Caracterizarea merceologica a aparatelor de climatizare

Aparitia primelor instalatii de ventilare si climatizare a fost conditionata de realizarea unor progrese in alte discipline. Odata cu conturarea igienei ca disciplina, sunt facute cunoscute rezultatele cercetarilor legate de schimbul de aer al incaperilor, de continutul de umiditate si gaze nocive, precum si de puritatea aerului. Progresele realizate in domeniul electrotehnicii, ofera posibilitatea folosirii motoarelor electrice pentru actionarea ventilatoarelor si, deci, posibilitatea ventilarii incaperilor mari si foarte mari.

In preajma anului 1890, se introduce umidificarea aerului prin intercalarea unor tevi cu apa (ulterior incalzita cu abur). Ceva mai tarziu, se introduce umidificarea, realizata prin pulverizarea fina a apei in curentul de aer.

Sfarsitul secolului XIX, poate fi considerat pentru climatizare, ca si inceput al acesteia. Dezvoltarea cea mai mare a ventilarii si climatizarii are loc dupa primul razboi mondial, cand se realizeaza instalatii de climatizare in scopuri de confort (teatre, opera, cinematografe, sali de concerte, etc) si tehnologice (fabrici de hartie, de tutun, textile, industria alimentara, etc). Aparitia masinilor frigorifice (cu amoniac, cu bioxid de carbon) folosite la racirea si uscarea aerului, ofera o independenta si mai mare instalatiilor de climatizare.

Dupa 1930 apar aparatele de fereastra, agregatele locale amplasate direct in incaperea deservita in sistem monobloc sau split. Apar, de asemenea, masinile frigorifice functionand cu medii nevatamatoare (freoni) facilitand folosirea bateriilor de racire fara agent intermediar (baterii cu racire directa). Dupa cel de al doilea razboi mondial, climatizarea cunoaste o etapa importanta in dezvoltarea sa. In afara perfectionarii aparatelor si schemelor de ventilare si climatizare clasice, apar noi tipuri, cum ar fi: instalatiile de inalta presiune, instalatiile de climatizare cu doua canale de aer (de introducere), instalatiile “aer-apa” (cu aer primar) folosind aparate cu inductie (climaconvectoare) sau ventiloconvectoare. Se difersifica concomitent natura obiectivelor ce trebuie ventilate sau climatizate.

Criza energetica a anilor 1960 isi pune amprenta si asupra instalatiilor de ventilare, conducand la recuperarea, din ce in ce mai mult a caldurii din aerul de ventilare. Simultan cu aceasta diverificare, s-a dezvoltat si perfectionat aparatura de reglare, comanda si control a instalatiilor de climatizare in special. Tehnica analogica si digitala, patrunde masiv in anii 1980 si in domeniul climatizarii.

Varietatea sortimentala a produselor din aceasta subgrupa a crescut mult in ultimul timp, ca urmare a cresterii cererii pentru aceste produse pe piata romaneasca. Cresterea nivelului de trai, a posibilitatilor materiale si a dorintei de confort in locuinte, au determinat modificari pozitive in vanzarea acestor produse. Astfel ca, au crescut si preocuparile producatorilor si distribuitorilor acestor produse in ceea ce priveste forma si marimea lor (pentru o instalare usoara si in locuintele din blocuri), cresterea capacitatii de racire (verile au devenit foarte calduroase in ultima perioada), reducerea nivelului de zgomot si a consumului de energie electrica.

La ora actuala, pe piata romaneasca sunt comercializate diferite aparate de aer conditionat, realizate de firme din tara si strainatate, oferind astfel consumatorilor, posibilitatea de a alege produsul cel mai bun, oferta fiind segmentata pe grupe de venit ale populatiei.

Instalatiile de climatizare numite si instalatii de conditionare a aerului, trebuie sa asigure mentinerea parametrilor aerului din incaperile deservite in limitele dinainte prescrise, in tot timpul anului, indiferent de variatia factorilor meteorologici, de gradul de ocupare a incaperilor, cu alte cuvinte, indiferent de modificarea sarcinilor termice (de incalzire, de racire) si de umiditate. Ele au rolul de a asigura conditiile de confort termic in cladirile social-culturale, administrative, de locuit etc, sau de a asigura parametrii necesari ai aerului interior (temperatura, umiditate relativa) in cazul instalatiilor de climatizare tehnologica, in acelasi timp trebuie sa se asigure introducerea de aer proaspat necesar diluarii CO2 degajat de ocupanti (functiunea de ventilare). Deoarece sarcinile termice si de umiditate ale incaperilor se modifica permanent si in limite largi, iar parametrii microclimatului trebuiesc mentinuti constanti, rezulta ca aerul tratat, introdus in incaperi, trebuie sa aibe permanent, in tot timpul anului, parametrii variabili. Ca urmare, aerul trebuie tratat intr-un aparat (agregat), unde sufera o suita de 4 procese termodinamice simple (incalzire, racire, uscare, umidificare) intr-o anumita ordine. Pentru realizarea acestei tratari, este necesara si o instalatie de reglare automata, aferenta, care sa mentina temperatura si umiditatea relative la valorile prestabilite. Cocomitent, instalatiei de climatizare i se atribuie si functiunea de economisire a energiei, motiv pentru care, adesea, se intercaleaza un recuperator de caldura.

Instalatiile ale caror agregate de tratare a aerului sufera numai doua sau trei procese termodinamice simple, poarta denumirea de instalatii de climatizare partiala. Foarte adesea, instalatiile de climatizare partiala sunt desemnate (mai ales de catre comercianti) drept instalatii de climatizare, ceea ce nu este corect.

Instalatiile de climatizare sunt folosite in doua categorii de cladiri, civile si industriale, luandu-si de aici si denumirea de: instalatii de climatizare in scopuri de confort si instalatii de climatizare tehnologica (in scopuri industriale).

Instalatiile de climatizare de confort sunt destinate asigurarii microclimatului pentru mentinerea sanatatii si desfasurarii muncii optime in toate categoriile de cladiri civile (birouri, spitale, teatre, magazine, sali de auditie si concerte, etc) pe parcursul intregului an. Dupa anotimp si dorinta, temperatura incaperilor este mentinuta intre 20 si 26 *C iar umiditatea relativa intre 40 si 60%.

Instalatiile de climatizare tehnologica, au functiunea de a asigura acei parametri ai incaperilor care convin procesului de productie, pentru a preveni rebutarea produselor.

Temperatura si umiditatea relativa ale aerului trebuie sa fie optime pentru desfasurarea procesului de fabricatie si primeaza alegerea acestora.

In cazul in care valorile acestor parametri creaza disconfort pentru personalul de deservire se iau masuri suplimentare pentru a preveni imbolnavirile si a asigura randamentul necesar muncii.

Conditiile realizarii productiei (temperatura, umiditate) pentru diverse ramuri industriale sunt indicate, dupa Carrier Handbook of Air Conditioning System Design, IHRAE – Handbook si alte surse bibliografice.

2.1. Partile componente ale aparatelor de climatizare

Climatizorul este un aparat care imbunatateste microclimatul locuintei prin optimizarea temperaturii, umiditatii si a compozitiei aerului. Principalele elemente componente ale climatizorului sunt:

Carcasa, din tabla de otel vopsita, este prevazuta cu doua orificii protejate de gratare prin care se realizeaza aspiratia aerului din exteriorul locuintei, respectiv refularea aerului conditionat in locuinta. In interior sunt amplasate toate celelalte elemente componente: filtru, ventilator, agregat frigorific sau filtru evaporator, element incalzitor.

Ventilatorul, actionat de motorul electric, produce circulatia fortata a aerului, folosind pentru aceasta fie o elice fie o turbina.

Filtrul retine fumul, praful, polenul, si celelalte impuritati din aer, fiind format din doua sau trei etaje de filtrare.

Agregatul frigorific cu compresor genereaza temperatura sub cea a mediului ambiant, prin vaporizarea intr-o instalatie inchisa a unui gaz usor lichefiabil prin confirmare (de exemplu freon), numit agent frigorigen. Elementele sale principale sunt:

Lucrare: Invertor comandat pentru reglarea vitezei unui motor asincron trifazat cu rotorul in scurt circuit Document online: Efectele campului electric asupra organismului - actioneaza asupra celulelor si organelor si organismului

vaporizatorul. Format dintr-o teava in forma de serpentine, este amplasat pe directia de deplasare a curentului de aer, producand racirea aerului prin absorbtia caldurii sale de catre agentul frigorigen care trece in stare de vapori;

condensatorul, realizat din teava prevazuta cu aripioare de racire, are rolul de a ceda in exteriorul carcasei caldura absorbita de vaporizator; acest fenomen este rezultatul condensarii agentului frigorigen;

compresorul, actionat de un motor electric, asigura circulatia agentului frigorigen, aspirand vaporii aflati in vaporizator pe care ii refuleaza spre condensator;

Filtrul evaporator  indeplineste in climatizoarele mai simple functia de racitor, inlocuind astfel agregatul frigorific cu compresor. Principiul sau de functionare este urmatorul: aerul cald aspirat de ventilator trece prin filtrul evaporator care este imbibat cu apa, producand evaporarea acesteia si deci scaderea temperaturii.

Elementul incalzitor format din rezistente electrice asezate in calea curentului de aer, produce incalzirea aerului pana la temperatura dorita. Unele aparate folosesc pentru incalzire agregatele frigorifice carora li se inverseaza ciclul frigorific

Tehnoregulatoarele pentru aer cald si rece permit reglarea temperaturii dupa dorinta.

Unele climatizoare pot fi dotate si cu o telecomanda care dubleaza comenzile de pe panoul frontal al aparatului.

Principalele caracteristici tehnico-functionale ale climatizoarelor sunt:

Tensiunea de alimentare, exprimata in volti (220 V)

Puterea absorbita, exprimata in wati (W); este cuprinsa intre 2000 si 5000 W

Temperatura minima a aerului la iesire, exprimata in *C; este cuprinsa intre 10-15*C.

Temperatura maxima a aerului la iesire, exprimata in *C; este cuprinsa intre 70-90*C

Capacitatea de racire reprezinta cantitatea de caldura cedata de curentul de aer in unitatea de timp; se exprima in kilocalorii pe ora (kcal/h); este cuprinsa intre 1500-3000 kcal/h Capacitatea de incalzire, reprezinta cantitatea de caldura primita de curentul de aer in unitatea de timp; se exprima in kilocalorii pe ora (kcal/h); este cuprinsa intre 1500-3500 kcal/h

Reducerea umiditatii aerului in unitatea de timp, exprimata in procente pe ora (%/h) este cuprinsa intre 1,7 si 8,5 %/h.

Dotarile suplimentare care pot fi intalnite la unele climatizoare sunt: programator cu care se poate stabili regimul de functionare al aparatului cu pana la 24 ore inainte, afisaj multifunctional indicand functiile active (incalzire, racire, reducerea umiditatii) si temperatura curentului de aer, telecomanda ce dubleaza comenzile de pe unitatea de racire.

2.2. Clasificarea aparatelor de climatizare

Aparatele de climatizare se pot clasifica dupa urmatoarele criterii[1]:

a) Clasificarea dupa modul de racire a aerului:

cu agregat frigorific;

cu filtru evaporator;

b) Clasificarea dupa modul de producere a curentului de aer:

cu elice;

cu turbina;

c) Clasificarea dupa modul de vehiculare a aerului de ventilare:

Ventilarea naturala poate fi neorganizata sau organizata. La ventilarea naturala, schimbul de aer al unei incaperi este urmarea actiunii combinate a celor doi factori naturali (presiunea vantului si diferenta de presiune provocata de greutatile specifice ale aerului interior si exterior, ca urmare a temperaturilor inegale ale acestora). Cand patrunderea aerului curat are loc prin neetanseitatile constructiei (usi, ferestre) ventilarea naturala se numeste neorganizata. Daca in incapere sunt practicate deschideri speciale cu dimensiuni determinate, amplasate la anumite inaltimi, care pot fi inchise si deschise, dupa necesitati, atunci se realizeaza o ventilare numita organizata.

Ventilarea mecanica poate fi simpla (introducere sau evacuare) sau combinata (cu incalzire/racire-uscare/umidificare). In cazul ventilarii mecanice, vehicularea aerului se face cu ajutorul unuia sau a doua ventilatoare (unul de introducere si altul pentru evacuare). In general, prin vehicularea mecanica a unui debit de aer, se urmareste mentinerea unei temperaturi aproximativ constante, in perioada de iarna, si limitarea cresterii  temperaturii interioare peste o anumita valoare, in perioada de vara. Aceasta presupune intercalarea, in circuitul aerului, a unui ventilator si a unei baterii de incalzire (intotdeauna inaintea bateriilor de incalzire se monteaza un filtru de praf). Sunt si alte cazuri de ventilare combinata la care, in circuitul aerului, se introduc alte aparate cu ajutorul carora se pot obtine alte procese simple, ca de exemplu: racire si uscare sau umidificare

Climatizarea poate fi pentru confort sau in scopuri tehnologice. In locul termenului de climatizare se foloseste, adesea, si denumirea de “conditionare a aerului”. Climatizarea se deosebeste de ventilarea mecanica, prin aceea ca, aerului de ventilare i se regleaza simultan cel putin doi parametri astfel ca, dupa dorinta, se poate realiza incalzirea, racirea sau umidificarea aerului dintr-o incapere.  Dupa criteriile care stabilesc valoarea si limitele de variatie a parametrilor aerului interior, aceste instalatii pot fi destinate confortului persoanelor sau unor scopuri tehnologice. Dificultati mari pun instalatiile de climatizare tehnologice, deoarece valorile parametrilor aerului interior, prestabilite ca optime pentru procesul tehnologic, trebuie, in acelasi timp, sa constituie limite acceptabile din punct de vedere al conditiilor de munca (pentru a nu crea senzatii neplacute persoanelor antrenate). Ventilarea mixta se poate realiza fie prin introducerea naturala si evacuarea mecanica, fie prin introducere mecanica si evacuare naturala. Ventilarea mixta, sub cele doua forme, apare ca o posibilitate de exploatare a instalatiilor de ventilare intr-o perioada a anului. Avantajul consta in economicitatea exploatarii, dar si a investitiei.

d) Clasificarea dupa extinderea zonei ventilate:

Ventilarea generala sau de schimb general, care este caracteristica incaperilor social-culturala sau a celor industriale fara degajari importante de nocivitati. Ea presupune, in general, o amplasare uniform repartizata a gurilor de introducere si de evacuare.

Ventilarea locala apare ca necesara cand exista surse concentrate de nocivitati sau cand acestea sunt dispuse in anumite zone ale incaperilor. In aceste cazuri, ventilarea de schimb general nu mai este eficace, aparand necesitatea captarii nocivitatilor chiar la locul unde ele se produc. In aceasta categorie intra carcasele, nisele, hotele si aspiratiile laterale. In unele cazuri, ventilarea de schimb general ar putea fi ineficace si din cauza refularii. De exemplu, pentru locurile de munca din apropierea unor suprafete incinse, oricat s-ar mari debitul de aer, nu pot fi asigurate conditii pentru mentinerea constanta a bilantului termic al omului (din cauza cantitatii mari de caldura primita prin radiatie de la aceste suprafete). In aceasta situatie, pentru a ajuta organismul sa elimine surplusul de caldura, se poate interveni prin crearea locala a unor jeturi de aer pentru fiecare muncitor in parte, denumite duduri de aer. De asemenea, pentru a impiedica patrunderea aerului rece in incaperi, la deschiderea frecventa a usilor spre exterior, se folosesc, cu destul succes, perdelele de aer. Sunt si cazuri cand, pentru a impiedica raspandirea noxelor in toata incaperea, in special in cazul unor dereglari toxice, se poate actiona eficace prin folosirea simultana a unui sistem de refulare, in general, de tip perdea de aer si a unui sistem de aspirare pentru fiecare utilaj in parte (de exemplu: cabine de vopsire, uscare, electroliza etc).

Ventilarea combinata se realizeaza prin ventilare generala si locala. Existenta unui sistem de ventilare locala, nu exclude prezenta unei instalatii de ventilare de schimb general, careia ii revine rolul de a dilua scaparile de nocivitati la valori sub limitele admisibile si de a asigura aerul de compensare. Ventilarea generala are drept scop schimbarea aerului in intreaga incapere, supusa ventilarii, spre deosebire de ventilarea locala, la care evacuarea aerului (sau introducerea) se refera la anumite puncte din incapere unde este concentrata producerea nocivitatilor. Pentru a nu se raspandi in intregul spatiu, nocivitatile sunt evacuate chiar la locul de degajare, prin absorbtii locale.

e) Clasificarea dupa diferenta de presiune dintre interiorul si exteriorul incaperii ventilate

Ventilarea echilibrata, sistem la care debitele de aer de introducere si de evacuare sunt egale.

Ventilarea in suprapresiune, sistem la care debitul de aer introdus este mai mare decat cel evacuat pe cale mecanica, astfel ca in interior apare o supra presiune, debitul in exces eliminandu-se pe cale naturala.

Ventilarea in subpresiune, sistem la care debitul de aer introdus este mai mic decat cel evacuat.

Important este insa de urmarit ce degajari sunt in incaperile alaturate, pentru a nu contamina o incapere ventilata in subpresiune sau ce degajari nocive sunt intr-o incapere ventilata in suprapresiune, pentru a nu contamina incaperile adiacente acesteia, spre care se va scurge aerul in exces. Stapanirea regimului de presiune este, din acest punct de vedere, foarte importanta. In cladirile cu mai multe incaperi ventilate, se recomanda ca, pe ansamblu, suma debitelor de aer evacuate, sa fie egala cu a celor introduse pentru a impiedica subracirea anumitor incaperi.

f) Clasificarea dupa modul de incalzire al aerului

cu rezistor neprotejat;

cu rezistor in tub;

cu agregat frigorific reversibil.