Instalații de epurare mecanică a aerului

1. Definiţii şi noţiuni fundamentale de tehnica ventilaţiei şi de

condiţionare a aerului

1.1. Definirea noţiunilor de ventilaţie şi de condiţionare a aerului

Prin ventilaţie se înţelege introducerea de aer din atmosferă şi

îndepărtarea aerului din interiorul incintelor în cantităţi suficiente pentru asigurarea confortului (Santamouris şi Asimakopoulos 1996). Ventilaţia este una din principalele tehnici de îndepărtare a excesului de căldură din interiorul incintelor închise sau de extindere în interiorul acestora acondiţiilor termice favorabile ale mediului exterior.

Condiţionarea aerului implică crearea şi menţinerea unui mediu în

anumite condiţii de temperatură, umiditate, circulaţie a aerului şi puritate

astfel încât acesta să producă efectele dorite asupra ocupanţilor unei incinte sau a materialelor depozitate (McQuiston şi Parker, 1982). Condiţionarea aerului este independentă de timp sau sezon şi trebuie să funcţioneze în condiţii meteorologice extreme. Termenul "condiţionarea aerului" a fost utilizat pentru prima dată în legătură cu practica umidificării aerului în fabricile de textile pentru a controla efectele statice ale electricităţii şi a evita astfel ruperea firelor (Jennings, 1978). Creşterea umidităţii aerului (umidificare) poate fi uşor realizată prin introducerea de vapori de apă în aer, dar îndepărtarea surplusui de vapori de apă (deumidificare) este mult mai dificilă. O primă metodă de a realiza deumidificarea aerului constă în folosirea materialelor desicante care trebuie, însă, reactivate periodic. Mult mai frecvent, deumidificarea este realizată prin scăderea temperatura aerului la o valoare suficientă pentru ca vaporii de apă în exces să poată fi îndepărtaţi prin condensare. Indepărtarea vaporilor din aer prin condensare este sugestiv ilustrată prin formarea picăturilor pe peretele unui pahar cu apă foarte rece.

1.2. Clasificarea sistemelor de ventilaţie şi de condiţionare a aerului

După natura procesului există ventilaţie naturală şi ventilaţie forţată:

• Ventilaţia naturală este cauzată de diferenţa de presiune dintre

interiorul şi exteriorul unei incinte ca rezultat al acţiunii vântului sau a gradienţilor de temperatură. Ventilaţia nocturnă şi turnurile de răcire sunt principalele tehnici de ventilaţie naturală. Eficienţa ventilaţiei naturale poate fi sensibil crescută printr-o canalizare şi recirculare corespunzătoare a curenţilor de aer în interiorul incintei.

• Ventilaţia forţată este realizată cu mijloace mecanice, folosind ventilatoare pentru a induce şi controla curentul de aer.Ventilatoarele de tavan sau ventilatoarele portabile sunt cele mai des folosite în acest scop.

Sistemele de condiţionare a aerului sunt grupate în două categorii

principale, şi anume, unităţi centrale şi unităţi independente.

• Sistemele centrale de condiţionare a aerului sunt folosite în principal în clădirile mari. Unitatea principală a acestor sisteme este amplasată într-o cameră mecanică şi, de regulă, la distanţă mare de spaţiul care urmează a fi condiţionat. Unitatea centrală este conectată printr-o reţea de conducte la unităţile individuale care sunt amplasate în spaţiul supus condiţionării. Aerul din atmosferă este aspirat de unitatea centrală de condiţionare şi amestecat cu o anumită cantitate de aer recirculat. Amestecul trece apoi prin filtre pentru a îndepărta praful sau alte particule solide şi este condiţionat în funcţie de modul de operare al sistemului (răcire sau încălzire). Atunci când este necesară scăderea temperaturii unei incinte, aerul este răcit şi,dacă este cazul, deumidificat. Atunci când este necesară ridicarea temperaturii în interiorul incintei, aerul este pre-încălzit, umidificat prin adăugarea de vapori de apă şi, în final, încălzit folosind aburi sau apă fierbinte. Aerul este apoi transportat

folosind ventilatoare (la viteze cuprinse între 5 şi 15 m/s), cel mai frecvent, la nivelul superior al incintei de unde este difuzat şi recirculat în interiorul incintei. In cazul în care este necesar ca diferite spaţii ale unei incinte să fie condiţionate separat se folosesc mai multe sisteme independente de conducte. In acest mod, aerul distribuit în fiecare spaţiu al incintei poate fi controlat independent pentru a satisface cerinţele impuse de confort.

• Sistemele independente de condiţionare a aerului pot fi amplasate în orice spaţiu fără a mai fi nevoie de o unitate centrală. Sunt în principal folosite în clădirile în care ocupanţii doresc să folosească sistemele de condiţionare numai în anumite spaţii sau atunci când costul instalării unui sistem central de condiţionare este nejustificat. Există două tipuri de sisteme: monobloc şi unităţi separate. Unităţile monobloc sunt amplasate în aceeaşi incintă, în peretele exterior al incintei sau la fereastră.Unităţile separate nu necesită schimbări majore în construcţia incintei. O parte a unităţii este amplasată în afara incintei (părţile mecanice grele - compresor sau ventilator) în timp ce a doua parte, care conţine vaporizatorul şi părţile mecanice uşoare, este amplasată în interiorul incintei. Cele două unităţi sunt conectate prin două conducte de diametru mic care transportă aerul. Nivelul de zgomot în timpul funcţionării este foarte scăzut deoarece părţile mecanice sunt situate în exteriorul incintei.