Ing. Păun C . Virgil [621642]
UNIVERSITATEA TEHNIC Ă DE CONSTRUC ȚII
BUCURE ȘTI
Facultatea de Inginerie a Instalațiilor
Specializarea: Inginerie termic ă – Doctorat
TEZĂ DE DOCTORAT
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:
Prof. univ. dr. ing. Iordache Florin
DOCTORAND: [anonimizat]. Păun C . Virgil
– BUCUREȘTI, 201 1 –
UNIVERSITATEA TEHNICĂ DE CONSTRUC ȚII
BUCURE ȘTI
Facultatea de Inginerie a Instalațiilor
Specializarea: Inginerie termică – Doctorat
ANALIZA COMPORTAMENTULUI TERMO -HIDRAULIC VARIABIL
AL SISTEMELOR CENTRALIZATE DE ALIMENTARE CU
CĂLD URĂ
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC:
Prof. univ. dr. ing. Iordache Florin
DOCTORAND: [anonimizat]. Păun C. Virgil
– BUCUREȘTI, 201 1 –
i
CUPRINS
INTRODUCERE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………………… iv
CAPITOLUL 1 . SISTEMELE CENTRALIZATE DE ALIMENTARE CU CĂLDURĂ
(SACET) DIN ROMÂNIA ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………… 1
1.1. Scurtă introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 1
1.2. Tipurile SAC ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………. 2
1.3. Structura SAC ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………………….. 3
1.4. Reglajul termic practicat în instalațiile centralizate de dis tribuție energie termică …………….. 3
CAPITOLUL 2 . REABILITAREA TERMICĂ A CLĂDIRILOR RACORDATE LA
SISTEMUL CENTRALIZAT DE ALIMENTARE CU CĂLDURĂ ………………………….. ……. 9
2.1. Scurtă introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………….. 9
2.2. Considerente generale privind reabilitarea clădirilor ………………………….. ……………………….. 10
2.3. Caracteristici termoenergetice ale anvelopei clădirilor ………………………….. …………………….. 11
2.4. Caracteristici reale ale anvelopei clădirilor ………………………….. ………………………….. ………… 26
2.5. Potențialul de eficientizare al clădirilor din România ………………………….. ………………………. 34
2.6. Termostatarea și echilibrarea hidraulică a instalației interioare ………………………….. …………. 37
2.7. Concluzii par țiale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 41
CAPITOLUL 3 . MODELAREA COMPORTAMENTULUI TERMIC DINAMIC AL
SISTEMULUI CLĂDIRE -INSTALAȚIE DE ÎNCĂLZIRE. REGLAJUL TERMIC
CALITATIV CENTRALIZAT ………………………….. ………………………….. ………………………….. .. 43
3.1. Scurtă introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………… 43
3.2. Stabilirea modelelor matematice ………………………….. ………………………….. ………………………. 43
3.3. Validarea experimentală a modelului matematic ………………………….. ………………………….. … 50
3.4. Concluzii parțiale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 52
3.5. Sim ularea comportamentului termic dinamic al clădirii. Programul utilizat și metoda
elaborată ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 52
3.6. Reglajul termic calitativ pe circuitul secundar ………………………….. ………………………….. ……. 55
3.6.1. Cazul reglajului centralizat mi xt ………………………….. ………………………….. ……………………. 58
3.6.2. Fluctuațiile de puteri termice la consumatori datorită aporturilor interne și externe de
căldură ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 61
3.7. Randamentul de reglare al instalațiilor interioare de încălzire centra lă ………………………….. . 63
3.7.1. Cazul clădirii nereabilitată pe parte de construcție și nemodernizată pe parte de instalații
interioare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 68
3.7.2. Cazul clădirii nereabilitată pe parte de construcție dar mode rnizată pe parte de instalații
interioare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 72
3.7.3. Cazul clădirii reabilită pe parte de construcție însă nemodernizată pe parte de instalații
interioare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 75
3.7.4. Cazul clădirii reabilită pe parte de construcție și modernizată pe parte de instalații
interioare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 77
ii
CAPITOLUL 4 . ACHIZIȚIA ȘI PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE ……. 81
4.1. Descrierea instalației de distribuție a agentului termic pe care s -a efectuat monitorizarea … 81
4.1.1. Metodele de măsurare și controlul procesului ………………………….. ………………………….. ….. 83
4.1.2. Monitorizarea și achiziția datelor ………………………….. ………………………….. …………………… 85
4.1.3. Datele generale ale blocurilor monitorizate ………………………….. ………………………….. …….. 88
4.2. Cazul clădirii nereabilitată pe parte de construcție și nemodernizată pe parte de instalații
interioare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 93
4.3. Concluzii parțial e ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………. 96
4.4. Cazul clădirii nereabilitată pe parte de construcție dar modernizată pe parte de instalații
interioare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …….. 96
4.5. Concluzii parțiale ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 105
4.6. Cazul clădirii reabilite pe parte de construcție însă nemodernizată pe parte de instalații
interioare ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. …… 106
4.7. Concluzii parțiale ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 118
4.8. Cazul clădirii reabilită pe parte de construcție și mo dernizată pe parte de instalații interioare
………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………… 119
4.9. Concluzii partiale ………………………….. ………………………….. ………………………….. …………….. 126
CAPITOLUL 5 . MĂSURI ȘI SOLUȚII PRIVIND EFICIENTIZAREA ALIMENTĂRII
CU CĂLDURĂ A DIVERSELOR TIPURI DE CONSUMATORI RACORDAȚI LA
SISTEMUL CENTRALIZAT DE DISTRIBUȚIE A AGENTULUI TERMIC …………….. 127
5.1. Scurtă introducere ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 127
5.2. Soluțiile pentru creșterea eficienței energetice la nivelul sursei ………………………….. ………. 127
5.2.1. Scheme constructiv -funcționale de stații termice compacte ………………………….. …………. 129
5.2.2. Structuri de bază – bilanțuri termice reprezentative ………………………….. …………………….. 137
5.3. Soluții pentru creșterea efi cienței energetice la nivelul instalației de încălzire centrală din
clădiri ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 151
5.4. Soluții pentru creșterea eficienței energetice la nivelul anvelopei clădirii ……………………… 153
CAPITOLUL 6. CONCLUZII GENERALE, CONTRIBUȚII ORIGINALE,
POSIBILITĂȚI DE VALORIFICARE A REZULTATELOR OBȚINUTE ………………… 158
6.1. Concluzii generale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……………. 158
6.2. Contribuții principale ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……….. 163
6.3. Posibilități de valorificare și continuare a cercetărilor în domeniu ………………………….. …… 164
Bibliografie ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. . 166
ANEXE ………………………….. ………………………….. ………………………….. ………………………….. ……. 169
iii Mulțumiri
Aceast ă teză s-a derulat în cadrul catedrei de Termotehnic ă a Facult ății de
Instala ții – U.T.C.B. Bucure ști și a fost condus ă de către domnul prof. univ. dr. ing.
Florin IORDACHE .
Doresc s ă aduc c ălduroase mul țumiri în mod deosebit conduc ătorului meu
științific, domnul prof. univ. dr. ing. Florin IORDACHE, care m -a sprijinit prin
îndrum ările competente ale domniei sale și care mi -a acordat încredere deplin ă în toate
deciziile pe care le -am luat privind organizarea întregii activit ăți de preg ătire doctoral ă.
De asemenea, mul țumesc domnului prof. univ. dr. ing. Drago ș HERA, șeful
catedrei de Termotehnică pentru sprijinul, în țelegerea acordată și pentru continua
stimulare în definitivarea tezei.
Țin să aduc mulțumiri doamnei prof. univ. dr. ing. Rodica FRUNZULICĂ pentru
ajutorul și sugestiile pe care mi le -a dat privin d analiza rezultatelor experimentale și
utilizarea acestora.
Mulțumesc în mod special conducerii Facultății de Instalații din cadrul U.T.C.B.
București precum și întregului colectiv de cadre didactice și tehnicieni ai catedrei, pentru
cadrul propice creat în vederea finalizării cu succes a acestei etape de pregătire.
În sfârșit dar nu în ultimul rând, mulțumesc familie mele care m -a susținut
permanent și mi -a creat condițiile necesare pentru elaborarea acestei teze de doctorat.
Autorul
***
Introducere
iv
INTRODUCERE
Lucrarea este un studiu științific care are ca fundament cerin țele Directivei
europene EC/91/2002 și a Legii 372/2005 privind performanța energetică a clădirilor
precum și a Directivei EC/76/93 din septembrie 1993 referitoare la limitarea emisiilor de
CO2, creșterea eficienței utilizării energiei și protecția mediului.
Această teză propune o cercetare orientată asupra analizei impactului reabilitării
și modernizării clădirilor din ansamblurile de locuin țe colective alimentate centralizat
prin intermediul re țelelor arborescente de distribu ție energie termic ă, în scopul
îmbunătățirii performanțelor energetice globale ale sistemelor complexe de producere și
utilizare a energiei termice. Se urmărește astfel rezolvarea conceptuală a principalelor
probleme legate de exploatarea sistemelor termice, din punct de vede re al eficienței
energetice și al performanțelor tehnice ale acestora.
Obiectivul materialului se înscrie astfel într -o acțiune constând în identificarea și
aprofundarea cunoștințelor asp ura factorilor care limitează randamentul de reglare al
instalațiilor de încălzire centrală în contextul reabilitării la nivel de consumator final și
de identificare a căilor știintifice reprezentative prin care poate fi analizată această
problematică pre cum și de a contribui la îmbunătățirea lor.
Reducerea consumurilor energetice la consumatorii urbani datorat ă atât creșterii
temperaturilor exterioare ca rezultat al încălzirii globale c ât și a debran șărilor, este
amplificat ă și de reabilit ările termice ap ărute la o serie de cl ădiri colective de locuit și
odată cu impunerea realiz ării certificatelor de performan ță enegetic ă pentru cl ădirile noi
realizate.
Cu cca. 10 ani urm ă au început s ă apar ă primele reabilit ări și moderniz ări
efectuate în cadrul instala țiilor interioare ale blocurilor de locuin țe. Ne referim la
montarea de contoare de ap ă la grupurile sanitare și la sp ălătoarele de la buc ătării, la
montarea de baterii noi la obiectele sanitare, la montarea de robinete termostatice și
repartitoare de costu ri la corpurile de încălzire și o serie de alte m ăsuri de acest gen. În
urma implement ării acestor măsuri pe instala țiile interioare din cl ădirile colective , s-a
oferit o p ârghie important ă consumatorilor î n ceea ce prive ște optarea pentru un consum
adecva t de energie termic ă cu necesit ățile efective și totodat ă cu posibilit ățile de plat ă.
A rezultat dup ă cum este cunoscut un consum de energie termic ă diminuat fa ță de
situa ția anterioar ă implement ării reabilit ărilor și destul de fluctuant în timp. Pentru ca
aceast ă diminuare de solicitare energetic ă să se transforme efectiv într-un consum redus
de combustibil fosil este însă necesar ca sistemul de alimentare centralizat ă cu căldură
să fie echipat și automatizat în mod corepunz ător.
În teza de față s -a reali zat o analiză completă a funcționării unui sistem de
alimentare centralizată cu căldură a unor blocuri de locuințe, începând cu punctul termic
de producere a agentului secundar și finalizând cu consumatorii de căldură . Totodată, s -a
Introducere
v pus accentul pe analiza problematicii principalelor efecte ale reabilită rii la nivel de instalație
interioară și a protecției termice a clădirilor, care au implicații asupra consu mului energetic
pentru încălzire și asupra gradului de confort al ocupanților din clădire.
Lucrare a își propune să prezinte informațiile tehnice și teoretice de utilizare ale
sistemelor de control pentru aceste obiective și prelucrarea și evaluarea analitică a
datelor achiziționate de la nivel de consumator final.
Lucrarea urmărește identificarea lipsu rilor existente actualmente în ceea ce
prive ște echiparea corespunz ătoare a sistemelor de alimentare centralizat ă cu căldură și
de asemenea în reglajul termic calitativ sau cantitativ al consumatorilor finali de tipul
clădirilor colective , în perspectiva î ntampinării programelor de reabilitare aflate în plina
derulare . Totodat ă se vor face propuneri și recomand ări în ceea ce prive ște
eficientizarea func ționării sistemului de alimentare centralizat ă cu căldură în centrele
urbane în acest context . În cadrul lucrării se va prezenta sintetic situa ția existent ă în
sistemul de alimentare centralizat ă cu căldură, identific ându-se caren țele în ceea ce
prive ște corectitudinea reglajului termic. Totodat ă se va prezenta prelucrarea și
evaluarea analitică a datelor achi ziționate la nivel de consumator final , in diferite situații
de reabilitare .
Cercet ările experimentale s-au efectua t în situ pe sistemul SACET al municipiului
Bucure ști și au presupu s prelevarea unui set de parametr i termo -hidraulici pe perioada
sezoanelor reci 2007-2010.
Mai concret, în cadrul cerecetărilor experimentale a fost monitorizat un ansamblu
de 14 imobile de locuințe, reprezentând consumatorii finali alimentați cu energie termică
pentru încălzire și apă caldă de consum de la un punct termic integ ral automatizat.
Monitorizarea s -a desfășurat pe perioada a trei ierni succesive, reprezentând perioadele
sezonului de încălzire pentru întreg ansamblul menționat. Studiul s -a efectuat prin
prelucrarea bazei de date ce conține parametrii achiziționați la nivel de instalație de
încălzire PT, rețea secundară și consumatori.
Au fost analizate următoarele categorii de blocuri alimentate de la sistemul
centralizat:
– Blocuri nereabilitate atât pe parte de construcție cât și pe parte de instalații;
– Blocuri nerea bilitate pe parte de construcție dar reabilitate parțial pe parte de
instalații;
– Blocuri reabilitate pe parte de construcție dar nereabiliate pe parte de instalații;
– Blocuri reabilitate atat pe parte de construcție cât și pe parte de instalații.
Prin anal iza teoretică s -a urmărit evidențierea situației alimentării centralizate cu
căldură a blocurilor reabilitate și nereabilitate, alimentate de la același sistem unic
centralizat de alimentare cu căldură. Au fost vizate consecințele temperaturii unic reglat e
după blocurile nereabilitate, asupra tuturor consumatorilor alimentați.
Sunt detaliate astfel obiectivele tezei de doctorat:
în prima parte a lucrării punerea în evidență a structurii sistemelor de alimentare
Introducere
vi centralizată cu energie termică (SACET), o p rezentare generală actualizată a
sistemului de alimentare cu căldură a Municipiului București, scheme tip de
racordare a instalațiilor de încălzire ; tipuri de reglare în sistemele de termoficare ,
aspecte practice privind exploatarea acestor sisteme, monito rizare și
dispecerizare; aspecte structurale specifice în ce privește ansamblurile blocurilor
de locu ințe urbane, istoric și prezent;
prelevarea pe durata experimentărilor, a unui set suficient de parametri de
funcționare ai instalației centralizate de al imentare cu căldură care, analizați să
permită obținerea unor caracteristici de bază ale comportamentului instalației în
diferite situații de reabilitare la nivelul consumatorului final;
stabilirea unui model matematic și realizarea unei aplica ții softwa re care să
permit ă simularea reglajului termic calitativ la nivel de instalație de încălzire
odată cu scăderea necesarului de căldură la consumator și care să fie folosite și
în alte situații decât cele în care s -au obținut datele experimentale;
punerea la dispoziție atât furnizorilor de energie termică ( ingineri proiectanți,
serviciul exploatare a sistemului de alimentare centralizată cu energie termică din
București ) cât și consumatorilor a unor date, expresii analitice, observații și
concluzii care să poată fi utile la determinarea regimurilor optime de reglaj la
nivel de furnizor, de alegere a solu țiilor optime în privin ța aliment ării cu c ăldură
pentru consumatorul final și a utilității și eficienței investițiilor în ce privește
reabilitarea termică a clădirilor;
pe ansamblul lucrării, propunerea unor metodologii de evidențiere și evaluare a
reglajului la nivel de instalație de distribuție energie termică pentru încălzire,
care ar putea avea ca rezultat o reducere a risipei de energie termică și în fi nal
economisirea acesteia.
Pentru îndeplinirea obiectivelor menționate, teza de doctorat a fost organizată pe
6 capitole, al căror conținut este redat succint în cele ce urmează.
Capitolul 1., Sistemele centralizate de alimentare cu c ăldură (SACET) din
Romania , este destinat prezentării sistemelor centralizate de alimentare cu căldură,
rațiunile care impun utilizarea lor ; metode de reglare a căldurii în instalațiile
centralizate de distribuție energie termică.
Capitolul 2., Reabilitarea termic ă a clădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu c ăldură, cuprinde o descriere a caracteristicilor termoenergetice
teoretice ale clădirilor, factorii care influențează transferul termic, caracteristici reale
ale anvelopei clădirilor, potenț ialul de eficientizare al clădirilor din țara noastră, rolul
reabilitării la nivelul instalațiilor interioare prin introducerea armăturilor de reglaj
(robinete termostatice) și influențele acesteia.
Capitolul 3., Modelarea comportamentului termic dinamic al sistem ului de
încălzire clădire -instalație, reglajul termic calitativ centralizat , prezintă stabilirea
modelului matematic pentru comportamentul dinamic al sistemului analizat, validarea
Introducere
vii experimentală a modelului matematic, prezentarea programului utilizat pentr u simularea
comportamentului dinamic al clădirii și metoda elaborată; se prezintă stabilirea
teoretic ă a curbelor de reglaj termic calitativ pe circuitul secundar , reglajul centralizat
mixt (calitativ -cantitativ), influența aporturilor termice cu efect asu pra puterilor termice
la consumatori, se prezintă randamentul de reglare al instalațiilor de încălzire centrală
și relațiile analitice ce definesc cele patru situa ții distincte de reabilitare studiate.
Capitolul 4., Achiziția și prelucrarea datelor experim entale, descriere a
instalației pe care s -a făcut prelevarea datelor, a principiilor de măsură a parametrilor,
se tratează datele obținute experimental pentru cele patru cazuri distincte de reabilitare
analizate.
Capitolul 5., Măsuri și solu ții privind eficientizarea alimentării cu căldura a
diverselor tipuri de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a
agentului termic , prezintă măsurile ce se impun în privința reglajului la nivelul
instalațiilor de producere, transport și distribuți e energie termică, cât și pentru
consumatorii finali.
Capitolul 6., Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare
a rezultatelor obținute , prezintă concluziile finale și contribuțiile principale aduse în
cadrul acestei lucr ări. Totodată teza de doctorat oferă anumite deschideri în cercetarea
științifică .
viii
Lista de No tații
tT – temperatur a agentului termic la intrarea în instala ția de încălzire, (°C);
tR – temperatura agentului termic la ieșirea din instala ția de încălzire, (°C);
ti0 – temperatura interioară de calcul, (°C);
te – temperatura exterioară, (°C);
Gr – debitul efectiv de agent termic, (m3/s) sau (l/h);
G0 – valoarea nominal ă a debitului de ap ă care circul ă prin instala ția de încălzire, (m3/s)
sau (l/h);
t0 – ecartul temperaturilor de calcul ale agentului termic la instala ția de încălzire, (°C);
tml0 – diferența medie logaritmică de temperatură de calcul la instala ția de încălzire,
(°C);
te0 – diferența dintre temperaturile de calcul interioară și exterioară, (°C);
tT0 – temperatura nominal ă a agentului termic la intrarea în instala ția de încălzire, (oC);
tR0 – temperatura nominal ă a agentului termic la ie șirea din instala ția de încălzire, (oC);
ti0 – temperatura interioară nominală , (°C);
te0 – temperatura exterioar ă nominal ă, (oC);
tTP0, tRP0 – temperatura de intrare respectiv de ie șire de calcul a agentului termic primar în
instalatia de încălzire, (°C);
tTS0, tRS0 – temperatura de ie șire respectiv de intrare de calcul a agentului termic secundar
în instala ția de î ncălzire, (°C);
Φa – fluxul aporturilor interioare și exterioare, (W);
k – coeficientul global de transfer de căldură al corpurilor de încălzire, (W/m2.K);
– densitatea apei, (kg/m3);
c – căldura specifică a apei, (J/kg.K );
i – temperatura aerului inter ior și temperatura reprezentativ ă pentru masivitatea
interioar ă, (oC);
i0 – temperatura interioar ă nominal ă, (oC);
e – temperatura reprezentativ ă pentru masivitatea exterioar ă, (oC);
SPE – suprafa ța componentelor opace a anvelopei cl ădiri, (m2);
SFE – suprafa ța componentelor transparente a anvelopei cl ădirii, (m2);
SCI – suprafa ța corpurilor de încălzire ale instala ției interioare (m2);
RPE – rezisten ța termic ă a componentelor opace a anvelopei cl ădiri, (m2.K/W);
RFE – rezisten ța termic ă a componentelor transparente a anvelopei cl ădirii, (m2.K/W);
kCI – coeficientul global de transfer termic al corpurilor de încălzire ale instala ției
interioare (W/m2.K);
ix Va – volumul interior al spa țiului încălzit, (m3);
VPI – volumul masivit ății interioare, (m3);
VPE – columul masivit ății exterioare, (m3);
a – densitatea aerului, (kg/m3);
PI – densitatea masivit ății interioare, (kg/m3);
PE – densitatea masivit ății exterioare, (kg/m3);
ca – căldura specific ă a aerului, (J/kg.K);
cPI – căldura specific ă a masivit ății interioare, (J/kg.K);
cPE – căldura specific ă a masivit ății exterioare, (J/kg.K);
na – numărul de schimburi de aer al volumului interior (sch/h);
NTU; NTU CI – numărul de unit ăți de transfer termic al instala ției de încălzire, ( -);
;exp1 ; exp ;
CICI
CI CI CICI CI
CINTUNTUF NTU Ec GSkNTU
CT – constante de timp, (s).
Capitolul 1 – Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
1
CAPITOLUL 1
SISTEMELE CENTRALIZATE DE ALIMENTARE CU
CĂLDURĂ (SACET) DIN ROMÂNIA
1.1. Scurtă introducere
Din cele mai vechi timpuri, cea mai simpl ă metod ă de încălzire a fost cea a focului
liber de lemne, care transmitea mediu lui ambiant c ăldura prin radia ție și prin gazele de
ardere ce se amestecau cu aerul din încăpere.
Aceasta metod ă de încălzire a fost înlocuit ă mai t ârziu cu arderea de c ărbuni de
lemn în vase speciale, însă fără grătare. Dat ă fiind abunden ța pădurilor, ace st sistem de
încălzire a fost destul de larg folosit vreme îndelungat ă; astfel, în 1970, Parlamentul din
Londra se mai încălzea cu vase cu mangal incandescent. Randamentul acestui fel de
încălzire era destul de ridicat, c ăci toata c ăldura produs ă se degaj a în încăpere.
O nou ă etapă de dezvoltare a tehnicii încălzirii o constituie arderea combustibilului
într-un fel de sobe sau c ămine primitive, care serveau la prepararea hranei, la început cu
eliminarea produselor arderii direct în încăperi, iar mai tarziu (încep ând cu secolul XI -lea
al erei noastre), cu evacuarea produselor arderii în exterior, prin burlane.
Prin îmbunătățirea continuă a acestui sistem a aparut sistemul de încălzire cu
canale de aer cald. Sistemul era alcatuit dintr -un focar în care erau a șezate blocuri de
granit ce se încălzeau pâna la incandescență, dupa care aerul încălzit ce trecea peste
aceste blocuri se ridica în mod natural prin diverse canale în încăperile de încălzit.
Încălzirea prin acest sistem a pereților și a pardoselilor, care aveau o inerție termică mare,
asigura menținerea unei temperaturi corespunzătoare pentru un timp mai îndelungat.
Acest sistem a fot folosit pan ă la sfârșitul secolului trecut.
Către sf ârșitul secololui al XVIII -lea și începutul secolului al XIX -lea sunt
menționate primele instala ții de încălzire cu abur (în Rusia și în Germania) [8].
Prima instalație de încălzire centrală cu apă caldă cunoscută (mai comodă
pentru locuințe) a fost aceea a arhitectului Bonnemain, la castelul Pecq (1777). După
1830 apar insta lații de încălzire cu ap ă caldă în Rusia în anul 1832, în Anglia 1834, în
America în 1877 etc. [9].
Ca etap ă superioar ă a dezvolt ării tehnicii instala țiilor de î ncălzire trebuie privit ă
centralizarea aprovizin ării cu c ăldură și transportul ei la distan ță. La început s -a dezvoltat
Capitolul 1 – Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
2 transportul la distan ță al aburului de înaltă presiune, apoi al apei supra încălzite.
În ultimii ani, în dezvoltarea tehnicii încălzirii și ventil ării, s -au realizat succese
importante, reu șind a se asigura men ținerea în mod automat a temperaturii, umidit ății și
vitezei aerului, corespunz ătoare condi țiilor optime de igienă și confort [8].
La noi în țară, primele instala ții de încălzire central ă s-au executat la Teatrul
Național din Bucure ști (cl ădit în anul 1856) și la Ateneul Rom ân din Bucure ști (cl ădit în
anul 1888), ambele func ționând cu abur.
1.2. Tipurile SAC
Tipurile SAC depind de:
a. tipul consumatorilor de c ăldură: urbani și/sau ter țiari, industriali, sere legumicole
și/sau floricole;
b. gradul de centralizare/descentra lizare a alimentarii cu căldură:
– SAC individuale – SIAC: o surs ă de c ăldură alimenteaz ă un singur
consumator, care poate fi reprezentat de o cl ădire (casa) sau de un
apartament în cadrul unei cl ădiri comune. În general, sistemele individuale
au un caracter relati v, dependent de conturul alimentat cu c ăldură și de
aspectele administrativ juridice privind proprietatea. Ele se caracterizeaz ă
prin faptul c ă, din punct de vedere juridic, alimenteaz ă un singur
consumator.
– SAC centralizate – SCAC: o surs ă de c ăldură alimenteaza mai mul ți
consumatori, caracteriza ți ca atare din punct de vedere juridic. Gradul de
centralizare difer ă de la caz la caz: de la alimentarea cu c ăldură a mai
multor consumatori individuali situa ți în acee ași clădire, la gruparea mai
multor clădiri, a unor zone caracteristice (cartiere în cazul consumatorilor
urbani), până la alimentarea unei localitați – în cazul consumatorilor urbani
– sau a unei (unor) platforme industriale.
– SAC mixte – SMAC: unii consumatori au surse individuale de c ăldură
(SIAC) , iar al ții sunt alimenta ți în sistem centralizat (SCAC), dintr -una sau
mai multe surse de c ăldură de zona (SCZ) sau dintr -una singur ă centralizat ă
(SCC). Acesta este cazul majorit ății SAC urbane.
c. natura agentului termic utilizat pentru alimentarea cu c ăldură: SAC cu ap ă caldă
(cu temperatura nominal ă sub 100șC), SCAC cu ap ă fierbinte (cu temperatura
nominal ă între 110…160șC), SAC cu abur (la diferi ți parametri ai aburului –
presiun e, temperatur ă), SAC sub form ă de frig, pentru climatizare sau în scopur i
tehnologice (SAF), SAC cu aer cald/fierbinte ca agent termic pentru transportul ș i
distribu ția căldurii;
d. tehnologia de producere a căldurii, utilizată în cadrul sursei/surselor de căldură:
Capitolul 1 – Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
3 – SAC cu centrale termice (CT) – SAC.CT, utilizate numai pentru
alimentarea cu c ăldură;
– SAC cu centrale de cogenerare (CCG) – SAC.CCG, folosite pentru
alimentarea simultan ă cu căldură și energie electric ă;
– Sisteme de trigenerare, cu centrale de trigenerare (CTG) – STG.CTG, care
asigur ă alimentarea simultan ă cu căldură, frig și energie electric ă [1].
1.3. Structura SAC
Conform definiției, indiferent de tipul SAC, structura de principiu este următoarea:
– una sau mai multe surse de c ăldură (SC);
– o rețea termic ă de leg ătură între SC și consumatorii de c ăldură (instal ațiile de
căldură) – RT;
– ansamblul instala țiilor, care asigur ă interfa ța între re țeaua termic ă și instala țiile
consumatoare, numite puncte termice – PT sau module termice individuale – MT, în
funcție de pozi ția acestora fa ță de consumatori. Acestea sunt necesare atunci cand fie
agentul termic utilizat în RT sau/ și parametrii acestuia, difer ă de cel acceptat de
instala țiile consumatoare. PT sau/ și MT “adapteaz ă” condi țiile de regim termic și de
presiuni din RT de leg ătură la cele impuse de instala țiile con sumatoare;
– în condi țiile existen ței PT și/sau MT, re țeaua termic ă – RT se împarte în:
rețeaua termic ă primar ă – RTP, care face legatura între SC și PT(MT) și rețeaua termic ă
secundar ă – RTS, de leg ătură între PT(MT) și instala țiile consumatorilor;
– instalațiile consumatorilor – IC, care asigur ă alimentarea propriu zis ă cu căldură
a fiec ărui consumator individual. În func ție de destina ția – tipul – consumului, acestea
sunt în general:
IC pentru încălzire ( încălzirea spa țială);
IC sub forma de ap ă caldă de consum (a.c.c.), în scopuri menajere și/sau
sanitare;
IC pentru ventilarea incintelor;
IC pentru climatizarea incintelor;
IC în scopuri tehnologice (industriale sau pentru producerea de bunuri de
consum) [1].
1.4. Reglajul termic practicat în instalații le centralizate de distribuție energie
termică
Prin “Regulamentul pentru furnizarea și utilizarea energiei termice” din
20/07/1994 publicat în Monitorul Oficial, Partea I nr. 238 din 26/08/1994, se stabilesc
raporturile -cadru dintre produc ătorii, distrib uitorii, consumatorii și subconsumatorii de
energie termic ă din sistemele de alimentare centralizat ă cu energie termic ă și se prevăd
condi țiile generale de furnizare și utilizare a acestei energii produse în centrale electrice
de termoficare și în centrale termice [34].
Capitolul 1 – Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
4 Ca rezultant ă a acestor prevederi, diagrama de reglaj între CET și RADET se
stabile ște, de regul ă, în fiecare sezon de încălzire, înainte de punerea în func țiune a
instala țiilor termice pentru încălzire, cu luarea în considerare a parametri lor tehnici și
meteorologici specifici.
În cazul sistemelor de termoficare din țara noastră (care conțin în interdependență
sursa, rețeaua de apă fierbinte, instalațiile de racordare și clădirile alimentate) treptele de
reglare sunt marcate la nivel princ ipial în figura 1. 1.
Astfel, la sursă se fixează pe baza datelor de prognoză (temperatura exterioară “te”
și viteza vântului v pentru un modul de timp de 6 -12 ore, temperatura “
1T ” din conducta
de ducere în rețeaua primară. La punctele termice se operează o a doua treaptă de reglare
prin corelarea temperaturii agentului termic “
1t ” din instalațiile interioare cu temperatura
exterioară “te”.
În funcționarea sistemului se stabilește de fapt o corelare între temperatura
agentului termic și factorii climatici (în special temperatura aerului exterior); rațiunea
acestei corelări, cuprinsă în graficul de reglare, este legată de procesul de încălzire a
clădirilor. Procesul de preparare a apei calde de consum, ca urmare a schem elor de
racordare a consumatorilor, contribuie la diminuarea temperaturii apei de rețea din
conducta de întoarcere (ceea ce este benefic din punct de vedere energetic), dar și la
limitarea inferioară a temperaturii apei din conducta de ducere, la valoarea de 70 – 75°C,
ca urmare a cerinței de a putea obține și în perioadele de tranziție relativ calde, apă caldă
de consum la temperatura de 50 – 55°C.
Din punct de vedere termo -hidraulic, în furnizarea căldurii se practică reglarea
calitativ -cantitativă (mixtă ) bazată pe utilizarea unui grafic teoretic calitativ la surse și pe
corectarea puterii termice preluată de la abonați prin modificarea la PT, automat sau
manual, a debitului de agent termic primar; această modi ficare a debitului vizează atât
corelarea tem peraturii agentului termic secundar cu temperatura aerului exterior cât și
realizarea condiției privind temperatura apei calde de consum.
Capitolul 1 – Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
5
Fig. 1. 1 – Schema de reglare în trei trepte (surs ă, punctul termic și consumator) a
furniz ării căldurii pent ru încălzirea cl ădirilor în sistemele de termoficare.
În conductele de încălzire din re țelele termice secundare debitul de agent este
constant.
Deoarece este posibil ca temperatura fixată în punctul termic pe conducta de
ducere “
1t ” să nu corespundă nevoilor de căldură reale ale consumatorului, se impune
aplicarea celei de -a treia trepte de reglare în spațiile încălzite, unde cu ajutorul robinetelor
montate la corpurile de încălzire se poate corecta fluxul emis pentru a obține temperat ura
interioară dorită “ti”.
Pe scurt, se poate spune că reglarea centrală realizează un reglaj general brut al
debitului de căldură în funcție de factorii generali sau principali care determină regimul
consumului de căldură, reglarea locală corectează doa r reglarea centrală în funcție de
particularitățile regimului instalațiilor locale, reglarea individuală asigurând în final o
corectare suplimentară în funcție de factorii care influențează regimul consumului de
căldură al obiectivului deservit de receptor ul de căldură respectiv.
În ceea ce privește calitatea reglării, pentru a armoniza cât mai bine necesarul de
căldură al consumatorilor și energia termică ce le este furnizată și pentru reducerea la
minim a costului producerii, transportului și distribuție i, este absolut recomandabilă
aplicarea celor trei trepte de reglare.
Reglarea calitativ ă – [fig. 1.2.] – (ce presupune modificarea temperaturii agentului
termic pe conducta de ducere și menținerea debitului constant) și care are ca avantaj
major că este soluția cea mai simplă (de altfel și cea mai frecvent utilizată în prezent la
noi în țară), este totuși o soluție criticabilă în următoarele privințe: ținând cont de faptul
Capitolul 1 – Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
6 că temperatura agentului termic la plecarea din sursă nu poate fi modificată instan taneu
acest proces fiind remarcat la intervale de cel puțin 5 -6 ore, la consumatorii aflați la
distanțe mari față de surse pot inteveni în acest răstimp modificări importante ale
necesarului de căldură solicitat (datorită aporturilor, radiației solare, et c.), astfel că se va
înregistra inevitabil o neconcordanță între regimul furnizării căldurii și necesarul real
solicitat de consumatori.
Se poate spune deci că este o soluție ce nu poate ține cont de efectele unor
modificări ce pot apărea la un moment dat în anumite zone, cu influențe asupra
temperaturii interioare, deci ea nu este capabilă să controleze fidel parametrii de climă
interioară.
Revenind:
– implic ă un consum mare de energie electrică pentru pomparea agentului termic;
– are o arie restrânsă de apl icare corectă întrucât sistemele de consumatori sunt
neomogene ca structură și ca instalații interioare iar sistemele de alimentare prin
termoficare sunt de regulă sisteme întinse ca arii de deservire;
– se pleacă de regulă cu premisa de bază și nu întotdeau na valabilă (mai ales la
consumatorii cu inerție termică redusă) ca să răspundă indirect și la cerința ca
temperatura aerului interior să nu sufere variații mari;
– totodată nu se ține cont de faptul că în lipsa unor măsuri de reglare locale, prezența
sarcin ii variabile de preparare a apei calde de consum constituie o sursă de
perturbații importante asura regimului de încălzire.
Din punct de vedere al stabilității hidraulice al sistemelor, în cazul reglajului
calitativ, ce presupune un debit constant de flui d în sistem, există posibilitatea dereglării
consumatorilor datorită unei serii de factori cum ar fi: neconcordanța dintre calculele
teoretice privind necesarul de căldură al consumatorilor și cerințele reale ale acestora,
pierderi de fluid și de căldură d iferite de cele luate în calculul rețelelor, variații de volum
ale fluidului în funcție de temperatura la care se găse ște acesta, manevrarea de armături la
sursa termică, pe trasee sau la consumatori.
Capitolul 1 – Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
7
Fig. 1. 2 – Grafic teoretic de reglare ca litativ ă a furniz ării căldurii
Reglarea cantitativ ă (ce presupune menținerea temperaturii agentului termic pe
conducta de ducere constantă și modificarea debitului) – deși ar avea ca avantaj important
economia energiei de pompare a agentului termic, nici această soluție nu este una din cele
mai recomandate ca soluție exclusivă deoarece ea nu poate fi aplicată decât în anumite
limite de variație a debitului de căldură ca urmare a scăderii pronunțate, rapide, a
temperaturii agentului pe conducta de întoarcer e până la valori inacceptabile.
Acest mod de reglare nu poate fi aplicat în exclusivitate în perioada de încălzire
deoarece:
– prin menținerea neschimbată a temperaturii nominale, cantitatea de energie
electrică produsă în regim de termoficare s -ar reduce substanțial;
– există dezavantajul posibilității apariției unei dereglări hidraulice pronunțate în
instalațiile interioare și al ineficienței aparaturii de automatizare;
– în mod practic o astfel de soluție de furnizare a căldurii conduce la supraîncălzirea
construcțiilor cu cât necesarul de căldură este mai mic decât cel nominal (către
limita perioadei de încălzire), pentru a contracara acest efect fiind necesară
întreruperea funcționării instalațiilor de încălzire și reluarea funcționării după
trecerea interv alului de timp în care temperatura interioară a scăzut (procedând
deci la o reglare intermitentă);
– este dificil de realizat o exploatare rațională a echipamentului din CET ca urmare a
vehiculării unor debite mult diminuate față de cele nominale, numărul de pompe în
funcțiune modificându -se atât în funcție de regimul termic cât și hidraulic al
schimbătoarelor de termoficare și al cazanelor de apă fierbinte care introduc de
regulă restricții în ce privește debitul minim de agent termic vehiculat.
Capitolul 1 – Sistemele centralizate de alimentare cu căldură (SACET) din România
8
Având în v edere cele menționate anterior, cel puțin din punct de vedere teoretic
apare că cele mai favorabile condiții de furnizare a căldurii le oferă reglarea mixtă
(calitativ -cantitativă) care ar reprezenta soluția optimă din punct de vedere tehnic și
economic.
Acest tip de reglare ar constitui metoda cea mai elastică de urmărire generală și
locală a variațiilor necesarului de căldură pentru încălzirea clădirilor. Această soluție de
reglare este mai indicată deoarece în sistemul de alimentare cu căldură sunt alime ntați
consumatori diferențiați atât din punct de vedere al aparatelor de încălzire cât și din punct
de vedere al temperaturilor interioare și al inerției termice.
Rezultă deci că la acei consumatori la care temperatura din conductă de ducere
asigurată de s ursă nu corespunde cerințelor particulare, este necesar a se prevedea
posibilitatea modificării debitului de agent termic.
Un avantaj deloc de neglijat al reglarii mixte este acela din punct de vedere
economic, întrucât prin reducerea temperaturii agentulu i termic pe conducta de întoarcere
la centrală rezultă o îmbunătățire a indicelui de termoficare.
Ceea ce este totuși foarte important în aplicarea acestei modalități de reglare a
furnizării căldurii este faptul că pentru aplicarea în practică a acestei so luții este imperios
necesară intervenția unor bucle de reglare în surse (reglarea primară) cât și în instalațiile
consumatorilor (reglarea secundară), iar pentru obținerea unei eficiențe maxime și
introducerea unor bucle de reglare terțiare în încăperile î ncălzite, adică acolo unde este
resimțită orice perturbare a bilanțului local al schimbului de căldură care se repercutează
în modificarea temperaturii de confort termic interior.
Este posibil ca, ținând seama de natura proceselor de alimentare prin sistem ul de
termoficare să se impună, sub aspect tehnic, funcționarea cu debit variabil în circuitul
primar chiar în ipoteza unui grafic calitativ de reglare și apropiat de cel teoretic; în
această situație variațiile de debit în rețea ar fi generate, teoretic, numai de procesul de
preparare a apei calde de consum. În cazul alimentării cu c ăldură pentru încălzire pe baza
unui grafic de reglare mixtă, este însă posibilă o variație mai mare a debitului (de
exemplu între 0.45 -1.0
nG ).
În ceea ce privește fixarea (alegerea) temperaturii apei de rețea la cererea RADET
de către fiecare sursă, în funcție de temperatura aerului exterior se aplică măsura de a
modifica acest parametru înaintea fiecărui modul de timp, de 8 -12 ore, caracterizat printr –
o temperatură medie ponderată a aerului exterior. Exist ă situații, la temperaturi exterioare
foarte mici ( -10…-15°C) și cu calm atmosferic, în care temperatura agentului termic
primar pe conducta de ducere la sursă, are o valoare fixată pentru 24 ore de func ționare.
Acest procedeu se justific ă prin varia ția relativ redus ă a temperaturii aerului exterior, de
±2…3 °C față de temperatura medie zilnică [10].
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
9
CAPITOLUL 2
REABILITAREA TERMICĂ A CLĂDIRILOR RACORDATE LA
SISTEMUL CENTRALIZAT DE ALIMENTARE CU CĂLD URĂ
2.1. Scurtă introducere
O definiție simpl ă a casei este, potrivit dicționarelor o construcție destinată să
adăpostească una sau mai multe persoane.
Caracteristicile fizice ale unei case depind în bună măsură de mediul în care
aceasta este construi tă (climat și teren) dar și de materialele și tehnologia folosite, precum
și de factori culturali precum statutul social și resursele financiare ale proprietarului. În
zonele rurale, până în epoca modernă – și din păcate situația este întâlnită și în preze nt în
zone sărace – animalele și oamenii împărțeau de voie, de nevoie aceeași locuință,
întotdeauna aflată la un pas de prăbușire, în condiții mizere, astăzi parând imposibil de
suportat. Dezvoltarea casei în timp este semnificativă. Față de locuințele imp rovizate în
care se trăia, astăzi o casă modernă are un spațiu de depozitare, camere pentru activități
specifice, instalații diverse.
Principalele materiale folosite în construcții sunt lemnul, cărămida, piatra sau în
unele cazuri pământ, cimentul și oțelu l având în principal rol de susținere, deși în ultima
perioadă au început să apară tot mai multe edificii ce par alcătuiri stranii și reci, fără
viață, executate din oțel, beton și sticlă. În zonele dezvoltate și în orașele mari o casă are
ușor acces la re țele de apă curentă, încălzire și canalizare, curent electric [18].
Datorită crizei petrolului din anii ’70, când au apărut serioase probleme privind
poluarea mediului și consumul exagerat de energii convenționale necesare pentru
construirea și exploatarea clădirilor, s -a abordat conceptul de clădire ecologică, ideea de
"ecologic" devenind sinonimă cu "conservarea energiei". O astfel de clădire este o
construcție care a fost proiectată în scopul de a fi eficientă din punct de vedere energetic
și pentru a av ea un impact redu s asupra poluării mediului [19]
Pentru realizarea acestui lucru sunt sunt necesare noile tehnologii precum: izolarea
termică îmbunătățită, folosirea în mai mare măsură a sticlei, folo sirea unor surse de
lumină eficiente energetic, încălzi rea solară a apei, un management mai bun al
consumului de apă și utilizarea respon sabil ă a lemnului forestier și a materialelor
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
10
reciclate. Astfel de cl ădiri țin cont de poziționare și de folosirea ferestrelor astfel încât în
timpul iernii să se profite din ce în ce mai mult de căldura furnizată de soare, iar pe timp
de vară construcția să beneficieze de surse de umbră [18].
2. 2. Considerente generale privind reabilitarea clădirilor
Reabilitarea/modernizarea termic ă a unei clădiri reprezint ă îmbun ătățirea ei în
scopul men ținerii c ăldurii la interior. Aceasta presupune ad ăugarea de izola ție termic ă,
etanșarea, îmbun ătățirea sau chiar înlocuirea ferestrelor și a u șilor, precum și
îmbun ătățirea echipamentelor și instala țiilor cu care este dotat ă clădirea. Reabilitarea
termic ă înseamn ă și implementarea de m ăsuri de eficien ță energetic ă în toate activit ățile
de renovare și repara ții ale cl ădirii.
Clădirile civile, în care utilizatorul principal este omul, pot fi împărțite în dou ă
mari categorii:
clădiri de locuit , cămine, hoteluri
– individuale – case unifamiliale, cuplate, înșiruite –;
– clădiri cu mai multe apartamente, multietajate de tip bloc cu apartamente ;
clădiri publice sau terțiare (clădiri cu alt ă destina ție dec ât locuin țe)
– spitale, creșe, policl inici;
– clădiri pentru învățământ (cre șe, grădinițe, școli, licee, universit ăți) și sport ;
– clădiri social -culturale (teatre, cinematografe, muzee) ;
– institu ții publice (magazine, spa ții comerciale, sedii de firme, birouri, b ănci) și alte
clădiri industriale.
Clădirile cu alt ă destina ție dec ât cea de locuire se împart după modul de ocupare în
clădiri cu ocupare continu ă și cu ocupare discontinu ă, iar dup ă clasa de iner ție termic ă în
clădiri de clas ă de iner ție mare, medie sau mic ă.
Elementele de construc ție care alc ătuiesc anvelopa unei astfel de cl ădiri trebuie
astfel concepute încât să asigure în interiorul încăperilor condi ții corespunz ătoare de
confort higrotermic, acustic, vizual -luminos, olfactiv -respirator.
Confortul higrotermic se traduce în nivele de temperatur ă și umiditate u șor de
suportat. El se realizeaz ă cu consum de energie, fie pentru încălzirea spa țiului utilizat
(iarna), fie pentru r ăcirea lui (vara). Din acest motiv, confortul higrotermic reprezint ă
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
11
componenta de confort direct legat ă de noțiunea de eficien ță energetic ă a clădirii în sensul
că se urm ărește atingerea lui cu consumuri energetice minime.
Starea de confort termic dintr -o încăpere se realizeaz ă în condi țiile în care cel pu țin
90% din utilizatori nu pot indica dac ă ar prefera o a mbian ță mai cald ă sau mai rece.
Identificarea exigen țelor de performan ță asociate realiz ării cerin țelor de confort termic ale
utilizatorilor se face analiz ând at ât aspectul obiectiv legat de necesitatea men ținerii
temperaturii interne a corpului omenesc în jurul valorii de 37oC, cât și aspectul subiectiv
care se refer ă la metabolismul, sistemul termoregulator și sensibilit ățile proprii fiec ărui
organism.
Nivelul protec ției termice a cl ădirilor a progresat pe m ăsură ce au evoluat
prescrip țiile tehnice specif ice. Nivelul de termoizolare asigurat pe baza metodologiei
standard este reflectat în valorile rezisten țelor termice specifice ale elementelor de
construc ție (pere ți exteriori, terase, plan șee peste subsol), în câmp curent, medii ponderate
sau corectate cu influen ța pun ților termice [11].
2.3. Caracteristici termoenergetice ale anvelopei clădirilor
În fizică , cantitatea de căldură, simbolizat ă prin Q, este energia transferat ă între un
sistem termodinamic și mediul înconjur ător, între dou ă sisteme termodinamice sau între
diferite p ărți ale aceluia și sistem termodinamic, în cursul unei transform ări
termodinamice în care parametrii externi ramân constan ți. Transferul de c ăldură are loc
sub influen ța unei diferen țe de temperatură . Principiul al doilea al termodinamicii
stipu lează că acest transfer se face de la sine doar de la temperatura mai înaltă la
temperatura mai joas ă.
Trecerea c ăldurii de la un corp cu o temperatur ă înaltă la o temperatur ă joasă se
nume ște transmiterea c ăldurii (transfer termic) și se cunosc trei mecan isme de transfer ,
prin conduc ție termic ă, convecție și radiație [5].
Consumul de energie termic ă pentru încălzire al unei cl ădiri se poate exprima
sintetic prin indicatorul “consum specific anual de c ăldură” [kWh/(m2·an)], care
reprezintă consumul anual r aportat la suprafața construită desfășurată a clădirii , Scd. Acest
consum este determinat, în pricipal, de gradul de izolare termică al anvelopei clădirii.
Unitățile de m ăsura folosite în domeniul energiilor termice în sistemul
internațional de unități de măsură (SI) sunt:
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
12
sJh kcal W /1/ 860.0 1
kcalChm WKm / 163.1 / 12 2
) /( 860.0) /(13 3Chm kcal KmW
kcal J Wh 860.0 3600 1
MWh kWhx kcal cal Gcal 163.1 10163.1 10 10 13 6 9
Izolarea termică a anvelopei presupune utilizarea rațională în alcătuirea anvelopei
unei clădiri, a unor material e ce împiedică transmiterea căldurii interior -exterior iarna,
exterior -interior vara.
Materialele folosite în mod curent pentru izolare termică au conductivitate termică
și densitate reduse, sunt de natură organică sau anorganică și se prezintă sub formă de
plăci, blocuri, saltele etc. Proprietățile lor și domeniile de aplicabilitate sunt în general
bine cunoscute, ca și soluțiile constructive în a căror alcătuire sunt incluse: structuri
omogene ușoare, structuri stratificate compacte, structuri ventilate, acoperișuri verzi,
pereți cu izolație transparentă etc.
Există însă materiale cu proprietăți termice superioare, mai puțin cunoscute, în
curs de introducere în practica curentă:
– materiale izolante sub formă de straturi subțiri asociate cu folii reflectant e, care au
rolul de a reflecta radiația infraroșie și deci de a suprima transferul de căldură prin
radiație;
– materiale izolante sub vid obținute prin evacuarea aerului dintr -un suport fibros
sau celular ambalat într-o foaie etanșă; printre acestea nanogel ul de siliciu prezintă
proprietăți speciale, fiind mai puțin conductiv decât aerul la presiune normală.
Eficiența izolației termice presupune continuitatea sa pe întreaga suprafață a
anvelopei. Orice discontinuitate fizică sau geometrică generează o punte termică
caracterizată prin pierderi de căldură suplimentare și risc de condens și inconfort [3].
În continuare se prezintă c âteva caracteristici normate ale anvelopei clădirilor.
Rezisten ța la transfer termic. Practica a de monstrat c ă rezistența termic ă R a
elementelor de construcție exterioare ale cl ădirilor realizate din pa nouri prefabricate este mult
mai redus ă decât cea rezultat ă în urma calculelor, din cauza afect ării con ductivit ății termice a
materialului termoizolant de către factorii mecanici, termici sau de umiditate pe parcursul
procesului de execuție și a punților termi ce “punctuale”.
Printr -o protecție termic ă adițional ă a pereților exteriori rezistența la transfer termic
crește, pâna ce materialul termoizolant suplimentar atinge o anumi tă grosime limit ă (cca. 1… 2
cm), peste care aceas tă creștere devine nesemnificativ ă. Corespunz ător acestor creșteri ale
rezistenței la transfer termic, pier derile de c ăldură prin suprafața opac ă se reduc de câteva ori,
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
13
însă concomitent cu aceasta se p roduce și o reducere a pierderilor de c ăldură prin transfer ter –
mic bi – și tridimensional la nivelul punților termice.
Pe baza câmpului de temperatur ă rezultant la nivelul punților termice și la îmbin ări poate
fi determinat un factor, cu ajutorul c ăruia s ă fie calculate pierderile de căldură suplimentare ce
apar în zona punților termi ce, faț ă de câmpul elementului de construcție lipsit de punți termice.
Acest factor este denumit rezisten ța termic ă liniar ă (unidirecțional ă) Rl, corespunzând la 1 m
lungime de îmbinare.
Efectul izol ării termice la exterior este diferit la diver se tipuri de îmbin ări: deosebit de
favorabil la îmbin ări în T (perete exterior – perete interior, perete exterior – planșeu intermediar),
mai puțin bun la colțuri, are o influen ță redusă la balcoane și depinde de modul de
realizare a suprafețelor laterale la perimetrul ferestrelor.
Rezisten ța termic ă a pere ților exteriori
PER [m²K/W] se calculeaz ă ca suma
rezisten țelor termice
kR [m²K/W] a fie cărui strat k al peretelui și straturilor limită de pe
fața interioară R
i [m2
K/W] și exterioară R
e [m2
K/W] :
k kk
e i kk e i PE R RR R
1 1
(2.1)
unde:
α
i [W/m2K] – coeficient de transfer termic convectiv la fața interioară a peretelui;
α
e [W/m2K] – coeficient de transfer termic convectiv la fața exterioară a peretelui;
δ
k [m] – grosimea stratului de perete k;
λ
k [W/mK] – conductivitatea termică a stratului de perete k.
Este de reținut faptul că valoarea coeficientului de transfer convectiv este sub 10
W/m2
K pentru spații interioare, unde temperatura este mai ridicată și nu avem curenți de
aer, și peste 20 W/m2
K la exterior, unde temperatura este mai scăzută și adie vântul.
Conductivitățile termice sunt caracteristice fiecărui tip de material, materia lele
izolante termic fiind caracterizate de conductivități sub 0,1 W/mK. Dacă aceste condiții
se recomandă pentru clădirile noi, aflate în stadiu de proiectare, în cazul clădirilor vechi
proprietățile termotehnice ale materialelor de construcție suferă une le modificări datorită
degradării în timp a construcțiilor. De exemplu, datorită acțiunii ploii, unele straturi de
izolație pot fi parțial îmbibate cu apă, ceea ce conduce din punct de vedere termic la o
mai bună conducție a căldurii, deci la o creștere a pierderilor de căldură. Astfel,
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
14
conductivitatea termică a materialelor cu o anumită vechime trebuie majorată, în vederea
unei cor ecte aproximări a caracteristici i termice a anvelopei.
Pentru un anumit element de construcție exterior se poate defini rezis tența termic ă
echivalent ă Re, numeric egal ă cu fluxul termic ce str ăbate unitatea de suprafaț ă în unitatea de
timp, la o diferenț ă de tem peratur ă de 1 K, ținând seama de pierderile de c ăldură suplimentare
induse de punțile termice:
N
j ljj
e Rl
SR R 111 1
(2.2)
în care: R este rezisten ța termic ă a elementului de construc ție, în m²∙K/W; S – aria
elementului de construc ție, în m²;
jl – lungimea îmbin ărilor de tip j, în m;
ljR – rezisten ța
termic ă liniar ă a îmbinării de tip j, în m∙K/W.
Condițiile privind rezistența termică a pereților exteriori. În principiu, pentru a
putea să asigure un anumit grad de confort la interior, rezistența termică a peretelui
trebuie să depășească anumite valori minime stabilite pri n calcul, care asigură acest nivel
de confort.
Mai precis, trebuiesc îndeplinite trei condiții:
– CONDIȚIA 1: evitarea condensului pe suprafața interioară a peretelui;
– CONDIȚIA 2: evitarea disconfortului datorat radiației reci a peretelui;
– CONDI ȚIA 3: provenită din principii tehnico -economice.
În final, rezistența termică a peretelui, pentru calculul de proiectare, se va alege ca
maxima dintre cele trei condiții mai sus enunțate, al căror mod de calcul este detaliat în
cele ce urmează.
CONDIȚIA 1:
Rezistența termică a peretelui se poate calcula funcție de rezistența termică a
stratului limită interior, dacă se cunoaște temperatura pe suprafața interioară a peretelui
(ecuația 2 .3).
si ie i
i PEttttR R
(2.3)
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
15
unde:
t
i – temperat ura aerului interior (o
C);
t
si – temperatura suprafeței interioare a peretelui (o
C);
t
e – temperatura aerului exterior (o
C).
Această cerință, de evitare a condensului pe suprafața interioară a peretelui
presupune ca temperatura suprafeței interioare a p eretelui să fie mai mare decât
temperatura punctului de rouă caracteristic stării aerului interior, t
r (o
C).
Deci, presupunînd că temperatura suprafeței interioare a peretelui este mai ridicată
cu un minim de 1 o
C, rezultă că rezistența termică a peretel ui trebuie să fie mai mare
decât rezistența peretelui calculată în aceste condiții. Cu cât rezistența termică a peretelui
este mai mare , cu atât și temperatura suprafeței interioare este mai ridicată.
CONDIȚIA 2:
Această cerință de confort impune ca di ferența dintre temperatura aerului interior
și temperatura suprafaței interioare a peretelui să fie mai scăzută decât o anumită valoare,
diferită de la un perete la altul. Astfel se poate evita disconfortul creat de radiația rece a
peretelui exterior pe o parte a corpului uman față de radiația caldă a pereților interiori, pe
cealaltă parte a corpului uman.
Pornind de la ecuația 2.3, valoarea limită minimă a rezistenței termice a peretelui
exterior se calculează în funcție de diferența de temperatură impus ă pentru fiecare perete
(ecuația 2.4):
maxie i
i PEtttR R
(2.4)
unde:
Δt
i max [o
C] – diferența dintre temperatura aerului interior și temperatura suprafaței
interioare a peretelui (în o
C). Valorile acestei diferențe de temperatură sunt pr ezentate în
tabelul din ANEXA 1.
Cu cât rezistența termică a peretelui este mai mare, cu atât și diferența dintre
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
16
temperatura aerului interior și temperatura suprafaței interioare a peretelui este mai
scăzută, iar disconfortul radiației reci este mai sc ăzut.
CONDIȚIA 3:
Această condiție tehnico -economică, are mai puțin de a face cu rentabilitatea
diferitelor grosimi de izolație termică, ci mai mult cu cerințele pe plan mondial de
economie energetică, de scădere a efectului de seră. Aceste aspecte sunt realizabile prin
diminuarea emisiilor de CO
2 și de NO
X în atmosferă și deci prin diminuarea consumului
de combustibil. Diminuarea acestui consum de combustibil necesar pentru încălzirea
caselor și apartamentelor este realizat prin măsuri din ce în ce mai severe de izolare
termică a clădirilor.
În acest sens se recomandă în standardele românești (C 107/3 -1997) valori minime
ale rezistențelor termice corectate pentru toate elementele de anvelopă: pereți, ferestre,
planșee, acoperișuri (ANEXA 2). Aceste valo ri sunt în continuă schimbare, fiind adaptate
la cerințele pe plan mondial. Menționăm faptul că față de celelalte țări aceste valori sunt
relativ mai scăzute, Germania prezentând condițiile cele mai severe.
Dacă pentru o construcție nouă (după 1998) se re comandă o rezistență termică
corectată a peretelui exterior superioară la 1,4 m2
K/W, aceasta presupune că rezistența
termică necorectată cu efectul punților termice să fie superioară unei valori de
aproximativ 1,8 m2
K/W.
Efectul punților termice. Puntea t ermică reprezintă o neuniformitate a fluxului de
căldură. Această neuniformitate este întâlnită de cele mai multe ori ca o pierdere
suplimentară de căldură. Această neuniformitate a fluxului termic se datoreaz ă
neuniformității materialului prin care trece acest flux termic:
– neuniformitate geometrică, sau
– neuniformitate d in punctul de vedere al caracteristicilor termice.
În primul caz de neuniformitate, men ționăm că acesta corespunde colțurilor, deci
cazurilor când fluxul termic are la dispoziție o s uprafață mai mare pentru a se realiza
transferul.
În al doilea caz este vorba de schimbarea locală a rezistenței termice a peretelui
(figura 2.1).
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
17
Putem astfel regăsi :
– punți termice lineare, la îmbinarea pereților de tip panou sandwich, la îmbinar ea
pereților exteriori cu pereții despărțitori sau cu planșeele, la îmbinarea între
peretele exterior și fereastra exterioară, etc.;
– punți termice locale, la agrafele de prindere, la colțurile clădirii etc.
Astfel, dacă în cazul unei uniformități a peret elui avem un flux termic constant
(desenat cu verde în figura 2.1), atunci peste acest flux termic avem un flux suplimentar
ce urmărește forma geometrică a punții termice. Observăm în această figură reprezentarea
suplimentară a fluxului de căldură al punți i termice lineare (desenat cu albastru în figura
2.1) și reprezentarea suplimentară a fluxului de căldură al punții termice locale de tip
agrafă (desenat cu roșu în figura 2.1).
Fig. 2.1 – Repartiția fluxurilor de căldură în cazul punților termice
Observăm de asemenea că fluxul termic suplimentar al punții termice nu este
delimitat clar (precum geometria 3D unică), ci prezintă o diminuare treptată odată cu
depărtarea geometrică față de puntea termică (datorită geometriei variabile 3D a fiecărei
linii d e flux).
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
18
Astfel, fluxul pierdut prin acest perete exterior reprezintă suma celor trei tipuri de
fluxuri:
– fluxul termic constant, în câmp, repartizat pe toată suprafața peretelui ;
– fluxul termic local al puntii termice lineare;
– fluxul termic local al pu nții termice locale.
Fluxul de căldură pierdut prin acest perete Q
PE (W) se poate calcula (ecuația 2.5 – 2.6)
ca sumă a celor trei fluxuri:
PTloc PTlin camp PE Q Q Q Q
(2.5)
t tl tRStRS
PEPE
PEPE )( ) ('
(2.6)
unde:
Q
cimp Fluxul de căldură constan t pierdut prin acest peretele uniform (W) ;
Q
PTlin Fluxul de căldură pierdut suplimentar prin puntea termică lineară (W) ;
Q
PTloc Fluxul de căldură pierdut suplimentar prin puntea termică locală (W) ;
S
PE Suprafața de perete (m2
);
R’
PE Rezistența termică corectată ce ține cont de efectul punților termice (m2
K/W) ;
R
PE Rezistența termică a peretelui în câmp (m2
K/W) ;
Δt Diferența de temperatură de o parte și de cealaltă parte a peretelui (șC);
Coeficien t specific linear de transfer termic, și totodată este un flux de căldură
pierdut suplimentar pe o lungime 1 m de punte termică sub o d iferență de 1 grad
temperatură;
Coeficient specific punctual de transfer termic, și totodată este un flux de căldură
pierdut suplimentar prin punte termică locală sub o diferență de 1 grad temperatură;
l lungimea de punte termică lineară (m).
Straturi de aer neventilate. În realitate întâlnim fie pereții exteriori dubli care
conferă o m ai bună protecție termică a încăperilor, fie anvelope de tip cortină, ce conțin
straturi de aer neventilat. Rezistențele termice normate ale acestor straturi de aer sunt
diferite în funcție de direcția și sensul fluxului de căldură și de grosimea stratului de aer
neventilat (ANEXA 3).
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
19
Elemente de tâmplărie exterioară. Tâmplăria, ca parte integrantă a anvelopei
clădirii are o influență majoră în consumul de energie termic ă datorită atât a rezistențelor
termice mult mai scăzute decât în cazul pereților cât ș i a ponderii ridicate a suprafețelor
de fereastră. Diferite valori pentru rezisten țele termice ale tâmplăriei sunt prezentate în
tabelul din ANEXA 4.
Blocurile noi se dotează cu tâmplărie dublă, de tip termopan, a căror caracteristici
termice sunt superioa re ferestrelor prezentate mai sus. Rezistențele termice ale acestora
(ANEXA 5) sunt diferite în funcție de grosimea lamei de aer dintre vitraje, de numărul de
foi de geam (dublu sau triplu vitraj), de coeficientul de emisivitate al uneia din cele două
foi de geam, de tipul de gaz folosit în spațiul dintre cele două foi de geam.
Făcînd o comparație între ferestrele de tip vechi, a căror rezistență termică ajungea
la o valoare de 0,4 m2
K/W, în cazul ferestrelor duble, o fereastră dublu vitraj are o
rezistenț ă termică în jurul valorii de 0,7 m2
K/W fiind de aproximativ două ori mai
performantă, iar o fereastra triplu vitraj are o rezistență termică în jurul valorii de 1,2
m2
K/W, fiind de trei ori mai performantă termic.
Rezistența termică a benzii de contur. Pardoseala peste sol, ca element de
anvelopă, a fost deja prezentată la începutul capitolului, în prezentarea generală despre
pereți. Totuși ținem să atragem atenția asupra unei pierderi suplimentare de căldură prin
pardoseală, în apropierea pereților exter iori. Astfel fluxul de căldură nu estre pierdut prin
pământ spre pânza freatică, a cărei temperatură de calcul este de +10o
C, ci este pierdut
prin pământ spre mediul exterior a cărui temperatură de calcul este de -15o
C.
Acestă pierdere suplimentară de căld ură se calculează cu ajutorul unei rezistențe
termice corespunzătoare, numită: rezistența termică a benzii de contur. Valoarea acestei
rezistențe este variabilă în funcție de geometria pământului dintre construcție, mediul
exterior și pânza freatică (ANEXA 6).
Rezistența termică medie a anvelopei. Pâna acum a fost descrisă în detaliu
anvelopa clădirii și se observă că rezistențele termice ce caracterizează diferitele elemente
de anvelopă sunt caracterizate de valori de ordine de mărime diferite. Dar pentru a avea
un coeficient unic care descrie întreaga anvelopă, vom introduce noțiunea de rezistență
termică medie a anvelopei R
m (m2
K/W) . Această rezistență este calculată pornind de la
premiza unei solicitări termice unice pentru întreaga anvelopă, deci pentr u fiecare
element de anvelopă.
Astfel, presupunând că avem o singura anvelopă, caracterizată de o rezistență
termică unică și constantă, aceasta se va comporta similar cu anvelopa reală compusă din
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
20
elemente de rezistențe termice diferite. Adica fluxul de căldură ce traversează anvelopa
fictivă este egal cu fluxul de căldură ce traversează anvelopa reală (ecuația 2.7):
iQi Q
(2.7)
care prin simplificare cu diferen ța de temperatură, se reduce la:
i ii
mE
RS
RS
'
(2.7a)
unde:
Q Fluxul de căldură ce traversează anvelopa fictivă (W);
S
E Suprafața totală de transfer termic a anvelopei S
E=Σ
i(S
i) (m2
);
S
i Suprafața de transfer termic a fiecărui element i de anvelopă (m2
);
R’
i Rezistența termică corectată a fiec ărui element i de anvelopă (m2
K/W);
R
m Rezistența termică medie a anvelopei (m2
K/W).
Deci formula de calcul a rezistenței termice medii a anvelopei este:
i iiii
i iiE
m
RSS
RSSR
' '
(2.8)
O anvelopă a cărei rezistență medie este de proximativ 0,4-0,5 [m2
K/W]
corespunde clădirilor neizolate, sau slab izolate termic, în timp ce clădirile de referință
sunt caracterizate de rezistențe de ordinul 0,6-0,7 [m2
K/W] , iar eficiente energetic sunt
caracterizate de rezistențe de ordinul 1-1,2 [m2
K/W] .
Pierderi d e căldură spre spații neîncălzite. Într-o clădire se găsesc spații de
temperaturi diferite recomandate ca fiind diferite în funcție de destinația acelui spațiu.
Totuși la interior se găsesc și mai multe spații neîncălzite din simplu motiv ca nu sunt
locuit e, precum: casa scării, podul, subsolul, spălătoria, atelierul, casa lif tului, ghena,
debarale, pivnițe ș.a.
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
21
Nefiind încălzite, acestor spații nu li se poate asigura o temperatură de co nfort
termic, temperatură care de altfel nici nu este necesară, fiind spații nelocuite, ci doar
spații de trecere. Dar, fiind adiacente cu spații încălzite, deci având pereți calzi, aceste
spații se încălzesc, preluând căldură de la de la spațiile în care trebuie asigurați anumiți
parametri de comfort termic. În concluzie, a tragem atenția asupra faptului că există
pierderi de căldură de la spațiile încălzite către aceste spații neîncălzite.
Aceste fluxuri de căldură disipate se calculează funcție de rezistența termică a
pereților ce separă spațiul încălzit de cel neîncălzit, de suprafața acestor pereți și de
temperatura spațiilor neîncălzite.
Rezistențele termice ale pereților se calculează de aceeași manieră după cum a fost
prezentat mai sus. Temperatura spațiilor neîncălzite, se calculează pe baza ecuațiilor de
bilanț termi c al cantității de căldură din aceste spații. Se va obține ca temperatură a
acestor spații acea valoare ce echilibrează aporturile de căldură cu fluxurile pierdute.
Pentru calculul de dimensionare se recomandă valorile temperaturilor spațiilor neîncălzite
conform STAS 1907/2 -1997.
Pierderi de căldură prin infiltrații. O altă pierdere de căldură considerabilă în
perioada rece are loc prin infiltrații, atunci când aerul exterior, intră prin neetanșeitățile
ferestrelor și ușilor exterioare la interiorul spaț iilor încălzite. Aceeași cantitate de aer de
iese din încăpere:
– pe de o parte prin neetanșeitătile ferestrelor și ușilor exterioare către exterior, și
– pe de altă parte spre holul clădirii prin rostul ușii, prin circuitele electrice și
bineînțeles prin gu rile de aerisire, dacă acestea există.
Valoarea conven țional ă de calcul a n umăru lui de schimburi de aer pe oră na (h-1)
este indicată de către INCERC, ( ANEXA 7 ) în urma unor experimentelor de laborator
realizate cu peste 30 ani în urmă și a literaturii exi stente la acel moment. Metoda folosită
la acel moment este cea a descreșterii concentrațiilor interioare în CO 2.
Formula de calcul pentru fluxul termic pierdut prin infiltrații (ecuația 2.9) ține
seama de rata de ventilare:
t c n V Qpaer aer a incapere i
(2.9)
unde:
Q
i – fluxul termic pierdut prin infiltrații (W)
V
incapere – volumul încăperii (m3
);
n
a – nr de schimburi de aer pe or ă (1/h);
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
22
ρ
aer – densitatea aerului, egală cu 1,2 Kg/ m3
;
c
p aer – căldura specifică la presiune constantă a aerului, ega lă cu 1005 j/kg/K;
Δt – diferența de temperatură între aerul interior și cel infiltrat (o
C).
Coeficientul global de izolare termică a clădirii. Acest coeficient este un
coeficient general ce caracterizează clădirea atât ca anvelopă cât și ca regim de
funcționare. Rezistența medie a anvelopei era o caracteristică a anvelopei ca un întreg, în
timp ce acest coeficient cuprinde și efectul infiltrațiilor sau cel al temperaturii spațiilor
neîncălzite învecinate cu spațiul încălzit.
În cazul clădirilor de locui t coeficientul global de izolare termică a clădirii G
[W/m3
/K] se calculează (ecuația 2.10) în funcție de suprafețele S [m2
] și rezistențele
termice corectate R’ [W/m2
K] ale fiecărui element de construcție j, de volumul clădirii V
[m3
] și de numărul de sch imburi de aer pe oră n
a [h-1
]:
aje irxt i
j
ajj j
nVRttttS
nVRS
G
34.0'
34.0'
(2.10)
unde:
t
i temperatura interioară convențională de calcul (o
C);
t
e temperatura exterioară convențională de calcul (o
C);
t
ext temperatura de la exteriorul peretelui (o
C); poate fi temperat ura unui subsol, unui
pod, unei case de scară, sau a altui spațiu neîncălzit.
Coeficientul global de izolare termică a clădirii, având un caracter mai general
decât rezistența medie a anvelopei (deoarece cuprinde și rata de ventilare) are puterea de
a car acteriza întreaga clădire. Îl putem folosi ca indice al clădirii corespunzător
necesarului de căldură. Și în funcție de acest indice cunoaștem performanț a energetică a
clădirii.
Astfel pentru diferite tipuri de clădiri se recomandă diferite valori sub car e trebuie
să scadă coeficientul global de izolare termică a clădirii G [6]. Aceste valori maxime
normate GN [W/m3/K] – (ANEXA 8) depind de factorul de compactitate al clădirii și de
regimul de înălțime al acesteia.
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
23
Varia ția temperaturii medii de radia ție. Un efect secundar favorabil al cre șterii
rezisten ței termice echivalente este cre șterea temperaturii medii de radiație θm. Aceasta are o
importanț ă sporit ă în cazul clădirilor cu indice de form ă ridicat , unde exist ă un num ăr mai mare
de încaperi cu dou ă sau mai mul te elemente de închidere. Influența negativ ă a valori lor sc ăzute
ale temperaturii medii de radiație asupra confortului termic poate fi compensat ă într-o oare care
măsura prin creșterea temperaturii aerului inte rior, în cazul adopt ării sistemul ui de înc ălzire cu
corpuri de înc ălzire.
Dacă pentru simplificare, se presupune c ă temperatura medie a aerului exterior pe
sezonul de în călzire este de 0°C, creșterea temperaturii aerului in terior cu 1°C conduce la o
mărire cu 5% a pierderilor de căldură prin ventilare. Pierderile de c ăldură prin ventilare
reprezint ă între 30…40% din pierderile to tale de c ăldură ale cl ădirii, astfel c ă variația cu 1°C a
temperaturii aerului interior induce o variație cu cca. 2% a pierderilor totale de c ăldură ale
clădirii.
În prezent majoritatea clădirilor nu asigură condițiile parametrilor de confort sau au
un consum suplimen tar de energie. Astfel, dacă se consideră o clădire cu trei nivele, cu 10
încăperi pe nivel, consumul anual supli mentar de energie necesar asig urării temperaturii de
confort este de aproximativ 5 MWh. În funcție de gra dul de izolare termic ă se poate obține
o reducere cu 15…23% a acestui consum, asigurând concomitent și o reducere a
necesarului de înc ălzire cu 40…60%.
Rolul suprafeței exteri oare. Stratul termoizo lant exterior protejat cu un strat de
tencuial ă hidrofo bă conduce la o sc ădere a efectelor combinate ploa ie – vânt (nu permite
umezirea structurii inițiale) și prin aceasta se obține creșterea rezistenței la transfer termic
și de a semenea, rezult ă o scădere a pierderilor de căldură prin evaporare. În mod cert
crește gradul de impermeabilitate al structurii la aer și la vapori.
Necesarul de energie pentru încălzire al unei clădiri se poate exprima cu relația:
dxttKEeN
i ) (
0
(2.11)
în care
este randamentul sistemului de încălzire.
Ținând seama de ecuațiile (2.9) – (2.11), raportul consumului energetic după și înainte de
reabilitare termică a clădirii este dat de relația:
3835,0
03835,0'
0' ' '
566,2) (566,2) (
N ttN tt
NN
KK
EE
e ie i
(2.12)
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
24
În figura 2.2 se prezintă raportul sarcinii termice
QQ' și a consumului de energie
EE'
în funcție de gradul de reabilitare termică
KK' , pentru temperatura de echilibru de
12șC.
Fig. 2.2 – Variația sarcinii termice și a energiei necesare
Durata perioadei de încălzire depinde și de caracteristicile termice ale anvelopei
clădirii. În figura 2.3 se prezintă variația necesarului de căldură pe durata perioadei de
încălzire, considerând că înaintea re abilitării termice a clădirii temperatura de echilibru
a fost 12°C.
Fig. 2.3 – Variația necesarului de căldură înaintea reabilitării termice
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
25
După reabilitarea termic ă a clădirii raportul nece sarului de c ăldură ramâne același,
dar se ob servă reducerea perioadei de înc ălzire dac ă se au în vedere aporturile de c ăldură
(fig. 2. 4).
Fig. 2.4 – Variația necesarului de căldură dupa reabilitărea termic ă
La dimensionarea sistemului de înc ălzire se negli jează aporturile de c ăldură, încât
sistemul pe toat ă durata perioadei de înc ălzire va funcționa la o capacita tea parțială. Din
figura 2. 5 se observ ă că aporturile de căldură acoper ă peste 50% din necesarul de înc ălzire
pe un interval de 60…80% din perioada de înc ălzire.
Fig. 2.5 – Raportul dintre aporturile și necesarul total de căldură
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
26
Dacă o clădire este reabilitată din punct de vedere termic , circa 30% din economia
totală de energie se realizează datorită perioadei mai reduse de încălzire. Noua
temperatură de echilibru depinde de g radul reabilitării și de starea fizico -termică inițială a
anvelopei clădirii. Influența aporturilor de căldură va crește semnificativ după reabilitare.
Varia ția constantei de timp. Constanta de timp T a unui element de construc ție
se define ște cu rela ția:
kSCT
(2.13)
în care: C este capacitatea termic ă a încăperii; k – coeficientul de transfer termic al
elementului de construc ție; S – aria elementului de construc ție.
Constanta de timp pentru o încăpere se define ște ținând seama și de infiltra țiile de aer:
jpee jj Lc SkCT
(2.14)
în care:
pL este debitul de aer proasp ăt introdus în încăpere,
e – densitatea aerului,
ec –
căldura specific ă a aerului.
Cu cât v aloarea constantei de timp este mai mare , cu atât temperatura aerului interior
este mai stabil ă la variațiile temperaturii aerului exterior.
Dacă scad pierderile de c ăldură printr -un element exterior/încapere, iar capacitatea de
acumulare nu se modific ă (chiar crește în cazul izolarii termice suplimen tare), atunci constanta de
timp a elementului/înc ăperii crește. Aceasta are ca efect utilizarea mai eficient ă a aporturilor solare,
o amplitudine de oscilație a tempe raturii aerului interior mai mic ă, respec tiv trecerea “mai
ușoar ă” peste perioadele extreme nefavorabile [37].
2.4. Caracteristici reale ale anvelopei clădirilor
Dupa criza energetic ă din 1973, toate țările din Europa de Vest și în special țările
nordice, au trecut la efectuarea unor programe naționale de protec ție termic ă, care au fost
realizate în etape progresive. În cadrul acestor programe s -au aplicat diferite solu ții de
îmbun ătățire a gradului de protec ție termic ă beneficiindu -se de facilit ăți fiscale precum:
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
27
credite de stat cu dobânda mică, tarife diferen țiate la energia termic ă, scutirea de impozite
sau impozite diferen țiate etc. Ca urmare a acestor politici, a fost încurajat ă perfec ționarea
unor tehnologii și folosirea de materiale de construc ții performante, pentru realizarea
element elor exterioare de închidere a cl ădirilor de locuit, asigurându -se o cre ștere treptat ă
a rezisten țelor termice ale acestora.
Astfel, consumul specific de energie pentru încălzirea clădirilor a scăzut continuu:
– în Germania s-a ajuns în 2001, față de 1978 , la o reducere a consumului de energie cu
65%;
– în Italia s-a ajuns în 1994, față de 1978, la o reducere a consumului de energie cu 40%;
– în Austria s-a ajuns în 1997, față de 1984, la o reducere a consumului de energie cu
55%;
– în Franta s-a ajuns în 2001, față de 1974, la o reducure a consumului de energie cu
60%;
– în Suedia s-a ajuns în 1990, față de 1976, la o reducere a consumului de energie cu 65%.
În continuare se prezintă o serie de elemente de legătură între noțiunile de energie
și clădire , într-o perspectivă care face referire la intervalul de timp de la șocul petrolier
din anii ’70 până în 2004.
Un moment important al acestei cronologii este schimbarea socială și politică
radicală, care a avut loc în țara noastră în decembrie 1989, la mijloc ul intervalului de timp
considerat, și anume căderea regimului Ceaușescu.
Prin urmare, estimările următoare vor fi legate în principiu, de trei ani importanți:
1974, 1990 și 2004.
Din punct de vedere al cl ădirilor, î n România există un fond locativ importa nt,
care, în termenii de referință abordați, aveau următoarele valori [ 21], [37]:
– 1974 – 3.984.400 locuințe, din care aproximativ 35% cu încălzire centrală;
– 1990 – 7.948.000 locuințe, din care aproximativ 42% cu încălzire centrală;
– 2002 – 8.110.407 locuin țe, din care aproximativ 50% cu încălzire centrală.
Conform datelor ultimului recensământ din 2002, 52,5% din locuințe sunt situate
în mediul urban.
Majoritatea locuințelor din România sunt situate în clădiri cu vechime cuprinsă
între 15 și 55 ani, caract erizate printr -un grad redus de izolare termică și o uzură avansată.
Structura fondului locativ în funcție de vechime este prezentată în figura 2.6.
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
28
>55 ani
25%
40 -55 ani
28%20 -40 ani
37%10 -20 ani
7%<10 ani
3%>55 ans
40 -55 ans
20 -40 ans
10 -20 ans
<10 ans
Fig. 2.6 – Structura fondului de locuințe din România
Pentru comparație, în anul 1995, în țările Uniunii Europene, 150 milioane de
locuințe rezidențiale sunt distribuite în modul prezentat în figura 2 .7. Ca element specific
putem remarca procentul de 97% din fondul locativ aparținând sectorului privat, ceea ce
reprezintă o val oare importantă, în comparație cu situația de dinainte de 1990. Aceasta
înseamnă că numărul de români care locuiesc în clădiri închiriate este foarte redus.
>45 ani
32%
30 -45 ani
40%<10 ani
28%>45 ans
30 -45 ans
<10 ans
Fig. 2.7 – Structura fondului locativ în UE
În același timp, în me die 56% din clădirile rezidențiale din UE sunt ocupate de
către proprietari. Acest aspect are o semnificație particulară în raport cu implicarea
proprietarilor (și a locatarilor în cazul României) în activități legate de economia de
energie în locuințe [38].
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
29
După începutul crizei energetice din 1973, preocuparea pentru ameliorarea
gradului de protecție termică a elementelor anvelopei clădirilor, a cunoscut o evoluție
particulară, al cărui scop era ameliorarea economiei de energie și în același timp
satisf acerea exigențelor de performanță în ceea ce privește confortul termic.
În perioada anterioară anului 1973 în România erau în vigoare reglementările de
protecție termică traduse din limba rusă. Pentru rezistența totală la transfer termic , R 0
valorile prev ăzute erau:
– 0,88… 1,06 m2·K/W pentru pereți;
– 1,18…1,73 m2·K/W pentru acoperiș.
În mod surprinzător, în anul 1973 sunt impuse valori diminuate pentru gradul de
protecție termică a elementelor de închidere de aproximativ 26,4%, la o temperatură
interioară de referință t i = 20oC (figura 2.8).
00.20.40.60.811.21.41.61.8Ro,necPERETI EXTERIORI ACOPERISURI
zone climatique I
zone climatique II
zone climatique III
Fig. 2.8 – Valorile rezistenței termice R o 1970 – 1984
Această situație se explică prin inerția birocratică a sistemului care aplic ă norme
elaborate înainte de debutul crizei mondiale a petrolului, chiar dacă realitatea era cu totul
alta.
Abia în anul 1978 în România au fost modificate câteva reglementări. În acest
mod, temperatura interioară de referință a fost micșorată la T i = 18oC și valorile lui R 0
vor fi:
– 1,16… 1,25 m2·K/W pentru pereți;
– 1,46…1,63 m2·K/W pentru acoperiș .
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
30
În mai multe țări europene, încă din 1976 reglementările privind gradul de izolare
termică erau modificate. De exemplu, R 0 era:
– 1,20… 1,80 m2·K/W pentru pereți (figura 2.9);
– 1,30…1,4 m2·K/W pentru acoperiș (figu ra 2.10).
Aceste valori au fost majorate în perioada 1980 -1985, ajungând la R 0 = 1,8…3,8
m2·K/W.
00.511.522.533.54
Danemark
France
Italie
Norvège
Pays -Bas
R.F.A
Royaum …
Suède
Russie
R.D.A
RoumanieRo,necPERETI
avant oct.1975
en 1976
recommandé
Fig. 2.9 – Valorile R 0 pentru pereți exteriori
0123456
Danemark
France
Italie
Norway
Pays -Bas
R.F.A
Royaume …
Suède
Russie
R.D.A
RoumanieRo,necACOPERISURI
avant oct.1975
en 1976
recommandé
Fig. 2.10 – Valorile R 0 pentru acoperișuri
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
31
În România, 1984 reprezintă anul care a adus o remarcabilă schimbare în ceea ce
privește normele, prin adoptarea coeficientului global de izolare termică G [W/m3·K].
Sunt impuse valori normate pentru G N = 0,315…0,610 W/m3·K, ceea ce corespunde unor
valori de 102…200 kWh/m2·an pentru consumul specific.
Abia în 1997, prin noile reglementări, este impusă utilizarea soluțiilor pentru
elementele de construcție, cu un grad de protecție termică superior.
Este impus termenul R’ – rezistența termică specifică cor ectată medie a clădirii,
pentru fiecare tip de element, ale cărui valori sunt:
– 1,40 m2·K/W pentru pereți exteriori;
– 3,00 m2·K/W pentru planșee peste ultimul nivel;
– 1,65…4,50 m2·K/W pentru planșee la partea inferioară;
– 0,50 m2·K/W pentru tâmplăria exterioar ă.
În prezent valorile gradului de protecție termică R o sunt mărite mai mult :
– 2,5…3,2 m2·K/W pentru pereți exteriori;
– 3,60…4,20 m2·K/W pentru planșee peste ultimul nivel;
– 3,0…5,0 m2·K/W pentru planșee la partea inferioară;
– 0,62 m2·K/W pentru tâmplăria exterioară.
Aceste valori se diminuează foarte mult în calcului rezistenței R’ datorită prezenței
punților termice în elementele anvelopei.
Prin urmare, din punct de vedere a normelor tehnice, gradul de protecție termică
impus clădirilor din România, con duce la consumuri energetice în sectorul terțiar, situate
aproape de valorile preconizate în țările europene.
În ceea ce privește producerea și consumul energetic, trebuie făcută observația că
datele oficiale publicate înainte de 1990 nu pot fi luate în co nsiderare decât cu un grad
mare de aproximare a situației economice reale. Astfel, consumul uzual al populației era
afectat de întreruperi frecvente în alimentarea cu energie electrică și termică, mai ales în
timpul iernii. Astfel, temperatura efectivă a a erului interior scădea în mod frecvent până
la valori situate în jurul a 10 -110C.
După 1990 situația s -a schimbat în mod radical, cifrele publicate reflectând destul
de precis realitatea.
În tabelul 2.1 [38] sunt prezentate evaluările referitoare la consum ul de energie
termică și electrică din perioada de după schimbarea regimului.
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
32
Notă: datele statistice disponibile au fost publicate în 2003 și fac referință la 2002 .
Tab. 2.1 – Consum energetic național 1980 – 2002
Consum energetic național
U.M. 1980 1985 1990 1992 1995 1997 2000 2002
Consum
energetic totale 109 MJ 911,1 934,3 548,5 827,9 988,6 1314,6 1176,7 1158,4
Energie
electrică mil kWh 63900 71200 58558 49178 42817 33913 30354 31784
Energie
termică 1012Kcal 163,7 161,9 65,9 142,5 92,05 125,7 90,17 106,16
Valorile din tabel reflectă evoluția contradictorie a României. Pe de o parte,
căderea bruscă a economiei de la mijlocul anilor ’90 a influențat consumul de energie
electrică, mai ales în industrie. Pe de altă parte, diminuare a consumului de e nergie
termică a fost determinat ă (în afara variațiilor cli matice) de sărăcirea populației în special
în mediul urban, care fiind în imposibilitatea de a plăti facturile pent ru energie din ce în
ce mai mari a redus consumul, iar în unele cazuri a condus p ână la renunțarea la încălzire
și la apă caldă menajeră .
Fig. 2.11 – Evoluția consumurilor specifice de energie termică pentru încălzirea clădirilor
de locuit colective
Un alt fenomen de masă a fost renunțarea, în aglomerările urbane , la alimentarea
cu energie termică de la sistemul de încălzire centralizat și montarea în apartamente a
centralelor individuale pe gaz. Această ultimă soluție a redus consumul de căldură (figura
2.11) și valoarea facturii aferente, dar cu efecte negative asupra mediului și a echilibrului
hidraulic a rețelei de încălzire urbană [23].
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
33
Montarea centralelor individuale a avut ca efect pozitiv faptul că unii proprietari
de apartamente au ameliorat protecția termică a locuințelor, ceea ce a constituit un
exempl u bun pentru restul populației.
Astfel, o serie de proiecte pilot, realizate în România, au demonstrat că se poate
asigura un nivel acceptabil pentru confortul termic cu un consum energetic diminuat cu
20-25%, care a fost cuplat cu un iluminat adecvat cu o putere instalată diminuată de 4 -5
ori.
Un studiu științific realizat pentru țările recent integrate în UE [ 35] sau candidate,
indică resurse importante în ceea ce privește potențialul de conservare a energiei (figura
2.12).
0%10%20%30%40%50%60%70%
Bulgarie
Slovaquie
Roumanie
Tchèque Rép
Lettonie
Pologne
Estonie
Hongrie
Lituanie
Slovénie
Fig. 2.12 – Potențialul de conservare a energiei
Din perspectiva integr ării europene, România se confruntă cu două probleme
majore: pe de o parte diminuarea severă a rezervelor de energie, ceea ce implică importuri
din ce în ce mai mari, iar pe de altă p arte un fond locativ cu performanțe energetice
reduse.
În România, strategiile pentru realizarea eficienței energetice în clădiri a u ca
model, în linii generale, modelul țărilor europene de zvoltate. Rom ânia trebuie să reducă
emisiile cu 8% față de nivelul anului 1989. Așadar, Rom ânia iși poate atinge viitoarea
țintă doar dacă se iau măsuri de eficiență energetică.
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
34
2.5. Potențialul de eficientizare al clădirilor din România
Cea mai răspandită metodă de izolare termică a pereților este acoperirea la exte rior
cu un strat de polistiren. Polistirenul, ca toate materialele, este caracterizat de o
conductivitate termică (o constantă a materialelor masurată în W/m·K ), care în general
este scrisă pe ambalaj. Această conductivitate termică, în raport cu grosimea, determină
coeficientul de transfer termic. Între polistirenul expandat și cel extrudat, nu există o
diferență considerabilă a conductivității termice [31].
După cum s -a arătat, clădirile de locuit existente în România au o izolare termică
scăzută, inferi oară cerințelor standardelor actuale, lucru ce conduce la consumuri mari de
energie în exploatare. Pentru a avea o imagine de ansamblu asupra performanțelor
energetice ale clădirilor de locuit existente în România, se arată în figura 2. 13. graficul de
variație a consumului specific anual de căldură pentru încălzire, pe tipuri reprezentative
de clădiri, în funcție de indicele de formă (compactitate) al clădirii; indicele de formă al
clădirii reprezintă raportul dintre aria anvelopei clădirii, în m2 și volumu l clădirii, în m3.
Fig. 2. 13 – Consumul specific anual de căldură pentru încălzire al c lădirilor de locuit din
România
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
35
Pe baza analizelor și măsurătorilor efectuate, exper ții consider ă prioritar ă
reabilitarea termic ă concertat ă pentru blocurile de lo cuințe existente în mediul urban,
deoarece:
– numai pentru încălzirea și asigurarea apei calde menajere a blocurilor cuplate la
sistemul urban de termoficare se atribuie 37 -49% din consumul final total de energie
al sec torului popula ției din Rom ânia;
– blocuri le tipizate au o pondere de 72% din fondul de locuin țe existente în mediul
urban;
– circa 58% din blocurile existente (2,4 milioane apartamente) construite înainte de
anul 1985, ar necesita în pre zent interven ții de reabilitare și modernizare
termotehnic ă [22].
O comparație recentă cu normativele țărilor din UE și câteva din țările foste
comuniste este prezentată în tabelul 2.2. Valorile mari ale coeficienților de transfer termic
U pentru pereți și acoperiș corespunzând Germaniei și Spaniei se datorează inclu derii în
calcul a suprafețelor vitrate și nu numai a celor opace.
Tab. 2.2 – Izola ții termice
Desi s -ar părea ca țara noastră a atins un nivel performant în reglementările aflate
în vigoare, la nivelul UE, se estimează că, pâna în anul 2010, există pe ntru clădiri un
potențial de economisire a energiei pentru încălzire, apa caldă, aer -condiționat sau
iluminat de circa 22% din consumul prezent. Acest potențial de economisire este definit
ca reprezentând investi țiile în tehnologie eficient ă energetic avân d o perioadă de
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
36
recuperare de cel mult 8 ani și permițând o rată de recuperare mare comparativ cu
investițiile alternative, inclusiv cu investițiile în producția de energie. După cum s -a arătat
în Raportul asupra Progresului în Schimbarea Climatică din E uropa, această cifră s -a
bazat pe ipoteza unei rate normale de modernizare și reabilitare pentru clădirile existente,
o creștere anuală netă de 1,5% în stocul de clădiri, precum și o utilizare din ce în ce mai
mare de noi tehnologii în clădiri [23].
Pentru a unifica modul de abordare a consumurilor energetice în sectorul clădirilor
și a putea compara performanțele acestora, a fost elaborat standardul European EN 832 și
EN ISO 13790 – care stau la bază metodelor simplificate de calcul a necesarului de
căldur ă. Scopul acestor abordări unitare a fost acela de a îndeplini prevederile directive
CE 91/2002 a Parlamentului European privind introducerea obligativității certificatului
energetic al clădirilor, din care să reiasă eficiența consumului energetic [2].
În scopul stabilirii unei metodologii comune privind certificarea energetic ă a
clădirilor, consumul de energie al locuin țelor este considerat în UE ca baz ă pentru
stabilirea clasific ării și formatului etichetei energe tice. Astfel, clasa A corespunde celor
mai bune performan țe și tehnologii adoptate pentru casa pasiv ă al carei consum în energie
primar ă pentru încălzire, ap ă caldă, ventilare și iluminare înregistrat în Suedia, Germania
și Fran ța, a fost de cca. 30 kWh/m2.an. Clasa inferioară G, corespunde consum ului de
peste 200 kWh/m2an, energia primară, corespunzător normelor în vigoare în UE. Între
clasa A și clasa G se înscriu celelalte clase energetice cu consumuri diferite.
Prin Ordonan ța de urgen ță a Guvernului nr.18 din 2009, s -a stabilit ținta
consumului anual specific pentru încălzire sub 100 kWh/m2.an, odat ă cu data de
01.01.2011 intervenind obligativitatea ca proprietarii apartamentelor din blocurile de
locuin țe să pună la dispozi ție la închiriere sau v ânzare, a Certificatului de Performan ță
Energetic ă. Practic nu se mai pot încheia acte imobiliare v ânzare/cump ărare f ără
Certificatul de Performan ță Energetic ă al clădirii, conform metodologiei MC 001/2006
elaborat ă în conformitate cu prevederile Legii 372/2005.
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
37
2.6. Termostatarea și echilib rarea hidraulică a instalației interioare
Fig. 2.14 – Robinet termostatic cu cap de reglaj cu lichid termosensibil
Robinetele termostatice (figura 2.14) sunt destinate reglării individuale a
temperaturii dorite în fiecare cameră, ele mențin ând temper atura din interiorul camerei la
valoarea setată de utilizator, prin controlul debitului de agent termic care intră în radiator.
Ele permit asfel controlul individual al func ționării fiec ărui corp de încălzire, obținându-
se nu numai un confort sporit prin a justarea temperaturilor conform necesit ăților din
fiecare încăpere, dar și o important ă economie de energie.
Func ționarea robinetului se bazeaz ă pe un senzor special, plasat în capul de reglaj.
Capul termostatic, este un ansamblu care utilizează energia s urselor de căldură din
cameră și menține la o valoare constantă setată de ocupantul camerei, temperatura
interioară, fără a folosi altă sursă de energie auxiliară; (de ex. energie electrică). Este
practic un termostat de cameră care compară temperatura int erioară măsurată cu cea
dorită de locatar și care se setează cu ajutorul scalei gradate inscripționate pe capul
termostatic, și în funcție de comparația făcută, închide sau deschide robinetul, micșorând
sau mărind, dupa caz, debitul agentului termic din ra diator. Senzorul termostatic este
prevăzut cu un sistem pe baz ă de burduf, umplut cu lichid sau gaz, sensibil la
temperatur ă. Acesta se dilat ă / contract ă corespunzator cre șterii respectiv sc ăderii
temperaturii, ac ționând prompt ventilul de pe corpul de încălzire și astfel control ând
debitul de agent termic. Senzorul termostatic permite reglarea temperaturii în intervalul
6°C – 28°C. O temperatură considerată optimă pentru majoritatea utilizatorilor este cea
de 20°C, corespunzătoare gradației 3 de pe robin etele termostatice. În acest mod se
utilizeaz ă sursele secundare de c ăldură (soare, camere învecinate, aparate electrocasnice,
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
38
prezen ța persoanelor, etc.) pentru atingerea temperaturii dorite , fapt care conduce la
economisirea energiei termice date de ca lorifere.
Totodat ă se pot face adapt ări ale cheltuielilor pentru încălzire la bugetul disponibil
prin limit ări ale func ționării caloriferelor în diverse încăperi și pe diverse perioade de
timp, f ără a necesita debran șări. Scăderea temperaturii alese cu 1° C duce la economii de
6% din costurile încălzirii. De asemenea, se poate alege un regim de func ționare a
caloriferelor cu protec ția împotriva înghe țului, cu o importan ță deosebit ă pe perioada în
care nu se dore ște încălzirea încăperilor respective.
Control ul consumului de căldură și obținerea în apartament a temperaturii de
confort, diferențiată eventual pe încăperi, în funcție de destinația fiecăreia dintre acestea,
se realizează dotând fiecare radiator cu câte un robinet termostatat, adică un robinet cu
două căi pe care se montează un cap termostatic. Reglajul realizat este un reglaj de tip P,
adică proporțional. Practic, este cea mai sigură și mai eficientă soluție de reglare a
temperaturii camerei încălzită cu ajutorul radiatoarelor.
Avantajele majore a le utiliz ării echipamentului sunt reprezentate de menținerea
temperaturii interioare de confort și realizarea unei foarte importante economii de energie
termică, prin închiderea robinetului radiatorului, c ând temperatura interioară atinge
valoarea dorită. Deci nu este suficient doar repartitorul de costuri care ne indică consumul
ci mai este necesar și robinetul termostatat care controlează temperatura și limitează
consumul.
Privit din punctul de vedere al plătitorului, putem spune că este chiar mai
import ant robinetul termostatat, pentru că de fapt acesta este elementul de limitare a
consumului din punct de vedere energetic și elementul de reglaj al temperaturii.
Cei mai importanți parametri ai robinetului termostat, cei care diferențiază clar pe
calități diferitele mărci, sunt hysteresis -ul, adică diferența de temperatură interioară între
deschiderea și închiderea robinetului, timpul de reactive, cursa nominal ă a robinetului,
rezistența la încovoiere, timpul de viață, influența căderii de presiune pe robin et asupra
preciziei funcționării acestuia, influența temperaturii agentului termic și ultimul dar nu și
cel din urmă, zgomotul prin robinet, produs de un debit prea mare.
În momentul când avem de -a face cu un robinet termostatat care are hysteresis
mare, t imp de reacție mare, influența mare asupra preciziei reglajului datorată presiunii și
temperaturii agentului termic, atunci controlul temperaturii interioare este alterat,
temperatura de confort se atinge foarte greu sau în anumite cazuri nu se atinge, ech ilibrul
termic în jurul temperaturii setate este prea fragil iar economia de energie nu se mai
realizează [32].
Robinetele cu reglaj termostatic modific ă debitul de agent termic care trece printr –
un corp încălzitor în func ție de temperatura aerului. Modifi carea de debit aparută la unul
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
39
dintre consumatori se resimte în tot sistemul hidraulic. Sistemul reacționează la
perturbația introdusă, autoechilibrându -se, însă la alte debite decât cele nominale,
normale [13].
Modul în care sistemul hidraulic reacțione ază la modificări ale debitelor de fluid la
unul sau la mai mulți consumatori poate fi caracterizat prin „stabili tatea hidraulică” a
sistemului. Aceasta reflectă con cepția sistemului hidraulic din faza de proiectare. Astfel,
alegerea unor viteze mai mari decât cele re comandate pe tronsoanele principale și o
dimensio nare mai larg ă a celor secundare, de racordare a con sumatorilor, poate produce
dezechilibre inacceptabi le în cazurile în care debitele masice la consumatori variază
(instalații cu robinete de reglaj cantitativ au tomate, instalații la care se închid anumiți
consuma tori, etc.). Alegerea corectă a diametrelor (vitezelor) alături de prevederea unor
dispozitive active de re glare zonale (pentru instalațiile cu robinete automate de reglaj la
radiator) permit obținerea unor fluctuații mici ale debitelor de fluid din sistem [20].
Sistemele de încălzire la care reglajul calitativ centralizat este suplimentat printr –
un reglaj cantita tiv automat local la radiator sau la intrarea în rețea ua de aparta ment,
trebuiesc dotate suplimentar cu dispozitive automate de reglare a parametrilor hidra ulici
ai fluidului (de exemplu vane automate de presi une diferențială constantă montate la baza
coloane lor, vane de descărcare – pentru limitarea superioa ră a pre siunii diferențiale pe
anumite porțiuni din sis tem, pompe cu turație variabilă etc.).
Sistemele de încălzire colective din clădirile con dominiale, în configurația lor
actuală, sunt sisteme la care diferențele față de debitele de fluid proiectate pot fi f oarte
mari. Introducerea sistemelor de regla re cantitativ ă local ă cu robinete cu termostat
mărește și mai mult aceste dezechilibre.
Anularea funcțion ării unor consumatori (prin închi derea voită a robinetelor – în
perioade de vacanță sau pentru economie, prin decuplarea – „debranșa rea”- de la sistemul
centralizat de alimentare cu căl dură) produce același tip de dereglare în repartiția
debitelor de fluid din sistemele interioare de încălzi re [7]. Pentru o instalație interioară de
încălzire clasică, de la care se deconectează o parte din consumatori (situație echivalentă
cu închiderea robinetelor anu mitor consumatori), micșorarea debitelor necesare se traduce
printr -o mărire a diferențelor de presiune (și deci a debitelor în circulație prin radiatoare).
De asemenea, în funcție de poziția acestor consumatori în sistem, pot apărea
circuite care „scurtcircuitează” restul instalației, prin care vor trece debite mai mari decât
cele normale, în detrimentul restului de insta lație.
Influența acestei dereglări pe ntru aceste sis teme nu poate fi micșorată decât prin
corecta dimen sionare a diametrelor și prin montarea unor vane de reglare (cu reglaj fix și
automate) pe diferite porți uni din sistem (baza coloanelor etc.).
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
40
Func ționarea „dereglat ă” a sistemelor exis tente, din punct de vedere hidraulic, este
accentuat ă:
– de lipsa organelor fixe de reglaj (sau de lipsa regla jelor acolo unde există
armăturile), de depu nerile de rugină, piatră, nămol etc., (care au micșorat dia –
metrele efective și caracteristicile sistem ului);
– de modific ările parametrilor fluidului la punctul de racord (debit, presiune
diferen țială);
– de introducerea sistemelor active (automate) de reglaj local (de ex emplu robinete
cu termostat) în sis temele pasive (practic func ționând cu debite con stant e), fără
prevederea dispozitivelor zonale au tomate de reglare a re țelei de distribu ție;
– anularea debitelor prin anumi ți consumatori ( închideri de radiatoare, deconect ări
de la re țeaua public ă etc.).
Funcționarea hidraulică corectă a unei rețele inte rioare colective de alimentare cu
căldură dintr -o clă dire condominială presupune:
– existența debitului necesar de agent termic și a presiunii diferențiale minime în
punctul de racord (de branșament) la rețeaua exterioară de alimen tare cu căldură
sau la centra la termică de clădire;
– dimensionarea corectă a rețelei interioare de dis tribuție din punct de vedere a
repartiției debite lor între consumatori și a stabilității hidraulice a instalației;
– lipsa obturărilor produse de piatr ă și impurit ăți;
– existența și cor ecta reglare a dispozitivelor fixe de reglare hidraulică (robinete de
echilibrare hidrau lică la radiator, la baza coloanei, la punctul de ra cord etc.);
– existența și corecta reglare a dispozitivelor active (automate) de reglare hidraulică
(vane de reglare automată a presiuni i diferențiale la baza coloanei etc.), mai ales
dacă sistemul de încălzire este pre vazut cu organe automate de reglaj cantitativ (de
exemplu robinete cu termostat).
În concluzie, f uncționarea „dezechilibrată” a unui sistem inte rior de încălzire
colectiv poate fi produsă deci atât de decuplarea unor consumatori (prin debranșare sau
prin închiderea robinetelor), cât și prin utilizarea ro binetelor cu reglaj automat activ (de
exemplu robinete cu termostat) [4].
Pentru rezolvarea acestui t ip de „dezechilibra re” hidraulică trebuie acționat prin
introducerea unor pierderi de sarcină suplimentare prin robinete de re glare (cu reglaj fix)
plasate la baza coloanelor (în une le cazuri acestea există). Efectele „dezechilibrării” di –
namice produsă de acțiunea robinetelor cu reglaj ter mostatic plasate într -o instalație cu
repartitoare de costuri nu poate fi compensată prin robinetele cu re glaj fix, fiind necesară
introducerea unor organe de reglaj automate, la baza coloanelor [12].
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
41
Rețeaua exter ioară de alimentare cu căldură (care aparține furnizorului sau
distribuitorului de energie termică) este de asemenea influ ențată de schim barea regimului
hidraulic de la consumatorii de uti lități: reglarea acestora este sarcina furnizorului și este
efectu ată de obicei la începutul fiecărui sezon de încălzire.
2.7. Concluzii parțiale
Izolarea unui apartament vechi, care presupune izolarea pereților cu polistiren,
montarea de tâmplarie termoizolantă poate reduce consumul de energie cu până la 50%,
la cir ca 100 kWh/m²·an.
Majoritatea locuințelor din România depășesc un consum de energie termică de
200 kWh/m²·an, potrivit analizelor realizate la fundamentarea actelor normative privind
certificarea energetică, fapt ce le înscrie în clasa energetică D.
În ca drul programului de reabilitare termică susținut de stat, se folosește polistiren
de 10 centimetri care este un bun izolator termic. Un strat de 10 centimetri de polistiren
face mai mult decât un rând în plus de cărămizi. Un perete izolat are o rezistență termică
de 3,8 m²K/W, față de un peret e de cărămidă simplu, neizolat, care are o rezistență de
doar 0.63 m²K/W.
Într-un studiu recent realizat se arată că în cazul unui apartament cu trei camere
izolat termic se realizează o economie de circa 823 euro pe a n, adică peste 41000 euro pe
perioada de viață a locuinței. Pe durata de viață a unui apartament situat în clasa
energetică A (consum de pană la 70 kWh/m²·an), valoarea totală a economiilor la factură
de întreținere reprezintă până la 31% din valoarea apar tamentului.
Termopanul reduce consumul cu 30%. Rezistența termică în cazul termopanului
este de 0.71 m² K/W, față de doar 0.4 în cazul unei ferestre duble din sticlă. Prin utilizarea
unei foi de sticlă de joasă emisivitate rezultă reducerea drastică a pierd erilor de căldură,
coeficientul de transfer al căldurii (pierderile de căldură) se micșorează de la 2.7 W/ m²K
până la 1.4 W/ m²K.
În Rom ânia, fondul construit existent cuprinde în majoritate construcții
neperformante din punct de vedere energetic, determinâ nd degajări importante de agenți
poluanți chimici și termici.
Problemele majore în ceea ce privește descoperirea surselor de finanțare, impun
stabilirea priorităților și a măsurilor de reabilitare și de modernizare energetică a clădirilor
având performanț e energetice modeste.
În țara noastră , pentru satisfacerea exigențelor impuse de aceste tipuri de proiecte
europene este necesară implicarea tuturor specialiștilor din domeniul clădiri (energie,
Capitolul 2 – Reabilitarea termic ă a cl ădirilor racordate la sistemul centralizat de
alimentare cu căldură
42
construcții, arhitectură, planificare urbană, furnizori de utilități, i nstituții financiare etc.)
printr -o abordare integrată și unitară la nivel local și regional, dar cu impact la nivel
european.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
43
CAPITOLUL 3
MODELAREA COMPORTAMENTULUI TERMIC DINAMIC AL
SISTEMULUI CLĂDIRE -INSTALAȚIE DE ÎNCĂLZIRE.
REGLAJUL TERMIC CALITATIV CENTRALIZAT
3.1. Scurtă introducere
Clădirile încălzite în timpul sezonului rece sunt sisteme termice cu dou ă
componente fizice, acestea fiind cl ădirea propriu -zisă și instala ția de încălzire central ă din
dotarea acesteia. Între cele do uă componente fizice exist ă însa deosebiri de care s -a ținut
seama în lucrarea de fa ță. Ne referim la faptul c ă dacă instala ția de încălzire central ă este
o component ă fizică pentru care tratarea în regim termic sta ționar este admisibil ă, nu
acela și lucru se poate spune și despre cl ădire, pentru care tratarea în regim termic
nesta ționar se impune de multe ori chiar dac ă încălzirea cl ădirii se face în regim continuu.
3.2. Stabilirea modelelor matematice
Ținând seama de faptul c ă la încălzirea central ă reglarea temperaturii agentului
termic se face totu și cu intermiten ță, în func ție de temperatura exterioar ă s-a propus
pentru cl ădire un model de regim termic nesta ționar.
Astfel cl ădirea, s -a considerat a fi un sistem termic cu dou ă componente masive
acestea fiind: masivitatea exterioar ă (anvelopa cl ădirii) și masivitatea interioar ă (pere ții
interiori și plan șeele care despart nivelele între ele). Fiecare dintre cele dou ă masivit ăți
menționate s -a considerat caracterizat ă de c âte o temperatur ă reprezentati vă, e și
respectiv i.
Acest sistem termic func ționeaz ă între dou ă poten țiale termice , acestea fiind
temperatura de intrare a agentului termic în instala ția de încălzire central ă și temperatura
exterioar ă. Temperaturile reprezentative pentru acest sistem termic se vor a șeza pe
valorile de echilibru astfel încât la fiecare moment bilan țurile termice specifice s ă fie
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
44
asigurate. Dat e fiind solicit ările termice variabile , temperaturile reprezentative men ționate
vor avea un comportament termic dinamic și fluxurile termice livrate sistemului și
disipate de c ătre acesta , vor avea de asemenea valori variabile în timp.
S-au scris bilan țurile termice specifice fiec ărei componente a sistemului , s-au
prelucrat ecua țiile de bilan ț și s-a stabilit modelul matematic aferent comportamentului
dinamic al sistemului analizat. Rezolvarea modelului matematic s -a făcut numeric și s-au
prezentat grafic rezultatele ob ținute. De asemenea s -au prezentat grafic și o serie de date
experimentale ob ținute prin m ăsuratori în cadrul u nui sistem de încălzire districtual ă și s-
a făcut o analiz ă comparativ ă vizând calibrarea modelului matematic.
o Bilan țuri termice
Așa cum s -a men ționat, se scriu bilan țurile termice de regim sta ționar pentru
fiecare din componentele cl ădirii, si stemul c onstruc ție-instala ție de încălzire central ă. În
principal bilan țurile termice descrise se vor referi la masivitatea interioar ă și masivitatea
exterioar ă a clădirii, pentru instala ția de încălzire fiind suficient un b ilanț termic de regim
staționar.
Bilan țul termic nesta ționar, aferent masivit ății interioare:
ddc V tVnctRS
RSt F Sk
i
PI PI PI i e a aa ai e
FEFE
i e
PEPE
i T CI CI CI
36002
(3.1)
Bilan țul termic nesta ționar, aferent masivit ății exterioare:
ddc V tRS
RSe
PE PE PE e e
PEPE
e i
PEPE 2 2 (3.2)
În rela ția (3.1) apare factorul F CI care permite expri marea fluxului t ermic livrat de
către instala ția de încălzire. Punerea în eviden ță a acestuia are la baz ă bilan țul termic în
regim sta ționar a instala ției de încălzire central ă [14].
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
45
Bilan țul termic global al instala ției de încălzire:
ml CI CI R T t Sk ttc W (3.3)
sau:
i Ri TR T
CI CI R T
ttttttSk ttc W
ln (3.4)
Rezult ă de aici:
CICI CI
i Ri TNTUc WSk
tttt
ln (3.5)
Se define ște factorul E CI ca fiind:
i Ti R
CI CIttttNTU Eexp (3.6)
În condi ții nominale avem:
0 00 0
0 0exp
i Ti R
CI CIt tt tNTU E (3.7)
unde:
0 00 0
0ln
i Ri T
CIt tt tNTU (3.8)
Valorile curente pentru NTU CI și ECI se pot exprima în func ție de valorile lor nominale:
00
00
0 00
WWkkNTUWW
kk
c WS k
c WSkNTUCI CI
CI
CICI CI CI CI CI
CI (3.9)
iar:
00
0
00
0 exp expWWkk
CI CI
CI CI CICI CI
EWWkkNTU NTU E
(3.10)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
46
Factorul F CI se define ște din exprimarea puterii termice emise de i nstala ția de
încălzire sub forma:
i T CI CI CI ml CI CI tt FSk t Sk (3.11)
de unde:
CICI
CICI
i Tml
CIEE
NTUE
tttFln1 1
(3.12)
în consecin ță rezult ă:
00
0000
1
WWkkNTUEF
CI CI
CIWWkk
CI
CICI CI
(3.13)
unde:
3.0
0 0
mlml
CICI
tt
kk (3.14)
în condi ții nominale:
1
0 00 0
0 00 0
00
00
0 lnln1 1
i Ri T
i TR T
CICI
CICI
CIt tt t
t tt t
EE
NTUEF (3.15)
Revenind acum la rela țiile ( 3.1) și (3.2), din prelucrarea acestora rezult ă sistemul de
ecuații diferen țiale liniare de ordinul 1:
e a aa a
FEFE
T CI CI CI e
PEPEi a aa a
FEFE
PEPE
CI CI CI
PI PI PIi
t Vnc
RStFSkRSVnc
RS
RSFSk
c V dd
3600236002
1
(3.16)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
47
e
PEPE
i
PEPE
e
PEPE
PEPE
PE PE PEetRS
RS
RS
RS
c V dd2 2 2 21
(3.17)
Capacitatea de transfer termi c a instala ției de încălzire se define ște din bilan țul
termic global al cl ădirii în regim nominal, adic ă:
0 0 0 03600e i a aa a
FEFE
PEPE
i T CI CI CI t Vnc
RS
RSt F Sk
(3.18)
Relațiile ( 3.16) și (3.17) formeaz ă un sistem de dou ă ecuații diferen țiale liniare
pentru care se propune o metod ă de rezolvare numeric ă [15]. Se identific ă mai int âi
constantele de timp și făcând nota țiile:
;
2 ;
2 ;
3600; ;
2 ;
2 2;
36002
PEPEPE PE PE
Tete
PEPEPE PE PE
Tei
a aa a
FEFEPI PI PI
TiteCI CI CIPI PI PI
Tici
PEPEPI PI PI
Tie
PEPE
PEPEPE PE PE
Tea aa a
FEFE
PEPE
CI CI CIPI PI PI
Ti
RSc VC
RSc VC
Vnc
RSc VCF S kc VC
RSc VC
RS
RSc VCVnc
RS
RSF S kc VC
(3.19)
Cu aceste nota ții sistemul de ecua ții diferen țiale devine:
;1 1 1;1 1 1 1
e
Tetei
Teie
Teee
TiteT
Ticie
Tiei
Tii
tC C C ddtCtC C C dd
(3.20)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
48
o Rezolvarea numeric ă
Sistemul ( 3.20) se poate scrie sub forma matricial ă:
eT
TeteTite Tici
ei
Te TeiTie Ti
ei
tt
CC C
C CC C
dd
101 1
1 11 1
(3.21)
Se fac nota țiile:
;101 1
;1 11 1
TeteTite Tici
Te TeiTie Ti
CC CB
C CC CA
(3.22)
și ecua ția diferen țială matricial ă (3.21) se scrie:
eT
ei
ei
ttB Add
(3.23)
Pentru rezolvare se aplic ă metoda n umeric ă ce presupune cunoa șterea de valori
discrete pentru func țiile t T și te [15]. Aplicarea metodei conduce la determinarea tot a unor
valori discrete pentru elementele vectorului temperaturilor necunoscute. Aplicarea
metodei transform ă ecuația diferen țială într-o ecua ție algebric ă recurent ă. În consecin ță se
obține ecua ția algebric ă recurent ă:
11 1
1
j eT
j eT
iei
jei
ttB AFIttB AEF E
(3.24)
unde:
1001; exp
1
IAEI FA E
(3.25)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
49
Pentru stabilirea temperaturii de retur s -a utilizat rela ția:
i CI T CI R E tE t 1 (3.26)
o Analiza în regim sta ționar
Aceea și problem ă a fost tratat ă și în regim sta ționar at ât în ceea ce prive ște
instala ția dar și în ceea ce prive ște clădirea.
Relațiile de bilan ț termic sunt asem ănătoare cu cele de regim nesta ționar cu
preci zarea c ă de aceast ă dată lipsesc termenii care exprim ă varia ția cantit ății de c ăldură
aferent ă celor dou ă masivi tăți.
Astfel:
– bilanțul termic aferent spa țiului interior:
036002
i e a aa ai e
FEFE
i e
PEPE
i T CI CI CI
tVnctRS
RSt F Sk
(3.27)
– bilanțul termic aferent componentei exterioar e:
0 2 2 e e
PEPE
e i
PEPEtRS
RS (3.28)
Din rela ția (3.28) rezult ă că temperatura caracteristic ă masivit ății exterioare este
media aritmetic ă între temperatura interioar ă și temperatura exterioar ă. În consecin ță
diferen ța între e și i va fi jum ătate din diferen ța între temperatura exterioar ă, te și
temperatura interioar ă, i. Ținând sema de aceast ă relație (3.27) devine:
03600
i e a aa a
FEFE
PEPE
i T CI CI CI t Vnc
RS
RSt F Sk
(3.29)
Rezult ă:
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
50
a aa a
FEFE
PEPE
CI CI CIe a aa a
FEFE
PEPE
T CI CI CI
i
Vnc
RS
RSF Skt Vnc
RS
RStF Sk
36003600
(3.30)
Pentru stabilirea temperaturii de retur se utilizeaz ă tot relația (3.26).
Dat fiind c ă la rezolvarea numeric ă din cadrul modelului teoretic nesta ționar
operarea cu matrici implic ă anumite complica ții, s-a căutat utilizarea unui mediu de
programare adecvat și acesta a fost mediul SCILAB [16].
3.3. Validarea experimentală a modelului matematic
În figura 3.1 se prezint ă graficul varia ției în timp a temperaturilor reprezentative
pentru sistemul analizat. A șa cum s -a men ționat valorile date au fost pentru temperatura
de intrarea a agentului termic în instala ția de încălzire și pentru temperatura exterioar ă. În
fig. 3.1 acestea sunt reprezentate de linia ro șie și respectiv linia albastr ă. Între ele se
găsesc, în ordine de sus în jos: linia temperaturii agentului termic la ie șirea din instala ția
de încălzire (cu mov), linia temperaturii interioare (cu negru) și linia temperaturii
reprezentative pentru masivitatea exterioar ă (cu verde). În abscisa diagramei este timpul
exprimat în ore, iar în ordonat ă sunt temperaturile exprimate în șC.
0 200 400 600 800 1000 1200-20-100102030405060708090
te (oC)
tT (oC)
ti (oC)
tp (oC)
tR (oC)
tis (oC)
tRs (oC)
tRe (oC)
Fig. 3.1 – Graficul varia ției în timp a temperaturilor reprezentative pentru sistemul
analizat (comparativ teoretic – experimental)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
51
Vom trece în revist ă pe scurt liniile prezentate în fig. 3.1 pentru a putea comenta
comparativ rezultatele teoretice și experimentale – [25]; [26].
Linia ro șie – linia temperaturilor agentului termic la intrarea în instala ția de
încălzire – valorile prelevate din experiment și date de intrare pentru modelul teoretic;
Linia verde – linia temperaturilor agentului termic la ie șirea din instala ția de
încălzire – valori prelevate din experiment;
Linia neagr ă (suprapus ă practic peste linia mov) – linia temperaturilor agentului
termic la ie șirea din instala ția de încălzire – valori rezultate teoretic – modelul
nesta ționar;
Linia mov (suprapus ă practic peste linia neagr ă) – linia temperaturilor agentului
termic la ie șirea din instala ția de încălzire – valori rezultate teoretic – modelul sta ționar;
Linia neagr ă (suprapus ă peste linia galben ă) – linia temperaturilor interioare –
modelul teoretic nesta ționar;
Linia galben ă (suprapus ă peste linia neagr ă) – linia temperaturilor interioare –
modelul teoretic sta ționar;
Linia verde – linia temperaturilor reprezentative pentru masivitatea exterioar ă a
clădirii (modelul teoretic nest aționar);
Linia albastr ă – linia temperaturilor exterioare (valori experimentale și date de
intrare pentru modelul teoretic).
Compararea rezultatelor teoretice cu cele experimentale trebuie f ăcută urmărind
liniile temperaturilor agentului termic la ie șirea din instala ția de încălzire. Se observ ă
alura perfect asem ănătoare a celor dou ă linii, linia valorilor experimentale fiind pu țin
superioar ă celor teoretice (modelul sta ționar sau nesta ționar). Diferen ța permite calibrarea
corect ă a modelului teoretic, mai precis identificarea valorii corecte pentru num ărul de
unități de transfer termic aferent instala ției de încălzire a cl ădirii.
O a doua compara ție se poate face între liniile temperaturilor de ie șire a agentului
termic din instala ția de încălzire, corepunz ătoare modelelor teoretice staționar și
nesta ționar. Se observ ă practic o suprapunere a celor dou ă linii (mov și neagr ă). Acest
fapt atest ă posibilitatea utiliz ării modelului teoretic de regim sta ționar în utilizarea unor
rezultate referitoare la instala ția de încălzire.
De asemen ea o compara ție util ă se poate face între liniile temperaturilor interioare
aferente modelelor teoretice de regim sta ționar și nesta ționar. Se observ ă că linia
temperaturilor interioare corespunz ătoare modelului teoretic sta ționar (linia galben ă)
atestă fluctua ții mari, inexistente practic într-o clădire încălzită continuu pe perioada
sezonului rece. Linia temperaturilor interioare corespunz ătoare modelului teoretic
nesta ționar (linia neagr ă) este o linie mult mai neted ă corepunz ătoare unui comportament
întâlnit frecvent în clădirile cu regim de încălzire continu ă [16] .
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
52
3.4. Concluzii parțiale
Modelul de tratare a l comportamentului termic în regim nesta ționar a l sistemului
termic format din cl ădire și instala ția de încălzire aferent ă caracteriz ând cl ădirea prin
două temperaturi reprezentative masivit ății interioare și respectiv masivit ății exterioare , s-
a dovedit a fi un model bun în special în ceea ce prive ște urm ărirea temperaturii interioare
aferent ă clădirii investigate dar și în ceea ce prive ște tempe ratura agentului termic și
puterea termic ă livrat ă de instala ția de încălzire.
Utilizarea în paralel a unor date experimentale este absolut necesar ă în vederea
calibr ării mode lelor teoretice, pentru ca apoi în continuare, modelele teoretice s ă poată fi
utilizate într-o multitudine de situa ții efective de exploatare, unde este necesar ă evaluarea
asigur ării confortului termic din spa țiile încălzite ale cl ădirii și totodat ă evaluarea
consumului energetic necesar. Modelul teoretic nesta ționar va putea fi utili zat și în cadrul
încălzirii intermitente a cl ădirilor.
3.5. Simularea comportamentului termic dinamic al clădirii. Programul utilizat și
metoda elaborate
Mediul de progamare SCILAB reprezint ă un pachet de programe dedicat
calculului numeric și reprezen tărilor grafice în diverse stiin țe și în inginerie precum și
simul ărilor stocastice. Cu ajutorul acestuia se pot efectua calcule elementare, opera ții
vectoriale și matriceale c ât și reprezent ări grafice de curbe și suprafe țe. De asemenea,
programul reprezi ntă un mediu de realizare a calculelor numerice pentru c ă dispune de o
serie de metode uzuale cum ar fi rezolvarea sistemelor liniare, calculul valorilor și
vectorilor prop rii, rezolvarea ecua țiilor diferen țiale, a sistemelor neliniar e, a algoritmilor
de optimizare etc.
Programarea s -a elaborat sub forma unui fișier care conține o succesiune de
instrucțiuni SCILAB , cu posibilitatea apelării unui alt fișier ce a conținut datele de intrare
prelevate din experiment pentru iarna 2007 – 2008 de la BL.A7 în cazul I (CNR / INR),
bloc dimensionat la parametrii de proiectare inițiali .
În continuare se prezint ă datele de intrare reprezentând datele pe care programul
le primește prin intermediul unui fișier cu date prelevate experimental și cele de ieșire, pe
care urm ează să la genereze prin executarea instrucțiunilor introduse.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
53
Date intrare:
– masiv it. int.;
– masivit. ext. ;
–
;
–
;
Date de ie șire:
–
;
–
;
–
.
Modelul presupune dou ă temperaturi reprezentative pen tru cl ădire, o temperatur ă
aferent ă masivit ății interioare și o temperatur ă aferent ă masivit ății exterioare.
Temperatura aferent ă masivit ății interioare este reprezentativ ă și pentru aerul interior.
Pornirea se face prin scrierea bilanțurilor termice în r egim nestaționar pentru cele 2
masivități menționate. Astfel, fluxul termic primit de masivitatea interioară la suprafața ei
este consumat în întregime pentru variația cantității de căldură a masivității interioare.
Acest flux este însă diferența dintre fl uxul termic livrat de corpul de încălzire și fluxurile
termice transferate de aerul interior la masivitatea exterioară și cel pentru încălzirea
aerului exterior infiltrat.
A doua ecuație de bilanț termic exprimă faptul că suma fluxurilor termice
transmise de la aerul interior și de la aerul exterior către masivitatea exterioară se
regăsesc în variația cantității de căldură a masivității exterioare.
Ecuațiile de bilanț termic de regim nestaționar au fost prelucrate și a rezultat un
sistem de două ecuații di ferențiale liniare de ordinul 1.
Rezolvarea propusă este numerică. S -a lucrat cu mărimi specifice, adică raportate
la suprafața utilă.
Secțiunile principale ale liniilor de program elaborate sunt descrise pe grupe,
succint:
Se introduce explicit lista de e lemente.
Date generale :
– densitatea medie a peretelui exterior (1700 kg/mc);
– căldura specifică perete exterior (J/kg.K);
– densitate masivitate interioar ă (900 kg/mc);
– căldura specific ă masivitate interioar ă (J/Kg.K);
– densitatea aerului (kg/mc);
– căldura speci fică a aerului (J/kg.K).
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
54
Date clădire:
– a = lungimea cl ădirii (m);
– b = lațimea cl ădirii (m);
– h = înălțimea unui nivel (m);
– n = număr niveluri ( -);
– f_pe = procentul de perete exterior din totalul anvelopei ( -);
– d_pe = grosimea medie a pere ților exteriori ( m);
– aa = lungimea camerei (m);
– bb = lățimea camerei (m).
Date instala ția de încălzire central ă:
– tt0 = 95; temperatura tur nominală (oC);
– tr0 = 75; temperatura retur nominală (oC);
– ti0 = 20; temperatura interioara nominală (oC);
– te0 = -15; temperatura exte rioara nominal ă (oC).
Se completează secțiunea de generare prin i nstrucțiuni și funcții:
– parametrii calculați instalație -clădire ;
– rezultă suprafețe specifice și masivități și capacități specifice;
– date rezisțente termice;
– capacitatea de transfer termic sp ecific ă a instala ției de încălzire;
– capacitatea de transfer aferent ă aerului interior ;
– calculul constantelor de timp;
– definirea matricilor A și B;
– pasul de timp;
– se determină matricile C, E, I, F, G si H ;
– se stabilire ște starea de regim staționar la moment ul ini țial;
– se porne ște procesul de func ționare nesta ționar. R ezulta relația matricial ă
recurent ă;
– se definește vectorul termen liber compus din elementele tT și te, fiecare dintre
cele două elemente sunt serii de timp având valorile care trebuiesc stabili te acum;
Problema este că vectorul temperaturilor necunoscute, teta_i și teta_e trebuie să fie
la fiecare pas de timp integrat într -o matrice a temperaturilor necunoscute pentru ca apoi
aceasta să fie reprezentată grafic. La fel trebuie procedat și cu ve ctorul temperaturilor
externe care sunt date, adică tT și te.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
55
– se definesc seriile de timp ;
– se definesc ti și tp;
– se introduce temperatura interioară de regim staționar;
– se introduce în continuare și temperatura de retur de regim sta ționar ;
– se definesc p arametrii reprezentării gr afice (culori, dimensiune linii etc.);
– se realizează un fișier db.txt (data_base) care conține parametrii orari prelevați din
experiment, mai exact temperatura agentului termic la intrarea în instala ția de
încălzire [
și temperatura exterioară [
].
Lansarea în execuție a programului realizat, program ce definește modelarea
comportamentului termic în regim nesta ționar , conduce la reprezentarea grafică
comparativă a rezultatelor teoretice în raport cu cele ex perimentale , aceste date fiind
prezentate în debutul capitolului.
3.6. Reglajul termic calitativ pe circuitul secundar
Fluctua ția de putere termic ă a consumatorilor alimenta ți de un punct termic se
datoreaz ă a dou ă cauze bine definite:
– aplicarea reglaju lui termic datorit ă modific ării temperaturii exterioare de -a lungul
perioadei de încălzire;
– apari ției aporturilor exterioare și/sau interioare de c ăldură.
S-a considerat c ă cele doua tipuri de cauze privind modificarea puterii termice
cerute de consumator i se diferen țiază principial.
Astfel, primul tip este previzibil și implica țiile asupra sistemului primar sunt
anticipate prin modificarea temperaturii agentului termic primar ( în cazul reglajului
calitativ) sau a debitului de agent termic primar ( în cazu l reglajului cantitativ).
Al doilea tip reprezint ă o modificare imprevizibil ă a puterii termice la care punctul
termic r ăspunde întotdeauna printr -o modificare a debitului de agent termic primar și
bineânțeles, prin modificarea temperaturii de r etur prima r.
Prin reglajul termic calitativ înțelegem acordul centralizat al temperaturii agentului
termic cu temperatura exterioară astfel încât să se poată livra spre spațiile încălzite puteri
termice în acord cu pierderile de căldură ale acestor spații spre mediu l exterior.
Stabilirea curbelor de reglaj termic calitativ se face utilizând bilanțurile termice în
regim staționar ale instalației de încălzire și spațiilor încălzite. Se determină din ecuațiile
de bilanț, temperaturile de ducere și întoarcere ale agentul ui termic în funcție de
temperatura exterioară. Procedând în acest fel s -au stabilit și utilizat următoarele expresii
ale reglajului termic calitativ:
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
56
e i e Re i e T
ttEB ttttEEB tt
0 20 2
11111 (3.31)
unde:
001
0210
0011
01
01
110 1 exp
ere
mlr re i
tt
GGP Bttt
SS
GGP BttB E
(3.32)
unde :
0 00 00 0
0 0 00 0 00 0 0
ln
i Ri TR T
i m mle i eR T
t tt tt tt t ttt tt tt
(3.33)
Temperaturile nominale au valorile :
tT0 / tR0 / ti0 / te0 = 95 / 75 / 20 / -15 °C
– „P” este un factor caracteristic al construcției prin care se ține seama de proporția între
capacitatea de transfer termic prin transmisie și cea prin infiltrare și exfiltrare de aer.
Pentru majoritatea construcțiilor colective factorul P ia valori în general în domeniul
0.80 … 0.90. Valoarea lui este funcție de ponderea infiltrațiilor efective în raport cu
ponderea infiltrațiilor considerate la dimensionare. În cazul studiului de față s-a lucra t
cu P = 1.
– „” este un coeficient caracteristic corpurilor de încălzire, valoarea sa fiind între 0.28
si 0.33. Pentru acest studiu s -a adoptat valoarea = 0.3.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
57
Curbe Reglaj Termic Calitativ
2030405060708090100
-15 -10 -5 0 5 10
te (°C)tT, tR (°C)tT
tR
Fig. 3. 2 – Grafic reglaj termic calitat iv pentru agentul termic secundar
tT – temperaturile agentului termic pe tur; tR – temperaturile agentului termic pe retur
În tabelul de mai jos (tab.3.1) se prezintă numeric valorile temperaturilor de reglaj
calitativ pentru câteva temperaturi exterioare reprezentative.
Tab. 3.1
te (°C) tT (°C) tR (°C)
-15 95.00 75.00
-10 86.27 69.13
-5 77.26 62.98
0 67.90 56.47
5 58.07 49.50
10 47.57 41.85
Cea mai importantă dintre cele două curbe este curba temperaturii de tur a
agentului termic. Curba temperat urii de retur este realizabilă mai mult sau mai puțin , în
funcție de modul de funcționare al sistemului construcție – instalație în condițiile
solicitărilor variabile (fig.3.2) .
Acordarea temperaturii agentului termic cu temperatura exterioară s -a consider at
că se face o singură dată pe zi, temperatura exterioară de reglaj fiind temperatura minimă
a zilei, temperatura ce apare pe la ora 5 -7 dimineața.
În condițiile concrete de climă considerate pentru analiza pe care o întreprindem în
cazul studiat , valori le temperaturilor de reglaj termic calitativ sunt cele prezentate în
tabelul 3.2 :
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
58
Tab. 3.2
Luna Temp.
Exterioară
Minimă (°C) Temp. de Reglaj
Calitativ (°C)
Octombrie 5.1 57.87
Noiembrie 1.3 65.40
Decembrie -1.6 70.94
Ianuarie -3.6 74.68
Februarie -4.1 75.61
Martie 0.3 67.33
Aprilie 6.5 55.01
Dat fiind că pe parcursul zilei temperatura exterioară variază, stabilirea stării de
echilibru a sistemului se realizează diferit în funcție de gradul de dotare al instalației de
încălzire. Astfel dacă instala ția de încălzire centrală este dotată cu robineți termostatici
atunci ea este capabilă să modeleze puterea termică livrată de către corpurile de încălzire
după necesarul momentan, conform cu temperatura interioară setată. Dacă însă instalația
de încălzire centrală nu este dotată cu robine te termostatic e, atunci ea nu are capacitatea
de a își modela livrarea puterii termice și în consecință punctul de echilibru al sistemului
(în speță temperatura interioară) se va modifica continuu pe parcursul perioadei de
încălzire.
Prin introducerea sistemelor de automatizare care realizează funcțiile de
monitorizare și comandă la distanță sau locală, s -a urmărit creșterea eficienței punctului
termic, implementarea funcției de reglare apărând ca o necesitate în cadrul sist emului de
automatizare existent. Aceast ă funcție trebuie să realizeze asigurarea unui debit constant,
a agentului primar, o temperatură constantă a acestuia, precum și menținerea unei
presiuni constante pe retur. Regimul de reglare trebuie să asigure respe ctarea diagramei
temperaturii agentului primar față de temperatura exterioară prin comenzi ușoare și
rapide.
3.6.1. Cazul reglajului centralizat mixt
Reglajul centralizat mixt (cantitativ -calitativ) se practic ă în sitemele de alimentare
cu căldură din țările Europei de vest și nord, el fiind luat în considerare încă din faza de
dimensionare a re țelelor de transport a agentului termic primar. Prin reglajul termic
centralizat mixt înțelegem p ăstrarea constant ă a temperaturii de tur agent primar pentru
un an umit interval al temperaturilor exterioare și reglarea debitului de agent termic primar
în cadrul acestei perioade. C ând modificarea de debit primar impune sc ăderea acestuia la
o valoare sub 50% din valoarea nominal ă a lui se trece la o nou ă treapt ă de tem peratur ă a
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
59
agentului primar corespunz ătoare temperaturii exterioare respective și bine înțeles, valorii
nominale a debitului agent termic primar. Se continu ă în acest fel p ână ce întreg domeniul
de temperaturi exterioare între –15 oC și +10 oC se împarte în subdomenii în care
temperatura agentului termic primar se men ține constant ă.
Stabilirea subdomeniilor de temperatur ă exterioar ă în care temperatura tur a
agentului termic primar se men ține constant ă, s-a realizat pe baza model ării proceselor de
transfer termic în cadrul punctului descrise în debutul capitolului . În fig. 3.3 se prezint ă
situa ția reglajului termic mixt (cantitativ -calitativ) în ceea ce prive ște varia ția
temperaturilor agen ților termici primar și secundar. Studiul s -a efectuat pe varianta d e
dimensionare t TP0 = 130 oC, t RP0 = 80 oC, t TS0 = 90 oC, t RS0 = 70 oC.
Reglaj primar mixt
020406080100120140
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15te(oC)(oC)tTS (oC)
tRS (oC)
tTP (oC)
tRP (oC)
Fig. 3. 3 – Temperaturi agent termic primar și secundar
Se observ ă că au rezultat 4 subdomenii de temperatur ă exterioar ă, inegale ca
întindere, care se scurteaz ă odată cu apropiere a de temperatura exterioar ă de +10oC. Pe
secundar se practic ă reglajul termic calitativ adic ă numai corec ția permanent ă a
temperaturii agentului termic secundar cu temperatura exterioar ă. Se observ ă că sfârșitul
subdomeniilor de temperatur ă exterioar ă sunt cauzate și de r ăcirea maxim ă a agentului
termic primar (foarte aproape de temperatura returului secundar).
O imagine mai concret ă asupra acestor temperaturi o avem în tabelul 3.3.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
60
Tab. 3.3
Te (oC) tTS (oC) tRS (oC) tTP (oC) tRP (oC)
-15 90 70 130 80
-13 86.759 67.902 130 75.405
-11 83.482 65.767 130 71.23
-9 80.165 63.593 130 67.424
-7 76.805 61.376 130 63.939
-5.01 73.398 59.113 130 60.727
-4.99 73.398 59.113 101.97 66.255
-3 69.94 56.797 101.97 61.478
-1 66.425 54.425 101.97 57.295
1 62.845 51.988 101.97 53.593
1.99 61.029 50.744 101.97 51.89
2.01 61.029 50.744 81.601 55.886
4 57.337 48.195 81.601 50.955
6 53.556 45.556 81.601 46.828
6.99 51.627 44.198 81.601 44.993
7.01 51.627 44.198 66.484 47.913
8 49.669 42.812 66.484 45.226
9 47.67 9 41.393 66.484 42.862
10 45.653 39.939 66.484 40.758
Asociat cu valorile prezentate ale temperaturilor agen ților termici, se prezint ă în
fig. 3.4 varia ția debitelor de agent termic primar și secundar. Dac ă pe secundar debitul de
agent termic r ămâne ne schimbat, pe primar acesta se modific ă după cum este prezentat în
fig. 3.4.
Variatia Debitelor
0.40.50.60.70.80.911.1
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15
te (0C)(-)rGS
rGP
Fig. 3. 4 – Debite agent termic primar și secundar
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
61
Tab. 3.4
te (oC) rGS rGP
-15 1 1
-13 1 0.864
-11 1 0.754
-9 1 0.662
-7 1 0.584
-5.01 1 0.516
-4.99 1 1
-3 1 0.811
-1 1 0.672
1 1 0.561
1.99 1 0.513
2.01 1 1
4 1 0.746
6 1 0.575
6.99 1 0.507
7.01 1 1
8 1 0.806
9 1 0.665
10 1 0.555
O sc ădere mai mare de 50% a debitului de agent termic pe primar nu este
justificat ă atât din punct de vedere termic c ât și din punct de vedere hidraulic (dat e fiind
dificult ățile de echilibrare a re țelei de transport) [24].
3.6.2. Fluctuațiile de puteri termice la consumatori datorită aporturilor interne și
externe de căldură
Așa cum s -a men ționat, la modificarea imprevizibil ă a puterii termice punctul
termic r ăspunde întotdeauna printr -o modificare a debitului de agent termic primar și prin
modificarea temperaturii returului primar, dac ă bineânțeles temperatura turului primar se
menține conform reglajului termic calitativ. Mod ificarea puterii termice la consumator
datorit ă aporturilor imprevizibile de c ăldură se traduce prin modificarea debitului de
agent termic secundar prin intermediul robine ților termostatici și consumului de ap ă
caldă.
Pe baza ecuațiilor de bilanț se determ ină modific ările debitului de agent termic
primar în corela ție cu modific ările de debit pe agentul termic secundar (vezi fig. 3.5).
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
62
rGP=f(rGS)
00.20.40.60.811.2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
rGSrGP
Fig. 3. 5 – Influenta variatiei debitului agentului secundar asupra debitului de agent primar
Se observ ă din fig. 3.5 că modific ările de debit de agent termic secundar implic ă
modific ări chiar ceva mai mari asupra debitului de agent termic primar. Aceste modific ări
de debit se asociaz ă însă cu sc ăderi ale temperaturii returului primar dup ă cum se observ ă
din fig. 3.6. Pe secundar temperaturile agentului termic r ămân neschimbate, adic ă
confor me reglajului termic calitativ.
Din fig. 3.6. se observ ă că scăderea temperaturii returului agentului termic primar
nu este foarte accentuat ă, ea fiind limitat ă de valoarea temperaturi i returului pe secundar.
În fig. 3.6 se exemplific ă acest lucru pentru temperaturile exterioare : -15 oC, 0 oC și +10
oC.
Temperaturi retur primar
0102030405060708090
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
rGS(oC)te=-15
te=0
te=+10
Fig. 3. 6 – Temperaturi retur agent termic primar
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
63
În tabelul 3.5 se prezint ă valorile numerice ale modific ărilor de debit de agen t
termic secundar și ale valorilor temperaturilor returului agentului termic primar [24].
Tab. 3.5
rGS rGP tRP (oC)
te=-15 te = 0 te = +10
1 1 80 58.929 42.796
0.9 0.858 77.565 57.539 42.1
0.7 0.621 73.624 55.286 40.974
0.5 0.424 71.098 53.843 40.253
0.3 0.25 70.086 53.264 39.963
0.1 0.083 70 53.215 39.939
3.7. Randamentul de reglare al instalațiilor interioare de încălzire centrală
Asigurarea permanentă a unui climat interior care să respecte condițiile de confort
termic normat se face de r egulă cu un consum de căldură excedentar, superior celui
efectiv necesar spațiului încălzit. În capitolul de față se prezintă cazurile de bază în care
este oportun să se facă o evaluare a diferențelor care există între consumurile de energie
termică livrat e de către instalațiile de încălzire și consumurile necesare efectiv ale
spațiilor deservite de către respectivele instalațiile de încălzire centrală. Raportul dintre
cele două categorii de consumuri de căldură definește randamentul de reglare al instalați ei
de încălzire centrală, randament care depinde în mod esențial de gradul de dotare al
instalației de încălzire cu robinete termostatice .
În continuare se prezintă modul de analiză a 4 cazuri frecvent întâlnite în
majoritatea centrelor urbane din țară:
Cazul clădirii nereabilitat ă nici pe parte de construcție , nici pe parte de instalație;
Instalațiile fiind nemodernizate (deci fără posibilitate de reglare), aporturile de
căldură interioare și exterioare conduc la ridicarea temperaturii interioare.
Instalația de încălzire dimensionată și reglată conform graficului de reglaj calitativ
ridică temperatura interioară de la valoarea temperaturii exterioare la valoarea
temperaturii interioare normate – ti0, în continuare ridicarea făcându -se datorită
aporturil or de căldură;
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
64
Cazul clădirii nereabilitat ă pe parte de construcție însă modernizată pe parte de
instalație;
Instalația de încălzire centrală fiind modernizată este reglabilă și în consecință se
poate profita de aporturi, adică instalația de încălzire r idică temperatura interioar ă
până la o valoare intermediară (de echilibru) între temperatura exterioară și
temperatura interioară normată, în continuare ridicarea temperaturii făcându -se pe
seama aporturilor de căldură;
Cazul clădirii reabilitat ă pe parte de construcție însă nemodernizată pe parte de
instalație;
Se va considera clădirea reabilitată pe parte de construcție însă având suprafața de
încălzire dinainte de a fi reabilitată și alimentată cu agent termic conform
graficului de reglaj termic calitati v uzual. Dată fiind suprafața de încălzire
excedentară în cazul clădirii reabilitate, asociată cu graficul de reglaj termic
calitativ uzual și cu o instalație de încălzire nemodernizată , rezultă o temperatură
interioară superioară valorii normate chiar în absența aporturilor de căldură . Dacă
însă clădirea beneficiază și de aporturile de căldură (interioare și exterioare) atunci
rezultă o creștere suplimentară a temperaturii interioare. Dacă nu există aporturi de
căldură atunci randamentul de reglare este su bunitar însă ceva mai apropiat de
unitate. Însă dacă suntem în situația obișnuită cu aporturi de căldură atunci rezultă
un randament de reglare subunitar mai scăzut.
Cazul clădirii reabilitată pe parte de construcție și modernizată pe parte de
instalație;
Dacă și instalația de încălzire este modernizată și deci reglabilă rezultă o reducere
importantă de consum energetic clasic pe baza excedentului de suprafață și a
aporturilor [10].
Să vedem cum se stabilesc temperaturile interioare în fiecare din cazuri. Mai
înainte de a trece la discutarea fiecăruia din cazurile prezentate , se va face prezentarea a
trei aspecte preliminare și anume:
– Stabilirea expresiilor factorilor derivați, E și F, din numărul de unități termice
pentru o instalație de încălzire c entra lă NTU;
– Dimensionarea unei instalații de încălzire centrală;
– Stabilirea expresiilor de reglaj termic calitativ pentru o instalație de încălzire
centrală.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
65
o Stabilirea expresiilor factorilor E și F:
Se scrie bilanțul termic global al instalației de încălz ire:
ml R T tSk ttc W (3.34)
unde, aici, cu W s -a notat debitul volumic de agent termic vehiculat (m3/s).
sau:
i Ri TR T
R T
ttttttSk ttc W
ln (3.35)
Rezultă de aici:
NTUc WSk
tttt
i Ri T
ln (3.36)
Se definește factorul E ca fiind:
i Ti R
ttttNTU Eexp (3.37)
În condiții nominale avem:
0 00 0
0 0exp
i Ti R
t tt tNTU E (3.38)
unde:
0 00 0
0ln
i Ri T
t tt tNTU (3.39)
Valorile curente pentru NTU și E se pot exprima în funcție de valorile lor nominale:
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
66
00
00
0 0 WWkkNTUWW
kk
c WSk
c WSkNTU (3.40)
iar:
00
0
00
0 exp expWWkk
EWWkkNTU NTU E
(3.41)
Factorul F se definește din exprimarea puterii termice emise de instalația de încălzire sub
forma:
i T ml ttFSk tSk (3.42)
de unde:
EE
NTUE
tttF
i Tml
ln1 1
(3.43)
în consecință rezultă:
00
0000
1
WWkkNTUEFWWkk
(3.44)
unde:
3.0
0 0
mlml
tt
kk (3.45)
în condiții nominale:
1
0 00 0
0 00 0
00
00
0 lnln1 1
i Ri T
i TR T
t tt t
t tt t
EE
NTUEF (3.46)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
67
o Dimensionarea unei instalații de încălzire centrală
Obiectivele dimensionării unei instala ții de încălzire centrală sunt determinarea
suprafeței instalației de încălzire (S) și a debitului nominal de agent termic (W 0).
Punctul de pornire este bilanțul termic staționar global, în condiții nominale:
0 0 0 0 0 0 0 0 0 e i i T R T ttGV t tFSk t tc W
(3.47)
Din egal itatea termenilor 2 și 3 din relația (3. 47) rezultă:
VkGCVkG
t tt t
t ttt
FkGV
t tttS
i Ri T
R Te i
i Te i
01
0 0 00 0
0 00 0
0 0 0 00 0ln (3.48)
Din egalitatea termenilor 1 și 3 din relația (3. 47) rezultă:
VcGCVcG
t tttW
R Te i 2
0 00 0
0 (3.49)
o Stabilirea relațiilor de reglaj termic calitativ
Reglajul termic c alitativ are ca obiectiv stabilirea temperaturilor agentului termic: t Tr
și t Rr în funcție de temperatura exterioară te. Pornind de la bilanțu l termic în regim
staționar:
e i i Tr ttGV ttFSk 0 0 (3.50)
rezultă:
e i Tr tFSkGVtFSkGVt
0 1 (3.51)
Însă cum în condiții de reglaj termic calitativ:
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
68
0
0 0 0 1 1kkE c WE c WFSk
(3.52)
rezultă expresia temperaturii de tur de reglaj:
e kk i kk Tr t
E c WGVt
E c WGVt
0 0
0 00
0 0 1 11
(3.53)
Temperatura de retur de reglaj rezultă ca fiind:
0 0 00 01ikk
Trkk
Rr t E t E t (3.54)
În aplicațiile practice efectuate s -a ținut seama de faptul că:
0 00 0
0 e iR T
ttt t
c WGV
(3.55)
În continuare se poate trece la discutarea fiecăruia dintre cele 4 cazuri prezentate.
3.7.1. Cazul clădirii nereabilitată pe parte de construcți e și nemodernizată pe parte
de instalații interioare
Acesta este cazul majoritar al clădirilor din centrele urbane din România racordate
la sistemul centralizat de alimentare cu căldură. Pentru ele instalația de încălzire centrală
a fost dimensionată con form precizărilor făcute mai înainte, iar reglajul termic este cel
calitativ uzual pr ezentat de asemenea mai înainte.
Așa cum s -a precizat reglajul termic calitativ nu ține seama de aporturile de
căldură interioare (degajări de căldură interioare) și exter ioare (datorită radiației solare),
aporturi care sunt aleatoare și diferite de la o categorie de spații la alta. Acest fapt face ca,
de regulă, pe întrega clădire să apară o ridicare a temperaturii interioare, dat fiind că
instalația nu este dotată cu robi nete termostatice. Obiectivul principal urmărit în acest
paragraf este de a stabili valoarea la care se va ridica temperatura interioară în această
situație.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
69
Se va pleca de la bilanțul termic în regim staționar pentru clădire și pentru
instalația de încă lzire centrală. Astfel:
Bilanț termic construcție:
e i a i Tr ttGV ttFSk (3.56)
Bilanț termic instalație încălzire:
i Tr R Tr ttFSk ttc W 0 (3.57)
Prelucrând relația (3. 56) rezultă:
FSktFSkGVttFSkGVa
e Tr i
1 (3.58)
Facând prelucrări în continuare se obține:
GVFSktta
i i0 (3.59)
unde:
FSkGVtFSkGVt te Tr i 10 (3.60)
Se va ține seama de faptul că:
011
0 00 0
kk
e iR T
E ttt t
FSkGV
(3.61)
Rezolvarea practică presupune un calcul iterativ prin actualizarea coeficientului
global de transfer termic al suprafeței de încălzire, k, utilizând relația ( 3.45). Pentru
aceasta este necesar de a calcula la fiecare iterație și temperatura de retur t R. Utilizând
relația ( 3.57) se obține pentru temperatura agentului termic pe retur exp resia:
i Tr R tc WFSktc WFSkt
0 01 (3.62)
unde în această situație în care W = W 0 și:
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
70
0
0
01kkEc WFSk
(3.63)
Ținând seama de valorile menționate în SR 4839/1997 cu privire la valorile medii
lunare ale temperaturilor exterioare, pe de o parte și de valoarea normată a temperaturii
interioare pe de altă parte, se poate prezenta grafic o imagine a desfășurătorului diferenței
de potențial termic între mediul interior înc ălzit și cel exterior.
Se prezintă în fig. 3. 7 în continuare graficul te mperaturii exterioare și interioare pe
parcursul sezonului de încălzire în ipotez a unor aporturi nule de căldură.
Fig. 3.7 – Variația temperaturilor de -a lungul celor 7 luni clasice de sezon de încălzire
pentru orașul București
Tio – temperatura inte rioară; te – temperatura exterioară medie lunară pt. București
Până în momentul de față nu s -a pomenit nimic de aporturile gratuite de căldură,
care după cum este cunoscut sunt de două tipuri: aporturi interne și aporturi externe. După
cum a fost prezenta t la stabilirea reglajului termic calitativ, nu s -a ținut seama de existența
aporturilor gratuite, fapt normal datorită aspectului fluctuant aleatoriu al acestora.
În situația clădirilor din această categorie, respectiv clădiri nereabilitate pe parte de
construcție și pe parte de instalații interioare, apariția aporturilor gratuite, interioare și
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
71
exterioare conduce la o majorare a temperaturii interioare datorită incapacității instalației
interioare de încălzire de a își diminua fluxul termic livrat c ătre spațiul încălzit și deci de
a profita de apariția aporturilor de căldură.
În situația în care însă, instalația de încălzire este nereabilitată și aporturile de
căldură interioare și exterioare există, temperatura interioară devine superioară valorii
norm ate după cum se prezintă în fig. 3. 8.
Fig. 3.8 – Variația temperaturilor de -a lungul celor 7 luni clasice de sezon de încălzire
pentru orașul București
tio – temperatura interioară; te – temperatura exterioară medie lunară pt. București;
tia – temper atura interioară realizată datorită lipsei de adaptabilitate a instalației la
solicitările climatice variabile
În situația în care reglajul termic calitativ se face după clădirile din categoria 1,
consumul de căldură este maxim dat fiind că blocul este ne reabilitat pe parte de
construcție și pe parte de instalații. Din punct de vedere al evalu ării teoretice, trebui e spus
că reglajul termic centralizat este potrivit situației însă nu se profită de aporturile
exterioare și interioare dată fiind existența vec hilor robinete netermostatice, rezultând o
ridica re a temperaturilor interioare.
Temperaturile exterioare prezentate în grafic reprezintă valori convenționale
standardizate ce se găsesc în normativele în vigoare (STAS 4839) [10].
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
72
3.7.2. Cazul clădirii nereabilitată pe parte de construcție dar modernizată pe parte
de instalații interioare
Clădirile considerate în aceast ă clasă sunt a șa cum s -a convenit, cl ădiri
nereabilitate pe parte de construc ție însă reabilitate pe parte de instala ții interioare.
Reabilitarea instala țiilor interioare la care facem apel îndeosebi în cadrul acestui capitol,
const ă în echiparea corpurilor de încălzire cu robinete termostatice, fapt care confer ă
instala ției de încălzire capacitatea de a își modula puterea termic ă livrat ă către spa țiul
încălzit în conformitate cu necesarul efectiv de putere termic ă momentan al cl ădirii.
După cum este cunoscut în centrele urbane, asupra clădirilor colective din
domeniul rezidențial au apărut o serie de măsuri de reabilitare -modernizare pe p arte de
instalații cum ar fi: montarea de contoare de căldură generale pe încălzire și pe apă caldă,
izolarea conductelor rețelei de distribuție din subsol, montarea de armături de separare și
golire la baza coloanelor, montarea de contoare de apă individu ale la grupurile sanitare și
spălătoarele de la bucătării, montarea de robinete termostatice și repartitoare de costuri la
corpurile de încălzire. Aceste ultime măsuri luate pe corpurile de încălzire ale instalației
oferă posibilitatea instalației de încăl zire de a menține temperatura interioară constantă în
spațiile încălzite pe valoarea normată, t i0. Numărul blocurilor de locuințe a căror instalații
de încălzire sunt dotate cu robinete termostatice și repartitoare de costuri nu este
deocamdată foarte mare însă numărul lor crește de la an la an.
Instalațiile de încălzire centrală au fost dimensionate conform precizărilor făcute
mai înainte, iar reglajul termic este cel calitativ uzual prezentat de asemenea mai înainte.
Așa cum s -a precizat reglajul termic calitativ nu ține seama de aporturile de
căldură interioare (degajări de căldură interioare) și exterioare (datorită radiației solare),
aporturi care sunt aleatoare și diferite de la o categori e de spații la alta. Dată fiind
echiparea cu robinete termosta tice, local, la fiecare corp de încălzire, în funcție de
intensitatea aporturilor de căldură, apare un reglaj termic cantitativ de această dată care
optimizează puterea termică necesară a fi livrată de către instalația de încălzire.
Obiectivul principal ur mărit în acest paragraf este de a stabili valoarea debitului de
agent termic (W) în această situație.
Se va pleca de la bilanțul termic în regim staționar pentru clădire și pentru
instalația de încălzire centrală. Astfel:
Bilanț termic construcție:
e i a i Tr ttGV ttFSk 0 0 (3.64)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
73
Bilanț termic instalație încălzire:
0i Tr R Tr ttFSk ttc W (3.65)
Ținând seama de relația ( 3.52), se obține prelucrând relația ( 3.64):
0 0 000
1i Tr a e iWWkk
t tc ttGV E W
(3.66)
Relația ( 3.66) fiind o ecuație transcendentă, p ermite printr -un procedeu iterativ
determinarea debitului de agent termic (W). Pe parcursul procesului iterativ este necesară
actualizarea coeficientului global de transfer termic al instalației de încălzire, k, ceea ce
presupune utilizarea relației ( 3.45). Aceasta la rândul ei reclamă determinarea la fiecare
pas de iterație a temperaturii de retur t R.
0 1i Tr R tc WFSktc WFSkt
(3.67)
unde:
00
0 1WWkk
Ec WFSk
(3.68)
În acest caz se poate discuta despre o temperatură interioară intermedia ră (redusă)
până la care ridicarea se face pe baza puterii termice cedate de instalația centrală de
încălzire și de la care ridicarea până la temperatura interioară normată se face pe baza
aporturilor interioare și exterioare de căldură. În literatura de s pecialitate aferentă
auditului energetic al clădirilor, ea poartă denumirea de temperatură exterioară de
echilibru și este temperatura exterioară necesară virtuală pentru care temperatura
interioară ia valoarea normată în absența funcționării instalației d e încălzire. În fig. 3.9 se
ilustrează alura acestei temperaturi intermediare de -a lungul sezonului de încălzire.
Se poate discuta despre un randament mediu anual de reglare al instalației de
încălzire, (η R) ca fiind raportul dintre consumul de căldură afe rent instalației de încălzire
modernizate și consumul de căldură aferent instalației de încălzire nemodernizate. Practic
acest raport între consumurile de căldură menționate revine a fi raportul dintre numărul
anual de grade -zile din cele două situații: su prafața cuprinsă între curba t* a temperaturilor
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
74
interioare intermediare și curba t e a temperaturii exterioare și suprafața cuprinsă între
dreapta orizontală t i0, a temperaturii interioare normate și curba t e a temperaturii
exterioare. Se obțin pentru a cest randament valori cuprinse între: 0.70 si 0.92.
Fig. 3.9 – Diagram ă temperaturi pentru clădire reabilitată numai pe parte de instalație
RCONS
INCQQ (3.69)
Dată fiind reabilitarea instalațiilor se reușește profitarea de aporturile exterioare și
interioare și se face o economie de cca. 15%; trebuie menționată însă și situația efectivă a
unei reduceri de cca. 25 -30% din consumul de căldură prin introducerea robinetelor
termostatice și a repartitoarelor de costuri. Creștere a de cca. 10% se datorează pe de o
parte intervenției oamenilor la robinetele termostatice pentru închidere parțială, iar pe de
altă parte aporturilor interioare neluate în calculul teoretic (unde s -a ținut seama numai
aporturile exterioare, solare) [10].
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
75
3.7.3. Cazul clădirii reabilită pe parte de construcție însă nemodernizată pe parte de
instalații interioare
Clădirile considerate în aceast ă clasă sunt a șa cum s -a convenit, clădiri
nereabilitate pe parte de instalații interioare, însă reabilitate pe parte de construcție. Cu
mult mai puține decât clădirile menționate la cazul 2, au început să apară punctual
anumite clădiri reabilitate pe parte de construcție însă nemodernizate pe parte de
instalații.
Aceste clădiri au rămas cu vechile suprafețe de în călzire care au fost dimensionate
inițial. Ele sunt în etapa actuală excedentare în condițiile în care reglajul termic
centralizat este cel calitativ uzual. Chiar și în absența ocazională a aporturilor de căldură
rezultă o temperatură interi oară superioară valorii normate, cu atât mai mult cu cât există
și aporturi de căldură. Reabilitarea pe parte de construcție la care ne referim in cadrul
acestui capitol, constă în diminuarea coeficientului global de izolare al clădirii G* < G ,
prin mărirea rezistenței t ermice medii a anvelopei clădirii și prin diminuarea la valoarea
normată a numărului de schimburi de aer . În acest fel necesarul propriu -zis de căldură al
clădirii va deveni evident mai scăzut. Dat fiind însă că instalațiile sunt nereabilitate,
puterea ter mică livrată de către instalația de încălzire nu se poate modula în conformitate
cu distribuția fluctuantă în timp a aporturilor gratuite de căldură, ceea ce va conduce la o
discrepanță destul de mare față de necesarul propriu -zis al clădirii reabilitate. Dacă nu
există aporturi de căldură atunci randamentul de reglare este subunitar în să ceva mai
apropiat de unitate.
Însă dacă suntem în situația obișnuită cu aporturi de căldură atunci rezultă un
randament de reglare subunitar mai scăzut în cazul acestui ca z analizat.
Obiectivul este stabilirea valorilor temperaturii interioare în situația în care
aporturile interne și externe de căldură există sau au valoare nulă.
Bilanț termic construcție:
e i a i Tr tt GV ttFSk * (3.70)
Bilanț termic instalație înc ălzire:
i Tr R Tr ttFSk ttc W 0 (3.71)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
76
Prelucrând relația ( 3.70) se obține pentru temperatura interioară expresia:
**
GVFSktta
i i (3.72)
unde:
FSkGVtFSkGVt te Tr i* *
1 (3.73)
Se va ține seama de faptul că:
GG
E ttt t
GG
FSkGV
FSkGV
kk
e iR T*
0 00 0* *
011
(3.74)
Rezolvarea practică presupune un calcul iterativ prin actualizarea coeficientului
global de transfer termic al suprafeței de încălzire, k, utilizând relația ( 3.45). Pentru
aceasta este necesar a se calcula la fiecare iterație și temperatura de retur t R.
Utilizând relația ( 3.71) se obține pentru temperatura agentului termic pe retur
expresia:
i Tr R tc WFSktc WFSkt
0 01 (3.75)
unde în această situație în care W = W 0 și:
0
0
01kkEc WFSk
(3.76)
În fig. 3.10 se prezintă alu ra temperaturilor interioare care se realizează în situația
în care aporturile de căldură sunt nule (
irt – curba verde) și în situația în care sunt diferite
de 0 (
irat – curba mov). Ridicarea temperaturii interioare până la valoarea indicată de curba
verde (
irt ) se face pe baza puterii termice emise de instalația de încălzire, în continuare
ridicarea temperaturii interioare făcându -se pe baza aporturilor de căldură interioare și
exterioare.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
77
Fig. 3.10 – Variația temperaturilor interioare realizate în lipsa adaptabilității funcționării
instalației funcție de climatul exterior
Dată fiind reabilitarea numai pe parte de construcție, se face o economie de cca.
30%. Un sistem de încălzire dimensionat p e 95/75/20 alimentat conform unui reglaj
termic corespunzător acestei domensionări însă aflat într -o casă reabilitată , va livra totuși
puteri termice ceva mai mici decât cele corespunzătoare casei nereabilitate [10].
3.7.4. Cazul clădirii reabilită pe pa rte de construcție și modernizată pe parte de
instalații interioare
Clădirile din această categorie sunt și mai puțin numeroase. Așa cum s -a menționat
suprafața de încălzire este excedentară iar reglajul termic este cel calitativ uzual. Dacă și
instalația de încălzire este modernizată și deci reglabilă rezultă o reducere importantă de
consum enegetic. Obiectivul urmărit este stabilirea debitului de agent termic necesar a fi
vehiculat prin instalația de încălzire.
Bilanț termic construcție:
e i a i Tr tt GV ttFSk 0*
0 (3.77)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
78
Bilant termic instalație încălzire:
0i Tr R Tr ttFSk ttc W (3.78)
Ținând seama de relația ( 3.52), se obține prelucrând relația ( 3.64):
0 0*
000
1i Tr a e iWWkk
t tc tt GV E W
(3.79)
Relația ( 3.79) fiind o ecuație transcendentă, permite p rintr-un procedeu iterativ
determinarea debitului de agent termic (W). Pe parcursul procesului iterativ este necesară
actualizarea coeficientului global de transfer termic al insta lației de încălzire, k, ceea ce
presupune utilizarea relației ( 3.45). Aceast a la rândul ei reclamă determinarea la fiecare
pas de iterație a temperaturii de retur t R.
0 1i Tr R tc WFSktc WFSkt
(3.80)
unde:
00
0 1WWkk
Ec WFSk
(3.81)
În situația în care instalația de încălzire este modernizată prin echiparea cu
robinete termostatice se poate vorbi din nou despre o temperatură interioară intermediară
(redusă) până la care ridicarea temperaturii interioare se face pe baza instalației de
încălzire centrală, în continuare până la dreapta (
iot) de cu loare albastru închis care
semnifică temperatura interioară normată, ridicarea făcându -se pe baza aporturilor de
căldură (vezi fig. 3.11). Curba maro (t*) semnificând temp eratura interioară care s -ar fi
realizat la aporturi de căldură nule dacă instalația de încălzire centrală nu ar fi dotată cu
robinete termostatice , s-a prezentat numai în vederea definirii unui randament de reglare
al instalației de încălzire în această situație.
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
79
Fig. 3.11 – Diagram ă temperaturi pentru clădire reabilitată pe part e de instalație de
încălzire și pe parte de construcție
Se poate discuta și în acest caz despre un randament mediu anual de reglare al
instalației de încălzire, (η R*) ca fiind raportul dintre consumul de căldură aferent
instalației de încălzire modernizat e și consumul de căldură aferent instalației de încălzire
nemodernizate. Practic acest raport între consumurile de căldură menționate revine a fi
raportul dintre numărul anual de grade -zile din cele două situații: suprafața cuprinsă între
curba (t*) a temp eraturilor interioare intermediare și curba (te) a temperaturii exterioare și
suprafața cuprinsă între curba (tir) a temperaturilor interioare care se realizează în situația
în care instalația nu este dotată cu robinete termostatice și curba (te) a tempera turii
exterioare. Se obțin pentru acest randament valori cuprinse între: 0.57 si 0.83 [17].
**
*
RCONS
INCQQ
(3.82)
R R* (3.83)
CONS INC Q Q* (3.84)
Capitolul 3 – Modelarea comportamentul ui termic dinamic al sistemului clădire -instalație de
încălzire . Reglajul termic calitativ centralizat
80
și de regulă:
QINC*< Q INC (3.85)
Este utilă însă o analiză amanunțită asupra relației dintre Q INC* si Q INC.
Valorile economiei energetice de 20 – 50% se datoreaz ă atât aporturilor gratuite
cat si excesului de putere termic ă instalat ă în aceasta situa ție. Existența robinetelor
termos tatice face posibilă o reducere importantă a con sumului energetic. Se profită atât de
izolarea suplimentară cât și de aporturi [10].
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
81
CAPITOLUL 4
ACHIZIȚIA ȘI PRELUCRAREA DATELOR EXPERIMENTALE
4.1. Descrierea instalației de distribuție a agentului termic pe care s -a efectuat
monitorizarea
În cadrul amplelor proiecte de modernizare și reabilitare a sistemelor de alimentare
cu energie termică la nivelul capitalei [33], între anii 2000 -2003 a avut loc derularea
programului START P7L2 în cadrul RADET Bucure ști, program finanțat de Banca
Europeană de Investiții. Acest proiect a avut ca scop implementarea unor sisteme de
automatizare și monitorizare la 24 puncte termice și la consumatorii arondați la acestea.
Datele achiziționate oferă posibilitatea m onitorizării în timp real a întregului
sistem de distribuție energie termică, fiind practic un punct pilot unic actualmente atât în
cadrul RADET București cât și la nivel național, posibilitatea monitorizării în timp real și
a consumatorului final concomit ent cu parametrii de la sursă reprezentând o noutate în
domeniu.
Studiul experimental va prezenta detaliat comportamentul termic al cl ădirilor din
punct de vedere al consumului de energie termic ă, utiliz ând valorile înregistrate de
echipamentele de contor izare pe decursul a 3 sezoane de încălzire succesive .
Vor fi analizate următoarele categorii de blocuri alimentate de la sistemul
centralizat:
– Blocuri nereabilitate pe parte de construc ție și nici pe parte de instala ții;
– Blocuri nereabilitate pe parte de construc ție dar reabilitate pe parte de instala ții;
– Blocuri reabilitate pe parte de construc ție dar nereabiliate pe parte de instala ții;
– Blocuri reabilitate atat pe parte de construc ție cât și pe parte de instala ții.
În acest sens s-a efectuat o analiz ă experimental ă comparativ ă a datel or
achizi ționate de la PT 1 ZONA IV , integral automatizat și ansamblul de 14 blocuri
alimentate de punctul termic, blocuri aflate în situa ții de reabilitare termic ă ce corespund
celor 4 cazuri analizate. Alegerea punctului t ermic și a ansamblului de blocuri s -a făcut pe
baza datelor tehnice, urmărindu -se ca SET și debitele de proiect să fie cât mai apropiate
sau identice.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
82
Punctul termic 1 ZONA IV este situat în Str. Uioara nr. 31 și alimentează 14
blocuri de locuin țe colecti ve. El are capacitatea:
PTQ
= 6.67 Gcal/h ;
Qmax inc = 5,68 MW = 4,88 Gcal/h ;
Qmax acm = 44,75 mc/h = 1,79 Gcal/h ( Δt = 40 grdC) .
Fig. 4.1 – Schemă de principiu instalație punct termic cu o zonă de presiune pentru ap ă
caldă de con sum și o zonă pe încălzire
Schema de funcționare (fig. 4.1) prevede racordarea indirectă a schimbătoarelor de
încălzire, prepararea a.c.c. în 2 trepte, alimentate cu retur primar de la încălzire și injecție
tur primar la treapta a II -a.
Această schemă per mite:
– utilizarea agentului primar direct în schimbătoarele de încălzire, având temperatura
de livrare de la CET, pentru a se putea obține încălzirea spațiilor de la consumatori
la nivel optim permis de debitul și temperatura reală a agentului primar livrat ;
– alimentarea schimbătorului în treapta a II -a pentru praparare a.c.c. cu agent primar
retur de la schimbătoarele de încălzire, amestecat cu injecție de agent primar care
vine direct de la rețeaua exterioară (netrecut prin alt schimbător).
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
83 Reglarea paramet rilor agenților termici produși, respectiv apa caldă pentru
încălzire și apa caldă de consum se face cu o instalație de automatizare la care elementele
de execuție pentru dirijarea agentului primar tur sunt 2 robineți cu acționare electrică, R2I
și R2a car e sunt comandați automat de un regulator numeric pe baza informațiilor primite
de la senzorii de temperatură din exterior și de pe circuitul apei de încălzire respectiv de
la senzorul de tempe ratură de pe circuitul de a.c.c. Componentele echipamentelor de
automatizare ale instalației punctului termic sunt prezentate în ANEXA 9.
Conductele de distribuție agent termic secundar, prin intermediul c ărora punctul
termic alimenteaza cele 14 imobile de consumatori, sunt din OLT 35. Acestea sunt
preizolate cu spumă poliuretanică rigidă și sunt protejate la exterior cu manta din
polietilenă de înaltă densitate, fiind montate îngropat direct în pământ [25] .
4.1.1. Metodele de măsurare și controlul procesului
Măsurarea s -a efectuat pe baza informațiilor primite de la echipamentele din
sistem. Acestea sunt contoarele ultrasonice pentru m ăsurarea energiei termice.
Componentele principale ale contorului ultrasonic pentru măsurarea energiei
termice sunt:
– calculator (integrator electronic) de energie termic ă;
– două traduct oare de temperatur ă – Pt 500;
– traductor de debit cu ultrasunete;
– tronson pentru înlocuire.
Calculatorul electronic de energie termică primește la intrare semnalele
proporționale cu temperaturile pe tur și pe retur (de la cele două termorezistențe), precum
și semnalul proporțional cu debitul agentului termic (de la traductoarele de debit cu
ultrasunete) și în funcție de acestea, calculează și afișează energia termică cedată în
circuitul respectiv.
Principiul de măsurare se bazează pe măsurarea debitului vol umic prin metoda
ultrasonică. Un semnal ultrasonic parcurge un spațiu dat într -un fluid aflat în mișcare.
Sondele ultrasonice emit simultan trenuri de unde, de o anumită frecvență, care se
propag ă în sensul și în contrasensul de curgere al fluidului. Defaz ajul recepționat între
cele două sonde este convertit în semnal digital , prin numărarea impulsurilor și
compararea lor cu ale unui quartz cu frecvență stabilă.
Informațiile legate de temperaturile pe „ducere” și respectiv pe „întoarcere” ale
sistemului, su nt culese prin intermediul a două termorezistențe Pt 500 sortate pereche,
una pe conducta de „ducere” și una pe conducta de „întoarcere”.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
84
o Măsurarea debitului
Principiul fizic : Un front de und ă care se deplaseaz ă în aceea și direc ție cu debitul de
lichid ajunge din punctul A în B într-o perioad ă de timp mai scurt ă decât un front de und ă
care se deplaseaz ă în sens invers ( de la B la A). Diferența dintre cei doi timpi de tranzit
indică viteza fluidului în țeavă.
Principiul de măsură : În debitmetrele SONOFLO cei doi traductori ultrasonici se află la
un unghi θ în raport cu axa țevii. Traductorii funcționează atât ca emițători, cât și ca
receptori ai semnalelor ultrasonice. Măsuratorile sunt efectuate prin determinarea
timpului de tranzit al semnalului ultraso nic în sensul și în contra curgerii lichidului.
Principiul poate fi exprimat după cum urmează:
2ttKttt tKV
down upup down
(4.1)
downt
=
BAt,
upt
=
ABt,
V = Viteza medie a lichidul ui
t = Timpul de tranzit
K = Factorul de proporționalitate
Principiul de măsură oferă avantajul că este independent de variațiile vitezei
sunetului în lichid, fiind astfel independent și de temperatură.
Factorul de proporționalitate K este determinat pri n calibrare umedă.
Contoarele de energie termică citite respectă norma europeană EN1434 [26].
o Măsurarea temperaturilor
Pentru m ăsurarea temperaturii exterioare a aerului și transmiterea valorii la regulatorul
electronic s -a utilizat o sond ă DANFOSS – PT 1000 ESMT.
Pentru m ăsurare ă temperaturilor pe conducte și transmiterea valorilor la regulatorul
electronic s -au utilizat sonde de contact DANFOSS – PT 1000 ESM.
o Măsurarea energiei
Energia furnizată sistemului poate fi calculată după cum urmează:
t t
R F F F dt T T D TK dttP E
0 0) ( )( )(
(4.2)
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
85
unde:
E = energia
P(t) = puterea (ca func ție de timp)
)(FTK
= factorul de corec ție al entalpiei (factorul K)
FD
– debit de agent pe tur
FT
= Temperatura pe tur
RT
= Temperatura pe retur
4.1.2. Monitorizarea și achiziția datelor
Parametrii ce se achiziționează de la sistemul de încălzire provin ca informații
numerice ale mărimilor fizice măsurate de pe racorduri ale instalației și echipamentelor.
Sistemul de achiziție și monitorizare date la nivelul instalați ei este organizat în jurul unui
calculator industrial de proces AR2000, specializat și omologat pentru utilizarea în
procese termice.
Funcțunile de bază ale calculatorului industrial sunt:
– colecta rea informațiilor din punctul termic și de la consumatori;
– urmărirea local ă a parametrilor tehnologici din punctul termic și de la consumatori;
– transmiterea datelor la distan ță către dispecerat central (server);
– facilitarea de comenzi de la distan ță către unele echipamente din punctul termic.
Pentru îndeplinirea acestor funcții, calculatorul industrial este dotat cu o serie de
interfețe și accesorii pentru achiziție/comunicație/control.
o Culegerea datelor de la contoarele de energie termic ă din PT
Pentru c itirea datelor de la contoarele de energie termică din PT, este prevăzut un
controller MBUS Link, de fapt un convertor extern de adaptare MBUS to RS232.
Utiliz ând acest controller, datele transmise de contoarele legate în rețeaua M -Bus pot fi
urmărite cu a jutorul unui calculator industrial ce dispune de un port serial RS232, la care
controller -ul este conectat. Citirea datelor se face la intervale periodice, în conformitate
cu setările acceptate pentru calculatorul EAD [ 29].
Datele achizi țonate de la contoa rele din PT au fost următoarele :
– Temperaturi (tur/retu primar PT, tur/re tur INC, tur/retur ACM) ;
– Debite (circuitele primar PT, secundar INC, secundar ACM).
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
86 o Culegerea datelor de la centrala de citire a contoarelor montate la sc ările de
bloc
Pentru citirea contoarelor de la blocuri este necesară o interfață serială RS232. Atât
informațiile de la contoarele aflate în PT cât și informațiile achiziționate de la contoarele
scărilor de bloc, for mează o bază de date distinctă.
Prin intermediul comunicației MBUS, de la contoarele de energie au fost preluate
următoarele mărimi:
– Debitul p roiectat;
– Index de energie;
– Index de volum;
– Putere termică instantanee;
– Valorile instantanee ale debitului și temperaturilor tur -retur;
– Diferența de temperatură;
– Timp de funcționare ;
– Starea senzorilor de temperatură;
– Starea bateriei de alimentare.
Datele orare achiziționate din sistem conduc la reprezentarea tabelară a
consumurilor și a parametrilor de funcționare, acestea oferind posibilitatea generării
graficelor de evoluție în ti mp. Datele sub forma valorilor numerice sunt prezentate în
interfața calculatorului industrial din punctul termic (fig. 4.2).
Fig. 4.2 – Consumul de energie termică înregistrat de contoarele comune al blocurilor
locative
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
87
Mărimile achizi ționate din pr oces prin intermediul re țelei MBUS sunt procesate,
ordonate, arhivate și introduse într-o baz ă de date, p ăstrată local pe EAD (calculatorul
industrial al PT -ului). Pe baza valorilor în timp real ale m ărimilor arhivate, s-au extras cu
ajutorul unui soft spe cializat (Net Bilanț), datele de interes pentru ansamblul analizat,
acestea reprezentând istoricul valorilor medii orare ale debitelor, temperaturilor tur/retur
și energia distribuită / consumată de sistem, pe perioada celor 3 sezoane de încălzire
succesiv e [28]. Aceste date s -au centralizat într -un fi șier excel, un segment al acestuia
fiind prezentat în tab. 4.1.
Centralizatorul este alcătuit pentru perioadele de înc ălzire ale iernilor 2007 / 2008;
2008 / 2009 și 2009 / 2010. Pentru fiecare sezon de încă lzire sunt prezentate pe coloane
consumurile orare pentru punctul termic după cum urmează:
– debit de agent termic pentru încălzire (m³/h);
– temperatura tur încălzire (°C);
– temperatura retur încălzire (°C);
– diferența de temperatură (°C);
– consumu l de energie termică înregistrat de contorul comun al punctului termic
(Gcal).
Pentru cele 14 blocuri, datele prezentate sunt:
– debit de agent termic pentru încălzire (m³/h);
– temperatur ă tur încălzire (°C);
– temperatur ă retur încălzire (°C);
– diferența de temperatură tur-retur (°C);
– consumul de energie termică înregistrat de contorul comun al blocului locativ
(Gcal).
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
88
Tab. 4.1
Totodată, în centralizator au fost introduse manual valorile teoretice ale
parametrilor de func ționare ai instalației din diagrama de reglaj, funcție de variațiile
temperaturilor exterioare medii orare pentru cele 3 sezoane de încălzire, în vederea
prezentării grafice comparative teoretic / experimental a regimurilor de funcționare pentru
cazurile a nalizate.
În continuare se prezintă analiza experimentală a cazurilor studiate.
4.1.3. Datele generale ale blocurilor monitorizate
În general, la sistemul centralizat de alimentare cu căldură sunt racordate clădiri
construite în perioada anilor ’70 , clădiri care respectă exi gențele de izolare termică
corespunzătoare perioadei în care au fost proiectate. Instalațiile interioare de încălzire
centrală au fost dimensionate conform necesarului de căldură de calcul și parametrilor de
temperatură 95°C / 75°C / 20°C. Clădirile se disting actualmente în patru categorii de
construc ții colective:
a. Construc ție NeReabilitat ă + Instala ții NeReabilitate;
b. Construc ție NR + Instala ții R;
c. Construc ție R + Instala ții NR;
d. Construc ție R + Instala ții R.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
89 Clădirile di n prima categorie sunt cele care se încadreaz ă în normele de proiectare
inițiale, ele fiind din punctul de vedere structural și cel al instala ției interioare
nemodificate fa ță de stadiul în care au fost construite.
O a doua categorie de cl ădiri este repr ezentat ă de cl ădiri la care s -au efectuat o
serie de reabilit ări și moderniz ări pe parte de instala ții interioare.
A treia categorie de cl ădiri este constituit ă de acele cl ădiri care au suferit în ultimii
ani reabilitarea p ărții de construc ție însa nu s -au operat reabilit ări sau moderniz ări ale
instala țiilor interioare.
A patra și ultima clas ă de cl ădiri este constituit ă de cl ădirile reabilitate termic at ât
pe parte de construc ție, cât și pe parte de instala ții interioare.
Toate cele 4 categorii de clădiri au instalațiile interioare de încălzire centrală
dimensionate în condițiile specificate pentru clădirile din prima categorie adică: necesarul
de caldură de calcul stabilit pentru construcția nereabilitată și parametrii termici nominali
cei menționați înai nte [10]. De asemenea instalațiile interioare de încălzire centrală din
oricare din clădiri este alimentată cu agent termic caracterizat de parametrii termici
conformi graficului de reglaj termic calitativ corespunzător clasei majoritare.
Anul construiri i clădirilor: 1970
Urmărire în exploatare: iarna 2007 / 2008; iarna 2008 / 2009; iarna 2009 / 2010.
Regim de înăltime: S+P+4E
Alcătuirea constructivă: pereți – panouri din beton armat prefabricat;
acoperiș – planșeu cu hidroizolație bituminoasă;
ferestre – cuplate din lemn ( înainte de reabilitare); tip
termopan după reabilitare (cazul blocului reabilitat pe
parte de anvelopă).
Instalația de încălzire:
– încălzire centrală cu radioatoare;
– punct termic de cvartal, combustibil apă supraîncălzită.
Datele folos ite pentru analiză au fost:
– Date meteorologice orare reale, achiziționate de la traductorul de temperatură
exterioară al punctului termic –
et,
emt;
– Date orare de la contorii buclelor de contorizare ai asocia țiilor d e consumatori –
tst
;
rst;
incW ;
incq .
– Date de facturare cu consumurile lunare de energie termic ă.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
90
În cadrul ansamblului de imobile au fost studiate comparativ consumurile de
energi e termică (tab . 4.2) pentru următoarele situații distincte:
Iarna 2007 – 2008 – toate cele 14 blocuri aferente PT -ului nereabilitate;
Iarna 2008 – 2009 – BL.A7 reabilitat numai pe parte de anvelopă, restul clădirilor
fiind nereabilitate;
Iarna 2009 – 2010 – BL.A1 reabilitat numai pe parte de instalație (dotat cu
robinete termostatice), BL.A7 reabilitat pe parte de anvelopă exterioară și pe parte
de instalație (robinete termostatice), restul blocurilor fiind nereabilitate.
Tab. 4.2
Pentru o facilă urmări re a datelor prezentate în acest studiu, pentru situațiile de
izolare a anvelopei clădirii s -a utilizat codul de culoare roz iar pentru varianta reabilitării
numai pe parte de instalație s -a utilizat culoarea bleu. Pentru situația în care clădirea a
fost r eabilitată atat pe parte de anvelopă cât și de instalație, s -a folosit codul de culoare
maro.
Culoarea galbenă a fost utilizată pentru varianta cu blocurile nereabilitate din
niciun punct de vedere (fig. 4.3).
De asemenea, în cadrul tabelelor și al diagr amelor prezentate, au fost folosite
următoarele abrevieri:
CNR – construcție nereabilitată;
INR – instalație nereabilitată;
CR – construcție reabilitată;
IR – instalație reabilitată.
În fig. 4.3 este prezentată distribuția rețelei secundare prin intermediul căreia cele
14 blocuri de locuințe sunt alimentate cu agent termic de la PT. Pentru BL.A7, când
acesta a suferit modificări numai din punctul de vedere al reabilitării anvelopei , fără să
suporte îmbunătățiri și pe parte de instalație, a fost utilizat codul de culoare roz iar pentru
BL.A1 care a beneficiat de reabilitare numai la nivelul instalației, s -a folosit codul de
culoare bleu.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
91
Fig. 4.3 – Schema de principiu re țea distribu ție cu achizi ție a parametrilor de la
consumatori (BL.A7 rea bilitat constructiv; BL.A1 reabilitat pe parte de instala ție)
Tabelul de mai jos (tab. 4.3) prezintă datele tehnice referitoare la toate blocurile
aferente punctului termic, cele marcate cu cod de culoare galbenă reprezentând imobilele
ce nu au beneficiat de reabilitări la nivel structural sau al instalației interioare de
distribuție e nergie termică.
Tab. 4.3 – Blocuri (P+4)
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
92
În figura 4.4 se prezintă graficul comparativ teoretic / experimental al variației în
timp a temperaturilor încălzire tur / retur PT, în raport cu valorile din diagrama de reglaj.
În abscisă este reprezentată perioada în care s -a făcut monitorizarea exprimată în zile iar
în ordonată sunt temperaturile exprimate în °C.
Fig. 4.4 – Cronograma parametrilor experimentali de func ționare PT raporta ți la diagrama
de reglaj
Se vor explicita pe scurt liniile prezentate, pentru a putea comenta comparativ
rezultatele obținute:
Linia roșie – linia temperaturilor medii exterioare orare prelevate din experiment;
Linia neagră – linia temperat urilor turului încălzire PT – valori obținute
experimental;
Linia roz – linia temperaturilor turului încălzire – valori rezultate teoretic din
diagrama de reglaj;
Linia albastr ă – linia temperaturilor returului încălzire PT – valori obținute
experimental;
Linia bleu – linia temperaturilor returului încălzire – valori rezultate teoretic din
diagrama de reglaj.
Din grafic se observ ă că valorile temperaturii tur încălzire PT corespund cu
valorile teoretice din diagrama de reglaj (liniile neagr ă / roz). În ce prive ște temperaturile
de retur, se observ ă că linia temperaturii retur primar PT (linia albastr ă), corespunde ca
alură curbei teoretice (linia bleu) dar ea are o oscila ție mai accentuat ă, aceasta fiind o
rezultant ă a inerției vanei cu ac ționare electric ă la comanda închis -deschis, van ă ce face
reglajul automat al debitului de agent tur primar provenit de la CET .
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
93 Pentru evaluarea teoretică a performanței energetice pentru cazurile studiate și
stabilirea unor valori ce pot fi considerate puncte de referință în cadrul studiului, s -a
folosit metoda comparării valorilor medii orare pentru parametrii analizați. Cumulând
valorile medii orare, s -au obținut consumurile lunare și cele anuale pentru sezoanele de
încălzire studiate comparativ.
În continuare sunt preze ntate cele 4 cazuri ce analizează situațiile distincte de
reabilitare în care se află clădirile de locuit colective alimentate centralizat de la sistemul
de distribuție energie termică al capitalei.
4.2. Cazul clădirii nereabilitată pe parte de construc ție și nemodernizată pe parte de
instalații interioare
În tabelul 4.4 sunt prezentate consumurile lunare și cumulate pentru întreaga
perioad ă de încălzire noiembrie 2007 – martie 2008, la toate cele 14 blocuri aferente
punctului termic. În acest sezon de încălzire b locurile nu au suferit reabilitări nici pe parte
de instalație, nici pe parte de construcție, consumul d e energie termică fiind maxim.
Valorile consumurilor de caldură pentru încălzirea spațiilor clădirii au fost
prezentate sub forma de consum uri specifice: qan înc = KWh/m².lună (sau an),
determinarea consumului anual de energie s-a facut prin raportare la aria util ă a spa țiilor înc ălzite
– AÎnc, pentru înc ălzirea spa țiilor, la nivelul sursei de energie a cl ădirii [ 22].
Tab. 4.4
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
94
Diferența c onsumului specific între clădiri variază de la cel mai scăzut, q = 105.89
kWh/m²·an – BL.A13, până la o valoare aproape dublă de q = 199.65 kWh/m²·an –
BL.A5.
În tab. 4.4 se poate observa gruparea consumurilor specifice lunare de căldură
pentru încalzirea spațiilor clădirii în dou ă categorii și anume, blocuri cu suprafața
echivalentă termic situată în jurul valorii de 800 m² (BL.A1; A2; A3; A6; A7; A8; A11;
A12; A13; A14) și blocuri cu SET în jurul a 400 m² (BL.A4; A5; A9; A10).
Fig. 4.5 – Diagrama co nsumurilor lunare specifice de energie pentru încălzire la t oate
blocurile aferente PT -ului, in iarna 2007 – 2008
Valorile din tab. 4.4 au condus la reprezentarea grafic ă a valoril or consumurilor
lunare pentru toate cele 14 blocuri. Grupul de curbe plasa t mai jos se asociază clădirilor
cu SET de cca. 800 m² iar grupul de curbe plasat mai sus se asociază clădirilor cu SET de
cca. 400 m², o clădire cu SET mai mare având în general un consum specific mai mic
(consecință a gradului de compactitate). Curbele de variație a consumurilor specifice
prezintă un punct de maxim în luna februarie și un minim în luna martie, corespunz ătoare
variației temperaturilor exterioare în aceast e perioad e.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
95
Fig. 4.6 – Diagrama consumurilor anuale specifice de energie pe ntru încălzire la toate
blocurile aferente PT -ului, in iarna 2007 – 2008
Consumurile specifice anuale de căldură , sunt prezentate grafic în fig. 4.6. Graficul
valorilor totale ale consumurilor relevă cele două grupe de clădiri, diferențiate de SET.
Fig. 4.7 – Cronograma temperaturilor tur / retur încălzire la BL.A7 nereabilitat în iarna
2007 – 2008, valori comparative teoretic / experimental
În figura 4.7 se prezintă graficul comparativ , teoretic / experimental , al variației în
timp a temperaturilor tur / retur secundar încălzire la BL.A7, raportate la valorile din
diagrama de reglaj. În abscisă este reprezentată perioada în care s -a făcut monitorizarea
exprimată în zile iar în ordonată sunt temperaturile exprimate în °C.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
96 Se vor prezenta pe scurt lin iile figurate, pentru a putea comenta comparativ
rezultatele obținute:
Linia roșie – linia temperaturilor medii exterioare orare prelevate din experiment;
Linia albastr ă – linia temperaturilor turului secundar încălzire la BL.A7 (CNR /
INR) – valori obți nute experimental;
Linia roz – linia temperaturilor turului secundar încălzire – valori rezultate teoretic
din diagrama de reglaj;
Linia maro – linia temperaturilor returului secundar încălzire la BL.A7 (CNR /
INR) – valori obținute experimental;
Linia ga lbenă – linia temperaturilor returului secundar încălzire – valori rezultate
teoretic din diagrama de reglaj.
Compararea rezultatelor se face urmărind suprapunerea liniilor de variație
experimentale cu valorile teoretice din diagrama de reglaj. Se observă cum curbele de
variație pentru temperaturile de tur / retur ale blocului se suprapun peste liniile valorilor
teoretice, curbele fiind asemănătoare (liniile albastru / roz și maro / galben). Consumurile
de energie termică livrate către instalația de încălz ire coincid practic cu necesarul efectiv
al spațiilor deservite de instalația de încălzire centrală.
De asemenea se observ ă că temperaturile de funcționare ale instalației sunt
corelate cu variația temperaturii exterioare (linia roșie).
4.3. Concluzii parțiale
Având în vedere că nicio clădire nu a fost reabilitată nici pe parte constructivă și
nici pe parte de instalație, consumurile specifice conțin deci și aporturile de căldură
interioare și exterioare. Dată fiind existența vechilor robinete netermos tatice rezultă
creșterea temperaturilor interioare, neexistând posibilitatea unui reglaj la nivelul
instalației interioare. Consumul de căldură la toate blocurile este maxim.
4.4. Cazul clădirii nereabilitată pe parte de construcție dar modernizată pe pa rte de
instalații interioare
Pentru cazul blocului reabilitat numai pe parte de instalație interioară măsurile
adoptate au fost montarea de robinete cu termostat și a repartitoarelor de costuri la
radiatoare , în vara premergătoare sezonului de încălzire 2 009 / 2010 la BL.A1.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
97
În continuare, pentru prezentarea influențelor reabilitării numai pe parte de
instalație a clădirii, s -au studiat comparativ două situații distincte și anume:
– comparație BL.A1 (CNR / INR) nereabilitat în iarna 2008 / 2009 și BL.A1 ( CNR /
IR) reabilitat numai pe parte de instalație în iarna 2009 / 2010 ;
– comparație în aceeași iarnă 2009 / 2010 , pentru două blocuri cu SET aproximativ
egale și debit de proiect identice și anume BL.A11 (CNR/INR) nereabilitat din
niciun punct de vedere și BL.A1 (CNR/IR) reabilitat pe parte de instalație.
Cazul I : – BL.A1 (CNR / INR) – iarna 2008 / 2009
– BL.A1 (CNR / IR) – iarna 2009 / 2010
Valoril e consumurilor specifice înregistrate pentru clădirea aflată în cele două
situații d istincte de rea bilitare sunt prezentate în tabelul de mai jos :
Tab. 4.5
Din tabelul 4.5 se observă că diferența consumu rilor specific e anuale între cele
două situații de reabilitare ale clădirii variază de la valoarea mai scăzută q = 87.71
kWh/m²·an – BL.A1 (CNR/IR) până la valoarea q = 116.21 kWh/m²·an – BL.A1
(CNR/INR). Valorile cumulate ale consumurilor relevă o reducere cu aproximativ 25%
în varianta în care instalația blocului a fost dotată cu robinete termostatice .
Datele din tabelul 4.5 au condus la reprezent area grafică a consumurilor specifice
lunare pentru imobilul aflat în cele doua situații analizate (fig. 4.8).
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
98
Fig. 4.8 – Diagramă consum lunar specific de energie pentru încălzire la BL.A1
(CNR/INR) nov 08 – mar 09 / BL.A1 (CNR/IR) nov 09 – mar 10
În figura se prezintă graficul variației lunare a consumurilor specifice pentru
BL.A1 aflat in cele doua situatii diferite de reabilitare.
În abscisa diagramei este timpul exprimat în luni iar în ordonată sunt consumurile
specifice de energie exprim ate în kWh/m².lună.
Liniile reprezentate sunt:
Linia galbenă – linia consumului lunar specific de energie la BL.A1 nereabilitat;
Linia bleu – linia consumului lunar specific de energie la BL.A1 reabilitat pe parte
de instala ție.
Din punct de vedere al con sumurilor lunare , în grafic se observă că cele mai mici
valori ale consumurilor specifice se înregistrează pentru BL.A1 (CNR/IR) cu instalația
interioară dotată cu robinete termostatice (curba bleu) , iar consumurile mai mari s -au
înregistrat pentru variant a BL.A1 (CNR/INR) în soluția nereabilitată (curba galben ă).
Consumurile specifice lunare prezintă un punct de maxim în luna decembrie și
minim în luna noiembrie pentru iarna 2008 -2009 iar pentru iarna 2009 -2010, maximul s -a
înregistrat în luna ianuarie și minimul în luna noiembrie (fig. 4.8).
Dotarea instalației cu robinete termostatice oferă posibilitatea de reglaj al
consumului de energie termică la nivel de consumator individual, funcție de necesități
(program de ocupare a s pațiilor interioare, financia re etc.).
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
99
Fig. 4.9 – Diagramă consum anual specific de energie pentru încălzire la BL.A1
(CNR/INR) nov 08 – mar 09 / BL.A1 (CNR/IR) nov 09 – mar 10
În figura 4.9 este prezentat consumul specific anual de energie, reprezentând
practic valorile lunare cumulate ale consumurilor pentru perioadele de 5 luni de zile ale
sezoanelor de încălzire comparate. Din grafic se observă că față de cazul în care reglajul
termic nu a ținut cont de aporturile de căldură și deci consumul de energie termică a fost
maxim ( BL.A1 – 2008/2009), în urma echipării instalației cu robinete termostatice și a
apariției reglajului termic cantitativ , s-a putut optimiza puterea termică necesară a fi
livrată catre instalație, ținându -se astfel cont și de aporturile de căldură. Existența
posibilității reducerii debitului de agent a condus la reducerea semnificativă a necesarului
de căldură la consumator în varianta în care la BL.A1 (CNR/IR) instalația a fost dotată cu
robinete termostatice.
În continuare se prezintă grafic cronograma pa rametrilor orari de funcționare
pentru instalația blocului aflată în cele dou ă situații de reabilitare. Parametrii sunt
prezentați pentru BL.A1 – nereabilitat (2007/2008) și BL.A1, reabilitat numai pe parte de
instalație (2008/2009). Astfel, în fig. 4.10 s e prezintă graficul variației orare a debitelor și
al consumurilor de energie pentru încălzire. În figură acestea sunt reprezentate de sus în
jos după cum urmează: linia debitului de agent termic pentru încălzire la BL.A1
nereabilitat (cu albastru), linia debitului de agent termic pentru încălzire la BL.A1
reabilitat (cu roșu), linia consumului orar de energie pentru încălzire la BL.A1 reabilitat
numai pe parte de instalație (cu bleu) și linia consumului orar de energie pentru încălzire
pentru BL.A1 nereabi litat (cu maro). În abscisa diagramei este timpul exprimat în zile, în
ordonată (stânga) sunt debitele exprimate în m³/h și în ordonată (dreapta) este energia
exprimată în Gcal/h.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
100
Fig. 4.10 – Cronograma consumului orar de energie pentru încălzire și d ebite la BL.A1
(CNR/INR) nov 08 – mar 09 / BL.A1 (CNR/IR) nov 09 – mar 10
Vom trece în revist ă succint liniile prezentate în fig. 4.10, pentru a putea comenta
comparativ rezultatele experimentale ob ținute.
Linia albastră – linia debitului orar de agent t ermic de încălzire la BL.A1
nereabilitat;
Linia roșie – linia debitului orar de agent termic de încălzire la BL.A1 reabilitat
numai pe parte de instalație;
Linia bleu – linia consumului orar de energie pentru încălzire la BL.A1 reabilitat
numai pe parte de instalație;
Linia maro – linia consumului orar de energie pentru încălzire la BL.A1
nereabilitat.
Compararea rezultatelor experimentale obținute trebuie făcută urmărind grupurile
de linii albastru / maro (BL.A1 nereabilitat) și rosu / bleu (BL.A1 reabi litat pe parte de
instalație). Astfel, se poate observa că atunci cand instalația blocului a fost dotată cu
robinete termostatice, debitul de agent termic s -a redus (linia roșie) față de situația în care
blocul era nereabilitat (linia albastră). Odată cu r educerea debitului, se poate observa că
pe medie, s -au redus și consumurile orare de energie termică (curba bleu) în raport cu
situația în care blocul era nereabilitat (curba maro). Se poate trage deci concluzia că prin
posibilitatea de reglaj cantitativ s e ține seama și de aporturile interioare și exterioare,
acestea contribuind la diminuarea puterii termice necesare a fi livrată la consumator.
Având în vedere că pentru cazul anterior s -a comparat practic același bloc în
situații diferite de reabilitare da r în ani diferiți, pentru a se elimina una dintre variabile și
anume media temperaturilor exterioare orare pentru cele două sezoane de încălzire, s -a
efectuat compararea parametrilor experimentali pentru două blocuri cu SET foarte
apropiate și debit de pro iect identice (tab. 4.6), în același sezon de încălzire.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
101
Cazul II : – BL.A11 (CNR / INR) – iarna 2009 / 2010
– BL.A1 (CNR / IR) – iarna 2009 / 2010
În tabelul de mai jos sunt prezentate datele tehnice pentru cele două blocuri
analizate.
Tab. 4.6
În urma monitorizării pe parcursul celor 5 luni reprezentând sezonul de încălzire
2009 / 2010, prin cumularea valorilor medii orare ale consumurilor de energie, s -au
obținut consumurile specifice de energie pentru încălzire prezentate în tabelul de mai jos.
Tab. 4.7
Din compararea valorilor consumurilor specifice pentru întreg sezonul (tab. 4.7) se
observ ă că acestea variază de la valoarea mai scăzută q = 87.71 kWh/m²·an – BL.A1
(CNR/IR) până la valoarea q = 118. 09 kWh/m²·an – BL.A11 (CNR/INR). Și d in această
situație analizată se observ ă o reducere a consumului de energie cu aproximativ 26% în
varianta în care instalația blocului a fost dotată cu robinete termo statice.
Datele din tab. 4.7 au condus la reprezentarea grafică a consumurilor specifice
lunare pentru cele două blocuri (fig. 4.11).
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
102
Fig. 4.11 – Diagramă consum lunar de energie pentru încălzire la BL.A11 (CNR/INR)
nov 09 – mar 10 / BL.A1 (CNR/IR) nov 09 – mar 10
În diagramă sunt prezentate în ordine, de sus în jos: linia cons umurilor specifice
lunare pentru BL.A11 nereabilitat (linia galbenă) și linia consumurilor specifice lunare
pentru BL.A1 reabilitat numai pe parte de instalație (linia bleu). În abscisa diagramei este
timpul exprimat în luni iar în ordonată este consumul s pecific exprimat în kWh/m².lună.
Din diagramă se observă diminuarea consumului specific pentru varianta în care
instalația blocului a fost dotată cu robinete termostatice BL.A1 (linia bleu).
Pentru a evidenția reducerea consumului specific pentru întreg se zonul, în fig. 4.12
se prezintă aceste valori, ele rezultând din cumularea valorilor consumurilor lunare pentru
întreaga perioadă de încălzire.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
103
Fig. 4.12 – Diagramă consum anual de energie pentru încălzire la BL.A11 (CNR/INR)
nov 09 – mar 10 / BL.A1 (CNR/IR) nov 09 – mar10
Din fig. 4.12 se remarcă de asemenea reducerea semnificativă a consumului
specific anual la blocul A1 (CNR/IR), dotat cu robinete termostatice la nivelul
instalațiilor interioare.
În continuare se prezintă grafic crono grama parametrilor orari de funcționare
pentru instalațiile celor două blocuri. Parametrii sunt prezentați pentru BL.A11 –
nereabilitat (2009/2010) și BL.A1, reabilitat numai pe parte de instalație (2009/2010).
Astfel, în fig. 4.13 sunt reprezentate varia țiile orare ale consumurilor de energie
termică și diferențele de temperatură tur/retur înregistrate orar pe toată perioada
monitorizată. În figură acestea sunt reprezentate de sus în jos după cum urmează: linia
temperaturilor exterioare medii orare (linia mov), linia dife renței de temperatură încălzire
tur/retur la BL.A1 reabilitat numai pe parte de instalație (linia roșie), linia diferenței de
temperatură încălzire tur/retur la BL.A11 (linia albastră), linia consumului orar de energie
termică la BL.A11 ne reabilitat (linia maro) și linia consumului orar de energie termică la
BL.A1 reabilitat numai pe parte de instalație (linia bleu). În abscisa diagramei este timpul
exprimat în zile, în ordonată (stânga) sunt temperaturile exprimate în °C și în ordonată
(dreapta) este energia exprimată în Gcal/h.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
104
Fig. 4.13 – Cronograma consumului orar de energie pentru încălzire și a diferențelor de
temperatură pentru 2 blocuri cu SET si debit proiect indentice , la BL.A11 (CNR/INR)
nov 09 – mar 10 / BL.A1 (CNR/IR) nov 09 – mar10
Pe scurt, liniile prezentate în figură sunt:
Linia mov – linia temperaturilor exterioare medii orare (valori prelevate de la
traductorul de temperatura exterioara al punctului termic );
Linia roșie – linia diferenței de temperatură încăl zire tur/retur la BL.A1 reabilitat
numai pe parte de instalație;
Linia albastră – linia diferenței de temperatură încălzire tur/retur la BL.A11
nereabilitat;
Linia maro – linia consumului mediu orar de energie termică la BL.A11
nereabilitat;
Linia bleu – linia consumului mediu orar de energie termică la BL.A1 reabilitat
numai pe parte de instalație.
Din grafic se observă că dacă blocul a fost dotat cu robinete termostatice, prin
reducerea debitului din instalație, diferența de temperatură a crescut (BL.A1 – linia roșie)
în raport cu situația BL.A11 nereabilitat (linia albastră), în consecință rezultând
diminuarea consumului de energie termică la blocul reabilitat.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
105
4.5. Concluzii parțiale
Tab. 4.8
Dată fiind dotarea instalației interioare cu rob inete termostatice, apare posibilitatea
profitării de aporturile interioare și exterioare, efectele regăsindu -se în reducerea
consumului de energie. Temperatura interioară tinde să fie una intermediară, atingerea
temperaturii interioare normate făcându -se pe baza puterii termice cedate de instalația de
încălzire cumulată cu aporturile interioare și exterioare.
Reglarea ne permite să obținem confortul termic dorit în fiecare spațiu supus
încălzirii, fără să utilizam mai multă energie termică decât cea stric t necesară, realizând
importante economii de energie (tab. 4.8) . Ca avantaje ale folosirii robinetelor
termostatice menționăm că prin folosirea lor există posibilitatea obținerii unor temperaturi
interioare diferite în încăperi diferite și că se pot lua î n considerare aporturile de căldură
din exterior (radiație solară, aparatură electrică etc.).
Unul dintre dezavantajele montării robinetelor termostatice la consumatori îl
reprezintă faptul că aceasta conduce la regimuri hidraulice foarte variabile. Dispo nibilele
și excedentele de presiune la consumatori sunt foarte fluctuante, ceea ce face ca
modalitatea de echilibrare a sistemului prin diafragme de laminare cu secțiune fixă să fie
inadecvată. Acest fapt conduce la necesitatea de a se proceda la o reechil ibrare a rețelei și
amplasarea în PT a unor diafragme variabile sau a unor robinete de reglare care să poată
să răspundă mai multor regimuri de funcționare, care să aibă „elasticitate” în domenii mai
largi de exploatare.
4.6. Cazul clădirii reabilit ată pe parte de construcție însă nemodernizată pe parte de
instalații interioare
Pentru BL.A7, anveloparea a constat în montarea unui strat termoizolant
suplimentar exterior din poliestiren expandat de 8 cm grosime, strat ce a fost armat cu
țesătură deasă din fibre de sticlă . Planșeul de acoperiș este la nivelul planșeului de peste
al patrulea nivel al blocului. Nu au existat lucrări de modificare ale structurii inițiale.
Planșeul peste subsolul neâncălzit de asemenea, nu a fost modificat. S -a înlocuit
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
106
tâmplă ria exterioară cu tâmplărie PVC (tâmplărie performantă energetic), cu geamuri
termoizolante pentru creșterea rezistenței termice. Reabilitarea termică a clădirii s -a
efectuat în toamna anului 2009, înainte de începerea sezonului de încălzire (fig. 4.14) .
Fig. 4.14 – BL.A7 reabilitat pe parte constructiva
Pentru prezentarea influențelor reabilitării numai pe parte de construcție a clădirii,
s-au prezentat comparativ următoarele situații distincte și anume:
– comparație a valorilor înregistrate în două ie rni succesive pentru același bloc
(BL.A7 – CNR/INR) , nereabilitat din niciun punct de vedere în iarna noiembrie
2007 – martie 2008, iar în iarna imediat următoare (noiembrie 2008 – martie 2009)
fiind reabilitat doar pe parte de construcție – BL.A7 (CR/INR) ;
– o comparație între două blocuri cu SET aproximativ egale și debit proiect identic,
respectiv BL.A2 (CNR/INR) comparativ cu BL.A7 (CNR/INR) în iar na noiembrie
2007 – martie 2008 și BL.A2 (CNR/INR) comparativ cu BL.A7 (CR/INR) în iarna
noiembrie 2008 – martie 2009;
– comparație a valorilor înregistrate la BL.A7 (CR/INR) cu cele de la toate blocurile
alimentate de la PT, în iarna noiembrie 2008 – martie 2009.
Cazul I : – BL.A7 (CNR / INR) – iarna 2007 / 2008
– BL.A7 (CR / INR) – iarna 2008 / 2009
În tabelul 4.9 sunt prezentate consumurile specifice lunare pentru perioadele în
care a avut loc monitorizarea.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
107 Tab. 4.9
Din valorile consumurilor specifice pentru întreg sezonul se poate observa că
valorile acestuia variază de la valoarea mai scăzută q = 75.48 kWh/m²·an – BL.A7
(CR/INR) până la valoarea q = 115.32 kWh/m²·an – BL.A7 (CNR/INR), fapt ce
concretizează o reducere cu aproximativ 35% a consumului specific în varianta în care
clădirea a fost reabilitată pe parte de construcție .
În fig. 4.15 sunt reprezentate pe baza valorilor din tabelul anterior, consumurile
lunare pentru imobilul aflat în cele două situații distincte de reabilitare.
Fig. 4.15 – Diagramă consum lunar de energie pentru încălzire la BL.A7 (CNR/INR) nov
07 – mar 08 / BL. A7 (CR/INR) nov 08 – mar 09
În figură, de sus în jos sunt reprezentate consumurile specifice lunare pentru
BL.A7 nereabilitat (linia galbenă) iar pentru BL.A7 reabilitat numai pe parte constructivă,
consumurile specifice lunare sunt reprezentate prin lin ia de culoare roz. În abscisa
diagramei este timpul exprimat în luni iar în ordonată sunt consumurile specifice
exprimate în kWh/m².lună.
Din diagramă se observă diminuarea consumului specific pentru varianta în care
BL.A7 a fost reabilitat pe parte cons tructivă (linia roz), vârfurile de consum fiind cele
pentru lunile în care media temperaturilor exterioare a fost mai scăzută.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
108
În urma cumulării valorilor consumurilor lunare s -au obținut consumurile
specifice pentru întreg sezonul de încălzire, valoril e fiind prezentate în fig. 4.16.
Fig. 4.16 – Diagramă consum anual de energie pentru încălzire la BL.A7 (CNR/INR) nov
07 – mar 08 / BL.A7 (CR/INR) nov 08 – mar 09
În diagramă se poate observa scăderea consumului specific de energie pentru
întreg sezo nul la BL.A7 reabilitat pe parte constructivă cu aproximativ 40 kWh/m².an.
În situația în care clădirea este reabilitată numai pe parte de construcție, sistemul
de încălzire nu are posibilitatea de reglaj, instalația nefiind dotată cu robinete
termostatice . Astfel, temperatura interioară e ste peste cea normat ă, av ând în vedere că
acum clădirea este „mai mică” din punctul de vedere al necesarului de căldură de calcul.
Instalația nefiind reabilitată, se ține seama și de aporturile interioare și exterioare, ca re
contribuie la ridicarea în continuare a temperaturii interioare. Din punctul de vedere al
fenomenului practic, temperatura interioară devenind prea ridicată, consumatorul are
tendința de deschidere a ferestrelor fapt ce conduce la o risipa de energie te rmică. A doua
tendință este de reducere a debitului pentru toată instalația blocului prin manevrarea vanei
generale de reglaj de pe turul secundar general al blocului.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
109
Fig. 4.17 – Cronograma diferențelor de temperatu ră și debite încălzire la BL.A7
(CNR/INR) nov 07 – mar 08 / BL.A7 (CR/INR) nov 08 – mar 09
În fig. 4.17 se prezintă cronograma variației orare a temperaturilor și debitelor
pentru situația analizată. În figură, acestea sunt reprezentate în ordine de sus în jos: linia
diferenței de temp eratura tur / retur încălzire la BL.A7 nereabilitat (linia maro), linia
diferenței de temperatură tur / retur încălzire la BL.A7 reabilitat numai pe parte
constructivă (linia bleu), linia debitului pe circuitul de încălzire la BL.A7 nereabilitat
(linia alb astră) și linia debitului pe circuitul de încălzire la BL.A7 reabilitat numai pe
parte constructivă (linia roz). În abscisa diagramei este timpul exprimat în zile, în
ordonata diagramei (stânga) sunt temperaturile exprimate în °C, iar în ordonată (dreapta)
sunt debitele exprimate în m³/h.
Compararea rezultatelor se face urmărind perechile de linii maro / albastru pentru
BL.A7 nereabilitat și bleu / roz pentru BL.A7 reabilitat. Astfel, la BL.A7 reabilitat pe
parte constructivă se observă că pentru valori ale debitului aproximativ egale (linia roz),
diferența de temperatură tur / retur a scăzut , după cum era de așteptat (linia bleu).
O alta form ă de prezentare a procesului ce are loc la nivelul instalației blocului
pentru cele două situații distincte de reabi litare, este cea din fig. 4.18.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
110
Fig. 4.18 – Cronograma temperaturilor retur și a consumului orar de energie pentru
încălzire la BL.A7 (CNR/INR) nov 07 – mar 08 / BL.A7 (CR/INR) nov 08 – mar 09
În fig. 4.18 se prezintă graficul variației orare a temperaturilor retur încălzire și
consumurile orare de energie pentru blocul aflat în cele două situații de reabilitare.
Astfel, în ordine de sus în jos graficul prezintă:
Linia bleu – linia temperaturilor agentului termic pe conducta retur la BL.A7
reabilitat numai pe parte constructivă;
Linia maro – linia temperaturilor agentului termic pe conducta retur la BL.A7
nereabilitat;
Linia ro șie – linia temperaturilor medii exterioare în iarna 2008 -2009;
Linia galbena – linia temperaturilor medii exterioar e în iarna 2007 -2008;
Linia albastr ă – linia consumului orar de energie la BL.A7 nereabilitat;
Linia roz – linia consumului orar de energie la BL.A7 reabilitat numai pe parte de
construcție.
În abscisă este reprezentat timpul exprimat în zile, în ordonat ă (stânga) sunt
temperaturile exprimate în °C iar în ordonată (dreapta) sunt consumurile orare de energie
exprimate în Gcal/h.
Graficul vine în completarea situației analizate în fig. 4.17, interpretarea facându –
se pe grupurile de linii bleu / roșu / roz pe ntru BL.A7 reabili tat și maro / galben / albastru
pentru BL.A7 nereabilitat. Din cronogramă se poate observa că pentru BL.A7 reabilitat,
temperatura returului secundar (linia bleu) este mai ridicată în raport cu BL.A7
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
111 nereabilitat (linia maro), cantitatea de energie furnizată (linia roz) reducându -se în
consecință față de BL.A7 nereabilitat (linia albastră), valorile înregistrate fiind corelate cu
variația temperaturilor exterioare medii orare (liniile roșie și galbenă). Ținând cont de
izolarea clădirii, te mperatura interioară este superioară valorii normate chiar neținând
seama de aporturi. Având în vedere și aporturile de căldură, clădirea beneficiind de
creșterea suplimentară a temperaturii interioare, temperatura pe retur va fi mai ridicată,
instalația nemaicedând aceeași cantitate de căldură către interior, debitul rămânând
constant datorită inexistenței posibilității de reglaj la nivelul instalației.
Având în vedere că pentru cazul anterior s -a comparat practic același bloc în
situații diferite de reab ilitare dar în ani diferiți, pentru a se elimina una dintre variabile și
anume media temperaturilor exterioare orare diferită pentru cele două sezoane de
încălzire, s -a efectuat compararea parametrilor experimentali pentru două blocuri cu SET
foarte aprop iate și debite de proiect identice (tab. 4.10), în același sezon de încălzire.
Cazul II : – BL.A2 (CNR / INR) – iarna 2008 / 2009
– BL.A7 (CR / INR) – iarna 2008 / 2009
În tab. 4.10 sunt prezentate datele tehnice pentru cele două blocuri analizate.
Tab. 4.10
În urma monitorizării pe parcursul celor 5 luni reprezentând sezonul de încălzire
2008 / 2009, prin cumularea valorilor medii orare ale consumurilor de energie, s -au
obținut consumurile specifice de energie pentru încălzire prezentate în ta belul 4.11.
Tab. 4.11
Din compararea valorilor consumurilor specifice pentru întreg sezonul se observ ă
că acestea variază de la valoarea mai scăzută q = 75.48 kWh/m²·an – BL.A7 (CR/INR)
până la valoarea q = 113.98 kWh/m²·an – BL.A2 (CNR/INR). Și din a ceast ă situa ție
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
112
analizat ă se observ ă o reducere a consumului de energie cu aproximativ 34% în varianta
în care blocul a fost reabilitat termic pe parte de construcție.
Valorile din tabelul 4.11 au condus la reprezentarea grafică din fig. 4.19, în care
sunt prezentate consumurile specifice lunare pentru cele două blocuri.
Fig. 4.19 – Diagramă consum specific de energie pentru încă lzire comparativ la BL.A2
(CNR/INR) si BL.A7 (CR / INR) – nov 08 / mar 09
În diagramă sunt prezentate în ordine, de su s în jos: linia consumurilor specifice
lunare pentru BL.A2 nereabilitat (linia galbenă) și lini a consumurilor specifice lun are
pentru BL.A7 reabilitat numai pe parte de construcție (linia roz). În abscisa diagramei
este timpul exprimat în luni iar în ordon ată este consumul specific exprimat în
kWh/m².lun ă.
Din diagramă se observă diminuarea consumului specific pentru varianta în care
BL.A7 a fost reabilitat numai pe parte constructivă, confirmându -se astfel datele obținute
în studiul precedent (cazul I).
Cumulând valorile consumurilor lunare s -au obținut valorile consumurilor
specifice pentru întreg sezonul de încălzire, valori prezentate în fig. 4.20.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
113
Fig. 4.20 – Diagramă consum anual de energie pentru încălzire comparativ la BL.A2
(CNR/INR) si BL.A 7 (CR / INR) – nov 08 / mar 09
Din fig. 4.20 se remarcă de asemenea reducerea semnificativă a consumului anual
de energie la blocul A 7 (CNR/IR) cu aproximativ 38 kWh/m²·an față de consumul BL.A2
nereabilitat.
În continuare se va prezenta comparativ graf icul variației orare a diferențelor de
temperatură tur / retur încălzire și a debitelor de agent termic pentru cele două blocuri, în
cele două sezoane de încălzire.
Astfel, în figura 4.21 se prezintă graficul variației orare a diferențelor de
temperatură t ur / retur încălzire și a debitelor de agent termic în sezonul în care blocurile
nu au fost reabilitate.
Fig. 4.21 – Cronograma diferențelor de temperatură și debite încălzire la BL.A2
(CNR/INR) și BL.A7 (CNR / INR) -nov 07 / mar 08
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
114
Valorile sunt rep rezentate de sus în jos, dup ă cum urmeaz ă:
Linia bleu – linia diferențelor de temperatură tur / retur încălzire la BL.A2
nereabilitat;
Linia maro – linia diferențelor de temperatură tur / retur încălzire la BL.A7
nereabilitat;
Linia crem – linia temperatu rilor medii exterioare în iarna 2007 -2008;
Linia albastr ă – linia debitului pe circuitul de încălzire la BL.A2 nereabilitat;
Linia roz – linia debitului pe circuitul de încălzire la BL.A7 nereabilitat.
În abscisa diagramei este timpul exprimat în zile, în ordonat ă (stânga) sunt
temperaturile exprimate în °C iar în dreapta sunt debitele exprimate în m³/h.
Din cronogramă se observă că ambele blocuri cu SET aproape identic și cu debit
de proiect egal, în sezonul de încălzire 2007 -2008 când ambele nu au fost reabilitate, au
avut debitele foarte apropiate (liniile roz și albastru) și diferențele de temperatură (liniile
maro si bleu) aproape identice, acestea fiind corelate cu variația temperaturii exterioare
(linia crem). Clădirile nefiind reabilitate, consumu rile de energie termică au fost
maxime.
În fig. 4.22 s -au reprezentat grafic aceiași parametri pentru cele două blocuri dar în
sezonul imediat următor (2008 -2009), iarnă în care BL.A7 a beneficiat de reabilitare pe
partea constructivă.
Fig. 4.22 – Cronograma diferențelor de temperatură și debite încălzire la BL.A2
(CNR/INR) si BL.A7 (CR / INR) – nov 08 / mar 09
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
115
Din figura 4.22 se observă că în situația în care BL.A7 a fost reabilitat pe parte de
construcție, diferența de temperatură (curba maro) s -a redus în raport cu cea a blocului
nereabilitat BL.A2 (curba bleu), debitul rămând același pentru cele două blocuri.
Procesul detaliat este prezentat în graficul de mai jos (fig. 4.23), graficul fiind
realizat pe baza temperaturilor retur înregistrate și a consumurilor rezultate pentru cele
două blocuri.
Fig. 4.23 – Cronograma temperaturilor retur și a consumului orar de energie pentru
încălzire la BL.A2 (CNR/INR) și BL.A7 (CR / INR) – nov 08 / mar 09
Valorile sunt reprezentate de sus în jos, dup ă cum urmeaz ă:
Linia bleu – linia temperaturii retur încălzire la BL.A7 reabilitat numai pe parte
constructivă;
Linia maro – linia temperaturii retur încălzire la BL.A2 nereabilitat;
Linia mov – linia temperaturilor medii exterioare în iarna 2008 -2009;
Linia a lbastr ă – linia consumului orar de energie pentru încălzire la BL.A2
nereabilitat;
Linia roz – linia consumului orar de energie pentru încălzire la BL.A7 reabilitat
numai pe parte de construcție.
În abscisa diagramei este timpul exprimat în zile, în ordo nată (stânga) sunt
temperaturile exprimate în °C iar în dreapta este energia termică exprimată în Gcal/h.
Compararea rezultatelor trebuie făcută urmărind perechile de linii maro / albastru
(BL.A2 nereabilitat) și bleu / roz (BL.A7 reabilitat). Se poate o bserva că în varianta în
care blocul a fost reabilitat pe parte de construcție, temperatura pe retur încălzire a
crescut, aceasta conducând la o scădere a diferenței de temperatură, așa cum s -a arătat în
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
116 graficul anterior. Totodată datorită aporturilor de căldură interioare și exterioare de care
se poate ține cont în situația clădirii reabilitate, se observă scăderea puterii termice livrată
către consumator (linia roz).
Cazul III: – BL.A7 (CR / INR) – iarna 2008 / 2009
– toate blocurile alimentate d e la PT – iarna 2008 / 2009
În continuare se trece la o prezentare generala a consumurilor specifice pentru
toate blocurile alimentate de punctul termic în iarna 2008 -2009, sezon în care numai
BL.A7 a beneficiat de reabilitare la nivel de construcție. În tab. 4.12 sunt prezentate
valorile obținute experimental pe cele 5 luni de zile și valorile cumulate, pentru întreg
sezonul.
Tab. 4.12
În fig. 4.24 sunt prezentate grafic valorile consumurilor specifice lunare din tabel.
Din diagramă se poate observa facil că BL.A7 care a beneficiat de reabilitare constructivă
(linia roz) a avut consumul specific lunar cel mai scăzut în raport cu toate celelalte
blocuri.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
117
Fig. 4.24 – Diagrama consumului lunar de energie pentru încălzire la toate blocurile PT –
ului – BL.A7 (CR/INR) – nov 08 / mar 09
De asemenea, se mai poate observa așa cum s -a menționat în deschiderea
capitolului, existența celor două grupuri de curbe corespunzătoare celor două tipuri
constructive de clădiri și anume g rupul de curbe plasat m ai jos este cel care se asociază
clădirilor cu SET de cca. 800 m² iar grupul de curbe plasat mai sus se asociază clădirilor
cu SET de cca. 400 m² . Curbele prezintă un vârf de consum în luna decembrie,
consumurile corespunzând variației temperaturilor exte rioare.
Fig. 4.25 – Diagrama consumului anual de energie pentru încălzire la toate blocurile PT –
ului – BL.A7 (CR/INR) – nov 08 / mar 09
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
118
În fig. 4.25 se prezintă consumurile cumulate de energie termică pentru întreaga
perioadă de încălzire la toate blocurile alimentate de PT, observându -se cu ușurință
valoarea cea mai sc ăzută a necesarului de energie pentru încălzire la BL.A7 (CR/INR),
reabilitat pe parte de construcț ie.
Fig. 4.26 – Cronograma diferenței de temperatură la blocurile de pe într egul PT – BL.A7
(CR/INR) – nov 08 / mar 09
În figura 4.26 se prezintă diferențele de temperatură tur / retur pentru toate
blocurile alimentate de punctul termic. Se observă astfel că valoarea cea mai scăzută a
diferenței de temperatură o are BL.A7 (linia roz) care a fost reabilitat pe parte de
construcție.
4.7. Concluzii parțiale
Tab. 4.13
Având în vedere că în cad rul ac tualului sistem centralizat de alimentare cu căldură,
la același punct termic sunt racordate atât blocuri nereabilitate termic cât și unele
reabilitate, reglajul calitativ unic este de fapt un reglaj necorectat, valabil pentru blocurile
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
119 neizolate. Acest lucru are consecințe asupra temperaturii agentului retur secundar
încălzire care este mai ridicat la blocurile reabilitate față de va lorile de referință teoretice
impuse prin diagrama de reglaj. Acest fapt conduce la creșterea temperaturii interioare în
blocurile reabilitate și care nu au în dotare robinete termostatice , instalația fiind deci
supradimensionată. Consumul de energie term ică se reduce (tab. 4.13) dar este evidentă
necesitatea robinetelor termostatice ce permit reglajul instalației funcție de temperatura
interioară.
4.8. Cazul clădirii reabilită pe parte de construcție și modernizată pe parte de
instalații interioare
În continuare se prezintă situația din punct de vedere al regimurilor de funcționare
și al consumurilor de încălzire pentru blocuri reabilitate atât pe parte de construcție cât și
pe parte de instalații interioare .
Pentru cazul blocului reabilitat pe parte de instalație interioară și pe parte de
construcție, față de măsurile de reabilitare de care a beneficiat pe parte constructivă
BL.A7 în sezonul 2008 / 2009, eu fost efectuate îmbunătățiri și pe parte de instalații
interioare, măsurile fiind montarea de ro binete cu termostat și a repartitoarelor de costuri
la radiatoare în vara premergătoare sezonului de încălzire 2009 / 2010.
În cadrul studiului s e prezinta comparativ următoarele situații distincte:
– comparație a valorilor înregistrate la același bloc aflat în stări distincte de
reabilitare, respectiv BL.A7 (CNR/INR) , noiembrie 2007 – martie 2008; BL.A7
(CR/INR) , noiembrie 2008 – martie 2009 și BL.A7 (CR/IR) , noiembrie 2009 –
martie 2010;
– o comparație a consumurilor specifice lunare pentru toate blocurile în perioada
aceluia și sezon de încălzire, noiembrie 2009 – martie 2010 (BL.A1 – CNR/IR
reabilitat numai pe parte de instalație și BL.A7 – CR/IR, reabilitat atât pe parte de
instalație cât și pe parte de construcție).
Cazul I: – BL.A7 (CNR / INR) – iarna 2 007 / 2008
– BL.A7 (CR / INR) – iarna 2008 / 2009
– BL.A7 (CR / IR) – iarna 2009 / 2010
În tab. 4.14 sunt prezentate consumurile specifice lunare și pe întreg sezonul,
pentru situațiile analizate.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
120 Tab. 4.14
Din tabel se observ ă că valoar ile consumulurilor specifice variază de la valoarea
mai scăzută q = 57.69 kWh/m²·an – BL.A7 (CR/IR), la valoarea q = 75.48 kWh/m²·an –
BL.A7 (CR/INR) și q = 115.32 kWh/m²·an – BL.A7 (CNR/INR) , când blocul a avut
consumul maxim, el nefiind reabilitat.
În subsol ul tabelului s -a exprimat procentual reducerea consumului specific de
încălzire pentru cazurile prezentate. Astfel, de sus în jos sunt prezentate următoarele
comparații:
– în varianta cl ădirii reabilitat ă numai pe parte constructiv ă consumul specific s -a
redus cu aproximativ 34% în raport cu situația clădirii nereabilitată din niciun
punct de vedere;
– pentru situa ția în care blocul a fost reabilitat numai pe parte constructiv ă
comparativ cu situa ția în care blocul a fost reabilitat din ambele puncte de vedere ,
consumul specific s -a redus procentual cu aproximativ 24%;
– ca o concluzie final ă se observ ă că raport ând consumurile specifice pentru blocul
reabilitat din ambele puncte de vedere la valorile sezonului în care acesta nu a fost
reabilitat, consumul specif ic total s -a redus cu aproximativ 50%.
Fig. 4.27 – Diagramă consum lunar de energie pentru încălzire la BL.A 7 (CNR/INR),
BL.A 7 (CR/INR ) si BL.A 7 (CR/IR )
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
121
În figura 4.27 sunt prezentate consumurile specifice lunare pentru cele trei situații
prezentate , pe baza valorilor din tab. 4.14.
Asfel, în ordine de sus în jos sunt reprezentate: linia consumurilor specifice lunare
la BL.A7 c ând acesta nu a fost reabilitat (linia galben ă), linia consumurilor specifice
lunare la BL.A7 c ând acesta a fost reabilitat numai pe parte constructiv ă (linia roz) și linia
consumurilor specifice lunare la BL.A7, c ând acesta a fost reabilitat din ambele puncte de
vedere (linia crem). În abscis a diagramei este timpul exprimat în luni iar în ordonat ă sunt
consumurile specifice ex primate în kWh/m².lun ă.
După cum se observă, consumurile specifice lunare au scăzut treptat, în raport
direct cu diferitele grade de reabilitare la nivelul blocului analizat.
Fig. 4.28 – Cronograma temperaturilor retur și debite încălzire la BL.A7 (C R/INR) și
BL.A7 (CR/IR)
În figura 4.28 se prezintă graficul variației orare a consumului de energie termică
și a debitelor pentru situațiile analizate.
În grafic sunt figurați în ordine, de sus în jos următorii parametri:
Linia albastră – linia temperatu rii retur încălzire la BL.A7 reabilitat numai pe parte
de construcție;
Linia roșie – linia temperaturii retur încălzire la BL.A7 reabilitat atât pe parte de
construcți e cât și pe parte de instalație;
Linia bleu – linia debitului pe încălzire la BL.A7 reabi litat numai pe parte de
construcție;
Linia maro – linia debitului pe încălzire la BL.A7 reabilitat din ambele puncte de
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
122 vedere.
În abscisă este timpul exprimat în zile, în ordonată (stânga) este temperatura
exprimată în °C iar în ordonată (dreapta) este de bitul exprimat în m³/h.
Compararea rezultatelor experimentale trebuie făcută urmărind perechile de linii
albastru / bleu (BL.A7 – CR / INR) și roșu / maro (BL.A7 – CR / IR). Din cronogramă se
observă că pentru cazul clădirii reabilitată din ambele puncte de vedere, odată cu
reducerea debitului de agent termic vehiculat în instalație (linia maro) scade și
temperatura returului încălzire (linia ro șie).
Dacă în cazul clădirii reabilitată numai pe parte constructivă debitul de agent nu s –
a modificat (linia bl eu), singura diferență regăsindu -se în creșterea temperaturii returului
pe încălzire (linia albastră), situație prezentată în subcapitolul anterior, în situația clădirii
reabilitată din ambele puncte de vedere debitul este mult redus (linia maro), returul având
valori apropiate de temperaturile pe retur ale celorlalte blocuri (linia ro șie).
Cazul I I: – comparație a consumurilor specifice pentru toate blocurile în iarna 2009 –
2010 (sezon în care BL.A1 a fost reabilitat numai pe parte de instalație iar BL. A7 a
beneficiat de reabilitare atât pe parte de instalație cât și pe parte de construcție, toate
celelalte blocuri fiind nereabilitate).
În tab. 4.15 sunt prezentate valorile consumurilor specifice lunare și cumulate
pentru blocurile alimentate de punctul termic, în perioada sezonului de încălzire 2009 –
2010.
Tab. 4.15
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
123
Din tabel se poate observa c ă cele mai sc ăzute valori ale consumurilor specifice
pentru întreg sezonul sunt la BLA7 (CR/IR) – q = 57.69 kWh/m²·an, urm ând în ordine
cresc ătoare BL.A1 (CNR /IR) – q = 87.71 kWh/m²·an, consumul celorlalte categorii de
clădiri fiind maxim, ele nefiind reabilitate.
În tab. 4.16 se prezintă distinct consumurile pentru BL.A1 (CNR/IR) și BL.A7
(CR/IR). Din consumurile specifice pentru toată perioada de încălzire, se observă că
BL.A7 reabilitat din ambele privințe a avut un consum mai redus cu aproximativ 34%, în
comparație cu BL.A1 reabilitat numai pe parte de instalație.
Tab. 4.16
Consumurile specifice pentru cele două situații de reabilitare ale clădirii variază
de la valoarea mai sc ăzută q = 57.69 kWh/m²·an – BL.A7 (CR/IR) p ână la valoarea q =
87.71 kWh/m²·an – BL.A 1 (CNR/IR). Se observă că pentru același sezon de încălzire, în
situația în care imobilul a fost reabilitat din ambele puncte de vedere, consumu l anual de
încălzire s -a redus cu aproximativ 34% comparativ cu situația în care clădirea a beneficiat
de reabilitare numai pe parte de instalație.
Fig. 4.29 – Cronograma consumuri energie și debite încălzire la BL.A1 (CNR / IR) – nov
09 / mar 10 și BL.A7 (CR / IR) – nov 09 / mar 10
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
124
În figura 4.29 se prezintă graficul variației orare a consumului de energie termică
și a debitelor pentru cele două blocuri.
Astfel, în grafic sunt figurate în ordine de sus în jos curbele de variație pentru
următorii pa rametri:
Linia albastră – linia debitului încălzire la BL.A1 reabilitat numai pe parte de
instalație;
Linia roșie – linia debitului încălzire la BL.A7 reabilitat atât pe parte de
construcție cât și pe parte de instalație;
Linia bleu – linia consumului orar de energie pentru încălzire la BL.A1 reabilitat
numai pe parte de construcție;
Linia maro – linia consumului orar de energie pentru încălzire la BL.A7 reabilitat
din ambele puncte de vedere.
În abscis ă este timpul exprimat în zile, în ordonat ă (stânga) es te energia exprimat ă
în Gcal/h iar în ordonat ă (dreapta) este debitul exprimat în m³/h.
Compararea rezultatelor experimentale trebuie f ăcută urmărind perechile de linii
albastru / bleu (BL.A1 – CNR / IR) și roșu / maro (BL.A7 – CR / IR). Din cronogram ă se
observ ă că pentru cazul cl ădirii reabilitat ă din ambele puncte de vedere, odat ă cu
reducerea debitului de agent termic vehiculat în instala ție (linia ro șie), scade considerabil
și cantitatea de c ăldură furnizat ă de instala ție către interior (linia maro) , ținându-se cont
de excedentul de suprafa ță și de aporturi pentru aceast ă situa ție. În cazul blocului
reabilitat numai pe parte de construc ție, instala ția de încălzire e reglabil ă, deci se
beneficiaz ă de aporturi dar cl ădirea nefiind reabilitat ă pierderil e de c ăldură cauzate de
parametrii slabi de izola ție termic ă conduc la un consum de energie termic ă mai ridicat
(linia bleu). Debitul în variant a clădirii reabilitat ă numai pe parte de instala ție, e
intermediar valorilor cl ădirilor nereabilitate din niciun punct de vedere și blocului
reabilitat at ât pe parte constructiv ă cât și pe parte de instala ție.
În figura 4.30 sunt reprezentate grafic valorile consumurilor specifice lunare
pentru toate blocurile alimentate de la PT.
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
125
Fig. 4.30 – Diagramă co nsum lunar de energie pentru încălzire la 2 blocuri la BL.A1
(CNR / IR) – nov 09 / mar 10 și BL.A7 (CR / IR) – nov 09 / mar 10, comparativ cu toate
celelalte blocuri ale PT -ului (CNR / INR)
Din reprezentarea grafică a consumurilor lunare se poate observa că pentru BL.A7
(CR/IR), consumul de energie termică este cel mai scăz ut în raport cu toate celelalte
blocuri care nu au beneficiat de reabilitări, în ordine imediată situându -se BL.A1
(CNR/IR), reabilitat numai pe parte de instalație.
Fig. 4.31 – Diag ramă consum anual energie pentru încălzire la 2 blocuri la BL.A1 (CNR /
IR) – nov 09 / mar 10 și BL.A7 (CR / IR) – nov 09 / mar 10, comparativ cu toate celelalte
blocuri ale PT -ului (CNR / INR)
Capitolul 4 – Achiziția si prelucrarea datelor experimentale
126
În fig. 4.31 este reprezentat consumul anual de energie pentr u încălzire la toate
blocurile ce sunt alimentate de PT, pentru iarna 2009 -2010, aceasta dând o imagine
generală a reducerii consumului de energie termică pe tot sezonul de încălzire pentru
variantele de reabilitare studiate, BL.A1 (CNR/IR ) și BL.A 7 (CR/IR ) având cele mai mici
consumuri în raport cu celelalte blocuri.
4.9. Concluzii partiale
Tab. 4.17
Daca blocul este reabilitat atât pe parte de construcție cât și pe parte de instalație,
apare modificarea debitului datorită existenței robine telor term ostatice, temperatura
interioară devenind cea normată, consumul de căldură reducându -se considerabil. În
proces intervin excedentul de suprafață și aporturile de căldură, care conduc la reducerea
substanțială a puterii termice livrată de instalație către i nterior (tab.4.17) .
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
127
CAPITOLUL 5
MĂSURI ȘI SOLUȚII PRIVIND EFICIENTIZAREA
ALIMENTĂRII CU CĂLDURĂ A DIVERSELOR TIPURI DE
CONSUMATORI RACORDAȚI LA SISTEMUL CENTRALIZAT
DE DISTRIBUȚIE A AGENUTLUI TERMIC
5.1. Scurtă introducere
Soluțiile pentr u cre șterea eficien ței energetice la nivelul at ât al sistemului de
distribu ție energie termic ă cât și la nivel de consumator final, se refer ă la urm ătoarele
părți componente:
– instala ția de preparare și distribu ție energie termic ă;
– instala ția de încălzire central ă;
– anvelopa cl ădirii, partea de construc ții.
În urma reabilitării clădirilor sursa de c ăldură va lucra permanent la sarcini
parțiale, sensibil mai mici dec ât cea pentru care a fost ini țial dimensionat ă.
5.2. Soluțiile pentru creșterea eficienței energetice la nivelul sursei
Una din soluțiile determinate de reducerea necesarului de căldură, o reprezintă
instalarea la nivel de bloc a unor module termice pentru mici consumatori .
Soluția se impune prin avantajele pe care încălzirea descentralizat ă (locală) le are
față de sistemul de încălzire centralizat și anume:
– Randament ridicat al transferului de căldură;
– Satisfacerea în mai mare m ăsură a exigen țelor de confort termic ale
consumatorilor;
– Grad de automatizare ridicat;
– Instalare simplă și rapidă;
– Reducerea pierderilor de căldură pe distribuție prin dispariția rețelelor termice
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
128
exterioare;
– Avariile afecteaz ă o zon ă deservit ă mai mic ă;
– Cheltuieli de exploatare reduse;
– Întreținere mai pu țin specializat ă;
– Construcția compactă permite amplasarea în spații mici.
Stațiile termice compacte reprezint ă sisteme compacte, moderne, de alimentare cu
căldură a construc țiilor colective de locuit sau social administrative, montate într-o
încăpere la baza construc ției. Ele sunt sta ții de transformare a energiei termice de la
parametrii agen ților secundari ( încălzire și apă caldă). Sta țiile termice compacte fac parte
integrant ă din solu țiile moderne de alimentare cu c ăldură a subansamblurilor de locuin țe
și sunt în general practicate în țările dezvoltate. Se poat e spune c ă stațiile termice
compacte sunt mini puncte termice care alimenteaz ă cu c ăldură un grup restr âns de
consumatori individuali (de ex. apartamente) care fac parte dintr -o construc ție colectiv ă
(de ex. de locuin țe).
Modulele sunt compuse, în princip al din:
– schimbătoare de căldură cu plăci;
– robinete de reglaj (cu 2 sau cu 3 căi);
– robinete de separare ( închidere);
– robinete de golire;
– supap ă de sigur anță;
– termometre și manometre de control;
– pompe de circulare agent primar și secundar;
– pompe ridicare pre siune acm;
– pomp ă recircula ție;
– panou electronic de comand ă și automatizare;
– conducte de legatur ă între elementele componente și pentru racordarea la
instala ție;
– vas de expansiune (inclus sau nu în modul);
– filtre de impurit ăți;
– regulator electronic speciali zat cu interfa ță serial ă pentru comunicarea cu sistemul
de monitorizare;
– regulator de presiune;
– clapete re ținere.
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
129
O listă completă a echipamentelor pentru o stație termică compactă este prezentată
în ANEXA 10.
Facilitațile oferite de modulul termic:
– Menținerea temperaturii apei calde de consum la o valoare programată cu o
stabilitate de ± 5°C;
– Reglarea temperaturii agentului secundar de încălzire în funcție de temperatura
exterioară și/sau temperatura de cameră;
– Posibilitatea funcționării în regim de prioritate alternativă pentru încălzire sau apă
caldă;
– Schimbarea automată a regimului vară/iarnă în funcție de temperatura exterioară
sau calendaristic;
– Posibilitatea setării unui program de funcționare săptămânal, lunar sau anual;
– Posibilita tea comunicației pe o legătură serială în vederea integrării unui sistem
dispecer;
– Contorizarea energiei termice și a volumului de agent termic.
Alegerea solu țiilor tehnice de realizare a centralei termice și a instala țiilor de
încălzire aferente se face pe baza prevederilor reglement ărilor tehnice din domeniu.
Schema func țional ă a centralei termice sau a modulului termic se stabile ște în
funcție de:
– natura consumului ( încălzire, ap ă caldă, ventilare) și num ărul consumatorilor;
– mărimea sarcinii termice;
– tipul combustibilului;
– gradul de automatizare a func ționării;
– caracteristicile tehnice ale echipamentelor.
5.2.1. Scheme constructiv -funcționale de stații termice compacte
Tipul consumatorului și solu ția sistemului în ansamblu impune structura sta ției
termice compacte: cu sau f ără acumulare în sec țiunea apei calde, legarea în serie sau
paralel a componentelor, etc.
În continuare vor fi prezentate c âteva din schemele cele mai frecvent utilizate de
stații termice compacte.
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
130
Fig. 5.1 – Stație termic ă compact ă cu schimb ător de c ăldură pentru încălzire și prepararea
apei calde în boiler cu serpentina încălzitoare legat ă în paralel cu încălzirea
Fig. 5.2 – Stație termic ă compact ă cu legare serie -paralel pentru prepararea agentului
termic de încălzire și a apei cald e într -o treaptă fără acumulare
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
131
Fig. 5.3 – Stație termic ă compact ă cu schimb ător de c ăldură pentru încălzire și legarea în
paralel a unui al doilea schimb ător de c ăldură pentru pre pararea apei calde cu acumulare
Fig. 5.4 – Stație ter mică compact ă cu schimb ător de c ăldură pentru încălzire și legarea în
paralel cu încălzirea a unui al doilea schimb ător de c ăldură pentru prepararea apei calde
cu acumulare; varianta cu robinet cu 3 c ăi
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
132
Fig. 5.5 – Stație termic ă compact ă cu legare seri e-paralel pentru prepararea agentului
termic de încălzire și a apei calde de consum, în două trepte, f ără acumulare
Fig. 5.6 – Stație termic ă compact ă cu schimb ător de c ăldură pentru încălzire și boiler legat
în paralel pe primar pentru prepararea apei calde
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
133
Fig. 5.7 – Stație termic ă compact ă cu schimb ător de c ăldură pentru încălzire și boiler legat
în paralel pe secund ar pentru prepararea apei calde
Fig. 5.8 – Stație termic ă compact ă pentru prepararea apei calde în 2 trepte f ără acumulare
legate serie -paralel cu instala ția de încălzire care este aliment ată direct din circuitul
primar
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
134
Fig. 5.9 – Stație termic ă compact ă cu leg ături serie -paralel pentru prepararea agentului
termic de încălzire și a apei c alde în 2 trepte fără acumulare
Fig. 5.10 – Stație termic ă compact ă cu leg ături serie -paralel pentru prepararea agentului
termic și a apei ca lde într -o treaptă cu acumulare
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
135
Fig. 5.11 – Stație termic ă compact ă pentru prepararea apei calde în 2 trepte cu acumulare,
legate serie -paralel pe primar cu instalația de încălzire
Fig. 5.12 – Stație termic ă compact ă cu legaturi serie -paralel pentru prepararea agentului
termic de încălzire și a apei calde în 2 trepte cu acumulare
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
136
Fig. 5.13 – Stație termic ă compact ă pentru prepararea apei cal de cu 2 rezervoare de
acumulare
Fig. 5.14 – Alimentarea direct ă cu agent termic primar a instala ției de încălzire a
consumatorului cu preparare în paralel a apei calde în rezervor de acumulare
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
137
5.2.2. Structuri de bază – bilanțuri termice reprezentat ive
Stațiile termice compacte pot fi clasificate în 2 grupe mai importante, fiecare din
ele con ținând mai multe tipuri de scheme.
I. Cu conectare direct ă a încălzirii:
a. Conectare direct ă a încălzirii cu circuit de amestec și preparare
instantanee a apei cal de;
b. Conectare directa a încălzirii cu circuit de amestec și preparare cu
acumulare a apei calde (schimb ător ACM înglobat);
c. Conectare direct ă a încălzirii cu circuit de amestec și preparare cu
acumulare a apei calde (schimb ător ACM extern).
II. Cu conectare in direct ă a încălzirii:
a. Conectare indirect ă a încălzirii și preparare instantanee a apei calde;
b. Conectare indirect ă a încălzirii și preparare instantanee în dou ă trepte
serie -paralel a apei calde;
c. Conectare indirec tă a încălzirii și preparare cu acumulare a apei calde
(schimb ător ACM înglobat);
d. Conectare indirectă a încălzirii cu circuit de amestec și preparare cu
acumulare a apei calde (schimbător ACM extern).
Vom prezenta și analiza pe r ând, în continuare, fiecare din tipurile de sta ții termice
compacte me nționate.
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
138
I.a. Conectare directă a încălzirii cu circuit de amestec și preparare instantanee a apei
calde
Fig. 5.15 – Schem ă cu conectare direct ă a încălzirii cu circuit de amestec și pre parare
instantanee a apei calde
Din fig. 5.15 s e observă că sistemul este compus din două secțiuni: secțiunea de
încălzire și secțiunea de preparare a apei calde, secțiuni care sunt legate în paralel și
independente din punct de vedere funcțional.
Descrierea relațiilor corespunzătoare de bilanț termic pe componentele sistemului:
încălzire și apa caldă, se va face în ipoteza că debitul pe circuitul de amestec al încălzirii
este nul și la fel debitul de apă caldă pe circuitul de recirculare este și el nul. Se adoptă
aceste simplificari pentru a nu introduce posibile confuzii în bilanțurile termice ale celor
două componente principale: încălzirea și apa caldă.
Bilanțul termic pe partea de încălzire conduce la:
i I TP I INC RP tE tE t ) 1(_
(5.1)
unde:
) exp(I I NTU E
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
139
c GkSNTU
INCPI
I
_)(
AR
SS
TP
SS
ACM RP tyEEtyEEyt 11
1) 1(
_
(5.2)
AR
STP
SS
AC tyEytyEyEt 11
1) 1(
unde:
)]1( exp[ y NTU ES S
c GkSNTU
ACMPS
S
_)(
(5.3)
ACMPCONS
GGy
_
Pentru stabilirea temperaturii de întoarcere a agentului termic din stația compactă,
se scrie b ilanțul de căldură în nodul unde se unesc întoarcerile din cele două componente,
obținându -se ușor relația:
ACM RP
PACMP
INC RP
PINCP
RP tGGtGGt__
__ (5.4)
unde:
ACMP INCP P G G G_ _
În situația în care se cunoaște sistemul din punct de vedere constructiv și
funcțional adică suprafețele de schimb de căldură ale echip amentelor, coeficienții globali
de transfer termic și debitele vehiculate și de asemenea se cunosc potențialele termice
extreme:
i TPtt, si
ARt , rezultă imediat di n relațiile prezentate ( 5.1) … ( 5.4) celelalte
temperaturi intermediare:
. _ _ ,, ,RP AC ACM RP INC RP tt t t
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
140
De asemenea se pot identifica puterile termice livrate în cadrul fiecărei
componente:
– Încălzire:
) (_ _ INC RP TP INCP INC t tc G Q
– Apa caldă:
) (_ _ ACM RP TP ACMP ACM t tc G Q
Coeficienții globali de transfer termic atât în cazul suprafeței de încălzire cât și în
cazul schimbătorului de căldură depind ca valoare de temperaturile agenților termici.
Stabilirea exactă a valorilor de lucru pentru acești coeficienți de transfer ter mic presupune
un calcul iterativ suplimentar descris anterior.
Relațiile prezentate sunt corespunzătoare bilanțurilor termice de tip staționar și în
consecință utilizează și furnizează valori instantanee ale temperaturilor și debitelor. Ele
pot fi utiliza te pentru toată gama de debite de consum
CONSG așa cum este ea variabilă, de
exemplu în timpul unei zile obișnuite de exploatare a instalației.
Prelucrarea corespunzătoare a relațiilor poate conduce la identificarea condițiilor
de dimensi onare ale echipamentelor unei stații termice compacte: necesar de căldură de
calcul și temperaturi de calcul ale agenților termici.
I.b. Conectare directă a încălzirii cu circuit de amestec și preparare cu acumulare a apei
calde (schimbător ACM înglobat)
Fig. 5.16 – Schem ă cu conectare direct ă a încălzirii, cu circuit de amestec și preparare cu
acumulare a apei calde (schim bător ACM înglobat)
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
141
Pe partea de încălzire situația din punct de vedere al bilanțurilor termice se
prezintă la fel cu cea descri să în cadrul schemei din fig. 5.15. Se vor discuta în consecință
numai bilanțurile termice corespunzătoare secțiunii de preparare a apei calde.
Bilanțul termic al serpentinei încălzitoare din rezervorul de acumulare conduce la:
AC S TP S ACM RP t E tE t ) 1(_ (5.5)
Considerând că: rezervorul de acumulare este perfect izolat termic față de mediul
exterior și temperatura apei din rezervor este uniformă, bilan țul termic nesta ționar al
rezervorului de acumulare este:
dddtcV d t tc Gd t tc GAC
AC AR CONS ACM RP TP ACMP ) ( _ ) (_ _
(5.6)
Înlocuind ( 5.5) în (5.6) rezult ă ecuația diferen țială liniar ă de ordinul I:
ARCONS
TPS ACMP
ACCONS S ACMP ACtVGtVE GtVG E G
ddt) 1( ) 1(_ _
(5.7)
Făcând notația:
CONS S ACMPAR CONS TP S ACMP
G E Gt G t E Gt
) 1() 1(
__
ecuația diferențială ( 5.7) se scrie sub forma:
tVG E GtVG E G
ddt CONS S ACMP
ACCONS S ACMP AC) 1( ) 1(_ _
(5.8)
sau:
tCtC ddt
TAC
TAC 1 1
(5.9)
unde:
CONS S ACMPTG E GVC) 1(_
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
142
Considerând un interval mic finit de timp
, în care o serie de parametri de
intrare în sistem cum ar fi:
CONS AR TP Gtt ,, , sunt constanți, soluți a ecuației diferențiale ( 5.9)
este:
TAC ACCt t t t1exp) (
0
sau făcând notația:
TCE1exp
rezultă:
t E t E tAC AC ) 1(
0
(5.10)
unde:
0ACt
– temperatura apei calde din rezervorul de acumulare la începu tul perioadei finite de
timp
; din acest punct de vedere rezultă că
ACt se poate scrie
1ACt unde 1 este indicele
de sfârșit al perioadei de timp
;
t
– o temperatură echivalentă sintetică, care are o valoare constantă binecunoscută pe
intervalul de timp
.
Cunoscând valoarea temperaturii apei calde
ACt , se poate acum determina efectiv
temperatura
ACM RPt_ cu relația ( 5.6). În continuare se trece la un nou interval de timp
,
procedând similar și determinând în prealabil valoarea
t pentru noul interval de timp.
Temperatura de întoarcere generală a agentul ui termic primar se stabilește tot cu o relație
de tipul ( 5.4).
Puterea termică livrată la încălzire:
) (_ _ INC RP TP INCP INC t tc G Q
Pe apa cald ă avem de ace astă dată 3 puteri termice:
Puterea termică livrată de către serpentina încălzitoare:
) (_ _ _ ACM RP TP ACMP S ACM t tc G Q
Puterea termică primită de către consumatorul de apă caldă:
) (_ AR AC CONS C ACM t tc G Q
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
143
Puterea termică acumulată – este diferența între cele două puteri termice
menționate mai înainte;
I.c. Conectare directă a încălzirii cu circuit de amestec ș i preparare cu acumulare a apei
calde (schimbător ACM extern)
Fig. 5.17 – Schem ă cu conectare direct ă a încălzirii, cu circuit de amestec și preparare cu
acumulare a ape i calde (schimbător ACM extern)
Pe parte de încălzire situația din punct de veder e al bilanțurilor termice se prezintă
la fel cu cea descrisă în cadrul schemei ( 5.15). Se vor discuta în consecință numai
bilanțurile termice corespunzătoare secțiunii de preparare a apei calde.
Bilanțul termic pe partea de apă caldă, schimbătorul de căl dură extern, conduce la:
AC
SS
TP
SS
ACM RP tyEEtyEEyt 11
1) 1(
_
(5.11)
AC
STP
SS
ACM TS tyEytyEyEt 11
1) 1(
_
unde:
)]1( exp[ y NTU ES S
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
144
c GkSNTU
ACMPS
S
_)(
(5.12)
ACMPACMS
GGy
__
Bilanțul termic nestaționar, pe partea de apă caldă, al rezerv orului de acumulare:
dddtcV d t tc G d t tc GAC
AC AR CONS AC ACM TS ACMS ) ( ) (_ _
(5.13)
Înlocuind în (5.13) expresia lui
ACM TSt_ din rela ția (5.12) se ob ține ecua ția
diferen țială liniara de ordinul I:
ARCONS
TPSS
ACMS
ACCONS
SS
ACMS
ACtVGtVyEE yG
tVGyEE yG
ddt
1) 1(
1) 1(
_ _
(5.14)
În continuare se va proceda asem ănător cu modul în care s -a procedat la
subpunctul 1.2. Se fac notațiile:
CONS
SS
ACMSAR CONS TP
SS
ACMS
GyEE yGt G tyEE yG
t
1) 1(1) 1(
__
CONS
SS
ACMST
GyEE yGVC
1) 1(
_
și ecuația diferențială se scrie:
tCtC ddt
TAC
TAC 1 1
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
145
cu soluția:
t E t E tAC AC ) 1(
0
unde:
TCE1exp , constanta de timp
TC având noua expresie.
Utilizând relațiile ( 5.12) și ( 5.11) se stabilesc temperaturile
ACM TSt_ și
ACM RPt_ și
mai departe
RPt folosind temperatura de întoarcere pe partea de încălzire.
Puterile termice sunt:
La încălzire:
) (_ _ INC RP TP INCP INC t tc G Q
La schimbătorul de căldură pentru prepararea apei calde:
) (_ _ _ ACM RP TP ACMP S ACM t tc G Q
Furnizată la consumator:
) (_ AR AC CONS C ACM t tc G Q
Acumulat ă în rezervor – este diferen ța dintre cele dou ă mai su s menționate.
II.a. Conectare indirectă a încălzirii și preparare instantanee a apei calde
Fig. 5.18 – Schem ă cu conectare indirect ă a încălzirii și preparare instantanee a apei calde
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
146
Pe secțiunea de încălzire:
Bilanțul te rmic în regim staționar al schimbătorului de căldură conduce la:
INCS INCINCS
TP
INCS INCINCS INC
INC RPEyEtEyE yt
__
__
_11
1) 1(
(5.15)
RS
INCS INCINC
TP
INCS INCINC INCS
TS tEyytEyy Et
_ __
11
1) 1(
unde:
)] 1( exp[_ _ INC INCS INCS y NTU E
c GkSNTU
INCPINCS
INCS
__
_)(
(5.16)
INCPS
INCGGy
_
Bilanțul termic în regim s taționar al corpurilor de încălzire conduce la:
i I TS I RS tE tE t ) 1( (5.17)
unde:
) exp(I I NTU E
c GkSNTU
SI
I)(
Secțiunea de apă caldă, după cum se observă este independentă de secțiunea de
încălzire fiind legată în para lel cu aceasta. Bilan țul termic corespunz ător acestei sec țiuni a
fost deja descris în cadrul subpunctului 1.1 și se p ăstreaz ă identic și de aici, motiv pentru
care nu mai relu ăm prezentarea expresiilor corespunz ătoare din care stabilirea
temperaturilor nec unoscute:
ACM RPt_ și
ACt se face direct.
Pentru sec țiunea de încălzire temperaturile necunoscute sunt:
TS INC RP t t ,_ și
RSt .
Stabilirea lor se face rezolvând mai întâi sistemul de 2 ecuații format de relațiile ( 5.16) și
(5.17) cu necunoscutele
TSt și
RSt , iar în continuare temperatura
INC RPt_ din relația ( 5.15).
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
147
Se obține:
i
INC I INC INCSINC I
TP
INC I INC INCSINC INCS
TS ty E y Ey Ety E y Ey Et ) 1)( 1( ) 1() 1)( 1(
) 1)( 1( ) 1() 1(
_ __
i
INC I INC INCSINCS INC I
TP
INC I INC INCSINC INCS I
RS ty E y EEy Ety E y Ey E Et ) 1)( 1( ) 1() 1)( 1(
) 1)( 1( ) 1() 1(
__
__
i
INC I INC INCSINCS I
TP
INC I INC INCSI INCS INC
INC INCSINC INCS
INC RP ty E y EE Ety E y EE E yy Ey E
t
) 1)( 1( ) 1() 1)( 1(
) 1)( 1( ) 1() () 1() 1(
__
__
_2
_
_
Determinarea temperaturii de întoarcere generală a agentului termic primar rezultă
din bilanțul termic în nodul de amestec, respectiv relația ( 5.4) care a fost prezentată în
subpunctul 1.1.
Puterile termice livrate pe cele două secțiuni su nt:
) ( ) (_ _ RS TS S INC RP TP INCP INC t tc G t tc G Q
) ( ) (_ _ AR AC CONS ACM RP TP ACMP ACM t tc G t tc G Q
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
148
II.b. Conectare indirectă a încălzirii și preparare instantanee în două trepte serie -paralel a
apei calde
Fig. 5.19 – Schem ă cu conectare indirect ă a încălzirii și preparare insta ntanee în dou ă
trepte serie -paralel a apei calde
În ceea ce privește secțiunea de încălzire relațiile care se obțin sunt evident
aceleași ca în rezultatul schemei anterioare 5.18. Aspectele diferite apar la secțiunea de
apă caldă unde prepararea se face de această dată în două trepte.
După cum se observă treapta I -a de preparare a apei calde nu se mai poate spune
că este independentă de încălzire dat fiind că ea utilizează ca agent termic încălzitor
ieșirile din schimbătorul de încălzire și din schimbător ul de treapta 2 -a de apă caldă. Din
această cauză se vor scrie explicit relațiile care rezultă din bilanțurile termice în regim
staționar ale celor două schimbătoare de căldură pentru prepararea apei calde:
– schimbătorul de căldură treapta 2 -a de prepar are a apei calde:
AI
TRS TRTRS
TP
TRS TRTRS TR
TR RP tEyEtEyE yt
2 _ 22 _
2 _ 22 _ 2
2 _11
1) 1(
(5.18)
AI
TRS TRTR
TP
TRS TRTR TRS
AC tEyytEyy Et
2 _ 22
2 _ 22 2 _
11
1) 1(
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
149
– amestecul dintre retururile de la încălzire și treapta 2 -a apă caldă:
INC RP
PINCP
TR RP
PTRP
TR TP tGGtGGt__
2 _2 _
1_
(5.19)
– schimbătorul de căldură treapta 1 -a de preparare a ape i calde:
AR
TRS TRTRS
TR TP
TRS TRTRS TR
RP tEyEtEyE yt
1_ 11_
1_
1_ 11_ 1
11
1) 1(
(5.20)
AR
TRS TRTR
TR TP
TRS TRTR TRS
AI tEyytEyy Et
1_ 11
1_
1_ 11 1_
11
1) 1(
Relațiile ( 5.18) … ( 5.20) formeaz ă un sistem de 5 ecua ții algebrice cu 5
necunoscute, acestea fiind:
AI RP TR RP TR RP tt t t ,, ,1_ 2_ și
ACt . În aceast ă situa ție se recomand ă
utilizarea calculului automat pentru a putea analiza cu rapiditate o întreag ă gamă de
variante constructiv -funcționale. Se observă că se impune rezolvarea prealabilă a secțiunii
de încălzire și apoi se va trece la secțiunea de preparare a apei ca lde.
Puterile termice transferate prin cele 3 schimbătoare sunt:
) ( ) (_ _ RS TS S INC RP TP INCP INC t tc G t tc G Q
) ( ) (1_ 1 AR AI CONS RP TR TP P TR t tc G t tc G Q
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
150
II.c. Conectare indirectă a încălzirii și preparare cu acumulare a apei calde (schimbător
ACM înglobat)
Fig. 5.20 – Schem ă cu conectare indirect ă a încălzirii și preparare cu acumulare a apei
calde (schimbător ACM înglobat)
În cadrul acestei scheme cele două secțiuni: de încălzire și de preparare a apei
calde sunt separate (fiind legate în paralel) și modul în care se tratează fiecare dintre ele
poate fi urmărit la punctul 2.1 pentru încălzire și la punctul 1.2 pentru prepararea apei
calde. Tot în cadrul acestor subpuncte se găsesc prezentate relațiile de calcul pentru
puterile termice transferate.
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
151
II.d. Conectare indirectă a încălzirii cu circuit de amestec și preparare cu acumulare a apei
calde (schimbător ACM extern)
Fig. 5.21 – Schem ă cu conectare indirect ă a încălzirii și preparare cu acumulare a ape i
calde (schimbător ACM extern)
Și în cadrul a cestei scheme cele două secțiuni sunt independente din punct de
vedere al analizei și fiecare dintre ele a fost tratată în cadrul schemelor anterioare. Astfel
încălzirea în cadrul schemei 5.18 și prepararea apei calde în cadrul schemei 5.17, unde se
găsesc și expresiile corespunzătoare ale puterilor termice.
O analiz ă interesant ă care trebuie efectuat ă și acest lucru este posibil pe baza
relațiilor de lucru prezentate, vizeaz ă schemele cu acumulare pe partea de ap ă caldă și se
refer ă efectiv la propor ția op timă între m ărimea schimb ătorului de c ăldură și volumul de
acumulare.
5.3. Soluții pentru creșterea eficienței energetice la nivelul instalației de încălzire
centrală din clădiri
Clădirile condominiale noi sau în proces de reabilitare trebuiesc conceput e, din
punct de vedere al sistemelor de încălzire, dupa norme noi, prin care să se permită o
elasticitate mărită în alegerea sistemului de încălzire utilizat de fiecare proprietar
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
152
(instala ție interioar ă racordat ă la centrale termice de apartament, sau la centrale de
clădire, sau la sistemul urban de alimentare cu c ăldură).
La interiorul apartamentelor, soluțiile de concepere a instalațiilor de încălzire
trebuie să se realizeze numai după sistemul “rețea de apartament”, care, plecând dintr -un
singur punct de racord (ducere -întoarcere), alimentează toate aparatele încălzitoare
(radiatoarele) din apartament. Plecând de la această configurație a instalației interioare, se
pot adopta toate celelalte sisteme de alimentare cu căldură (centrală de apartament,
centrală de clădire, distribuție urbană), precum și toate sistemele de contorizare sau de
defalcare a consumurilor existente, de către fiecare proprietar.
În privin ța solu țiilor privind cre șterea eficien ței energetice a instala țiilor de
încălzire central ă din clădiri, se urm ărește cre șterea eficien ței de utilizare e energiei
termice și constau în prinicipal în cur ățirea chimic ă și protec ția anticoroziv ă a instala ției
de încălzire și în echilibrarea hidraulic ă și termic ă a instala ției interioare.
Echilibrarea hidraulic ă are ca scop repartizarea corect ă a debitelor de agent termic
în instala ție și reducerea risipei de energie termic ă pentru încălzire.
Cauzele care provoac ă dezechilibrarea termic ă a instala țiilor de încălzire sunt:
cauze permanente
– țevi par țial obturate cu n ămol sau tartru;
– rețea de distribuție și corpuri de încălzire prost dimensionate;
– consecința unei reabilitări termice (pe parte de construcție);
– consecința montării robinetelor cu termostat pe corpurile de încălzire;
cauze nepermanente (pasagere) – ecarturi de temperatur ă (ducere – întoarcere)
neconforme, provocate de:
– aporturi de c ăldură, prin încălzirea suplimentar ă a spa țiilor cu aparate electrice
datorit ă prezen ței ocupan ților, radia ție solar ă, etc.;
– pierderi de căldură suplimentare, pri n răcirea unor încăper i datorate ventilării
naturale excesive.
În prezent aceste disfunc ționalit ăți sunt comb ătute prin reglarea temperaturii și nu
prin (re)echilibrarea re țelei.
Avantajele echilibr ării termice printr -o bun ă echilibrare hidraulic ă a instal ațiilor de
încălzire sunt:
– confort – dispari ția apartamentelor insuficient încălzite sau supra încălzite –
antren ând robinetele cu termostat care trebuiesc montate pe corpurile de încălzire;
– echitate în reparti ția costurilor de încălzire;
– economii de energi e termic ă și de cheltuieli aferente.
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
153
Echilibrarea se poate realiza astfel:
a) echilibrarea integral ă – cu m ăsurarea debitului de agent termic al corpului de
încălzire;
b) echilibrarea coloanelor – cu m ăsurarea debitului de agent termic pe coloane.
În cad rul lucr ărilor de reabilitare și modernizare energetic ă a clădirilor și
instala țiilor aferente din cl ădiri de locuit colective , se pot modifica și reface instala țiile de
încălzire adopt ându-se scheme de distribu ție care s ă permit ă individualizarea încălzirii
colective.
De exemplu, o astfel de schem ă cuprinde:
– conducte principale de distribu ție amplasate în subsol (distribu ție inferioar ă),
alimentate de la centrala termic ă de imobil;
– coloane verticale, tur -retur, amplasate în casa sc ării, montate aparent sau în ghene
special amenajate; coloanele alimenteaz ă instala țiile interioare ale fiec ărui
apartament de pe palier, prin intermediul unei ni șe de racord în care se g ăsesc
robintele de izolare și contorul de c ăldură;
– distribu ții orizontale, tur -retur, în apart amente, care alimenteaz ă corpurile de
încălzire prev azute cu robinete cu termostat; conductele instala ției de încălzire din
apartamente se monteaz ă, fie la pardoseal ă, sub suprafa ța finit ă a acesteia ( în
șapă), fie la plafon, aparent sau mascat.
O soluție eficientă la nivelul corpurilor de încălzire este montarea unor plăci
reflectorizante în spatele acestora. Caloriferul încălzește aer ul care trece pe lângă el și îi
dă căldură prin radiație. Cum caloriferul se montează lângă perete, camera nu beneficiază
de radiația din spatele caloriferului, radiația sp re perete irosindu -se. O placă
reflectorizantă instalată pe perete în spatele caloriferului va redirecționa radiația înspre
cameră. Materialele folosite pentru plăci reflectorizante sunt din folia de alumin iu,
izolația din folie de aluminiu sau materiale de izolare speciale. Folia de aluminiu poate
reflecta până la 97% din căldura radiată. Aceste plăci reflectorizante la calorifere pot
economisi până la 2 -3% din consumul total de energie al clădirii.
5.4. Soluții pentru creșterea eficienței energetice la nivelul anvelopei clădirii
Clădirea – anvelopa și subsistemele tehnice energetice din dotare – trebuie
investigate și diagnosticate at ât pe componente c ât și global, în scopul stabilirii pachetului
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
154
optim de m ăsuri tehnico -economice destinate moderniz ării din punct de vedere energetic
pentru reducerea consumului de energie, p ăstrarea c ăldurii în clădire și aducerea cl ădirii
la nivelul standardelor și exigen țelor legate de confort.
Aplicarea reglement ărilor de calcul termic și energetic elaborate de cur ând în
majoritatea țărilor europene, pentru anvelopa cl ădirilor, presupune dezvoltarea anumitor
tehnologii, utilizarea unor materiale și produse agrementate precum și un proces continuu
de perfec ționare a re gulilor de calcul, model ând cât mai fidel influen ța pun ților termice
asupra valoril or fluxului termic disipat prin elementele de construcție perimetrale.
Ca urmare a creșterii exigențelor privind nivelul de protecție termică a clădirilor,
au apărut o serie de soluții noi și tehnologii aferente acestora. Unele dintre aceste soluții
studiate și promovate, în special, pentru clădirile noi la care așteptările în privința
performanțelor energetice sunt în continuă creștere, pot fi utilizate și cu ocazia
moderniz ării termice și energetice a clădirilor existente.
La suplimentarea izolației termice a elementelor de construcție care compun
anvelopa clădirilor existente și la îmbunătățirea detaliilor de noduri caracteristice ale
acestora, se recomandă să se dea import anță următoarelor aspecte :
– prevederea unor materiale adecvate pentru izolații termice suplimentare (cu
caracteristici higro -termice corespunzătoare : λ, ρ, μ etc.), având o grosime
suficientă, evitând materialele care ar necesita dimensiuni excesive; se re comandă
termoizolații eficiente, cu λ< 0,06 W/(m ·K): polistiren expandat, polistiren
extrudat, plăci rigide din vată minerală sau din sticlă, spumă poliuretanică ș.a.;
– realizarea unei continuități a izolației termice, atât fizic cât și ca valoare a
reziste nței termice (pe cât posibil, aceleași rezistențe termice pentru zone cu
alcătuiri diferite);
– corectarea în cât mai mare măsură a punților termice, ținându -se seama și de zona
de influență a acestora. Izolarea termică suplimentară în dreptul punților termi ce
are drept consecință diminuarea efectului negativ al acestora atât asupra pierderilor
de căldură cât și asupra câmpului de temperaturi de pe suprafețele interioare ale
elementelor care compun anvelopa clădirii, evitând în acest fel posibilitatea
apariți ei condensului superficial la nodurile care reprezintă punți termice
geometrice: colțuri ieșinde, intersecția pereților exteriori cu terasa, soclul, conturul
tâmplăriei exterioare etc.;
– amplasarea judicioasă a izolației termice suplimentare, evitând poziți onarea
defectuoasă sub aspectul difuziei vaporilor de apă și al stabilității termice;
poziționarea izolației termice suplimentare se va face de preferință spre exteriorul
elementelor de construcție. În cazurile în care poziționarea spre interior a stratulu i
termoizolant este temeinic justificată, se va analiza cu deosebită atenție
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
155
comportarea la difuzia vaporilor de apă, în vederea limitării condensului interior în
sezonul de iarnă și asigurării evaporării acestuia în sezonul cald și se vor prevedea,
în mod adecvat, bariere contra vaporilor;
– asigurarea unei stabilități termice corespunzătoare, atât pentru condițiile de iarnă,
cât și pentru cele de vară. În cazul elementelor de construcție ușoare, prin
suplimentarea corespunzătoare a izolației termice se va urmări realizarea unor
soluții de elemente de construcție cu rezistențe termice sporite;
– prevederea unor tencuieli adecvate la interior și la exterior care să asigure
impermeabilitate la apă și permeabilitate la vaporii de apă;
– adoptarea unor soluții opti me din punct de vedere economic, evitând consumurile
de materiale și costurile excesive.
Principalele criterii, exigențe și niveluri de performanță din punct de vedere termo –
higro -energetic, care trebuie avute în vedere la alegerea soluțiilor de îmbunătăț ire a
protecției termice sunt, în principal, următoarele:
a) asigurarea unui confort termic superior în sezonul rece, inclusiv în ceea ce
privește indicii PMV și PPD ;
b) îmbunătățirea microclimatului interior în sezonul cald, în principal, prin mărirea
stabilității termice, dar și prin luarea unor măsuri de reducere a efectelor însoririi
excesive;
c) reducerea, în cât mai mare măsură, a necesarului anual de căldură pentru
încălzirea clădirilor;
d) reducerea emisiei de substanțe poluante și, în primul rând , a emisiei de CO2,
prin micșorarea consumului de combustibili și deci de energie primară (criteriul
ecologic);
e) micșorarea substanțială a cheltuielilor de exploatare pentru încălzirea locuințelor
și recuperarea cât mai rapidă a cheltuielilor efectuate pentru modernizare.
Problemele tehnice și tehnologice care apar la proiectarea lucrărilor de reabilitare
termo -higro -energetică a clădirilor de locuit existente sunt deosebit de complexe, iar
rezolvarea lor corectă presupune cunoștiințe temeinice de fizica construcțiilor. Ca urmare,
elaborarea proiectelor de reabilitare și, în special, alegerea soluțiilor de principiu și
definitivarea detaliilor se va face de către, sau cu asistența tehnică, a unor specialiști cu
cunoștințe temeinice și cu experiență în dom eniul proiectării constructive și termotehnice.
Se atrage atenția asupra consecințelor, uneori foarte grave, ale adoptării unor
soluții și detalii necorespunzătoare, fapt care, în unele situații, poate determina
dezavantaje majore în exploatare, generând uneori defecte mai mari chiar decât cele
existente în situația inițială, necorectată.
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
156
Lucrările de reabilitare și modernizare termotehnică au numeroase conexiuni și
condiționări reciproce cu structura de rezistență a clădirii, care trebuie analizate cu
deosebită atenție. Se menționează astfel:
greutatea suplimentară rezultată din lucrările de reabilitare trebuie să nu conducă la
depășirea capacității de rezistență a elementelor de construcție structurale, atât la
acțiunea încărcărilor gravitaționale, cât și la acțiunea seismică;
lucrările de reabilitare și modernizare termotehnică trebuie să fie executate în
strictă corelare cu lucrările de consolidare structurală, antiseismică;
prevederea straturilor termoizolante suplimentare la fața exterioară a anvelo pei,
creează condiții favorabile în ceea ce privește comportarea structurii la efectul
variației de temperatură;
prevederea unor straturi termoizolante suplimentare pe ambele fețe ale elementelor
de construcție (structurale și nestructurale) împiedică vizu alizarea unor eventuale
defecte care pot să apară în timp sub acțiunea seismică, a tasărilor inegale sau a
altor acțiuni sau accidente.
O atenție deosebită trebuie acordată respectării riguroase a tuturor prevederilor din
actele normative în vigoare refer itoare la rezistența la foc a tuturor materialelor prevăzute
în proiectele de modernizare, dar, în primul rând, a materialelor termoizolante. Se
menționează, de exemplu, că polistirenul expandat, care este unul din materialele
termoizolante cele mai eficie nte, este produs în mai multe sortimente, dintre care unele se
caracterizează printr -o comportare necorespunzătoare la acțiunea focului: temperatură de
topire scăzută, degajări de gaze toxice la temperaturi ridicate ș.a. Ca urmare, utilizarea
acestor sorti mente impune anumite restricții și condiționări, referitoare, în special, la
amplasare (la exteriorul sau la interiorul clădirii) și la alcătuirea și grosimea stratului de
protecție.
La întocmirea proiectului de reabilitare și modernizare termică, o atenți e specială
trebuie acordată realizării unei protecții corespunzătoare la acțiunea apei , sub diverse
forme, astfel:
– izolarea hidrofug ă propriu -zisă, prin prevederea unor straturi hidroizolante;
– etanșarea hidrofugă pe conturul tâmplăriei exterioare;
– folosi rea unor straturi de protecție a straturilor termoizolante, din materiale
hidrofobe, etanșe și fără risc de fisurare;
– evitarea umezirii excesive a straturilor termoizolante, printr -o corectă rezolvare a
problemei difuziei vaporilor de apă prin elementele de construcție;
Capitolul 5 – Măsuri și soluții privind eficientizare a alimentării cu căldură a diverselor tipuri
de consumatori racordați la sistemul centralizat de distribuție a agentului termic
157
– uscarea elementelor de construcție existente umede, ca o condiție prealabilă
prevederii unor straturi termoizolante suplimentare;
– asanarea subsolurilor, repararea conductelor de instalații termice și sanitare din
subsoluri.
Cu toate c ă aplicarea pe scar ă largă a tehnologiilor existente conduce deja la
îmbun ătățiri majore ale eficien ței energetice ale cl ădirilor, este clar c ă noile concepte și
tehnologii vor permite îmbun ătățiri în plus și vor constitui c ăi pentru realizarea unor
perform anțe crescute.
Capitolul 6 – Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare a
rezultatelor obținute
158
CAPITOLUL 6
CONCLUZII GENERALE, CONTRIBUȚII ORIGINALE,
POSIBILITĂȚI DE VALORIFICARE A REZULTATELOR
OBȚINUTE
6.1. Concluzii generale
Cazurile analizate au fost:
BL.A7 (CNR/INR) noiembrie 2007 – martie 2008;
BL.A1 (CNR/IR) noiembrie 2009 – martie 2010;
BL.A7 (CR/INR) noiembrie 2008 – martie 2009;
BL.A7 (CR/IR) noiembrie 2009 – martie 2010.
Tab. 6.1
În urma studiului valorilor înregistrate și a performanței clădi rilor etalon pentru
cele patru grupe de clădiri caracteristice și a nume:
CNR / INR – clădire nereabilitată pe parte de construcție și nemodernitază pe instalații
interioare;
INR / IR – clădire nereabilitată pe parte de construcție dar modernizată pe parte de
instalație;
CR / INR – clădire reabilitată pe parte de constru cție însă nemodernizată pe parte de
instalație;
CR / IR – clădire reabilitată atât pe parte de construcție cât și pe parte de instalație.
se desprind următoarele concluzii:
Capitolul 6 – Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare a
rezultatelor obținute
159
Tab. 6.2
Din tab. 6.1; 6.2 se observ ă că, la o cl ădire colectiv ă, un efect benefic important în
sensul economiei energetice se ob ține dac ă se reabiliteaz ă – modernizeaz ă instala țiile
interioare. Nu este deloc de neglijat importan ța cre șterii gradului de izolare termic ă al
clădirii, însă dacă nu se opereaz ă și reabilitarea – mode rnizarea instala țiilor, rentabilitatea
soluțiilor de izolare termic ă este periclitat ă.
Fig. 6.1 – Consumul specific anual de c ăldură pentru încălzire prelevat din experiment,
pentru toate variantele de reabilitare
O imagine mai clară asupra ponderi i categoriilor de măsuri de reabilitare o avem
ilustrată în fig. 6.1, unde se observă că reabilitările – modernizările efectuate singular
asupra instalațiilor interioare conduc la reduceri de cca . 24% ale consumului de energ ie
termică, reabilitarea singula ră a părții constructive a clădirilor conduce la economii de
cca. 34% iar reabilitarea atât a părții constructive cât și pe parte de instalație poate
conduce la reduceri de până la 50% ale consumului de energie. Se observă că dacă
aplicarea unor soluții de reabilitare pe parte de instalații se justifică a fi întreprinse
singular .
Capitolul 6 – Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare a
rezultatelor obținute
160
Această constatare are la bază costurile destul de diferite între prețurile de
investiție aferente soluțiilor de reabilitare pe parte de construcție față de cele pe parte de
instalații (investițiile implicate de soluțiile de reabilitare ale părții de construcție sunt
sensibil mai mari decât cele implicate de soluțiile de reabilitare ale părtii de instalații).
De asemenea o concluzie interesantă rezultă din analiza energetică com parată a
clădirilor din cazul III (CR / INR) și IV (CR / IR). Se observă o diminuare de cca. 50% a
consumurilor energetice în cazul clădirilor din categoria (CR / IR) față de cele din
categoria (CNR / INR), în comparație cu reducerea de numai 35% a consumu lui energetic
în cazul clădirilor din categoria (CR / INR) față de clădirile din categoria (CNR / INR).
Explicația constă în faptul că în cazul clădirilor din categoria III (CR / INR), instalațiile
interioare de încălzire centrală devin supradimensionate d upă reabilitarea pe parte de
construcție a clădirilor și risipa de energie se face chiar în absența aporturilor de căldură
interne sau externe. Reabilitarea instalațiilor interioare de încălzire centrală se impune
imperativ și în această situație.
În cons ecință :
– Reabilitarea și modernizarea instalațiilor interioare se impune datorită faptului că
prin intermediul lor se oferă posibilitatea realizării unor importante economii
energetice, economii vizate direct prin reabilitarea termică a clă dirilor pe parte de
construcție;
– Reabilitarea și modernizarea instalațiilor interioare implică însă o funcționare
variabilă, fluc tuantă în timp a consumatorilor;
– Situația consumatorilor racordați la sistemul de alimentare centralizată cu căldură
este diversă, în funcție de gradele de reabilitare și modernizare implementate, însă
furnizarea puterii termice se face la parametrii termici unici, fapt ce îngreuneaz ă
fructificarea efectiv ă a economiilor de energie termic ă pe care consumatorii
reabilita ți și moderniza ți le fac acu m posibile;
– Reabilitarea termică pe parte de construcție a clădirilor, asociată cu suprafața deja
existentă a instalației de încălzire și cu reglajul ter mic calitativ centralizat uzual
este, reprezintă pentru aceste clădiri o cauză a unei risipe nejustific ate de energie
termică. Se impune în aceste situații redimensio narea curbelor de reglaj termic
calitativ și asigurarea de către sistemul centralizat, a unei alimentari diversificate
funcție de situația fiecărui consumator, astfel încat să se poată realiza economia
scontată de energie termică și tototdată să se asigure parametrii normați ai
utilităților;
– Rezultatele lucrării fundamentează Programele naționale anuale 2007, 2008, 2009,
2010 de reabilitare termică a blocurilor de locuințe (OUG 174/2002).
Capitolul 6 – Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare a
rezultatelor obținute
161
Din punct de vedere termotehnic reabilitarea termic ă a clădirilor înseamn ă
creșterea rezisten ței termice a anvelopei cl ădiri, eliminarea fenomenelor de condens
precum și asigurarea exigen țelor de confort termic, at ât în regim de var ă cât și în regim de
iarnă.
Prin montarea robinetelor termostatice, debitul necesar în instala ție poate varia
foarte mult, în func ție de op țiunea consumatorului și de temperatura exterioar ă. Sistemele
de încălzire dezechilibrate hidraulic pot cauza diferite probleme ( încălzirea
insuficient ă a etajelor superioare și supra încălzirea celorlalte apartamente; pierderi de
energie termic ă prin deschiderea ferestrei – costuri ridicate ale încălzirii; apari ția
zgomotelor și vibra țiilor în sistem; încălzirea greoaie a unor p ărți a instala ției în
momentul începerii furniz ării agentului termic).
Montarea robinetelor termostatice la consumatori conduce la regimuri hidraulice
foarte variabile. Aceasta înseamn a că disponibilele și excedentele de presiune la
consumatori sunt foarte fluctuante, ceea ce face ca modalitatea de echilibrare a sistemului
prin diafragme de laminare cu sec țiune fix ă să fie inadecvat ă. Se propune deci a se
proceda la o reechilibrare a re țelei și amplasarea în PT a unor diafragme variabile sau a
unor robinete de reglare care s ă poată să răspund ă mai multor regimuri de func ționare,
care s ă aibă „elasticitate” în domenii mai largi de exploatare.
Echilibrarea hidraulic ă a instala țiilor interioare este o m ăsură propus ă și de c ătre
auditorii energetici pentru cl ădiri în cadrul pache telor de m ăsuri ale auditurilor
energetice privind îmbun ătățirea performan ței energetice în clădiri.
Sistemele de încălzire din clădirile condominiale sunt sisteme complexe,
interactive, atât din punct de vedere termic cât și din punct de vedere hidraulic. Repartiția
corectă a debitelor de agent termic la consumatori reprezintă o premisă importantă pentru
asigurarea condițiilor de microclimă din încăperi.
Automatizarea proceselor ce se desf ășoară în punctele termice modernizate, va
permite punctului de func ționare al instala ției să urmăreasc ă în permanen ță necesarul
instala ției, asigur ându-se astfel un răspuns corect și în timp real la consumatorul final.
Reabilitarea termic ă a clădirilor impune corectarea curbelor de reglaj termic
calitativ. Însă, dat fiind că în cadrul actualului sistem centralizat de alimentare cu c ăldură,
la acela și punct termic vor fi racordate at ât blocuri reabilitate termic c ât și unele
nereabilitate termic, reglajul calitativ unic va fi de fapt necorectat. Acest lucru are
consecin țe asupra temperaturii interioare în sensul cre șterii acesteia în blocurile reabilitate
și cu instala ții fără robinete termostatice sau de sc ădere drastic ă a debitului de agent
termic , dacă exist ă robinete termostatice , ceea ce impune existen ța pompelor cu tur ație
variabil ă [27] .
Capitolul 6 – Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare a
rezultatelor obținute
162
Prin reabilitarea termic ă a blocurilor se reduce necesarul de c ăldură al
consumatorilor din locuin țele colective, instala țiile devenind supradimensionate, pe
măsură ce programele de reabilitare vor avansa în timp puterile termice liv rate devin
excedentare. Sursa de c ăldură va lucra permanent la sarcini par țiale, sensibil mai mici
decât cea pentru care a fost ini țial dimensionat ă. Vor fi necesare m ăsuri speciale pentru ca
randamentul sursei în aceast ă situa ție să se păstreze la valori acceptabile [30]. Ca și solu ții
determinate de reducerea necesarului de c ăldură sunt diafragm ările, montarea de
regulatoare de presiune diferen țială, robinete termostatice, electropompe cu motoare cu
turație variabil ă dotate cu convertizoare de frecven ță sau instalarea la nivel de bloc a unor
module termice pentru mici consumatori (cap.4).
Existen ța pompelor cu tura ție variabil ă din interiorul PT -urilor are importantul
avantaj c ă permite o reglare mixt ă, care este cea mai elastic ă și eficace modalitate de
punere în acord a cantit ății de energie termic ă livrate de surs ă cu necesarul real al
consumatorilor.
Informa țiile privind comportamentul termic al cl ădirilor prin indicatori de
consumuri specifice, permit întocmirea studiilor de prognoz ă a necesarului de energie
termic ă furnizat ă pentru acoperirea cerin țelor variabile ale consumatorilor în diferite
perioade de timp. Acest instrument faciliteaz ă elaborarea strategiilor de reglaj și de
consum de combustibil și emisii CO2, pe grupe de cl ădiri, pe puncte termi ce și în final pe
CET -uri.
În acest mod se stabile ște anticipat care va fi randamentul de furnizare a energiei
termice centralizat, în rețele care func ționeaz ă cu debite variabile în func ție de sezon și în
funcție de grupele de cl ădiri alimentate.
În acel ași timp, studiul prin indicatori de consum permite evidențierea
performanței energetice a clădirilor alimentate cu căldură. Astfel, acolo unde consumurile
depă șesc o valoare “etalon” se impun studii aprofundate printr -un audit energetic al
clădirii, care va prezenta deficien țele existente la nivel de anvelop ă, instala ții interioare și
gospod ărirea cl ădirii, precum și măsurile care se impun pentru remedierea acestor
deficien țe.
În urma analizei efectuate, ca modernizare de structură a sistemului de alimenta re
cu căldură solu ția cea mai optim ă pentru consumatorii blocurilor colective este înlocuirea
aliment ării centralizate de la punctele termice cu mini puncte termice numite module
termice de scară sau de bloc. Consumatorii au posibilitatea de a consuma o ca ntitate de
energie termică în acord cu necesitățile proprii momentane și desigur, cu posibilitățile de
plată.
Capitolul 6 – Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare a
rezultatelor obținute
163
Acțiunea de reabilitare și modernizare energetică a instalațiilor/construcțiilor va
asigura: creșterea eficienței energetice, îmbunătățirea con fortului, scăderea facturii de
plată a consumatorilor, reducerea consumului de combustibili fosili, reducerea emisiilor
de gaze cu efect de seră etc.
Modelul țărilor europene dezvoltate arată că eforturile care se fac pretutindeni
pentru realizarea unor cl ădiri cu consumuri energetice scăzute, reducându -se prin aceasta
și emisiile poluante cu efect atât de grav asupra schimbărilor climatice la scară planetară,
au condus, în scurt timp, la progrese importante în domeniul materialelor de construcție
eficiente și a tehnologiilor de construcție performante.
Materialele, produsele și tehnologiile performante au pătruns și pe piața
românească prin diverse firme, unele de prestigiu internațional. Rămâne să fie cunoscute
și aplicate cu pricepere. În plus, este abso lut necesar ca, în cel mai scurt timp, lucrările de
îmbunătățire a protecției termice să se realizeze conform prevederilor cuprinse de
reglementările aflate în vigoare.
Legislația și normativele adoptate recent în România în privința reducerii
consumurilor de energie în clădirile noi, dar și în stocul de clădiri existente sunt în
concordanță cu politica dusă de UE în acest domeniu, problemele majore rămânând cele
legate de finanțarea investițiilor pentru desfășurarea acțiunilor ce se impun.
6.2. Contribuț ii principale
Dat fiind c ă autorul tezei lucreaz ă în cadrul regiei autonome de distribu ție a
energiei termice din Bucure ști (RADET) și dat fiind c ă RADET a montat contoare de
căldură atât în punctele termice pe secundar c ât și la bran șamentele consumatori lor
racorda ți, a existat posibilitatea de a monitoriza o serie întreg ă de date înregistrate și
furnizate de aceste aparate. De regul ă utilitatea lor este fie pentru facturare și eventual
pentru identificarea unor defec țiuni în sistem. Totu și autorul remarc ă faptul c ă aceste
contoare înregistraz ă două categorii de date care pot fi fructificate p e linie de cercetare,
cum ar fi :
– date instantanee : debite de agent termic, temperaturi și puteri termice;
– date cumulate : cantit ăți de agent termic și cantit ăți de c ăldură pe diverse perioade
de timp.
Capitolul 6 – Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare a
rezultatelor obținute
164
Contribuțiile auto rului pot fi sintetizate astfel:
– modul de prelucrare a primului tip de date men ționate în vederea calibr ării și
valid ării unor modele teoretice de regim sta ționar și nesta ționar ; în acest sens s -a
prelucrat un set foarte complex de date înregistrate orar în decursul a trei sezoane
de încălzire succesive de la sistemul centralizat de distribuție energie termică,
considerând atât parametrii instalației punctului termic cât și parametrii tuturor
consumatorilor alimentați de PT;
– prelucrarea celui de al doilea tip de date (cumulate) în vederea evalu ării
economiilor de energie realizate de diversele categorii de cl ădiri de tip colectiv; în
acest sens datele prelevate din sistem au fost centralizate în consumuri lunare și pe
sezoane de încălzire pentru cele trei ierni succesive, datele prezent ându-se sub
form ă de consumuri specific e; prezentarea concretă a datelor și valorilor
înregistrate la blocurile alimentate de la sistemul centralizat de alimentare cu
energie termică oferă posibilitatea edificării concrete asupra efectelor programelor
de reabilitare atât la nivel de furnizor, cât și la nivel de consumator final;
– identificarea unui model de simulare a comportamentului termic în regim dinamic
pentru co nsumatorii de tip cl ădiri colective care s ă permit ă cuplarea acestora la
modelul general de simulare a comportamentului sistemului centralizat de
alimentare cu c ăldură, permi țându-se în acest fel evaluarea posibilit ății de
modulare a puterii termice livrat e de c ătre sistemul centralizat în conformitate cu
cerin țele diver șilor consu mator;
– clasificarea consumatorilor de tip cl ădiri colective în cele 4 categorii care se
disting în func ție de gradul și tipul reabilit ării efectuate, clasificare care permite o
evaluare diferen țiată a economiilor energetice;
– încercarea de modelare a comportamentului în regim dinamic a minipunctelor
termice, modelare care vizeaz ă în final identificarea reglajului termic calitativ –
cantitativ ce trebuie aplicat acestora .
6.3. Posibi lități de valorificare și continuare a cercetărilor în domeniu
Perspectivele care se întrevăd în urma studiului efectuat în lucrare pot fi
următoarele:
– modelul matematic de tratare al comportamentului termic în regim nestaționar al
Capitolul 6 – Concluzii generale, contribuții originale, posibilități de valorificare a
rezultatelor obținute
165
sistemului termic fo rmat din clădire și instalația de încălzire aferentă poate fi
utilizat într -o multitudine de situații efective de exploatare, unde este necesară
evaluarea asigurării confortului termic din spațiile încălzite ale clădirii și totodată
evaluarea consumului en ergetic necesar. Modelul teoretic nestaționar va putea fi
utilizat și în cadrul încălzirii intermitente a clădirilor ;
– algoritmul de calcul reprezintă un instrument util activității de proiectare
energetică a clădirilor noi și a modernizării celor existente . Pe baza modelului de
simulare se poate remodela configurația geometrică a clădirii, se pot introduce
sisteme pasive / active de reducere a necesarului de energie termică și se pot testa
parametrii de microclimat în diferite condiții de solicitare climati că, inclusiv
dimensiona sistemele termice de asigurare a confortului termic și fiziologic pentru
diverse grade de asigurare asumate;
– modelul de calcul s -a transpus sub forma principalului modul de calcul al unui
instrument software de simulare energetică a regimului termic al sistemului format
din clădire și instalația de încălzire . Instrumentul software este gândit sub forma
modulară adiționabilă astfel încât să permită atât intrări cât și ieșiri în și dinspre
modulul principal al necesarului de energie te rmică din partea modulului
complementar – sistem de încălzire, el permi țând atât analiza dinamică a regimului
termic de funcționare al clădirii cât și certificarea energetică;
– modelele matematice dezvoltate în cadrul tezei de doctorat pot fi utilizate în
elaborarea unui sistem de învățare și testare util studenților și doctoranzilor din
facultățile de construcții, instalații și arhitectură. De asemenea ele pot reprezenta
baza pentru elaborarea unor produse informatice destinate certificării energetice și
auditării energetice rapide a clădirilor existente.
166 Bibliografie
[1] – Alimentare cu căldură . Disponibil pe –
http://facultate.regielive.ro/cursuri/energetica /alimentare_cu_caldura -13239.html .
[2] – Auditul energetic. Disponibil pe –
http://www.comarion.ro/referate/index.php?value=Auditul%20energetic&d etalii=fizica_htm&id
=2107 .
[3] – Bliuc I., Bliuc B; Calitatea mediului interior și eficiența energetică a clădirilor. Disponibil
pe –
http://www.google.ro/#hl=ro&biw=1366&bih=594&q=Izolarea+termic%C4%83+a+anvelopei+p
resupune+utilizarea+ra%C5%A3ional%C4%83+%C3%AEn+alc% C4%83tuirea+anvelopei+unei
+cl%C4%83diri%2C+a+unor+&aq=&aqi=&aql=&oq=&fp=d391e1bb11a51c2f .
[4] – Burchiu S ., Studiu asupra implicațiilor induse de conectarea / deconectarea
consumatorilor de agent termic pentru încălzire asupra instalațiilor interioare de încălzire din
clădiri condominiale. Disponibil pe –
http://www.tehnicainstalatiilor.ro/articole/pdf/nr_36/011_016.pdf .
[5] – Căldura. Istoric. Disponibil pe – http://ro.wikipedia.org/wiki/C%C4%83ldur%C4%83 .
[6] – Caracteristici termoenergetice ale anvelopei clădirilor. Disponibil pe –
http://instalatii.utcb.ro/site/proiectecoordonare/serefen/ctec.pdf .
[7] – Dumitrescu L., Aparatele de înregistrare a temperaturii corpurilor de încălzire (impropriu
numite repartitoare). Revista INSTALATORUL nr.2, 3, 4 /2005.
[8] – H. Hornstein; “Încălz iri Centrale” – Editura Tehnică, București – 1962. Disponibil pe:
http://proiectareinstal.ro/2010/10/27/dezvoltarea -in-timp-a-tehnicii -de-incalz ire-scurt -istoric/ .
[9] – Istoria mijloacelor de climatizare și încălzire. Disponibil pe –
http://istoriiregasite.wordpress.com/2010/05/17/invent ii-in-istorie -climatizare -si-incalzire/ .
[10] – Implicațiile reabilitării termice asupra reglajului termic al instalațiilor de încălzire
centrală alimentate de sistemul de încălzire urban. Disponibil pe –
http://instal.utcb.ro/site_proiect/rezultate.htm .
[11] – Indrumar de eficiență energetică pentru clădiri. Disponibil pe –
http://www.scribd.com /doc/17531129/INDRUMAR -DE-EFICIENTA -ENERGETICA –
PENTRU -CLADIRI .
[12] – Instalații de încălzire – cap.4 (4.2.4.1.1 – Instalații bitub, echilibrarea hidraulică) ,
Sisteme de încălzire. Disponibil pe – http://www.scribd.com/doc/29692788/1 -Instalatii -de-
Incalzire -Cap-04-Sisteme -de-Incalzire .
[13] – Iordache F., Consecințe ale funcționării dezechilibrate hidraulic a sistemelor exterioare și
interioare de alime ntare cu căldură. Revista Instalatorul nr.2/2004.
[14] – Iordache F., Energetica echipamentelor și sistemelor termice – Editura Conspress – 2010;
167 [15] – Iordache F., Baltaretu F., Modelarea și simularea proceselor termice, dinamice. Editura
Conspress, 2005 ;
[16] – Iordache F., Păun V., The thermal dynamic behaviour of a building – Scientific Journal
Mathematical Modelling in Civil Engineering. UTCB – 2011 (in curs de publicare);
[17] – Iordache F., Ionescu M., Paun V., Efficiency of a districtual central he ating system –
Scientific Journal Mathematical Modelling in Civil Engineering, UTCB – 2011 (in curs de
publicare);
[18] – Istoria casei. Disponibil pe – http://www.incasa.ro/Istoria_casei_29 77_581_1.html .
[19] – Istoria locuințelor ecologice. – Disponibil pe –
http://www.scritube.com/stiinta/arhitectura -constructii/ISTORIC -LOCUINTELE –
ECOLOGICE92863.php .
[20] – Mateescu Th., Considerații privind eliberarea hidraulică a buclelor de reglaj în
instalațiile de încălzire cu corpuri statice. Revista INSTALATORUL nr. 5 /2004.
[21] – Metodologie de calcul al performan ței energetice a cl ădirilor – partea a II -a. Disponibil pe –
http://www.scribd.com/doc/24413852/Mc -001-1-2-3-Metodologie -Calcul -Performanta –
Energetica .
[22] – Mladin E.C., Geo rgescu M., Duțianu D., Eficiența energiei în clădiri – Situația în
România și acquis -ul comunitar, București 2004;
[23] – Pavel V., Vasilache M., Cherches M., Considerații asupra economiei de energie în
clădirile din România (1974 -2004);
[24] – Păun V., Modelarea proceselor termohidraulice care au loc în punctele termice și rețele
de distribuție – Raport cercetare doctorat 1 – 2008;
[25] – Păun V., Cercetări experimentale privind comportamentul termic dinamic al sistemelor de
încălzire districtuală. Raport cercetare doctorat 2 – 2009;
[26] – Păun V., Reglajul calitativ și cantitativ în cadrul sistemelor de încălzire districtuală.
Cercetări teoretice și experimentale. Raport cercetare doctorat 3 – 2009.
[27] – Păun V., Iordache F., Performanța energetică a clădirilor – A VIII -a conferință națională
de echipament termomecanic clasic și nuclear și energetică urbană&rurală – UPB – 2009;
[28] – Păun V., Iordache F., Prelevarea și prelucrarea datelor în sistemele centralizate de
alimentare cu căldură – A XIV -a conferință de confort, eficiență, conservarea energiei și
protecția mediului – UTCB – 2007;
[29] – Păun V., Iordache F., Prelucrarea numerică a parametrilor achiziționati de la un sistem
de încălzire districtuală – A XV -a conferință de confort, eficiență, co nservarea energiei și
protecția mediului – UTCB – 2008;
[30] – Păun V., Iordache F., Reglajul calitativ și cantitativ în cadrul sistemelor de încălzire
districtuală. Cercetari teoretice și experimentale – A XVI -a conferință de confort, eficiență,
conservar ea energiei și protecția mediului – UTCB – 2010;
168 [31] – Pierderi de căldură prin pereți exteriori. (17.03.2010). Disponibil pe – http://blog.solutii –
eco.ro/pierderi -de-caldura -prin-pereti -exteriori/ .
[32] – Popescu I., Echilibrarea hidraulică și termostatarea, elemente vitale în contorizarea
căldurii. Tehnica instalațiilor. Editura Minos – 2006. Disponibil pe –
http://www.tehnicainstalatiilor.ro/articole/nr_05/nr05_art.asp?artnr=06 .
[33] – Program de dezvoltare a Municipiului București, 2008 – 2009 ; (pag. 104 -105) .
Disponibil pe –
http://www.pmb.ro/primarul/prioritati_proiecte/proiecte_2000_2008/docs/90 -111.pdf .
[34] – Regulamentul pentru furnizarea și utilizarea energiei termice, aprobat prin Hotararea
Guvernului nr. 425/1994. – Disponibil pe – http://www.legestart.ro/Deciz ia-213-2001 -referitoare –
exceptia -neconstitutionalitate -dispozitiilor -art-29-Regulamentul -furnizarea -utilizarea -energiei –
termice -aprobat -prin-Hotararea -Guvernului –(NDUwNTE -).htm .
[35] – Romanian statistical yearbook, 2003;
[36] – Rotaru C., Preda M., Eficiența energetică – un element al dezvoltării durabile ,
Simpozionul: Energia – Sursa de dezvoltare economică, București 2004;
[37] – Sarbu I., Kalmar F., Efectele reabilitării termice a clădirilor. Considerații teoretice. –
Disponibil pe – http://tehnicainstalatiilor.ro/articole/pdf/nr_55/04.pdf .
[38] – Vasilache M., Contribuții la modernizarea fondului construit existent prin creșterea
performanțelor higrotermice , Teză de doctorat, Iaș i 1997.
169 ANEXE
A1 (cap. 2) – Valori normate pentru ti max [oC];
A2 (cap. 2) – Rezistențe termice corectate minime R’ min ale elementelor de construcții,
pe ansamblul clădirilor de locuit;
A3 (cap. 2) – Rezistențe termice normate ale straturilor de aer neventilate;
A4 (cap.2) – Rezistențe termice specifice R[m2•K/W] pentru elemente de constructii
vitrate;
A5 (cap. 2) – Rezistențe termice specifice R[m2•K/W] pentru elemente de construcții vitrate
de tip termopan;
A6 (cap. 2) – Rezistența termică a benzii de contur Rbc [m2•K/W];
A7 (cap. 2) – Numărul schimburilor de aer pe oră n a [h-1] la clădiri de locuit;
A8 (cap. 2) – Coeficienti globali normați de izolare termică GN la clădiri de locuit;
A9 (cap. 4) – Tabel echipament automatiza re punct termi c;
A10 (cap. 5) – Tabel echipament e stație termică compactă.
170 ANEXA 1
Valorile normate pentru
maxit [°C]
171 ANEXA 2
Rezistențe termice corectate minime R’ min ale elementelor de construcții,
pe ansamblul clădirilor de locuit
172 ANEXA 3
Rezistențe termice normate ale straturilor de aer neventilate
173 ANEXA 4
Rezistențe termice specifice R[m2•K/W] pentru elemente de construc ții vitrate
174 ANEXA 5
Rezistențe termice specifice R[m2
•K/W] pentru elemente de construcții vitrate
de tip termopan
175
ANEXA 6
Rezistența termică a benzii de contur Rbc [m2•K/W]
176 ANEXA 7
Numărul schimburilor de aer pe o ră n a [h-1] la clădiri de locuit (conform INCERC)
177 ANEXA 8
Coeficienti globali normați de izolare termică GN la clădiri de locuit
Nota: 1 – Pentru alte valori A/V și N se interpoleaza linear
2 – La clădiri proiectate du pă 1 10 1998, valorile GN au fost reduse cu 10 %
178 ANEXA 9
Tabel echipamente automatizare punct termic
179 ANEXA 10
Tabel echipamente stație termică compactă
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Ing. Păun C . Virgil [621642] (ID: 621642)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.