Procesy przygotowania powietrza wentylacyjnego (cz.1)
Stworzenie właściwych warunków klimatu wewnętrznego w zamkniętych pomieszczeniach, w których przebywa się codziennie przez wiele godzin, to zadanie dla projektantów instalacji grzewczych, wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.
Zapewnienie komfortu cieplno-wilgotnościowego i wymaganej jakości oraz czystości powietrza wewnętrznego jest zagadnieniem rozwiązywanym w dziedzinie techniki wentylacyjnej i klimatyzacyjnej. Przystępując do omawiania tej kwestii można przypomnieć podstawowe definicje związane z rozróżnieniem wentylacji i klimatyzacji oraz przygotowaniem powietrza na potrzeby wentylacji i klimatyzacji.
A zatem:
- wentylacja pomieszczenia to wymiana powietrza w pomieszczeniu lub w jego części, mająca na celu usunięcie powietrza zużytego i zanieczyszczonego i wprowadzanie powietrza zewnętrznego [7], czyli wentylacja nie dotyczy, jak często się uważa, zmiany parametrów cieplno-wilgotnościowych powietrza;
- klimatyzacja pomieszczenia to wymiana powietrza na świeże wraz z kształtowaniem jego parametrów, czyli z zapewnieniem mu w pomieszczeniu, za pomocą działań technicznych, określonych właściwości (czystości, temperatury i wilgotności względnej) przez uzdatnianie i rozdział powietrza odpowiednio do przeznaczenia i sposobu wykorzystania pomieszczenia w każdych warunkach klimatycznych danej miejscowości [7]. Klimatyzację można podzielić na dwa rodzaje, zależnie od celu jej stosowania – klimatyzację komfortową (przygotowanie powietrza ze względu na warunki higieniczne i spełnienie warunków dobrego samopoczucia użytkowników klimatyzowanych pomieszczeń) i klimatyzację technologiczną (dla której celem nadrzędnym jest spełnienie wymagań określonych w zależności od technologii produkcji);
- uzdatnianie powietrza – procesy realizowane z użyciem środków technicznych, mające na celu zmianę jednej lub kilku wielkości charakteryzujących stan i jakość powietrza [7] – powietrzem uzdatnionym nazywa się powietrze poddane jednemu lub kilku procesom uzdatniania [7].
Procesy uzdatniania powietrza
Podstawowymi procesami przygotowania powietrza, w trakcie których zmianie ulegają jego parametry termodynamiczne, w zależności od aktualnych potrzeb klimatyzowanych pomieszczeń są:
- ogrzewanie,
- chłodzenie,
- nawilżanie,
- osuszanie.
Inne realizowane procesy w centralach klimatyzacyjnych, w trakcie których ulegają także zmianie właściwości cieplno-wilgotnościowe przygotowanego powietrza to:
- mieszanie dwóch strumieni powietrza,
- odzyskiwanie energii cieplnej lub chłodniczej i/oraz wilgoci ze strumienia powietrza usuwanego z pomieszczenia (czyli tzw. odzysk ciepła) w celu zmniejszenia zapotrzebowania na ciepło, chłód lub wilgoć przez instalację.
Do rozpatrywanych w klimatyzacji przemian stanu powietrza należą procesy przebiegające bez lub ze zmianą masy czynnika [2]. Są to:
- przemiany izobaryczne, czyli bez zmiany masy czynnika: ogrzewanie i chłodzenie bez zmiany zawartości wilgoci oraz mieszanie strumieni powietrza wilgotnego,
- przemiany nieizobaryczne, czyli ze zmianą masy wilgotnego powietrza, ale bez zmiany masy zawartego w nim suchego powietrza: chłodzenie, nawilżanie powietrza.
Procesem, który także kształtuje stan powietrza, ale przy niezmienionych jego parametrach termodynamicznych, jest oczyszczanie powietrza (filtracja). W trakcie filtracji zmniejsza się stężenia zanieczyszczeń znajdujących się w przepływającym powietrzu wentylacyjnym.
Nie zawsze konieczne jest realizowanie wszystkich przemian powietrza. Czasem, np. w zimie, dla pomieszczeń, w których nie jest wymagane regulowanie wartości wilgotności względnej powietrza, wystarczy filtracja i ogrzewanie powietrza. Ale w przypadku konieczności utrzymania na wymaganym poziomie temperatury i wilgotności względnej powietrza przez cały rok, konieczna będzie realizacja kilku następujących po sobie, w określonej kolejności, przemian stanu powietrza.
Charakterystykę powietrza uzdatnianego i podstawowe procesy uzdatniania powietrza przedstawiamy w PI 9/12.
Autor: dr inż. Anna Charkowska, Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa, Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Warszawska
Foto: ekoenergia.polska-droga.pl
