelor nocive gazoase(dioxid de carbon,compusi organici volatili) • Prevenirea presurizării excesive a clădirii si spaţiului • Minimizarea introducerii de aer exterior pentru reducerea consumului energetic Funcţia unui sistem de ventilaţie este de sesizare si reglare a presiunii statice si debitului de aer intr-o clădire. Tipuri de sisteme de ventilaţie •

•

Sisteme cu o singura traiectorie: -monotubular cu volum constant de aer -unizonal -sistem de reincalzire monotubular,cu volum variabil de aer -simplu,cu volum variabil de aer -monotubular,cu volum variabil de aer,cu inducţie -monotubular,cu volum variabil de aer,cu ventilator Sisteme cu dubla traiectorie -bitubular,monoventilator,cu volum constant de aer -monoventilator,cu volum constant de aer de reincalzire -volum de aer variabil -multizonal

Sisteme cu volum variabil de aer

Un sistem cu volum variabil de aer reglează in principal temperatura spatiului,modificand volumul de aer la alimentare si nu temperatura acestuia. Zonele interioare ale majorităţii clădirilor mari,necesita doar răcire datorita ocupanţilor si sarcinilor de iluminare.Zonele perimetale pot avea o sarcina variabila in funcţie de anotimp si expunere. Debitul din conducta principala variază după cum se modifica suma debitelor prin fiecare terminal cu volum variabil de aer(pentru răcire unităţile terminale de aer(UTA) măresc debitul). Reglarea debitului de alimentare se face prin monitorizarea variaţiilor de presiune statica prin senzori montaţi in zona finala a tubulaturii principale.Cand terminalele UTA isi deschid clapetele,se produce o scădere a presiunii statice in conducta,iar sistemul de reglare trebuie sa mărească debitul furnizat de ventilator fie prin mărirea vitezei de rotaie,fie prin deschidera clapetelor de admisie. O alta caracteristica variabila a sistemelor cu volum variabil de aer este ca diferenţa dintre debitul aerului de retur si a aerului de intrare,determina cantitatea minima de aer exterior furnizata de sistemul de ventilaţie.

Staţiile de măsurare a debitului sunt dispuse atât in tubulatura de intrare cat si in cea de retur astfel incat ventilatorul de retur poate urmării variaţiile de debit ale ventilatorului de intrare astfel incat sistemul de reglare poate menţine un diferenţial fix. Sisteme cu volum constant de aer(VCA) Un sistem cu volum constant de aer reglaeaza temperatura spaţiului prin modificarea temperaturii aerului de intrare menţinând totodată un debit constant.Sistemul este proiectat sa asigure o capacitate suficienta de aer de intrare spaţiului pentru condiţiile de sarcina evaluate aprioric. Sistemele cu volum constant de aer au aceeaşi structura ca si cele de volum variabil de aer,insa nu utilizează senzori de presiune statica si staţii de măsurare a debitului deoarece debitul este păstrat constant. Ventilatorul de intrare(VI) si ventilatorul de retur(VR) sunt setate manual pentru a furniza debitul necesar. Tempera după miezul de răcire este necesara in funcţie de zona cu cea mai mare sarcina de răcire. Miezurile de reincalzire zonale din UTA sunt controlate de termostate individuale de spaţiu.

PRESURIZARE SI VENTILAŢIE O clădire sau zone ale clădirii pot fi presurizate cu o presiune statica pozitiva,negativa sau neutra pentru a controla deplasarea aerului dintr-o zona in cealaltă. Presiunea statica pozitiva elimina infîltratiile,curentul,praful sau contaminarea din surse exterioare clădirii. Clădirile cu incaperi de tipul laboratoarelor pot utiliza presiuni statice negative pentru a impiedica contaminarea prin exfiltrare in zonele adiacente. Presurizarea unei clădiri trebuie sa tina seama de efectul presiunii vântului exterior sau de efectul de stiva datorat diferentelor create de aerul verical. ECHILIBRUL PRESOSTATIC AL CLĂDIRII Presiunile dintr-o clădire trebuie echilibrate pentru a impiedica deschiderea sau închiderea dificila a usilor,sau a curentuli ca sursa de disconfort.Vor existsa astfel limite minime si maxime pentru presiunea statica. Pentru deschiderea unei usi se considera ca rezonabila o forţa intre 133 si 222N. Notam cu:_ F-forta totala aplicata la deschidere Fc-forta aplicata clantei(13-89N) _ W-latimea uşii _ A-suprafata uşii _ DP-diferenta de presiune statica _ D-distanta de la clanţa la marginea uşii

EFECTELE PRESOSTATICE ALE VÂNTULUI Vântul generează presiunile de suprafaţa ce pot schimba capacităţile ventilatorului de intrare si ventilatorului de aer evacuat,generează infiltraţii sau exfiltratii de aer,presiune interioara.Vântul poate afecta factorii de mediu(temperatura ,umiditate),controlul contaminanţilor la evacuare. Presiunea exercitata de vânt pe suprafaţa unei clădiri poate fi calculata cu expresia:

EFECTUL DE STIVA Este cauzat de diferenţa dintre temperatura interioara si exterioara ce determina o diferenţa de presiuni si o deplasare a aerului in interiorul clădirii .Daca aerul exterior este mai rece decât aerul interior,cladirea absoarbe aer in zona bazei(infiltrare) si ii evacuează in zona superioara(exfiltrare)(analog invers). Nivelul la care presiunile interioara si exterioara sunt egale se numeşte nivel de presiune neutra sau plan neutral. Localizarea planului neutral depinde de distribuţia deschiderilor exterioare,in general in apropierea deschiderilor dominante.Efectul de stiva poate fi calculat cu: DP=4200Kt*(l/To-l/Ti)*h Kt-coeficient de curent termic(0,63-0,82)dependent de distanta de separaţie dintre etaje To-temperatura exteriora absoluta(grade K) Ti-temperatura interioara absoluta(grade K) h-inaltimea clădirii

VENTILATOARE:CARACTERISTICI SI LEGI DE FUNCŢIONARE Pentru aplicaţii IV AC ventilatoarele nu depăşesc 3kPa,presiune totala.Instalarea ventilatoarelor trebuie sa respecte următoarele regului: • ventilatoarele trebuiesc amplasate astfel incat ieşirea unuia sa nu constituie intrare pentru altul • suprafaţa de intrare trebuie sa fie cel puţin cu 20% mai mare decât suprafaţa de evacuare a elicei • intre ventilatoarele amplasate in poziţie trebuie sa existe o distanta mai mare de sase ori diametrul acestora • coturile sau înclinaţiile tubulaturii la evacuare sa fie cel puţin un diametru al elicei Exista doua tipuri principale de ventilatoare: -ventilatoare centifugale-preiau si evacuează aerul radial fata de axa de rotaţie -se folosesc la sisteme de mari dimensiuni

-ventilatoare axiale-directioneaza aerul paralel cu axul de rotaie -sunt de mai multe tipuri,fiecare proiectat pentru o anumita gama de presiuni staice,pana la 2,5kPa. Ventilatoarele se aleg in funcţie de criteriile de performanta exprimate de: -volumul(debitul) ventilatorului =debitul de iesire(usor mai redus decât cel de la intrare datorita modificărilor de volum specific din procesul de comprimare) -presiunea statica a ventilatorului(PSV)=PTV-PDV -presiunea totala a ventilatorului(PTV)=diferenta dintre PT a ventilatorului la intrare si PT la iesire(masoara energia mecanica totala adăugata aerului -presiunea dinamica(PDV)-presiunea dinamica la ieşirea ventilatorului Legile ventilatoarelor

Puterea necesara acţionarii ventilatorului este:

P=Q*PTV Puterea consumata este: Pc=P/ŋ Sistemele de tubulatura cu ventilatoare au o anumita frecare sau rezistenta la curgerea fluxului de aer.Presiunea statica de-a lungul unei tubulaturi variază cu pătratul debitului de aer prin conducta.

A,B-curbele caracteristice ale sistemului(rezistenta tubulaturii) Pentru a furniza cantitatea ceruta de aer trebuie selectat un ventilator care poate invinge si rezistenta tubulaturii. Totusi,datorita repozitionarii clapetelor si modificărilor echipamentului rezistenta tubulaturii se poate modifica. Curba B prezintă cazul unei rezistente mărite a tubulaturii datorata inchiderii clapetelor sau infundarii filtrelor. Caracteristicile de ventilator corspund cazurilor când acesta funcţionează la 400,respectiv 600 de rot/min.Intersectiile dintre curbe indica debitele de aer furnizate de ventilator la cele doua turaţii. MĂSURAREA PRESIUNII Si DEBITULUI DE AER IN TUBULATURA Senzori de presiune Unele aplicaţii necesita doar măsurarea presiunii statice .Pentru aceasta se foloseşte senzorul a).Acest senzor are o forma aerodinamica in forma de glonte urmata de găuri mici periferice care sunt perpendiculare pe sensul de curgere.

Senzorul de presiune totala b) este similar dar deschizătura se afla la capăt si nu mai exista orificii laterale. Senzori cu tub Pilot Un tub Pilot măsoară atât presiunea statica cat si cea totala.Dispozitivul combina cele doua tipuri de senzori prezentate anterior intr-unul singur.

Pentru a măsura o presiune dinamica precisa,tubul Pilot trebuie sa fie indreptat direct in fluxul de aer.In grafic prezentam eroarea de presiune statica si totala atunci când tubul este deviat fata de sensul debitului de aer.

> Tub static

> Tub de presiune totala

► θ[°C] Pentru aobtine o viteza medie a aerului cat mai precisa trebuiesc efectuate mai multe măsurări in secţiunea tubulaturii. Pentru a măsura cu acurateţe presiunea trebuiesc evitate zonele cu turbulente de aer.De aceea tubul de aer trebuie introdus in fluxul de aer la cel putin 10 diametre in aval si 5 diametre in amonte fata de curbe,coturi sau alte obstructii.Nu este practica folosirea tuburilor pilot la viteze sub 3,5m/s(presiunea dinamica 7,60Pa). Viteza(m/s) Eroare procentuala(±) 20 15 10 4 3

0.25 0.30 1,00 6,30 15,00

In situaţiile practice viteza aerului nu este uniforma de-a lungul secţiunii unei conducteAerul este incetinit datorita frecărilor in apropierea pereţilor. Pentru determinarea vitezei medii trebuie efectuate mai multe citiri la puncte de arii egale Aceste citiri poarta denumirea de citiri transversale.

In secţiunea de absorbtie,sorbentul puternic este pulverizat peste vapori de refrigerent pe care ii absoarbe.Sorbentul slab rezultat este pompat prin schimbătorul de căldura unde preia o parte din căldura sorbentului puternic inapoi in generator.Aici sorbentul este încălzit si separat de vaporii de refrigerent.Acestia migrează dinspre generator spre condensator,unde sunt raciti pana la condensarea lor in lichid.Refrigerentul obţinut curge in evaporator,unde este pulverizat peste miezul de apa rece si transformat prin absorbţia căldurii apei din nou in vapori.Vaporii de refrigerent migrează spre absorbant unde sunt preluaţi de sorbent si ciclul se inchide. REGLAREA SISTEMELOR DE RĂCIRE Instalaţii de răcire cu apa Acestea generează apa rece pentru distribuţia intr-una sau mai multe clădiri.Constau dintrunul sau mai multe racitoare de tipuri de tipuri similare sau diferite.Programul de reglare trebuie sa selecteze cele mai eficiente cantităţi de racitoare,pornirea secvenţiala a pompelor si controlul turnurilor de răcire pentru a satisface condiţiile curente de sarcina . Strategiile de optimizare a sistemelor de răcire include: 1. furnizarea apei răcite la o temperatura ce minimizează energia consumata de racitor si pompe, satisfăcând simultan cererea de răcire 2. selectarea unor combinaţii de racitoare care satisfac sarcina la costuri de evaporare minime 3. folosirea căldurii extrase pentru următoarele sarcini de încălzire simultane 4. utilizarea stocării termice pentru păstrarea căldurii evacuate ziua si/sau a temperaturii scăzute noaptea Reglarea sistemelor cu un racitor Principala metoda este reglarea de capacitate,realizata cu ajutorul unui controler de temperatura situate la ieşirea apei.Setpoint-ul sau poate fi resetat fie folosind temperatura apei la intrare,fie temperatura zonei cu sarcina maxima de racire.A doua metoda presupune simultan monitorizarea valvelor de apa rece din sistemele de ventilaţie. Reglarea sistemelor cu racitoare multiple Sistemele cu mai multe racitoare pot fi dispuse in serie sau in paralel si oferă economii mai mari de energie la sarcini parţiale.

In dispunerea paralela apa returnata este distribuita intre racitoare si recombinata după răcire. In figura sunt prezentate după metode de funcţionare la sarcini reduse.Una foloseşte cate o pompa si o valva de control pentru fiecare racitor,cealalta o pompa comuna cu cate o valva de izolaţie pentru fiecare racitor.Pompele individuale permit scoaterea din funcţiune a cate unei ramuri la sarcini mici, conomisind economisind energie. Valvele de control previn inversarea sensului curgerii apei prin racitorul oprit. Valvele de izolare,la sistemul monopompa,permit racitorului in funcţiune sa furnizeze doar apa racita la temperatura dorita.Fara acstea,o jumătate din cantitatea de apa va trece prin racitorul oprit sin u va putea fi racita. Senzorul de temperature din circuitul de apa unificat,realizeaza reglarea primara de capacitate Senzorii de limita termica inferioara împiedica apa la ieşirea din racitor sa intre in sistem la valori prea mici. Pe retur,poate fi folosit un alt sensor de temperatura care poate opri unul din racitoare in condiţii de sarcina redusa

In dispunerea serie,presiunea apei răcite este mai ridicta.La sarcini partiale,consumul de putere al compresoarelor este mai redus decât in dispunerea paralela. Condensatoarele racitoarelor sunt si ele dispuse in serie,dar in sens contrar.Racitorul 1 primeşte lichid de condensare si apa principala mai calde fata de racitorul 2. Analog se poate opri oricare dintre racitoare la sarcini mici. •

Reglarea temperaturii apei in turnul de răcire

Turnul de răcire disipează căldura colectata din clădire de către racitor prin răcirea apei prin condensator.Apa condensatorului răcit prin evaporare va raci refrigerentul cu pana

la.Apa condensatorului răcit prin evaporare va raci refrigerentul cu pana la 5,5° sub temperatura WB exterioara.

CUPRINS DATE TEHNICE

A. PIESE SCRISE: 1. Memoriu tehnic 2. Breviar de calcul

B. PIESE DESENATE: 1. Plan parter 2. Plan etaj

planşa 01 planşa 02

MEMORIU TEHNIC

Prezenta documentaţie tratează la nivel de proiect tehnic instalaţiile de încălzire, ventilare si climatizare, aferente obiectivului Fashion Club situat in Braşov. Clădirea este alcătuita din: - sala propriu-zisa a clubului, având doua nivele - grupuri sanitare - birouri In cadrul proiectului s-a adoptat sistemul de ventilare si climatizare "sus - sus" pentru sala de club. încălzirea birourilor si a grupurilor sanitare se va realiza cu ajutorul convectoarelor electrice. Tot-odata, din grupurile sanitare se va evacua aerul viciat. Pentru realizarea instalaţiei de ventilare si climatizare aferenta sălii de club s-au folosit opt splituri ghenabile, marca LENNOX, amplasate in plafonul fals, deasupra scenei. Fiecare split are o unitate exterioara amplasat pe peretele estic al clădirii. Spliturile pot funcţiona atât in sarcina de răcire cat si in pompa de căldura, toate unităţile interioare având suplimentar cate o rezistenta electrica de 4 kW. Având in vdere destinaţia obiectivului, pentru realizarea unei economii de energie in timpul exploatării, fiecare split a fost prevăzut cu cate un termostat programabil. Toate unităţile interioare au in dotarea lor filtre de praf. Agentul frigoric al aparatelor este freon R407C, agent frigorific ecologic. Patru dintre spliturile ghenabile vor fi racordate la prize de aer pentru realizarea aportului de aer proaspăt. Având in vedere ca in clădire se va fuma, debitul maxim de aer proaspăt pe care instalaţia ii poate vehicula este de 5000 mc/h. Aceste patru aparate pot funcţiona atât in regim 100 % aer proaspăt cat si in regim de recirculare. Celelalte patru, vor funcţiona in regim de recirculare, aspirând aer din încăpere prin doua grile montate pe plafonul fals in zona barului. Spliturile ghenabile vor asigura integral necesarul de căldura si de frig al sălii de club, precum si dezumidificarea aerului in perioada de vara. Unităţile interioare au fost prevăzute cu pompe de condens precum si cu elemente de siguranţa in cazul in care tavita de preluare a condensului ajunge la capacitate maxima. Reţeaua de condens se va realiza din ţeava de cupru si se va urmării ca acesta sa aibă o panta continua. Modificarea debitului de aer al incaperii si implicit a numărului orar de schimburi de aer, se va face prin modificarea debitului de aer circulat si recirculat prin unitatea interioara, lucru realizabil prin modificarea in trepte a turaţiei ventilatorului aparatului. Introducerea aerului in sala s-a realizat cu anemostate dotate cu registre de reglaj si plenumuri. Amplasarea lor s-a făcut pe plafonul fals al sălii , tubulatura fiind introdusa in spaţiul dintre plafonul fals si grinzile de susţinere al acoperişului. Tubulatura este de secţiune circulara, tip spiro, confecţionată din tabla zincata Pe partea introducere, aceasta se izolează cu vata minerala caserata pentru evitarea apariţiei fenomenului de condensare a vaporilor de apa din aer. Pentru evacuarea aerului viciat din sala de club, s-au prevăzut trei ventilatoare de extracţie, cu montaj pe tubulatura, marca VIM. Gurile de evacuare aferente lor sunt amplasate pe peretele nordic al clădirii.

Evacuarea aerului viciat din sala s-a realizat cu guri de evacuare dotate cu register de reglaj, montate pe plafonul fals si direct pe tubulatura. Ca si in cazul introducerii, tubulatura folosita este de secţiune circulara, confecţionată din tabla zincata, dar neizolata. Tubulatura, anemostatele, grilele de evacuare, au fost dimensionate astfel incat viteza aerului sa se incadreze in limitele instalaţiilor de comfort, negenerand zgomote sau senzaţia de curent. Totodată, la racordarea plenumurilor s-au folosit tuburi flexibile pentru împiedicarea transmiterii vibraţiilor. Pentru incalzirea birourilor, a grupurilor sanitare, a holului de acces precum si a garderobei, s-a optat pentru convectoare electrice monofazate, marca AIRELEC. Corpurile de incalzire s-au amplasat astfel incat sa se asigure funcţionarea lor cu eficienta termica maxima si sa se coreleze cu elementele de construcţie si mobilierul. Ele se vor monta la partea inferioara a pereţilor, in vecinătatea suprafeţelor reci, aparent, si unde este cazul in axul ferestrelor. Pentru extracţia aerului viciat din grupurile sanitare, s-a prevăzut un ventilator cu montaj pe tubulatura, marca VIM. Acesta va fi amplasat in spaţial dintre plafonul fals si cel real de deasupra grupului sanitar de la etaj. Acesta va deservi atât grupurile sanitare de la parter cat si cel de la etaj. Legătura dintre valvele de evacuare si ventilator se face cu tubulatura de secţiune circulara, tip spiro, neizolata. De-asemenea, racordarea valvelor la tubulatura se va face prin intermediul unui tub flexibil. Pentru a permite circulaţia aerului dispre sala si holuri spre grupuri sanitare, precum si pentru a evita formarea unor zone de depresiune, sau prevăzut in uşile grupurilor sanitare grile de transfer. Acestea au fost dimensionate astfel incat aerul vehiculat prin ele sa nu genereze zgomote.

BREVIAR DE CALCUL

Clădirea este amplasata in Bucureşti.

Parametrii aerului exterior: Vara: - temperatura exterioara de calcul tev=30°C - conţinut de umiditate x=10,3 g/kg Iarna: - temperatura exterioara te= -21°C - conţinut de umiditate x=0,4 g/kg Parametrii de calcul in încăperi: Vara: - temperatura exterioara de calcul ti=25°C - conţinut de umiditate: nu se normează Iarna: - temperatura exterioara te=20°C - conţinut de umiditate: nu se normează Sarcina de răcire, rezultata din aporturi de căldura si degajări de căldura, a fost determinata conform STAS 6648/1-82, "Calculul aporturilor de căldura din exterior". De-asemenea, s-a ţinut cont de degajările de căldura de la oameni, iluminat si echipamente acţionate electric. Sarcina de incalzire, a fost determinata conform STAS 1907/1-94, "Calculul pierderilor de căldura" Caracteristicile tehnice ale clădirii au fost apreciate astfel: - coeficientul global de transfer termic pentru terasa: 1 W/m2K - coeficientul global de transfer termic pentru pereţi din cărămida de 30 cm: 1,42 W/m2K - coeficientul global de transfer termic pentru ferestre: 5,8 W/m2K In aceste condiţii au rezultat următoarele sarcini termice de incalzire: - pentru sala de club: Q=42 kW - pentru birouri, holuri si grupuri sanitare: Q=9 kW - pentru incalzirea aerului proaspăt; Q=16 kW Sarcina de răcire: - pentru sala de club: Q=33 kW - pentru răcirea aerului proaspăt; Q=7 kW

In funcţie de acestea au fost alese 8 aparate (splituri ghenabile) care pot funcţiona atât in sarcina de răcire cat si in pompa de căldura. Suplimentar, aparatele au fost dotate cu cate o rezistenta electrica de 4 kW. Acestea vor deservi sala de club. Pentru birouri, holuri si grupuri sanitare, au fost alese 10 convectoare electrice, monofazate, de puteri diferite, in funcţie de mărimea încăperii deservite, orientarea ei si destinaţia ei. Debitul de aer: Lmax.=10000 m3/h Din care debit de aer proaspăt: Lp=5000 m3/h Debit extracţie grupuri sanitare: Lex.=300 m /h S-a considerat, conform STAS 6648/1-82, cate 50 m3/h pentru fiecare vas de WC si cate 25 m /h pentru fiecare pisoar. 3

Ventilatoarele de evacuare au fost dimensionate in funcţie de debit si presiunea disponibila.