CAP 7. DIMENSIONAREA INSTALAŢIILOR DE CLIMATIZARE........... 115

7.1. Calculul aporturilor de căldură................................................................ 115 7.1.1. Căldura pătrunsă din exterior datorită diferenţei de temperatură...... 115 7.1.2. Căldura pătrunsă datorită radiaţiei solare.......................................... 116

7.1.2.1. Căldura pătrunsă prin ferestre şi luminatoare (QFL) .................... 116 7.1.2.2. Căldura pătrunsă prin pereţi şi planşee (QPP) .............................. 120

7.1.3. Degajările de căldură de la oameni ................................................... 121 7.1.4. Degajările de căldură de la iluminatul electric.................................. 123 7.1.5. Degajările de căldură de la acţionările electrice................................ 123 7.1.6. Degajările de căldură de la cuptoare ................................................. 123 7.1.7. Căldura degajată de conducte calde (Qcc ) ........................................ 125 7.1.8. Căldura degajată de cuve de vopsire (Qcv )...................................... 125

7.2. Calculul consumurilor de căldură ........................................................... 125 7.2.1. Pierderile de căldura în exterior ........................................................ 125 7.2.2. Consumul de căldură pentru încălzirea materialelor reci.................. 127 7.2.3. Consumul de căldură pentru evaporarea umidităţii........................... 128

7.3. Calculul degajărilor de umiditate ............................................................ 128 7.3.1. Umiditatea degajată de oameni (W0)................................................. 128 7.3.2. Umiditatea degajată de la suprafaţa apei ( Gv ) ................................. 129 7.3.3. Umiditatea degajată de alte surse ...................................................... 129

7.3.3.1. Umiditatea degajată de suprafeţe umede (pardoseli) ................. 129 7.3.3.2. Umiditatea degajată prin arderea liberă a unor substanţe............ 129

7.4. Calculul degajărilor de gaze, vapori nocivi şi praf ................................. 130 7.5. Calculul debitului de aer necesar ............................................................ 130

7.5.1. Debitul de aer pentru încăperi cu degajări de nocivităţi.................... 132 7.5.2. Debitul de aer la ventilarea încăperilor cu degajări de căldură ......... 135 7.5.3. Debitul de aer pentru ventilarea încăperilor cu degajări de umiditate şi căldură.......................................................................................................... 136 7.5.4. Debitul de aer pentru instalaţiile de condiţionare.............................. 138

7.6. Calculul instalaţiilor pentru distribuţia şi absorbţia aerului .................... 140 7.6.1. Calculul canalelor de aer ................................................................... 141 7.6.2. Calculul pierderilor de presiune ........................................................ 141

113

114

CAP 7. DIMENSIONAREA INSTALAŢIILOR DE CLIMATIZARE Pentru a dimensiona o instalaţie de ventilaţie şi climatizare trebuie parcurse mai multe etape de calcul şi anume: • Se calculează cantităţile de căldură intrate din exterior sau degajate în

incintă; • Se calculează pierderile şi consumurile de căldură ale incintei; • Se calculează degajările de umiditate din incintă; • Se calculează degajările de gaze, vapori nocivi şi praf; • Se determină debitul de aer necesar ventilării.

7.1. Calculul aporturilor de căldură

Aporturile de căldură în incintă apar ca urmare a efectului radiaţiei solare asupra elementelor de construcţie ale incintei, ca degajări de căldură ale oamenilor şi ca degajări de căldură rezultate ca urmare a proceselor tehnologice ce au loc în incintă.

7.1.1. Căldura pătrunsă din exterior datorită diferenţei de temperatură În perioada caldă a anului, căldura pătrunde prin elementele de construcţie datorită diferenţei dintre temperatura aerului exterior şi cea a aerului interior.

Calculul căldurii pătrunse se face în acest caz aplicând ecuaţia fundamentală a transmiterii căldurii pentru fiecare element de construcţie care limitează încăperea (ferestre, uşi, pereţi, pardoseli etc.):

Q = ΣS⋅k⋅(te – ti) (7.1) unde: S - suprafaţa elementului de construcţie prin care pătrunde căldura; k - coeficientul de transmitere totală a căldurii;

115

te – temperatura exterioară convenţională de calcul pentru perioada de vară;

ti – temperatura interioară a încăperii. Pentru calcule exacte trebuie ţinut seama şi de cantitatea de căldură

preluată prin pereţi de la încăperile învecinate.

7.1.2. Căldura pătrunsă datorită radiaţiei solare În funcţie de natura elementului de construcţie, căldura pătrunde din exterior datorită radiaţiei solare în două moduri: • prin ferestre, uşi, luminatoare; • prin pereţi şi planşee ce se încălzesc sub acţiunea radiaţiei solare .

7.1.2.1. Căldura pătrunsă prin ferestre şi luminatoare (QFL) Metoda 1

Calculul se face pe baza valorilor de calcul ale intensităţii radiaţiei solare maxime I care trece prin suprafeţe cu geamuri simple (ferestre şi luminatoare – vezi tab. 7.1). Trebuie să se ţină seama şi de faptul că odată cu pătrunderea directă a radiaţiei solare, există şi schimbul de căldură dintre aerul exterior şi cel interior, prin pereţi, schimb ce se calculează determinând pierderile de căldură (sau aporturile de căldură) prin transmisie.

Tab. 7.1. Valoarea medie de calcul a intensităţii radiaţiei solare maxime I [kcal/m2⋅h], prin suprafeţe cu geamuri simple, după orientările acestora

Orientarea suprafeţei Denumirea suprafeţei transparente

S S - E S - V

E V

N - E N - V

Ferestre cu tocuri de lemn 210 180 210 110 Luminator vertical având forma de N sau de şed, cu tocuri de lemn

260 230 260 140

Idem, cu geamuri înclinate la 600 faţă de orizontală 320 310 300 140 Luminator în formă de A 330 330 330 330 Luminator cu geamuri înclinate la partea inferioară şi verticale la partea superioară

200 270 290 140

Obs. Pentru luminator în formă de A, suprafaţa se consideră egală cu proiecţia sa pe orizontală.

116

Valorile din acest tabel trebuie multiplicate cu următorii coeficienţi, după

natura deschiderii, şi anume:

- pentru ferestre duble cu toc de lemn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,60 - idem, cu tocuri metalice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,75 - pentru luminatoare cu geamuri duble şi tocuri metalice . . . . 0,60 - pentru ferestre simple cu tocuri metalice . . . . . . . . . . . . . . . 1,25 - pentru luminatoare cu geamuri simple şi tocuri metalice . . . 0,90

Dacă sticla folosită este mată, valorile din tabel se micşorează cu 42%, iar dacă ferestrele sunt murdare, datorită degajărilor din incintele respective (forjă, turnătorii, etc.), valorile se micşorează cu până la 80%.

Metoda a 2 - a Radiaţia solară nu pătrunde pe întreaga suprafaţă a ferestrei din cauza

umbririi parţiale a acesteia: pentru determinarea căldurii pătrunse în incintă prin radiaţie solară QFL se poate folosi relaţia:

( )[ ]ebIehIbhIQ 0VpFL ⋅⋅+⋅⋅−⋅⋅⋅ε= [kcal/h] (7.2)

unde : Ip - intensitatea radiaţiei solare pentru o suprafaţa verticală, [kcal/m2⋅h]; Iv - intensitatea radiaţiei solare pentru o suprafaţă verticală perpendiculară pe planul ferestrei [kcal/m2⋅h]; I0 - intensitatea radiaţiei solare pentru o suprafaţă orizontală [kcal/m2⋅h]; h - înălţimea ferestrei [m] ; b - lăţimea ferestrei [m];

ε - coeficient de infiltraţie a radiaţiei solare. ε = 0,9 pentru ferestre cu 1 rând; ε = 0,92 pentru ferestre duble sau cuplate. e – adâncimea nişei exterioare a ferestrei (de la planul faţadei finite, până la planul sticlei), [m].

117

Valorile intensităţilor radiaţiei solare Ip , Iv şi I0 se iau din tab. 7.2. Tab. 7.2 Valorile intensităţii radiaţiei solare Ip , Iv şi I0 (la latitudinea de 500) în kcal/m2⋅h

Orientarea ferestrei Ora

NE E SE S SV V NV N

Ferestre orizontale

(luminatoare)5 270 250 85 130 40 6 410 440 215 140 145 7 410 515 320 45 265 8 325 525 415 60 390 9 205 470 455 180 520 10 55 350 440 275 625 11 190 375 340 105 700 12 260 370 260 725 13 105 340 375 190 700 14 275 440 350 55 625 15 180 455 470 205 520 16 60 415 525 325 390 17 320 515 410 45 265 18 215 440 410 140 145 19 85 250 270 130 40

Pătrunderea căldurii prin ferestre datorită radiaţiei solare poate fi redusă prin utilizarea sticlei speciale absorbante, sau prin diferite mijloace de umbrire; din acest motiv, pentru diverse sisteme de protecţie, valorile QFL trebuie reduse cu următoarele procente:

- Marchize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 – 75 - Jaluzele în exterior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 – 80 - Jaluzele în interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 – 40 - Jaluzele de aluminiu în interior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 – 60 - Perdele de pânză . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 - 60

Pentru calcule aproximative, căldura pătrunsă prin ferestre se poate lua

după indicaţiile din tab. 7.3.

118

Tab. 7.3 Valorile aproximative ale căldurii pătrunse prin ferestre, în kcal/m2⋅h, după orientare Orientare fereastra Ferestre simple Ferestre duble

S - E 300 250 S 250 200

S-V 300 250 V 350 300

Metoda a 3 - a Pentru un calcul mai rapid, se pot utiliza valorile din tab. 7.4, unde sunt

date valorile fluxului termic qR, corespunzător pătrunderii instantanee a radiaţiei solare prin ferestre simple, funcţie de orientare şi de timp, sau din tab. 7.5, unde se dau valorile fluxului termic suplimentar qS transmis prin convecţie şi radiaţie. Tab. 7.4 Valorile fluxului termic qR, în kcal/m2⋅h, pătruns instantaneu prin ferestre simple datorită radiaţiei solare directe şi difuze

Orientarea ferestrei Latitu- dinea

Ora N N- E E S - E S S - V V N - V

5 19 8 19 16 5 0 0 0 0 6 18 71 315 355 182 19 16 16 16 7 17 43 404 529 336 30 27 27 27 8 16 38 350 556 423 49 33 33 33 9 15 41 214 488 439 114 38 38 38

10 14 43 84 344 401 187 43 43 43 11 13 46 49 157 306 244 62 46 46

400

nord

12 46 49 52 174 266 174 52 46 5 19 54 146 146 54 8 8 8 8 6 18 68 347 404 220 22 19 19 19 7 17 33 377 534 369 33 27 27 27 8 16 35 290 548 464 87 33 33 33 9 15 38 146 477 496 195 38 38 38

10 14 41 49 336 472 298 43 41 41 11 13 43 43 155 388 369 114 43 43

500

nord

12 43 43 49 260 391 260 49 43

Obs. – pentru ferestre duble, valorile din tabel se multiplică cu 0,85. - pentru localităţi aflate la latitudini cuprinse între 400 şi 500, se va folosi calculul prin interpolare

Fluxul termic total se obţine prin însumarea celor două valori,

QFL = qR + qS (7.3)

119

Tab. 7.5 Valorile fluxului termic qS, în kcal/m2⋅h, pătruns prin convecţie şi radiaţie la ferestre simple (la 300 – 500 latitudine nordică)

Orientarea ferestrei Ora

Tempe- ratura aerului exterior

N N- E E S - E S S - V V N - V

Ferestre orizontale (lumina- toare)

5 20 - 36 - 32 - 32 - 36 - 36 - 36 - 36 - 36 - 36 6 20 - 36 -28 -24 -30 -36 -36 - 36 - 36 - 36 7 10 - 36 -27 -24 -24 -36 -36 - 36 - 36 - 30 8 21 - 30 - 24 - 18 - 18 - 30 - 30 - 30 - 30 - 18 9 23 - 18 - 18 - 6 - 6 - 12 - 18 - 18 - 18 - 6 10 25 - 6 - 5 6 6 0 - 5 - 6 - 6 6 11 28 12 12 18 24 24 12 12 12 18 12 30 30 30 30 36 36 36 30 30 36 13 31 36 36 36 36 42 42 36 36 48 14 32 36 36 36 36 48 48 48 36 54 15 32 36 36 36 36 42 48 48 42 48 16 31 36 36 36 36 30 42 42 36 42 17 30 30 30 30 30 30 36 36 36 24 18 28 12 12 12 12 12 12 24 24 18 19 26 6 6 6 6 6 6 12 6 6 20 24 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6 - 6 21 23 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12 - 12

Obs. La ferestre duble, valorile din tabel se multiplică cu 0,75.

7.1.2.2. Căldura pătrunsă prin pereţi şi planşee (QPP) Determinarea căldurii pătrunse prin pereţi şi planşee este dificil de făcut

din cauza inerţiei termice a acestor elemente de construcţie şi a regimului nestaţionar de transmitere a căldurii. Căldura transmisă de pereţi se resimte în incinte cu o întârziere de până la 10 ore (vezi tab. 7.6).

Tab. 7.6. Întârzierea pătrunderii radiaţiei solare prin elementele de construcţie Natura peretelui Grosimea peretelui [mm] Întârzierea [h]

Molift 50 1,5 Beton 150 3,0 Ipsos 200 2,5 Beton + plută 75 + 250 2,0 Terasă de beton cu izolaţie hidrofugă 150 5,0 Perete de cărămidă 550 10,0

120

Trebuie remarcat faptul că, uneori, în momentul când fluxul termic pătrunde în incintă, temperatura aerului exterior poate fi mult mai mică decât a fost la ora la care intensitatea radiaţiei solare a fost maximă.

Metoda 1 Fluxul de căldură pătruns prin pereţi şi planşee (Qr2) expuse radiaţiei

solare se calculează cu relaţia:

QPP = S ⋅A ⋅I ⋅ϕ [kcal/h] (7.4) unde:

S - suprafaţa peretelui [m2]; A - coeficient de absorbţie a radiaţiei solare: A = 0,4 – culori deschise; A = 0,7 – culori închise (roşu, verde, cenuşiu); A = 0,9 – culori foarte închise. I - intensitatea radiaţiei solare (tab. 7.2);

ϕ = 0,047⋅k – partea din radiaţia solară transmisă în încăpere; k = 1,38 - coeficient de transmisie a căldurii prin perete;

Metoda a 2 - a În acest caz se încearcă cuprinderea simultană a diferenţei de temperatură

dintre aerul exterior şi cel interior, precum şi acţiunea radiaţiei solare prin introducerea unei temperaturi echivalente tS:

q = A⋅I + αE(tE - θE) = αE⋅(tI - θE) [kcal/m2⋅h] (7.5)

unde: q - fluxul de căldură primit de la aerul exterior şi de la radiaţia solară; A - coeficientul de absorbţie a radiaţiei solare de către perete, (metoda 1).

7.1.3. Degajările de căldură de la oameni Cantitatea de căldură cedată de oameni depinde de felul activităţii depuse

şi de condiţiile ambiante. În fig. 7.1, pe ordonata din stânga, sunt date cantităţile

121

totale de căldură cedate de oameni - (qt), la diverse valori ale temperaturii din incintă, pentru diferite feluri de activitate (curbele marcate cu cifrele 1, 2, 3 şi 4).

10 15 20 25 30 35 _____ Cantitatea totală de căldură - - - - - Cantitatea de căldură latentă

D

egajăr

i de

căld

ură,

kca

l/h

D

egajăr

i de

umid

itate

, g/h

500 400 350

300

250 200

150

100

50

300 250 200

150

100

50

Fig. 7.1. Degajările de căldură şi umiditate ale oamenilor. 1 – stare de repaus; 2 – muncă uşoară; 3 – muncă medie; 4 – muncă grea.

Curbele trasate cu linie punctată dau, tot pe ordonata din stânga,

cantităţile de căldură latentă – (ql) cedate de oameni în aceleaşi condiţii. Căldura efectiv cedată de oameni în incintă va fi deci:

qp = qt – ql (7.6)

Dacă se consideră un număr “N” de persoane care ocupă încăperea

respectivă, căldura totală efectiv cedată va fi:

Qp = N·(qt – ql) (7.7)

122

7.1.4. Degajările de căldură de la iluminatul electric Cantitatea de căldură degajată de sursele de iluminat, în kW, se determină cu relaţia:

QIL = P⋅b [W/h] (7.8) unde: P - puterea instalată a surselor de iluminat;

b - coeficient ce arătă partea din energia electrică ce se transformă în căldură, transmiţându-se aerului încăperii. Pentru iluminat cu becuri cu incandescenţă b = 0,92 – 0,97; pentru iluminatul fluorescent b = 0,75 – 0,8.

De remarcat că, în anumite cazuri, iluminatul nu funcţionează în orele de iluminat natural. Dacă iluminatul se dă direct în lucşi, avem transformarea:

1 lx/m2 = 0,15 W = 12,9 kcal/h.

7.1.5. Degajările de căldură de la acţionările electrice

Cantitatea de căldură degajată de motoarele electrice de acţionare a utilajelor tehnologice se poate determina cu relaţia:

QE = P⋅s⋅(1 - η)⋅g⋅t (7.9) unde: P - puterea motorului electric de antrenare (în kw); s - gradul de simultaneitate (0,5 - 1); η - randamentul motoarelor (0,8 - 0,9); g - gradul de utilizare a puterii instalate (0,7 - 0,9); t - coeficient de reţinere a căldurii în hală. Acesta variază între (0 - 1), în funcţie de amplasarea utilajului, felul acţionării, posibilităţi de transmitere a căldurii, etc.

7.1.6. Degajările de căldură de la cuptoare

În general este complicat de determinat cantitatea de căldură degajată de cuptoare, datorită diversităţii constructive a acestora, a modului lor de exploatare, a variaţiilor temperaturii lor de lucru etc.

123

Pentru un calcul simplificat al cantităţii de căldură cedată de cuptor către incintă se poate utiliza relaţia:

Q = S⋅k⋅(ti - te) (7.10) unde: S – suprafaţa exterioară a cuptorului; k - coeficientul total de transmitere a căldurii peretelui cuptorului

e

1d

i

11k

α+

λ+

α

=∑

[kcal/m2⋅h⋅grd] (7.11)

ti – temperatura din cuptor; te – temperatura din incintă; αi – coeficientul de trecere a căldurii de la interiorul cuptorului la perete

(se recomandă αi = 25 ... 40 kcal/m2⋅h⋅grd; αe – coeficientul de trecere a căldurii de la peretele cuptorului la incintă

(se recomandă αe = 15 kcal/m2⋅h⋅grd; λ - conductivitatea termică a straturilor izolatoare ale cuptorului, în

kcal/m⋅h⋅grd. Valorile conductivităţii termice pentru câteva materiale, funcţie de

temperaturile de lucru sunt redate în tab. 7.7.

Tab. 7.7. Conductivitatea medie λ, în funcţie de temperatură pentru cărămizi de cuptoare Materialul Conductivitatea termică - λ, la temperatura [0C]

100 200 400 600 800 1000 Cărămidă de şamotă 0,77 0,82 0,92 1,02 1,12 1,22 Cărămidă silicioasă 0,86 0,92 1,04 1,16 1,28 1,40 Cărămidă diatomit 0,127 0,157 0,217 0,277 0,337 0,397 Cărămidă obişnuită 0,38 - - - - -

Dacă temperatura medie a straturilor nu se cunoaşte, ea se determină prin

încercări, determinând căldura transmisă prin fiecare strat şi căutând acele valori medii ale temperaturii straturilor pentru care fluxurile termice prin straturi sunt egale (sau foarte apropiate).

124

7.1.7. Căldura degajată de conducte calde (Qcc ) Aceasta se determină cu relaţia:

( ) ( )atft1SccQ −⋅η−⋅= ∑ (7.12) unde: S - suprafaţa exterioară a conductei (m2); η - randamentul izolaţiei (0,8 - 0,9); tf - temperatura fluidului din conductă; ta - temperatura aerului din hală .

7.1.8. Căldura degajată de cuve de vopsire (Qcv ) Aceasta se determină pe kilogram de produse vopsite pe oră, ştiind că

pentru 1kg produse vopsite se degajă în medie 3 - 5 kcal / h.

7.2. Calculul consumurilor de căldură Determinarea consumurilor de căldură ale unei incinte este necesară pentru stabilirea aportului de căldură al instalaţiei de tratare a aerului în bilanţul termic al incintei.

7.2.1. Pierderile de căldura în exterior Incintele pierd căldură în exterior prin suprafeţele delimitatoare;

determinarea căldurii pierdute se face, ca şi în cazul instalaţiilor de încălzire, ca suma pierderilor de căldură prin elementele delimitatoare:

qi = qpt ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ Σ+

100A

1 + q’v, (7.13)

unde: - qpt sunt pierderile de căldură prin transmisie, corespunzătoare

elementelor de construcţie ce delimitează încăperea; - ΣA este suma adaosurilor procentuale pentru orientare, compensare a

efectului suprafeţelor reci şi adaosul special;

125

- q’v este necesarul de căldură pentru încălzirea aerului pătruns în incintă. Pentru o incintă încălzită, în cazul cel

mai general, pierderile de căldură prin transmisie se calculează cu relaţia:

qpt = qp + qc + qs, (7.14)

în care: • qq reprezintă pierderile de căldură prin

transmisie, către mediul exterior prin intermediul elementelor de construcţie (pereţi, ferestre, uşi, tavan etc.)

qp = [W], (7.15) m k S t ti i i i ei

n

( −=∑

1

qp

qc

te ti

qs ts

Fig. 7.2 Pierderile de căldură prin pereţi qp, pe contur qc şi către sol qs

)

• qc - pierderile de căldură pe contur către mediul exterior (fig. 7.2)

qc= kc C (ti - tc) [W], (7.16) • qs - pierderile de căldură către sol.

qs = ks Ss (ti-ts) [W], (7.17)

în care: mi este coeficientul de masivitate termică a elementului de construcţie i (acest coeficient uniformizează tratarea clădirilor cu inerţie termică diferită la variaţiile temperaturii exterioare);

ki - coeficientul de transmisie a căldurii prin elementul de construcţie i, W/m2 ⋅ oC; Si - suprafaţa elementului de construcţie i, în m2;

ti, te - temperatura aerului interior, respectiv temperatura exterioară, în oC .

kc - este coeficientul de transmisie a căldurii pe contur, depinzând de adâncimea fundaţiei şi a stratului de apă freatică, în W/m2 0C;

C - lungimea conturului încăperii în contact direct cu solul, în m. ks - este coeficientul de transmisie a căldurii către sol, în W/m2 ⋅ oC; Ss - suprafaţa pardoselii incintei în contact direct cu solul, în m2;

126

ts - temperatura solului în oC. Necesarul de căldură pentru încălzirea aerului rece infiltrat în incintă are

două componente, respectiv aerul pătruns prin neetanşeităţile elementelor de construcţie (qvr) şi a aerul pătruns la deschiderea acestora (qvn):

q’v = qvr + qvn = E⋅∑(Li) ⋅v4/3⋅ (ti - te) + U ⋅ Su ⋅ ns ⋅ (ti- - te) [W], (7.18)

unde: L este lungimea rosturilor uşilor şi ferestrelor, egală cu perimetrul elementelor mobile ale acestora, în m;

i - coeficientul de infiltrare prin rosturi, W/m(m/s)4/3 ⋅ oC; v - viteza vântului, în m/s; U - coeficientul care caracterizează pierderea specifică de căldură la o

deschidere a unei uşi, în W/m2 ⋅ deschidere; Su - suprafaţa uşilor exterioare care se deschid, m2; ns - numărul orar de deschideri al uşilor şi ferestrelor. În cazul clădirilor industriale, cantitatea de căldură necesară încălzirii

aerului pătruns din exterior prin deschiderea uşilor se poate determina cu relaţia:

( )60nttV31,0Q ei ⋅−⋅= [kcal/h] (7.19)

unde: V - debitul de aer pătruns în încăpere, în m3/h; acesta se calculează prin

metodele clasice de determinare a debitului în cazul ventilării naturale. ti , te - temperaturile aerului din incintă şi din exteriorul acesteia; n – durata totală de deschidere într-o oră, în min. 7.2.2. Consumul de căldură pentru încălzirea materialelor reci Determinarea acestei cantităţi de căldură se face cu relaţia:

( )fi ttVcGQ −⋅⋅= [kcal/h] (7.20) unde:

G – greutatea materialului ce se răceşte, în kg; c – căldura specifică a materialului ti - temperatura iniţială a materialului, în 0C;

127

tf - temperatura finală a materialului, în 0C. Consumul orar de căldură variază în timp, deoarece absorbţia căldurii de

către material variază în timp: experimental s-au stabilit următoarele variaţii:

Pentru piese mici - pentru prima oră 0,5 Q - pentru a doua oră 0,3 Q - pentru a treia oră 0,2 Q Pentru materiale nisipoase - pentru prima oră 0,40 Q - pentru a doua oră 0,25 Q - pentru a treia oră 0,15 Q - pentru a patra oră 0,10 Q

7.2.3. Consumul de căldură pentru evaporarea umidităţii Dacă evaporarea umidităţii se face pe baza conţinutului de căldură al

aerului (când temperatura apei este mai mică decât temperatura aerului şi mai mare decât temperatura punctului de rouă – cazul pardoselilor umede) consumul de căldură se determină cu relaţia:

Q = G⋅ r [kcal/h] (7.21) unde: G – cantitatea de apă evaporată, în kg; r – căldura latentă de vaporizare, în kcal/kg. 7.3. Calculul degajărilor de umiditate 7.3.1. Umiditatea degajată de oameni (W0) Degajările de umiditate ale oamenilor w0 se determină funcţie de tipul de

muncă depusă (repaus, uşoara, medie, grea) şi de condiţiile climaterice ambiante. Valorile acestor degajări se citesc din nomograma din fig. 7.1. (curbele trasate cu linie punctată).

Dacă în incintă există mai multe persoane - N, atunci umiditatea totală degajată de acestea va fi:

W0 = N⋅w0 [kg/h] (7.22)

128

7.3.2. Umiditatea degajată de la suprafaţa apei ( Gv ) Acesta este cazul rezervoarelor, al băilor de vopsire etc. la care cantitatea

de apă evaporată de la suprafaţa liberă se determină cu relaţia:

( )B

760ppScG VSV ⋅−⋅⋅= [kg/h] (7.23)

unde: c - coeficient ce ţine seama de starea de mişcare a aerului deasupra apei.

Dacă aerul se deplasează paralel cu suprafaţa apei, se consideră , unde v = 0,1 – 0,3 (m / s); v0174,00229,0c ⋅+=

S - suprafaţa de evaporare [m2]; pS - presiunea de saturaţie a vaporilor de apă la temperatura apei din

rezervor [mmHg]; pV - presiunea parţială a vaporilor de apă în aer [mmHg]; B - presiunea barometrică momentană [mmHg]. Dacă evaporarea se face într-un mediu complet liniştit, relaţia de calcul

devine: GV = 0,00965⋅S⋅(pS – pV)1,2 [kg/h] (7.24)

În cazul apei în fierbere, se poate considera că umiditatea răspândită în

incintă de la apă la fierbere este de aproximativ 40 [kg/h⋅m2]. 7.3.3. Umiditatea degajată de alte surse 7.3.3.1. Umiditatea degajată de suprafeţe umede (pardoseli) Aceasta se determină cu relaţia:

GV = 0,009⋅S⋅(tI – tI’) [kg/h] (7.25) unde: tI - temperatura aerului din incintă [0C];

tI’ – temperatura termometrului umed pentru aerului din incintă [0C]. 7.3.3.2. Umiditatea degajată prin arderea liberă a unor substanţe Acestea se regăsesc, exprimate în [kg/kg], în tabelul următor:

129

Acetilenă . . . . . . . . . . . 0,7

Benzină . . . . . . . . . . . . 1,4

Hidrogen . . . . . . . . . . . 9,0

Gaz de apă . . . . . . . . . . 1,31

7.4. Calculul degajărilor de gaze, vapori nocivi şi praf Acţiunea vaporilor şi a gazelor nocive asupra oamenilor poate fi

clasificată în funcţie de efectele asupra organismului uman astfel: • acţiuni axfixiante: oxidul de carbon; • acţiuni iritante: clorul, acidul clorhidric, bioxidul de sulf; • acţiuni narcotice: benzina, benzenul, sulfura de carbon; • acţiuni otrăvitoare: fosfor, mercur, arsenic, etc. Gazele inerte nu atacă organismul uman, direct, dar în concentraţii mari

pot provoca axfixieri prin micşorarea cantităţii de oxigen. Gazele şi vaporii nocivi pot proveni din reacţii chimice, prin evaporarea

unor soluţii acide, a solvenţilor, prin arderea combustibililor, etc. Influenţa prafului asupra organismului uman depinde de mărimea

particulelor şi de gradul lor de dispersie şi nocivitate; praful poate apare ca urmare a proceselor de prelucrare mecanică, chimică sau la pulverizarea unor substanţe.

Calculul debitelor din această categorie este dificil de făcut; se pot folosi fie determinări pe baza calculului teoretic al reacţiilor chimice, fie pe bază de analiza chimică a gazelor degajate efectiv, fie (în cazul prafului) prin cântărirea materialelor înainte şi după prelucrare, etc.

7.5. Calculul debitului de aer necesar Calculul debitului de aer necesar ventilării încăperilor se face în scopul determinării valorii minime a debitului necesar asigurării şi menţinerii în incinte a microclimei, respectiv a temperaturii ti, umidităţii relative ϕi, şi a conţinutului de nocivităţi zi. Debitul rezultat din acest calcul va determina debitul minim de aer proaspăt ce trebuie adus din exterior pentru realizarea condiţiilor dorite în incintă.

În general, debitul calculat pentru perioada de vară este mai mare decât

130

cel determinat pentru perioada de iarnă, diferenţa apărând în special datorită limitării diferenţei dintre temperatura aerului condiţionat refulat în incintă şi temperatura incintei. Calcul debitului de aer presupune următoarele etape:

• Stabilirea parametrilor aerului din incinta (temperatură, umiditate, relativă, concentraţie admisibilă de noxe) în funcţie de destinaţia incintei şi de condiţiile de confort cerute;

• Stabilirea parametrilor aerului exterior; • Calculul degajărilor de căldură, umiditate, noxe, etc. Din incintă; • Calculul debitului de aer necesar.

În ceea ce priveşte temperatura aerului, trebuie determinate două temperaturi:

temperatura aerului introdus în incintă (aer refulat) - tai ,

În funcţie de raportul dintre această temperatură - tai şi temperatura

aerului din incintă ti , ca şi de acţiunea curenţilor de aer din zona de lucru, vom

avea următoarele cazuri: - dacă tai < ti (regim întâlnit în special vara),

- şi aerul se introduce în zona inferioară, la minim 1,5 m de locul de lucru, se recomandă ti – tai ≤ 7 0C.

- şi aerul se introduce în zona superioară, la o înălţime minimă de 4 m de la pardoseală, se recomandă ti – tai ≤ 10 ... 12 0C. La instalaţiile de condiţionare a aerului se recomandă ti – tai ≤ 7 0C. - dacă tai > ti (regim întâlnit în special iarna), se recomandă următoarele:

- pentru instalaţiile de confort se recomandă tai ≤ 40 0C; - pentru instalaţiile industriale se recomandă tai ≤ 70 0C când aerul se

refulează la peste 3,5 m de pardoseală şi nu este dirijat direct spre locul de muncă, şi tai ≤ 45 0C când aerul se refulează de la 2 ... 3,5 m şi este dirijat în orice direcţie.

temperatura aerului evacuat din incintă - tae.

- dacă evacuarea aerului se face la partea inferioară a incintei, la o înălţime mai mică de 2 m de la pardoseală, tae = ti ; - dacă evacuarea aerului se face la partea superioară a incintei, la o înălţime mai

131

mică de 2 m de la pardoseală, tae > ti , şi anume ea va depinde de înălţimea la care se face refularea aerului în incintă,

tae = ti + β⋅(h - hzl) (7.26) unde: h - înălţimea de la pardoseală a orificiilor de intrare a aerului; hzl - înălţimea de la pardoseală a zonei de lucru (uzual – 2 m); β - gradientul de temperatură - β = 0,2 ...2 grd/m. Pe baze statistice au rezultat indici de schimburi orare de aer, (adică debitul de aer de ventilare (m3/h), raportat la 1 m3 din volumul încăperii respective. Pentru incinte cu diverse destinaţii, numărul de schimburi de aer pe oră este dat în tab. 7.8.

Tab 7.8. Numărul de schimburi orare de aer pentru ventilarea încăperilor Nr. schimburi pe oră Nr. schimburi pe oră

Denumire încăpere Intrare Evacuare

Denumire încăpere Intrare Evacuare

Spital 4 5 Sală de sport - 1 Locuintă - 1 Fumoare - 10 Sală de duşuri - 5

7.5.1. Debitul de aer pentru încăperi cu degajări de nocivităţi Debitul de aer necesar ventilării este dat în cazul cel mai general de

relaţia:

aiae yyYV−

= (7.27)

relaţie în care: - Y - este cantitatea totală de nocivităţi din incintă; - yae - conţinutul în nocivitatea respectivă a unui kg de aer evacuat din încăpere (aer interior); aceasta este valoarea admisibilă, conform normativelor, a concentraţiei noxei respective pentru o incintă, dată în tabele funcţie de destinaţia incintei şi de durata prezenţei persoanelor în incintă. - yai - conţinutul în nocivitatea respectivă a unui kg de aer introdus (refulat) în încăpere; această valoare este determinată de concentraţia naturală a noxei

132

respective în aerul atmosferic. Dacă vicierea incintelor este produsă de mai multe nocivităţi, se

determină debitul de aer pentru fiecare nocivitate în parte, în final adoptându-se debitul cel mai mare: debitele astfel calculate se sumează doar în cazul degajării concomitente de vapori de solvenţi (ca benzen, alcooli, eteri ai acidului acetic, etc.) sau gaze iritante (bioxid de sulf, acid clorhidric gazos, anhidridă sulfuroasă, etc.).

Tab. 7.9. Concentraţiile admisibile de CO2 în aerul din incinte CO2Denumirea incintei

l/m3 g/kg Incinte de locuit în care se află persoane în permanenţă 1 1,5 Incinte pentru copii şi bolnavi 0,7 1 Incinte în care oamenii se află periodic (instituţii) 1,25 1,75 Incinte în care oamenii se află pentru scurt timp 2 3

Tab. 7.10. Concentraţiile de CO2 în aerul exterior

CO2Natura localităţii l/m3 g/kg

Rurală 0,33 0,5 Oraş mic 0,40 0,6 Oraş mare 0,50 0,75

Tab. 7.11. Degajările de CO2 ale oamenilor

CO2Categoria de vârstă şi caracterul muncii l/h g/h

Adulţi: - în cazul unei munci fizice 45 68 - în cazul unei munci uşoare (în instituţii) 23 35 - în repaus. 23 35 Copii până la 12 ani 12 18

Dacă se intenţionează economisirea căldurii, se va folosi recircularea

aerului din incintă, care este deja cald, cu respectarea condiţiilor de calitate a acestuia. Astfel, în cazul recirculării aerului, debitul de aer amestecat ce urmează a fi refulat în incintă va fi:

V = VP + VR, (7.28)

133

unde: VP – debitul de aer proaspăt preluat din exterior; VR – debitul de aer recirculat.

Cantitatea minimă de aer proaspăt VP ce trebuie introdusă din exterior se stabileşte pe baza debitului de aer necesar diluării altor nocivităţi decât căldura şi umiditatea ce se degajă în incintă,

aiaeP yy

YV−

= (7.29)

relaţia fiind similară cu relaţia (7.1). Debitul total de aer V, se va determina din condiţiile de eliminare a umidităţii şi căldurii (vezi subcapitolele ce urmează), iar debitul de aer recirculat va rezulta din relaţia de bilanţ de debite (7.3), adică

VR = V - VP, (7.30)

Tab. 7.12. Concentraţiile maxime admisibile ale gazelor şi vaporilor nocivi şi ale prafului în aerul zonei de lucru din încăperile industriale

Denumirea substanţei mg/l Denumirea substanţei mg/l Acetat de amil 0,1 Dicloretan 0,05 Acetat de butil 0,2 Divinil, pseudobutilen 0,1 Acetat de etil 0,2 Eter etilic 0,3 Acetat de metil 0,1 Eteri ai acidului acetic (acetaţi): Acetat de propil 0,2 Metilacetat 0,1 Acetonă 0,2 Etilacetat 0,2 Acid cianhidric şi sărurile lui în HCN

0,0003 Propilacetat 0,2

Acid clorhidric gazos şi soluţie 0,01 Butilacetat 0,2 Acid fluorhidric gazos şi derivaţi 0,001 Amilacetat 0,1 Acid sulfuric şi anhidridă sulfurică 0,002 Fenol 0,005 acroleină 0,002 Formaldehidă 0,005 Alcool amilic 0,1 Fosfor galben 0,00003Alcool butilic 0,2 Fosgen 0,0005 Alcool etilic 1 Hidrogen arseniat 0,0003 . . . . . . . . . .

134

7.5.2. Debitul de aer la ventilarea încăperilor cu degajări de căldură La determinarea acestui debit trebuie ţinut seama şi de faptul că folosirea

unei astfel de instalaţii în regim de iarnă serveşte şi pentru încălzirea incintelor. Debitul de aer necesar se determină cu relaţia:

)tt(24,0Q

)tt(cQV

aeaiaeaip −Δ

=−

Δ= [kg/h] (7.31)

sau

)tt(31,0Q

)tt(cQV

aeaiaeaip −⋅Δ

=−⋅γ⋅

Δ= [m3/h] (7.32)

unde: - ΔQ este cantitatea de căldură perceptibilă necesară încălzirii încăperii, [kcal/h]; - cp – căldura specifică a aerului, [kcal/kg⋅0C]; - γ - greutatea specifică a aerului, [kg/m3]; - tai – temperatura aerului introdus (refulat) în incintă, [0C]; - tae – temperatura aerului evacuat din incintă, [0C]. Valoarea ΔQ se determină din bilanţul termic al încăperii,

ΔQ = Qp – Qd . (7.33) relaţie în care: - Qp – pierderile de căldură ale incintei [kcal/h]; - Qd – degajările de căldură din surse aflate în incintă.

Cantitatea de căldură necesară încălzirii aerului introdus în incintă se calculează astfel:

- dacă se funcţionează numai cu aer proaspăt, preluat din exterior,

Qv = 0,24V(tai – tae) (7.34)

- dacă se funcţionează cu amestec de aer proaspăt (VP) şi aer recirculat (VR) se poate scrie , vezi relaţia (7.3):

135

Qv = 0,24⋅VP⋅(tai – tae) + 0,24⋅VR⋅(tai – ti) (7.35) În cazul folosirii recirculării aerului se va ţine cont de următoarele:

• debitul minim de aer proaspăt introdus în incintă trebuie să reprezinte 10% din debitul de aer ventilat; • debitul de aer recirculat nu trebuie să conţină impurităţi nocive în proporţie

mai mare de 30% din cantităţile admisibile; • nu se admite recircularea aerului ce conţine microorganisme, substanţe

toxice, etc.; • nu se admite recircularea aerului dacă în incintă pot apare degajări bruşte

de gaze, sau alte substanţe nocive. • În sălile cu număr mare de persoane (teatre, cinematografe, săli de

conferinţe) proporţia minimă de aer proaspăt se determină pe bază diluării bioxidului de carbon degajat de ocupanţi.

- dacă se funcţionează numai cu aer recirculat:

Qv = 0,24⋅V⋅(tai – ti) (7.36)

7.5.3. Debitul de aer pentru ventilarea încăperilor cu degajări de umiditate şi căldură

În încăperile cu degajări de umiditate există concomitent şi un surplus de căldură, care trebuie de asemenea să fie preluată de aerul de ventilare, instalaţiile corespunzătoare numindu-se şi instalaţii de desceţare.

Calculul debitului de ventilare se face în acest caz, astfel: se calculează surplusul de umiditate din incintă – GV [kg/h]; se calculează surplusul de căldură ce trebuie eliminat din incintă, din ecuaţia

de bilanţ termic a acesteia:

ΔQ = QD – QP + GV⋅(597 + 0,46⋅t) [kcal/h], (7.37)

se calculează raportul de termoumiditate (direcţia procesului):

.

.⋅++=

Δ=

ΔΔ⋅

=εV

VPD

V

t

G)t46,0597(G Q- Q

GQ

xi1000 (7.38)

136

se trasează apoi în diagrama I-x evoluţia stării aerului după direcţia ε; Pentru perioada de iarnă, dacă I (fig. 7.3) reprezintă starea aerului

interior (ce va fi evacuat în atmosferă) şi E starea aerului exterior, pentru a determina starea R a aerului ce trebuie introdus în incintă, se duce prin I o paralelă la direcţia ε determinată mai sus. Punctul R se va afla la intersecţia acestei drepte cu dreapta xE = cst., corespunzător stării aerului exterior – E.

I kcal/kg

x g/kg

80%

- 15

- 10

- 5

0

5

10

15

20

25

30

ϕ =100%

60% 40% 20%

0

6

8

10

1214

2

4

0 2 4 6 8 10 12 14 16

I

I1

R1

R

E

IV

EV

Fig. 7.3. Amestecul aerului în diagrama I-x

Rezultă deci că instalaţia va necesita o încălzire a aerului de la E la R,

după care acesta se introduce în incintă, unde se va „încărca” cu căldură şi umiditate, trecând din starea R în starea I. Dacă temperatura rezultată pentru aerul refulat tR este prea scăzută, resimţindu-se în zona de lucru (unde activează oamenii), va trebui aleasă o altă temperatură pentru aerul introdus - tR1 > tR; aerul va evolua în acest caz între stările determinate de punctele R1 şi I1, debitul de aer rezultat fiind mai mare decât în primul caz. Aerul din încăpere cu I1 va avea o umiditate relativă ϕI1

mai mică decât cea corespunzătoare punctului I. Pentru perioada de vară, dacă instalaţia nu este prevăzută cu răcirea

137

aerului, în incintă se refulează aerul exterior EV. Evoluţia aerului în incintă se obţine ducând prin EV o paralelă la direcţia ε a procesului până la intersecţia acesteia cu izoterma ti (dictată de normele sanitare), rezultând astfel parametrii aerului interior IV. Se determină în continuare debitul de aer necesar preluării surplusului de căldură şi umiditate cu relaţia:

RI

V

RI xxG1000

iiQV

−⋅

=−Δ

= [kg/h] (7.39)

Cantitatea de căldură QV necesară în perioada de iarnă pentru încălzirea

debitului de aer de ventilare V , deci care trebuie dată de bateria de încălzire va fi:

QV = V⋅(iR - iE) [kcal/h], (7.40)

7.5.4. Debitul de aer pentru instalaţiile de condiţionare

Calculul acestui debit se face separat pentru regimul de iarnă faţă de cel de vară. Cum cel mai adesea astfel de instalaţii funcţionează tot timpul anului cu debit constant, calculul se face pentru vară, care dă debitul cel mai mare; pentru regim de iarnă, debitul se va considera acelaşi, urmând să se stabilească parametrii aerului pentru acest debit. Proporţia de aer recirculat care se va amesteca cu aerul proaspăt se va determina tot din bilanţul de nocivităţi, stabilit ca în cazul anterior.

Pentru regimul de vară calculul se face astfel: • Se stabilesc parametrii aerului interior incintei (ti, ϕi), în funcţie de

temperatura exterioară, pentru realizarea condiţiilor de confort sau a celor impuse de procesul tehnologic;

• Se determină surplusul de umiditate Gv (kg/h), provenită de la oameni sau de la alte surse;

• Se determină sarcina termică de vară, adică surplusul de căldură ce trebuie evacuat din aerul din incintă,

ΔQ = QRS + QIA + QP + QIL + QM [kcal/h], (7.41)

138

unde: QRS - căldura pătrunsă în incintă prin radiaţie solară (prin ferestre, uşi, pereţi, acoperiş); QIA - căldura primită prin transmisie de la încăperile alăturate datorită diferenţelor de temperatură dintre acestea şi incinta calculată; QP - căldura totală degajată de oameni; QIL - căldura degajată de instalaţia de iluminat; QM - căldura degajată de alte surse: maşini, motoare diverse utilaje.

• Se calculează raportul de termo-umiditate (direcţia procesului),

V

t

GQ

xi1000 Δ=

ΔΔ⋅

=ε [kcal/kg] (7.42)

• Se trasează în diagrama I-x evoluţia stării aerului în incintă după direcţia

ε, alegându-se mai întâi temperatura tc a aerului condiţionat ce trebuie refulat în incintă; valoarea corespunzătoare se determină păstrându-se condiţia ca diferenţa dintre temperatura interioară şi cea a aerului condiţionat introdus în incintă să fie (ti – tc) ≤ 70C, deci

tc ≥ ti - 7 [0C] (7.43)

• Starea aerului condiţionat ce trebuie introdus în incintă se va găsi la intersecţia dreptei de direcţie ε ce trece prin punctul stării interioare I cu izoterma tc.

• Se determină debitul de aer necesar:

CI

V

CI xxG1000

iiQV

−⋅

=−Δ

= [kg/h] (7.44)

Pentru regimul de iarnă calculul se face astfel: • Se stabilesc parametrii aerului interior incintei (ti, ϕi), în funcţie de

temperatura exterioară, pentru realizarea condiţiilor de confort sau a celor impuse de procesul tehnologic;

• Se determină surplusul de umiditate Gv (kg/h), provenită de la oameni sau

139

de la alte surse; • Se determină sarcina termică de vară, adică surplusul de căldură ce trebuie

evacuat din aerul din incintă,

ΔQ = QPT – (QP + QE + QM) [kcal/h], (7.45) unde: QPT - căldura pierdută prin transmisie către exteriorul incintei (prin ferestre, uşi, pereţi, acoperiş); QP - căldura totală degajată de oameni; QE - căldura degajată de instalaţia de iluminat; QM - căldura degajată de alte surse: maşini, motoare diverse utilaje.

• Se calculează raportul de termoumiditate (direcţia procesului),

VGQ

xi1000 Δ=

ΔΔ⋅

=ε [kcal/kg] (7.46)

• Pornindu-se de la acelaşi debit de aer calculat pentru regimul de vară, V,

se determină conţinutul de umiditate al aerului condiţionat, xc,

VG1000xx V

IC

⋅−= [g/kg] (7.47)

• Se trasează în diagrama I-x evoluţia stării aerului în incintă după direcţia

ε, a Starea aerului condiţionat ce trebuie introdus în incintă se va găsi la

intersecţia dreptei de direcţie ε ce trece prin punctul stării interioare I cu dreapta de umiditate constantă xC = cst. Se recomandă ca sarcinile termice interioare să fie luate în considerare cu un anumit coeficient de simultaneitate, pentru a realiza instalaţii economice ca investiţie şi exploatare.

7.6. Calculul instalaţiilor pentru distribuţia şi absorbţia aerului

Dimensionarea instalaţiilor de distribuţie şi absorbţie a aerului se face

140

urmărindu-se următoarele etape: • stabilirea secţiunii canalelor de aer; • calculul pierderilor de presiune; • calculul distribuitoarelor de aer; • calculul dispozitivelor de aspirare uniformă a aerului.

7.6.1. Calculul canalelor de aer

Calculul canalelor de aer se face în scopul stabilirii secţiunii de trecere a fiecărei secţiuni de canal de aer; principalele etape ale calculului sunt:

stabilirea debitelor de aer prin fiecare porţiune a canalelor de aer; alegerea vitezei aerului şi calculul secţiunilor de trecere a aerului necesare;

desenarea la scară a reţelelor, stabilirea elementelor de racord, a ramificaţiilor, clapetelor de reglaj, etc. Debitele de aer pentru fiecare porţiune de reţea se determină prin

însumarea debitelor fiecărei ramificaţii, dinspre gura de aer cea mai îndepărtată spre ventilator.

Secţiunea necesară fiecărei porţiuni de canal de aer se determină aplicând relaţia:

v3600VS⋅

= [m2] (7.48)

unde: V – debitul de aer al porţiunii respective, [m3/h]; v – viteza aerului în porţiunea respectivă, [m/s]. Viteza aerului se alege ţinând seama de raportul optim între cheltuielile de

investiţii şi cele de exploatare, ca şi de nivelul de zgomot recomandat în incinte. Vitezele recomandate sunt 6 m/s pentru incintele cu destinaţie civilă şi 12 m/s pentru cele cu destinaţie industrială. Viteza aerului se alege crescătoare de la gura de aspiraţie a aerului cea mai îndepărtată către ventilator.

7.6.2. Calculul pierderilor de presiune Pierderile de presiune într-o reţea de conducte sunt de două feluri:

prin frecare (R⋅l);

141

rezistenţe locale (Z), adică:

Δp = p1 – p2 = Σ (R⋅l +Z) (7.49)

unde: R – pierderea unitară de presiune prin frecare, în [mm col H2O/m];

l – lungimea conductei, în [m].

sau:

γ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ζ+

⋅λ=Δ ∑ ∑ g2

vd

lp2

[kg/m2] (7.50)

unde:

λ - coeficientul de frecare,

ζ - coeficientul de rezistenţă locală;

d - diametrul echivalent al conductei; pentru secţiuni rectangulare, ba

ab2ed

+= .

Pierderile de presiune prin frecare, pentru aer având densitatea γ = 1,2

kg/m3, pentru canale circulare, se determină din tabele sau nomograme.

Pierderile de presiune locale se calculează cu relaţia:

γ⋅ζ= ∑ g2vZ

2

[mm H2O] (7.51)

Valorile coeficientul de rezistenţă locală - ζ se dau în tabele pentru

diverse secţiuni, coturi, treceri etc. iar valorile presiunii dinamice - γg2

v 2

sunt

date în tabele.

142