Calculul necesarului de frig pentru conditionarea aerului cu programul CoolPack

Pe timp de vara una dintre cele mai importante functii ale aparatelor de conditionare a aerului o reprezinta racirea si uscarea aerului.

Programul de calcul CoolPack, are implementat un modul pentru calculul necesarului de frig pentru conditionarea aerului pe timp de vara, intr-un proces fara recirculare, care nu tine seama de umiditatea degajata in spatiul respectiv, considerat un spatiu locuibil (locuinta sau birou, fara degajari sensibile de umiditate), deci nu un spatiu tehnologic (unde pot sa apara procese de umidificare sau uscare).

Pentru lansarea in executie a acestui program, se alege din meniul principal optiunea "Auxiliary", care va determina afisarea unui nou meniu, ca in figura, dupa care se alege optiunea 12 "Cooling demand for an air-conditioned room", adica "Necesarul de frig pentru camera cu aer conditionat".

Meniul modulului "Auxiliary"

Interfata propriu-zisa a programului pentru calculul necesarului de frig al unei camere climatizate este prezentat in figura.

Interfata programului pentru calculul necesarului de frig al unei camere cu aer conditionat

Datele si rezultatele se introduc, respectiv se obtin in trei ferestre principale.

Fereastra "HEAT TRANSFER THROUGH BUILDING PARTS", adica "Patrunderi de caldura prin elementele constructiei", este reprezentata in imagine:

Fereastra "HEAT TRANSFER THROUGH BUILDING PARTS"

In partea dreapta este schitata camera climatizata, iar datele de intrare care pot sa fie introduse in aceasta zona a interfetei sunt:

In aceasta zona este afisata si valoarea calculata a necesarului de frig datorat patrunderilor de caldura prin elementele construnctive ale camerei, [kW]. Cu ajutorul dimensiunilor constructive ale camerei este calculat si afisat, in interiorul schitei camerei, volumul acesteia "Volume" exprimat in [m³].

In partea stanga se pot introduce restul datelor, cu ajutorul carora se pot calcula patrunderile de caldura.

Partile constructive ale camerei sunt considerate:

Pentru fiecare dintre aceste parti constructive se pot introduce urmatoarele elemente pe baza carora sa se calculeze patrunderile de caldura:

Fereastra "AIR CHANGE (Infiltration)" adica "Patrunderi de aer (infiltratii)" este reprezentata in imagine:

Fereastra "AIR CHANGE (Infiltration)"

Datele de intrare pentru aceasta componenta a necesarului de frig, datorata patrunderii unui debit de aer exterior in camera cu aer conditionat, sunt urmatoarele:

Programul calculeaza si afiseaza debitul volumic, respectiv numarul de recirculari, in functie de cealalta marime introdusa si [kW], patrunderea de caldura datorata infiltrarii aerului in incinta.

Fereastra "AUXILIARY LOADS" adica "Sarcini termice auxiliare", este prezentata in imaginea alaturata:

Fereastra "AUXILIARY LOADS"

Aceasta zona a interfetei programului permite calcularea necesarului de frig datorat unor sarcini termice auxiliare si anume:

Programul determina fluxul de caldura degajata de o persoana din camera , exprimat in [W/person] adica "[W/persoana]", la temperatura interioara din camera si bineinteles, necesarul de frig datorat sarcinilor termice auxiliare prezentate, [kW].

Necesarul de frig global, sau total, pentru conditionarea aerului intr-o incinta [kW], este afisat intr-o fereastra separata asa cum se observa in figura:

Fereastra rezultatelor globale

In aceeasi fereastra, mai este afisata valoarea marimii SHR [%] "Sensibel Heat Ratio" adica "Raportul dintre caldura caldura senibila si caldura totala extrasa". Introducerea acestei marimi este importanta atunci cand in vaporizator se produce uscarea aerului umed, fenomen care introduce o sarcina termica suplimentara. Situatia de referinta este cea in care vaporizatorul extrage numai caldura sensibila necesara pentru scaderea temperaturii aerului, cu mentinerea constanta a umiditatii absolute. Atunci cand suprafata vaporizatorului are temperatura mai mica decat temperatura punctului de roua, pe aceasta se depune o parte din umiditatea continuta de aer, sub forma de condens, realizandu-se implicit uscarea aerului. In acest caz se extrage in plus caldura latenta de condensare a cantitatii de apa depuse. Caldura totala extrasa se compune in acest caz din doua componente: caldura sensibila si caldura latenta. SHR se defineste matematic prin raportul dintre caldura sensibila si caldura totala extrasa. In consecinta SHR ofera o informatie utila privind cresterea necesarului de frig datorat uscarii aerului. O valoare de 100% pentru SHR indica faptul ca vaporizatorul raceste aerul, fara ca pe acesta sa se depuna umiditate. In acest caz temperatura suprafetei vaporizatorului este mai mare decat temperatura punctului de roua. O valoare de 80% pentru SHR, indica faptul ca 80% din sarcina totala a vaporizatorului reprezinta caldura sensibila necesara scaderii temperaturii aerului, iar 20% din sarcina totala a vaporizatorului reprezinta caldura latenta extrasa prin condensarea umiditatii depuse pe suprafata vaporizatorului. In acest caz temperatura suprafetei vaporizatorului este mai mica decat temperatura punctului de roua.