Proiectarea Unui Sistem de Incalzire Centrala cu Centrala Termica pe Peleti Si a Sistemului de Ventilare Tip Put Canadian

PROIECT DE DIPLOMĂ

Proictarea unui sistem de încălzire centrală cu centrală termică pe peleți și a sistemului de ventilare tip PUȚ CANADIAN la pensiunea turistică din localitatea Sântimbru, strada Bradului nr. 1, județul Alba

Cuprins

INTRODUCERE

I. MEMORIU TEHNIC

I.1. Instalația interioară de încălzire

Listă tabele

Tabelul 2.1. Adaosul pentru orientare……………………………………………..……………….33

Tabelul 2.2. Valorile coeficientului i…………………………………………………..……………37

Tabelul 2.3. Viteza convențională a vântului în funcție de zona eoliană……………..…………….37

Tabelul 2.4. Determinarea necesarului de căldură pentru hol acces și recepție……..……………..41

Tabelul 2.5. Determinarea necesarului de căldură pentru bucătărie………………………..……..42

Tabelul 2.6. Determinarea necesarului de căldură pentru hol și casa scării bucătărie..……………43

Tabelul 2.7. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar bărbați…………..……..…44

Tabelul 2.8. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar femei………..……………45

Tabelul 2.9. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar handicap…..………..……46

Tabelul 2.10. Determinarea necesarului de căldură pentru vestiar…………………………………47

Tabelul 2.11. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 1 etaj…………………….……48

Tabelul 2.12. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 2 etaj…………………….……49

Tabelul 2.13. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 3 etaj…………………….……50

Tabelul 2.14. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 4 etaj…………………….……51

Tabelul 2.15. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 5 etaj……………………….…52

Tabelul 2.16. Determinarea necesarului de căldură pentru uscător etaj……………………………53

Tabelul 2.17. Determinarea necesarului de căldură pentru hol etaj………………………………..54

Tabelul 2.18. Determinarea necesarului de căldură pentru restaurant……………………………..55

Tabelul 2.19. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar bărbați subsol……………56

Tabelul 2.20. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar femei subsol……………..57

Tabelul 2.21. Determinarea necesarului de căldură pentru camera CT…………………………….58

Tabelul 2.22. Unități de măsură……………………………………………………………….……59

Tabelul 2.23. Dimensionarea conductelor instalației de încălzit………………………………..…65

Tabelul 2.24. Consumul de apă caldă menajeră în unități hoteliere, pensiuni și cămine………..…66

Listă figuri

Figura 1.1. Vedere din perspectivă a pensiunii…………………………..……….…………………..3

Figura 1.2. Date tehnice………………………………………………………….…..………..………4

Figura 1.3. Plan subsol……………………………………………………………………….……….5

Figura 1.4. Plan parter……………………………………………………………………………..….6

Figura 1.5. Plan etaj……………………………………..…………………………………………….7

Figura 1.6. Elemente componente ale centralei termice EcoHornet (2012)…………………….….14

Figura 1.7. Varianta de montaj pentru centrala termică cu acumulator de căldură ce produce și apă caldă de consum (2012)……………………………………………………………………..….16

Figura 1.8. Posibilitățile de eliminare a condensului…………………………………………………23

Figura 1.9. Posibilități de amplasare……………………………………….………………………..24

Figura 1.10. Randamentul termic al unui sistem de tip ,,Puț Canadian” în funcție de diametrul

conductei, de lungimea acesteia și de viteza de circulație a aerului prin conducte……..25

Figura 2.1. Rezistența medie la transfer………………………………………………………..……34

Figura 2.2. Profil de temperatură………………………………………………………………………76

Figura 2.3. Energia câștigată lunar…………………………………………………………………..76

Figura 2.4. Distribuirea temperaturilor…………………………………………………………..….77

Figura 2.5. Temperatura distribuită a solului, temperatura de ieșire și temperatura de intrare………77

INTRODUCERE

Pe măsura progresului civilizației și a dezvoltării permanente s-a dezvoltat și tehnica încălzirii. Evoluția sistemului de încălzire s-a făcut într-un mod uimitor ajungând în decursul timpului de la acțiunea focului liber la actualele sisteme moderne de încălzire centrală. Spre exemplu, deși dăunător sănătății mijlocul folosit la scară largă în antichitate a constat în arderea liberă în încăperi a lemnelor și a cărbunilor. Tot în acea perioadă au apărut și alte sisteme de încălzire precum sobe sau centrale cum au fost hipocausele apărute la romani în secolul I, î.e.n.

În țara noastră, cu precădere în mediul rural s-au utilizat și încă de mai utilizează sobele de lemn.

O mai mare evoluție a avut-o mediul urban unde s-a folosit pentru prima dată încălzire centralizată la Teatrul Național și Ateneul Român.

În traseul evolutiv instalațiile de încălzire s-au dezvoltat odată cu progresul tehnicii și în ramurile de activitate industriale, iar în urma constatării efectului pozitiv pe care îl au, omul le-a utilizat și pentru confortul personal, atât în locuințe unifamiliale cât și în mediul în care își desfășoară activitatea. Nu trebuie uitat faptul că instalațiile de încălzire fiind mari consumatoare de energie au și rolul de a utiliza rațional și eficient această energie.

Având în vedere cele menționate anterior am fost motivat să realizez un studiu mai amplu pe această temă, accentuând aplicabilitatea instalațiilor de încălzire în viața cotidiană, unde aparatura performantă ajută ca producerea de energie termică să se desfășoare într-un întreg proces automatizat și foarte important cu un cost redus de combustibil. Rolul acesteia nu se limitează numai la proiectare și realizare de soluții moderne și eficiente, ele cuprind și modul acestora de exploatare și a felului în care se face gestiunea energiei consumate.

Astfel, prin acest proiect de diplomă cu tema ,,Proiectarea unui sistem de încălzire centrală cu centrală termică pe peleți și a sistemului de ventilare de tip Puț Canadian la pensiunea turistică din localitatea Sântimbru, strada Brdaului numărul 1, județul Alba” doresc să surprind etapele de calcul precum și etapele de proiectare a unui sistem.

MEMORIU TEHNIC

I.1. INSTALAȚIA DE ÎNCĂLZIRE

Generalitați

Orice imobil trebuie prevăzut cu o instalație pentru încălzire, care să poată acoperi necesarul de căldură și debitul necesar de apă caldă menajeră pentru a putea asigura confortul termic necesar desfășurării, în bune condiții, a activităților.

1.1. Prezentarea pensiunii și descrierea amplasamentului

Imobilul pentru care s-a proiectat instalația de ȋncălzire și ventilare este o pensiune turistică care are 5 camere pentru cazare și un restaurant cu o capacitate maximă de 40 persoane.

Pensiunea este alcătuită din:

• Subsol ȋn care se află depozitele cu alimente pentru restaurant, o baie de serviciu, camera centralei termice și un hol. Suprafața subsolului este de 184,50 mp.

• Parterul pensiunii este compus din holul de acces și recepția, bucătăria și restaurantul, băile de serviciu și vestiarele. Suprafața parterului este de 299 mp.

• Etajul pensiunii este compus din camerele de cazare, fiecare cu baie proprie, o baie de serviciu, o spălatorie și holul de acces. Suprafața subsolului este de 184,50 mp.

Amplasamentul pe care este construită pensiunea Vasânc este ȋn zona centrală a comunei Sântimbru pe strada Bradului. Comuna Sântimbru este situată în partea central-vestică a României, iar ȋn cadrul județului Alba ocupă o poziție centrală, ușor nord-estică, la 12 km nord de reședința acestuia, municipiul Alba Iulia. Se învecinează la nord cu orașul Teiuș, cu comunele Galda de Jos la nord-vest, Ighiu la vest, Mihalț la nord-est, Berghin la sud-est, Ciugud la sud, iar la sud-vest cu municipiul Alba Iulia.

Pensiunea este construită astfel:

• Pereții exterior sunt realizați din cărămidă având o grosime de 25 cm pe care s-a aplicat un strat de tencuială de 1 centimetru, atât la interior cât și la exterior. Pe partea exterioară s-a mai aplicat o termoizolată din polistiren expandat cu o grosime de 10 centimetri.

• Podeaua este realizată dintr-o placă de beton armat de 15 centimetri peste care s-a turnat o șapă din mortar de 3,5 centimetri și deasupra șapei s-a aplicat gresie.

• Tavanele dintre subsol și parter, parter și etaj, etaj și pod sunt din beton armat având o grosime de 15 centimetri. Tavanul dintre subsol și parter are aplicat pe partea inferioară o termoizolațe de 10 centimetri din polistiren extrudat, iar deasupra polistirenului tencuială. Pe partea superioară se aplică o șapă egalizatoare peste care se montează gresie. Tavanul dintre parter și etaj cât și cel dintre etaj și pod este format dintr-o placă de beton armat de 15 centimetri peste care se aplică pe partea inferioară tencuială, iar pe cea superioară este turnată o șapă egalizatoare, iar peste aceasta ȋn cameră s-a montat parchet laminat, în băi, spălătorie și hol s-a montat gresie.

• Geamurile și ușile care comunică cu exteriorul sunt realizate din tâmplărie PVC cu geam termopan.

Fig.1.1. Vedere din perspectivă a pensiunii

1.2. Datele tehnice ale pensiunii

În tabelele și figurile următoare sunt prezentate datele tehnice și planurile pensiunii.

Fig.1.2. Date tehnice

Fig. 1.3. Plan subsol

Fig.1.4. Plan parter

Fig.1.5. Plan etaj

1.3. Funcționarea sistemelor de încălzire

Instalația termică transformă energia calorică a combustibililor în energie termică. Ponderea cea mai mare a combustibililor utilizați în instalațiile termice sunt: gazul metan, lemnul și cărbunele.

Unul din principalele obiective ale politicilor energetice mondiale constă în reducerea consumurilor de combustibil fosil. Astfel, folosirea surselor regenerabile de energie, care se folosește pentru încălzirea locuințelor, are ca scop, în contextul dezvoltării durabile următoarele:

creșterea siguranței în alimentarea cu energie;

protejarea mediului înconjurător;

dezvoltarea la scară comercială a tehnologiilor energetice viabile.

Centrala termică ecoHORNET este concepută pentru arderea biomasei granulare sub forma de peleți și folosirea energiei termice care rezultă atât la încălzirea imobilelor cât și la obținerea apei calde menajere.

Avantajele folosiri pelețiilor sunt următoarele:

sunt relativ ecologici, proveniți din deșeuri vegetale, agricole, forestiere, silvice agrozootehnice, selecție de deșeuri menajere, plante energetice, tocătură lemnoasă, ȋn special al lemnului degradat și uscat din pădurile și terenurile necultivate, rumeguș etc.;

sursă de energie curată, modernă și ieftină;

sunt neutrii din punct de vedere al emisiilor de carbon, deoarece la ardere emit cam aceeași cantitate de CO2 (dioxid de carbon) care a fost absorbit de copac în timpul creșterii acestuia;

emisia de fum rezultată din arderea peletului este foarte redusă;

necesită un spațiu relativ redus de depozitare, pentru 1 tonă de peleții fiind necesar un volum de aproximativ 1200 – 1500 litri / 1,2 – 1,5 mc;

costul în exploatarea peleților este mai redus decât în cazul combustibililor fosili;

făcând o comparație cu lemnul de foc rezultă că peleții sunt mai eficienți din punct de vedere al randamentului de ardere, puterii calorice, confortului și siguranței în utilizare.

Centrala termică ecoHORNET poate fi conectă atât la instalația clasică de încălzire cu calorifere, ventiloconvectoare, ȋncălzire ȋn pardoseală sau poate fi interconectă cu alte sisteme de producere a energiei termice cum ar fi panouri solare și pompe de căldură etc.

Arzătorul gravitațional și procedeul de ardere al peleților asigură o funcționare care are un randament constant în regim automat, nu are fum în gazele arse, nu are depuneri de funingine ori de creozot (gudron) pe schimbătorul de căldură și prin modernizarea arzătorului s-a eliminat și posibilitatea conglomerării pe grătar a peleților cu conținut mare de siliciu sau de alți compuși chimici.

Randamentul mărit al centralei termice rămâne același pe întreaga durată de folosire atât datorită formei constructive a arzătorului ecoHORNET, a dinamicii arderii cât și prin controlul arderii realizat prin automatizarea completă.

Randamentul arderii înregistrat ȋn arzătorul gravitațional ecoHORNET urcă peste 98%, realizându-se atât arderea combustibilului cât și a fumnal ecoHORNET urcă peste 98%, realizându-se atât arderea combustibilului cât și a fumului rezultat din combustia primară. Substanța rămasă ȋn urma arderii, așa zisa ,,cenușa” este minimă, circa 2 kg/tonă la peleții de brad, este de fapt substanța minerală din lemn și poate fi utilizată ca îngrășământ. Se recomandă a fi scoasă o dată la o săptămână pentru a păstra randamentul radiației la un nivel ridicat în zona orizontală.

Prin arderea completă a pelețiilor se valorifică sporit puterea calorifică a combustibilului. Această energie termică obținută în urma arderii complete este preluată ȋn proporție de aproximativ 93-97 % de agentul termic datorat schimbătorului de căldură.

Acesta are o zonă orizontală ce preia radiația flăcării pe toată lungimea ei și o zonă verticală ce utilizează convecția gazelor arse. În schimbătorul de căldură este o cantitate mare de agent termic uniform distribuită ce se ȋncălzește rapid datorită suprafeței mari de schimb, astfel ȋncât se realizează atingerea temperaturii setate ȋntr-un interval de timp scurt și cu consum mic de combustibil cât și menținerea unei temperaturi la valoarea selectată, o durată cât mai lungă datorită inerției termice a unui mare volum de agent termic.

Astfel, rezultând, obținerea unei cantitați mari de energie termică pe unitatea de combustibil și transmiterea cu aproximație în totalitate a acestei energii agentului termic reducând semnificativ costul producerii energiei termice.

Centrala termică ecoHORNET funcționează în sistem on-off cu termostat de cameră. Termostatul ambiental comandă pornirea sau oprirea centralei termice la atingerea ȋn ȋncăperea ȋn care a fost montat a unei temperaturi sub cea selectată. În acest mod se realizează automat umplerea cu combustibil a camerei de ardere, aprinderea pelețiilor și funcționarea centralei până la obținerea temperaturii setate, moment în care, termostatul ambiental oprește centrala. Astfel, centrala ecoHORNET funcționează numai atât cât este necesar. În cazul unui imobil bine izolat, de regulă, centrala termică ecoHORNET pornește de circa 4-6 ori în 24 ore și funcționează aproximativ 60 minute la fiecare pornire. Termostatul ambiental permite setarea temperaturii ȋn regim de zi/noapte, cât și pe o perioadă mai îndelungată de timp. Astfel, se produce o utilizare eficientă, fără risipă, a energiei termice obținute.

În urma arderii complete a combustibilului în gazele de ardere nu se găsesc particule de fum și nici depuneri de creozot (gudron) pe pereții schimbătorului de căldură. Centralele termice ecoHORNET sunt unice prin faptul că scutește utilizatorul de construcția unui coș de fum și de efectuarea de operațiuni de curățare, neexistând depuneri pe schimbătorul de căldură care să determine scăderea randamentului sau conglomerări pe grătarul de ardere. Centrala ecoHORNET funcționează cu tiraj forțat, evacuarea gazelor și aportul de aer proaspăt făcându-se pe o tubulatură simplă (kit), la fel ca la centrala cu funcționare pe gaz.

Centrala ecoHORNET prezintă siguranța totală în funcționare, este dotată cu sisteme de protecție, senzori de temperatură ce împiedică avarierea componentelor și oprește funcționarea acestora.

În cazul întreruperii curentului electric, supraȋncălzirea agentului termic și crearea suprapresiunii ȋn instalație este evitată prin echiparea cu un sistem de alimentare de protecție electric (acumulator), care menține ȋn funcțiune sistemul de exhaustare și dispozitivul de golire a pelețiilor din focar. În momentul ȋn care revine alimentarea cu curent electric centrala ecoHORNET pornește automat.

Construcția buncărului este extrem de versatilă, putând fi dimensionat atât ȋn funcție de spațiul disponibil cât și în funcție de ritmul pentru alimentare (la 48 ore, la două săptămâni, la câteva luni etc.)

De regulă, evacuarea cenușii se face manual, la un interval de 7-10 zile, când instalația funcționează la putere maximă și ȋn funcție de calitatea peleților. Dacă beneficiarul solicită se poate extinde autonomia și se poate implementa un sistem pentru evacuarea automată a cenușii.

Centrala ecoHORNET asigură o funcționare constantă la parametrii setați, fără scăderea randamentului și folosește orice tip de peleți ce respectă standardul de fabricație. Buna funcționare nu este influențată ȋn mod deosebit de puritatea pelețiilor și ȋn cazul utilizării unor peleți cu grad mare de impurităti duce la creșterea cantității de cenușă, fiind astfel necesară eliminarea ei la intervale mai scurte.

Centrala termică ecoHORNET oferă utilizatorilor atât un confort maxim, cât și o ușurință ȋn exploatare, beneficiarul nu trebuie să efectueze sau să modifice nicio operațiune de setare și reglare a centralei, ci doar de schimbare a regimului de funcționare, vara, pentru a producere apă caldă menajeră și iarna, atât în regim de încălzire cât și de producere a apei calde menajere; aceasta este complet programată de către producător. Afișajul automatizării indică operațiunile executate de centrală la un moment dat în timpul funcționării.

Centrala ecoHORNET este automatizată completă cu aparatură performantă de ultimă generație, realizează întregul control al producerii energiei calorice, al controlul agentului termic, cât și al tuturor sistemelor ce compun instalația (pompe circulare, pompa recirculare, boiler, vane, puffere etc.) și face posibilă introducerea acestora în sisteme complexe de încălzire.

Centrala termică ecoHORNET se livrează complet echipată, intrând în componența sa următoarele: cazan, arzător, sistem de alimentator, buncăr, exhaustor, kit evacuare-admisie, bloc de siguranță cu manometru de presiune, panou de automatizare full-protecțion, fluxostat, termostat ambiental radio, vană cu 3 căi pentru circuitul anticondens, toată gama de senzori de comandă și de protecție.

Baza de proiectare

La baza proiectului au stat:

• Tema de proiectare;

• SR-1907-1 ,,Instalații de încălzire. Necesarul de căldură de calcul”;

• SR-1907-2 ,,Necesarul de căldură de calcul. Temperaturi interioare convenționale de calcul’’;

• Normativul I13-2002- Normativ pentru proiectare și executarea instalațiilor de încălzire centrală;

• Normativ C107/3-2005- Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de construcție ale clădirilor;

• Normativ C107/5-2005- Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de construcție în contact cu solul;

3. Instalații în centrala termică

S-a ales un sistem de ȋncălzire care utilizează apa caldă ca agent termic, iar pentru cedarea căldurii ȋn ȋncăperi corpuri de ȋncălzire tip radiator de oțel. Centrala termică care va deservi atât ȋncălzirea pensiunii cât și prepararea apei calde menajere, va fi amplasată într-un spațiu special amenajat în subsolul pensiunii, spațiu adaptat cerințelor impuse de normele și normativele tehnice în vigoare privind funcționarea ȋn condiții de maximă siguranță a utilajelor și echipamentelor centralei termice.

Parametrii agentului termic sunt:

• temperatură 80/60

• Presiune 3 bari

Dimensionarea utilajelor s-a făcut în conformitate cu Normativul I 13-2002 și STAS 7132-1987, în funcție de necesarul de căldură pentru încălzire de căldură, ținând cont de caracteristicile termohidraulice ale echipamentelor și de temperatura nominală a agentului termic.

Centrala termică EcoHornet este destinată producerii de apă caldă pentru instalații de încălzire și este alcătuită dintr-un corp de cazan din oțel cu focar cilindric cu străpungere și un drum convectiv ignitubular realizat dintr-un fescicul de țevi verticale. Focarul are amplasat în partea frontală și este dotat cu un sistem de ardere pe grătar cu agitare mecanică automată.

Grătarul este destinat arderii peleților din rumeguș de lemn.

Aprinderea se realizează la pornire cu suprafața caldă generată de o bară de xirită alimentată electric. Aerul primar și secundar de ardere este absorbit printr-un număr fix și nejustabil de orificii. Aerul de ardere este aspirat din mediul înconjurător cazanului prin depresiunea realizată pe drumul gazelor de ardere de către un exhaustor amplasat pe racordul de coș.

Funcționarea automată a aparatului este asigurată de un sistem computerizat de comandă și control alimentat electric prin intermediul unui UPS care asigură condițiile de oprire în siguranță la întreruperea alimentării cu energie electrică de la rețea.

Alimentarea sistemului de ardere cu peleți din rumegus de lemn se face automat în funcție de necesarul de căldură al instalației de încălzire.

Controlul temperaturii apei în cazan se realizează printr-o termorezistență amplasată pe racordul de tur al cazanului.

Sistemul de protecție este asigurat de pragul de supratemperatură de 95 0C, care asigură întreruperea totală a funcționării instalației de ardere și nu permite repornirea decât după o rearmare manuală. La realizarea condițiilor de supraîncălzire (defectare pompă și termostat de lucru) supapa termostatată realizează descărcarea apei din cazan începând de la atingerea temperaturii de 95 °C, iar sistemul automat de umplere începe să introducă apa rece din rețea când presiunea din sistem tinde să scadă sub 1,5 bari.

Cenușa este evacuată prin extragerea acesteia din focar conform instrucțiunilor fabricantului. Centralele termice EcoHornet sunt concepute pentru arderea biomasei granulare sub forma de peleți. Arzătorul gravitațional și procedeul de ardere a peleților, de concepție proprie, asigură o funcționare în regim automat la un randament constant, fără fum în gazele arse, fără depuneri de funingine sau creozot (gudron) pe schimbătorul de căldură.

Instalațiile standard sunt proiectate și realizate pentru o autonomie de min. 24 ore la putere maximă și funcționare continuă, și o perioadă de max. 3 zile pentru evacuarea cenușii, cu excepția agropeleților (peleți din paie) care necesită evacuarea zilnică.

Perioada concretă de scoatere a cenușii o stabilește utilizatorul, prin măsurarea cantității de reziduri obținută după arderea peleților achizitionați pe timp de 24 ore în cea mai geroasă zi.

Fig.1.6. Elemente componente ale centralei termice EcoHornet (2012)

Buncărul pentru peleți standard (1) este realizat din fibră de sticlă armată, osb, lemn etc. și are o capacitate de 0.5 mc. Snecul (2) este compus dintr-o țeavă de oțel și o spiră antrenată de un motor de curent continuu alimentat la 24V sau 220V. Motorul este protejat de o siguranță de suprasarcină (15). Peleții antrenați de snec sunt trimiși prin gâtul de alimentare (3) în camera arzătorului (5), nivelul de umplere fiind stabilit prin intermediul senzorului de nivel (11), care comandă funcționarea snecului.

Aprinderea peleților ajunși pe grătarul arzătorului este realizată de un aprinzător electric (4). Grătarul dispus sub camera de alimentare, este confecționat din oțel inoxidabil refractar care prin dimensiunile acestuia și distribuția aerului la nivelul său asigură o dinamică optimă a arderii. Funcționarea are loc fără emisii de fum (în afara momentului aprinderii), fără depuneri de creozot pe pereții cazanului și cu o cantitate minimă de cenușă. Sub arzător este amplasată ușa pentru evacuarea cenușii (8) etanșată cu garnitură (7).

Schimbătorul de căldură este confecționat din oțel protejat împotriva oxidării cu un grund rezistent la temperaturi de 500°C. Acesta este compus din 2 părți distincte, una orizontală, care preia radiația flăcării și una verticală unde schimbul de căldură se face prin convecție.

Suprafețele de schimb de căldură sunt calculate în așa fel încât temperatura gazelor la evacuare să nu depășească 170°C. Pentru îmbunătățirea convecției în țevile verticale s-au introdus spire metalice (16) pentru turbionarea gazelor. După trecerea prin țevi, gazele ajung în camera de absorbție (19) unde, datorită diferenței de presiune o parte din microparticulele antrenate se depun pe spațiile dintre țevi, se aglomerează, iar după un timp cad gravitațional în cenușar. Din această cameră gazele arse absorbite străbat o incintă prevăzută cu deviatoare de microparticule (17) fiind apoi preluate de ventilator (9) și evacuate spre coșul existent sau printr-un burlan de dirijare peste coama casei.

Gazele pot fi dirijate direct într-un coș de fum sau, în lipsa acestuia, pot fi dirijate spre exteriorul încăperii centralei prin perete, prin intermediul unei tubulaturi concentrice (10), care va permite și admisia aerului din exterior. În acest caz tubul de evacuare va fi introdus într-o tubulatură verticală (21) a cărei înălțime trebuie să depășească cu minim 50 cm coama clădirii. Centrala termică funcționează automat în regim ON-OFF comandată de un termostat ambiental de cameră (13), sau de sondele de temperatură de pe boiler.

Comanda de oprire se dă din termostatul ambiental sau la atingerea temperaturii setate pe sondă (12) ce măsoară temperatura agentului termic pe turul cazanului. În cazul întreruperii accidentale a curentului electric centrala este dotată cu un UPS care ține în funcțiune un timp limitat și continuu sistemul de curățire, fluidizare și descărcare a peleților (22) până aruncă toată cantitatea de jar și peleți de pe grătar în cenușar, și exhaustorul (9), la turație redusă pentru a evacua gazele arse produse de arderea lentă a combustibilului în cenușar. Este obligatoriu ca alimentarea centralei să fie realizată printr-un stabilizator de tensiune de minim 1500VA pentru a proteja echipamentele electrice din componența centralei în cazul fluctuațiilor de tensiune, în cazul ȋn care tensiunea din rețea este prea mică să redea tensiunea necesară echipamentelor electrice (ex. tensiune pentru exhaustor pe momentul aprinderii sau în cazul atingerii temperaturii setate la evacuare gazelor, tensiune necesară pentru pompa recirculare etc.).

Toate îmbinările de la grătar până la snec (flanșa de cuplare a elementelor gâtului de alimentare (25) geamul sticlotextolit al senzorului capacitiv (24) îmbinările furtunului intermediar (27) trebuie perfect etanșate pentru a nu permite accesul de aer și focului să urce. În această situație și în lipsa totală a energiei electrice focul arde mocnit depozitând cenușa pe grătar până la epuizarea peleților sau în cazul agropeleților a căror dinamică de curgere este lentă formează o crustă carbonică la limita inferioară a gâtului de alimentare și se stinge. În acest ultim caz pentru repornirea centralei este obligatorie demontarea elementului superior al gâtului de alimentare sau/și a grătarului, ȋndepărtarea crustei care a blocat curgerea peleților. Se curață sticlotextolitul, se etanșează din nou și se pornește centrala.

Senzorul de peleți se reglează de fabrică și este sensibil, de aceea pentru orice schimbare de poziție, demontarea lui etc. este obligatoriu să contactați dealerul sau fabricantul pentru refacerea reglajului.

În situația ȋn care se folosesc peleți cu lianți chimici în compoziție, atunci există pericolul ca prin arderea acestora să apară depuneri la nivelul grătarului de ardere ce va conduce inevitabil la scăderea puterii cazanului. În aceasta situație este necesară demontarea grătarului de ardere, curățarea acestuia, verificarea camerei de alimentare și utilizarea de peleți conformi. După curățare caracteristicile cazanului revin la normal.

Fig. 1.7. Varianta de montaj pentru centrale termice cu acumulator de căldură ce produce și apă caldă de consum, (2012)

Automatizarea asigură funcționarea instalației în condițiile cele mai economice, distribuind consumatorilor agentul termic pentru încălzire, funcție de temperatura mediului exterior și valorile inițial programate ale instalației. Acest sistem permite funcționarea cazanului la parametrii nominali, în plaja de randamente ridicate.

Circulația apei în instalație, se realizează cu o pompă dublă montată pe conducta de retur a agentului termic.

Cazanul va fi prevăzut cu supape de siguranță, montate înaintea robinetului de pe conducta de ducere, aparate de măsură și control a temperaturii și presiunii.

Arderea se face cu arzător gravitațional automatizat, din furnitura cazanului, funcționând cu combustibil solid de tip peleți.

Asigurarea instalațiilor se face cu supape de siguranța și vase de expansiune închise. Pe conducta de legătura la vasele de expansiune va fi prevăzută câte o supapă de siguranță.

Instalațiile termomecanice din centrala termică se vor executa din țevi de cupru termoizolate cu cochilii de vată minerală caserata cu folie de aluminiu.

Evacuarea gazelor de ardere se face prin kitul din oțel inox, Dn 210 mm, care se va procura împreună cu cazanul. Admisia aerului de combustie se face din exterior prin kitul din oțel inox, Dn 100 ce se va livra împreună cu cazanul.

În centrala termică s-au prevăzut aparate de măsură și control, în conformitate cu normativul I 13-2002.

Pe circuitul de ȋncălzire, în punctele cele mai înalte se vor monta robineți automați de aerisire.

4. Instalația de încălzire cu radiatoare

Sistemul de încălzire centrală cu corpuri de încălzire se prevede, în general, în clădiri cu încăperi de dimensiuni și înălțimi reduse, care nu necesită instalații de ventilare mecanică sau instalații de încălzire cu aer cald.

Din punct de vedere constructiv instalația de încălzire este cu distribuție inferioară pozată în canalul termic. Instalația de încălzire se va executa cu țevi din cupru de la centrala termică până la distribuitor, iar de la distribuitor la radiatoare se va executa cu conductă din pex-al. Conductele montate în canalul termic se vor termoizola cu tuburi din spuma PE extrudata, cu grosimea de 10 mm. Conductele de încălzire se vor fixa de elementele de construcție cu ajutorul brățărilor. La trecerea conductelor prin pereți și planșee se vor prevedea țevi de protecție. Îmbinarea conductelor se va face prin lipire (cositorire) pentru țeviile de cupru și prin racordurii prin compresie la țeviile de pex-al.

Pentru evacuarea aerului din instalație se vor prevedea robineți de dezaerisire automați la partea superioară a fiecărei coloane și robineți de aerisire manuali montați pe fiecare radiator.

Încălzirea spațiilor se va realiza cu radiatoare din tablă de oțel de tip 22 și înălțimea de 600 mm și lățimi de 400; 500; 600; 700; 800; 1 000; 1 200 mm. Corpurile de încălzit se amplasează astfel încât să se asigure funcționarea lor cu eficiență termică maximă și să coreleze cu elementele construcției, cu mobilierul sau utilajele de producție și cu celelalte instalații aferente clădirii. Corpurile de încălzit se amplasează corelat cu componentele instalației electrice potrivit prevederilor din ,,Normativul privind proiectarea și executarea instalațiilor electrice, cu tensiuni până la 1000V curent alternativ și 1500V curent continuu’’-I7, cu privire la prevenirea accidentelor prin electrocutare.

Pentru obținerea unei eficiențe termice maxime se recomandă amplasarea corpurilor de încălzire în partea inferioară a încăperilor, în vecinătatea suprafețelor reci. Corpurile care cedează căldură în special prin convecție se montează în dreptul parapetului ferestrelor sau dacă nu este posibil, ȋn imediata apropiere a acestora. Pentru creșterea eficienței se poate prevedea o placă sau o folie reflectorizantă, pe perete și spatele corpurilor de încălzit.

În casa scărilor, corpurile de încălzit se amplasează de regulă la parter, iar dacă nu este suficient pentru a acoperi necesarul de căldură se prevăd corpuri de încălzit și la nivelurile imediat superioare.

Pe căile de evacuare în caz de incendiu (coridoare, scări), amplasarea corpurilor de încălzire se va face cu respectarea reglementărilor de siguranța la foc și se va asigura că montarea corpurilor de încălzit nu va perturba circulația persoanelor și accesul la hidranții de incendiu.

Distanța de la pereți la radiatoarele tip 22 este de 33 mm.

Fiecare radiator va fi echipat cu un robinet cu dublu reglaj pe ducere, robinet de reglaj pe întoarcere, și robinet manual de dezaerisire. Fixarea radiatoarelor de pereți se va face cu suporți și console, livrate în furnitura acestora. Conductele neizolate din instalația de încălzire se vor vopsi.

Verificarea instalației de ȋncălzire se va face prin următoarele probe:

proba la rece;

proba la cald;

proba de eficacitate.

→ Proba la rece

Proba la rece se face în scopul verificării rezistenței mecanice și a etanseității elementelor instalației termice. Această probă este obligatorie pentru întreaga instalație. Înainte de proba de presiune la rece a instalației, aceasta se va spăla cu apa potabilă.

Proba la rece constă în umplerea cu apă a instalației și încercarea la presiune. Umplerea cu apă a instalației se face cu apa care îndeplinește condițiile de calitate ca agent termic.

Această probă se face având racordate toate echipamentele din centrala termică, rețelele de conducte și utilajele alimentate cu agent termic.

Proba la rece se execută înaintea finisării elementelor instalației și înaintea finalizării pardoselilor. În vederea efectuării acestei probe se va asigura deschiderea completă a tuturor armăturilor de închidere.

Proba la rece se consideră corespunzătoare, dacă pe toată durata probei, manometrul nu a indicat variații de presiune și dacă la instalație nu se constată fisuri, crăpături sau scurgeri de apă la îmbinări și garnituri.

→ Proba la cald

Proba la cald se face în scopul verificării etanseității, a modului de comportare a elementelor instalației la dilatare și contractare, a circulației agentului termic. Această probă se realizează pe întreaga instalație sau pe porțiuni care pot funcționa separat.

Proba la cald se realizează înaintea finisării elementelor instalației și înaintea finalizării pardoselilor. Odată cu efectuarea probei la cald se efectuează și reglajul instalației.

După efectuarea probei, instalația se va goli dacă există riscul de îngheț până la darea în funcțiune.

→ Proba de eficacitate

Proba de eficacitate se realizează pentru a se verifica dacă instalația realizează în incintele deservite de aceasta, parametrii prevăzuți în proiect. Această probă se execută cu întreaga instalație în funcțiune și numai după ce toată clădirea a fost terminată. Pentru o verificare a concludenței, se va alege o perioadă rece, cu temperaturi exterioare negative.

Rezultatele probei de eficacitate se consideră satisfăcătoare dacă temperaturile aerului interior corespund cu cele din proiect, cu o abatere de la –0,5 0C până la +1 0C.

Cele trei probe ale instalațiilor termice se fac în prezența reprezentanților executantului, beneficiarului și proiectantului.

Dacă rezultatul recepției nu este satisfăcător se propun noi lucrări de îmbunătățire, după care se procedează la o nouă recepție. Dacă totul este normal, instalația este recepționată definitiv și predată exploatării.

Pentru preluarea lucrărilor efectuate, beneficiarul trebuie să efectueze recepția lucrărilor, în conformitate cu ,,Regulamentul de recepție a lucrărilor de construcții și a instalațiilor aferente ale acestora”.

5. Protecția muncii

Executantul răspunde de realizarea lucrărilor de instalații de încălzire, de montaj utilaje și de instalații tehnologice în condiții care să asigure evitarea accidentelor de muncă, în acest scop este obligat:

să analizeze documentația tehnică din punct de vedere al securității muncii;

să aplice prevederile cuprinse în legislația de securitatea muncii specifice lucrării;

să execute toate lucrările, în scopul exploatării ulterioare a instalațiilor în condiții depline de securitate a muncii, respectând normele, instrucțiunile, prescripțiile și standardele în vigoare;

să remedieze toate deficiențele constatate cu ocazia probelor și recepției, astfel ca lucrarea executată să poată fi utilizată în condiții de securitate maximă posibilă;

să utilizeze pe șantier măsurile individuale și colective de securitate a muncii, astfel ca să evite sau să se diminueze pericolele de accident sau îmbolnăvire profesională; înainte de începerea lucrului se vor verifica:

întregul personal muncitor să aibă făcut înscrisul de protecția muncii și vizita medicală periodică;

personalul muncitor să nu fie bolnav, obosit sau sub influența băuturilor alcoolice;

să fie dotat cu echipament de lucru corespunzător lucrărilor ce le au de executat conform Normativului republican pentru acordarea echipamentului de protecție și echipamentului de lucru.

Obligațiile și răspunderile pentru prevenirea și stingerea incendiilor revin conducătorilor locurilor de muncă și personalului de execuție. Mijloacele de stingere a incendiilor se amplaseaza la loc vizibil și ușor accesibil și se verifică la termenele prevăzute în instrucțiunile prevăzute de furnizor.

6. Mențiuni finale

Prezenta documentație respectă prevederile Normativului I13-2002, privind proiectarea și exploatarea instalațiilor de ȋncălzire centrală.

Materialele ce se vor pune ȋn operă vor trebui să corespundă cerințelor de calitate impuse de Legea 10/1995 privind calitatea ȋn construcții și exigențelor de calitate ale lucrării.

Aceste materiale vor avea caracteristicile și toleranțele prevăzute ȋn standardele de stat sau ȋn prescripțiile tehnice ale producătorilor. Ele vor trebui să fie ȋnsoțite de certificatul de calitate al furnizorului, care să confirme realizarea de către produsul respectiv a caracteristicilor tehnice prevăzute.

Verificarea calității execuției lucrărilor de încălzire centrală se face în conformitate cu:

• Normativul pentru verificarea calității și recepția lucrărilor de instalații aferente construcției, indicativ C 56-2002 – Caietul ,,Instalații de încălzire”;

• Procedura de control a calității execuției lucrărilor de instalații – Capitolul ,,Instalații de încălzire”.

La execuție se vor respecta normele de pază contra incendiilor și de protecția muncii, specifice acestui gen de lucrări.

Orice modificare a soluțiilor propuse de proiectant în cadrul prezentei documentații se va face numai cu acordul scris al proiectantului.

În elaborarea proiectului s-a urmărit respectarea criteriilor stabilite prin Legea Nr.10/1995 privind calitatea lucrărilor de construcții și instalații, proiectantul asumându-și toate responsabilitățile pentru realizarea acestora.

La execuție se vor respecta detaliile de execuție, cartea tehnică etc.

La punerea în funcțiune se va solicita asistență tehnică din partea furnizorilor de utilaje.

Verificarea calității execuției lucrărilor de încălzire centrală se face în conformitate cu: • Normativul pentru verificarea calității și recepția lucrărilor de instalații aferente construcției, indicativ C 56-2002 – caietul „Instalații de încălzire”;

• Procedura de control a calității execuției lucrărilor de instalații – capitolul „Instalații de încălzire”;

Se vor respecta programele de control a calității lucrărilor.

La execuție se vor respecta normele de pază contra incendiilor și normele de protecția muncii specifice acestui gen de lucrări.

I.2 INSTALAȚIA DE VENTILARE

7. Sistemul Puț canadian

Sistemul de tip ,,Puț canadian’’ reprezintă un sistem de ventilare conceput pentru a preȋncălzi sau răci aerul proaspăt introdus ȋn clădiri, utilizând căldura și inerția termică a solului.

Este un sistem simplu, care poate reduce temperatura interioară cu 5 până la 8 în zilele caniculare sau realizează o ȋncălzire a aerului interior iarna, diminuând consumul de căldură.

Sistemul constă ȋn a vehicula un debit de aer exterior prin interiorul unor conducte (tuburi din polipropilenă cu perete compact având o conductivitate termică optimizată, strat interior antimicrobian pentru asigurarea unui aer proaspăt, igienic și rigiditate longitudinală mare pentru o evacuare sigură a condensului) ȋngropate în pământ la o adâncime de 1-2 m, pe care apoi să-l introducă în restaurant. Circulația aerului prin conducte se realizează cu ajutorul unui ventilator performant care să asigure vehicularea debitului de aer necesar.

În timpul verii, temperatura solului, , este mai scăzută decât temperatura exterioară, și folosind temperatura, , redusă a solului, aerul se răcește, ajungând în interiorul restaurantului la o temperatută de aproximativ 17-18 . Pentru o utilizare eficientă în timp a sistemului de tip Puț canadian, se impune utilizarea unei ventilație mecanică controlată (VMC) pentru evitarea creșterii umidității ridicate în restaurant și pentru evacuarea aerului cald.

În timpul iernii temperatura solului este mai ridicată decât temperatura aerului exterior. Astfel, aerul rece din exterior este preȋncălzit prin conducte și ajunge ȋn interiorul restaurantului la o temperatură de aproximativ 6.

Temperatura solului la o adâncime de 2 m este de aproximativ 17 vara și de 5 ȋn timpul iernii. În situația ȋn care debitul de aer ce poate fi transportat prin conducta utilizată nu este suficient pentru instalația interioară folosită, se poate mări numărul de sisteme de tip ,,Puț canadian’’, păstrând o distanță de aproximativ 1,5 m ȋntre aceste sisteme.

În funcționarea sistemului de tip ,,Puț canadian’’, ȋn timp de vară, ȋn anumite condiții de temperatură exterioară, se produce condens, ȋn interiorul conductei. Posibilitățile de eliminare a condensului sunt:

– cu ajutorul unui sifon plasat ȋn interiorul restaurantului, unde va fi prevăzută o instalație de scurgere pentru sifon;

– ȋntr-un spațiu de vizitare plasat la nivel inferior, care va permite ȋn același timp depistare unor probleme ale conductei;

– prin plasare conductei pe un strat de pietriș care să permit infiltrarea condensului în sol.

Fig.1.8. Posibilitățile de eliminare a condensului

Pentru eliminarea condensului conducta sistemului va avea o pantă de 2-3 spre zona ȋn care se realizează evacuarea condensului.

Posibilități de amplasare a sistemelor de tip ,,Puț canadian” sunt:

Din figură se observă că randamentul unui sistem de tip ,,puț canadian” diferă ȋn funcție de diametru conductei, de lungimea acesteia, precum și de viteza de circulație a aerului prin conducte.

Fig. 1.10. Randamentului termic al unui sistem de tip ,,puț canadian’’ în funcție de diametrul conductei, de lungimea acesteia și de viteza de circulație a aerului prin conducte

Concepție specială a tuburilor AWADUKT Thermo

• Strat interior antimicrobian

-priză igienică de aer proaspăt sterilizat

• Conductivitate termică mare datorită PP optimizat

-transfer îmbunătățit de căldură între sol și aerul absorbit

• Resistență mare și rigiditate longitudinală datorită PP

-protejează la atacuri externe (apa, radacini plante)

-nu se colectează condensat

• Sistem etans la Radon

– Radonul nu pătrunde în sistem

Aerul transportat se tratează ca și alimentele.

Polimerizarea specială și patentată antimicrobiană a AWADUKT Thermo împiedică

dezvoltarea germenilor pe suprafața interioară a tubului.

Cercetarea la Institutul Fresenius (ian 2003) confirmă reducerea substanțială a microbilor:

-Pseudomonas aeruginosa

-Staphylococcus aureus

-Bacillus subtilis

-Aspergillus niger

-Candida albicans

-Escherichia coli

Dezavantajele aerisirii convenționale prin fereastră:

– mirosuri neplăcute, umiditate mare / mică etc.;

– poluare fonică;

– vârf de concentrații ale emisiilor;

– aerisirea prin fereastră= aerisire întâmplătoare.

Avantajele aerisirii controlate:

– economie cca. 20 % energie la încălzire respectiv 80 % energie la răcire;

– mereu aer proaspăt;

– nu mai apare mucegaiul, împiedică formarea fuioarelor de praf casnic;

– igienă imbunătățită a aerului prin filtrare;

– izolație fonică îmbunătățită a aerisirii chiar și în medii zgomotoase;

– tot anul la dispoziție.

MEMORIU JUSTIFICATIV

CALCULUL INSTALAȚIEI DE ÎNCĂLZIRE

Prescripții de calcul- generalități

Acest standard stabilește modul în care se determină necesarul de căldură de calcul pentru clădiri civile și industriale, ȋn vederea proiectării instalațiilor de ȋncălzire.

Prevederile acestui standard nu are aplicabilitate la stabilirea necesarului de căldură de calcul pentru :

– ȋncăperi subterane;

– spații închise limitate de elemente de construcție lipsite practic de masivitate termică;

– construcții cu instalații de încălzire locală, având efecte pe zone limitate;

– construcții sau ȋncăperi încălzite rar, pe perioade scurte de timp;

– construcții cu instalații de încălzire prin radiațe de perete.

Referințe

STAS 6472/3-1989 Fizica construcțiilor. Termotehnică. Calculul termotehnic al elementelor de construcție ale clădirilor.

STAS 1907-2 :1997 Instalații de încălzire. Necesarul de căldură de calcul. Temperaturi interioare convenționale de calcul.

2. Determinarea necesarului de căldură de calcul. Stas 1907-1

Q, care este necesarul de căldură de calcul, exprimat în wați, al unei ȋncăperi se calculează cu relația:

[W] (2.1)

ȋn care:

= flux termic care este cedat prin transmisie, corespunzător diferenței de temperatură ȋntre interiorul și exteriorul elementelor de construcție care delimitează ȋncăperea, calculate conform 2.2., ȋn wați.

= sarcina termică pentru ȋncălzirea de la temperatura convențională de calcul a aerului infiltrate prin neentanșeitățile ferestrelor, ușilor și a aerului care pătrunde la deschiderea acestora, calculate conform 2.10 și 2.11.

=Adausul pentru orientare, conform Tabelul 2.1.

= Adausul pentru compensarea efectului suprafețelor reci, conform Tabelul 2.1.

Necesarul de căldură de calcul al unei ȋncăperi se mărește sau scade cu fluxul termic cedat ori absorbit de diferite procese cu caracter permanent dacă acesta depășește 5% din necesarul de căldură de calcul, Q.

2.1. Fluxul termic cedat prin transmisie

, care este fluxul termic cedat prin transmisie, este exprimat în wați, și se calculează cu relația:

= [W] (2.2)

ȋn care:

m- este coeficientul de masivitate termică a elementelor exterioare de constucție, conform 2.3.;

A- Aria suprafeței fiecărui element în parte de construcție, este determinată conform STAS 6472/3 ȋn ;

– temperatura convențională de calcul, conform SR 1907-2, ȋn ;

– temperatura spațiilor exterioare ȋncăpeii considerate, în

– temperatura exterioară convențională de calcul, conform Anexei 1 la acest standard;

– temperatura exterioară convențională de calcul pentru ȋncăperile alăturate, conform SR 1907-2;

– rezistența termică specific corectată a elementului de construcție considerat, stabilită conform STAS 6472/3, în metri pătrați grad Kelvin pe wați;

– fluz termic cedat prin sol, conform 2.4., în wați;

– coeficient de corecție al necesarului de căldură de calcul în funcție de masa specifică a construcției, determinată conform 2.6.

În cazul folosirii în încăperi a încălzirii cu planșee încălzitoare prin radiație de pardoseală sau tavan, pentru calculul fluxului termic cedat prin transmisie, Qt, se vor lua în considerare doar acele elemente de construcție care au temperatura feței dinspre încăperea încălzită mai redusă decât temperatura interioară convențională de calcul a acesteia.

2.2. Coeficientul de masivitate termică

Acest coeficient de masivitate termică a elementelor de construcție aflate în exterior și se calculează cu relația:

m= 1,225 – 0,05 D (2.3)

în care:

D – indicele de inerției termice a elementului de construcție, calculat conform STAS 6472/3.

Pentru elementele de construcție cu D4,5, se consideră m= 1; pentru tâmplăria exterioară D se consideră egal cu 0,5; pentru elementele de construcție care se află în contact cu solul precum și planșee care sunt peste subsolurile ce sunt neîncălzite se consideră m= 1.

2.3. Fluxul termic cedat prin sol

Qs, este fluxul termic cedat prin sol, exprimat în wați, care se calculează astfel:

2.3.1. Pentru construcții având forme geometrice elementare

Pentru construcții care au forme geometrice elementare (paralelipiped, dreptunghic)se calculează cu relația:

= (2.4)

în care:

Ap- aria totală a pardoselii și a pereților care se află sub nivelul terenului, calculată în metri pătrați;

– aria benzii cu lățimea de 1 m care este amplasată de-a lungul conturului exterior al suprafeței Ap, calculată în metri pătrați;

– aria benzii cu lățimea de 1 m care este amplasată de-a lungul conturului care corespunde spațiului alăturat care are temperatura , calculat în metri pătrați;

Rp- rezistența termică specifică totală a pardoselii și a stratului de pământ se află între pardoseală și adâncimea de 7 m de la cota terenului sistematizat, ori a stratului de apă freatică, calculată conform 2.5. în metri pătrați grad Kelvin pe watt;

– rezistența termică specifică benzii de contur la trecerea căldurii prin pardoseală și sol către aerul exterior calculat în metri pătrați grad Kelvin pe watt;

– temperatura interioară convențională de calcul conform 2.1., în grade Celsius;

– temperatura exterioară convențională de calcul conform 2.1., în grade Celsius;

– temperatura interioară convențională de calcul pentru încăperile învecinate, în grade Celsius;

– temperatura, care este în sol la adâncimea de 7 m de la cota terenului sistematizat, în cazul în care nu există strat de apă freatică, ori a stratului de apă freatică, conform 2.5. calculat în grade Celsius;

– coeficientul de corecție pentru necesarul de căldură de calcul în funcție de masa specifică a construcției, determinat conform 2.8.

– coeficient de masivitate termică a solului, conform 2.3.

2.3.2. Pentru clădiri având forme geometrice prezentând colțuri intrânde sau ieșinde

Pentru clădiri care au forme geometrice cu colțuri intrânde sau ieșinde (protecție ȋn plan de tip poligonal) se calculează cu relația:

= (2.5)

în care:

– aria plăcii aflate pe sol sau a plăcii inferioare a subsolului încălzit, calculată conform Normativului privind calculul termotehnic al elementelor care compun construcția în contact cu solul, calculat în metri pătrați;

– aria pereților care sunt în contact cu solul, determinată conform Normativului privind calculul termotehnic al elementelor care compun construcția în contact cu solul, calculat în metri pătrați;

I- lungimea totală a conturului care se află în contact cu solul calculată conform Normativului privind calculul termotehnic al elementelor care compun construcția în contact cu solul, calculat în metri;

– rezistența termică unidirecțională a plăcii care are aria , stabilită conform Normativului privind calculul termotehnic al elementelor care compun construcția în contact cu solul, calculat în metri pătrați grad Kelvin pe watt;

– rezistența termică specifică care este corectată a pereților de suprafață , conform Normativului privind calculul termotehnic al elementelor care compun construcția în contact cu solul,calculat în metri pătrați grad Kelvin pe watt;

– coeficient linear de transfer termic, corespunzător lungimii I, conform Normativului privind calculul termotehnic al care compun construcția în contact cu solul, calculat în wați pe metru grad Kelvin;

, , , CM, – au semnificațiile anterioare.

2.4. Suprafața totală a pardoselii și a pereților aflați sub nivelul pământului

Suprafața totală a pardoselii și a pereților aflați sub nivelul pământului, Ap, exprimată în metri pătrați, se calculează cu relația:

Ap = + ph [m2] (2.6)

în care:

– aria plăcii pe sol sau a plăcii inferioare a subsolului încălzit, în metri pătrați;

p- lungimea conturului pereților în contact cu solul, în metri;

h- cota pardoselii sub nivelul terenului, în metri.

2.5. Rezistența termică specifică totală a pardoselii și a stratului de pământ

Rezistența termică specifică cumulată a pardoselii și a stratului de pământ, Rp, se calculează cu relația:

= (2.7)

în care:

– grosimea straturilor luate în considerare, în metri;

-conductivitatea termică a materialului din care este compus stratul luat în considerare, conform STAS 6472/3, în wați pe metru grad Kelvin;

– coeficientul de transfer termic prin suprafață la interior, conform STAS 6472/3, în wați pe metri pătrați grad Kelvin.

Pentru Op se consideră următoarele valori ȋn funcție de zona climatică în care este situată construcția:

– zona I 0p = 11

– zona II 0p = 10

– zona III 0p = 9

– zona IV 0p = 8

În cazul în care transferul termic prin sol se efectuează între încăperi cu temperaturi interioare de calcul diferite, coeficientul de masivitate termică, ms, ia valoarea ms= 1.

2.6. Coeficientul de corecție

Coeficientul de corecție pentr necesarul de căldură de calcul, CM, se stabilește în funcție de masa specifică a elementelor interioare care compun construcția, , si se calculează astfel:

– pentru 400 kg/m2, CM = 1

– pentru mPI 400 kg/m2, CM = 0,94

Masa specifică a construcției, se determină pentru întreaga construcție cu relația:

= 0,9 (2.8)

în care:

– masa tuturor elementelor interioare care compun construcția (pereți interiori, planșee între etaje, elemente de tâmplărie interioare); nu se ia în calcul masa elementelor care compun construcția perimetrală (pereți exteriori, ferestre, uși, acoperiș, planșeu peste subsol neîncălzit, pereți către casa scării, pereți care despart spații încălzite de spații neîncălzite), în kilograme;

A- aria perimetrală a construcției prin care se realizează disipare de flux termic (uși pereți spre casa scării, planșeu peste subsoluri neîncălzite, ferestre, planșeu sub pod, acoperișuri de tip terasă, pereți exteriori etc), calculată conform STAS 6472/3 ȋn ;.

Se recomandă:

– Pentru clădiri de locuit și asemenea lor precum și pentru clădiri social-culturale cu pereți interiori construiți din beton celular autoclavizat, cărămidă cu grosime sub cea de 0,125 m, care au planșee despărțitoare din beton armat cu grosime sub ori egală cu 0,10 m, sau din alte materiale de construcție ușoare, CM = 1.

– Pentru celelalte construcții CM = 0,94

2.7. Fluxul termic afectat

Fluxul termic cedat prin transmisie, QT, este afectat de următoarele adaosuri în procente:

– adaosul pentru orientare, pentru diferențierea necesarului de căldură de calcul al încăperilor care sunt diferit expuse radiației solare;

– adaosul pentru compensarea efectului suprafețelor reci, în scopul de a corecta bilanțul termic al omului în încăperile în care elementele care compun construcța cu rezistența specifică mică, favorizează intensificarea pierderi de căldură a corpului prin radiație.

2.7.1. Adaosul pentru orientare

A0,care este adaosul pentru orientare, si afectează numai fluxul termic care este cedat prin toate elementele de construcție ale încăperilor cu pereți exteriori supraterani și are valorile din tabelul 1.

Tabelul 2.1. Adaosul pentru orientare

Pentru încăperi care au mai mulți pereți exteriori, adaosul A0 se stabilește corespunzător peretelui care are orientarea cea mai defavorabilă.

2.7.2. Adaosul pentru compensarea efectului suprafețelor reci

Adaosul pentru compensarea efectului suprafețelor reci, Ac, afectează fluxul termic cedat prin elementele de construcție ale încăperilor pentru care rezistența termică medie, Rm, nu depășește 10

Rezistența Rm, exprimată în metri pătrați grad Kelvin pe watt, se calculează cu relația

= (2.9)

în care:

AT – aria suprafeței totale a încăperii (reprezentând suma totală a suprafețelor delimitatoare), în metri pătrați;

, , CM și – au semnificațiile anterioare.

Valorile adaosului Ac se iau din graficul din figură.

Fig. 2.1. Rezistența medie la transfer termic

Adaosul Ac nu se ia în considerare în următoarele situații:

– în cazul casei scării, depozitelor etc. sau încăperilor prin care oamenii circulă sau staționează purtând îmbrăcămintea de stradă (de exemplu săli de expoziție);

– în cazul încăperilor care au o producție cu specific de muncă medie, cu locuri de muncă în care oamenii nu staționează sau cu specific de muncă grea;

-în cazul încăperilor pentru care rezistență termică medie, Rm, depășește 10 .

2.8. Sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat

Sarcina termică ce se folosește pentru a încălzi de la temperatura exterioară la temperatura interioară a aerului ce se infiltrează prin neetanșeitățile ferestrelor și ușilor dar și a aerului ce pătrunde la deschiderea acestora , se calculează ca valoarea cea mai mare dintre sarcinile termice Qi1 și , exprimate în wați, în care:

Qi1 – Este sarcina termică ce se folosește pentru încălzirea de la temperatura exterioară convențională de calcul până la temperatura interioară convențională de calcul, a aerului infiltrat prin neetanșeitățile ferestrelor și ușilor dar și a aerului pătruns la deschiderea acestora, calculată ținând seama de numărul de schimburi de aer care este necesar în încăpere din condiții de confort fiziologic și determinată cu relația:

=[ [W] (2.10)

Qi2- Este sarcina termică ce se folosește pentru încălzirea de la temperatura exterioară convențională de calcul până la temperatura interioară convențională de calcul, a aerului infiltrat prin neetanșeitățile ferestrelor și ușilor dar și a aerului pătruns la deschiderea acestora, calculată de viteza convențională a vântului si determinată cu relația:

={ [W] (2.11)

în care:

nao — este numărul de schimburi de aer foarte necesar în încăpere din condiții de confort fiziologic, în metri cubi pe secundă pe metru cub;

Se recomandă valorile următoare:

– pentru clădiri de locuit și similare lor:

– camere de locuit

= 0,22x

– bucătării

= 0,33x

– băi

= 0,25x (2.12)

Np – numărul de persoane;

V – volumul încăperii, în metri cubi;

Cp – căldura care este specifică la presiune constantă a aerului la temperatura , în Joull pe kilogram grad Kelvin;

p – densitatea aerului la temperatura , în kilograme pe metil cubi;

E – factor de corecțe de înălțime;

și – au semnificațiile anterioare;

i – coeficient de infiltrație a aerului ce pătrunde prin rosturi, conform Tabelul 2.3., în wați pe metru grad Kelvin;

L – lungimea rosturilor ferestrelor și ușilor din fațadele cere sunt supuse acțiunii vântului, în metri;

v – viteza convențională a vântului ce este luată în calcul calcul, conform Tabelul 2.4., în metri pe secundă;

Qu – sarcina termică pentru încălzirea aerului ce pătrunde la deschiderea ușilor exterioare, conform 2.13. în wați.

2.9. Lungimea rosturilor

Lungimea rosturilor, L, este egală cu perimetrul elementelor care sunt mobile ale ferestrelor și ușilor. Rostul care este format de două elemente ce sunt mobile se ia în calcul o singură dată; în cazul ușilor și ferestrelor ce sunt duble, rostul se măsoară pentru un singur rând.

În cazul încăperilor care au doi pereți ce sunt exteriori și sunt alăturați (încăperi de colț), ambii pereți se consideră că se află sub acțiunea vântului de calcul.

În cazul încăperilor care au doi pereți exteriori ce sunt situați pe fațade opuse, se va considera că se alfă sub acțiunea vântului de calcul acea fațadă pentru careare valoarea cea mai mare.

În cazul încăperilor care au trei sau patru pereți exteriori, se consideră sub acțiunea vântului de calcul cei doi pereți ce sunt alăturați pentru care are valoarea cea mai mare.

Valorile coeficientului de infiltrație prin rosturi

Valorile coeficientului I, care este un coeficient de infiltrație prin rosturi, în funcție de felul ferestrelor și ușilor și modul în care se comportă a clădirea la acțiunea vântului, sunt indicate în tabel.

Tabelul 2.2. Valorile coeficientului i

2.10. Viteza convențională a vântului de calcul

Viteza vântului care este luată în calcul, v, și valoarea , ce se determină în funcție de zona eoliană în care se află localitatea respectivă și de locul de amplasare a clădirii față de localitate sunt indicate în tabel:

Tabelul 2.3. Viteza convențională a vântului ȋn funcție de zona eoliană

NOTE

1 – Vitezele convenționale ale vântului de calcul, sunt valabile numai pentru altitudini sub 1 100 m. Pentru clădiri aflate la altitudini mai mari, vitezele convenționale ale vântului de calcul se stabilesc în urma datelor meteorologice privitoare la concomitența vântului cu temperaturi scăzute, astfel necesarul de căldură de calcul rezultat să nu fie depășit mai mult de 10 h până la 20 h pe an.

2 – Pentru toate etajele sau nivelele situate deasupra etajului 12 al clădirilor din cuprinsul orașelor, vitezele convenționale ale vântului de calcul sunt aceleași ca cele corespunzătoare clădirilor aflate în afara localităților.

2.11. Sarcina termică pentru ȋncălzirea aerului pătruns la deschiderea ușilor exterioare

Sarcina termică pentru ȋncălzirea de la temperatura exterioară care este convențională de calcul la temperatura interioară de asemenea convențională de calcul a aerului intrat la deschiderea ușilor exterioare, , se calculează cu relația:

Qu=0.36Aun()CM [W] (2.13)

în care:

Au – aria ușilor aflate pe peretele exterior care se deschid, în metri pătrați:

n – numărul deschiderilor ușilor exterioare într-o oră, în funcție de specificul clădirii;

,- au semnificațiile anterioare

NOTE:

1 – Sarcina termica Qu. se ia în considerare numai dacă încăperile cu uși care se deschid foarte des (magazine, holuri de cinematografe etc.) și care nu au prevăzute sasuri sau perdele elastice. Luarea de seamă a acestei sarcini termice nu este îndeajuns pentru combaterea inconfortului determinat de curenții reci care intră la deschiderea ușilor, efectele acestor curenți vor fi înlăturate prin măsuri adecvate.

2 – Sarcina termică pentru încălzirea aerului care pătrunde prin ușile de acces pentru vehicule mari, la care nu se pot monta stasuri, se consideră ȋn calcul și se încearcă combaterea acestuia prin metode adecvate (de exemplu perdele de aer).

3. Calculul necesarului de căldură

S-a determinat necesarul de căldură de calcul pentru construcția S+P+1E din fig. 2,3 și 4 aflate la pp.4-6 , amplasate ȋn comuna Sântimbru, județul Alba și are următoarele caracteristici constructive:

– pereți exteriori:

• tencuială mortar: = 0,02 m

• zidărie din cărămizi cu goluri verticale prismatice: = 0,24 m

• polistiren expandat: = 0,048m

• zidărie din cărămizi cu goluri verticale prismatice: = 0,115m

• tencuială mortar: = 0,03 m

– planșeu peste etaj:

• strat pietriș: = 0,04 m

• hidrolzolație:

• beton B 250: = 0,10 m

• polistiren expandat: = 0,06 m

• beton B 250: = 0,15 m

• tencuială mortar: = 0,02 m

– planșeu peste subsol:

• gresie și adeziv: = 0,05 m

• șapă egalizare: = 0,04 m

• polistiren expandat: = 0,024m

• beton B 50: = 0,15 m

• tencuială mortar: = 0,02 m

– planșeu între niveluri:

• gresie și adeziv: = 0,05 m

• șapă egalizare: = 0,04 m

• beton B 250: = 0,15 m

• tencuială mortar: = 0,02 m

– pardoseală subsol:

• gresie și adeziv: = 0,05 m

• ciment rolat: = 0,05 m

• beton armat: = 0,10 m

• hldroizolație

• pietriș: = 0,20 m

– pereți interiori:

• tencuială mortar: = 0,02 m

• zidărie din cărămidă cu goluri verticale prismatice: = 0,24 m

• tencuială mortar: = 0,02 m

– ferestre cuplate cu accesorii șl garnituri;

– adâncimea pânzei de apă freatică H = 6 m;

Tabelul 2.4. Determinarea necesarului de căldură pentru hol acces și recepție

Tabelul 2.5. Determinarea necesarului de căldură pentru bucătărie

Tabelul 2.6. Determinarea necesarului de căldură pentru hol și casa scării bucătărie

Tabelul 2.7. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar bărbați

Tabelul 2.8. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar femei

Tabelul 2.9. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar handicap

Tabelul 2.10. Determinarea necesarului de căldură pentru vestiar

Tabelul 2.11. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 1 etaj

Tabelul 2.12. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 2 etaj

Tabelul 2.13. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 3 etaj

Tabelul 2.14. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 4 etaj

Tabelul 2.15. Determinarea necesarului de căldură pentru camera 5 etaj

Tabelul 2.16. Determinarea necesarului de căldură pentru uscător etaj

Tabelul 2.17. Determinarea necesarului de căldură pentru hol etaj

Tabelul 2.18. Determinarea necesarului de căldură pentru restaurant

Tabelul 2.19. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar bărbați subsol

Tabelul 2.20. Determinarea necesarului de căldură pentru grup sanitar femei subsol

Tabelul 2.21. Determinarea necesarului de căldură pentru camera C.T.

Tabelul 2.22.Unități de măsură

La întocmirea tabelului pentru calculul necesarului de căldură de calcul s-au folosit următoarele notații:

Precizări în legătură cu modul de efectuare și succesiunea calculului:

a) se notează pe planul pensiunii, într-un cerc desenai în fiecare cameră, etajul, numărul camerei și temperatura interioară de calcul;

b) se înscriu în formularul de calcul caracteristicile geometrice și termotehnice ale elementelor prin care se produce disipare de flux termic: dimensiuni, rezistențe termice, diferențe de temperatură;

c) se determină masa specifică a construcției, mp,, pe baza caracteristicilor geometrice și termotehnice ale construcției și se stabilește valoarea coeficientului de corecție al necesarului de căldură de calcul;

Pentru clădirea considerată :

=0,9=0,9=274,09 kg/ (2.14)

Deci =1

d) se calculează fluxul termic prin transmisie șl apoi rezistenți termică medie, Rm;

e) se determină adaosurile și și se calculează valoarea

;

f) se încadrează clădirea din punct de vedere al zonei eoliene, a amplasamentului, precum și al factorului de corecție de înălțime; pentru exemplul prezentat clădirea se afla în zona eoliană II, amplasată în oraș și rezultă viteza vântului de calcul de 5 m/s;

g) se determină lungimea rosturilor pentru ferestrele și ușile exterioare aflate sub acțiunea vântului de calcul;

h) se stabilește valoarea coeficientului de infiltrație, i, în funcție de tipul de fereastră și ușă utilizat;

4. PREPARAREA APEI CALDE MENAJERE

Considerații generale privind prepararea apei calde menajere

Prepararea apei calde menajere, reprezintă o componentă importantă a necesarului de căldură al unui imobil, prezentând ca și caracteristică importantă faptul că este relativ constant tot timpul anului.

În cazul în care căldura pentru prepararea apei calde se obține prin arderea unor combustibili clasici solizi, lichizi sau gazoși, biomasă solidă, biogaz etc., temperatura apei va fi de 60-65°C, iar temperatura apei la utilizare va fi de cca. 40°C, acestă temperatură fiind reglată prin adaus de apă rece.

O problemă importantă a prepararării apei calde menajere la temperaturi sub 60°C, este că în boilerele aflate sub această temperatură, se poate dezvolta o bacterie, denumită Legionella Pneumophila. Această bacterie nu afectează sistemul digestiv, dar este extrem de agresivă pentru sistemul respirator, afectând plămânii și poate provoca inclusiv moartea pacienților. În băi, bacteria menționtă poate să ajungă din apă în aer, iar de aici poate să fie inhalată în plămâni. Denumirea bacteriei este legată de legiunile romane, deoarece membrii acestora au fost primii oameni care au contractat boala, intrând în contact cu apă contaminată. Datorită acestei bacterii, cel puțin boilerele pentru prepararea apei calde menajere la temperaturi sub 60°C, trebuie prevăzute și cu o rezistență electrică, sau cu o altă sursă de căldură, deoarece apa caldă menajeră din boiler trebuie încălzită pentru cel puțin pentru o oră pe zi, până la temperatura de 60°C, la care această bacterie este distrusă.

Calculul necesarului de căldură pentru prepararea apei calde menajere

= [W] (2.15)

ȋn care:

m-este cantitatea de apă caldă menajeră preparată și se caclulează astfel:

=15 * 50 * 1000 = 0.75* [L] n- numărul de persoane;

– este consumul zilnic normal de persoana, luat în considerare;

– este densitatea apei, ρ=1000 kg/

cw- este căldura specifică a apei : ;

– este temperatura apei din boiler, deci temperatura până la care este încălzită apa;

– tr este temperatura apei reci;

τ [h] este timpul în care este încălzită apa.

=

Dimensionare centralei termice

(2.16)

ȋn care:

= puterea totală a centralei termice = necesarul de căldură în clădire = cantitatea de căldura pentru prepararea apei calde menajere

=39000 W W

=39000+6000 =45000 W→ 45KW

Se alege o central termică, având o putere de 60 kw, care asigură încălzirea pensiunii și apa caldă menajeră.

Dimensionarea conductelor instalației de ȋncălzire

La caculul hidraulic al conductelor este necesar să se țină seama atât de presiunea dată de pompe cât și de presiunea termică, ultima exercitându-se active pe coloane, fiind cu atât mai mare cu cât acestea se extind pe vertical.

Operațiuni și date preliminare calculului de dimensionare

Pentru calculul hidraulic al conductelor sunt necesare următoarele operațiuni:

– stabilirea schemei de calcul a instalației de încălzire (rețeaua de distribuție, coloane, racorduri etc.);

– ȋnscrierea debitelor de căldură pe tronsoanele care alcătuiesc schema de calcul;

– ȋnscrierea lungimilor tronsoanelor, utilizând date rezultate din planurile de montare și schema coloanelor;

– cunoașterea parametrilor agentului termic (temperatura de ducere și de ȋntoarcere);

– stabilirea materialului din care sunt confecționate conductele instalației;

– stabilirea diametrele tronsoanelor de pe circuitul coloanei, până la record, utilizând tabelele sau abacele în care sunt date pierderile de sarcină liniară, unitară R și debitul agentului exprimat ȋn general ȋn unitați energetic [W] sau [KW] transportat de o conductă cu diametru ,,D” și viteza ,,v’’.

– stabilirea pierderilor de sarcină liniare și locale .

Pentru instalația de ȋncălzire considerată unde caracteristicile termice și geometrice sunt stabilite pe baza planurilor de execuție. Parametrii agentului termic sunt /, răcirea agentului termic pe conducte este neglijată.

Presiunea disponibliă a unui consummator de energie termică este determinată de cota de montare h a consumului fața de axa sursei de agent termic multiplicată cu diferența de masă specific a agentului termic de ȋntoarcere și cea de ducere calculată cu relația:

=1,5 * g * h * ( [Pa] (2.17)

= 2 * g * h * ( [Pa] (2.18)

ȋn care

g= 9.81-accelerația gravitațonală locală;

h- ȋnălțimea;

– densitatea agentului termic de ducere și ȋntoarcere.

Se stabilește circuitul cel mai dezavantajat, ca fiind cel al coloanei cea mai depărtată ȋn raport cu punctul de record al rețelei interioare.

Presiunea disponibilă trebuie să asigure acoperirea pierderilor de sarcină locale și distribuite ce alcătuiesc circuitul consumatorilor, ȋn raport cu sursa de agentului termic;

Stabilirea pierderilor de sarcina liniare minime și maxime:

= [Pa] (2.19)

= [Pa] (2.20)

ȋn care:

a= 0,33- reprezintăcota parte a pierderilor locale de sarcină;

– lungimea conductei;

– presiunea disponibilă.

Validarea rezultatelor se obține prin respectarea condiției ca suma pierderilor de sarcină locală, liniară și distribuită să nu depășească presiunea disponibilă.

Dacă presiunea disponibilă este prea mare depășind cu 10 valoarea pierderilor de sarcină, se apelează la robinetul cu dublă reglare, montat pe corpul de încălzire, care introduce o pierdere locală de sarcină .

Tabelul 2.23. Dimensionarea conductelor instalației de încălzire

7. Calculul de dimensionare a boilerului pentru prepararea apei calde

Calculul de dimensionare a boilerelor pentru prepararea apei calde menajere, are ca scop determinarea volumului acestora, cel puțin egal cu volumul zilnic necesar de apă caldă.

În tabelele alăturate, conforme cu normele internaționale, se observă că în cazul preparării apei calde menajere la temperatura de 45°C cantitatea de apă trebuie să fie mai mare decât în cazul preparării apei la 60°C, pentru a acoperi integral, consumul zilnic.

Tabelul 2.24.Consumul de apă caldă menajeră în unități hoteliere, pensiuni și cămine

Volumul boilerului , se va calcula cu relația:

(2.21)

Unde:

f = 1 în cazul utilizării combustibililor clasici, a biomasei solide, a biogazului sau a energiei electrice.

n− numărul de persoane

–consumul zilnic normal de persoană, luat în considerare;

−temperatura apei calde menajere la punctul de consum

– temperatura apei reci la intrarea în boiler;

– temperatura apei calde din boiler

Volumul boilerului, considerând temperatura apei din boiler tb=60°C și factorul de supraîncălzire f= 1, va fi:

Se va alege un boiler tank ȋn tank cu o capacitate de 500 L.

8.Calculul vaselor de expansiune

Vasul de expansiune este un regulator de presiune. Orice sistem care utilizează fluide (gaze sau lichide) sub presiune este echipat cu un vas de expansiune. Vasul de expansiune previne creșterea  sau scăderea bruscă a  presiunii ca urmare a creșterii sau scăderii temperaturii fluidului din sistem. Vasul de expansiune are rolul de a menține presiunea unui sistem între anumite limite determinate de temperaturile maxime și minime la care acesta este supus. Reglarea presiunii se face prin modificarea dinamică a volumului sistemului funcție de temperatură.

Dacă temperatura unui fluid crește atunci volumul acestuia crește. Dacă volumul în care este dispus fluidul este constant, atunci are loc o creștere a presiunii, situație foarte periculoasă. Vasul de expansiune realizează exact acest lucru:

• mărește volumul total al sistemului pentru a preveni creșterea periculoasă a presiunii.

Din punct de vedere constructiv, vasul de expansiune este o incintă închisă, împărțită în două compartimente de către o membrană flexibilă. În unul din compartimente se află un gaz (în general un gaz inert) aflat la o anumită presiune. Celălalt compartiment este conectat la sistemul căruia i se asigură reglarea presiunii. Presiunea din compartimentul în care se află gazul inert este în general egală cu presiunea de repaus a sistemului.

Creșterea temperaturii va duce la creșterea volumului fluidului din sistem ceea ce implicit va deforma membrana în sensul creșterii volumului, controlându-se astfel presiunea.

1.Calculul vasului de expansiune pe circuitul de ȋncălzire:

(2.22)

Va = volumul de apă aflat în instalația de ȋncălzire = 840,51 l

Vv = 4.2 l (0,5% din Va) volumul minim de apă necesar a se găsi ȋn vasul de expansiune
tm = 110°C  temperatura maximă din instalație
n = 5,029 coeficient dilatare
e = n/100 = 0,05029
Pst = presiunea hidrostatică ȋn punctul de instalare a vasului de expansiune = 0.7 bar
Pvs = presiunea de lucru a supapei de siguranță = 2.5 bar

Soluția:

P0 = presiunea de preȋncărcare pe partea de gaz (aer sau azot) a vasului de expansiune
= Pst + 0,3 bar = 0,7 + 0,3 = 1 bar
Per = presiunea maximă de lucru pe partea de gaz = Pvs – 0,5 bar = 2.5 – 0,5 = 2 bar
Pa = presiunea inițială absolută pe partea de gaz = P0 + 1 = 1+ 1 = 2 bar

Pe = presiunea finală absolută pe partea de gaz = Per + 1 = 2 +1 = 3 bar

Vn  =

Se alege un vas de expansiune cu o capacitate de 100 l  (cu o presiune de preȋncărcare pe partea de gaz de 3 bar)

2. Calculul vasului de expansiune pe circuitul de apă caldă menajeră:

Va = volumul de apă aflat în instalația de încălzire = 119.31 l

Vv = 0.56 l (0,5% din Va) volumul minim de apă necesar a se găsi în vasul de expansiune
tm = 110°C temperatura maximă din instalație
n = 5,029 coeficient dilatare
e = n/100 = 0,05029
Pst = presiunea hidrostatică în punctul de instalare a vasului de expansiune = 0.7 bar
Pvs = presiunea de lucru a supapei de siguranță = 2.0bar

Soluția:

P0 = presiunea de preîncărcare pe partea de gaz (aer sau azot) a vasului de expansiune
= Pst + 0,3 bar = 0,7 + 0,3 = 1 bar
Per = presiunea maximă de lucru pe partea de gaz = Pvs – 0,5 bar = 2.0 – 0,5 = 1.5 bar
Pa = presiunea inițială absolută pe partea de gaz = P0 + 1 = 0.8 + 1 = 2 bar
Pe = presiunea finală absolută pe partea de gaz = Per + 1 = 1.5 +1 = 2.5 bar

Vn  =

Se alege un vas de expansiune cu o capacitate de 24 l (cu o presiune de preîncarcare pe partea de gaz de 2.5 bar)

3. Calcul vas expansiune pentru protecție cazan centrală termică

Se calculează dilatarea volumului de apă (se poate aprecia ca fiind 4% din volumul de apă):

0,04*150 litri= 6 litri volum de dilatare

Se alege volumul minim al vasului de expansiune ca fiind dublul valorii volumului de dilatare:

6*2= 12 litri

Se alege un vas de expansiune de 12 litri.

Dimensionarea pompei de circulație pe circuitul de ȋncălzire

Pompa de circulație a agentului termic din instalația de ȋncălzire se alege cunoscând ȋnălțimea de pompare Hp și debitul necesar al pompei calculat cu formula:

Gp= = (2.23)

ȋn care:

Q – este debitul total de căldură a instalației în W 
c – este căldura specifică a apei (cu valoarea medie de 4,18 kJ / kg °C) 
td și ti sunt temperaturile nominale ale apei pe conducta de ducere și de întoarcere

Înălțimea de pompare Hp se determină cu relația:

Hp = ∑(Rl + Z) [mO] (2.24)

Hp=3.83 mO

Se alege o electropompă pe circuitul de ȋncălzire cu caracteristicile Q=2.5mc/h și H=4.0 mH2O

Dimensionarea consumului de combustibil solid de tip peleți

Consum de combustibil maxim

= (2.25)

Consum de combustibil mediu

= * (2.26)

Consum de combustibil mediu pe zi

= * N1=3.98 * 15 = 59.77 kg/zi (2.27)

Consum de combustibil mediu pe an

=* N2=59.77 *170 = 10161 kg/an (2.28)

Unde:

– Consum de combustibil maxim

– Consum de combustibil mediu

– Consum de combustibil mediu pe zi

– Consum de combustibil mediu pe an

N1- număr de ore funcționare mediu pe zi

N2- număr de zile funcționare pe an

-temperatura interioară

– temperatura exterioară convențională de calcul

– temperatura medie

Dimensionare coșului de fum

Coșul de fum este o componentă importantă a instalației de ȋncălzire, ce are rolul de a evacua gazele ce sunt rezultate din arderea combustibilului la o cotă de siguranță. Gazale de ardere au tendința de a urca, iar coșul trebuie să asigure această tendința naturală prin fenomenul așa numit tiraj. Acesta rezultă din diferența de presiune dintre locul de intrare a gazelor ȋn coș și ieșirea acestora din coș, peste coama acoperișului. Orice obstacol ce ȋngradește traseul vertical al gazelor ajută la scăderea tirajului și trebuie evitat pe cât posibil.

În vederea realizarii acestor cerințe, este important să avem în vedere :

– Locul sursei de ȋncălzire să fie conceput, pe cât posibil față de elementele constructive, astfel ȋncât să permită folosirea unui coș drept, fără obstacole.

– canalul de fum, adică burlanul ȋntre sursa de căldură și cosul de fum, să aibă :
– traseu cât mai scurt ;
– devieri cât mai puține și cu unghiuri cât mai mici ;
– traseu cât se poate în pantă și deloc orizontal ;
– racordarea la coș se va realiza în unghi. Pentru combustibil lemnos se recomandă un unghi de aproximativ  45o C .

De fapt, orice deviere reduce tirajul, mărește depunerile de funingine, riscul de

fisurări și costurile de construcție și de intreținere (curățire).
  Normele în vigoare și regulile de bună execuție recomandă ca :

– Coșul să fie etanș : eventuale fisuri trebuie reparate pentru a evita pătrunderea ȋn coș a aerului fals ce deranjează tirajul și scăpări de gaze ȋn locuință!;

– Terminalul coșului să ajungă cel puțin cu 30 cm deasupra coamei acoperișului: acest lucru este cu atat mai necesar cu cât direcția principală a vântului este perpendiculară pe acoperișul locuinței;

– Să existe o piesă de protecție împotriva precipitațiilor și refulării vântului, a cărei suprafață de evacuare trebuie să fie cel puțin dublă față de secțiunea utilă a coșului;

– Să existe una sau mai multe uși (în funcție de lungime și traseu) care să permită accesul la coș pentru inspecție și curățire.

Alte elemente ce influențează evacuarea gazelor sunt :

– Forma secțiunii interioare a coșului. Cea mai eficientă este cea circulară. În caz de forme diferite, ce prezintă unghiuri drepte, se recomandă ca colțurile să fie rotunjite pentru a reduce pierderile de tiraj și depunerile de funingine;

– Rugozitatea  trebuie să fie cât mai mică, tot din cauza frecării și depunerilor.

Pentru combustibilul solid depunerile de funingine fiind relativ abundente, este indispensabilă o inspecțe frecventă și curățirea la nevoie.

Dimensionarea coșului de fum se calculează astfel:

D=1.14** [m] (2.29)

Unde:

D diametrul interior al coșului de fum

debitul normal de gaze de ardere

= [+(a-1)*]*B [ (2.30)

= Volum specific minim de gaze de ardere-4,877 [N/kg]

= Volum specific minim de aer de ardere- 4,111 [Nmc/kg]

= coeficientul excesului de aer la coș -1.4

B= debitul de combustibil utilizat

= [4.877+(1.4-1)*4.111]*84=547.6

= 547.6 [N/kg]

= temperatura medie a gazelor de ardere

= -h* (2.31)

H= înălțimea coșului de fum=15 m

= temperatura de intrare a gazelor în coș= 142

=c*=1**=0,58 K/m (2.32)

= temperatura aerului exterior= 25

= viteza gazelor de ardere în coș= 6.32 m/s

=142-15*=137

D=1.14**=0.21 m

Înălțimea coșului de fum

= [m] (2.33)

= tirajul total al coșului, calculat cu relația:

h**g=15*(1.24-0.82)*9.81=61.80 [Pa]

=61.80[Pa]

– densitatea aerului=1.24 kg/

– densitatea gazelor de ardere= 0.82 kg/

h- ȋnălțimea coșului
==13,43m

Înălțimea de 13,50 m satisface tirajul necesar ȋn centrala termică.

Se va monta un coș de fum din oțel inox, cu pereți dublii, izolat, cu D = 210 mm, cu H = 13,50 m, prevăzut cu clapetă antiexplozie și ștuț pentru condens.

II.1. CALCULUL INSTALAȚIEI DE VENTILARE

Dimensionarea puțului canadian

Pentru dimensionarea unui sistem de tip ,,Puț canadian” există câteva recomandări. În principiu, raportul dintre volum și suprafața conductei trebuie să aibă o valoare mai mică de 6.

În caz contrar, contactul ȋntre aer și suprafața conductei ar fi prea mică și nu s-ar ȋncălzi/răci suficient. Conducta trebuie să fie netedă la interior, deoarece rugozitațile ar crea turbulențe și schimbul de căldură nu ar fi optim. Etanșeitatea conductei este foarte importantă pentru evitarea infiltrării apelor subterane precum și evitarea apariției radonului ȋn interiorul restaurantului. Trebuie să se acorde o mai mare atenție racordurilor ȋntre diferitele conducte.

Racordurile nu se vor lipi, pentru a evita ruperea lor, dar și pentru a ȋnlătura posibilitatea degajării vaporilor nocivi rezultați din folosirea adezivilor.

Pentru un transfer de căldură optim, trebuie ca viteza de trecere a aerului prin conducte să fie cuprinsă între 0,5 și 3,5 m/s. Transferul de căldură optim se realizează la o viteză de circulație a aerului de ordinul a 2,5-3 m/s. Pe prize de aer se va monta un filtru de aer și un grilaj metalic pentru a ȋmpiedica pătrunderea frunzelor și a rozătoarelor.

Randamentul termic al unui astfel de sistem este definit ca raportul dintre diferența de temperatură efectiv realizată și diferența de temperatură maximă care s-ar putea realiza.

(2.34)

ȋn care:

– temperatura aerului exterior la intrarea ȋn sistem;

– temperatura aerului la ieșirea din sistem;

– temperatura solului.

• Date preliminare calculului:

– Volumul restaurantului= 338 ;

– Diametrul conductei din PVC=200 mm;

– Se vor realiza 5 schimburi de aer pe oră;

– Volum de aer introdus: 5 x 338 =1690 /h;

– Temperatura aerului exterior pe timp de vară este de 35 ;

– Temperatura aerului exterior pe timp de iarnă este de – 18 ;

– Viteza aerului prin conducte este de 2,5 m/s;

– Temperatura solului la adâncimea de 2 m este de 15 ;

– Randamentul sistemului este de 95 pentru sistemul care are lungimea conductelor de 42 m.

Calculul sitemului puț canadian:

Diametrul conductei montată ȋn pământ este de 200 mm, având o Secțune =0,0314 iar viteza de circulație prin conducte este de 2,5 m/s.

Debitul de aer vehiculat printr-o conductă este de:

M=v3600 (2.35)

ȋn care:

= secțiunea conductei

v= viteza aerului prin conducte

M= 0,03142,53600=283

Se observă că cantitatea de aer ce poate fi introdusă ȋn conductă este mult mai mică decât cantitatea de aer dorită, de 1690 . Pentru a mări cantitatea de aer introdusă se va adopta un sistem de conducte paralele având diametrul distribuitorului și colectorului de 500 mm.

===5,97 (2.36)

=6

Temperatura de intrare a aerului ȋn restaurant pe timp de vară:

= (2.37)

ȋn care:

– temperatura la ieșirea din sistem

– temperatura la intrarea ȋn sistem

– temperatura solului

– randamentul sistemului

=35-0,95(35-15)=16

Pentru adâncimea de ȋngropare de 2 m și un diametru de 200 mm a conductei, o viteză a aerului de 2,5 m/s și un randament de 95 se obține o temperatură a aerului de 16 pe timp de vară.

Temperatura de intrare a aerului ȋn restaurant pe timp de iarnă:

=

=(-18)-0,95(-18-3)= -18 + 19,95 = 1,95

Pentru adâncimea de ȋngropare de 2 m si un diametru de 200 mm a conductei, o viteză a aerului de 2,5 m/s și un randament de 95 se obține o temperatură a aerului de aproximativ 2 pe timp de iarnă.

Fig.2.2. Profil de temperatură

În urma introducerii ȋn programul de simulare al firmei Rehau a datelor obținute ȋn calculele de dimensionare efectuate mai sus au rezultat următoarele valori:

Fig.2.3. Energia câstigată lunar

Fig.2.4. Distribuirea temperaturii

Fig.2.5. Temperatura distribuită a solului, temperatura de ieșire și temperatura de intrare

CONCLUZII

Personal, în urma calculelor de dimensionare a instalațiilor de încălzire și de ventilare aplicate pentru pensiunea Vasânc din localitatea Sântimbru, județul Alba am constatat că am abordat un subiect foarte important pentru societatea în care trăim deoarece în ultimii ani, principalul obiectiv al oamenilor de știință în ceea ce privește politicile energetice mondiale constau în reducerea semnificativă a consumurilor de combustibil fosil. Pentru a reduce consumul de energie este foarte importantă o dimensionare exactă a instalației de pe urma căreia să se caute soluții pentru a reduce cele mai importante pierderi de căldură prin: neetanșități, ferestre, zidărie. Fără o dimensionare corectă în acest sens, beneficiarul nu conștentizează pierderile de căldură și mai mult decât atât costul major plătit periodic în urma acestora.

Având în vedere cele menționate mai sus, am urmărit să se monteze o centrală termică care să poată folosi un combustibil care se poate produce dintr-o plajă cât mai largă de material, cum ar fi: resturi și deșeuri vegetale, agricole, forestiere, agrozootehnice, deșeuri menajere, plante energetice, tocături lemnoase- în special al lemnului degradat și uscat din păduri și terenuri necultivate, rumeguș de lemn sau în amestec etc. Singurul combustibil care îndeplinește aceste condiții este peletele.

Scopul acestuia în contextul dezvoltării durabile crește siguranța în alimentarea cu energie, protejează mediul înconjurător precum și dezvoltarea comercială a tehnologiilor energetice viabile.

Pe lângă rolul și importanța sistemului de încălzire este necesar pentru o mai bună calitate a aerului și pentru o ambianță cât mai plăcută în încăperi și introducerea unui sistem de ventilare. Sistemul de ventilare ales este practic un schimbător de căldură sol-aer, numit ,,Puț Canadian”. Acesta folosește capacitatea naturală a solului de a înmagazina căldură la adâncimi mai mari de 1,5 m; este alcătuit dintr-un sistem de conducte îngropate orizontal, conceput cu conducte dotate la interior cu un strat antimicrobian.

Avantajele sistemului de ventilare sunt: economie de aproximativ 20% la energia de încălzire respectiv, 80% la energia de răcire; există în permanență aer proaspăt, nu mai apare pe pereții încăperilor mucegaiul, nu se formareză fuioare de praf casnic, este o igienă îmbunătățită a aerului pentru că este filtrat, izolație fonică îmbunătățită a aerisirii chiar și în medii zgomotoase, alimentare cu aer proaspăt prin stratul interior patentat al tubului antimicrobian cu particule de argint.

În urma calculelor de dimensionare am dovedit eficiența utilizării sistemelor de încălzire și ventilare, iar în urma utilizării acestor sisteme se va simți în timp un cost mult mai redus la energie. De asemenea, impactul asupra oamenilor nu va înceta să apară, va avea un feed-back pozitiv asupra lor conștienți fiind de faptul că este rezultatul evoluției avansate a științei și a tehnologiei, a impactului informațional și presupune numeroase beneficii.

Bibliografia utilizată este de actualitate, realizată în conformitate cu standardele române și europene,

Anexele utilizate constau în listele de cantități folosite pentru sisteme, tabele și figuri menționate în cuprinsul lucrării și utilajele folosite precum și planșele atașate la sfârșitul proiectului.

BIBLIOGRAFIE

[1] Enciclopedia Tehnică de Instalații, Manualul de Instalații de Încălzire, Ediția a II-a, revizuită, Editura ARTECNO, București, 2010;

[2] Enciclopedia Tehnică de Instalații, Manualul de Instalații de Ventilare și Climatizare, Ediția a II-a, revizuită, Editura ARTECNO, București, 2010;

[3] Ilina, M., ș.a: Instalații de încălzire și rețele termice, Editura Didacatică și Pedagogică, București, 1985;

[4] Ilina, M., ș.a: Instalații de încălzire. Îndrumător de proiectare, Editura Tehnică, București, 1992;

[5] Ilina, M., Lungu, C.: 100 de probleme practice de instalații de încălzire, Editura Matrix, 2005;

[6] SR 1907-1 Instalații de încălzire.Necesarul de căldură de calcul.Prescripții de calcul,Ediția a IV-a, Octombrie 1997

[7] SR 1907-1 Instalații de încălzire. Necesarul de căldură de calcul. Temperaturi interioare convenționale de calcul, iulie 1997;

[8] I5-2010 Normativ pentru proiectarea, executarea și exploatarea insatlațiilor de ventilare și climatizare;

[9] STAS 1797-1-2010 Dimensionarea corpurilor de încălzit. Prescripții generale;

[10] C-107-2010 Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de construcție ale clădirilor, Publicată în Monitorul Oficial, Partea I, NR.1124 din 13 decembrie 2005;

[11] I-13-2002: Normativ pentru proiectarea și executarea instalațiilor de încălzire centrale;

[12] S.C.-005-2000: Ghid-Soluții cadru pentru instalații interioare de încălzire utilizând sisteme de producere a agentului termic- Centrală termică de apartament, de scară, de bloc;

[13] SR-2N-13384: Coșuri de fum.Metode de calcul de termotehnică;

– http://www.rehau.com/ro-ro/constructii/energii–regenerative/schimbator-de-caldura-aer-sol-;

– http://www.ecohornet.ro/produse/centrale-termice-pe-peleti-p;

– http://issuu.com/ionel_scirlet/docs/put_canadian_v2.1;

– http://www.ferroli.ro/produse/incalzire/boilere.html;

– http://www.ferroli.ro/media/pdf/VEF_2013_edit_c4.pdf;

– http://xa.yimg.com/kq/groups/23206586/1606653165/name/SR+1907_1.doc;

http://www.ferroli.ro/media/pdf/FERROLI_ESS_manual_instalare_utilizare_pompa_circulatie.pdf.

ANEXA 1

TEMPERATURI EXTERIOARE CONVENȚIONALE DE CALCUL

Temperaturile exterioare convenționale de calcul pentru principalele localități din România sunt prezentate ȋn tabelul următor:

Sursa: http://xa.yimg.com/kq/groups/23206586/1606653165/name/SR+1907_1.doc

În figură este prezentată harta de zonare a teritoriului României din punct de vedere al temperaturilor exterioare convenționale de calcul.

Legendă: zona 1: = -12; zona2: = -15; zona 3: = -18; zona 4: = -21

Sursa: https://www.google.ro/search?q=zona+climatica+a+romaniei&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=AMOrU421ErKv7AaFyoH4Bw&ved=0CCEQsAQ

ANEXA 2

TEMPERATURI INTERIOARE CONVENȚIONALE DE CALCUL

ANEXA 3

BIBLIOGRAFIE

[1] Enciclopedia Tehnică de Instalații, Manualul de Instalații de Încălzire, Ediția a II-a, revizuită, Editura ARTECNO, București, 2010;

[2] Enciclopedia Tehnică de Instalații, Manualul de Instalații de Ventilare și Climatizare, Ediția a II-a, revizuită, Editura ARTECNO, București, 2010;

[3] Ilina, M., ș.a: Instalații de încălzire și rețele termice, Editura Didacatică și Pedagogică, București, 1985;

[4] Ilina, M., ș.a: Instalații de încălzire. Îndrumător de proiectare, Editura Tehnică, București, 1992;

[5] Ilina, M., Lungu, C.: 100 de probleme practice de instalații de încălzire, Editura Matrix, 2005;

[6] SR 1907-1 Instalații de încălzire.Necesarul de căldură de calcul.Prescripții de calcul,Ediția a IV-a, Octombrie 1997

[7] SR 1907-1 Instalații de încălzire. Necesarul de căldură de calcul. Temperaturi interioare convenționale de calcul, iulie 1997;

[8] I5-2010 Normativ pentru proiectarea, executarea și exploatarea insatlațiilor de ventilare și climatizare;

[9] STAS 1797-1-2010 Dimensionarea corpurilor de încălzit. Prescripții generale;

[10] C-107-2010 Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de construcție ale clădirilor, Publicată în Monitorul Oficial, Partea I, NR.1124 din 13 decembrie 2005;

[11] I-13-2002: Normativ pentru proiectarea și executarea instalațiilor de încălzire centrale;

[12] S.C.-005-2000: Ghid-Soluții cadru pentru instalații interioare de încălzire utilizând sisteme de producere a agentului termic- Centrală termică de apartament, de scară, de bloc;

[13] SR-2N-13384: Coșuri de fum.Metode de calcul de termotehnică;

– http://www.rehau.com/ro-ro/constructii/energii–regenerative/schimbator-de-caldura-aer-sol-;

– http://www.ecohornet.ro/produse/centrale-termice-pe-peleti-p;

– http://issuu.com/ionel_scirlet/docs/put_canadian_v2.1;

– http://www.ferroli.ro/produse/incalzire/boilere.html;

– http://www.ferroli.ro/media/pdf/VEF_2013_edit_c4.pdf;

– http://xa.yimg.com/kq/groups/23206586/1606653165/name/SR+1907_1.doc;

http://www.ferroli.ro/media/pdf/FERROLI_ESS_manual_instalare_utilizare_pompa_circulatie.pdf.

ANEXA 1

TEMPERATURI EXTERIOARE CONVENȚIONALE DE CALCUL

Temperaturile exterioare convenționale de calcul pentru principalele localități din România sunt prezentate ȋn tabelul următor:

Sursa: http://xa.yimg.com/kq/groups/23206586/1606653165/name/SR+1907_1.doc

În figură este prezentată harta de zonare a teritoriului României din punct de vedere al temperaturilor exterioare convenționale de calcul.

Legendă: zona 1: = -12; zona2: = -15; zona 3: = -18; zona 4: = -21

Sursa: https://www.google.ro/search?q=zona+climatica+a+romaniei&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=AMOrU421ErKv7AaFyoH4Bw&ved=0CCEQsAQ

ANEXA 2

TEMPERATURI INTERIOARE CONVENȚIONALE DE CALCUL

ANEXA 3