Sisteme de încălzire cu corpuri de încălzire ….. [311253]

CUPRINS

Capitolul I – Instalații de încălzire …………………………….

Sisteme de încălzire cu corpuri de încălzire ………………..

Sistemul de încălzire cu introducere de aer cald …………..

Sistemul de încălzire prin radiație ………………………..

Sistemul centralizat de producere și distributie a căldurii ….

Dezavantajele sistemului centalizat de producere și distribuție a căldurii ……………………………………………………..

Avantajele pe care le reprezintă sistemul ……………………………

Sisteme de încălzire prin pardoseală radiantă ………………………….

[anonimizat] ……………………………………………..

Încălzire electrică prin pardoseală ………………………….

[anonimizat] a fiabilității instalațiilor de încălzire prin pardoseală

Instalații de încălzire cu emițătoare de unde întunecoase …………….

Influența căldurii de radiație asupra omului …………………………………

Studiu comparativ între încălzirea prin unde întunecoase și încălzirea cu aer cald ……………………………………………………..

Încălzirea cu halogeni ………………………………

[anonimizat] …………..

Generalități ……………………………………………………………………………..

Clasificarea instalațiilor de ventilare și climatizare ……

Semne convenționale și denumiri folosite în instalațiile de ventilare și climatizare …………………………………………………………..

Principii de funcționare a instalațiilor de climatizare ………………

Exemplificări de instalații de ventilare și climatizare ………………

[anonimizat] ……………………………..….

Generalități …………………………………………………………………………

Prezentarea în planuri și scheme a [anonimizat] 185/1 … 6. ………………

Canalizarea apelor uzate menajere …………………………………….

Conductele de legătură ………………………………………….

Coloanele de scurgere ……………………………

Conductele colectoare ……………………………………

Conductele de ventilație …………………………

Prepararea apei calde de consum …………………………………………..

Exigențe funcționale ……………………………………………………….

Structura sistemelor …………………………………………………….

Dimensionarea instalației ……………………………………………

Aparate pentru prepararea apei calde ………

Dezvoltarea durabilă. Strategii energetic ………………..

Arhitectura Solară ……………………………………………………………………

[anonimizat] …………………………

Recptoare electrice ……………………………………

Consumatori electrici …………………………………………….

Alimentarea cu energie electric ……………………………

Instalații electrice ……………………………..

Scheme de alimentare pentru consumatori cu receptoare normale …

Branșarea consumatorilor casnici la SEN ………………………

Alimentarea receptoarelor electrice normale cu energie electric …

Alimentarea receptoarelor electrice vitale ………………………..

Alimentarea receptoarelor pentru iluminatul de siguranță ….

Instalații pentru protecția omului ………………………..

Metode de protecție …………………………………..

Metode de protecție împotriva atingerilor directe …

Metode de protecție împotriva atingerilor indirecte .

Instalații de protecție a clădirilor

Bibliografie ………………………………………………………………..

CAPITOLUL I

INSTALAȚII DE ÎNCĂLZIRE

Generalități

Toate sistemele cu corpuri de încălzit sau prin radiații au rolul de a asigura un confort termic cât mai bun. Fiecare sistem prezintă avantajele și dezavantajele lui.

La alegerea unui sistem de încălzire, avem în vedere atât aspectele termotehnice (strâns legate de schimbul de căldura care are loc într-o încăpere) cât și cele economice.

De cele mai multe ori când se face analiza termică a unui sistem de încălzire se ia în considerare numai schimbul de căldură specific acestui sistem.

Ex: prin radiații se ia în considerare doar schimbul de căldură prin radiații, abordare greșită, deoarece într-o încăpere încălzită, au loc schimburi de căldură simultan prin convecție, radiație și conducție.

Între suprafețele încălzite și suprafețele neîncălzite are loc un schimb de căldură. Toate sistemele trebuie să cuprindă analiza globală în ceea ce privește schimburile de căldură prin convecție, radiație și conducție.

Dacă analiza acestor trei sisteme de schimb de căldură, are loc într-o încăpere, în raport cu corpul de încălzire dat, probleme deosebite pune schimbul de căldură prin convecție, deoarece acesta depinde de o serie de factori, cum ar fi:

poziția și temperatura corpului încălzit;

poziția și temperatura corpului rece;

poziția mobilierului din încăperi;

perturbările aerului din interior.

Acești factori duc la:

repartizarea uniformă a temperaturii aerului dintr-o încăpere;

a variației, a coeficientului de schimb de căldură în zona suprafeței active.

Problema influenței modulului de încălzire asupra confortului termic în locuințe stă în atenția specialiștilor de multă vreme. Ca urmare a posibilităților tehnice de care se dispune în momentul de față în ceea ce privește aparatura de prelucrare a datelor, s-au făcut progrese mari în acest domeniu, reușindu-se introducerea noțiunilor de randament și de transfer termic al sistemului de încălzire. De asemenea, au fost corectate posibilitățile de introducere de reguli noi în reglementarea termică specifică fiecărui sistem și tip de încălzire. Mai concret, este vorba de capacitatea sistemului de încălzire de a satisface condițiile de confort termic cu cele mai mici costuri de investiție și exploatare, utilizând aparate și utilaje performante.

Sa constatat că, în toate cazurile, diferențele dintre sistemele de încălzire în raport cu comportamentul standard, sunt proporționale cu pierderile de căldură ale încăperii, când aceste pierderi tind către 0, toate sistemele de încălzire fiind echivalente din punct de vedere al confortului termic și al consumului de căldură.

De asemenea, s-a demonstrat că toate sistemele de încălzire satisfac în mod general condițiile de confort termic global în zona de lucru, existând totuși riscuri de inconfort localizat, datorat următoarelor condiții:

un câmp radiactiv asimetric (pereți, ferestre, uși);

unele răciri convective locale;

un gradient vertical al temperaturii aerului;

contactul cu plafonul cald sau rece.

Pentru a reduce aceste inconveniente este necesar să se adopte soluții cât mai eficiente, prin adoptarea unor combinații de soluții (radiație + convecție). Având în vedere cele menționate mai sus, se impune o analiză mai detaliată a fiecărui sistem de încălzire în parte, respectiv o analiză a modului de distribuție a temperaturii și a vitezei de circulație a aerului în funcție de tipul suprafețelor încălzitoare. În felul acesta se pot evidenția mult mai bine particularitățile fiecărui sistem de încălzire atât sub aspect termic cât și sub aspect fiziologic.

Sisteme de încălzire cu corpuri de încălzire

Gama corpurilor de încălzire este foarte variată, ea depinzând de: formă, material, agent termic, mod de circulație a agentului termic, etc. Din această categorie fac parte serpentinele și registrele, radiatoarele, convectoarele și convecto – radiatoarele.

Câmpul convectiv realizat de aceste corpuri de încălzire are loc după cum urmează:

Jetul de aer cald care se ridică din zona corpului de încălzire către partea superioară a încăperii ca urmare a forțelor de gravitație;

Jetul de aer cald dezvoltat la suprafața plafonului datorat, de asemenea, tot forțelor de gravitație;

O zonă turbionară de circulație a aerului, mai activă pe verticală, în zona sursei calde și mai puțin activă sub jetul de aer cald de la plafon;

O zonă considerată calmă în mijlocul încăperii;

Curenții de inducție la nivelul pardoselei, rezultați ca urmare a răcirii aerului de către pereții verticali.

De asemenea în urma studiilor de simulare pe calculator și a măsurătorilor realizate, în funcție de fluxul de căldură emis de corpul de încălzire, precum și de nivelul de temperatură al aceastuia, s-a putut stabilii profilul vitezelor, respectiv profilul temperaturilor în incinta încăperilor. Astfel, pentru încăperi cu înălțimea h=2,7m viteza curenților de aer până la jumătatea încăperii este practic constantă, ea crescând în zona activă de circulație, după care, la plafon, începe din nou să scadă. Variația temperaturii aerului crește destul de substanțial de la 20-220C în zona de lucru la 28-300C în zona plafonului. În ceea ce privește valorile fluxurilor de căldură cedate de corpurile de încălzire, măsurătorile au arătat că fluxul de căldură cedat prin convecție are valoarea cea mai mare. Fluxul de căldură cedat prin radiație la convectoare este inexistent; la radiatoare este sub 50%, iar la radiatoarele cu aripioare, este cuprins între 10 – 25%.

Sistemul de încălzire cu introducere de aer cald

Sistemul se caracterizează prin aceea că aerul cald, cedează căldura numai prin convecție. În ceea ce privește introducerea aerului în încăperi aceasta se poate face prin jeturi care pot fi:

orizontale unde orificiile de introducere a aerului cald sunt amplasate pe peretele opus celui rece, pentru a contracara efectul curenților reci de inducție;

orificii verticale, amplasate la nivelul pardoselei, pentru a contracara curenții reci convectivi.

Sistemul de încălzire prin radiație

Încălzirea prin radiație se realizează prin panouri radiante de plafon, care pot fi înglobate sau aparente și panouri radiante de pardoseală, care se caracterizează prin aceea că încălzirea este asociată cu o cedare de căldură, cu temperatură joasă, din rețineri fiziologice astfel:

la panouri radiante de pardoseală, temperatura la nivelul pardoselei, nu trebuie să depașească 280C

la panourile radiante de plafon, temperaturile nu vor depăși
35-400C, ea depinzând de poziția omului și de distanța față de panou.

Agenții termici utilizați sunt în general: apa cu parametrii scăzuți de temperatură (max. 380C) și aerul cald, dar se folosește cu rezultate bune și energia electrică.

Din analiza celor trei sisteme de încălzire privind asigurarea confortului în încăperile de locuit se pot concluziona următoarele:

toate cele trei sisteme de încălzire, urmăresc pe cât posibil prin mijloace proprii, obținerea de condiții de microclimat în încăperi cât mai apropiate de cele solicitate;

fiecare sistem are particularitățile sale, atât în ceea ce privește modul de realizare, cât și de asigurare a parametrilor confortului termic. În toate cazurile se observă o interdependență între puterea termică a corpurilor de încălzire și elementele de construcție delimitatoare.

Diferențele dintre sistemele de încălzire, tind să se atenueze o dată cu creșterea rezistenței termice a elementelor de construcție, deci, o dată cu realizarea unei bune izolări termice a clădirii.

Sistemul centralizat de producere și distribuție a căldurii

În sistemul centralizat de producere a căldurii și de preparare a apei calde de consum, agentul termic este transportat prin rețele la utilizator.

Avantajele asigurate de acest system, îndreptățesc obținerea de energie și căldură prin arderea cărbunilor în cazane, ca sursă de energie, dar trebuie avute în vedere și dezavantajele date de problema privind eficientizarea sistemului și mai ales cele legate de prevenirea poluării mediului, care sunt deosebit de importante, cu restricții majore pe viitor.

Centralele cu puteri instalate mari, transmit consumatorilor căldura prin agenți termici, utilizând rețele de termoficare, iar în punctele termice, agenții termici primari sunt transformați în agenți secundari specifici nevoilor de consum de apă caldă și căldură, necesară utilizatorului.

Sistemul centralizat de producere și distribuție a căldurii prezintă mai multe avantaje față de sistemele termice locale, datorită următoarelor aspecte:

există posibilitatea producerii unor mari cantități de căldură prin cazane care să funcționeze la sarcina nominală și deci la randamente ridicate;

centralele electrice de termoficare (CET-uri) au posibilitatea de adoptare a unui indice de termoficare corespunzător, care produce energie electrică sau termică în funcție de necesarul consumatorilor;

consumul variabil de energie termică, de asemenea, poate fi realizat prin reglaj calitativ sau cantitativ, asigurându-se astfel importante economii de combustibil;

cărbunii inferiori pot fi arși în instalații mari, prin metode adecvate, iar alimentarea cu carbune și evacuarea zgurii și a cenușii poate fi realizată eficient;

Poluarea zonei în care se amplasează centrala poate fi controlată prin măsuri adecvate, aplicate la toate circuitele funcționale ale centralei, care cuprind cazanul, gospodăria de combustibil, evacuarea zgurii și a cenușii, coșul de fum.

Dezavantajele sistemului centalizat de

producere și distribuție a căldurii.

Evident, producerea centralizată și transportul la distanță a energiei termice, prezintă și dezavantaje, dintre care amintim:

Arderea unor mari cantități de cărbune în centrale este producătoare de mari cantități de noxe, dintre care, este reținută eficient, numai cenușa zburătoare, prin filtrele electrostatice, în timp ce gazele poluante NOx, SOx, nu pot fi reținute decât prin instalații complexe, care scumpesc mult valoarea de investiție a centralei și complică procesul de exploatare și întreținere. Eficiența centralei se diminuează mult, datorită măsurilor antipoluante ce trebuie luate în asfel de cazuri;

Transportul la distanță a căldurii prin rețele de termoficare, produce pierderi de căldură și se realizează cu cheltuieli mari necesare pompării agenților termici.

În funcție de condițiile concrete ale consumatorilor cât și de posibilitățile de alimentare cu combustibili sau forme de energie disponibile, au apărut pe parcursul anilor, noi sisteme și metode de alimentare cu căldură a consumatorilor. Deoarece în prezent, centralele de termoficare sunt tot mai mari consumatoare de cărbuni prin ardere directă, este oportună analizarea disponibilităților cărbunilor în producția termică, prin metoda gazeificării cărbunilor.

Gazeificarea cărbunilor reprezintă transformarea în gaz combustibil a masei solide, datorită unei reacții chimice de ardere incompletă a carbonului din cărbune. Oxigenul din reacție este preluat din aer sau vapori de apă, iar gazul obținut poate fi diferit în funcție de calitatea cărbunelui.

Eficiența termică a procedeelor de gazeificare a cărbunilor este redată în tabelul 1.

Tabelul 1

Tabelul 2

Prin diverse procedee chimice, cărbunii sunt supuși unor reacții chimice, în prezența unor purtători de oxigen, rezultând gaze combustibile cu puteri calorice diferite, așa cum se prezintă în tabelul 2.

Întrucât funcția energetică de perspectivă a cărbunilor este în continuă creștere, rezultă necesitatea și preocuparea pentru găsirea unor metode cât mai eficiente de utilizare sau transformare a cărbunilor într-o formă de energie, ameliorând totodată și problemele de poluare care implică cărbunii, începând cu exploatarea și până la utilizarea lor energetică.

În cazul gazeificării, problemele de poluare a mediului sunt esențial diminuate față de sistemele cu ardere directă a cărbunilor.

Folosind diverse metode cunoscute în prezent, rezultă eficiența (%) conversiei cărbunilor în diverse forme de energie, conform tabelului 3.

Creșterea randamentelor termice, duce implicit la reducerea cantității de cărbune care se gazeifică și la reducerea cheltuielilor de transformare a cărbunelui în gaz.

Din tabelul 3 se poate observa că la obținerea gazului din cărbune cu putere calorică redusă de exemplu, se poate obține o eficiență totală de 68%, foarte apropiată de eficiența arderii directe locale a cărbunilor.

Tabelul 3

Trebuie luate însă în considerare și manevrele necesare pentru transportul și arderea cărbunilor, evacuarea cenușii, cât si poluarea rezultată, față de arderea simplă, comodă și eficientă a gazului de cărbune în aceleași instalații termice.

Din datele sumare prezentate, rezultă că la arderea directă a cărbunilor în cazane și obținerea căldurii care este transportată la consumatori prin rețele termice, în condiții de transport cu mari pierderi de căldură, există alternativa gaxeificării cărbunilor în instalații mari și transportul la consumatori a gazului, unde acesta să ardă direct în instalații termice eficiente.

Avantajele pe care le reprezintă acest sistem sunt:

În locul rețelelor de termoficare, care sunt greu de realizat, sunt scumpe și produc inevitabile pierderi de căldură, se prevăd conducte pentru transportul gazului, care nu produc pierderi, sunt ușor de pozat și se realizează cu cheltuieli scăzute.

Prin gazeificarea cărbunilor cu conținut de sulf, emisiile de oxizi de sulf sunt simplu de controlat și reținut sub formă de sulf; metodele în acest caz sunt eficiente și sigure iar sulful obținut reprezintă o materie de bază foarte utilă eficientizând astfel procesul de gazeificare.

Producerea căldurii direct la consumatori prin arderea gazelor în instalații eficiente, asigură posibilitatea efectuării reglajelor la consumator, realizându-se astfel un confort sporit și importante economii energetice. Se elimină astfel rețelele tennice exterioare și contoarele de căldură ale sistemului termic, elemente care necesită și costuri ridicate de exploatare.

Rezultatele obținute presupun, ca o alternativă a viitorului, gazeificarea cărbunilor și obținerea energiei termice prin ardere de gaze în cazane eficiente, amplasate direct la consumatori.

În locul rețelelor exterioare de termoficare pentru transportul agenților termici de încălzire și apă caldă de consum, se transportă doar gaze, cu toate avantajele rezultate din acest proces.

Deci, eficiența sistemului propus rezultă din aceea că în prezent, marile centrale de termoficare, constituie surse poluante de mare intensitate datorită arderii directe a cărbunilor, sunt amplasate departe de consumatori (în general la periferia orașelor), impunând rețele lungi de transport a agenților termici, cu diametre mari etc. Gazeificarea cărbunilor presupune alternativa prin care, sursele termice să poată fi amplasate cât mai aproape de consumatori (pe cât posibil în centrul de greutate al acestora), rezultând sisteme eficiente și economii importante.

Sisteme de încălzire prin pardoseală radiantă

Sistemul de încălzire prin pardoseală radiantă își găsește o tot mai largă utilizare pentru încălzirea spațiilor mari: săli de expunere, de așteptare, de sport, hale de producție și, nu în ultimul rând, a încăperilor de locuit.

Sisteme de încălzire prin pardoseală,

utilizând ca agent termic apa

Avantajele principale ale sistemului constau în [9]:

• sistemele de încălzire prin pardoseală lucrează la temperaturi mult mai scăzute ca cele cu radiatoare. Agentul termic care circulă prin conducte, armături și echipamente are o temperatură de până la
35-40°C, ceea ce duce la creșterea fiabilității sistemului și a siguranței funcționării acesteia;

• confort termic mult îmbunatățit;

• reducerea curenților convectivi în interiorul spațiului de locuit;

• datorită inerției termice mari, există variații nesemnificative ale

temperaturilor din spațiul de locuit, aprox. 1°C.

Figura 1. Structura pardoselii radiante – elementele componente în ordinea montării

1 – folie de polietilenă; 2 – termoizolație, 3 – placă profilată (suport pentru tubulatură); 4 – bandă din polietilenă pentru preluarea dilatării;
5 – tubulatură TC; 6 – plasă de armare Ø2 mm; 7 – șapă de egalizare;
8 – pardoseală finită: marmură, gresie, mochetă, linoleum.

Figura 2. Tehnologia de montare a tubulaturii pe placa profilată

Sursa: https://www.google.ro/search?q=incalzire+prin+pardoseala&biw=1920&bih=911&site=webhp&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=5j38VKKKC4qpOvPPgaAC&ved=0CDsQsAQ&dpr=1

Încălzire electrică prin pardoseală

Criterii privind utilizarea energiei electrice

Utilizarea energiei electrice pentru producerea de căldură se bazează pe efectul Joule al curentului electric, potrivit căruia, energia electrică potențială pe care o pierde electronul prin ciocnirile cu rețeaua unei rezistențe, este transferată acesteia sub formă de căldură.

Din punct de vedere tehnic, utilizarea energiei electrice pentru încălzirea clădirilor prezintă multiple avantaje în raport cu celelalte sisteme de încălzire bazate pe folosirea combustibililor clasici. Aceasta face ca energia electrică să fie privită ca un viitor potențial energetic pentru nevoile gospodărești.

Cablurile electrice încălzitoare și covorașele încălzitoare, au capacitatea de a fi cele mai durabile sisteme de încălzire cunoscute până în prezent (apreciate la >80 de ani).

b)

Figura 3. a) Covoraș încălzitor; b) Covoraș de încălzire în șapă.

Sursa: http://www.incalzire-flomar.ro/produse_int.php#thumb

b)

Figura 4. a) Cablu de încălzire; b) Cablu de încălzire în șapă.

Sursa: http://www.incalzire-flomar.ro/produse_int.php#thumb

Frecvent, incălzirea electrică prin pardoseală, este asociată cu rezistența gen nichelină a reșourilor de mai demult, care se putea întrerupe oricând. Realitatea este însă cu totul alta. Cablurile electrice încălzitoare se bazează pe principiul degajării controlate de căldură, la trecerea curentului electric prin acesta.

De asemenea, trebuie menționat faptul că, se poate realiza o încălzire electrică prin pardoseală  cu un răspuns rapid (direct sub pardoseală), metodă care va duce la obținerea unei temperaturi de confort, într-un timp scurt.

Utilizarea eficientă a energiei electrice impune asigurarea unui grad ridicat de izolare termică a clădirilor.

Sistemul de încălzire prin pardoseală se impune din ce în ce mai mult în practica sistemelor de creare a microclimatului în clădiri de toate categoriile, de la clădiri de locuit, la incinte cu suprafețe și volume mari, cum ar fi sălile de sport sau bisericile.

Pe plan european se observă tendința folosirii în cazul clădirilor nou construite a sistemului de încălzire prin pardoseală în dauna sistemelor clasice; în Țările Scandinave și Elveția, noul sistem fiind utilizat preponderent.

Sistemul electric de încălzire prin pardoseală realizează temperaturi de până la 30°C în încăpere, cablul electric încălzindu-se până la maximum 65°C.

Folosit în Danemarca încă din anul 1942, sistemul electric de încălzire prin pardoseală este utilizat de zeci de ani mai ales în țările nordice: 70% din construcțiile anului 1995 au fost încălzite cu acest sistem.

Sistemul este alcătuit din:

cablu electric încălzitor;

termostat electronic;

bandă metalică de fixare.

Instalarea este rapidă și poate fi executată de specialiști sau chiar de beneficiar, urmând instrucțiunile firmei.

Principiul de funcționare:

Dupa cum vedeți, caloriferul, prin însăși dimensiunile lui, trebuie să fie încălzit la o temperatură ridicată, pentru a putea face față încăperii, de unde rezultă o circulație rapidă a aerului, creând-se curenți circulari ascendenți. În schimb, la încălzirea electrică în pardoseală, datorită suprafeței mari, de peste 90% din suprafața pardoselii care se încălzește, circulația aerului este ușoară. Datorită temperaturii scăzute a pardoselii (~24°C), mișcarea particulelor de praf este redusă considerabil, fiind astfel recomandată persoanelor care suferă de astm sau alergii.

b)

Figura 5. Distribuția temperaturilor într-o încăpere:

a) Încălzirea electrică în pardoseală;

b) Încălzirea cu corpuri de încălzire.

Sursa: http://www.incalzire-flomar.ro/produse_int.php#thumb

Domeniul de folosință:

Încălzirea locuințelor, birourilor, grădinițelor, magazinelor, bisericilor și încăperilor foarte înalte, camerelor de hotel, băncilor, restaurantelor, fermelor de animale;

Protecția împotriva înghețului și menținerea temperaturii constante a solului serelor, pepinierelor, gazonului stadioanelor, terenurilor de golf;

Protecția țevilor împotriva înghețului;

Dezghețul zăpezii și a gheții pentru șosele, poduri, parcări, aeroporturi, pantă garaje, trepte, trotuare, burlane, jgheaburi și acoperișuri.

Cablurile încălzitoare pot fi folosite pentru evitarea înghețului conductelor din metal și plastic și ca un mijloc eficient împotriva separării parafinei din conductele de petrol. Nu se recomandă folosirea cablurilor încălzitoare cu un efect mai mare de 8 W/metru liniar.

Sistemul electric de încalzire prin pardoseală poate fi folosit ca unică sursă de încalzire sau ca încalzire suplimentară. În primul caz, puterea instalată este de aproximativ 120 w/mp, iar în cel de-al doilea caz este de aprox. 80 w/mp.

Instalarea este rapidă și poate fi executată atât de specialiștii firmei furnizoare cât și de către beneficiar, urmând instrucțiunile firmei.

Cablurile se montează sub pardoseală, singura parte vizibilă fiind termostatul electronic, care se fixează într-o doza normală pe perete, în cazul controlului individual pentru fiecare încapere, sau direct în tabloul electric de comandă, în cazul controlului centralizat.

Cablurile se montează în șapă de beton, deasupra putându-se pune gresie, marmură sau mochetă, iar în cazul dușumelelor de lemn se folosesc niște cabluri speciale care se montează printre traversele de lemn. Instalarea se poate face numai în cazul renovării construcției sau la execuția ei.

b)

Figura 5. a) Încălzire electrică în pardoseală din lemn;

b) termostat digital.

Sursa: http://www.incalzire-flomar.ro/produse_int.php#thumb

Avantajele încălzirii prin pardoseală cu sistemul electric:

preț de achiziționare a sistemului redus;

instalare rapidă și ușoară; nu ocupă spațiu, singura parte vizibilă e termostatul electronic;

confort prin podea mereu caldă, repartizare uniformă a căldurii pe
întreaga suprafață;

lipsa cheltuielilor de întreținere și siguranță în exploatare;

eliminarea surselor termice și odată cu ele și a produselor secundare ale combustiei (gaze nocive, poluanți etc.);

simplificarea operațiilor de exploatare;

creșterea gradului de automatizare, mergând până la programarea strictă a orelor de funcționare;

contorizarea riguroasă a consumurilor individuali.

Avantajele folosirii sistemului de încălzire prin pardoseală sunt și mai evidente la spațiile cu înălțime mare, atât din punct de vedere al confortului cât și al economiilor realizabile.

Pompele Laing – Factor de asigurare a fiabilității instalațiilor de încălzire prin pardoseală

Fiabilitatea unui sistem este definită ca o capacitate a sistemului de a funcționa conform cărții tehnice și fără defecțiuni, un anumit interval de timp.

Pompele de circulație Laing au la bază principiul de funcționare al motorului sferic, care constă în faptul că rotorul pompei se sprijină pe o sferă ceramică extrem de dură [1]. Rotorul este compus dintr-o turbină radială din bronz, fixată pe un magnet permanent semisferic, centrarea fiind asigurată de un lagăr de carboncare se rotește pe bila ceramică fixată rigid pe stator.

Peretele despărțitor, din material anticorosiv, pe care se sprijină bila ceramică, are rolul de a separa partea hidraulică a pompei de cea electrică.

În funcționare, „întrefierul” dintre magnetul semisferic și peretele separator, se umple cu lichidul transportat care, de altfel, asigură și ungerea lagărului. Bobinajul rotorului nu se prevede cu izolație electrică ci se înglobează într-o rășină sintetică pentru a preveni astfel un eventual contact între fluidul transportat și conductorul electric [1].

În funcție de domeniul de utilizare, forma constructivă poate fi diferită, ceea ce nu are nicio influență asupra principiului de funcționare.

Alegerea materialelor componente în funcție de condițiile de lucru determină o durată lungă de viață.

Pompele Laing sunt folosite pentru:

Circulația agentului termic în instalațiile de încălzire;

Circulația apei calde de consum;

Circulația unor substanțe chimice lichide (acide, alcaline, sărate etc.).

Principalul avantaj din care decurg și alte caracteristici pozitive în exploatare, este acela că, datorită soluției constructive, pompa funcționează fără zgomot și fără vibrații, fapt care determină folosirea ei și în spații care necesită un grad sporit de confort acustic.

De asemenea, rotorul pompei nu se poate bloca, deoarece, în cazul pătrunderii unei impuritățisolide, rotorul „pendulează”, lăsând să treacă impuritatea, pentru ca apoi să revină la poziția inițială, ceea ce conferă o siguranță deosebită în exploatare [1].

Datorită acestui mod de funcționare, practic, pompa nu necesită întreținere și doar în cazul lichidelor murdare se impune o curățire periodică ce se poate efectua cu ușurință.

Pompele Laing folosite în instalații de încălzire fiind fabricate cu dimensiuni de montare standardizate, se pot utiliza nu doar în instalații noi ci și în cele existente, în locul unei pompe de alt tip, defecte.

Figura 6. Pompa Laing – piese componente

Sursa: file:///G:/POMPE%20CIRCULATIE%20APA.pdf

Instalații de încălzire cu emițătoare de unde întunecoase

Radiația de căldură face parte dintre radiațiile utile și absolut nepericuloase ale spectrului larg al undelor electromagnetice, cele în
domeniul infraroșu având, dintre toate undele electromagnetice, cel mai mare efect de încălzire.

Considerații generale

Sistemele de încălzire uzuale lucrează împotriva legilor fizicii: aerul încălzit se ridică în sus, acumulându-se sub acoperișul halei. Însă, întrucât de caldură este nevoie în spațiul de lucru aflat jos, se „completeaza” mereu cu altă caldură – pierderile prin convecție cauzând un consum ridicat de energie și implicit de cost. Sistemele eficiente energetic și ecologice de încălzire a halelor, folosesc însă condițiile fizice date, utilizând pentru producerea unei călduri plăcute, gazul metan suportat ușor de către mediu.
     Prin radiația dirijată, sunt încălzite suprafețele care la rândul lor cedează o parte din căldură: astfel este evitat în cea mai mare parte fenomenul de răcire al corpului omenesc prin schimbul termic natural cu suprafețele reci absorbante de căldură. Rezultatul este un climat sănătos în încapere, perceput ca temperat și plăcut. Încălzirea spațiilor limitate, zonele de temperaturi diferite și timpii scurți de încălzire, reduc consumul de energie și implicit costurile de încălzire. Avem deci un sistem de încălzire eficient prin natura sa [11].

Sistemele eficiente enegetic și ecologice de încălzire a halelor produc caldură naturală placută numai în locurile unde este nevoie de aceasta – toate suprafețele fiind încălzite în mod uniform, nu doar aerul. Pardoseala caldă împiedică răcirea picioarelor, prin temperatura uniformă și nivelul de zgomot extrem de redus se creează o stare de confort care permite desfășurarea unei activități productive calme și atente. În afară de aceasta, sistemele eficiente de încalzire a halelor nu duc la formarea de curenți de aer sau antrenări de praf, ceea ce reduce simțitor manifestările alergice și răcelile.

Producerea căldurii înseamnă costuri curente dependente în cea mai mare masură de combustibilul consumat. Sistemele eficiente de încălzire a halelor economisesc până la 50% din energie. În plus ele folosesc combustibili economici: gaz metan, propan. Radiația termică produsă, poate fi dirijată și reglată în mod individual, iar posibilitatea de a încălzi doar anumite porțiuni și a crea zone de temperatură diferite, concură la realizarea unei încălziri eficiente. Timpii scurți necesari pentru încălzire, întreținerea facilă și economia de spațiu – nu este nevoie de spații anume pentru încălzire, deoarece sursele sunt ancorate de tavan, contribuie în plus la amortizarea rapidă a costurilor de investiție avantajoase [11].

Protecția mediului este una dintre sarcinile prioritare ale societății noastre – iar succesele de astăzi în economisirea energiei vor decide și ele asupra viitorului nostru. La realizarea obiectivelor noi, precum și la asanarea celor vechi, statul impune în măsură tot mai mare atât industriei cât și domeniului public, norme de proiectare orientate spre protejarea mediului.
Sistemele eficiente energetic și ecologice de încălzire a halelor, utilizează în mod optim energia – în principiu puțin poluantă, obținută din gaz; astfel sunt menajate resursele naturale valoroase. Pierderile costisitoare de energie prin convecție sunt diminuate, în timp ce gradul de protecție al mediului și eficeința energetică cresc printr-un climat de muncă optim, economie maximă de energie și reducerea emisiilor de noxe daunătoare mediului.

Pentru încălzirea spațiilor, există trei sisteme de radiație ale căror unde se află în domeniul dintre lumină și microunde:

radiatoare luminoase și incandescente cu unde scurte, ce au valoarea lungimii de undă în jur de 0,75 µ;

emițătoare de unde întunecoase cu lungimi de undă de cca. 3 µ;

placi radiante de unde, având valori mai mari de 3 µ ale lungimii de undă.

Radiatoarele luminoase au temperatura de suprafață mare, de aproape 1000oC, cu inconvenientul că mărimea suprafeței de radiere este aproape punctiformă, iar căldura degajată este foarte agresivă.

Emițătoarele de unde întunecoase au temperatura de suprafață, în funcție de tipul emițătorului, între 180 și 500°C, reprezentând o suprafață mare de radiație cu o dispersie uniformă și o căldură ce dă o senzație plăcută.

Plăcile radiante au temperatura de suprafață între 80 și 130°C, astfel că suprafața de radiație este foarte mare, aceasta constituind dezavantajul principal.

Spre deosebire de alte sisteme, la încălzirea prin radiație, aerul nu este încălzit substanțial, undele trecând aproape neîmpiedicate, ele fiind reflectate parțial doar de particulele de praf aflate în suspensie.

La acest tip de instalații undele electromagnetice sunt transformate în căldură, numai la contactul cu corpurile materiale, astfel încât, există un schimb continuu de căldură între suprafețe cu niveluri diferite de temperatură.

Rezultă deci, că aerul din spațiile luate în calcul este încălzit secundar, aspect deosebit de important, ținând seama de stratificarea ce apare mai ales la spațiile cu înălțimi foarte mari [11].

Luând în considerare parametri care definesc senzația de confort, evident că unul dintre aceștia este temperatura aerului, iar altul temperatura medie de radiere a pereților înconjurători, ambii parametri contribuind la susținerea temperaturii spațiului, denumită în continuare temperatura resimțită. În acest context se poate aprecia că temperatura resimțită este un parametru esențial pentru o dimensionare fiziologică a nivelului de căldură într-un spațiu dat. În practică, datorită interferențelor dintre parametri, la o mărire a intensității de radiație cu efect imediat prin creșterea temperaturii suprafețelor înconjurătoare, se permite o scădere a temperaturii aerului pentru aceeași temperatură resimțită [11].

Ca exemplificare, pentru o temperatură resimțită de 190C este suficient ca temperatura aerului din încăpere să fie de 100C, când intensitatea de radiație este de 110 W/m2.

Acest aspect este deosebit de important, deoarece datorită temperaturilor joase ale aerului, la același grad resimțit de confort, pierderea de căldură prin ventilare poate fi redusă substanțial.

Exemple de utilizări ale instalațiilor de încălzire

cu emițătoare de unde întunecoase

Ținând seama de faptul că economiile de energie sunt de 60 – 70% față de alte sisteme de încălzire, cel cu aer cald fiind de referința, aplicațiile sunt tot mai diverse în ultima perioadă de timp.

Instalația de încălzire cu unde întunecoase este extrem de simplă, cu mare elasticitate, ea fiind formată din mai multe module. Fiecare modul la rândul său are trei părți componente și anume, tuburile radiante, deflectorul pozat deasupra tuburilor și arzătorul amplasat la unul din capetele tuburilor.

Lungimea ansamblului este de 3,5 -5 m, cu greutăți cuprinse între 78 și 120 kg. Presiunea de utilizare a gazelor combustibile variază între 15 și
40 mbar în funcție de tipul gazului.

În funcție de firma furnizoare apar și unele particularități constructive dar care nu sunt semnificative, compunerea modulelor fiind dictată în general de mărimea halei și de destinația acesteia.

În acest context pot exista instalații cu canale de evacuare a gazelor de ardere aferente fiecărui modul, sau cu canale la care sunt racordate două sau mai multe module [11].

În raport cu o configurație sau alta, poate fi prevăzut un exhaustor pentru un singur modul sau pentru mai multe la un loc.

Indiferent de configurație, performanțele superioare energetice și de mediu pot fi susținute tehnologic, fiind astfel justificate numeroasele utilizări.

Pot fi exemplificate depozitele industriale, marile magazine, serele, hangarele pentru avioane, garajele, sălile de sport, halele industriale și multe altele.

Pentru controlul și comanda unor astfel de instalații se folosește senzorul de radiații și programatorul, elemente indispensabile pentru asigurarea unui confort adecvat în cele mai economice condiții.

Concluzii

Datorită saltului conceptual și tehnologic, încălzirea prin radiație cu unde întunecoase are numeroase avantaje ce vizează în principal
economisirea energiei și ameliorarea cu preponderență a microclimatului incintelor industriale.

Influența căldurii de radiație asupra omului

Suprafața corpului uman are, în situații normale, o temperatura mai ridicată decât suprafețele care îl înconjoară, ceea ce îi permite să cedeze căldura sa suplimentară, într-o mare măsură, prin radiație.

În spații deschise însă, când există soare, acest aspect se modifică în sensul că omul nu cedează ci primește radiații calorice de la soare, situație care se poate menține și în spații închise atunci când omul este înconjurat de suprafețe mai calde. Căldura obținută prin radiație poate fi atât de mare, încât omul să transpire chiar și atunci când aerul este mai rece, sursa de căldură, în astfel de situații, fiind soarele sau suprafețele înconjurătoare și nu aerul.

De partea cealaltă, extrema o reprezintă îmbolnăvirile datorită frigului. Acestea pot fi generate ori de un mediu înconjurător prea rece ori, în spații restrânse, de radiațiile emise de corp către suprafețele reci înconjurătoare [11].

În prima fază apar senzații de disconfort (mâini și picioare reci, dureri de cap etc.) care la un timp mai îndelungat de expunere întăresc simptomele de răceală și împiedică orice activitate intelectuală sau fizică.

Între aceste extreme, care se manifestă mai mult sau mai puțin prin deteriorarea sănătății, există zona de confort care oferă condiția pentru deplina activitate intelectuală sau fizică, zonă în care din punct de vedere matematic acumularea de căldură se compensează cu pierderile.

Confortul termic în sens mai restrâns se poate spune că este expresia armoniei între om și clima care îl înconjoară.

Încălzirea spațiului, indiferent de sistem, are misiunea, în primul rând, să îndeplinească legea echilibrului, prin care trebuie să se înțeleagă echilibrul termic dintre dezvoltarea interioară de căldură și cedarea către exterior a corpului, la temperatura nemodificată a acestuia și a pielii. Ca o nouă cerință impusă sistemului de încălzire, echilibrul termic trebuie să se producă printr-un sistem cât mai economic. Starea de confort termic în locuință și la locul de muncă este determinată, în principal, de temperatura aerului și de temperaturile suprafețelor implicate în schimbul de căldură dintre om și mediu [11].

Aceeași stare de confort în spații încălzite în mod diferit, se poate obține la temperaturi diferite ale aerului și ale suprafețelor radiante, astfel încât, cu cât temperatura suprafețelor radiante este mai mică, cu atât temperatura aerului trebuie să fie mai mare și invers.

Prima situație se găsește în cazul sistemelor convective de încălzire, a doua la sisteme de încălzire cu emițătoare de unde infraroșii; condiția este însă ca omul să fie radiat din toate părțile și cât mai uniform. Soluția tehnică ideală ar fi încălzirea pardoselilor, a pereților, în general a suprafețelor înconjurătoare care este însă legată de costuri foarte mari.

Încălzirea cu emițătoare de unde întunecoase este aici aproape la fel de bună, deoarece ea încălzește pereții, pardoseala și celelalte suprafețe.

Studiu comparativ între încălzirea prin unde întunecoase și încălzirea cu aer cald

Până la apariția sistemului de încălzire cu unde întunecoase, încălzirea cu aer cald a fost cea mai utilizată mai ales pentru spațiile aferente halelor cu volume mari și implicit înălțimi mari.

În cazul în care se recomandă încălzirea cu aer cald, cel ce o
recomandă trebuie să fie conștient că această soluție are o serie de dezavantaje.

Aerul în mișcare, la interfața cu suprafețele perimetrale ale halei, ca urmare a vitezei mărite, conduce implicit și la pierderi de căldură majore. După unii autori, sau chiar după unele norme (DIN), se apreciază că aceste pierderi ar fi de cca. 60%. Un alt dezavantaj este acela că aerul cald este mai higroscopic, el absorbind o parte din umiditatea exterioară, aspect ce conduce ulterior la apariția condensului la nivelul suprafețelor reci și, implicit la o serie de efecte negative, dintre care preponderent ar fi rugina.

Dintre dezavantajele majore, se poate evidenția stratificarea aerului, care este extrem de prezentă la halele cu înălțimi mari.

Așa cum se observă în figura 7, în cazul unei hale cu o înălțime de 12 m, încălzită cu aer cald, temperatura aerului variază de la simplu la dublu, astfel că în timp ce la nivelul planului de lucru, valoarea este de 20oC, la partea superioară a halei, sub acoperiș, ea este 37oC .

Mai mult decât atât, în cazul încălzirii cu aer cald știut fiind faptul că sub acoperișul halelor este cea mai mare temperatură, exact acoolo unde pierderile sunt cele mai mari și unde nu se află nimeni: pentru optimizare ar trebui ca ventilatoarele să împingă aerul cald în jos, ceea ce este în contradicție cu circulația normală generată de forța termică.

Figura 7. Variația temperaturii aerului într-o hală încălzită prin:

a) Sistem de încălzire cu aer cald;

b) Sistem de încălzire cu unde întunecoase.

Spre deosebire de încălzirea cu aer cald, la cea cu unde întunecoase, variația temperaturii pe verticală este foarte mică. Astfel, în timp ce la nivelul pardoselii valoarea este de 20oC, la acoperiș este de numai 22,5oC.

Datorită temperaturilor joase la același grad resimțit de comfort, pierderea de căldură prin ventilare precum și cea transmisă prin pereții halelor, poate să fie redusă substanțial. Undele radiante sunt dirijate către pereții laterali până la înălțimi utile de 1,5-2m și către pardoseală, urmând apoi ca acestea să radieze căldura către oameni. Acest lucru se poate realiza cu cea mai simplă instalație și cu costurile cele mai reduse.

Economiile cele mai mari apar la halele înalte, în special cele cu schimb mare de aer și la halele izolate.

Figura 8. Distribuția căldurii în cazul sistemelor de încălzire cu aer cald

și cu unde întunecoase.

Dintre avantajele instalației de încălzire cu unde întunecoase se mai pot aminti:

greutate mică a echipamentului și o durată redusă de montare;

atingerea stării nominale de funcționare într-un timp extrem de redus, de ordinul minutelor;

posibilitatea încălzirii halelor mari prin sectorizare;

siguranță la îngheț etc.

Pe lângă aceste numeroase avantaje există și limitări, ele referindu-se în principal la depozitele puternic inflamabile și explozibile și la spațiile cu înălțimi reduse (h<3 m).

Încălzirea cu halogeni

Sistemele clasice cu agenți termici sunt de acum bine cunoscute atât în privința dimensionării instalațiilor cât și a utilizării echipamentelor. Acestea sunt extrem de diversificate în funcție de spațiul încălzit, tipul, constructiv, materialele folosite, combustibili utilizați, nivelul de automatizare etc.

Sistemele utilizând agenți termici, indiferent de structura și performanțele lor, sunt nesatisfăcătoare în spațiile unde se derulează activități cu intermitență, în cele cu înălțime mari sau slab izolate, cum ar fi:

săli de sport;

săli de reuniuni;

biserici;

hale industriale, de montaj, asamblare, prelucrări;

ateliere de reparații;

uscătorii, depozite, magazii

suprafețe expuse direct frigului exterior;

zone de încărcare;

zone cu expunere în aer liber;

terase și grădini de vară ce se pot utiliza și în extrasezon;

grădini zoologice

zone în care se pot controla greu curenții de aer.

Alegerea unui sistem de încălzire impune și alte criterii pe lângă cele menționate mai sus, cum ar fi: cheltuieli reduse de instalare, simplitate în exploatare, estetica și, nu în ultimul rând, economicitate.

Pentru spațiile și situațiile indicate anterior, în care încălzirea cu agent termic este nesatisfăcătoare, este recomandată încălzirea cu halogeni.

Aceasta s-a evidențiat ca răspunzând tuturor cerințelor menționate. dar s-a impus foarte puternic mai ales după studierea în profunzime a fenomenului de încălzire prin radiație și a repartiției puterii radiante în funcție de lungimea de undă a radiației.

O dată cu stabilirea lungimii de undă (a frecvenței) a radiațiilor, pentru care efectul de încălzire este maxim asupra ființelor vii, fără a se produce efecte dăunătoare, s-a putut trece la obținerea unor elemente radiante, cu randament deosebit de ridicat.

O astfel de lampă radiantă este constituită dintr-un tub cu halogeni, derivat din cele utilizate pentru iluminat și este prevăzută cu un manșon filtru de culoarea rubinului. Un reflector de mare precizie focalizează căldura radiată asupra zonei alese.

Avantaje

Randamentul acestui radiant atinge 85%, adică, din energia electrică consumată se regăsește 85% în radiația disponibilă la contactul cu persoana sau obiectul de încălzit;

Încălzește instantaneu persoanele dar nu și aerul ambient;

Temperatura reflectorului special este foarte scăzută, în timpul funcționarii putându-se atinge cu mâna suprafața lui, fără nici un inconvenient;

De asemenea, conservă toate calitățile luminii în ceea ce privește directivitatea, insensibilitatea la umiditate, silențiozitatea și absența oricăror curenți de aer;

Posibilitatea reglării continue a puterii;

Folosirea unor detectoare de prezență a persoanelor în zona de încălzit, care cuplează și decuplează sistemul la intrarea și ieșirea din zonă a persoanelor; în acest fel se obține maximum de economie de energie în regim automat;

Posibilitatea programării exacte a perioadelor de funcționare în timp;

Folosirea în scopuri mixte, încălzire și iluminat zonal.

În general, fabricația acestor radianți se face în module care pot fi combinate pentru a obține puterile și fluxurile dorite.

CAPITOLUL II

INSTALAȚII DE VENTILARE ȘI CLIMATIZARE

PROBLEME GENERALE

2.1. Generalități

Instalațiile de ventilare și climatizare au rolul de a menține starea aerului din încăperi, respectiv temperatura, umiditatea, viteza și puritatea, în anumite limite dinainte stabilite, în tot timpul anului, indiferent de variația factorilor meteorologici, a degajărilor și a consumurilor de căldură interioare. Limitele parametrilor microclimatului interior depind, la rândul lor, de destinația încăperilor, de natura activității desfășurate, de procesele tehnologice.

În cazul unor încăperi industriale încare au loc, preponderent, degajări de căldură și umiditate (vapori de apă), este suficient pentru îndepărtarea acestora să se realizeze o ventilare naturală organizată prin practicarea unor deschideri, de o anumită dimensiune, amplasate la părțile inferioară și superioară ale pereților exteriori, în cazul încăperilor aglomerate însă, datorită degajărilor importante de căldură și umiditate precum și a valorilor stricte la care trebuie menținuți parametrii confortului termic, sunt necesare încălzirea și umidificarea aerului iarna, răcirea și uscarea aerului vara, procese ce pot fi realizate numai cu o instalație de climatizare.

Unele procese tehnologice (din industria textilă, hârtiei, tutunului, optică, prelucrării mecanice de precizie, laboratoare metrologice etc.) impun cerințe și mai stricte în cazul unuia sau mai multor parametri de confort termic, ceea ce influențează nu numai complexitatea instalației de climatizare ci însuși sistemul constructiv al încăperilor sau chiar al construcției în ansamblu.

La orice sistem de ventilare (sau climatizare) este necesar să se introducă în încăperi aer tratat (aer refulat, aer introdus) care să preia noxele în exces (căldură, umiditate, gaze, vapori, praf) și să le elimine odată cu acesta (aer aspirat, aer absorbit) din încăperi, după care totul să fie îndepărtat în exterior (aer evacuat). Instalațiile de ventilare și climatizare pot fi diferențiate după modul de vehiculare a aerului, după extensia spațiului supus ventilării, după diferența de presiune dintre încăperea ventilată și încăperile adiacente, după gradul de complexitate al tratării aerului în funcție de cerințele tehnologice sau de confort sau după alte criterii.

2.2. Clasificarea instalațiilor de ventilare și climatizare

1. Clasificarea după modul de vehiculare a aerului de ventilare:

Ventilarea naturală poate fi: neorganizată sau organizată. La ventilarea naturală schimbul de aer al unei încăperi este urmarea acțiunii combinate a celor doi factori naturali (presiunea vântului și diferența de presiune provocată de greutățile specifice ale aerului interior și exterior, ca urmare a temperaturilor inegale ale acestora). Când pătrunderea aerului curat are loc prin neetanșeitățile construcției (uși, ferestre) ventilarea naturală se numește neorganizată. Dacă în încăpere sunt practicate deschideri speciale cu dimensiuni determinate, amplasate la anumite înălțimi, care pot fi închise și deschise, după necesități, atunci se realizează o ventilare naturală organizată.

Ventilarea mecanică poate fi: simplă (introducere sau evacuare) sau combinată (cu încălzire/răcire-uscare/umidificare). În cazul ventilării mecanice vehicularea aerului se face cu ajutorul unui sau a două ventilatoare (unul de introducere și altul pentru evacuare), în general, prin vehicularea mecanică a unui debit de aer se urmărește menținerea unei temperaturi aproximativ constante, în perioada de iarnă, și limitarea creșterii temperaturii interioare peste o anumită valoare, în perioada de vară. Aceasta presupune intercalarea, în circuitul aerului, a unui ventilator și a unei baterii de încălzire (întotdeauna înaintea bateriilor de încălzire se montează un filtru de praf). Sunt și alte cazuri de ventilare combinată la care, în circuitul aerului, se introduc alte aparate cu ajutorul cărora se pot obține astfel procese simple, ca de ex., răcire si uscare sau umidificare.

Climatizarea poate fi pentru confort sau în scopuri tehnologice.În locul termenului de climatizare se folosește, adesea, și denumirea de „condiționare a aerului". Climatizarea se deosebește de ventilarea mecanică prin aceea că aerului de ventilare i se reglează simultan cel puțin doi parametri astfel că, după dorință, se poate realiza încălzirea, răcirea, uscarea sau umidificarea aerului dintr-o încăpere. După criteriile care stabilesc valoarea și limitele de variație a parametrilor aerului interior aceste instalații pot fi destinate confortului persoanelor sau unor scopuri tehnologice. Dificultăți mari pun instalațiile de climatizare tehnologice, deoarece valorile parametrilor aerului interior, prestabilite ca optime pentru procesul tehnologic, trebuie, în același timp, să constituie limite acceptabile din punct de vedere al condițiilor de muncă (pentru a nu crea senzații neplăcute oamenilor antrenați în procesul de muncă respectiv).

Ventilarea mixtă se poate realiza fie prin introducere naturală și evacuare mecanică, fie prin introducere mecanică si evacuare naturală. Ventilarea mixtă, sub cele două forme, apare fie ca oposibilitate de exploatare a instalațiilor de ventilare într-o anumită perioadă a anului (de obicei vara), fie chiar ca soluție de proiectare. Avantajul ei constă, în special, în economicitatea exploatării, dar și a investiției.

2. Clasificarea după extinderea zonei ventilate:

Ventilarea generală sau de schimb general este caracteristică încăperilor social-culturale sau a celor industriale fără degajări importante de nocivități. Ea presupune, în general, o amplasare uniform repartizată a gurilor de introducere și de evacuare.

Ventilarea locală apare ca necesară când există surse concentrate de nocivități sau când acestea sunt dispuse în anumite zone ale încăperilor, în aceste cazuri ventilarea de schimb general nu mai este eficace, apărând necesitatea captării nocivităților chiar la locul unde ele se produc, în această categoriee laterale, în unele cazuri, ventilarea de schimb general ar putea fi ineficace și din cauza refulării. De exemplu, pentru locurile de muncă din apropierea unor suprafețe încinse, oricât s-ar mări debitul de aer nu pot fi asigurate condiții pentru menținerea constantă a bilațului termic al omului, în această situație, pentru a ajuta organismul să elimine surplusul de căldură, se poate interveni prin crearea locală a unor jeturi de aer pentru fiecare muncitor în parte, denumite dușuri de aer. De asemenea, pentru a împiedica pătrunderea aerului rece în încăperi, la deschiderea frecventă a ușilor spre exterior, se folosesc, cu destul succes, perdelele de aer. Sunt și cazuri când, pentru a împiedica răspândirea noxelor în toată încăperea, în special, în cazul unor degajări toxice, se poate acționa eficace prin folosirea simultană a unui sistem de refulare, în general, de tip perdea de aer și a unui sistem de aspirare pentru fiecare utilaj în parte (de exemplu cabine de vopsire, uscare, electroliză etc.)

Ventilarea combinată se realizează prin ventilare generală și locală. Existența unui sistem de ventilare locală nu exclude prezența unei instalații de ventilare de schimb general, căreia îi revine rolul de a dilua scăpările de nocivități la valori sub limitele admisibile și de a asigura aerul de compensare. Ventilarea generală are drept scop schimbarea aerului în întreaga încăpere, supusă ventilării, spre deosebire de ventilarea locală, la care evacuarea aerului (sau introducerea) se referă la anumite puncte din încăpere unde este concentrată producerea nocivităților. Pentru a nu se răspândi în întregul spațiu, nocivitățile sunt evacuate chiar la locul de degajare prin absorbții locale.

3. Clasificarea după diferența de presiune dintre interiorul și exteriorul încăperii ventilate:

Ventilarea echilibrată, sistem la care debitele de aer de introducere și de evacuare sunt egale.

Ventilarea în suprapresiune, sistem la care debitul de aer introdus este mai mare decât cel evacuat pe cale mecanică astfel că în interior apare o suprapresiune, debitul în exces evacuându-se pe cale naturală.

Ventilare în subpresiune, sistem la care debitul de aer introdus este mai mic decât cel evacuat. Important este însă de urmărit ce degajări sunt în încăperile alăturate, pentru a nu contamina o încăpere ventilată în subpresiune sau să urmărim ce degajări nocive sunt într-o încăpere ventilată în suprapresiune pentru a nu contamina încăperile adiacente acesteia, spre care se va scurge aerul în exces. Reglarea regimului de presiuni este, din acest punct de vedere, foarte importantă. În clădirile cu mai multe încăperi ventilate se recomandă ca, pe ansamblu, suma debitelor de aer evacuate să fie egală cu a celor introduse pentru a împiedica subrăcirea anumitor încăperi.

4. Clasificarea după alte criterii:

În unele țări se practică alte clasificări, în Germania, de exemplu, se folosește denumirea de „Tehnica ventilării", ca denumire atotcuprinzătoare, incluzând și climatizarea.

Instalațiile pentru ventilarea încăperilor au sarcina de a elimina:

noxele care impurifică aerul (substanțe toxice și otrăvitoare, mirosuri);

căldura sensibilă (sarcina de încălzire, sarcina de răcire);

căldura latentă (sarcina termică latentă la uscare, umidificare).

Clasificarea se face, pe de o parte, după felul ventilării, respectiv, funcțiunile ventilării (cu/fără aer exterior) și, pe de altă parte, după numărul proceselor termodinamice de tratare a aerului (l- încălzire, R- răcire, US – uscare, UM – umidificare).

Climatizarea parțială:

aerul tratat este supus la trei procese termodinamice (l, R, US);

aerul tratat este supus la patru procese termodinamice (l, R, US, UM);

2.3. Semne convenționale și denumiri folosite în instalațiile de ventilare și climatizare

Pentru diversele părți ale instalațiilor, se folosesc semnele convenționale indicate în figura.2.1.

Figura 2.1. Semne convenționale pentru instalațiile de ventilare sau climatizare

Denumiri folosite:

Al – aer refulat (introdus) în încăperea/ încăperile deservite de instalații;

AA – aer aspirat din încăperea/încăperile deservite;

AE – aer eliminat (evacuat) în atmosferă;

AR – aer recirculat, o parte sau tot aerul aspirat, AA, dirijat spre a fi din nou tratat și reintrodus în încăpereAncăperi;

AM – aer amestecat provenit din a-mestecul aerului exterior (proaspăt), AP, și a unei părți din aerul aspirat, AA;

AP – aer proaspăt preluat din atmosferă prin intermediul unei prize de aer;

AEP – aer epurat, aer evacuat din ÎncăpereAncăperi, supus unui proces de separare și reținere a celor mai multe noxe, înainte de a fi evacuat în atmosferă în scopul reducerii poluării.

Notațiile P și R plasate înainte de simbolurile menționate au semnificația:

P – aer pretratat; R – aer retratat

Figura 2.2. Coșuri de ventilare:

a – individuale; b – cu deversor pe o parte;

c – cu deversor pe două laturi opuse.

2.4. Principii de funcționare a instalațiilor de climatizare

Elementul principal al oricărei instalații de climatizare îl reprezintă aparatul (agregatul) de climatizare de care sunt legate modalitățile de funcționare a instalației. Aerul de climatizare este tratat (încălzit, răcit, uscat, umidificat) în aparat și cu ajutorul acestuia instalația poate funcționa într-unul din regimurile: cu amestec de aer exterior și de aer interior; numai cu aer exterior; în regim de recirculare totală.

În figura 2.3. este prezentată schema de principiu a unei instalații de climatizare care deservește o singură încăpere (de exemplu, o sală de spectacol dintr-un teatru).

Instalația de climatizare se compune din: agregat (aparat) de climatizare, instalația de reglare automată aferentă, recuperator de căldură, atenuatoare de zgomot, grile de refulare și absorbție pentru încăpere, priză de aer proaspăt, gură de evacuare a aerului viciat în exterior și rețeaua de canale pentru introducere și evacuare. Pentru a funcționa, instalația mai are nevoie de câte o sursă de: căldură (apă caldă, apă fierbinte, abur), frig (apă rece, apă răcită, fre-on), energie electrică pentru instalația de forță (antrenare ventilatoare, pompe, recuperator de căldură, compre-soare, servomotoare, generatoare de abur, alimentare baterii electrice etc.) și automatizare (circuite de comandă, semnalizare etc.).

Aerul proaspăt este preluat din exterior prin priza de aer (P.A.) cu ajutorul ventilatorului de introducere (V.L), trecut prin recuperatorul de căldură (R.C.) și amestecat cu aer recirculat din încăpere.

Agregatul de climatizare se compune din:

Fitrul de praf (F) – are rolul de a reține particulele de praf din aerul exterior și recirculat.

Bateria de preîncălzire (BPI) și bateria de reîncălzire (BRI). Acestea preîncălzesc și reîncălzesc, în anumite limite, debitul total de aer al instalației.

Camera de umidificare (CU) – are rolul de a îmbogăți conținutul de umiditate al aerului introdus în încăperea climatizată. Această umidificare se poate face cu ajutorul unei camere de pulverizare a apei (umidificarea adiabatică), cu pompare în circuit închis sau prin injectare cu abur viu (umidificare izoter-mică) provenit de la un generator de abur sau preluat dintr-o rețea de abur tehnologic. În cazul utilizării aburului, BRI poate lipsi.

Ventilatorul de introducere (Vl) asigură mișcarea aerului pe circuitul de introducere de la priza de aer (PA) până la gura (gurile) de refulare (GR) învingând rezistențele din PA, RC, F, BPI, BR, CU, BRI, AZ, GR și de pe rețeaua canalelor de introducere.

Ventilatorul de evacuare (VE) asigură mișcarea aerului pe circuitul de evacuare (GA, AZ, RC, GE și rețeaua de canale aferentă). Presiunea acestui ventilator este mai mică decât a celui de introducere care are de învins mai multe rezistențe (rezistențele elementelor componente ale aparatului de climatizare).

Acționarea și reglarea diverselor elemente care participă la tratarea aerului se fac cu ajutorul unor traductoare: termostat (T); higrostat (H) montate în încăpere sau pe canalele de aer (în principal, pe cel de evacuare a aerului din încăpere, dar nu numai).

Figura 2.3. Schema unei instalații de climatizare deservind o singură încăpere

Figura 2.4. Elemente principale ale unei instalații de climatizare:

1 – recuperator de căldură; 2 – cameră de amestec; 3 – filtru de praf; 4 – baterie de preîncălzire; 5 – baterie de răcire; 6 – umidificator; 7 – baterie de reîncălzire; 8 – ventilator de introducere; 9 – atenuator de zgomot, pe introducere; 10 – idem, pe evacuare; 11 – ventilator de evacuare; 12 – priză de aer proaspăt; 13 – gură de evacuare a aerului viciat în atmosferă; 14 – gură de introducere; 15 – gură de aspirare; CC – centrală de climatizare; IC – încăpere climatizată; A – aspirare; I – introducere; P – priză; E – evacuare; M – amestec; R – recirculare.

2.5. Exemplificări de instalații de ventilare și climatizare

Sursa: www.mec-el-project.ro

Sistem central de încălzire sursa: www.sistemeclimatizare.ro

Joacă un rol important în funcționarea sistemului de aer condiționat. Aeroterma produce căldură prin arderea gazului natural. Căldura obtinuță prin acest proces trece în așa numitul schimbător de căldură. Prin intermediul sistemului de tubulatură, aerul din locuință este suflat peste schimbătorul de căldură și astfel se obține încălzirea.

Instalație de aer condiționat pentru birouri

(sursa: www.aerconditionatbirou.ro)

Instalația de aer condiționat pentru birouri are următoarele particularități:

este un produs personalizat prevăzut cu funcții de răcire și încălzire, umidificare și ventilație și are capacități cuprinse între 3.000 și 30.000 m3/h, poate reduce pierderea de energie cauzată de pătrunderea aerului din exterior.

Utilizarea intermitentă a casetelor cu 4 direcții permite controlul individual și pe secțiuni a sistemului de climatizare.

Cu ajutorul ușilor rotative și a anemostatelor de suprapresiune, se previne pierderea de energie care poate fi provocată de pătrunderea aerului netratat din exterior.

CAPITOLUL III

INSTALAȚII SANITARE

CRITERII DE CLASIFICARE ȘI CONDIȚII DE REALIZARE A INSTALAȚIILOR DE ALIMENTARE CU APĂ DIN ANSAMBLURI

DE CLĂDIRI

3.1. Generalități

Instalațiile de alimentare cu apă din ansambluri de clădiri se compun din rețele exterioare, inclusiv instalațiile de ridicare a presiunii apei reci, racordate la conductele publice ale sistemului de alimentare cu apă a localității sau la sursele proprii, prin conducte de branșament și instalațiile din interiorul clădirilor.

După parametrii apei din conducta publică în punctul de racord, instalațiile de distribuție a apei din clădiri pot fi racordate la conducte publice:

direct sau funcționând sub presiunea apei din conducta publică, (fig. 3.1);

prin intermediul instalației de ridicare a presiunii apei (fig. 3.2);

prin intermediul instalației de pompare cu rezervor de înălțime (fig. 3.3.).

După scopul întrebuințării apei, instalațiile interioare pot fi pentru:

consum menajer;

distribuția apei industriale;

combaterea incendiilor (instalații cu hidranți interiori, cu sprinklere, drencere sau alte capete de debitare a apei).

După numărul de rețele de distribuție a apei ținând seamă și de natura consumului, instalațiile interioare pot fi cu:

o rețea pentru satisfacerea tuturor nevoilor de consum al apei (menajer, industrial, de incendiu);

rețele comune pentru anumite consumuri (de exemplu: rețea comună pentru consumul menajer și pentru incendiu, rețea comună pentru consumul tehnologic și pentru incendiu etc.);

rețele separate (distincte) pentru fiecare fel de consum.

După forma rețelei de distribuție, instalațiile interioare sunt:

ramificate (sau arborescente);

inelare;

mixte.

După poziția de montare (de amplasare) în clădire a conductelor principale de distribuție, instalațiile pot fi cu distribuție:

inferioară, cu conducte montate în subsol (dacă există), în canale tehnice circulabile sau în canale vizitabile, se-mivizitabile sau nevizitabile practicate sub pardoseala parterului;

superioară, cu conductele montate sub planșee, pe grinzi, stâlpi etc.;

mixtă, parțial inferioară și parțial superioară.

După regimul de presiune a apei, instalațiile interioare pot fi cu:

o zonă de presiune;

două sau mai multe zone de presiune; o zonă de presiune este limitată la 6 bar, considerată rezistența maximă admisibilă a materialelor din care sunt executate conductele sau armăturile instalației interioare.

După temperatura apei distribuite, instalațiile interioare sunt pentru:

distribuția apei reci;

prepararea și distribuția apei calde de consum.

Pentru realizarea unei instalații interioare de distribuție a apei se ține seama de următoarele elemente principale:

caracteristicile consumatorilor de apă din clădire și anume:

natura, cantitatea și variația consumului de apă;

calitatea apei pentru consum;

regimul necesar de alimentare cu apă: continuu sau intermitent;

caracteristicile hidraulice (debitul, presiunea de serviciu), regimul de furnizare a apei (continuu sau intermitent) și calitatea apei furnizată de conducta publică sau de sursele proprii;

destinația și caracteristicile constructive ale clădirii:

de locuit, cu sau fără subsol tehnic, sau numai cu canale tehnice vizi-tabile sau nevizitabile etc.;

social-culturale: teatre, cinematografe, case de cultură, spitale, săli de sport, stadioane, gări etc., la care se impun anumite condiții de confort sau cerințe de estetică;

industriale: hale de producție, ateliere, garaje etc., la care, de regulă, pardoseala este ocupată de mașini și utilaje, astfel că, cel mai des, se adoptă soluția distribuției superioare a rețelei.

În afara criteriilor arătate, la realizarea instalațiilor de distribuție a apei se au în vedere calcule tehnico-economice, care urmăresc realizarea unui cost total anual minim de investiție și de exploatare a instalațiilor.

Fig. 3.1. Schema izometrică a instalației de alimentare cu apă cu distribuție inferioară:

1 – rețea exterioară de alimentare cu apă rece a ansamblului de clădiri;

2 – conductă de racord; 3 – contor ;4 – conductă de racord la conducta de distribuție; 5 – conductă de distribuție inferioară; 6 – ramificație spre coloană; 7 – coloană; 8 – legătură la armăturile obiectelor sanitare;

9 – robinet de închidere cu golire pe racord; 10 – robinet de închidere cu golire pe coloană 11 – robinet de închidere pe legătura la obiecte sanitare.

Astfel, pentru clădirile de locuit și pentru majoritatea clădirilor social-culturale, se adoptă instalații cu distribuție inferioară ramificată, comună pentru consum menajer și incendiu, pe când la clădirile industriale, la care, pentru anumite procese tehnologice se poate utiliza apă nepotabilă, eventual din surse proprii (de suprafață, de adâncime sau recirculate), se adoptă instalații cu rețele separate pentru consum menajer, tehnologic și pentru incendiu.

Când consumatorii industriali necesită un regim continuu (fără nici un fel de întreruperi) în alimentarea cu apă, se prevăd rețele inelare de distribuție, în cazul clădirilor înalte, se preconizează soluția distribuției apei pe zone de presiune, prevăzându-se etaje tehnice în care se montează conductele de distribuție și instalațiile necesare ridicării presiunii apei pentru zonele superioare.

Fig. 3.2. Schema izometrică a unei instalații interioare de alimentare cu apă cu distribuție inferioară și stație proprie de ridicare a presiunii:

1 – rețea exterioară de alimentare cu apă rece a ansamblului de clădiri;

2 – conductă de racord;3 – contor; 4 – robinet cu plutitor; 5 – rezervor tampon; 6 – conductă de aspirație a pompelor; 7 – pompă; 8 – conductă de refulare a pompelor; 9 – conductă de ocolire;10 – recipient hidropneumatic; 11 – conductă de legătură dintre recipientele hidropneumatice și conducta de distribuție; 12 – conductă de distribuție inferioară; 13 – ramificație spre coloană;14 – coloană; 15 – legătura la armăturile obiectelor sanitare;

16 – robinet de închidere pe conducta de legătură;

17 – robinet de închidere cu golire.

Fig. 3.3. Schema izotermică a unei instalații interioare de alimentare cu apă cu distribuție superioară:

1 – rețea exterioară de alimentare cu apă rece a ansamblului de clădiri;

2 – conductă de racord;3 – contor; 4 – robinet cu plutitor; 5 – rezervor tampon; 6 – conductă de aspirație a pompelor; 7 – pompă; 8 – conductă de refulare a pompelor; 9 – conductă de ocolire; 10 – coloană de alimentare cu apă a rezervorului de înălțime; 11- rezervor de înălțime; 12 – conductă de alimentare de la rezervorul de înălțime; 13 – conductă de distribuție superioară; 14 – ramificație spre coloană; 15 – coloană; 16 – legătură la armăturile obiectelor sanitare;17 – robinet de închidere pe conducta de legătură.

3.2. Prezentarea în planuri și scheme a instalațiilor se face, utilizând semnele convenționale cuprinse în STAS 185/1 … 6.

Figura 3.4. Principalele semne convenționale utilizate la întocmirea desenelor instalațiilor sanitare

În figura 3.4., sunt prezentate principalele semne convenționale utilizate la întocmirea desenelor instalațiilor sanitare.

De regulă, pentru clădirile de locuit se adoptă rețele cu distribuție inferioară, cu conductele amplasate în subsoluri sau în canale tehnice circulabile.

3.3. Canalizarea apelor uzate menajere

Elementele componente (fig. 3.5.) ale acestor rețele sunt:

– conductele de legătură, prin care se racordează receptorii de ape uzate (obiecte sanitare, sifoane de pardoseală etc.) la ramificațiile de pe conductele de derivație sau de pe coloanele de scurgere și de pe conductele colectoare;

Figura 3.5. Elementele componente ale rețelei interioare

de canalizare a apelor uzate menajere:

1 – conductă de legătură; 2 – conductă de derivație; 3 – coloană; 4 – conductă colectoare; 5 – conductă de ventilație; 6 – căciulă de ventilație; 7 – dispozitiv de curățare; 8 – sifon tip U, cu colector de plintă; 9 – spălător cu picurător;

10 – lavoar; 11 – cadă de baie; 12 – vas de closet; 13 – rezervor de closet;

14 – conductă de spălare; 15 – conductă de racord la canalizarea exterioară.

– conductele de derivație, prin care se racordează grupurile de obiecte sanitare la coloanele de scurgere și la conductele colectoare;

– coloanele de scurgere, care colectează apele de la conductele de legătură și de la conductele de derivație și le transportă pe verticală, la conductele colectoare;

– conductele colectoare, care sunt așezate la partea inferioară a instalației și primesc apele uzate de la coloanele de scurgere, de la conductele de derivație și de la conductele de legătură și le transportă la rețeaua exterioară de canalizare;

– conductele de ventilație, care sunt prelungiri ale conductelor de scurgere (coloane, conducte de derivație și conducte de legătură) în sensul opus celui de scurgere, care au scopul de a asigura evacuarea gazelor de canal în atmosferă, deasupra acoperișului;

– dispozitivele de curățare, care se prevăd atât pe porțiunile orizontale, cât și pe porțiunile verticale ale rețelei, pentru a asigura intervenția ușoară în caz de înfundări.

La amplasarea conductelor, la alegerea traseului și a modului de montaj etc. trebuie să fie urmărită îndeplinirea următoarelor condiții:

să fie asigurată o pantă continuă, care să permită scurgerea gravitațională a apelor uzate, recurgându-se la pompare numai în cazuri extreme;

traseele să fie cât mai drepte, evitându-se schimbările de direcție, care favorizează depunerile și înfundările;

rețeaua să fie, pe cât posibil, accesibilă pentru curățare;

să fie asigurată ventilarea permanentă a rețelei, în vederea eliminării gazelor de canal și a evitării suprapresiunilor și subpresiunilor;

lungimea conductelor să fie cât mai mică;

amplasarea conductelor să se facă astfel încât să fie ferite de lovituri, protejându-le sau evitând locurile cu circulație intensă;

pantele conductelor și traseele acestora să fie astfel alese, încât să nu stânjenească circulația și să nu necesite mascări costisitoare;

traseele alese să nu deranjeze, din punct de vedere estetic, prin amplasarea coloanelor în colțurile încăperilor, mascarea conductelor etc;

materialele din care sunt executate rețelele să reziste, în bune condiții, la acțiunea apelor uzate și să permită o scurgere și o întreținere ușoară.

3.3.1. Conductele de legătură

Se pot monta pe perete (deasupra pardoselii sau sub plafon), cu pantă, pentru a asigura scurgerea gravitațională a apei, sau în grosimea pardoselii – în funcție de tipul obiectului, poziția de montaj și de caracteristicile construcției. Conductele montate pe pereți pot fi așezate în fața acestora, lăsându-se aparente sau fiind mascate cu elemente ușoare de închidere, sau, alteori, se prevăd îngropate, fiind mascate cu rabiț sau acoperindu-se direct cu tencuieli.

La alegerea traseelor acestor conducte trebuie să se țină seama de următoarele:

conductele de legătură nu trebuie să traverseze rosturi de dilatare, chiar dacă ar fi necesară, în consecință, prevederea unei coloane în plus; dacă traversarea nu se poate totuși evita, va fi prevăzută o legătură elastică, astfel încât, la tasări conducta să nu fie deteriorată;

se va evita trecerea conductelor de legătură deasupra utilajelor, care pot fi deteriorate în urma scăpărilor de apă din conducte și, în mod special, deasupra tablourilor de comandă, barelor sau conductelor electrice și în încăperile cu transformatoare electrice;

se va evita montarea conductelor îngropate în grosimea pardoselii, deoarece supravegherea, întreținerea și repararea lor este dificilă; dacă montarea „îngropat” nu poate fi evitată, se vor folosi conducte cu lungimea cât mai mică și pe trasee fără schimbări de direcție, întrucât grosimea mică a pardoselii îngreunează realizarea pantelor normale;

toate traseele să fie cât mai scurte, cu cât mai puține schimbări de direcție, iar cele montate sub plafon să fie așezate paralel cu pereții, astfel încât să influențeze cât mai puțin aspectul estetic al încăperilor.

Se recomandă mascarea conductelor cu elemente ușoare de închidere, întrucât aceasta permite și realizarea unor condiții de igienă mai bune.

Indicațiile referitoare la conductele de legătură sunt valabile și pentru conductele de derivație, cu mențiunea că lungimea acestor conducte nu permite montarea lor în grosimea pardoselii (ca în cazul conductelor de legătură).

3.3.2. Coloanele de scurgere

Se montează în linie dreaptă pe zidurile interioare și exterioare (spre interiorul clădirii), aparent sau mascat. Micile devieri necesare pentru ocolirea grinzilor se realizează cu ajutorul unor piese speciale (cot cu etaj).

Poziția coloanelor față de receptorii de ape uzate trebuie să fie astfel aleasă, încât lungimile conductelor de legătură și de derivație să fie cât mai mici. Aceasta favorizează buna funcționare a canalizării, evită înfundările și ajută la efectuarea curățărilor, iar costul conductelor este redus. Pentru a realiza aceasta, grupurile sanitare se amplasează suprapuse pe verticală.

La amplasarea coloanelor trebuie avute în vedere și considerentele de ordin estetic, preferându-se mascarea lor cu elemente de închidere ușoare.

În general, este preferată amplasarea coloanelor în încăperi secundare (oficii, camere de baie, vestibule etc.), ceea ce favorizează mascarea lor, ușurează izolarea pentru a împiedica transmiterea zgomotelor etc.

Materialele folosite pentru executarea coloanelor trebuie să îndeplinească toate condițiile generale impuse pentru materialele din care se execută conductele de canalizare, cu mențiunea că materialele cu maleabilitate ridicată nu sunt indicate pentru execuția coloanelor. Astfel, țevile de scurgere din plumb nu sunt admise pentru executarea coloanelor. Se utilizează, în primul rând, conductele din PVC și, numai în cazul în care apele evacuate pot avea temperaturi mai mari de 40°C, se admite utilizarea conductelor de scurgere din fontă.

3.3.3. Conductele colectoare

Se montează aparent, sub tavanul subsolului sau îngropate sub pardoseala parterului și a subsolului, cu pantă, pentru a asigura scurgerea gravitațională a apei, în funcție de amplasarea receptorilor de ape uzate, condițiile constructive și poziția canalizării exterioare.

La clădirile industriale, conductele colectoare se montează îngropate în pământ, la adâncime suficientă, pentru a fi ferite de deteriorări mecanice și de degradări datorate încărcărilor întâmplătoare, evitându-se (pe cât posibil) amplasarea sub postamentele agregatelor industriale.

În cazul amplasării aparente, sub tavanul subsolului sau în canalele tehnice, traseele vor trebui alese astfel încât să permită, pe întregul traseu, realizarea unei pante normale, fixarea ușoară și rațională a conductelor, vizitarea lor, și să nu stânjenească circulația.

Ieșirile spre canalizarea exterioară trebuie să țină seama de poziția acesteia, căutând să se prevadă un număr minim de cămine de vizitare, care scumpesc costul lucrărilor.

În punctele de ieșire din clădire, pentru a feri conductele de deteriorări – care ar putea fi provocate de tasări ale clădirii – se prevede un gol în zidărie, cu dimensiuni mai mari decât ale tubului, spațiul din jurul tubului etanșându-se cu argilă sau cu mastic bituminos.

La clădirile amplasate pe terenuri macroporice, conductele de canalizare trebuie prevăzute vizitabile pe întreaga lor lungime, pentru a asigura observarea și depistarea imediată a eventualelor defecțiuni, deoarece scăpările de apă din rețeaua de canalizare pot afecta, în mod grav, rezistența și stabilitatea clădirii. La trecerea conductelor prin zidurile exterioare ale clădirilor amplasate în terenuri macroporice se vor prevedea canale de protecție, care să permită tasarea diferită a clădirilor și a canalelor, iar conductele colectoare se vor monta cu posibilitatea de deplasare pe verticală.

Ca și în cazul coloanelor, materialele utilizate sunt conductele de PVC, care se folosesc chiar și în subsolul clădirilor amplasate în terenuri macroporice. Conductele de scurgere din fontă se vor utiliza numai în cazul în care apele uzate depășesc temperatura de 40°C.

În cazul apelor agresive se vor folosi conducte din gresie ceramică, iar la diametre de peste 150 mm – conducte din PAS.

3.3.4. Conductele de ventilație (fig. 3.6.)

Se pot realiza în mai multe moduri, în funcție de alcătuirea instalației și de mărimea ei, deosebindu-se:

– coloane de ventilație directă;

– conducte de ventilație secundară;

– coloane de ventilație suplimentară.

Figura 3.6. Conducte de ventilație la rețeaua interioară de canalizare:

1 – coloană de ventilație directă; 2 – conductă de ventilație secundară;

3 – coloană de ventilație secundară; 4 – coloană de scurgere; 5 – conductă de derivație.

Prin prevederea acestor conducte se urmărește eliminarea gazelor de canal în atmosferă, deasupra acoperișurilor și punerea rețelelor de canalizare în contact cu atmosfera, pentru a se evita formarea de suprapresiuni și depresiuni în rețea.

Eliminarea permanentă a gazelor din rețelele de canalizare permite micșorarea influenței nocive a gazelor de canal asupra personalului de întreținere, care lucrează în canale și evitarea pericolului de explozie.

Gazele de canal – care trebuie eliminate – provin din apele uzate menajere, datorită proceselor de descompunere a substanțelor organice pe care le conțin, din apele industriale, prin degajarea diferitelor substanțe gazoase dizolvate în aceste ape, sau prin vaporizarea diferitelor substanțe ușor volatile, antrenate de apele uzate (benzină, păcură etc.).

De asemenea, în canalizarea exterioară există și gaze care pot proveni din afară, cum ar fi gazul metan scăpat din conductele respective și infiltrat în canalele pentru ape uzate.

Eliminarea gazelor de canal în atmosferă se produce datorită tirajului creat de diferența de nivel și de diferența de temperatură dintre gurile de evacuare ale conductelor de ventilație, situate pe acoperișul clădirilor și căminele de vizitare.

Tirajul este mărit atât prin acțiunea vântului în zona gurilor de evacuare ale conductelor de ventilație, cât și prin procesul de scurgere a apelor uzate, în coloanele de scurgere și în conductele colectoare, care forțează deplasarea amestecului de aer și gaze de canal în rețelele de canalizare interioară.

Coloanele de ventilație directă sunt prelungiri ale coloanelor de scurgere, deasupra conductelor de legătură sau de derivație, de la obiectele așezate cel mai sus și până deasupra acoperișului, reunind – în unele cazuri – chiar mai multe coloane într-o singură ieșire, pentru a avea mai puține străpungeri ale învelitorii.

Coloanele de ventilație directă asigură o bună funcționare a rețelei, în special în cazurile în care conductele de legătură și de derivație au lungimi mici, coloanele sunt puțin încărcate și de înălțime relativ mică.

Conductele de ventilație secundară sunt prelungiri ale conductelor de legătură și de derivație, în sens opus celui de scurgere, pentru a pune aceste conducte în permanentă legătură cu atmosfera. Aceste conducte sunt necesare când conductele de legătură și de derivație au lungimi mari și colectează apele uzate de la un număr mare de obiecte.

În aceste cazuri, datorită debitelor mari și corpurilor în suspensie, secțiunea conductei se umple complet, iar în urma apei transportate se produc subpresiuni.

Datorită presiunii atmosferice, care se exercită la suprafața apei, din sifoanele receptorilor de ape uzate, apa din sifoane este evacuată în rețeaua de canalizare. Închiderea hidraulică, realizată prin sifon, dispare, iar gazele de canal pot intra în încăperi.

Prevederea conductelor de ventilație secundară asigură menținerea unei presiuni apropiate de presiunea atmosferică, ceea ce permite funcționarea normală a sifoanelor de la receptorii de ape uzate.

3.4. Prepararea apei calde de consum

Tendința recentă este de descentralizare a instalațiilor pentru prepararea apei calde de consum, din rațiuni justificate de ordin energetic și de confort, a determinat creșterea interesului pentru instalațiile de capacități mici și mijlocii, în special pentru locuințe de tip individual și pentru obiective din sectorul terțiar.

Oferta generoasă de echipament din producția internă sau din import determină, în mod paradoxal, deruta beneficiarului, care este pus în situația de a opta asupra sistemului (tip, combustibil, capacitate), de cele mai multe ori fără a dispune de elemente suficiente pentru susținerea deciziei.

În consecință, apreciem că o documentare profesională pe această temă poate fi, în egală măsură, interesantă și utilă. .

3.4.1. Exigențe funcționale

Diversitatea folosințelor fi a ulilizaiorilor, precum și cea a particularităților locale, conduce la o multitudine de, soluții posibile pentru realizarea instalațiilor de, preparare a apei calde de consum. Tocmai această diversitate impune respectarea unor principii cu caracter genral, capabile să asigure servicii satisfăcătoare din punct de vedere funecțional și al exigențelor de confort.

Din șirul acestor principii semnalăm:

furnizarea debitelor necesare consumatorilor la parametrii calitativi și cantitativi ceruți de natura folosinței,

funcționarea continua și asigurarea promptă a temperaturilor de consum, știut fiind că orice întârziere în obținerea apei la temperatura satisfăcătoare antrenează pierderi nejustificate de energie și apă, respectiv costuri suplimentare

evitarea riscului de supraîncălzire accidentală a apei și asigurarea unor temperaluri și presiuni constante pe durata utilizării, precum și posibilitatea de reglare a acestor parametri;

limilarea posibilităților de deteriorare a instalației prin coroziune

limitarea riscului de avarii și a anomaliilor funcționale, cu asigurarea condițiilor pentru o exploatare simplă și o întreținere ușoară;

diminuarea , pe cât posibil, a cheltuielilor de investiție și de exploatare.

Evident, o parte din aceste obiective au caracter contradictoriu, în special

sub aspectul corelației calitale/cost, proiectantului.revenindu-i sarcina adoptării soluției optime.

3.4.2. Structura sistemelor

Instalațiile pentru prepararea apei calde de consum sunt constituite din elemente cu funcțiuni bine definite,fiecare contribuind la satisfacerea exigențelor consumatorilor.

Dintre acestea, funcțiunea principală o reprezintă prepararea, care implică:

Sursa de energie care după caz poate fi un combustibil traditional (lichid, gaz, cărbune, lemn, etc.),electricitate, un fluid caloportor dintr-o rețea termica sau o forma de energie neconvențională cum ar fi energia solară, geotermală, etc.

Dispozitivul pentru transferul căldurii care este integrat în aparatul de preparare a apei calde, sub forma unor suprafețe schimbătoare de căldura funcționând direct sau prin intermediari, în mod uzual apa calda respectiv a unei rezistente termice.

Un sistem facultativ pentru acumularea apei calde produse, care poate fi cuplat cu aparatul de preparare, sau independent de acesta.

Alegerea unui sistem

În fața idversității de soluții posibile cu avantaje și dezavantajele lor este necesară clarificarea preliminară a următoarelor aspecte determinante;

Forma de energie utilizata

Caracterul instalației individual sau colectiv, local, sau centralizat

Modul de preparare a apei calde; instantaneu, semi-instantaneu, cu semi-acumulare sau cu acumulare.

Forma de energie

Stabilirea soluțiilor pentru prepararea apei calde de consum trebuie să se facă în corelație cu soluția de încălzire,care determină opțiunea energetică.Alegerea formei de energie va trebui să țină seama de particularitățile locale privind:

existența rețelelor de distribuție a gazelor naturale sau/și a rețelelor de termoficare.

regimul tarifar al agenților energetici(energie electrică, agent termic,gaz)

restricții constructive și denatură ecologică (posibilitatea realizării coșurilor de fum,posibilitatea colectării și evacuării reziduurilor).

Definitivarea deciziilor necesită efectuara unor atente analize tehnico-economice, în care să fie luați în considerare toți factorii care condiționează eficiența globală,disponibilitățile și costul resurselor, randamentul aparatelor în raport cu tipul de energie utilizată, regimul tarifar, costul exploatării etc.

Caracterul instalației

Caracterul instalației, colectiv sau individual, este determinat de natura folosinței și de particularitățile clădirilor deservite.

În mod evident, problema instalațiilor colective nu se poate pune decât în cazul deservirii unor ansambluri de clădiri independente, cu funcțiune de cazare comună – blocuri de locuințe, cămine, hoteluri etc., – în timp ce instalațiile individuale se pretează cu mai puține restricții, pentru orice funcțiune și orice tip de clădire.

Utilizarea instalațiilor individuale, în clădirile colective, prezintă, în general o serie de avantaje, în comparație cu instalațiile de tip centralizat:

asigură autonomie și suplețe funcțională, ritmul utilizării, propriu fiecărui tip de receptor, putând fi controlat individual și permanent;

permite adaptarea temperaturilor de preparare după necesitățile fiecărui utilizator;

oferă siguranță și eficiență în exploatare, instalația fiind folosită numai în prezența utilizatorului și întreținută de acesta;

elimină rețelele exterioare de transport și conductele de recirculare, cu toate consecințele referitoare la pierderile de căldură și de energie pentru pompare.

Nu trebuie însă pierdute din vedere unele inconveniente specifice acestui tip de instalații, cum ar fi:

necesitatea unor suprafețe suplimentare pentru amplasarea la consumator a aparatelor preparatoare de apă caldă;

puteri instalate superioare, corespunzător necesității de acoperire a cerințelor de vârf ale consumatorilor, în raport cu simultaneitatea de funcționare;

costuri de investiție mai mari pe ansamblu decât în cazul instalațiilor colective de capacitate echivalentă.

Oricum alegerea dintre “individual” și “colectiv” rămâne o problemă care depinde de condițiile locale și, în parte, un criteriu obiectiv important.

Modul de preparare

Consumul de apă caldă prezintă, în majoritatea cazurilor, variații importante în timp, solicitând în perioadele de vârf debite mari.

Un sistem instantaneu de preparare trebuie să aibă capacitatea pentru încălzirea apei în momentul utilizării acesteia, corespunzător debitului maxim de scurtă durată. În consecință, sistemul necesită puteri instalate importante, care nu sunt utilizate integral decât în perioade foarte scurte de timp.

În funcție de durata vârfului de consum și de mărimea debitului necesar, cei doi parametri caracteristici – puterea instalată Pi și capacitatea de acumulare Va – se corelează linear, corespunzător condițiilor de egal confort.

Valorile limită convenționale sunt:

pentru sistemul instantaneu, un volum minim de stocare Va min de 10 l/apartament;

pentru sistemul de acumulare, o putere minimă instalată Pi min, echivalenta puterii medii necesare în ziua de consum maxim (Ezi/24);

sistemul semi-instantaneu, pentru care se admite capacitatea de stocare în limita volumului maxim consumat într-o oră;

sistemul cu semi-acumulare, pentru care capacitatea de stocare depășește de 2-3 ori volumul necesar în ora de consum maxim.

3.4.3. Dimensionarea instalației

În mod practic, evenimentul care dimensionează instalația se definește printr-una din următoarele alternative:

solicitare instantanee de scurtă durată considerată pentru un anumit număr de receptori în funcțiune;

o solicitare de durată corespunzătoare ansamblului de receptori deserviți pe parcursul unui interval de timp determinat de regulă având o durată de câteva ore.

Pentru fiecare dintre cele 2 posibilități de definire a solicitării maxime, apare evident necesitatea precizării parametrilor de calcul, respectiv a debitelor caracteristice, a duratei intervalului de consum și a simultaneității funcționale a receptorilor.

Normativele și standardele românești rezolvă problema parțial determinând debitele instantanee de calcul prin relații specializate în funcție de debitul specific al diferitelor categorii de receptori și de simultaneitatea de receptare a acestora specifică funcționării clădirii. Nu se vor face în schimb precizări asupra modului de determinare a debitelor de durată și a timpului de calcul, elemente care vor rămâne la aprecierea proiectantului.

În acest mod, în procedeul de dimensionare a instalațiilor, se face loc arbitrariului, exactitatea elementelor de calcul fiind în mare măsură dependentă de experiența decidentului. Atenuarea evenimentelor, a consecințelor negative este posibilă în cazul în care se cunoaște alura consumatorului, exprimată prin cronogramele orale, determinate direct sau statistic pe baza unor valori mediate, înregistrate pentru folosințe de același tip. Prin comparație, prescripțiile tehnice ale U.E. definesc mai exact parametrii de dimensionare, limitând marja posibilă de eroare. Se face referire la aceste prescripții, având în vedere frecvența de utilizare a aparatelor pentru prepararea apei calde de consum de proveniență U.E., (cel mai frecvent francez), aparate ale căror caracteristici sunt determinate în condițiile cadrului normativ menționat mai sus. Conform acestor prescripții, debitele de calcul se stabilesc după cum urmează:

debitul maxim instantaneu este considerat ca fiind debitul aferent receptorilor în funcțiune simultan corespunzător consumului maxim al acestuia realizat pe o durată de 10 minute.

debitul orar maxim este considerat în mod convențional ca fiind debitul orar corespunzător la 75% din necesarul maxim zilnic de apa caldă, raportat la o durată de utilizare de 3 până la 5 ore; pentru ansambluri mai mici, această durată poate coborî chiar și sub 2 ore.

puterea instalată și volumul de acumulare, cu elementele precizate anterior se poate proceda în continuare la determinarea puterii necesare și a volumui de acumulare:

pentru sistemele de tip instantaneu, puterea instalată trebuie să asigure energia necesară încălzirii debitului maxim instantaneu;

pentru sistemele cu acumulare, puterea instalată se calculează astfel încât să permită încălzirea volumului total acumulat de la temperatura apei reci la 600 C, într-un interval de timp, în general fixat la 8 ore sau mai puțin ținând seama și de pierderile de căldură ale acumulatorilor.

3.4.4. Aparate pentru prepararea apei calde

Menținând criteriile de clasificare discutate, și anume natura combustibilului și modul de preparare se prezintă în continuare particularitățile funcționale ale principalelor tipuri de aparate folosite pentru prepararea apei calde. În sprijinul utilizatorilor, pentru fiecare caz în parte sunt indicate cu caracter de recomandare, caracteristicile unor echipamente oferite de firme producătoare reputate de firme prezente pe piața internă.

Încălzitoare electrice – asigură încălzirea apei prin intermediul unor rezistente electrice capsulate, încorporate după caz în flux direct sau într-un rezervor de acumulare. Puterea nominală este determinată de modul și de capacitatea de preparare fiind de ordinul a 100 până la 120 wați pe litru pentru încălzitoarele de tip instantaneu, și respectiv 10 până la 12 wați pe litru pentru cele de tip cu acumulare. Comparativ, încălzitoarele de tip instantaneu necesită puteri electrice mai mari ceea ce constituie un element restrictiv de utilizare. Funcționarea aparatelor poate fi continuă sau intermitentă controlată prin intermediul unui sistem de termostatare, unele aparate regrupează pe aceleași cumulatoare pe lângă rezistența electrică un schimbător cu lichid intermediar existând posibilitatea funcționării în sistem bi-energie. Aparatele electrice pentru prepararea apei calde prezintă avantajul utilizării unei forme curate de energie, de regulă disponibilă indiferent de natura combustibilului folosit pentru încălzire, ceea ce conferă o largă aplicabilitate și flexibilitate funcțională.

Încălzitoare cu gaze – asigură încălzirea instantanee a debitului utilizat sau încălzirea unui volum de apă stocată prin intermediul unor schimbătoare de căldură de suprafață care realizează transferul energiei termice a produselor de combustie. În general aparatele sunt concepute pentru a fi racordate la coș. În funcție de puterea nominală a echipamentelor se disting încălzitoare instantanee pentru bucătării cu o putere utile de 8 până la 10 kilowați; încălzitoare instantanee pentru băi cu o putere între 10 și 15 kilowați și generatoare instantanee de capacitate mare cu puteri cuprinse între 30 și 70 de kilowați.

Aparatele cu acumulare sunt concepute pentru încălzirea și menținerea temperaturii unor cantități de apă cuprinse între 75 și 200 de litri, stocate în acumulatoare bine protejate termic. Raportul dintre volumul de stocare și puterea utilă determină tipul de încălzire a rezervei de apă.

În funcție de timpul necesar pentru aducerea temperaturii la valoarea nominală se deosebesc aparate cu încălzire normală, rapidă și ultra-rapidă.

Aparate cu agent termic intermediar – asigură încălzirea apei prin transferul energiei de la un agent termic primar, de regulă apa caldă, apa fierbinte sau abur, la nivelul unor schimbătoare de căldură cu suprafețe de tip recuperativ sau cu acumulare. Ca și în celelalte cazuri, aparatele instantanee necesită puteri instalate, respectiv suprafețe de transfer mari, proporționale cu debitele maxime de scurtă durată ceea ce determină exploatarea lor sub capacitatea normală în cea mai mare parte a duratei de funcționare. Spre doesebire, aparatele cu acumulare permit reducerea într-o proporție însemnată a puterii utile instalate și aduc o mai mare stabilitate și suplete funcțională.

Concluzii. Trecerea în revistă a celor câteva aspecte referitoare la modalitățile de preparare a apei calde de consum evidențiază complexitatea problemei și concluzia că din punct de vedere tehnic nu pot fi stabilite soluții universal valabile.

Rezolvările adoptate pentru fiecare caz în parte trebuie sî reprezinte un compromise în sensul bun al cuvântului între cerințele consumatorului, forma de energie disponibilă și mijloacele de producere ce pot fi oferite având ca principal obiectiv satisfacerea optimă a exigentelor de confort în condiții de maximă eficiență. În acest sens, informarea și experiența proiectantului rămân decisive.

3.5. Dezvoltarea durabilă. Strategii energetice

Dezvlotarea durabilă – reprezintă acea dezvoltare care răspunde nevoilor prezentului fără a compromite capacitatea generațiilor viitoare de a răspunde propriilor nevoi.

Este deci un proces de dezvoltare economică care se bazează pe resurse regenerabile și care respectă procesele ecologice fundamentale, biodiversitatea și sistemele de susținere narturală a vieții umane, animale și vegetale.

În politica energetic conceptul de durabilitate se exprimă prin noțiunea că trebuie să avem un consum moderat al resurselor cu un randament superior reprezentând cea mai benefică măsură d.p.d.v al mediului. Trebuie să avem în vedere promovarea unor proiecte demonstrative având ca obiect:

Reducerea consumurilor și limitarea risipei de energie.

Reabilitarea și modernizarea sistemelor existente.

Integrarea și utilizarea tehnologiilor energetice de mare eficientă.

Stimularea cooperarii internaționale se va materializa prin realizarea în comun a unor programe investiționale, a unor schimburi de experiență pe plan comunitar, regional sau național. Se va trece în acest scop la monitorizarea evoluției eficienței energetice a programelor realizate, susținerea acțiunilor specifice în favoarea managementului energetic la nivel local.

În prezent energia electrică și energia termică sunt obținute din cărbuni, petrol, gaze naturale și combustibili nucleari. Într-un sistem energetic durabil aceste soluții vor trebui limitate recurgându-se tot mai mult la forme regenerabile de energie.

Căldura obținută prin cogenerare, este considerată ca având un impact pozitiv asupra mediului doar în măsura în care electricitatea este necesară și nu poate fi produsă decât cu combustibili fosili în centrale termoelectrice.

3.6. Direcții în arhitectura solară

Argumentele ce pledează, pentru schimbarea radicală a filozofiei construcției prin acceptarea definitivă a concepției casei ecologice, aflată într-o relație de colaborare și de echilibru energetic cu mediul natural asemenea unui organism viu, sunt pe cât de logice, pe atât de seducătoare.

Câteva dintre aceste argumente ar fi:

Omul construiește direct proporțional cu explozia demografică, suprafețe din ce în ce mai mari, expuse soarelui. De exemplu, 100 000 de apartamente convenționale, pot oferi prin intermediul parapetelor, a zonelor pline și a învelitorii cel puțin 2 kmp de suprafață captoare. In cazul extrem de dezavantajos al unui bloc având 5 tronsoane cu câte 4 apartamente la scară și 10 niveluri, suprafața de captare ce rezultă din utilizarea parapetului și a șpaleților este de cca. 11 mp/ap.convențional, suprafața aferentă obținută din utilizarea învelitorii cca. 7 mp/ap.convențional, iar din folosirea timpanelor cca. 2,5 mp/ap.convențional.Rezultă deci, o suprafață totală posibilă de captare de 20,5 mp/ap.convențional, în acest caz. Utilizarea energiei solare incidente pe această arie poate rezolva problema preparării apei calde menajere pe întreg parcursul sezonului cald pentru circa 3-4 persoane și poate furniza circa 20% din energia termică necesară pentru un apartament.

Pentru realizarea suprafețelor construite se consumă bani și energie, indiferent dacă acestea sunt sau nu sunt captoare. Dacă ele sunt captoare, evident, costul construcției se va amortiza mai repede.

Materialele ce intră în alcătuirea fațadei construcției oricum expuse soarelui, tradițional dispuse, astfel încât să respingă radiația solară, sunt – în cea mai mare măsură – aceleași și în cazul fațadelor captoare. De exemplu, un sistem de conversie heliotermică cu captori metalici plani are, în detaliu, cam aceeași alcătuire cu cea a unui perete cortină (fig. 3.7.). La stabilirea costului instalației de captare, în acest caz, nu va trebui să se țină seama decât de costul materialelor ce apar în plus (suprafața absorbantă), față de materialele ce ar fi fost oricum puse în operă pentru realizarea peretelui ușor exterior.

Figura 3.7. Comparație între alcătuirea unui panou captator plan și cea a unui perete cortină

Și am putea continua, ajungând până la avantajele energetice binecunoscute.

Să urmărim, însă, care sunt condițiile ce trebuie luate în seamă în momentul abordării proiectului unei case solare.

Una din fațade – și, dacă este posibil, cea având suprafața cea mai mare – trebuie să fie orientată către sud. De aici – o potențială rigiditate a ansamblurilor solare și o serie de dificultăți ce apar în rezolvările funcționale și de detaliu ale construcțiilor heliocaptoare.

Fațada Sud, captoare, va fi cât mai opacă, condițiile normate de însorire a încăperilor realizându-se prin intermediul fațadelor Est sau Vest.

În funcție de latitudine, de perioada de funcționare, de sistemul de captare adoptat – se va stabili un unghi optim, pe care fațada captoare trebuie să-1 facă cu planul orizontal. Apare, astfel, necesitatea studierii unor noi soluții structurale, de etanșare a construcției și de rezolvare a instalațiilor sanitare.

Pierderile de căldură prin intermediul pereților exteriori trebuie să fie cât mai reduse, de aici necesitatea amplasării serviciilor pe fațadele Nord, reducându-se, totodată, suprafața acestora. Concepția corectă a casei solare este, de aceea, legată de reanalizarea conformării volumului construit și de studierea unor noi rezolvări funcționale, judicios concepute și din punct de vedere termoenergetic.

În funcție de tipurile de conversie adoptate, trebuie găsite noi rezolvări de detaliu, utilizând materiale noi sau noi tehnologii de prelucrare ale materialelor tradiționale.

Instalațiile de încălzire, ale volumului construit, se caracterizează printr-un consum de energie termică la o temperatură cât mai apropiată de nivelul de confort – 26 C vara și 21°C iarna. De aici – un nou tip de instalații.

Este indicat, la casele solare, să se asigure un sistem de recuperare a căldurii conținute în fluidele evacuate (aer viciat, ape menajere uzate). Astfel, elementele constitutive structurale și nestructurale ale clădirii vor apărea în alcătuiri noi.

Problema spinoasă a specificului plasticii arhitecturale a caselor solare nu poate fi abordată în această sumară prezentare. Vom semnala, totuși, aspectul neobișnuit și original al imaainii lor spațiale, precum și strategia logică a compoziției lor.

Apare, astfel, evidență – certitudinea că o construcție bioclimatică oferă noi posibilități de “dialog” între architect și material.

CAPITOLUL IV

INSTALAȚII ELECTRICE

RECEPTOARE ȘI CONSUMATORI

4.1. Receptoare electrice

Receptoarele electrice sunt aparate care transformă energia electrică într-o altă formă de energie utilă omului. Exemple:

lampa electrică (becul sau tubul luminos) transformă energia electrică în energie luminoasă;

motorul electric transformă energia electrică în energie mecanică;

cuptorul electric transformă energia electrică în energie termică;

transformatorul electric: transformă energia electrică de anumiți parametri în energie electrică de alți parametri etc.

Clasificarea receptoarelor electrice:

din punct de vedere al destinației, se clasifică în receptoare:

de lumină (corpuri de iluminat, prize);

de forță (motoare, cuptoare);

pentru transmiterea informațiilor (telefoane, ceasuri, difuzoare, prize pentru antene R-TV etc.)

din punct de vedere al siguranței în funcționare se clasifică în receptoare:

normale, pentru care se asigură o singură sursă de alimentare, pe una sau mai multe căi.

vitale, pentru care se asigură două sau mai multe surse de alimentare.

Receptoarele vitale sunt acelea la care întreruperea alimentării cu energie electrică poate provoca pierderi de vieți omenești, pierderi materiale sau morale deosebite, nerecuperabile.

Exemple de receptoare electrice vitale:

receptoarele ce asigură funcționarea unei săli de operație (iluminatul, bisturiul electric, receptoarele stației de climatizare etc.);

corpurile de iluminat utilizate în iluminatul de siguranță;

receptoarele ce asigură funcționarea lifturilor de persoane și de intervenție (destinate pompierilor);

pompe destinate stingerii incendiului etc.

Receptoarele din iluminatul de siguranță, de exemplu, sunt alimentate din două surse:

sistemul energetic;

sursă proprie ce poate fi:

grup electrogen propriu al clădirii;

bateria de acumulatori locală sau baterie centrală a clădirii.

Alimentarea din sistemul energetic, indiferent pe câte căi se face, este considerată o singură sursă de alimentare.

4.2. Consumatori electrici

Consumatorul electric este format dintr-un ansamblu de receptoare electrice ce pot funcționa într-o unitate funcțională sau nu. Consumatorul este persoana fizică sau juridică ale cărei instalații electrice de utilizare sunt conectate la rețeaua furnizorului prin unul sau mai multe puncte de alimentare prin care primește și livrează energie electrică, dacă are centrală proprie.

După natura consumului de energie electrică, consumatorii sunt:

industriali și similari – dacă folosesc energia electrică, în principal, în domeniul extragerii de materii prime, fabricării unor materiale sau prelucrării materiilor prime, a materialelor sau a unor produse agricole în mijloace de producție sau bunuri de consum; prin asimilare, în aceeași categorie sunt incluse și șantierele de construcții, stațiile de pompare (inclusiv cele pentru irigații), unitățile de transporturi feroviare, rutiere, navale și aeriene și altele asemenea;

casnici dacă folosesc energia electrică pentru iluminat și utilizarea receptoarelor electrocasnice în propria locuință;

terțiari – sunt consumatorii care nu se regăsesc în primele două categorii (clădiri administrative, școli, spitale etc.)

După puterea contractată de consumatori, aceștia se clasifică în:

mici consumatori, când puterea este sub 100 kW;

mari consumatori, când puterea este sau depășește 100 kW.

Ținând seama și de prima clasificare vom regăsi:

mici consumatori industriali sau mici consumatori terțiari;

mari consumatori industriali și mari consumatori terțiari.

4.3. Alimentarea cu energie electrică

4.3.1. Instalații electrice

Alimentarea cu energie electrică este reglementată, în principal, de "Regulamentul de furnizare a energiei electrice" și de Normativul 1 – 7. Consumatorii, în funcție de felul receptoarelor (normale sau vitale) care se află în componența lor pot fi alimentați:

de la o singură sursă: post de transformare sau cofret de branșament; sursa, la rândul ei, poate fi:

sistemul energetic național (SEN)

sursă proprie:

centrală proprie,

grup electrogen,

baterie de acumulatori etc.

de la două sau mai multe surse: una dintre acestea va fi sursa de bază care, de regulă, este sistemul energetic național, indiferent prin câte căi se face alimentarea, iar a doua (sau celelalte) este o sursă proprie: centrală, grup electrogen, baterie de acumulatori etc.

Alimentarea de la o singură sursă se face atunci când receptoarele consumatorului sunt receptoare normale care nu cer siguranță mărită în funcționare. Când se dorește, totuși, o siguranță mai mare în funcționare, dar fără ca receptoarele să se încadreze în categoria de receptoare vitale, alimentarea se face de la o singură sursă, dar pe două sau trei căi de alimentare, în acest fel, la defectarea uneia dintre căi, alimentarea receptoarelor nu se întrerupe, acestea putând fi alimentate prin una din celelalte căi.

Alimentarea de la două sau mai multe surse se utilizează atunci când în componența consumatorului se află receptoare vitale.

4.4. Scheme de alimentare pentru consumatori cu receptoare normale

Din postul de transformare pornesc mai multe fidere, fiecare dintre acestea alimentând mai mulți consumatori.

Schema se utilizează pentru alimentarea micilor consumatori, de regulă, casnici, urbani și mai ales rurali sau similari cu aceștia. Este o schemă ce nu asigură siguranță ridicată în funcționare, deoarece întreruperea unuia dintre fidere scoate din funcțiune toți consumatorii din aval de locul defect (în sensul de transport al puterii). De asemenea, schema nu permite extinderi ușoare. La apariția unor consumatori noi, aceștia pot fi racordați numai în măsura în care există disponibil de putere pe fiderul apropiat. Când aceasta nu este posibil, fie se adoptă un nou fider din postul de transformare, atunci când în P.T. există disponibil de putere, fie se construiește un nou P.T. legat la SEN.

Figura 4.1. Schema radială de alimentare (sau arborescentă)

P.T. – postul de transformare; F1, F2, F3 – fideri de alimentare; C1.1,C1.2…C3.5 – consumatori

Figura 4.2. Schema de alimentare în buclă

Din P.T. pornește un fider (F) ce alimentează consumatorii C1…CN și revine în P.T. Astfel, rețeaua de alimentare a consumatorilor este o rețea alimentată la două capete, în acest fel se asigură consumatorilor o siguranță mai mare în funcționare, deoarece în caz de defect (întreruperea fiderului) rețeaua se reduce la două rețele radiale și nici un consumator nu este scos din funcțiune. Atunci când consumatorii sunt răspândiți pe o suparafață mare, se execută două sau mai multe bucle pentru același PT. Fiderele ce formează buclele sunt dimensionate la puterea nominală a PT, astfel că alimentarea unui nou consumator (în limita puterii disponibile) se face ușor, fără a modifica rețeaua de alimentare, în același timp conectarea consumatorilor se face fără secționarea fiderului, ca în cazul utilizării schemei radiale. în acest fel, fiabilitatea rețelei crește deoarece, pe de o parte, punctele de racordare a consumatorilor se află în clădire și nu în sol sau în aer liber, iar, pe de altă parte, izolarea porțiunii defecte (fig. 4.3) se realizează ușor prin deconectarea acesteia de la capetele ei, prin scoaterea siguranțelor F1 și F2.

Pentru a mări și mai mult siguranța în alimentare a unor consumatori (cum ar fi, de exemplu, un spital, o centrală termică de cartier etc.), se execută legături suplimentare în interiorul buclei (fig. 4.4). Aceeași rețea din figura 4.2. are o legătură suplimentară între consumatorii C2 și C(N-1). în acest fel, chiar dacă ar avea loc două defecte simultan în K1 și K2 și consumatorul C2 ar fi scos din funcțiune, prin legătura suplimentară realizată acesta este în continuare alimentat cu energie electrică pe traseul PT, CN, C(N-1), C2.

În prezent asemenea scheme de alimentare sunt foarte mult folosite în alimentarea micilor consumatori urbani. Marii consumatori au unul sau mai multe posturi de transformare proprii.

Echiparea cofretelor de branșament la rețeaua de joasă tensiune este tipizată. Aceasta este prezentată în figura 4.5. în funcție de soluția de alimentare a consumatorului, ca și de configurația rețelei de alimentare, se alege una din soluțiile indicate în figura II.5.5. La alegere se va ține seama și de eventualele extinderi viitoare, atunci când acestea pot fi anticipate, astfel încât în cofret să se găsească rezervele necesare.

Figura 4.3. Porțiune defectă dintr-o rețea alimentată în buclă.

Figura 4.4. Schema de alimentare în buclă îmbunătățită.

4.5. Branșarea consumatorilor casnici la SEN

Aceasta se face de la un cofret de branșament în funcție de numărul de apartamente din clădire.

Pentru blocurile de locuit cu număr mare de apartamente se adoptă câte un cofret de branșament pentru fiecare scară a blocului. Confretul se montează într-o firidă la parter. Tipul acesteia (figura 4.5.) se alege în funcție de numărul de apartamente și de configurația rețelei exterioare. Apartamentele (consumatorii) nu se leagă direct la cofret. Legătura la acesta se realizează prin intermediul unei firide de distribuție (figura 4.6.).

Firidele de distribuție se execută în două variante constructive, de:

600 x 400 x 200 mm echipate cu maximum 12 siguranțe fuzibile de 25 A;

600 x 600 x 200 mm echipate cu maximum 20 siguranțe fuzibile de 25 A.

Consumatorii casnici urbani individuali (tip vilă sau gospodărie individuală) se conectează la SEN printr-un confret de branșament de 400x600x200 mm, : echipare asemănătoare cu a firidei distribuție din figura 4.6. Numărul ; de siguranțe este în funcție de numărul apartamente distincte ce formează consumatorul.

Consumatorii casnici rurali se conectează la SEN, de regulă, printr-un racord aerian mono sau trifazat în funcție – de puterea cerută și felul receptoarelor din gospodărie (fig. 4.7.).

Cablurile electrice de racord sunt aduse la clădire, unde fie sunt susținute de izolatoare montate pe zidul casei (fig.4.7.), fie sunt trecute printr-un suport de trecere, în firida de branșament se află una sau trei sigurațe de 25A, în funcție de tipul racordului (mono sau trifazat).

Figura 4.5. Echiparea cofretelor de branșament la rețeaua de joasă tensiune.

Figura 4.6. Echiparea unei firide de distribuție a energiei electrice dintr-un bloc de locuințe

1 – coloană; 2 – placă de marmură pentru derivații; 3 – siguranțe fuzibile de 25A; 4 – bară de nul de lucru; 5 – bară de nul de protecție; 6 – placă din lemn geluit.

Figura 4.7. Racordarea consumatorilor casnici rurali la SEN

4.6. Alimentarea receptoarelor electrice normale cu energie electrică

Receptoarele electrice sunt alimentate cu energie electrică prin circuite electrice mono sau trifazate – în funcție de tipul receptorului – legate la tablourile electrice.

Tablourile electrice sunt părți din instalația electrică în care se realizează distribuția energiei electrice. Totodată în acestea se montează și echipamentele electrice pentru: acționare, protecție, măsură, comandă, automatizare etc., în funcție de complexitatea tabloului, în funcție de poziția în distribuția energiei către receptoare, se deosebesc următoarele tipuri de tablouri electrice:

general, care este legat direct la un post de transformare sau la un cofret de branșament printr-o coloană generală. Acesta distribuie energia electrică către toate receptoarele din clădire prin intermediul altor tablouri;

principal, care este legat la tabloul general și distribuie energia către receptoare prin intermediul unor tablouri secundare; legătura dintre tablourile principale și tabloul general se face prin coloane principale;

secundare, care asigură distribuția energiei electrice direct la receptoare prin circuite electrice; legătura de la tablourile principale se face prin coloane secundare.

În instalațiile electrice cu un număr redus de receptoare (mici consumatori) pot să lipsească o parte din categoriile de tablouri menționate.

În funcție de siguranța dorită în alimentarea cu energie electrică a unora dintre receptoare, de dezvoltarea pe orizontală și înălțime a clădirii consumatorului, de distanțele dintre diferite grupe de receptoare, distribuția energiei electrice în interiorul consumatorului poate fi:

distribuție radială cu coloane simple (figura 4.8.); postul de transformare din figura 4.8. poate fi înlocuit cu un cofret de branșament montat la parterul construcției.

Figura 4.8. Schemă de distribuție Figura 4.9. Schemă de distribuție Figura 4.10. Schema de distribuție

radială cu coloane simple radială fără tablouri principale radială cu coloane magistrale

PT – post de transformare, CB – cofret de branșament,

TG – tablou general, TG – tablou general,

TS – tablou secundar TS – tablou secundar

Schema se utilizează pentru distribuția energiei electrice către receptoarele unui mare consumator, dezvoltat atât pe verticală cât și pe orizontală.

Schema radială cu coloane simple pentru mici consumatori se simplifică și se poate reduce la forma din figura 4.9.

Tabloul general alimentează direct tablourile secundare TS și acestea, la rândul lor, receptoarele electrice.

Distribuția radială cu coloane simple este mult utilizată în proiectarea instalațiilor electrice, având câteva avantaje:

este simplu de executat;

permite identificarea rapidă a unui eventual defect;

asigură o bună siguranță în alimentarea receptoarelor.

Dintre dezavantaje pot fi menționate:

număr mare de coloane;

echipamente multe în tablourile electrice – în special, la cel general și la cele principale (când este cazul).

distribuție radială cu coloane magistrale (figura 4.10.): se utilizează atunci când tablourile secundare au un număr mic de circuite și o putere, de asemenea, redusă (P. = 5…8 kW). Astfel, o coloană radială alimentează 2 – 3 tablouri secundare. Numărul de coloane magistrale poate fi stabilit printr-un calcul tehnico – economic. Este bine însă ca o coloană magistrală să nu depășească o putere instalată de 25 – 30 kW și nici să nu asigure distribuția energiei pe o arie mare din clădire.

Astfel de distribuții sunt mai economice față de cele anterioare, dar oferă o mai mică siguranță în funcționare în alimentarea receptoarelor.

Un defect pe una din coloane va scoate din funcțiune un număr mare de receptoare.

distribuție în buclă. Distribuția realizează o foarte bună siguranță în alimentarea receptoarelor, deoarece un defect pe coloana de alimentare este ușor de izolat fără a afecta funcționarea tablourilor electrice(prin deschiderea adecvată a întrerup-toarelor aflate de o parte și de alta a locului defect).

De asemenea, un defect (scurtcircuit) pe unul din circuitele tabloului electric, este izolat fie de siguranța aflată pe circuit, fie de siguranța generală a tabloului (F3.1.1).

Dezavantajele soluției sunt:

coloana generală trebuie dimensionată la puterea totală a TG; va avea dimensiuni și costuri mari;

tablourile se măresc datorită între-ruptoarelor necesare pe traseul coloanei generale, în amonte de fiecare tablou.

De aceea, astfel de soluții se adoptă atunci când ele sunt bine justificate din punct de vedere economic (o parte din instalațiile electrice din spitale, centre de calcul importante etc.).

4.7. Alimentarea receptoarelor electrice vitale

În funcție de importanța lor, receptoarelor vitale li se asigură două sau mai multe surse de alimentare. De asemenea, alimentarea de la fiecare sursă se poate face prin una sau două căi. Receptoarele vitale cele mai frecvent întâlnite în instalațiile electrice de joasă tensiune sunt: corpurile de iluminat ce formează iluminatul de siguranță și pompele utilizate pentru stingerea incendiului.

4.7.1. Alimentarea receptoarelor pentru iluminatul de siguranță

Iluminatul de siguranță, din punct de vedere funcțional, se clasifică în:

iluminatul pentru continuarea lucrului; acesta se prevede la locurile de muncă unde există receptoare vitale ce necesită o supraveghere permanentă, pentru a nu produce pierderi de vieți omenești sau pierderi materiale deosebite, cum ar fi: încăperile blocului operator (săli de operație, de sterlizare, de pregătire medici, de pregătire bolnavi, de reanimare etc.), centrale electrice, centrale termice (de oraș, de platforme industriale), laboratoare în care se află utilaje ce trebuie supravegheate permanent etc;

iluminatul pentru intervenții; acesta se prevede în locurile unde sunt montate armături (vane, robinete etc.) ale unor instalații și utilaje care trebuie acționate în caz de incendiu, în încăperea centralei de semnalizare a incendiilor, în spațiile de garare a utilajelor PSI; se mai prevede în locurile unde se găsesc elemente care trebuie acționate în vederea scoaterii din funcțiune a unor utilaje și echipamente sau a reglării unor parametri, la ieșirea din funcțiune a iluminatului normal, în scopul protejării persoanelor, utilajelor sau echipamentelor;

iluminatul pentru evacuare; acesta se prevede pe căile de evacuare în funcție de destinația clădirilor sau încăperilor, de capacitatea acestora (numărul de persoane care se pot găsi simultan în ele – stabilit de proiectant sau beneficiar), precum și în toate spațiile din industrie sau similare;

iluminatul pentru circulație; acesta se prevede pe căile de circulație din: interiorul sălilor de spectacol (teatre, cinematografe, circuri sau similare, cu aglomerări de persoane) sau al încăperilor de producție din clădirile industriale sau similare; corpurile de iluminat se amplasează astfel ca să permită distingerea ușoară a unor obstacole aflate pe căile de evacuare;

iluminatul contra panicii; acesta se prevede în încăperile cu o capacitate mai mare de 400 de persoane (aflate simultan în încăpere); acționarea acestui sistem de iluminat se face:

automat, la dispariția tensiunii iluminatului normal;

manual, din mai multe puncte accesibile personalului de serviciu sau special instruit.

Scoaterea din funcțiune se face numai dintr-un singur punct, accesibil personalului însărcinat cu aceasta;

iluminatul pentru veghe; acesta se prevede în dormitoarele care adăpostesc persoane care nu se pot evacua singure, cum ar fi: maternități, spitale, sanatorii, creșe, cămine, grădinițe, cămine pentru bătrâni sau infirmi, ospicii sau similare;

iluminatul pentru marcarea hidranților; acesta este necesar pentru marcarea hidranților de incendiu dintr-o clădire, atunci când în aceasta se desfășoară activitate pe timpul nopții sau la lumină artificială și numai în cazurile în care iluminatul de siguranță de evacuare nu asigură distingerea acestora; corpul de iluminat utilizat pentru marcarea unui hidrant interior de incendiu se amplasează (alături sau deasupra) la cel mult 1,5 m de axa verticală a acestuia.

Aceste receptoare sunt alimentate dintr-un singur tablou.

4.7.2. Instalații pentru protecția omului

Probleme generale

Atunci când între două puncte ale corpului există o diferență de potențial, prin corp va trece un curent electric. Corpul omenesc se comportă ca o impedanță (figura 4.11.) a cărei valoare este variabilă, pentru aceeași persoană, în funcție de:

poziția celor două puncte de pe suprafața corpului între care există diferența de potențial, deci de traseul curentului electric prin corp;

de starea de sănătate a acestuia; un organism bolnav are o impedanță mai mică la trecerea curentului;

de umiditatea pielii corpului. Cu cât pielea este mai uscată cu atât Zt este mai mare. în caz contrar, valoarea Zt scade foarte mult. în figura 4.12. se indică variația, în procente, (după norma CEI 479-1) a impedanței corpului, în funcție de traseul curentului electric, în raport cu impedanță corpului pe traseul "mână-mână".

Figura 4.11. Impedanța corpului uman Figura 4.12. Impedanța corpului în funcție Zp1, Zp2 – a pielii; Zi – internă; Zt – totală de traseul curentului

Cifrele fără paranteze corespund traseului curentului de la mână, la partea considerată a corpului. Cifrele în paranteze corespund traseului dintre ambele mâini și partea corespunzătoare a corpului.

De exemplu: impedanță dintre o mână și laba piciorului este 100 %, iar impedanță dintre ambele mâini și laba piciorului este 75 % din impedanță dintre cele două mâini. Totodată, impedanță totală a corpului uman este mult influențată și de tensiunea de contact așa cum se vede în figura 4.13. Cele trei curbe corespund procentelor de 5,50 și respectiv, 95% din numărul total al subiecților pentru care nu se depășește valoarea impedanței din grafic.

Corpul omului poate ajunge sub tensiune prin atingerea unor părți ale instalației electrice aflate sub tensiune.

Atingerile pot fi:

directe, când omul vine în contact cu părți din instalația electrică care, în regimul normal de funcționare, se află sub tensiune;

indirecte, când omul vine în contact cu părți sau piese ale unor echipamente sau instalații care în mod normal nu se află sub tensiune, dar care au ajuns sub tensiune în urma unui defect sau a altor cauze accidentale. Exemple de atingeri indirecte ar fi: atingerea carcaselor metalice ale electromotoarelor, cutiilor metalice ale tablourilor electrice, pupitrelor sau panourilor electrice, conducte de apă etc. care, în mod accidental, ar putea ajunge sub tensiune.

Tensiunea la care este supus omul în cazul unor atingeri indirecte se numește de atingere, în caz particular dacă aceasta este aplicată tălpilor omului (aflat în apropierea unei prize de pământ sau unui conductor al unei linii aeriene căzute la pământ) aceasta se numește tensiune de pas.

Figura 4.13. Valorile statistice ale impedanței totale a corpului omenesc, valabile, pentru subiecții vii, pe traseul mână – mână, în funcție de tensiunea de contact.

4.7.3. Metode de protecție

4.7.3.1. Metode de protecție împotriva atingerilor directe

Acestea constau în:

măsuri de protecție completă prin:

izolarea părților aflate sub tensiune; de menționat că vopselele, lacurile, și varnish-urile nu asigură o protecție adecvată;

folosirea de bariere sau carcase cu un grad de protecție egal cu cel puțin IP2X; metoda este cel mai mult utilizată, echipamentele electrice fiind montate în carcase (cutii), panouri de comandă și tablouri de distribuție; este obligatoriu ca un element de deschidere a incintei (ușă, panou, sertar etc.) să poată fi deschis, detașat sau extras numai prin utilizarea unei chei sau scule special destinate acestui scop sau după completa izolare a părților aflate sub tensiune din incintă;

utilizarea tensiunilor foarte joase; metoda este utilizată pentru alimentarea unor receptoare de mică putere (portative) și aflate în încăperi foarte periculoase, din punct de vedere al pericolului de electrocutare.

măsuri de protecție parțială prin:

protecția prin intermediul unor obstacole sau prin plasarea părților aflate sub tensiune în afara zonelor de accesibilitate normală; în acest fel accesul la părțile aflate sub tensiune va fi permis numai personalului autorizat care va dispune de echipamentul individual de protecție (mănuși, cizme și șorț electroizolante și ochelari de protecție). Metodele de mai sus au un caracter preventiv. Efectul de protecție poate fi mult diminuat datorită uzurii normale a izolațiilor, prezenței apei sau condensatului, impedanței utilizatorilor etc.

măsuri adiționale de protecție prin:

utilizarea de dispozitive foarte sensibile și cu declanșare rapidă, bazate pe detectarea curentului rezidual către sol – indiferent dacă acesta trece sau nu prin corpul unui om.

4.7.3.2. Metode de protecție împotriva atingerilor indirecte

Acestea pot fi de bază și suplimentare. Metodele din prima grupă pot să realizeze protecția omului în caz de defect. Cele din a doua grupă vor fi utilizate în paralel cu una din metodele de bază pentru o siguranță mai mare. Trebuie arătat că, de foarte multe ori, atunci când pericolul de electrocutare este foarte mare, ca metodă suplimentară, se folosește tot una din metodele de bază (alta decât cea utilizată ca metodă de bază).

Ca metodă de bază se utilizează:

legarea la pământ;

legarea la nulul de protecție;

utilizarea tensiunilor reduse;

separarea de protecție.

Ca metode suplimentare cele mai utilizate sunt:

izolarea suplimentară de protecție;

egalizarea și dirijarea potențialelor;

deconectarea automată de protecție:

la apariția unei tensiuni de atingere periculoase;

la apariția unui curent de defect periculos pentru om.

În toate cazurile se recomandă utilizarea echipamentului individual de protecție: mănuși, cizme și șorț electroizolante și ochelari de protecție împotriva arcului electric.

Metodele menționate asigură protecția omului împotriva tensiunilor accidentale de atingere prin una sau mai multe din următoarele măsuri:

micșorarea tensiunii de atingere până la valori ce nu pun în pericol omul (sub 50 V în c.a. și 120 V în c.c.);

micșorarea duratei de trecere a curentului prin om prin scoaterea de sub tensiune a sectorului defect;

mărirea impedanței echivalente a corpului omului sau a circuitului defect astfel încât curentul prin om să fie ne-periculos.

Metoda de legare la pământ este o metodă proprie rețelelor izolate față de pământ.

Rețeaua izolată față de pământ alimentează un motor trifazat a cărei fază L1 prezintă un defect de izolație astfel încât carcasa acestuia este pusă sub tensiune. Rețeaua are, din punct de vedere electrotehnic, între linii și sol, câte o impedanță cu valori ce depind de izolația reală a liniilor. Pentru simplificare, impedanțele de izolație au fost înlocuite cu rezistente de izolație, Riz.

Metoda de legare la pământ presupune legarea la pământ a părților metalice ce,în mod accidental, ar putea ajunge sub tensiune cu este de exemplu carcasa și suportul unui motor.

Figura 4.14. Evidențierea pericolului de șoc electric în cazul

întreruperii conductorului de protecție

4.7.4. Instalații de protecție a clădirilor

Trăsnetul este o descărcare electrică între nori și pământ spre deosebire de fulger care este o descărcare electrică între norii aflați la potențiale diferite; de aceea locul de cădere a trăsnetului va fi determinat de câmpul electric cu o anumită probabilitate. Chiar pe timp senin, în atmosferă există un câmp electric de intensitate redusă, de 400-500V/m; pe timp de furtună, intensitatea crește de mii de ori, din cauza unor fenomene complexe de natură atmosferică.

Plafonul de nori și suprafața pământului formează armăturile unui condensator uriaș al cărui dielectric este format de stratul de aer intermediar.

în funcție de poziția locului în care cade trăsnetul, efectele sale pot fi mai mult sau mai puțin nocive, constând în pagube materiale și/sau pierderi de vieți omenești.

Factorul principal care determină punctul în care solul este lovit de trăsnet îl prezintă intensitatea câmpului electric. în zonele de pe suprafața pământului în care câmpul depășește o anumită intensitate, apar fenomene de ionizare de natură foarte complicată, care favorizează producerea unui canal conductor în atmosferă prin care are loc deplasarea sarcinilor electrice, deplasare care formează curentul de trăsnet. Datorită încălzirii puternice a căilor prin care se închide, respectiv, a tensiunilor de pas mari pe care le provoacă, curentul de trăsnet poate conduce la incendii precum și la accidentarea oamenilor și a altor viețuitoare.

Suprafața pământului (conductor electric) este o suprafață echipotențială: în zonele în care această suprafață prezintă proeminențe, are loc o concentrare a câmpului care poate atrage trăsnetul. Asemenea zone sunt reprezentate, de exemplu, de îmbinările între pereții verticali ai construcțiilor și acoperiș, de turlele ascuțite ale bisericilor etc.

În asemenea puncte, câmpul electric este cu atât mai intens, cu cât (vârful covex) este mai ascuțit. Pentru cazul înfățișat în figura 4.15. trăsnetul va prefera să cadă în vârful D: mai puțin periclitat este vârful B și încă mai puțin vârful F. în punctele de tipul A, C, E și G, care reprezintă vârfuri concave, pericolul căderii trăsnetului este minim, câmpul electric fiind foarte atenuat.

Factorul determinant pentru stabilirea locului de cădere a trăsnetului îl reprezintă deci, intensitatea câmpului electric. Alături de aceasta însă, desfășurarea fenomenelor este influențată de unele condiții microclimatice din zonă: forma plafonului de nori și distribuția sarcinilor pe suprafața lor, direcția și viteza vântului, distribuția în atmosferă a temperaturii, precum și cea a concentrației umidității și a altor substanțe. Acești factori suplimentari au un caracter aleatoriu.

Instalații de paratrăsnet

Instalația de protecție împotriva trăsnetului este, în general, formată din:

Instalația exterioară (IEPT) compusă, la rândul ei, din:

dispozitivele de captare;

conductoarele de coborâre;

priza de pământ

legături echipotențiale.

Figura 4.15. Contur echipotențial format din suprafața solului S, construcției C și un paratrăsnet vertical P.

IEPT au rolul de a capta direct loviturile de trăsnet, de a conduce curentul la pământ și de a disipa energia trăsnetului astfel încât să nu se producă descărcări termice sau mecanice pentru construcția de protejat și fără a conduce la supratensiuni periculoase pentru persoanele sau echipamentele din construcții.

De regulă, IEPT sunt fixate direct pe construcția de protejat, fără a fi izolată de aceasta. IEPT se poate executa și izolată fată de construcția de protejat dacă:

nu sunt admise efecte termice în punctele de impact cu trăsnetul sau pe conductoarele prin care trece curentul produs de trăsnet, deoarece ar produce deteriorări construcției sau conținutului acesteia;

construcția urmează să sufere transformări importante care ar duce la modificarea IEPT.

Instalația interioară (HPT) formată din:

legături echipotențiale;

bare pentru egalizarea potențialelor (BEP).

Bibliografie

1. Revista Instalatorul nr.1./1996

2. Revista Instalatorul nr.1./1998

3. Revista Instalatorul nr.8./1998

4. Revista Instalatorul nr.8./2003

5. Manualul de instalații –vol.Instalații de încălzire editura Artecno București2002.

6. IANCULESCU, O., IONESCU, GH.. C. – Alimentări cu apă, Editura Matrix Rom, București, 2002.

7. IANCULESCU, O., IONESCU, GH. C., RACOVIȚEANU, RALUCA – Canalizări, Editura Matrix Rom, București, 2001.

8. IONESCU, GH. C. – Instalații de Canalizare. Editura Didactică și Pedagogică, R.A.- București, 1997.

9. http://www.tehnicainstalatiilor.ro/articole/nr_08/nr08_art.asp?artnr=09

10. file:///G:/POMPE%20CIRCULATIE%20APA.pdf

11. http://www.pollmar.ro/incerc/kubler.htm

SUBIECTE PENTRU EXAMEN

1. Sistemul de încălzire cu corpuri de încălzire.

2. Sistemul de încălzire cu introducere de aer cald.

3. Sistemul de încălzire prin radiație.

4. Avantajele sistemului centalizat de producere și distribuție a căldurii.

5. Dezavantajele sistemului centalizat de producere și distribuție a căldurii.

6. Avantajele sistemului de termoficare prin gazeificarea cărbunilor.

7.Structura pardoselii radiante elementele componente în ordinea montării (figura cu cele 8 elemente componente)

8. Încălzirea prin pardoseală cu sistem electric.

9. Instalații de încălzire cu emițătoare de unde întunecoase. (considerații generale)

10. Influența căldurii de radiație asupra omului.

11. Studiu comparativ privind încălzirea prin unde întunecoase și cea prin aer cald.

12. Încălzirea cu halogeni

13.Instalațiilor de ventilare și climatizare.Generalități

14. Instalațiilor de ventilare și climatizare.Clasificarea după modul de vehiculare a aerului de ventilare.

15.Instalațiilor de ventilare și climatizare.Clasificarea după extinderea zonei ventilate.

16.Instalații de alimentare cu apă. Generalități.

17.Canalizarea apelor uzate menajere.Elementele componente.

18.Prepararea apei calde de consum. Exigențe funcționale.

19.Prepararea apei calde de consum.Structura sistemelor+ Alegerea unui sistem.

20. Prepararea apei calde de consum.Caracterul instalației+Modul de preparare.

21.Dezvoltarea durabilă. Strategii energetice.

22.Arhitectura Solară.

23.Instalații electrice. Receptoare electrice

24.Instalații electrice.Metode de protecție împotriva atingerilor directe.

25.Instalații electrice.Instalații de protecție a clădirilor.