Alimentarea cu Caldura Si Apa Calda Menajera a Unei Case Individuale

CUPRINS

INTRODUCERE

SARCINA LUCRĂRII

DETERMINAREA PIERDERILOR DE CĂLDURĂ PRIN ÎNGRĂDIRILE

EXTERIOARE

1.1. Calculul pierderilor de căldură prin pereții exteriori.

1.2. Calculul pierderilor de căldură prin ferestre

1.3. Calculul pierderilor de căldură prin uși

1.4. Calculul pierderilor de căldură prin podea

1.5. Calculul pierderilor de căldură prin tavan

1.6. Calculul necesarului de căldură pentru încălzirea aerului infiltrat

1.7. Exemplu de calcul

1.8. Determinarea necesarului de căldură pentru încălzire după indicii generalizați

2. DIMENSIONAREA SISTEMULUI DE ÎNCĂLZIRE

2.1. Dimensionarea sistemului de încălzire pentru etajul I

2.2. Dimensionarea sistemului de încălzire pentru sobsol

3. ALIMENTAREA CU APĂ CALDĂ MENAJERĂ

3.1. Determinarea necesarului de căldură pentru prepararea apei calde menajere

3.2. Determinarea volumului vasului acumulator

4. VENTILAREA PRIN ASPIRAȚIE

5. DETERMINAREA CONSUMULUI ANUAL DE CĂLDURĂ PENTRU ALIMENTAREA

CU CĂLDURĂ A CASEI

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

Introducere

Consumul de energie se majorează permanent. Este cunoscut faptul că pentru alimentarea cu căldură a clădirilor civile și industriale se consumă a treia parte din tot combustibilul organic dobîndit. La economisirea energiei un rol important îl are proiectarea justă a sistemului de încălzire și exploatarea lui normală. Căile principale de producere a căldurii și de alimentare cu căldură sunt:

producerea căldurii în instalațiile locale care (sobe);

producerea căldurii în centrale nu prea mari (CT),

producerea căldurii în centralele termice mari

producerea căldurii în centralele termoelectrice (CET), unde se produce simultan energie electrică și termică și care pot funcționa atît pe baza combustibilului organic.

Modul de producere a căldurii, precum și sursa de căldură influențează suficient asupra sistemului de încălzire proiectat. Principalul consumator de energie în sectorul comunal este instalația de încălzire. Aceasta se explică prin condițiile de exploatare a clădirilor pe timp de iarnă în cazul cînd pierderile de căldură ale casei depășesc în mod evident cantitatea de căldură degajată în interiorul ei.

Pentru menținerea temperaturii necesare a aerului în încaperi este nevoie de o instalație de încălzire. Prin urmare, se numește încălzire menținerea artificială a temperaturii aerului din încăperii la nivelul stabilit prin substituirea pierderilor de căldură cu ajutorul unor instalații speciale.

Montarea instalației de încălzire se efectuează odată cu zidirea casei. Elementele acestei instalații trebuie să concorde cu elementele de construcție și interiorul încăperii. Încălzirea în clădiri începe atunci cînd se simte o scădere stabilă (timp de 72 ore) a temperaturii medii a aerului exterior mai jos de +8 °C. Încălzirea clădirilor încetează atunci cînd această temperatură se menține la un nivel mai înalt de +8 °C. Intervalul de timp în care clădirea este încălzită se numește perioadă de încălzire. Durata perioadei de încălzire este determinată pe baza observațiilor de mulți ani și este utilizată la planificarea consumului necesar de combustibil.

Clădirile încălzite insuficient se distrug mai repede în urma încălcării regimului termic și a umidității normale a construcțiilor lor. Procesele tehnologice la fabricarea unor produse, obiecte și substanțe, prevăd menținerea strictă a temperaturii și umidității aerului în încăpere.

SARCINA LUCRĂRII

De proiectat sistemul de încălzire autonomă și alimentarea cu apă caldă menajeră a unei case individuale de locuit, cunoscînd următoarele date inițiale :

Casă individuală de locuit cu 1etaj cu subsol încălzit;

Înălțimea etajului este ;

Dimensiunile ușilor: – înălțimea =

– lățimea =

Dimensiunile ferestrelor:;

Pereții clădirii sunt confecționați din calcar, cu , și

Din exterior peretele este izolat cu un strat de ciment + nisip cu și iar din interior amestec uscat cu și

Podeaua este acoperită cu un strat de lemn de grosimea: și

Tavanul este din lemn cu grosimea de și .

Etajul I:

Fig 1.1 Planul casei individuale pentru etajul I

Fig 1.2 Planul casei individuale pentru subsol

Destinația odăilor,etajul I:

2,8,15,16,17,23-domritoare.

6,12,13,18- cămeri de locuit.

11,14,20-camere pentru copii.

5,21-sufragerii.

1,7,19,24,26- bucătării.

4,9,10,22,25-coridore comune.

3-vestiare.

B1,B2,B3,B4,B5,B6 ,B7 ,B8-băi.

Wc1,Wc2,Wc3,Wc4 ,Wc5, Wc6 ,Wc7 ,Wc8- viceuri.

H1, H2 – holuri.

Respectiv subsol:

28,34,41,42,43,49-domritoare.

32,38,39,44- cămeri de locuit.

37,40,46-camere pentru copii.

31,47-sufragerii.

27,33,45,50,52- bucătării.

30,35,36,48,51-coridore comune.

29-vestiar.

B9,B10,B11,B12,B13,B14 ,B15,B16-băi.

Wc9,Wc10,Wc11,Wc12 ,Wc13, Wc14 ,Wc15 ,Wc16- viceuri.

H3, H4 – holuri.

1. DETERMINAREA PIERDERILOR DE DE CĂLDURĂ PRIN ÎNGRĂDIRILE EXTERIOARE

Sistemul de încălzire, reprezintă un complex de dispozitive necesare încălzirii încăperilor, elementele de bază ale căruia sunt: sursele de căldură, conductele, elementele de încălzire.

Bilanțul termic al încăperilor se exprimă prin următoarea expresie.

; (1.1)

unde:

– necesarul de căldură pentru sistemul de încălzire.

– disipațiile de căldură prin îngrădirile de protecție (pereți, ferestre, uși, podea, tavan).

– pierderile de căldură din cauza înfiltrărilor de aer fals prin rosturile ferestrelor, ușilor

etc.

– necesarul de căldură pentru încălzirea materialelor, care se transportă în încăpere și care au temperatură mai joasă decît temperatura încăperii.

– eliminările de căldură în interiorul încăperii.

Această relație, este una de bază, adică bilanțul termic, însă pentru a determina pierderile de căldură prin îngrădirile de protecție,vom utiliza formula (1.2):

; (1.2)

unde:

– disipațiile de căldură prin pereți.

– disipațiile de căldură prin ferestre.

– disipațiile de căldură prin uși.

– disipațiile de căldură prin podea.

– disipațiile de căldură prin tavan.

La determinarea pierderilor(disipațiilor) de căldură trebuie de luat în considerație, nivelul încăperii față de pămînt:

– dacă podeaua e amplasată pe sol (ca în cazul dat), la etajul I, se iau în considerație disipațiile de căldură prin pereți(exteriori), ferestre, uși (exterioare) și podea.

– pentru etajul intermediar, se calculă doar pierderile de căldură prin pereți, ferestre și uși.

– pentru ultimul nivel se calculează pierderile de căldură prin pereți, feretre, uși și tavan.

1.1. Calculul pierderilor de căldură prin pereții exteriori

Pereții casei sunt confecționați din calcar. Din exterior peretele este izolat cu ciment și nisip de grosimea .Din interior peretele este acoperit cu un strat de var, nisip și ciment de grosimea .

Pentru determinarea pierderilor de căldură prin pereții exteriori se utilizează următoarea relație:

(1.3)

unde:

1. este aria peretelui exterior;

lungimea, m;

lățimea , m;

2. este rezistența termică a peretelui exterior:

(1.4)

unde:

sunt coeficienții de convecție a aerului interior, respectiv aerului exterior, care se aleg în funcție de condițiile climaterice ale localității date(vezi );

;

este grosimea straturilor materialelor din care este confecționat peretele exterior.

este conductivitatea termică a materialului (vezi );

3. este diferența de temperatură de calcul:

(1.5)

unde:

coeficientul care se ia în funcție de poziția suprafeței exterioare a îngrădirii față de aerul

exterior, (vezi );

temperatura aerului interior, care se ia în funcție de destinația încăperii, .

temperatura aerului exterior,( pentru condițiile climaterice ale mun. Chișinău: );

1.2. Calculul pierderilor de căldură prin ferestre

În casa individuală pentru care trebuie să proiectăm sistemul de încălzire autonomă considerăm că sunt instalate ferestre termopan, deoarece ele sunt cele mai eficiente și cele mai moderne.

(1.6)

unde:

1. – este aria ferestrei;

lungimea, m;

lățimea , m;

2. – este rezistența termică a ferestrei, (vezi );

;

3. – este diferența de temperatură de calcul.

;

unde:

coeficientul care se ia în funcție de poziția suprafeței exterioare a îngrădirii față de aerul

exterior, (vezi );

temperatura aerului interior, care se ia în funcție de destinația încăperii, .

temperatura aerului exterior,( pentru condițiile climaterice ale mun. Chișinău: );

1.3. Calculul pierderilor de căldură prin uși

Considerăm ușa din lemn (stejar) de grosimea, izolată cu un strat de vată minerală de grosimea, .Acest calcul se efectuează doar pentru ușa exterioară, deoarece prin ea sunt cele mai mari pierderi de căldură. Pentru ușile interioare aceste pierderi nu se calculează.

; (1.7)

unde:

1. – este aria ușei.

lungimea, m;

lățimea , m;

2. – este rezistența termică a ușei.

; (1.8)

unde:

– sunt coeficienții de convecție a aerului interior, respectiv exterior, care se aleg în funcție de condițiile climaterice ale localității date(vezi );

;

– este grosimea straturilor materialelor din care este confecționată ușa.

– este conductivitatea termică a materialului (vezi );

3. – este diferența de temperatură de calcul.

;

unde:

coeficientul care se ia în funcție de poziția suprafeței exterioare a îngrădirii față de aerul

exterior,(vezi ).

temperatura aerului interior, care se ia în funcție de destinația încăperii, .

temperatura aerului exterior,( pentru condițiile climaterice ale

mun. Chișinău: );

1.4. Calculul pierderilor de căldură prin podea

Transferul de căldură prin pardoseala amplasată pe sol este un proces foarte complicat. Pentru simplificarea calculelor se folosește metoda aproximativă de determinare a pierderilor de căldură.

Podeaua se împarte în fîșii paralele cu peretele exterior de lățimea cîte fiecare, numite zone. Fîșia din apropierea nemijlocită cu peretele exterior se notează, zona I, următoarele 2 zone II și III, iar restul pardoselei cu IV.

Conform planului, casei individuale analizate, vom împărți podeaua în fîșii paralele cu peretele exterior, fiecare fîșie a cîte ,deci în rezultat vom obține următoarea reprezentare schematică a planului dat:

Fig.1.3 Reprezentarea schematică a pardoselei împărțită în zone

Calculul pierderilor de căldură prin podea se calculează conform formulei:

(1.9)

unde:

1. – este aria podelei;

2. – este rezistența termică a podelei izolate.

(1.10)

unde:

– este grosimea straturilor materialelor din care este confecționată podeaua.

– este conductivitatea termică a materialului (vecăldură.

Podeaua se împarte în fîșii paralele cu peretele exterior de lățimea cîte fiecare, numite zone. Fîșia din apropierea nemijlocită cu peretele exterior se notează, zona I, următoarele 2 zone II și III, iar restul pardoselei cu IV.

Conform planului, casei individuale analizate, vom împărți podeaua în fîșii paralele cu peretele exterior, fiecare fîșie a cîte ,deci în rezultat vom obține următoarea reprezentare schematică a planului dat:

Fig.1.3 Reprezentarea schematică a pardoselei împărțită în zone

Calculul pierderilor de căldură prin podea se calculează conform formulei:

(1.9)

unde:

1. – este aria podelei;

2. – este rezistența termică a podelei izolate.

(1.10)

unde:

– este grosimea straturilor materialelor din care este confecționată podeaua.

– este conductivitatea termică a materialului (vezi );

– este rezistența termică a podelei neizolate.

(1.11)

unde: – aria suprafeței inclusă în zona de calcul.

– rezistența termică a zonei de calcul (vezi ); .

– aria podelei încăperei.

3. – este diferența de temperatură de calcul.

;

unde:

coeficientul care se ia în funcție de poziția suprafeței exterioare a îngrădirii față de aerul

exterior, (vezi );

temperatura aerului interior, care se ia în funcție de destinația încăperii, .

temperatura aerului exterior,( pentru condițiile climaterice ale mun. Chișinău: );

1.5. Calculul pierderilor de căldură prin tavan:

Tavanul se consideră din lemn (stejar) cu grosimea. Pierderile de căldură prin tavan se calculează cu expresia următoare:

(1.12)

unde:

1. – este aria tavanului.

2. – este rezistența termică a tavanului(vezi )

;

3. – este diferența de temperatură de calcul.

;

unde:

coeficientul care se ia în funcție de poziția suprafeței exterioare a îngrădirii față de aerul

exterior, (vezi ); .

temperatura aerului interior, care se ia în funcție de destinația încăperii, .

temperatura aerului exterior,( pentru condițiile climaterice ale mun. Chișinău:

Observație:

În toate cazurile de mai sus rezistența termică a îngrădirilor exterioare trebuie de comparat cu rezistența minimă necesară a îngrădirii de protecție, care poate fi calculată cu expresia:

(1.13)

Unde este diferența de temperatură standart (vezi );

1.6. Calculul căldurii necesare pentru încălzirea aerului infiltrat

În cazul cînd nu sunt ferestre termopan trebuie de calculat necesarul de căldură pentru încălzirea aerului infiltrat prin rosturile ferestrelor și ușilor exterioare.

Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului infiltrat se efectuiază prin formula:

W; (1.14)

Unde: minf – cantitatea de aer infiltrată,

cp – capitatea termică specifică, cp =1005

tint – temperatura interioară de calcul;

text – temperatura exterioară de calcul;

coeficient care ia în evidență încălzirea aerului în construcțiile ferestrelor și este egal cu:

pt ferestre simple și uși unitare A=1 ;

pt ferestre duble și triple A=0,8 .

Cantitatea de aer infiltrat se calculă prin următoarea relație:

(1.15)

Unde: δ – grosimea rosturilor,

pt ferestre δ=0,001 mm;

pt uși δ=0,002 mm ;

l – lungimea sumară a rosturilor, m,

B – factor de corecție,

pt geamuri simple și uși unitare B=0,5

pt geamuri duble B=f(Δp)

(1.16)

daca ;

daca ;

Wc – viteza vîntului, Wc=5,4

g – accelerația căderii libere,

h – înălțimea clădirii .

1.7. Exemplu de calcul

În continuare vom analiza, cum sunt efectuate calculele disipațiilor de căldură prin îngrădirile de protecție.

Vom analiza o cameră de la etajul 1 (Holul 2), pentru a arăta calculele pierderilor de căldură prin pereți, ferestre și tavan și respectiv din subsol (camera 39), pentru a arăta cum se calculează pierderile de căldură și prin podea.

Hol 1:

Holul 1 cu temperatura interioară de .

1. Calculul pierderilor de căldură prin pereți:

Conform relației(1.4),vom calcula rezistența peretelui exterior:

Din (1.13):

Comparăm deci este nevoie de adăugat un strat de izolație . Adăugăm un strat de penoplast ca strat de izolație cu grosimea de m și

;

Deci avem :

;

Calculăm aria suprafeței peretelui, după relația:

;

Din (1.3) calculăm disipațiile de căldură :

Se iau în considerație și adaosurile de căldură:

Unde adaosurile de căldură (se iau în dependență de orientarea suprafeței față de punctele cardinale,);

Deoarece avem doar un perete exterior, pentru calculul final al pierderilor de căldură prin pereții exteriori în încăperea dată nu se iau în considerație adaosurile ce majorează pierderile cu 5%.

2. Calculul pierderilor de căldură prin ușă:

Calculăm suprafața ușii:

Valoarea rezistenței ușei

Din (1.6):

3. Calculul pierderilor de căldură prin tavan:

Rezistența tavanului:

;

Din (1.13), obținem rezistența minimă:

Verificăm , deci tavanul corespunde cerințelor.

Din (1.12), disipațiile de căldură prin tavan, sunt:

4. Calculul căldurii necesare pentru încălzirea aerului infiltrat:

Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului infiltrat se efectuiază prin formula:

W;

unde cp =1005 și, A = 1 .

Deoarece avem ușă simplă, B=0,5;

Calculăm masa de aer infiltrată :

Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului infiltrat este:

Conform relației (1.2),vom calcula pierderile de căldură pentru holul 1 :

Acest calcul a fost efectuat ca exemplu, pentru odăile ce sunt situate la etajul 1.

În continuare se va prezenta un exemplu de calcul a unei odăi pentru subsol, deoarece calculul se deosebește de etajul 1, prin ceea că, pentru subsol, se iau în considerație pierderile prin podea, și nu prin tavan.

CAMERA 12:

Camera 12 este o cameră de locuit cu temperatura interioară de .

1. Calculul pierderilor de căldură prin pereți:

Conform relației(1.4),vom calcula rezistența peretelui exterior:

Din (1.13):

Comparăm , deci este nevoie de adăugat un strat de izolație . Adăugăm un strat de penoplast ca strat de izolație cu grosimea de m și

;

Deci avem :

;

Calculăm aria suprafeței peretelui, după relația:

;

Din (1.3) calculăm disipațiile de căldură :

Se iau în considerație și adaosurile de căldură:

Unde adaosurile de căldură (se iau în dependență de orientarea suprafeței față de punctele cardinale,);

Deoarece avem doi pereti exteriori, pentru calculul final al pierderilor de căldură prin pereții exteriori în încăperea dată se iau în considerație adaosurile ce majorează pierderile cu 5%.

2. Calculul pierderilor de căldură prin ferestre:

Calculăm suprafața ferestrei:

Valoarea rezistenței ferestrei termopan, (vezi);

Din (1.6):

3. Calculul pierderilor de căldură prin tavan:

Rezistența tavanului:

;

Din (1.13), obținem rezistența minimă:

Verificăm , deci tavanul corespunde cerințelor.

Din (1.12), disipațiile de căldură prin tavan, sunt:

4. Calculul căldurii necesare pentru încălzirea aerului infiltrat:

Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului infiltrat se efectuiază prin formula:

W;

unde cp =1005

și, A = 1 .

Deoarece avem fereastră dublă, B=1;

Calculăm masa de aer infiltrată :

Cantitatea de căldură necesară pentru încălzirea aerului infiltrat este:

Conform relației (1.2),vom calcula pierderile de căldură pentru holul 1 :

Acest calcul a fost efectuat ca exemplu, pentru odăile ce sunt situate la etajul 1.

În continuare se va prezenta un exemplu de calcul a unei odăi pentru subsol, deoarece calculul se deosebește de etajul 1, prin ceea că, pentru subsol, se iau în considerație pierderile prin podea, și nu prin tavan.

Camera de locuit 39:

Destinația pentru camera 39 -cameră de locuit, deci .

Calculul pierderilor de căldură prin podea

Transferul de căldură prin pardoseala amplasată pe sol este un proces foarte complicat. Pentru simplificarea calculelor se folosește metoda aproximativă de determinare a pierderilor de căldură. Poddeaua se imparte in fîșii paralele cu peretele exterior cu lățimea de cîte 2 m fiecare, numite zone. Fîșia din apropierea nemijlocită cu peretele exterior se notează , zona I, următoarele 2 Zone zona II și III, iar restul pardoselei cu IV.

Conform planului, casei individuale analizate, vom împărți podeaua în fîșii paralele cu peretele exterior, fiecare fișie a cîte 2 m, ddeci în rezultat vom obține următoarea reprezentare schematică a planului dat.

Fig.1.4 Reprezentarea schematică a pardoselei împărțită în zone

Podeaua este izolată cu un strat de lemn. Se calculă suprafețele care includ fiecare zonă, pentru camera data avem cele 4 zone, deci pentru fiecare se calculă aria:

După cum știm valorile reezistențelor pentru fiecae zonă sunt:

Calculăm rezistența podelei neizolate conform relației:

;

Rezistența podelei neizolate este:

;

;

Verificăm deci podeaua corespunde cerințelor .

Calculăm disipațile de căldura pentru podeaua din camera data :

Analogic se fac calculele pentru restul camerelor.

Rezultatele calculelor sunt prezentate în tabelul 1.1:

Tabelul 1.1 Rezultatele calculului pentru primul etaj

Subsol

Tabelul 1.2 Rezultatele calculului pentru subsol

– suprafața îngrădirii de protecție, ; – adaosurile de căldură;

– rezistența îngrădirii de protecție, ; – temperatura interioară a camerii,

– disipațiile de căldură calculate, ;

– coeficientul ce ia în considerație poziția suprafeței exterioare a îngrădirii față de aerul exterior;

– disipațiile de căldură care iau în considerație adaosurile de căldură, ;

1.7. Determinarea necesarului de căldură pentru încălzire după indicii

generalizați

Conform planului casei, vom calcula necesarului de căldură pentru încălzire după indicii generalizați:

Caracteristica termică a clădirii este:

(1.17)

unde:

necesarul de căldură pentru clădirea dată;

volumul exterior al clădirii;

temperatura aerului interior, care se ia în funcție de destinația încăperii, .

temperatura aerului exterior,( pentru condițiile climaterice ale mun. Chișinău: );

(1.18)

caracteristica termică etalon care corespunde diferenței de temperatură

coeficientul de temperatură care ia-n considerație abaterea diferenței reale de temperatură de cea

etalon:

(1.19)

Calculul coeficientului de tempertatură care ia în considerație abaterea , reală de cea etalon:

Aria suprafeței clădirii, în plan:

Înălțimea clădirii:

Calculăm aria suprafeței exterioare a pereților:

Aria totală a ferestrelor :

Deci putem calcula cota suprafeței pereților ocupată de ferestre, d :

Calculăm volumul exterior al clădirii :

Putem calcula caracteristica termică etalon:

Deci caracteristica termică a clădirii este:

Calculul necesarului de căldură pentru încălzire după indicii generalizați se efectuează conform formulei:

deoarece în clădirile locative există nu numai pierderile de căldură prin pereți, dar și pierderile

pentru încălzirea aerului infiltrat, degajărilor interne de căldură de la oameni, aparate și altele.

Dacă calculăm pierderile de căldură după indicii generalizați, vom obține așa un rezultat ca :

2. DIMENSIONAREA SISTEMULUI DE ÎNCĂLZIRE

Pentru sistemul de încălzire proiectat, vom folosi radiatoare – panouri, de Tip: RSG 2-1-4, într–un rînd (sus–jos). În funcție de schema de racordare a corpului de încălzire cu conducte acest sistem se numește, sistem de încălzire orizontal bitubular.

În acest capitol vom calcula numărul de secții pentru fiecare radiator. În fig.2.1 și fig.2.2 , sunt reprezentate schematic amplasarea radiatoarelor, la etajul I și respectiv etajul II. În bucătărie, la primul etaj este amplasat cazanul.

Calculăm numărul de secții pentru fiecare cameră, conform relației:

(2.1)

unde:

– necesarul de căldură pentru încăpere, ;

fluxul de căldură degajat de o singură secție, ;

(2.2)

– densitatea fluxului termic nominal cedat de o secție,;

– aria suprafeței de încălzire a elementului, ;

Pentru încăperile cu cele mai mari pierderi de căldură se efectuează calculele complete, conform formulelorde mai jos.

Calculăm puterea termică a punctului de încălzire , conform relației:

(2.3)

unde: – necesarul de căldură pentru încăpere;

– coeficientul de corecție, care ia–n considerație că nu toată căldura , este folosită

util pentru încălzirea aerului;

– cantitatea totală de căldură cedată aerului încăperii de către conductele amplasate în

interiorul ei.

(2.4)

– cantitatea de căldură cedată de 1m de conductă, în dependență de modul de amplasare

a conductei (orizontal verticală, în partea superioară sau inferioară a încăperii), de

diferența de temperatură , între fluid și aerul din încăpere, de diametrul conductei

(valoarea dată se va lua din tabele);

– lungimea conductei ;

Valoarea , poate fi scrisă și sub altă formă :

Pentru conductele tur, temperatura apei este de ;

Pentru conductele retur temperatura apei este de ;

= (lung. –0,1)+(lăț. –0,1), m

= (lung. –0,1)+(lăț. –0,1), m

Valorile pentruse vor alege din tabele(vezi );

2.1 Dimensionarea sistemului de încălzire pentru etajul I

Fig.2.1: Dimesionarea sistemului de încălzire pentru etajul I

1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 – numărul de radiatoare;

– numărul de secții pentru fiecare radiator;

x – numărul etajului;

y – numărul radiatorului;

cazan;

Pentru toate radiatoarele avem aceeași valoare a fluxul de căldură degajat de o singură secție:

Pentru cămerile din subsol cu pierderile de căldură mai mici vom pune alte sisteme de încălzire cu

Calorifer Fonta Tahiti 3/402. Detalii produs

Dimensiuni calorifer

– Inaltime între axe: 400mm

– Inaltime totala: 402mm

– Element cu 3 coloane

Putere termica

– Putere termica: 80.2 W pe element

Calculăm numărul de secții pentru fiecare cameră aparte, conform relației (2.1) :

Camera nr.1:

Camera nr.2:

Camera nr.3:

Camera nr.4:

Camera nr.5:

Camera nr.6:

Camera nr.7:

Camera nr.8:

Camera nr.9:

Camera nr.10:

Camera nr.11:

Camera nr.12:

Baia1:

Baia2:

Baia3:

Baia4:

Holul1:

Holul2:

Camera nr.13:

Deoarece este o camera cu cele mai mari pierderi de căldură se efectuează calculele complete, conform formulelor, (2.3) și (2.4).

Calculăm puterea termică a punctului de încălzire , conform relației:

(2.5)

unde: – necesarul de căldură pentru încăpere;

– coeficientul de corecție, care ia–n considerație că nu toată căldura , este folosită

util pentru încălzirea aerului;

– cantitatea totală de căldură cedată aerului încăperii de către conductele amplasate în

interiorul ei.

(2.6)

– cantitatea de căldură cedată de 1m de conductă, în dependență de modul de amplasare

a conductei (orizontal verticală, în partea superioară sau inferioară a încăperii), de

diferența de temperatură , între fluid și aerul din încăpere, de diametrul conductei

(valoarea dată se va lua din tabele);

– lungimea conductei ;

Valoarea , poate fi scrisă și sub altă formă :

(2.7)

Pentru conductele tur, temperatura apei este de de unde:

;

Pentru conductele retur temperatura apei este de de unde

;

Calculăm lungimile:

= (lung. –0,1)+(lăț. –0,1)

= (lung. –0,1)+(lăț. –0,1)

Pentru tur , diferența de temperatură este: ;

Pentru retur, diferența de temperatură este: ;

Diametrul convențional este :

Valorile pentruse vor alege din tabele(vezi );

Deci:

Calculăm cantitatea totală de căldură cedată aerului încăperii de către conductele amplasate în

interiorul ei:

Prin urmare putem calcula nr. de secții:

Camera nr.14:

Camera nr.15:

Camera nr.16:

Camera nr.17:

Camera nr.18:

Camera nr.19:

Camera nr.20:

Camera nr.21:

Camera nr.22:

Camera nr.23:

Camera nr.24:

Camera nr.25:

Camera nr.26:

Baia5:

Baia6:

Baia7:

Baia8:

WC1=WC2=WC3=WC4:

Deoarece pierderile de caldură pentru WC sunt de 75,78 W , în WC nu vom pune sistem de încălzire.

2.2 Dimensionarea sistemului de încălzire pentru subsol

Fig.2.2: Dimensionarea sistemului de încălzire pentru subsol

Camera nr.27:

Camera nr.38:

Camera nr.39:

Camera nr.52:

Camera nr.40:

Deoarece se obține un număr mai mic de 3 secții se efectuează calculele complete, conform formulelor, (2.3) și (2.4).

Calculăm puterea termică a punctului de încălzire , conform relației:

(2.8)

unde: – necesarul de căldură pentru încăpere;

– coeficientul de corecție, care ia–n considerație că nu toată căldura , este folosită

util pentru încălzirea aerului;

– cantitatea totală de căldură cedată aerului încăperii de către conductele amplasate în

interiorul ei.

(2.9)

– cantitatea de căldură cedată de 1m de conductă, în dependență de modul de amplasare

a conductei (orizontal verticală, în partea superioară sau inferioară a încăperii), de

diferența de temperatură , între fluid și aerul din încăpere, de diametrul conductei

(valoarea dată se va lua din tabele);

– lungimea conductei ;

Valoarea , poate fi scrisă și sub altă formă :

Pentru conductele tur, temperatura apei este de de unde:

;

Pentru conductele retur temperatura apei este de de unde

;

Calculăm lungimile:

= (lung. –0,1)+(lăț. –0,1)

= (lung. –0,1)+(lăț. –0,1)

Pentru tur , diferența de temperatură este: ;

Pentru retur, diferența de temperatură este: ;

Diametrul convențional este :

Valorile pentruse vor alege din tabele(vezi );

Deci:

Calculăm cantitatea totală de căldură cedată aerului încăperii de către conductele amplasate în interiorul ei:

Deoarece Qc=941,6, iar pierderile de căldură in camera 28 sunt de 133,9 W,(fiind o cameră cu cele mai mai mari pierderi de căldura în care nu se amplasează sisteme de incălzire) prin camera aceasta precum și prin celelalte cămeri va trece conducta tur sau ambele conducte ( tur și retur) în funcție de necesitate.

Rezultatele se introduc în tabelul 2.1, pentru o vizualizare mai clară a rezultatelor:

Tabelul 2.1: Calculele numărului de secții

Tabelul 2.2: Calculele numărului de secții subsol

3. ALIMENTAREA CU APĂ CALDĂ MENAJERĂ

3.1. Determinarea necesarului de căldură pentru prepararea apei calde menajere

Puterea maximă, necesară pentru încălzirea apei calde menajere în perioada de iarnă, poate fi calculată cu expresia:

(4.1)

unde: consumul mediu de apă caldă, m3;

(În casă locuiesc persoane, iar norma de consum mediu al apei în 24h pt. o

persoană este de ,deci );

capacitatea termică specifică a apei care se va alege după temperatura medie a apei:

deci ;

densitatea apei, care se va alege în funcție de aceeași temperatură

temperatura apei calde, ;

temperatura apei reci, ;

coeficientul ce ține cont de pierderile de căldură;

durata de funcționare, (respectiv 24 h se transformă în secunde

);

coeficientul de neregularitate a folosirii apei calde menajere, care în cazul instalării vaselor acumulatoare poate fi luat , pentru clădirile locative;

În rezultat putem calcula necesarul de căldură pentru prepararea apei calde menajere, conform formulei (4.1):

3.2. Determinarea volumului vasului acunulator

Vasul acumulator – servește pentru nivelarea sarcinii în sistemele de alimentare cu apă caldă

menajeră. Datorită lui se poate de reglat debitul de apă în sistem.

Pentru determinarea volumului vasului acumulator (figura 3.1), trebuie de luat în considerație graficul de consum al apei calde menajere în 24h :

– debitul volumetric de apă;

– durata de timp, 24h;

Fig.3.1: Graficul de consum al apei calde menajere pentru o casă de locuit

Conform graficului vom calcula :

(4.2)

unde: V- debitul volumic de apă;

necesarul de căldură pentru prepararea apei calde menajere;

– durata de timp, 24h;

Deci:

Cu ajutorul acestor date vom construi graficul integral (figura 3.2) (,va fi I-a valoare a graficului după care respectiv, , a II-a valoare a graficului, concomitent se vor prezenta toate datele,).

Vom obține o curbă care va reprezenta consumul real de căldură. Dacă vom uni punctul zero cu ultima valoare a curbei date vom obține consumul mediu de căldură.

Graficul integral este construit pe hîrtie milimetrică, pentru a evita erorile. Acest grafic este construit, de asemenea pe hîrtie milimetrică, cu ajutorul Programului Visio.

Din graficul integral se determină abaterea maximă între consumul real de căldură și consumul mediu de căldură. Din schemă se poate de observat că pt. cazul dat .

Prin urmare volumul vasului acumulator, este:

sau

4. VENTILAREA PRIN ASPIRAȚIE

Ventilarea prin aspirație centrală, se organizează în orele cînd degajările de nocivități au densitate mai mică decît densitățile aerului și cînd se respectă condiția:

(4.1)

respectiv, este debitul volumic de aer calculat pentru încăperea dată pentru organizarea

ventilării,;

este suma necesarului de aer pentru ventilare în toate dispozitivele locale de

ventilare,;

În rezultat putem scrie că necesarul de aer pentru ventilarea centrală se calculează în felul următor:

(4.2)

Sistemul de ventilare centrală prin aspirație poate fi forțat sau cu circulația naturală a aerului.

În acest proiect, pentru această casă de locui se organizează ventilarea forțată prin aspirație, în bucătării și în WC-uri.Pentru primul etaj și respectiv pentru al doilea etaj.

Acest sistem de ventilare centrală prin aspirație este constituit din următoarele elemente componente:

Gratare cu jaluzele și dispozitive speciale prin care aerul din încăpere este dirijat în canalele de aspirație;

Canalele de aspirație, prin care aerul evacuat din încăpere este transportat spre conducta colectoare;

Conducte de aer colectoare, racordate la stația de ventilare prin aspirație;

Stația de ventilare prin aspirație, în care e instalat ventilatorul cu motor electric;

Instalația de purificare a aerului (filtre);

Coș de evacuare;

Dispozitive de reglare;

Determinarea necesarului de aer:

(4.3)

este debitul volumic de aer calculat pentru încăperea dată pentru organizarea ventilării, ;

(4.4)

volumul încăperii,;

Deci pentru organizarea ventilării se consideră, că:

Pentru bucătării ;

Pentru WC-uri ;

Deoarece în casa dată de locuit sunt 10 bucătării (etajul1. și subsolul.), această valoare se dublează:

și respectiv pentru WC-uri:

Prin urmare volumul total de aer necesar ventilării, este:

Pentru efectuarea ventilării în bucătării si WC propun următoarele tipuri de ventilatoare:

Prezentare produs:ventilatoarele pentru baie – Zafir seria A- sunt de tipul extractor ,fabricate în varianta standard sau cu funcțiuni suplimentare ,cu grilă acționată automatic, cu senzor de umiditate(higro) sau sau variante combinate. Se folosesc pentru ventilarea ,băiilor, bucătăriilor, grupuri sanitare etc. se montează de obicei pe perete dar pot funcționa și pe tavan . Pentru montajul în fereastra sau pe un panou există ca accesoriu (optional) un chit de fereastră .Se construiesc în trei variante dimensionale cu urmatoarea caracteristică :

– A6 cu diametrul de 150mm ;85 W ;

-Volum aer max [m3/h]: 825

– condensator conectat interior 

– stator cu protectie la coroziune 

– rulmenti cu ungere pe durata de viata, nu necesita intretinere

Pentru WC propun următorul tip de ventilator

Producator: SOLER PALAU

Viteza [rpm]: 2500

Putere max absorbita [W]: 20

Alimentare [V]: 230

Nivel zgomot [dBA]: 45,5

Volum aer max [m3/h]: 27

Timer ajustabil: Nu

Diametru rotor[mm]: 120

Greutate reala [kg]: 0,6

Deci pentru WC vom aplasa de asemenea cîte un ventilator în fiecare WC

5. DETERMINAREA CONSUMULUI ANUAL DE CĂLDURĂ PENTRU ALIMENTAREA CU CĂLDURĂ A CASEI

Pentru a determina consumul anual de căldură , se va utiliza următoarea relație:

(5.1)

sarcina termică anuală pentru încălzire;

(5.2)

puterea maximă pentru sistemul de încălzire ;

(5.3)

necesarul de căldură pentru sistemul de încălzire;

(calculată în capitolul 1 , );

durata perioadei de încălzire pentru condițiile mun.Chișinău;

(166 zile , respectiv se transformă în secunde);

deci:

temperatura interioară a casei ,

temperatura aerului exterior ,

temperatura medie a aerului exterior pentru condițiile R.M., în perioada de încălzire;

;

Conform rezultatelor obținute vom calcula sarcina termică anuală pentru încălzire:

(5.4)

consumul mediu anual de căldură pentru prepararea apei calde menajere;

puterea maximă necesară pentru încălzirea apei calde menajere în perioada de iarnă

(calculată în capitolul 4 , )

durata perioadei de încălzire pentru condițiile mun.Chișinău, ;

coeficientul de corecție legat de micșorarea consumului orar(h) de apă caldă în perioada de vară

;

durata perioadei de profilaxie (reparație), de obicei ;

temperatura apei calde menajere, ;

temperatura apei reci în perioada de iarnă, ;

temperatura apei reci în perioada de vară,

Avînd toți termenii, putem să calculăm consumul mediu anual de căldură pentru prepararea apei calde menajere:

Conform calculelor efectuate putem determina consumul anual de căldură , conform relației:

Utilizînd consumul anual de căldură obținut și cunoscînd căldura inferioară de ardere de asemenea și randamentul cazanului , putem calcula consumul anual de combustibil:

Cazanul sa ales după pierderile anuale de caldura din toată cladirea si totodata luînd în considerație și necesarul de căldură pentru alimentarea cu apă caldă menajeră și va fi amplasat in subsol în Holul 3.

Cazan SUPRALINE K 56-8

Supraline – usor de reglat usor de folosit

– bloc cazan din fonta

– arzator atmosferic din inox alimentat cu gaze naturale sau GPL (gaz petrolier lichefiat)

– aprindere sigura prin intermediul unei flacari pilot initiata si supravegheata electronic

– automat de ardere integrat, cu sistem de semnalizare si remediere avarii

– termometru si regulator de temperatura la cazan

– limitator de siguranta al temperaturii

– supraveghetor de gaze arse

– izolatie termica din vata minerala

– functionarea in cascada prin cuplarea a doua cazane

Producator: Junkers

Greutate: 200 kg

Inaltime x adancime x latime: 850 x 737 x 884 mm

Racord alimentare cu gaz: 3/4 toli

Racord cos fum: 180 mm

Racord tur/retur: 1 toli

Randamentul nominal: 92.1 %

Putere termica nominala la focar: 62.5kW

Putere termica utila: 56 kW

Concluzie : Dezvoltarea omenirii din ce in ce mai mult, duce la cerințele față de sistemele de încălzire al clădirilor, indiferent, case de locuit, încăperi industriale sau instituții publice.

Printre problema cu care se confruntă omenirea în prezent este problema eficientei energetice .O dimensionare corectă a sistemului de alimentare cu agent termic a sectorului menajer soluționează într-o oarecare măsură această problemă.

În lucrarea dată este prezentată metoda de realizare a unui sistem de încălzire. Totodată am prezentat și calculul pierderilor de căldură prin pereți, uși și ferestre exterioare. În ceea ce privește pierderile ce au loc prin tavan și podea ele pot fi micșorate prin aplicarea metodelor de evitare a acestor pierderi.

BIBLIOGRAFIE

C.V.Tihomirov, E.S.Sergheenco. Termotehnica. Alimentarea cu căldură și gaz. Ventilarea. Chișinău, „Lumina” – 1994.

P.Vârlan. Instalații de încălzire. Chișinău, „Tehnica” U.T.M. – 1996.

V.Atanasovici, ș.a. Termoenergetica industrială și termoficare.

BIBLIOGRAFIE

C.V.Tihomirov, E.S.Sergheenco. Termotehnica. Alimentarea cu căldură și gaz. Ventilarea. Chișinău, „Lumina” – 1994.

P.Vârlan. Instalații de încălzire. Chișinău, „Tehnica” U.T.M. – 1996.

V.Atanasovici, ș.a. Termoenergetica industrială și termoficare.