Tratarea complexa a aerului se relizeaza in agregate sau centrale de conditionare, realizate din schimbatoare de caldura si de masa precum si aparate auxiliare.
Pentru a fi adus la parametrii cu care sa poata fi introdus in spatiul de conditionat, aerul sufera o succesiune de transformari elementare.
Modul de tratare a aerului se alege in functie de conditii particulare (parametrii aerului din interior si exterior, regimul incaperii climatizate, sursa de frig disponibila, costuri, posibilitati de reglare si automatizare).
Dimensionarea aparatelor componente ale agregatului sau centralei se realizeaza considerandu-se atat regimul de functionare pe timp de vara cat si cel pe timp de iarna. Unele aparate se utilizeaza in ambele regimuri, iar altele numai in unul din cele doua regimuri.
In functie de sursele de substante nocive, din spatiul conditionat se poare alege unul din urmatoare sisteme de recirculare a aerului:
- Fara recirculare (inlocuirea completa a aerului viciat cu aer proaspat);
- Recirculare partiala (inlocuirea partiala a aerului viciat cu aer proaspat);
- Recirculare totala (fara introducere de aer proaspat).
In figura este prezentata una din numeroasele solutii posibile pentru conditionarea pe timp de iarna, cu recirculare partiala.
Schema aparatului de conditionare a aerului pe timp de iarna,
cu recirculare partiala.
F - filtru, Pr - preincalzitor; CU - camera de umidificare; P - pompa; SP - separator de picaturi; I - incalzitor; Vt - ventilator
Procesele de lucru pot sa fie reprezentate in diagrama h-x a aerului umed.
Reprezentarea in diagrama h-x a proceselor de conditionare a aerului pe timp de iarna
-Aerul proaspat cu starea E si debitul este trecut prin filtrul F;
- Inainte de amestecarea cu aerul recirculat avand starea A, aerul proaspat (foarte rece pe timp de iarna) este incalzit in preincalzitorul Pr si astfel se evita ca starea de amestec sa rezulte in zona de ceata (sub curba j=100%);
- Preincalzirea EC se realizeaza la xE=constant, pana la o temperatura tC=2…5°C;
- Din spatiul de conditionat este preluat debitul de aer recirculat, avand starea A;
- Aerul proaspat preincalzit C, se amesteca impreuna cu aerul recirculat A, iar starea M de amestec, va rezulta pe dreapta de amestec CA, intre A si C;
- Se defineste raportul de recirculare "n", ca fiind raportul dintre debitul masic de aer recirculat si debitul masic de aer proaspat : n=/;
Entalpia si continutul de umiditate ale starii de amestec M, se pot determina cu relatiile:
- Aerul tratat care se introduce in spatiul de conditionat, avand starea B, trebuie sa poata prelua fluxul de caldura [kW] si fluxul de umiditate [kg/s] care se degaja in spatiul respectiv;
- Directia procesului pe care il sufera aerul in camera de conditionat, este determinata pe diagrama de valoarea raportului de termoumidificare ;
- In consecinta starea B a aerului tratat, la intrarea in spatiul conditionat se va gasi pe dreapta care trece prin A si are inclinarea data de ;
- Pentru fixarea precisa a starii B, se poate impune de exemplu diferenta de temperatura fata de starea A a aerului la iesirea din spatiul conditionat;
- Odata determinata starea B, mai trebuie doar stabilita succesiunea de transformari elementare care poate sa aduca aerul din starea M in starea B;
- O semnificatie importanta are si punctul D', aflat la intersectia dintre verticala care trece prin B (x=xB=xD') si curba de saturatie (j=100%);
- Daca parametrii starii M sunt astfel incat xM<xB si hM>hD', atunci din starea M in starea B se poate ajunge asa cum s-a reprezentat in diagrama h-x, printr-o umidificare adiabatica MD, la hM=hD=constant, care se incheie atunci cand se atinge umiditatea absoluta a starii B (xD=xB), in camera de umidificare CU, urmata de incalzirea finala DB, la xD=xB=constant, pana la atingerea starii dorite B;
- In cazul in care starile M si D, respectiv D' sunt in alte sitiatii fata de cea prezentata, pot apare diverse variante pentru procesele din agregatul de conditionare, ca in figura, care pot determina chir si o alta constructie a agregatului.
Influenta raportului de recirculare asupra procesului de tratare a aerului pe timp de iarna