Determinarea Sarcinii Termice a Cladirii Si a Consumului Anual de Energie

CUPRINS

ADNOTARE

Introducere

Importanța domeniului studiat

Principalul factor in dezvoltarea societații umane din epoca moderna este reprezentat de consumul de energie. Acesta se diferențiaza in funcție de gradul de dezvoltare al industriei și al societații, de zona geografica și climatica, de nivelul de trai al populațtiei și de nivelul de cultura și educație.

In prezent cea mai mare parte a energiei se obține prin arderea combustibililor foșili, care genereaza 80% din emișiile de gaze poluante evacuate in atmosfera, ducând la distrugerea mediului inconjurator. Dîntre acestea dioxidul de carbon (rezultat din arderea combustibililor convenționali), freonii și oxizii de azot sunt principalii responsabili ai poluarii mediului, ai intenșificarii efectului de sera.

Sectorul rezidențial reprezinta cel mai mare consumator de energie, urmat imediat de sectorul industrial și de cel terțiar, de aceea cele mai importante strategii și politici ce au drept scop reducerea consumului de energie și combustibili vizeaza in principal aceste sectoare. Asadar reducerea consumului de combustibil foșil in domeniul casnic reprezinta un deziderat extrem de important la momentul actual atât in Moldova cit șip e plan internațional.

Atingerea acestui obiectiv se face momentan in primul rând prin reabilitarea termică a cladirilor și eficientizarea funcționala a instalațiilor interioare. In acest context, utilizarea surselor regenerabile prin sisteme neconvenționale de producere, transport și livrare a energiei catre consumatori reprezenta o poșibilitate extrem de importanta de reducere in continuare a consumului energetic clașic. Astfel, acest proiect de cercetare vine in intimpînărea principalului obiectiv al strategiei sectorului energetic, care consta in satisfacerea necesarului de energie la un preț cât mai scazut, corespunzator unei economii moderne și unui standard de viața civilizat, in condiții de calitate și șiguranța in alimentare, cu respectarea principiului dezvoltarii durabile.

Conform Directivei 32/2006/CE referitoare la utilizatorii finali și serviciile energetice, statele membre UE se angajeaza sa realizeze reducerea consumului de energie finala cu cel puțin 9% in perioada 2008-2016. Atingerea acestor ținte poate fi realizata numai prin abordarea corecta și sustinuta a utilizarii energiei din surse regenerabile.

Preocuparile actuale in domeniul utilizarii termice a energiei din surse regenerabile sunt repartizate pe mai multe direcții strict corelate între ele:

continuarea dezvoltarii și demonstrarii de soluții tehnice viabile, indepartarea barierelor tehnice și de dezvoltare a pieței in interiorul Comunitații Europene,

creșterea transparenței informațiilor referitoare la calitatea produselor, cu implicații asupra increderii tuturor factorilor implicați,

creșterea nivelului de integrare al pieței europene și implicit al competitivitații acesteia, reducerea costurilor și transferul de cunoștințe, cu o mare atenție indreptata asupra noilor State Membre

Așadar, in cazul cladirilor existente dar și in cazul cladirilor noi (care se proiecteaza), utilizarea energiei solare in scopul reducerii consumului de combustibil foșil pe de o parte dar și in scopul protecției mediului natural pe de alta parte, se impune ca o sursa energetica alternativa. Soluțiile poșibil a fi aplicate se adreseaza unor aplicații caracterizate de nivel scazut al temperaturii de utilizare, fapt ce conduce la o eficiența ridicata de captare și transformare in căldură a energiei solare, dar și la costuri moderate ale instalațiilor și sistemelor din dotarea cladirilor din domeniul rezidențial și terțiar.

Activitatea de expertizare trebuie sa fie susținuta de cunoașterea performanțelor echipamentelor și sistemelor, determinate experimental prin metode unitare , acceptate și validate atât din punct de vedere fenomenologic cu referire la procesele termice specifice, cat și din punct de vedere al particularitaților naționale cu referire la condițiile climatice și la tehnologiile specifice de realizare a cladirilor și instalațiilor termice aferente.

ASPECTE GENERALE CE PRIVESC ALIMENTAREA CU ENERGIE A SECTORULUI REZIDENȚIAL

1.1 . Generalități

1.1.1. Datele statistice cu privire la sectorul rezidențial din Republica Moldova

Eficiența și securitatea energetică au un impact direct asupra creșterii economice și reducerii sărăciei. La moment însă, sistemul energetic din Republica Moldova se confruntă cu un șir de probleme. Infrastructura energetică este într-o stare de uzură avansată, iar prețurile la resursele energetice, importul cărora constituie 95% din necesar, sunt în creștere. Capacitățile de generare a energiei electrice adecvate sunt insuficiente pe malul drept al Nistrului. La fel, nu există suficiente interconexiuni fizice cu țările vecine în sectoarele de gaze și energie electrică. Pierderile în sectorul electroenergetic și termic sunt mari, la fel ca și datoriile acumulate de sectorul termoenergetic față de furnizorul de gaze naturale. Consumul resurselor energetice este neeficient, iar nivelul de utilizare a energiei regenerabile este limitat.

Intensitatea consumului final de energie, care se referă la consumul final de energie raportat la numărul de locuitori, constituie în Chișinău 9,5 MWh/pe cap de locuitor, fiind mai mare decât cea înregistrată în România, Turcia sau Macedonia, se arată într-un studiu realizat de IDIS „Viitorul” în parteneriat cu Primăria Chișinău.

Potrivit autorilor studiului, datele colectate în 2010 arată că volumul de energie consumat a constituit 7 525 394 MWh, iar emisiile de CO2 generate de acest consum au valorat 2 084 977 tone. Astfel, consumul de energie aferent clădirilor și echipamentelor, instalațiilor din sectorul  municipal, rezidențial și al serviciilor reprezenta 72% din consumul final de energie, iar transportul reprezintă 28% din consumul final. Consumul din sectorul rezidențial este cel mai mare, constituind 44,24% în totalul consumului final, urmat de transportul privat și comercial cu o pondere de 24,15%, iar consumul înregistrat pentru iluminatul public este cel mai mic (0,28%). Pentru comparație, în statele din UE27, transportul reprezintă domeniul unde este înregistrat cel mai înalt nivel de consum de energie.

Analiza efectuată în cadrul acestui studiu demonstrează cheltuielile semnificative suportate în 2010 de Bugetul municipalității pentru asigurarea cu energie a domeniilor educației,transportului, iluminare stradală și sănătate. Cea mai mare parte din cheltuieli au fost orientate spre domeniul educației (6,37% sau 111,297 milioane lei), transport ( 5,62% sau 98,291 milioane lei), iluminare stradală (2,06% sau 36,008 milioane lei) și sănătate (1,51% sau 26,434 milioane lei).  Conform studiului, deși consumul final de energie raportat la numărul de locuitori din Chișinău, este mai mic cu 49% decât nivelul mediu înregistrat la nivelul țărilor UE, dar mai mare decât în România, Turcia sau Macedonia.

Prezent la conferința de lansare a studiului, șeful Delegației Uniunii Europene în Republica Moldova, Dirk Schuebel, a atras atenția asupra faptului că în Republica Moldova este înregistrat cel mai înalt nivel de consum de energie din Europa. „În Ucraina au existat exact aceleași probleme și s-au întreprins măsuri pentru reducerea consumului de energie. Optimizarea consumului de energie și găsirea alternativelor este un obiectiv dificil de atins, dar cred că veți reuși”, a menționat oficialul european.

Situația din sectoarele complexului energetic este următoarea:

Energia electrică

În ultimii 10 ani sectorul electroenergetic a suferit schimbări majore. Nivelul producerii energiei electrice s-a redus în anul 2010 cu 15% față de anul 2001, iar cea mai mare cotă din producerea energiei electrice revine CET-2 – 70-80%. Sunt în scădere procurările de energie electrică din import și de la MGRES. Astfel, în anul 2010 acest indicator a scăzut cu cca 21% față de 2009 și, respectiv, cca 6% față de 2001. Acest lucru denotă dependența de importul energiei electrice și procurările de la un singur furnizor – MGRES, ceea ce, cu siguranță, afectează securitatea energetică a țării noastre.

În ce privește structura consumului energiei electrice în Republica Moldova, aceasta rămîne a fi dezechilibrată, datorită faptului că cea mai mare parte este consumată de către populație (30-40%), industriei revenind o cotă mai mică – cca 25-35%. Alte sectoare ale economiei naționale (agricultura, transportul, construcțiile etc.) joacă un rol nesemnificativ în structura consumului energiei electrice.

Totodată pierderile de energie electrică înregistrată de rețelele de distribuție din Republica Moldova sunt în scădere, deși la un nivel mai înalt comparativ cu țările dezvoltate (pînă la 10%), ceea ce afectează negativ eficiența energetică a Republicii Moldova. 

Energia termică

Producerea energiei termice este la fel în scădere în Republica Moldova. Astfel, în anul 2009 producerea s-a redus cu cca 14% față de 2008 și, respectiv, cu 20% față de 2001. Cea mai mare cotă din producerea energiei termice revine CET-urilor – 60-65%. Reducerea sarcinii termice este condiționată, printre altele, de debranșările masive ale consumatorilor de la sistemul centralizat de încălzire.

În ce privește structura consumului energiei termice în Republica Moldova, aceasta este dezechilibrată, datorită faptului că cea mai mare parte este consumată de către populație (45-60%), industriei revenind o cotă mai mică – cca 20-30%. Alte sectoare ale economiei naționale (agricultura, transportul, construcții etc.) joacă un rol nesemnificativ în structura consumului energiei termice.

O problemă stringentă a sectorului termoenergetic din Republica Moldova sunt datoriile istorice mari acumulate de către SA Termocom față de CET-uri. Urmare a analizei datoriilor acumulate de către SA Termocom, se poate constata că cele mai mari datorii sunt înregistrate față de SA CET-2. În perioada analizată acestea s-au mărit de cca 2 ori, iar gradul mediu de achitare al datoriilor a constituit 40-60%. Este de menționat că datoriile SA Termocom față de SA CET-1 sunt de 3 ori mai mici comparativ cu SA CET-2, ceea ce se datorează diferitor capacități ale acestor centrale. Această situație este generată de creșterea sumelor datoriilor populației și agenților economici pentru achitarea energiei termice și neajustarea la timp a tarifelor.

Altă problemă acută a sectorului termoenergetic din Republica Moldova este nivelul înalt al pierderilor de energie termică, care în anul 2009 a constituit 21% și are o tendință generală de creștere în ultimii 10 ani.

Clădirile consumă cea mai mare parte din energie (40%) și cel mai mult contribuie la emisia gazelor cu efect de seră. Clădirile ce aparțin sectorului rezidențial denotă cel mai mare consum de energie (65%). Performanța energetică redusă a clădirilor existente are și un impact social puternic, afectînd în special păturile social vulnerabile de populație. În mediu, cheltuielile populației pentru încălzire constituie de la 15% pînă la 50% din veniturile acestora.

Experiența țărilor europene, precum și cea autohtonă, acumulată în rezultatul implementării unor proiecte de sporire a eficienței energetice a clădirilor existente (renovarea anvelopei clădirilor, modernizarea sistemelor de încălzire, etc.) demonstrează că potențialul de reducere a consumului de energie în clădirile existente constituie circa 30-50% și în unele cazuri poate ajunge chiar la 70%.

Resurse regenerabile de energie și eficiență energetică

Este evident faptul că, în absența resurselor energetice proprii și în condițiile dependenței tot mai mari de importurile resurselor energetice, eficiența energetică și valorificarea surselor de energie regenerabile în Republica Moldova constituie o prioritate strategică.

Moldova ECO-Energetică” este parte a unei ample campanii sociale de promovare a surselor alternative de energie și a eficienței energetice, desfășurată de Guvernul Republil Republicii Moldova, în parteneriat cu Uniunea Europeană și Programul Națiunilor Unite pentru Dezvoltare (PNUD) Rep. Moldova.

Șeful Delegației UE în Rep. Moldova, Dirk Shuebel, a declarat că Uniunea Europeană și alți donatori sunt gata să sprijine Republica Moldova cu suport financiar și tehnic în vederea ridicării eficienței energetice. “Este vorba de Proiectul energie și biomasă în valoare de 14, 56 milioane de euro, care are scopul de a spori în mod semnificativ utilizarea tehnologiilor de energie regenerabilă în Republica Moldova”, a mai spus înaltul demnitar. Proiectul prevede instalarea sistemelor de încălzire pe biomasă în 130 de localități din republică, în special școli, grădinițe.

Dirk Shuebel a menționat și Proiectul “Suport pentru reformarea sectorului energetic” în valoare de 42,6 milioane de euro ce se va axa pe sporirea eficienței energetice și utilizarea resurselor regenerabile în Republica Moldova”, proiect contrasemnat de premierul Vlad Filat.

Guvernul își propune ca, până în anul 2020, aproximativ 20 la sută din balanța energetică să fie asigurată din surse alternative de energie, iar ca prim pas a fost alocarea în anul 2011 a 25 milioane de lei din Bugetul de Stat pentru programe de sporire a eficienței energetice în instituțiile publice. Sa preconizeazat ca în 2012 suma dată să crească la 180 de milioane lei, fiind creat Fondul pentru eficiență energetică, iar finanțările vor putea fi accesate și de mediul de afaceri.

În condițiile scumpirii resurselor energetice tradiționale, de care Republica Moldova nu dispune și pe care le importă practic integral, Guvernul Republicii Moldova și-a asumat angajamentul de a reforma sectorul energetic prin sporirea securității energetice, diversificarea surselor de energie, creșterea nivelului de eficiență energetică și atragerea de investiții în domeniu.

Viziunea strategică a Republicii Moldova pe viitor

Către anul 2020 Guvernul Republicii Moldova are ca scop să creeze un complex energetic competitiv și eficient, care va asigura toți consumatorii cu resurse energetice calitative, în mod accesibil și fiabil. Aceasta va permite de a materializa conceptul de dezvoltare durabilă a economiei naționale și de a schimba paradigma creșterii economice. Un complex energetic durabil va avea impact și asupra reducerii sărăciei prin sporirea accesibilității pentru populație a resurselor energetice.

Un rol important în acest sens îl are reducerea dependenței de importurile resurselor energetice și consolidarea securității energetice. În acest scop vor fi dezvoltate interconexiunile de transportare a resurselor energetice și promovată integrarea Republicii Moldova în sistemul energetic european. Totodată un accent deosebit va fi pus pe optimizarea mixului energetic și crearea noilor capacități de generare a energiei și valorificarea surselor de energie regenerabile.

Asigurarea eficienței energetice se va produce prin diminuarea intensității energetice în sectorul rezidențial, industrial, transport și agricol, modernizarea sistemului energetic (producere, transport, distribuție), precum și sensibilizarea publicului larg asupra necesității economisirii energiei.

Creșterea eficienței energetice va afecta direct mai multe sectoare ale economiei naționale, în special cele ce țin direct de utilizarea energiei în procesul de producție, dar și consumul gospodăriilor și instituțiilor publice. La moment, producția intermediară doar în sectorul energetic și cel de transporturi sumează la mai mult de 17 miliarde lei.

Creșterea treptată planificată a eficienței energetice cu până la 10% ar însemna că mai multe mărfuri pot fi produse cu aceeași cantitate de energie sau același produs intern poate fi obținut cu mai puține resurse energetice, ceea ce este echivalent cu mai puține costuri. Economiile anuale vor constitui circa 830 milioane lei, în prețuri curente, către anul 2020. Aceste economii pot fi canalizate spre noi investiții, în diferite proporții, în dependență de sector.

Proiectul Facilitatea de finanțare a eficienței energetice în sectorul rezidențial din Moldova (MoREEFF), în valoare de 35 de milioane de euro, a fost lansat oficial la Chișinău.

Finanțările vor fi alocate prin linii de creditare deschise de Banca Europeană pentru Reconstrucție și Dezvoltare (BERD) în bănci moldovenești. Asistența tehnică este finanțată de către Guvernul Suediei prin intermediul Agenției Internaționale Suedeze pentru Dezvoltare și Cooperare.
“Îmbunătățirea eficienței energetice se află la baza strategiei BERD pentru Republica Moldova. Este pentru prima dată când gospodăriile casnice din Moldova au posibilitatea de a îmbunătăți eficiența energetică a caselor lor și a reduce facturile de încălzire”, a menționat Julia Otto, șefa reprezentanței BERD în R.Moldova. Oficialul BERD a adăugat că finanțarea oferită de MoREEFF este combinată cu furnizarea de asistență tehnică și stimulente pentru investiții.
Proiectul va avea un impact pozitiv asupra economiei și va contribui la reducerea consumului de energie, a menționat Dirk Schuebel, ambasadorul Delegației UE în Moldova. Dirk Schuebel a mai adăugat că “toate domeniile – agricultura, industria și sectorul public – trebuie să eficientizeze consumul de energie”. Companiile din Republica Moldova folosesc de trei ori mai multă energie pentru a avea același rezultat ca cele din UE.
Potrivit specialiștilor, consumul de energie poate fi redus la jumătate prin sporirea eficienței energetice a clădirilor. Un studiu efectuat în anul 2012 a arătat că pierderile de energie termică în sectorul rezidențial se ridică la 22% din consumul total, iar până la 50 de bani dintr-un leu cheltuit de o familie se duc pe încălzire. Potențialul de reducere a consumului de energie în clădirile existente este estimat la 30-50%, iar în unele cazuri poate atinge 70%.
Avem un potențial enorm de reducere a consumului de energie, iar obiectivele noastre sunt de a reduce în următorii ani consumul cu 20%, a declarat vicepremierul Valeriu Lazăr, ministru al Economiei. “Proiectul Facilitatea de finanțare a eficienței energetice în sectorul rezidențial se înscrie perfect în prioritățile noastre”, a mai spus Lazăr.
Ministrul Economiei a anunțat că Fondul pentru Eficiență Energetică a fost creat și va deveni operațional în anul curent cu un buget de 100 de milioane de lei. În 2013, acesta va ajunge la 160 de milioane de lei, mijloacele respective fiind prevăzute de bugetul de stat, iar în perspectivă se va ajunge la o capitalizare de 30 de milioane de dolari SUA.
Circa 56 la sută din clădirile de locuit au fost construite până în anul 1975. Prin aceasta poate fi explicat consumul înalt de energie, ce se ridică la 45% din consum, peste jumătate dintre care revine sectorului rezidențial, a menționat Marcel Răducanu, ministrul Dezvoltării Regionale și Construcțiilor.
BERD sprijină gospodăriile din Republica Moldova în reducerea consumului de energie și micșorarea plăților pentru facturi printr-un credit în sumă de 35 de milioane de euro, cu o componentă de asistență tehnică până la 30% după valorificarea creditului de către beneficiari. Agenția Suedeză pentru Dezvoltare și Cooperare Internațională (SIDA) va oferi o finanțare nerambursabilă de 2,3 milioane de euro, în sprijinul dezvoltării proiectului, iar Uniunea Europeană va acorda un grant în sumă de 5 milioane de euro în cadrul Facilității de Investiții pentru Vecinătate, notează MOLDPRES.

1.1.2. Consumurile de energie într-o clădire

Pe perioada duratei de exploatare a unei cladiri se consuma diverse forme de energie pentru a asigura: incalzirea pe timpul iernii, răcirea pe timpul verii (aer conditionat, climatizare), iluminatul, ventilarea artificială, functionarea diverselor aparate.

Consumul de energie pentru încalzire este cel mai important din punct de vedere cantitativ .

Din acest motiv, reducerea consumului de energie pentru încalzire este cea mai eficienta actiune care poate fi intreprinsa într-o cladire in scopul diminuarii cheltuielilor cu energia. La fel, pentru reducerea impactului asupra mediului, una dintre primele etape care trebuia avute in vedere este cea de minimizare a consumului de energie pentru incalzire.

Atunci cand se folosesc forme de energie diferite (de exemplu electricitate si gaz) fiecare dintre cantitatile respective trebuie convertite in consum de energie primara, marime care tine cont de randamentele de producere, transport, distributie.

Reducerea cea mai eficienta a consumului total de energie este realizata prin respectarea principiului Trias Energetica. Acest principiu arata cum trebuie prioritizate actiunile de eficientizare:

– mai întâi trebuie redus consumurile de energie;

– apoi, trebuie asigurate cantitatile de energie necesare pe cît posibil din surse regenerabile

– la urma se completeaza necesarul de energie ramas din sursele fosile cele mai putin poluante (de exemplu, prin cogenerare)

In acest fel se realizeaza si o dimensionare corecta a surselor de energie necesare.

Dacă vom repartiza consumurile a fiecărui tip de energie pe apartamente, vom obține următoarea informație :

Consumul de energie electrică a unui apartament

Depinde de perioada anului,adica de anotimp. Pe timp de iarna, consumul de energie electrică evident creste considerabil in comparatie cu vara, la acest fapt conduce micșorarea duratei de zi.

Tabelul 1.1. Consumul mediu lunar al energiei electrice a unei locuinte obisnuite [2]

Dupa datele de mai sus dacă vom lua ca exemplu o cladire cu 12 nivele, pe fiecare nivel sunt 6 apartamente, blocul dat avînd 2 scări rezultă că blocul va avea 144 apartamente și comitem că fiecare apartament va consuma aproximativ 250 kWh lunar, de aici rezultă că consumul de energie electrică lunară a blocului va fi de 36000 kWh sau 36 MWh. Făcînd calculele financiare obținem: luăm 1 $ = 13 lei și știm că 1 kWh = 1,58 lei rezultă că costul a 36000 kWh = 4375 $

Consumul de enegria termică a unui apartament

În proiectarea sistemelor clasice de incalzire, se cunoaște ca utilizarea izolațiilor termice are ca efect reducerea consumurilor specifice de combustibili. Experiența ultimilor ani, arata ca in condițiile economine actuale, costurile inițiale ale investiției in izolația termică, sunt amortizate in cca. 2…4 ani, prin reducerea corespunzatoare a cheltuielilor cu combustibilii.

Într-un bloc, unde toate apartamentele au repartitoare (contoare la energia termică), sa constatat că consumul aproximativ de energie termică este de 0,95 Gcal lunar, pentru un apartament cu 3 camere, cu suprafața de 65 mp2 de aici putem lua decizii că în mediu un apartament poate consuma 0,75 – 0,80 Gcal lunar.

Conform datelor de la ANRE, din momentul scumpirii energiei termice datorită cresterii prețurilor la gaze natutale de la 2057 lei/1000 m3 la 3106 lei / 1000 m3,costul unei Gkal de la Termocom este de 987 lei.

Luînd ca exemplu clădirea cu 12 nivele și făcînd calculele aproximative pentru a afla consumul de energie termică a unui bloc, obținem 115 Gcal. Ca să vedem care-i costul acestei cantități de energie termică în urma calculelor efectuate obținem aproximativ 113500 lei sau 8730 $.

Consumul de apă caldă menageră

Luînd date cu aproximare și calculind cîtă apă caldă consumă un apartament, cu 4 persoane, se primește aproximativ 6 m3 de apă caldă lunar. Dacă calculăm pentru un bloc cu 72 apartamente se obține un consum de 432 m3, știind că 1 m3 = 29,93 lei rezultă că costurile vor fi în valoare de 12930 lei sau aproximativ 995 $

Conform datelor obținute in urma calculelor efectuate,pentru a micșora și mai mult cantitatea de consum de energie electrică,termică și apă caldă respectiv micșorarea din punct de vedere financiar, propun implementarea surselor regenerabile care să alimenteze un bloc locativ cu energiile necesare.

Acoperirea necesarului de energie a unui bloc locativ

Sunt 2 metode cele mai frecvent utilizate de alimentare cu energiile necesare a unui bloc :

alimentarea centralizată cu energie

alimentarea individuală cu energie.

Alimentarea centralizată cu energie

Serviciul public de alimentare cu energie în sistem centralizat se desfășoară sub conducerea, coordonarea și responsabilitatea administrației publice locale. Acest serviciu se realizează prin intermediul infrastructurii tehnico-edilitare specifice, aparținând domeniului public sau privat al administrației publice locale, care formează sistemul de alimentare centralizată cu energie al localității . Alimentarea centralizată cu energie termică o obținem de la SACET Chișinău și respectiv energiea electrică de la Gas Natural Fenosa. Activitățile specifice serviciilor publice de alimentare cu energie în sistem centralizat sunt următoarele: producerea, transportul, distribuția și furnizarea energiei termice. Alimentarea cu energie în sistem centralizat este un serviciu public reglementat de stat în scopul asigurării:

• continuității și calității serviciului;

• accesibilității prețurilor la consumatori;

• resurselor necesare serviciului public pe termen lung;

• siguranței în funcționarea serviciului public de alimentare cu energie;

• transparenței costurilor și tarifului la energia;

• influenței reduse asupra mediului înconjurător.

Realizarea serviciul public de alimentare cu energie în sistem centralizat are următoarele obiective:

• utilizarea eficientă a resurselor energetice;

• dezvoltarea durabilă a unităților administrativ-teritoriale;

• diminuarea impactului asupra mediului;

• promovarea cogenerării de înaltă eficiență și utilizarea surselor noi și regenerabile de energie;

• reglementarea și transparența tarifelor și prețurilor energiei termice;

Pentru toate țările în tranziție una din cele mai dezbătute probleme în societate este cea ce ține

de modalitatea de încălzire – a rămâne branșat la sistemul centralizat de încălzire sau de a trece la

încălzirea individuală – fie de apartament sau bloc etc.

Acolo unde un sistem centralizat este bine gândit, menținut și dezvoltat, unde tehnologiile moderne de producere, transport și distribuție a energiei termice sunt constant implementate, unde consumatorii își achită facturile – soluția sistemului de alimentare urbană centralizată asigură servicii de calitate la costuri mai mici sau cel mult egale cu cele oferite de soluțiile alternative individuale.

Sistemul de alimentare centralizat a energiei este soluția competitivă, adecvată pentru zonele aglomerate, zonele centrale ale orașelor și zonele cu blocuri de locuințe cu multe etaje.

Răspândirea sistemelor individuale in aceste zone este un semnal a unei proaste funcționări a sistemului centralizat.

Avantajele sistemului de alimentare centralizată:

• asigurarea unui climat sănătos, nepoluant în ariile locuite, prin reducere numărului de găuri de emisie, amplasarea centralelor termice la marginea orașelor și construirea de coșuri de fum suficient de înalte pentru dispersarea emisiilor poluante;

• evitarea depozitării și manipulării unor combustibili și a produselor de ardere în zone intens populate;

• posibilitatea utilizării unor combustibili care nu pot fi folosiți individual (de ex. deșeuri menajere urbane, biomasă, etc);

• posibilitatea utilizării de resurse alternative la combustibilii fosili: resurse regenerabile disponibile pe plan local, deșeuri menajere urbane, deșeuri lemnoase, din care unele nu pot fi utilizate eficient sau chiar de loc în mod individual.

• evitarea utilizării combustibililor și instalațiilor de ardere de către mase largi de oameni care nu au cunoștințe de specialitate.

Dezavantajele sistemului de alimentare centralizat constau în lipsa de performanță a acestor sisteme cauzată de :

• uzura fizica și morala a instalațiilor și echipamentelor;

• limitarea mijloacelor financiare pentru întreținere, modernizare și dezvoltare;

• exploatarea neprofesională (în unele cazuri).

La dezavantajele sistemului de alimentare centralizat cu enertgie termică se adaugă și imposibilitatea alegerii termenilor de începere și încheiere a perioadei de încălzire la dorința consumatorilor. Într-o economie de piață SACET constituie de obicei cadrul în care se manifestă competiția între diverși producători de căldură, ce folosesc tehnologii și resurse diferite, – competiția care conduce la prețuri mai reduse ale energiei termice în SACET.

Alimentarea individuală cu energie

Alimentarea individuală cu energie termică, electrică și apă caldă a unui apartament poate fi de mai multe tipuri, o metodă cea mai ecologică și eficientă este folosirea surselor regenerabile de energie, unicul dezavantaj pe care o are este investițiile la începutul etapei de implementare a acestora în schimb, investițiile sunt amortizate în cel tirziu 15 ani.

Altă metodă este de a obține energia termică și apa caldă de la microcentrală murală pe gaz sau conectată la rețeaua electrică.

Energia termica ( apa calda si caldura) este cu atat mai scumpa, cu cat locul unde se produce este mai departe de locul unde se consuma. In cazul sistemelor centralizate de productie si distributie a energiei termice, ( de obicei vechi de zeci de ani), randamentele sunt atat de scazute pentru ca mai mult de jumatate din cantitate se pierde pe retelele de distributie. Bineinteles ca aceste pierderi trebuie incluse in pretul energiei vandute, ceea ce conduce la cresterea pretului platit pentru incalzirea locuitei si asigurarea apei calde menajere. Chiar si in cazul in care suntem dispusi sa suportam aceste costuri, apar deseori situatii in care, prin nepornirea centralelor termice pe timp de toamna sau oprirea lor primavara, prea devreme, se ajunge la disconfort in casele noastre. In mod traditional, in perioada verii, reviziile instalatiilor de producere si distributie duc si la sistarea furnizarii de apa calda menajera pentru perioade deloc scurte. 
La ora actuala, microcentrala termica murala pe gaz este solutia cea mai eficienta din punct de vedere calitativ si financiar pentru incalzirea si asigurarea apei calde menajere intr-o locuinta. Costurile pentru incalzire si apa calda scad pana la 40% fata de costurile sistemului centralizat. 
Investind intr-un sistem modern de incalzire si de producere a apei calde menajere, bazat pe o centrala termica murala, devii independent de sistemele centralizate, de variatiile de presiune si temperatura, confortul in locuinta creste si depinde doar de tine. 

Randamentul si eficienta incalzirii depind de centrala termica folosita, cat si de proiectarea corecta, de dimensionarea instalatiei de incalzire, de tipul acesteia si de randamentul elementelor componente. Pentru orice intrebari, nelamuriri, sfaturi va rugam sa apelati Centrul nostru de asistenta si service. 
Centralele termice murale de 24 kW, 28 kw sau 31 kw sunt dimensionate sa asigure incalzirea unor suprafete de 200-290 m² ( cu o inaltime medie a locuintei de 2,4 m). Pentru comparatie: un apartament de 4 camere are, de obicei, o suprafata desfasurata intre 100 si 130 m². 

O parte din puterea centralei e utilizata la producerea apei calde menajere. In functie de numarul de persoane si de regimul lor de viata, devine necesara asigurarea unui debit minim de 11 l/min ( un robinet de 3 l/min si un dus de 8 l/min).

Avantajele centralelor termice :
• eficienta termica mare: 90 – 98 %
• flexibilitate fata de spatiile de montare: bucatarii, vestibul, bai, debarale, pivnite, etc. conform normelor in vigoare
• functioneaza si la presiuni scazute ale gazului natural
• echipamente compacte
• emisii reduse de noxe
• complet automatizate – ex. termostat camera, regulator cu senzor exterior

• independenta fata de sistemul centralizat

• confort optim de caldura si a.c.m. 24/24 h
• platesti cat consumi – se elimina riscul platii pierderilor din retea
Alimentarea cu energie electrică necentralizată poate fi doar de la sursele regenerabile de energie, panouri fotovoltaice (cel mai des utilizate) , energia euliană, hidrocentrale și altele.

1.1.4. Promovarea utilizării surselor de energie regenerabilă în clădiri

Legea cu privire la sursele regenerabile reglementează activitățile în domeniul surselor regenerabile de energie.

Scopul acestei legi este sporirea securității energetice a statului și reducerea impactului negativ al sectorului energetic asupra mediului prin majorarea anuală a ratei de energie și combustibil regenerabile care au fost produse și utilizate.

Obiectivele legii sunt urmatoarele:

asigurarea, pînă în anul 2010, a producerii unui cuantum de 6% de energie din surse regenerabile și a unui cuantum de 20% – pînă în anul 2020.

sporirea securității ecologice

formarea unui sistem de producere, distribuție, comercializare și consum rațional al energiei și combustibilului regenerabile

atragerea investițiilor în domeniul dat

asigurarea informațională a activității

colaborarea tehnico-științifică internațională.

Strategia energetică a Republicii Moldova (RM) pînă în anul 2030 :

Scopul trategiei este creșterea economică și bunăstarea socială. Strategia evidențiază problemele țării care solicită soluții cît mai rapide.

Sunt definite obiectivele pentru perioadele 2013-2020 și 2021-2030.

Obiectivele perioadei 2013-2020 :

intrarea pieței de energie electricăa RM în piața energiei interne a UE pînă în 2020

reducerea consumului de energie cu 20 %

micșorarea emisiilor de CO2

utilizarea energiei produse din surse regenerabile

reducerea pierderilor în rețelele de transport și distribuție cu 39 %

Ceea ce ține de perioada 2021-2030, RM va urma pașii concomitenți cu UE, concret nu se știe nimic din cauza incertitudinii, riscurilor care vor urma, dar totuși RM are 3 obiective generale :

asigurarea secutității energetice

dezvoltarea piețelor conzurențiale și integrarea lor regională și europeană

asigurarea durabilității sectorului energetic.

Deoarece in momentul de fata economia nationala si mondiala se confrunta cu preturi ridicate de producere a energiei termice si electrice,exista numeroase tendinte de a utiliza folosirea surselor de energie regenerabile pe o scara cat mai larga. Exista si alte motive pentru care s-ar renunta la producerea energiei, cu combustibili lichizi, gazoși sau fosili si anume ca rezervele acestora se vor epuiza foarte curand, dar si emisiile polouante ating cote ingrijoratoare.La fel se poate vorbi si despre energie nucleara care produce deseuri radioactive foarte periculoase pentru mediul inconjurator dar si despre riscului legat de producere unei catastrofe nucleare.Pentru acesti combustibili clasici se prevede o crestere sporita a preturilor, deoarece rezervele lor scad, fenomen care contureaza renuntarea si mai rapida la ei.

Principale tipuri de energie regenerabile sunt energia solara si energia eoliana.Acestea sunt tot timpul constante fata de sursa energiei care le genereaza. Exista un inconvenient major legat de captarea si stocarea ei intr-o oarecare forma si apoi ulterior sa fie utilizata.Pe langa instalatii care incalzesc locuinte mai sunt si acelea care folosesc energia solara in scopul racirii aerului.Energia regenerabila este captata de diferite fluxuri de energie produsse de diferite fenomene ale naturiiprecum ar fi:soarele, vantul, apele curgatoare energia geotermala sau fluxuri biologice.Acestea au marele avantaj ca folosec radiatia solara respectiv forta vantului, pentru a produce energie iar ele nu sunt influientate in nici un fel de pret, deoarece acestea nu se cumpara ci sunt gratuite.In general cantitatea de caldura ce cade pe acoperisul unei case este mai mare decat energia total consumata in casa.Exista posibilitatea folosirii sistemelor solare in combinatie cu alte sisteme termice cu combustibili clasici, asta pentru a reduce o parte din cheltuieli. Singurele dezavantaje ale acestora ar fi cheltuielile legate de costul instalatiei si a cheltuielilor de intretinere care la ora actuala au o valoare ridicata.

Dealungul timpului a existat dorinta captarii acestor tipuri de energiei intr-nu mod cat mai eficient, lucru care nu a fost posibil pana acuma, dar la ora actuala odata cu avansarea tehnlogiei s-au creeat conditii, care acuma sunt la indemana noastra sa expluatam aceste resurse.

Descrierea generală a opțiunilor de alimentare cu energie regenerabilă a blocului locativ

1.2.1. Alimentarea cu căldură a blocului de la centrala termică pe biocombustibili

Furnizarea apei calde și a încălzirii sunt strâns legate. Ambele, însă mai ales încălzirea, oferă un indiciu esențial asupra gradului de confort al unei locuințe. Standardul modern nu mai acceptă locuințe neîncălzite sau fără apă caldă curentă. Orașele mari au mult mai multe locuințe încălzite de la sistemul centralizat, sau prin intermediul unei centrale termice. Aceasta, ține în mare parte de preferințele consumatorului, de a se racorda la sistemul centralizat de alimentare cu energie termică sau de ași produce singur această energie cu ajutorul centralelor individuale sau de bloc.

În ultimul timp există, datorită dezvoltării societății în ansamblu producerea energiei termice poate avea loc prin diferite instalații cum ar fi:

centralele termice CT;

centralele electrice cu termoficare CET;

panouri solare termice;

centrale termice de bloc și individuale;

utilizarea combinată a panourilor solar- termice și a centralelor de bloc etc.

Problemele majore în sistemele de furnizare (producere și distribuire a apei calde și a căldurii) sunt, în general, generate de două surse majore: lipsa de acoperire, respectiv acoperirea defectuoasă. Lipsa de acoperire este determinată, în principal, de dezvoltarea inegală a țării. Furnizarea continuă a apei calde și a energiei termice reprezintă un standard impus de modernitare. El a devenit larg răspândit odată cu urbanizarea, impactul său fiind semnificativ, însă, în principal, în orașele medii și mari.

Rațiunile de natură tehnică și politică au determinat în perioada anilor ‘90 adoptarea sistemelor înalt centralizate de producere și distribuire a apei calde și căldurii. Eficiența unor astfel de structuri, discutabilă astăzi, depinde de capacitatea de întreținere și reînnoire tehnică a echipamentelor folosite, cît și de piața de desfacere existentă. În plus, sistemele centralizate pornesc de la premise normativității consumului, identic pentru orice tip de gospodărie și ignorând diferențele de stil de viață, putere de cumpărare etc.

Astfel, în zonele acoperite, problemele legate în principal de distribuția energie termice au devenit vizibile mai ales începînd cu a doua jumătate a anilor ’90, printre care putem menționa:

capacitatea redusă a sistemului de a satisface cererea la ore de vârf;

pierderi extrem de mari în rețeaua de distribuție; dar și la consumator (robinete care curg în continuu, generând pierderi și costuri de distribuție extrem de ridicate);

absența contoarelor individuale, și de aici imposibilitatea diferențierii în funcție de consumul real, de stilul de consum, de capacitatea de plată etc;

lipsa de omogenitate socioeconomică a locatarilor din blocuri, generând neînțelegeri privind programul de furnizare a agentului termic;

tensiuni induse de cei care nu își achită contribuțiile datorate utilizării apei calde și a căldurii, penalitățile – în special întreruperea furnizării – afectând tot blocul.

În ceea ce privește calitatea apei calde și a căldurii, se întâlnesc frecvent cazuri în care apa caldă este colorată în urma contactului cu rugina sau cu alte materiale. Cauzele sunt multiple, fiind însă generate, în mare măsură, fie de reparații ale sistemului de distribuție, fie de contactul permanent cu astfel de materiale, în cazul în care țevile din sistemul de distribuție sunt fisurate și rămân în această stare pe termen lung. Pe de altă parte, este vorba de temperatura apei calde sau a agentului termic, care se plasează destul de des sub parametrii normali.

Din aceaste cauze, mulți consumatori de energie termică se dezic de la sistemul centralizat și trec la centrale de bloc sau la centrale individuale de apartament.

De obicei centrala termică de bloc se instalează într-o camera din subsolul unei clădiri sau într-o cameră adiacentă ei. Principalele echipamente din care este constituită această centrală sunt:cazanu, sistemul de automatizare a lui și coșul de fum, prin care se evacuează gazele de ardere, ridicat de obicei la o înălțime echivalentă cu înălțimea clădirii respective (figura 1.18)

Companiile care propun cazane termice alimentate cu biomasa sunt: Eco HIGH TECH care este o companie din România ce oferă o gamă de cazane termice Biotec UNICONFORT alimentate cu biomasă, puterile centralelor fiind de la 20-1000 kW. O altă companie cu o autoritate înaltă este compania Romstal care de asemenea au o gamă înaltă de cazane pe peleți cu puterile cuprinse între 23 – 100 kW la prețuri accesibile. O altă companie este ecoHORNET din România ce produc centralele termice ecoHORNET care reduc costurile pîna la 80 %. Din acestea fac parte centrale termice pe peleți cu puteri între 20 și 350 kw, ce pot fi folosite pentru încălzirea locuințelor, a blocurilor, a serelor, a crescătoriilor de animale sau oricărui spațiu ce necesită un regim de temperatură și apă caldă.”94 – 97% randamentul centralei și peste 98 % randamentul arderii, situează centralele ecoHORNET printre cele mai eficiente din lume, așa cum rezultă din testele efectuate de laboratoare de specialitate fiind încadrate în clasa 3, clasa care indică o eficiență maximă, cu emisii minime și deplină siguranță în exploatare”, asigură oficialii companiei.

În lucrarea dată, ca exemplu, am ales centrala termică ecoHORNET fiind cea mai eficientă în urma testelor efectuate în laboratoare.

Centralele termice ecoHORNET sunt concepute pentru arderea biomasei granulate sub forma de peleți si utilizarea energiei termice rezultate atat la incalzire cat si la obtinerea apei calde menajere.

Randamentul arderii inregistrat in arzatoarele gravitationale ecoHORNET este de minim 98%, realizandu-se atat arderea combustibilului cat si a fumului rezultat din combustia primara. Cantitatea de substanțe minerale ramasa in urma arderii , asa zisa "cenusa" este minima, si poate fi utilizata ca ingrasamant. Se recomanda a fi evacuata o data pe saptamana.

Prin arderea completă a peleților se valorifica sporit puterea calorifica a combustibilului, deci, se obtine mai multa energie termica din aceeasi cantitate de peleti. Prin utilizarea centralelor termice

ecoHORNET sunteti beneficiarii celui mai eficient sistem de incalzire cu biomasa granulata, acestea fiind in varful tehnologiei in urma implementarii inventiei proprii, iar consumul de combustibil este extreme de redus : 20g-30g/kWh instalat/an.

Aceasta energie termica obtinuta in urma arderii complete este preluata in proportie de 94-97% de agentul termic datorita schimbatorului de caldura de conceptie proprie.

Prin automatizarea completa a centralelor ecoHORNET cu aparatura performanta de ultima generatie produsa de firma austriaca SIGMATEK GmbH &CO KG, se realizeaza controlul total al producerii energiei calorice, controlul agentului termic, cat si al tuturor sistemelor ce compun instalatia (pompe, vane, boiler, puffere ,etc.) si face posibila integrarea acestora in sisteme complexe de incalzire.

Centralele termice ecoHORNET asigura utilizatorilor un confort maxim si usurinta in exploatare, utilizatorul nu trebuie sa efectueze nici o operatiune de setare si reglare a centralei, ci doar de comutare, vara, in regim de producere apa calda menajera si, iarna, in regim de incalzire si producere apa calda menajera. Centrala termica este complet programata de catre producator.

Centrala termica ecoHORNET poate fi supravegheata si programata de la distanta, prin intermediul unei conexiuni la internet.

Figura 1.6. Schema de principiu al centralei termice [3]

Legenda:

Buncăr pentru peleți

Sistem de alimentare cu peleți cu șnec

Conducta de alimentare a camerii de ardere

Camera de ardete

Arzător

Schimbător de căldură

Garnitură

Ușa pentru extragerea cenușii

Evacuator de gaze

11- Sensor pentru peleți

12- Termoreziztența

13- Termostat

14- Sensor de supratemperatură a motorului

15- Spiră de dirijare a gazelor arse

16- Deviator de microparticule

17- Ușa cazanului

18- Camera de absorbție a gazelor

19- Izolație termică

20- Tubulatura de evacuare a gazelor arse

21- Furtun de alimentare cu peleți

Centralele termice ecoHORNET se produc in gama de puteri 20-350 kW, pentru necesar de

putere de peste 350 kW recomandam realizarea de instalatii modulare (montaj in cascada).

Centrale termice ecoHORNET pentru blocuri de apartamente

Este deosebit de avantajoasa instalarea centralelor termice ecoHORNET la blocuri sau la scari de bloc, unde costurile cu investitia nu depasesc 30 Euro/mp, iar costul incalzirii si producerii apei calde menajere la blocurile izolate este de 2,5-3 Euro/mp, la cele neizolate de 3,5-4 Euro/mp pe an.

Costul al instalarii sistemului de incalzire ecoHORNET pentru un bloc de aproximativ 2000 mp este de 60.000 euro=12 euro/m3 sau 30 euro/mp

Centralele pot fi montate:

– fie laolalta in spatiul tehnic existent (30mp),

– fie intr-un container de aproximativ 30 mp, deasupra caruia se va amplasa un alt container ca depozit de peleti de aproximativ 90 m3 = 62tone,

– fie individual pentru fiecare scara intr-un spatiu existent sau in container de 8-10 mp cu un depozit de peleti de 25 m3 = 17 tone.

Mineralele rezultate in urma arderii 5kg/tona se folosesc ca ingrasamant pentru spatiu verde.

În concluzie, se recomandă urmatoarele soluții: 

Dacă doriți o independență totală, iar costurile pentru o astfel de instalatie nu reprezinta o problema pentru dumneavoastra puteti alege o microcentrala;

Dacă locuiți intr-un bloc cu 20 – 30 de apartamente, costurile de investitie pentru o instalatie cu microcentrala sau centrala termica de bloc sunt aproximativ egale. De aceea majoritatea prefera prima varianta, insa avantajul centralei termice de bloc este acela ca in interiorul apartamentului dumneavoastra nu se face nici un fel de modificare, ceea ce inseamna ca veti scapa de deranjul traseelor instalatorilor, a autorizatiilor, etc.;

Dacă locuiți intr-un bloc cu un numar mai mare de 30 de apartamente, unde toti locatarii sunt convinsi de faptul ca factura de intretinere va fi mult mai mica in cazul in care blocul dumneavoastra ar avea o centrala termica proprie, care sa va asigure confortul termic dorit, atunci puteti alege aceasta solutie, deoarece randamentul unei astfel de instalatii este mult mai bun, iar costurile de investitie vor fi mult mai mici raportate la fiecare apartament.

Alimentarea cu energie termică în baza pompei de căldură

Pompele de căldură devin tot mai răspândite, datorita sporirii eficienței lor pe fonul creșterii prețurilor la energie. Pompa de căldură  este un dispozitiv de transmitere a energiei termice de la un mediu cu temperatura mai joasa la un mediu cu o temperatură mai ridicată.

La baza funcționării pompei de căldură stă principiul fizic – așa-numitul "ciclu Carnot", care a fost dezvoltat și  descris în secolul XIX. Ciclul Carnot este numit după fizicianul francez Sadi Carnot, primul care a explorat pompa în 1824. Dar posibilitatea tehnică de a traduce ideile în practică a apărut abia în secolul XX. 

"De câti bulgări de zăpadă avem nevoie pentru a încălzi cuptorul?"  În așa mod, ironiza sute de ani înainte, celebrul filosof Diderot. Așa cum s-a dovedit, întrebarea lui sarcastică nu mai este lipsită de sens. 
În conformitate cu principiul al doilea al termodinamicii, căldura nu poate “curge” spontan dintr-un mediu cu temperatura mai joasa într-un mediu cu temperatura mai inalta, pentru a realiza acest lucru, este necesar lucrul mecanic. Teoretic, orice substanță poate fi sursă de căldură, a cărei temperatura este mai sus de zero absolut: aerul, solul de roci, apa și chiar zăpada. 

Amintiți-vă, cum funcționează cel mai obișnuit frigider. Căldura, luată din produse refrigerate, căldura de condensare și căldura de congelare, de exemplu, la formarea zăpezii și răcirea acesteia, se emană din frigider și încalzește camera. Acest lucru este ușor de văzut, punând mâna pe partea din spate sau laterală a frigiderului: este întotdeauna caldă. Astfel, mașina frigorifică poate servi cu succes și pentru încălzire. În loc să cheltuim energia direct pentru elementele de încălzire electrică care încălzesc casa, poate ar fi mai bine s-o utilizăm pentru punerea în aplicare a unui ciclu termodinamic și să încălzim casa cu ajutorul zăpezii? 

Să examinăm cum funcționează pompa de căldură: 

Principiul funcționării pompei de căldură este aproape identic cu principiul de lucru a unui frigider. În general, pompa de căldură – este doar o altă denumire a frigiderului, care reprezintă motorul Carnot, funcționând în direcția opusă. Conturul intern al pompei de căldură este umplut cu agent frigorific. Agentul frigorific in urma comprimarii cu ajutorul unui compresor la o presiune inalta ajunge la fierbere, degajand caldura. Apoi agentul frigorific trece printr-o supapă de reducere a presiunii, datorita reducerii presiunii, brusc se raceste, absorbind caldura echivalenta cu cea care a fost degajata la comprimare. Dupa aceasta agentul termic racit ajunge din nou la comresor si ciclul se repeta.

La frigidere partea de contur rece, care absoarbe caldura se afla in interiorul frigiderului, iar partea de contur calda, care degaja caldura, se afla in partea exterioara a frigiderului. La pompele de caldura, partea de contur care absoarbe caldura este legata, printr-un schimbator de caldura, cu un alt contur, extins prin una sau mai multe sonde pana in adancul pamantului, acolo unde temperatura nu scade nici iarna mai jos de +10 grade C. Partea de contur al pompei de caldura care degaja caldura, este legata printr-un alt schimbator de caldura cu conductele care conduc agentul termic fierbinte spre incaperile care urmeaza sa fie incalzite sau conditionate.

Extinderea partii conturului, care absoarbe caldura, pana in adancurile solului, mai ales daca se reuseste extinderea pana in apele subterane miscatoare, nu permite agentului frigorific sa se raceasca la o temperatura mai mica de +10 grade C, realizandu-se o absorbtie mare de caldura din sol, astfel partea conturului care degaja caldura reuseste sa se incalzeasca mai usor, la o presiune mai mica, respectiv cu un efort mecanic al compresorului mai mic, realizandu-se sporirea randamentului pompei de caldura.

Pompele de căldură sunt utilizate pentru încălzirea încăperilor în timpul iernii, iar în sezonul cald sunt folosite pentru răcirea aerului. Principiul de funcționare a acestei pompe la răcirea camerei este același ca și pentru încălzire. Numai căldura, în acest caz, se ia din aer din cameră și se întoarce în pământ  sau  în rezervorul de apă. Pompele de caldura sunt deosebit de eficiente, atunci cand temperaturile scad mult sub nivelul din sol, care se mentine anul imprejur la nivelul de +10 grade C si au devenit deosebit de eficiente, odata cu cresterea preturilor la gazul natural si pacura. 

Spre deosebire de sistemele traditionale de incalzire, sitemele de incalzire cu pompa de caldura sunt ceva mai scumpe, in special din cauza pretului mai ridicat al pompei de caldura fata de cazanele bazate pe combustibil gazos sau solid, si a ponderii mari a costurilor legate de lucrari de foraj a sondelor in sol. Pentu fiecare metru patrat al incaperilor incalzite, este nevoie de aproximativ un metru adancime de sonda. Pentru o casa de 200 m2 este nevoie de aproximativ doua sonde, fiecare cu o adancime de 100 m, sau 4 sonde, fiecare cu o adancime de 50 m. Nu peste tot solul are proprietati identice, si costurile de foraj sunt foarte diferite. In cazul in care solul, pe care se afla constructia, este mai rafinat si permite efectuarea unor lucrari de foraj la costuri scazute, pretul sistemului de incalzire cu pompa de caldura devine mult mai accesibil.

In cazul in care se foloseste o pompa de caldura, dispare necesitatea racordarii casei la un gazoduct, care de asemenea atrage cheltuieli cu o pondere destul de semnificativa in costurile unui sistem de incalzire cu cazan pe gaz natural.  Pompa de caldura, ca un frigider sau un aparat de aer conditionat, consuma doar energie electrica, dar la un nivel foarte limitat, nu arde, nu emana fum, nu prezinta nici un pericol si nu necesita nici un fel de supraveghere, este foarte usor de intretinut, are o perioada foarte indelungata de utilizare, se uzeaza foarte greu, este foarte ecologica si ofera un confort deosebit. Chiar daca la moment pretul unui sistem cu pompa de caldura este de 3-4 ori mai mare decat a unui sistem cu cazan pe gaz, consumul de energie la pompele de caldura este de 3-4 ori mai mic.

Luand in consideretie rezervele limitate, nivelul tot mai ridicat al pretului la gazele naturale si petrol, iar in acelas timp multiplicarea surselor de energie electrica mai ieftina, cheltuielile suplimentare de achizitie a unui sistem cu pompa de caldura se vor potea recupera in cel mult 4-5 ani, pe seama economiilor facute in urma consumului redus de energie, iar investitia intr-un sistem cu pompa de caldura este mai justificata, deoarece prezinta un risc mai mic de a ajunge uzata moral inca inainte de a ajunge uzata fizic in comparatie cu sistemele care consuma combustibili in curs de disparitie.

Cea mai avantajoasă, curată și sigură sursă de căldură. Pompele de căldură transformă energia din sol și din pânza freatică în energie termică. Este necesară o cantitate de aproximativ 25% energie electrică pentru a obține un confort termic de 100%. Acest lucru contribuie semnificativ la economisirea energiei electrice și la protejarea mediului înconjurător.

Seria sol-apă și apă-apă

Principiul pompei de căldură se bazează pe temperatura din interiorul solului care rămâne relativ constantă în comparație cu temperatura exterioară, care variază considerabil de la un anotimp la altul. Dacă instalația este dimensionată și montată corespunzător, întreținerea ei necesită un minim de efort.

Produsele inovative Bosch vă propun soluția ideală de a deveni independent față de creșterea prețurilor la energie: energia geotermală este pompată, prin intermediul unui agent termic și transformată în căldură pentru locuința .

Daca suprafata de incalzit este de 120 mp, necesarul anual de energie termica va fi de 12.000 kWh. Daca coeficientul de performanta anual al pompei de caldura din sistemul de incalzire este 30, cantitatea de energie electrica consumata va fi 4.000 kWh.

Calculand cu pretul de 0,875 a/kWh, costul de energie al sistemului de incalzire cu pompa de caldura va fi de 350 euro/an.

In cazul in care coeficientul de performanta anual ar fi ridicat de la 3,0 la 3,5, consumul de energie electrica s-ar reduce la 3.428 kWh.

Costurile de energie in acest caz ar fi de 300 euro. In cazul in care pompa de caldura este utilizata si pentru incalzirea apei calde menajere, poate fi calculat un surplus de costuri de circa 65,62 euro.

Exemplu. La un consum de apa calda de 200 l/zi (45° C), necesarul de energie electrica pentru producerea acestei cantitati va fi de 3000 kWh. Daca apa calda este produsa de o pompa de caldura al carei coeficient de performanta anual este 3,0, energia electrica consumata va fi 1000 kWh, ceea ce inseamna un cost de 87,5 euro. In total, costurile de incalzire si de apa calda ajung la 330,32 euro. Daca o parte din apa calda consumata este produsa de o instalatie solara, costurile pot fi reduse proportional cu capacitatea instalatiei solare.

Prin utilizarea sistemului de incalzire cu pompa de caldura, cheltuielile anuale de energie pot fi reduse sub 350 euro.

Alimentarea cu apă caldă menajeră preparată de colectoare solare

Un colector solar, (captator solar, panou solar termic) este o instalație ce capteaza energia solară conținuta in razele solare și o transforma inenergie termică.

Deoarece aproape întreg spectrul radiației solare este utilizat pentru producerea de energie termică, randamentul acestor colectoare este ridicat fiind in jur de 60 % – 75 % raportat la energia razelor solare incidente (200 – 1000 W/m² in Europa, in funcție de latitudine, anotimp și vreme).Ideea utilizarii efectului termic al radiației solare este veche. Inca din antichitate Arhimede a incendiat flota romana concentrând razele solare cu ajutorul oglinzilor.

Cele mai bune performanțe ale unui panou solar le obținem de la tuburile vidate. Tehnologia avansată de fabricație a sticlei tubului cît și vidarea lui fac din acestea “regele” energiei solare termice. La rîndul lor , tuburile sunt vopsite cu sustanțe speciale care amplifică absorbția radiației soarelui pe metru pătrat de-a lungul unei zile.

Colectoare cu tuburi vidate:

O construcție speciala prezinta colectoarele solare cu tuburi vidate. Ele se compun din tuburi paralele in spatele carora se afla reflectoare pentru concentrarea radiației solare. Tuburile vidate se compun din doua tuburi de sticla concentrice între care este vid. Tubul din interior este inconjurat de o suprafața absorbanta de care este atasat un tub de cupru prin care circula un agent termic. Vidul dîntre tuburi reduce la minimum pierderile de căldură prin convecție și conducție, permițând obținerea de performanțe superioare (randament și temperaturi mai mari). Datorită temperaturilor mai mari instalația de incalzire poate necesita elemente speciale pentru eliminarea pericolului supraincalzirii.

Astfel de colectoare sunt mai eficiente in zonele cu temperatura moderata, utilizarea lor in zone calde justificându-se doar in instalații tehnice unde este nevoie de temperaturi mai mari. Un alt avantaj il reprezinta faptul ca suprafața absorbanta fiind mereu perpendiculara pe direcția razelor solare, energia absorbita este aproape constanta in cursul zilei.

Principiu de functionare :

Din punct de vedere funcțional, componenta principala a colectorului solar este elementul absorbant care transforma energia razelor solare in energie termică și o cedeaza unui agent termic (apă, antigel). Cu ajutorul acestui agent termic, energia este preluata de la colector și este fie stocata, fie utilizata direct (ex. apă caldă de consum). Pentru a reduce pierderile termice inevitabile, este nevoie de o izolare termică a elementului absorbant de mediul inconjurator. Pentru a dispune de apă caldă suficienta și in zilele ploioase colectoarelor solare li se ataseaza din construcție un rezervor special de apă caldă cu schimbator de căldură care in funcție de numarul de membri de familie poate avea o capăcitate de 300-1500L.

Pentru cladirile mai mari (blocuri, spitale, hoteluri, etc.), care datorită marimii au o utilizare aproape continua, putând avea un termen de amortizare mai redus, se construiesc rezervoare de stocare a caldurii industriale dimensionate corespunzator consumului. In rezervoarele obisnuite, circuitul primar al colectorului încălzește doar jumatatea de jos a acestuia, apă caldă ridicându-se datorită convecției și temperatura ajungând pâna la valoarea admisă

de 95 °C.

Unde din figura alăturată vedem: 1-colector, 2 – comanda, 3 – pompa, 4- vas de expanșiune(ajuta la micșorarea temteraturii sau presiunii din sistem la cresterea acestora), 5 – rezervor de apă, 6 – sursa de căldură (calorifere).

Economiile care au loc depinde de anotimp. Vara, costurile se reduc cu aproape 100%, ajungand ca incalzirea apei menajere sa fie gratis. Primavara și toamna aceste costuri se reduc cu cel putin 60%. Ceea ce face ca un panou solar sa-și merite investiția. Panourile sunt construite de o asa maniera, că funcționează și iarna, incat temperatura exterioara nu afecteaza functionarea instalatiei solare. Astfel ca un panou solar va incalzi apă anul împrejur, prin absorbtia radiației solare. Numai că iarna, perioada de absorbtiea radiației solare este mai mică, pentru ca și ziua dureaza mai putine ore. Însă, se poate calcula un sistem care – prin marirea capăcitatii suprafetei de absorbtie, sa duca la o temperatura a apei incalzite de sistemul de panouri solare de 50-65°C și iarna.

Se poate întîmpla că un tub de sticlă poate să strice, în așa caz sistemul funcționează in continuare fara probleme. Tubul defect se inlocuieste cu un altul -pretul fiind foarte mic. Inlocuirea e necesară pentru a nu fi afectata puterea de incalzire a panoului solar.

Cînd sunt nori sau ploua, tuburile capteaza razele solare prin perdeaua de nori, dar cu o eficienta mult mai redusa. In aceste zile apă va fi incalzita cu ajutorul curentului prin rezistenta electrică a panoului solar sau a boilerului interior. Rezistenta fiind între 2 și 4 KW nu implica un consum foarte mare de curent. Sistemele solare funcționează cu succes la hoteluri, spitale, scoli, institutii publice, sedii de companii etc. Se pot monta și pe bloc ca sistem pentru incalzirea apei pentru toti locatarii cat și pe balcon individual sau pe peretele blocului. In acest caz e nevoie sa se obtina o autorizatie de la primarie. 

Tabelul 1.2. Costul unui sistem de colectoare solare [8]

Alimentarea cu energie electrică prin sisteme fotovoltaice

Panourile fotovoltaice realizeaza converșia directa a luminii in energie electrică la nivel atomic. Unele materiale au proprietatea de a absorbi fotoni de lumina și a elibera electroni. Acest effect poarta numele de efect fotoelectric. Atunci când acești electroni sunt captați rezulta un curent electric care poate fi utilizat ca electricitate.

Celulele solare sunt realizate din materiale semiconductoare, cum ar fi siliciul, utilizate in industria microelectronicii. Pentru celulele solare, un strat subțire semiconductor este tratat special pentru a forma un câmp electric, pozitiv pe o parte și negativ pe cealalta. Atunci când energia luminoasa ajunge la celula solară, electronii se elibereaza din atomi in materialul semiconductor.

Daca se atașeaza conductori electrici pe parțile pozitive și negative, formând un circuit electric,

electronii pot fi captați sub forma de curent electric – adica, energie electrică. Aceasta electricitate poate fi utilizata in diferite scopuri (iluminat, alimentare echipamente).

Un numar de celule solare conectate electric unele cu altele și montate pe un suport sau un cadru

formeaza un modul fotovoltaic. Modulele sunt proiectate sa furnizeze energie electrică la o anumita tensiune, ca un sistem obișnuit de 12 volți.

Se poate conecta un numar mare de module pentru a forma o rețea. In general, cu cât este mai mare suprafața unui modul sau a unei rețele, cu atât va produce mai multa electricitate.

Modulele fotovoltaice și rețelele produc energie electrică in curent continuu (cc). Ele pot fi conectate atât in serie, cât și paralel, pentru a produce tenșiunea/curentul care sunt necesare.

Clasificarea celulelor solare

Celulele solare pot fi clașificate dupa numeroase criterii. Cel mai cunoscut criteriu este

groșimea materialului. Se face distincție între celule cu strat gros și celule cu strat subțire ca

o pelicula.

Un alt criteriu este materialul: materialele semiconductoare care se pot utiliza pot fi CdTe,

GaAs, sau compuși ai cuprului-indiului-seleniului, dar cel mai bine cunoscut in lumea

întreaga este siliciul

Structura cristalelor, cristalina (mono-/policristalina), sau amorfa.

Eficiența de conversie a energiei

Eficiența de converșie a energiei in cazul unui modul solar (sau numai eficiența) este raportul dîntre puterea electrică maxim produsa și puterea luminii utilizate in condiții de testare "standard". Radiația solară "standard" are o denșitate de putere de 1000 W/ m2.

Eficiența tipica a unui modul pentru celulele solare multicristaline cu ecran imprimat

disponibil pe piața este de aproximativ 12%. Astfel, un panou solar obișnuit de 1 m2

aflat in bataia directa a razelor soarelui va produce aproximativ 120 W putere la vârf.

Rețelele de panouri PV sunt adesea asociate cu cladirile: fie sunt integrate in cladiri, fie sunt montate pe ele sau lânga ele, pe pamânt.

În cazul cladirilor existente rețele sunt cel mai adesea instalate pe structura existenta a acoperișului sau pe pereți. In mod alternativ, se poate monta o rețea separat de cladire, dar conectata prin cablu pentru a furniza energie electrică cladirii respective.

Panourile PV integrate in cladiri sunt din ce in ce mai des incorporate in cladirile noi, rezidențiale și industriale, ca sursa de energie electric principala sau suplimentara. De obicei, se incorporeaza o rețea in acoperișul sau pereții unei cladiri.

Suprafata necesara pentru montarea matricelor fotovoltaice depinde de puterea de iesire dorita si de tipul modului folosit. O zona de aproximativ 8m² va fi necesara pentru a monta o matrice cu o putere de iesire de 1kW, daca modulele monocristaline sunt folosite( cele mai eficiente tipuri de module). Daca modulele multicristaline sunt folosite , va fi nevoie de o zona de aproximativ 10m² pentru 1kW sistem , iar daca vor fi folosite modulele amorfate o zona de aproximativ 20m² va fi necesara. Aceste zone pot fi calculate mai mari, sau mai mici, in functie de puterea care va este necesara.

Prețurile unui sistemului fotovoltaic depinde de puterea nominală de care avem nevoie, în tabelul de mai jos sunt prezentate datele aproximative a unui set de panouri, clasificate dupa putere, numarul panourilor, acumulatoarelor și altă informație despre acestea.

Tabelul 1.3. Prețurile panourilor fotovoltaice conform puterii necesare [10]

Studiu de caz : Alimentarea cu energie a clădirii “Speranța”

1.3.1. Prezentarea generală a blocului locativ

Blocul locativ reprezintă o clădire cu o singură scară, cu 9 nivele și înălțime de 31,5 m deasupra solului. La fiecare nivel locativ sunt 6 apartamente. În total sunt 42 apartamente cu suprafața locativă totală de cca. 2442 m.p.

Blocul locativ este amplasat pe str. Ion Creangă 43, din sectorul Buiucani, în partea de Vest a mun. Chișinău. El se află la mijlocul cartierul cuprins între străzile V. Belinski și Constituției, în prima linie de clădiri. Cartierul dat este cel mai dezvoltat din regiunea respectivă a orașului și dispune de infrastructură dezvoltată și diversificată: centre comerciale, cluburi sportive, policlinică, grădiniță pentru copii, oficiu poștal, liceu, piață etc. În apropiere se află și una din cea mai frumoase grădini botanice a orașului – Parcul Dendrariu. Strada Ion Creangă este una din arterele principale a municipiului Chișinău. Această stradă are o rețea de transport public bine dezvoltată, care permite accesul ușor și rapid spre centrul orașului.

Amplasarea pe teren a blocului locativ corespunde exigențelor normative de protecție contra zgomotului, orientare și insolație. Proiectul este elaborat în conformitate cu cerințele normelor în vigoare și corespunde criteriilor de bază a calității în construcții, reglementate de „Legea privind calitatea în construcții”. Atenție deosebită sa acordat capitolelor rezistență și stabilitate, siguranță în exploatare, siguranță la foc, izolare termică și protecție împotriva zgomotului. Eficiența consumului resurselor energetice, a condiționat proiectarea încălzirii individuale pentru fiecare apartament în parte.

Fațada blocului va fi garnisită cu tencuială decorativă, iar la nivelele comerciale cu etalbond pe profil metalic și teracotă decorativă pentru exterior. Acoperișul va fi în pante, realizat din țiglă bituminoasă. Tîmplăria va fi realizată din profile PVC cu 5 camere și profile din aluminiu pentru fațade. Geamurile termopan care sunt orientate spre stradă vor avea trei rînduri de folii de geam pentru o izolație sonoră mai bună.

Din punct de vedere ingineresc, clădirea reprezintă o construcție din carcasă din monolit cu diafragme. Dimensiunea coloanelor și grinzilor în secțiune este de 400×500 mm. Grosimea diafragmelor (pereți interiori) este de 250 mm. Planșeul este din monolit cu grosimea de 150 mm. Pereții exteriori vor fi realizați din beton celular autoclavizat (BCA). Pereții despărțitori sunt din cărămidă. Fundație de tip radier. Înălțimea unui etaj este de 3 m. Înălțimea tavanului din apartament este de 2,75 m.

Caracteristicile generale pe tipuri de apartamente

Pe etaj sunt 5 apartamente cu 2 odăi și 1 apartament cu o singură odaie. Apartamentele sunt diferite din punct de vedere arhitectural și după dimensiuni. Mai jos este prezentată imaginea cu privirea de sus a tuturor apartamentelor, inclusiv balcoanele, coridorul de pe scară, scările și ascensorul.

Mai jos vor fi prezentate planurile pentru fiecare apartament în parte:

Apartamentul numărul 1 este cu 2 odăi, aria apartamentului este de 61 mp. El este amplasat în partea Nord-Estică a clădirii.

Apartamentul numărul 2 este cu 2 odăi, aria apartamentului este de 61,30 mp. El este amplasat în partea Sud-Estică a clădirii.

Apartamentul numărul 3 este cu 2 odăi, aria apartamentului este de 74,83 mp. El este amplasat în partea Sudică a clădirii.

Apartamentul numărul 4 este cu 2 odăi, aria apartamentului este de 60,85 mp. El este amplasat în partea Sud-Estică a clădirii.

Apartamentul numărul 5 este cu 2 odăi, aria apartamentului este de 60,85 mp. El este amplasat în partea Nord-Vestică a clădirii.

Apartamentul numărul 6 este cu 1 odăi, aria apartamentului este de 47,90 mp. El este amplasat în partea Nordică a clădirii.

DETERMINAREA SARCINII TERMICE A BLOCULUI “SPERANȚA” ȘI A CONSUMULUI ANUAL DE ENERGIE

2.1. Metodologia de calcul a sarcinii termice pentru încălzire

2.1.1. Aspecte generale

Energia termică este energia conținută de un sistem fizic și care poate fi transmisă sub formă de căldură altui sistem fizic pe baza diferenței dintre temperatura sistemului care cedează energie și temperatura sistemului care primește energie. Exemple: energia aburului, energia apei calde sau fierbinți, energia gazelor calde etc.Această energie poate fi obținută prin mai multe căi, și în oricare din aceste procese ne interesează metodele de economisire a resurselor primare precum și micșorarea pierderilor cauzate de randamentele mici ale instalațiilor producătoare.

Așadar, sistemul de încălzire reprezintă ansamblul de elemente constructive, destinate producerii, transportului și transferului cantității necesare de căldură în încăperi cu scopul de a menține în ele o anumită temperatură confortabilă.

Rolul de bază al instalațiilor de încălzire e de a asigura, în perioada rece a anului, o temperatură optimă în încăperi. Ele participă la realizarea bilanțului energetic al unei încăperi, acoperind pierderile de căldură prin elementele delimitatoare ale încăperii, asigurînd, pentru om, condițiile de confort termic.

Sistemele de încălzire trebuie să asigure:

menținerea în încăpere a unei termperaturi cît mai uniforme, situată în jurul valorii cerute, atît în plan orizontal cît și vertical;

să asigure o temperatură a suprafețelor elementelor de construcții astfel încît să evite, în măsura posibilităților, fenomenul de radiațe rece (schimb activ de căldură între om și aceste suprafețe) precum și fenomenul de condensare a vaporilor de apă pe suprafața acestor elemente;

reglare a temperaturii interioare în funcție de necesități;

soluții eficiente și economice atît din punct de vedere al instalațiilor cît și a expoatării;

încălzirea fără poluarea aerului din încăperi și a celui din mediul înconjurător.

Căile principale de producere a căldurii și de alimentare cu căldură sunt următoarele:

în instalații care alimentează cu căldură una sau cîteva încăperi (sobe), un apartament sau o casă (centrale termice locale);

în centrale de dimensiuni medii (CT) care alimentează cîteva case sau un cartier;

în centrale termice mari – alimentează o localitate sau o mare parte din aceasta;

în centrale electrice cu termoficare (CET), unde simultan se produce energie electrică și termică.

Elementele de bază ale sistemelor de încălzire sunt:

sursa de căldură (cazanul sau centrala de termoficare);

transmitătorul de căldură (conducte magistrale sau rețele termice);

consumatorul de căldură.

După cum observăm, sistemele de încălzire au un rol important în viața omului, însă în procesul de creare a condițiilor normale pentru trai în casele locative contemporane o importanță mare au sistemele de alimentare cu apă caldă menajeră.

Pentru o bună funcționare a acestora e necesar de a ține cont de normele calitativeale apei, care sunt: tulbureala, conductivitatea electrică, radioactivitatea, reziduul fix, reacția apei și duritatea apei.

În prezent, sistemele de alimentare cu apă caldă menajeră care deservesc clădirile locative și obștești sunt prevăzute de obicei cu circulație. Ea poate fi efectuată forțat cu ajutorul unei pompe sau pe baza presiunii gravitaționale apărute datorită diferenței de densități a apei răcite și celei calde. Pentru prevenirea mișcării apei în direcția opusă, pe conducta de circulație înainte de locul racordării cu încălzitorul de apă este prevăzută supapa de reținere.

Pentru nivelarea neuniformității consumului de apă caldă în sistemele de alimentare cu apă caldă menajeră sunt prevăzute rezervoare – acumulatoare.

În cazul clădirilor care nu dispun de instalații de încălzire centrală se prevăd instalații locale pentru prepararea apei calde de consum, care se clasifică după: forma de energie folosită și modul de preparare a apei calde de consum.

Așadar, pentru a evalua ce sistem de încălzire și alimentare cu apă caldă menajeră, este nevoie de a determina pierderile de căldură prin îngrădirile de protecție ale casei, de a determina necesarul de căldură pentru prepararea apei calde menajere, de a dimensiona corpurile de încălzire, și de a determina consumul anual de căldură pentru alimentarea cu căldură a casei.

Relații de calcul

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

Necesarul de căldură pentru încălzirea unei încaperi se calculează cu relația:

, [W ] (1.1)

unde: QT este fluxul termic cedat prin transmisie, considerat în regim staționar, corespunzător diferenței de temperatură între interiorul și exteriorul elementelor de construcții care delimitează încăperea, în W;

– suma adaosurilor afectate fluxului cedat prin transmisie, în %;

Qi – sarcina termică pentru încălzirea aerului rece pătruns în interior de la temperatura exterioară la temperatura interioară, în W.

Pierderi de căldură au loc atît prin elementele de construcții în contact cu aerul pe ambele fețe Qc cît și prin sol Qs :

QT = Qc+ Qs , [W] (1.2)

Calculul fluxului termic cedat prin transmisie

Aceasta se calculează cu relația:

(1.3)

unde: CM = 1,0-0,94 reprezintă coeficientul de corecție al fluxului termic;

m – coeficientul de masivitate termică al elementelor de construcții exterioare;

S – aria suprafeții fiecarui element de construcții, în m2;

ti – temperatura interioară convențională de calcul, în °C;

te – temperatura spațiilor exterioare încăperii considerate, în °C;

R – rezistența termică a elementului de construcții considerat, în .

Coeficientul de masivitate m este dependent de indicile de inerție termică D al elementului de construcții. Valoarea lui poate fi determinată din urmatoarea relație:

(1.4)

Pentru un element de construcții alcătuit din mai multe straturi dispuse perpendicular pe fluxul termic, indicile inerției termice se calculează cu relația:

(1.5)

unde: reprezintă rezistența termică specifică a fiecarui strat din componența construcției, în ;

s – coeficientul de asimilare termică pentru perioada oscilațiilor densității fluxului termic de 24 ore, în W /m2∙ K, în funcție de materialul din care este confecționat fiecare strat.

Pentru elementele de construcții lipsite de inerție termică, cu D< l (uși, ferestre, ș.a), coeficientul m are valoarea cea mai mare m = 1,2 iar pentru elementele de construcții interioare m = 1.

Suprafața de calcul S a elementului de construcții se determină luând în considerație următoarele dimensiuni:

pentru planșee și pereți: lungimea și lățimea încăperii, măsurate între axele de simetrie ale elementelor de construcții ce o delimitează și înălțimea nivelului măsurat între pardoselile finite: din aria astfel obținută se scade aria golurilor suprafețelor neinerțiale (uși, ferestre, luminatoare, ș.a);

pentru suprafețele inerțiale, se consideră dimensiunile golurilor din zidărie.

Calculul rezistenței termice specifice a îngrădirilor de protecție

Rezistența termică specifică unidirecțională a unui element de construcții compus din unul sau mai multe straturi din materiale omogene, fără punți termice, dispuse perpendicular pe direcția fluxului termic, se calculează cu relația:

[] (1.6)

unde:șisunt rezistențele termice superficiale determinate cu relațiile , în care reprezintă coeficienții de transfer termic superficial interior și, respectiv, exterior; valorile coeficienților se consideră în calcule:

pentru elementele de construcții în contact cu exteriorul și rosturi deschise;

pentru cele în contact cu spații ventilate neîncălzite ca podul casei;

— pentru cele în contact cu spații ventilate neîncălzite ca subsoluri și pivnițe;

la determinarea rezistențelor termice ale elementelor de construcții interioare, pe ambele suprafețe ale elementului se consideră valori

în spațiile neîncălzite, indiferent de sensul fluxului termic, se consideră

Rs- rezistența termică specifică a unui strat omogen al elementului de construcții, determinat cu relația:

, (1.7)

în care: reprezintă grosimea de calcul a stratului, în m;

conductivitatea termică de calcul a materialului (Tabelul 1.1), în . (Anexa 1).

Rezistențele termice specifice efective, calculate după metodologia indicată mai sus, este necesar de comparat cu rezistențele termice specifice normate, care asigură, pe de o parte, condițiile igienico-sanitare și de confort iar, pe de altă parte, realizează economii importante de energie în exploatare.

Rezistențe termice specifice normate pentru asigurarea condițiilor igienico-sanitare și de confort.

Rezistențele termice specifice necesare se determină astfel încât să se asigure limitarea diferențelor de temperatură între temperatura aerului interior ti și temperatura superficială medie corespunzatoare fiecărei încaperi:

(1.8)

Pentru toate tipurile de clădiri, se determină pentru fiecare element de construcții perimetral rezistența termică normată din considerente igienico-sanitare.

Pentru elementele de construcții opace, se utilizează relația:

(1.9)

în care este dată în Tabelul 2.2.3 din (Anexa 1) în funcție de destinația clădirii și de tipul elementului de construcții.

Rezistența termică specifică efectivă trebuie să fie mai mare ca rezistența termică specifică necesară.

La elementele de construcții ale încăperilor în care aflarea oamenilor este de scurtă durată (de ex, casa scării, holurile de intrare în clădirile de locuit, etc.) valorile din Tabelul 1.2. se măresc cu 1 .

Rezistențe termice specifice normate pentru eliminarea condensării vaporilor de apă de pe suprafețele interioare

Pentru toate categoriile de clădiri, se calculează pentru fiecare element de construcții perimetral rezistența termică necesară din condiția de limitare a temperaturilor superficiale astfel încât să nu apară fenomenul de condensat pe suprafața interioară a elementelor de construcții, cu relația

(1.10)

Temperatura punctului de rouă se ia din Tabelul 2.2.4. din (Anexa 1) în funcție de temperatura și umiditatea relativă a aerului interior.

Rezistențe termice specifice normate pentru reducerea consumului de energie.

Rezistențele termice calculate cu relația (1,6), calculate pentru fiecare element de construcții în parte, se compară cu rezistențele termice minime astfel încât să fie îndeplinită condiția:

Pentru clădirile de locuit valorile normate ale rezistențelor minime Rmin se iau din Tabelul 2.2.6. din (Anexa 1).

Rezistențele termice ale tâmplăriei exterioare (ferestre și uși vitrate) din lemn, ale luminatoarelor și ale pereților exteriori vitrați sunt date în Tabelul l.l.

Tabelul 2.1 Rezistențele termice specifice R pentru elemente de construcții vitrate

Din considerente de confort interior, rezistențele termice specifice ale elementelor de construcție vitrate trebuie să fie mai mari decât valorile Rnec din Tabelul 1.2.

Tabelul 2.2 Rezistențe termice specifice necesare Rnec pentru elementele de construcții vitrate

Calculul fluxului termic cedat prin sol Qs

Acesta se calculează cu relația:

(1.11)

în care: Sp este suprafața cumulată a pardoselii și a pereților aflați sub nivelul solului, care se calculează cu relația:

[m2] (1.12)

unde: Spd este suprafața pardoselii, în m2;

p – lungimea conturului pereților în contact cu solul, în m ;

h – distanța de la pardoseală până la nivelul solului, în m ;

Sc – aria unei benzi cu lățimea de situată de-a lungul conturului exterior al suprafeței Sp, în m2;

Scj – aria unei benzi cu lățimea de de-a lungul conturului care corespunde spațiului învecinat care are temperatura ti, în m2;

Rp – rezistența termică cumulată a pardoselii și a stratului de sol cuprins între pardoseală și pânza de apă freatică care se determină cu relația:

(1.13)

unde: este grosimea straturilor luate în considerație, în m ;

– conductivitatea termică a materialului din care este alcătuit stratul luat în considerație, în .

Rbc – rezistența termică a benzii de contur la trecerea căldurii prin pardoseală și sol către aerul exterior, a cărei valoare este dată în Tabelul 3.1.5 din [l];

tf – temperatura solului (apei freatice), considerată + pentru toate zonele climaterice ale țării;

tej – temperatura interioară convențională de calcul pentru încăperile alăturate, în °C;

ms – coeficientul de masivitate termică a solului, care se ia din Fig.3.1.1 din [l], în funcție de adâncimea pânzei de ape freatică H și adâncimea h de îngropare a pardoselii;

ns – coeficientul de corecție care ține seama de conductivitatea termică a solului și cota pardoselii h sub nivelul terenului, care se ia din Fig. 3.1.2. din [l].

Planul pardoselii este prezentat în Anexa 1.

Adaosuri la pierderile de căldură

Acestea afectează fluxul termic cedat prin transmisie QT cu scopul de a realiza aceleași condiții în încăperi indiferent de orientarea lor și gradul de izolație termică.

Adaosurile sunt:

• Ao – de orientare, în scopul diferențierii necesarului de căldură al încăperilor diferit expuse radiației solare și afectează numai fluxul termic cedat prin elementele de construcții a încăperilor cupereți exteriori și are valorile date în Tabelul 1.3. Pentru încăperi cu mai multe elemente de construcții exterioare, adaosul respectiv se stabilește corespunzător elementului de construcții cu orientarea cea mai defavorabilă.

• Ac – pentru compensarea efectului suprafețelor reci, în scopul corectării bilanțului termic al corpului omenesc în încăperile în care elementele de construcții cu rezistență la transferul termic redusă, favorizează intensificarea cedării de căldură a corpului prin radiație. Acest adaos afectează numai fluxul termic prin elementele de construcții ale încăperilor a căror rezistență termică

Rm < 10 Rezistența dată se calculează cu relația:

(1.14)

unde: ST este aria suprafeței totale a încăperii (reprezentând suma tuturor suprafețelor delimitatoare), în m2.

Valorile adaosului Ac sunt date în Tabelul 1.4.

Tabelul 1.3 Valorile adaosului Ao

Tabelul 1.4 Valorile adaosului Ac

Datele privind construcția blocului:

Numărul de locătari în mediu sunt – 4 persoane.

Înălțimea unui etaj este de 3,1 m.

Ferestrele au următoarele dimensiuni:

• 0,57×1,46 m – termopan;

• 1,17×1,46 m – termopan;

Rezistențele termice ale ferestrelor au valoarea de ;

Ușa exterioară are dimensiunea:

• 1,35×2 m – simplă.

Ușa este din termopan cu o rezistență termică egală cu ;

Pereții exteriori sunt compuși din următoarele straturi :

cărămidă, cu δ=0,35 m și

Din exterior peretele este izolat cu un strat de polisteren cu și

tecuiala cu și

din interior amestec ciment cu nisip și

Tavanul este compus din următoarele straturi :

1) beton cu grosimea de și ;

Pardoseala este compusă din următoarele straturi:

1) este acoperită cu parchet din lemn de grosimea și

Înălțimea subsolului este de , iar grosimea pereților fundației de 0,5 m . Adîncimea pînzei de apă freatică este de 12 m . Pereții subsolului sunt constituiți din prelungiri subterane numai a pereților exteriori ai casei.

Să se verifice rezistențele termice efective ale îngrădirilor de protecție și în caz de necesitate să se adauge un material termoizolant, astfel încît să fie asigurată rezistența termică necesară.

2.1.2. Rezistența termică specifică a pereților exteriori

Rezistența termică specifică a peretelui exterior se determină cu relația :

Rezistența termică minimă a pereților exteriori, pentru reducerea consumurilor de energie, pentru clădirile noi, trebuie sa fie, deci rezultă ca trebuie să adăugăm un strat de material termoizolant. Alegem vt mineral TIP 60 de și λiz = 0,042 W/(mK) .

Astfel rezistența termică a materialului termoizolant va fi :

,

astfel rezistența termică specifică sumară a peretelui va fi :

.

Verificăm rezistența termică specifică normată pentru asigurarea condițiilor igienico-sanitare și de comfort:

.

Verificăm rezistența termică specifică normată pentru eliminarea condensării vaporilor de apă de pe suprafețele interioare:

.

2.1.3. Rezistența termică specifică a tavanului

Rezistența termică specifică a tavanului o determinam cu relația :

Rezistența termică minimă a tavanului, pentru reducerea consumurilor de energie, pentru cladirile noi, trebuie să fie , deci trebuie sa adăugam un material termoizolant. Alegem ca material termoizolant vată minerală tip 60 cu grosimea de 0,075 m și cu λiz =0,042 W/(mK), iar rezistența termică a materialului termoizolant va fi :

,

Astfel rezistența termică specifică sumară a tavanului va fi : .

Verificăm rezistența termică specifică normată pentru asigurarea condițiilor igienico-sanitare și de comfort:

.

Verificăm rezistența termică specifică normată pentru eliminarea condensării vaporilor de apă de pe suprafețele interioare:

.

2.1.4. Rezistența termică specifică a pardoselii

Rezistența termică a pardoselii o caluculăm cu relația:

Rezistența termică a aprdoselii neîncalzite se determină pe zone numerotate de la fiecare perete exterior. Lățimea fiecarui perete este de 2 m. Zona alaturată peretelui exterior se consideră prima, urmatoarea – a doua ș.a.m.d.

Rezistența termică a fiecarei zone se admite în modul urmator:

,

,

,

rezistența termică a zonei a patra și a celorlate zone.

Deci rezistența termică a pardoselii neîncălzite este:

,

Rezistența termică a materialelor termoizolante se determină ca suma rezistențelor temice în procesele de conducție termică prin suprafața fiecărui material:

.

Rezistența termică minimă a pardoselii, pentru reducerea consumurilor de energie, pentru clădirile noi, trebuie să fie , deci nu este necesară adăugarea unui strat de material termoizolant .

Verificăm rezistența termică specifică normată pentru asigurarea condițiilor igienico-sanitare și de comfort:

.

Verificăm rezistența termică specifică normată pentru eliminarea condensării vaporilor de apă de pe suprafețele interioare:

.

2.1.5. Rezistența termică a suprafețelor vitrate

Dacă comparăm rezistențele termice specifice ale elementelor vitrate date in exemplu :

atunci observam ca acestea sunt suficiente, adică mai mari decit rezistențele specifice necesare Rnec pentru elementele de construcții vitrate Rnec = 0,39 (m2·K)/W.