Scrigroup - Documente si articole

Username / Parola inexistente      

Home Documente Upload Resurse Alte limbi doc  

CATEGORII DOCUMENTE





loading...

ArhitecturaAutoCasa gradinaConstructiiInstalatiiPomiculturaSilvicultura


STRUCTURA CONSUMULUI DE CALDURA AL UNEI CLADIRI

Constructii

+ Font mai mare | - Font mai mic







DOCUMENTE SIMILARE

Trimite pe Messenger
STRUCTURA CONSUMULUI DE CALDURA AL UNEI CLADIRI
Caiet de sarcini - LUCRARI DE HIDRO SI TERMOIZOLATII
Timber Design
CAIET DE SARCINI - INSTALATII SANITARE IMOBIL LOCUINTE SI BIROURI
Cum montam gresia si faianta
Design of RC Bars
Plate and Shell Reinforcement
PREVEDERI COMUNE TUTUROR CONSTRUCTIILOR
Unitati de masura pentru lungime - Multiplii si submultiplii metrului
APLICATIE PODURI

STRUCTURA CONSUMULUI DE CALDURA AL UNEI CLADIRI

1. Date climatice

Consumul energetic al unei cladiri depinde de factori externi si de factori interni. Factorii externi sunt parametrii climatici caracteristici ai amplasamentului: temperatura aerului, viteza vantului, insorirea, umiditatea aerului. Proiectarea constructiilor si a instalatiilor aferente se face pe baza unor valori medii statistice ale parametrilor climatici, corespunzatoare unei anumite perioade a anului (zi, luna, sezon de incalzire), valori obtinute in urma unor durate de observare de zeci de ani. Aceste valori conventionale sunt standardizate in SR 4839 si SR 1907-1, pentru temperatura aerului si viteza vantului, in STAS 6648/2, pentru insorire, umiditatea si temperatura aerului etc)(Indrumar ef cladiri)




1.1.Temperatura interioara (conventionala) de calcul

Este acea valoare a temperaturii interioare care conduce la realizarea confortului termic. Senzatia de confort termic este influentata de:

natura activitatii desfasurate in incinta respectiva (de intensitatea activitatii depuse);

de temperatura senzoriala. In cazul cel mai simplu, aceasta temperatura este practic egala cu media aritmetica a temperaturii interioare si temperaturii medii radiante a elementelor de constructie.

Conform celui de al doilea aspect, realizarea unei anumite temperaturi interioare conduce la realizarea confortului termic numai daca este corelata cu temperatura medie radianta a elementelor de constructie. Valoarea temperaturii medii radiante a elementelor de constructie este dependenta de valoarea rezistentei termice a diverselor elemente de constructie care marginesc incinta, respectiv de solutia constructiva a incintei. In Romania, standardul SR 1907 – 2/1997 defineste temperatura interioara (conventionala) de calcul drept acea valoare a temperaturii aerului interior care asigura confortul termic intr-o incinta cu anumita destinatie, realizata cu pereti exteriori cu o rezistenta termica medie (pereti exteriori realizati din caramida arsa din argila cu grosimea de 11/2 caramizi).

Tabelul 1. Temperaturi interioare de calcul (DIN 4701)

1.2.Temperatura exterioara de calcul sau temperatura exterioara minima conventionala

Este temperatura exterioara minima la care instalatiile de incalzire mai pot asigura conditiile interioare de confort termic, respectiv este temperatura exterioara pentru care se proiecteaza (dimensioneaza) instalatiile de incalzire. Definirea temperaturii exterioare conventionale de calcul pentru perioada rece se realizeaza in urmatoarele ipoteze(conform Incalz clad ind):

  1. temperatura aerului interior se mentine constanta pe toata perioada de incalzire;
  2. se realizeaza o variatie a diferentei de maxim oC intre temperatura aerului interior si temperatura superficiala interioara a elementelor exterioare de constructiei pentru structuri de inchidere cu inertii termice diferite.

Tinand cont de importanta evitarii oricarei supradimensionari a instalatiilor de incalzire, in toate tarile exista preocupari legate de stabilirea corecta a valorii temperaturii exterioare de calcul, valori standardizate. Temperaturile exterioare de calcul stabilite vor fi caracteristice pentru:

o anumita zona climatica, prin intermediul frecventei statistice a celor mai scazute valori ale temperaturii aerului exterior, intalnite intr-un anumit numar de ani (de regula peste 30), si a probabilitatii duratei de aparitie a temperaturilor medii zilnice cele mai coborate;

pentru o anumita solutie de realizare constructiva a incintei, prin intermediul efectului inertiei termice.

Standardul romanesc SR 1907 – 1/1997 indica valori ale temperaturii exterioare de calcul corespunzand la patru zone climatice si realizarii cladirilor cu pereti exteriori construiti din caramida arsa din argila cu grosimea de 1 1/2 caramizi. Pentru incinte avand alte solutii constructive decat solutia tip, diferentierea temperaturilor se face cu ajutorul a doi coeficienti:

unul care tine cont de efectul inertiei termice a elementelor de constructie exterioare – pereti, ferestre, usi;

altul care tine cont de efectul inertiei termice a elementelor de constructie interioare care compartimenteaza cladirea.

Romania este impartita in 4 zone climatice carora le corespund urmatoarele temperaturi exterioare conventionale de calcul (conform tabelului 2):

zona I:       -12oC       (orase caracteristice: Constanta, Resita, Dobeta Turnu Severin);

zona II:     -15oC       (orase caracteristice: Bucuresti, Braila, Arad, Craiova, Pitesti, Oradea);

zona III:    -18oC       (orase caracteristice: Baia Mare, Bacau, Iasi, Sibiu, Cluj-Napoca, Galati);

zona IV:    -21oC       (orase caracteristice: Predeal, Brasov, Fagaras, Reghin, Gheorghieni, Suceava).

Pentru calculul necesarului de caldura anual al unei cladiri si al necesarului de combustibil pentru incalzire se folosesc temperaturile exterioare medii lunare. Cu ajutorul lor se determina temperatura medie pe perioada de incalzire (Tem) si numarul de grade-zile (N), in conformitate cu standardul SR 4839.

La dimensionarea instalatiilor de ventilare-climatizare pentru situatia de vara si stabilirea sarcinii termice de racire se foloseste temperatura exterioara medie zilnica aferenta lunii iulie, in conformitate cu standardul STAS 6648/2. Pentru unele orase din tara, valorile acestei temperaturi sunt: Bucuresti 31oC, Calarasi 30oC, Constanta 29oC, Sibiu 28oC, Brasov 26oC.

Tabelul 2. Temperaturile conventionale Te ale aerului exterior pentru principalele localitati din Romania

1.3. Viteza vantului

Patrunderea aerului exterior in incaperi (aerul de infiltratie) are loc pe de o parte datorita actiunii vantului si pe de alta parte diferentei de presiuni dintre exterior si interior ca urmare a temperaturilor diferite ale aerului incaperii si a celui exterior In practica, se considera numai actiunea vantului, cel de-al doilea efect resimtindu-se in mod deosebit la deschiderea usilor. De regula temperaturile exterioare cele mai scazute nu corespund cu vitezele cele mai ridicate ale vantului. Pe baze statistice, referitoare la concomitenta vant - temperatura, s-au adoptat valori de calcul ale vitezei vantului, care determina 4 zone eoliene pe teritoriul tarii. Incadrarea localitatilor in zonele eoliene este indicata in standardul SR 1907-1. Zonarea climatica facuta dupa temperatura exterioara conventionala de calcul nu este identica cu zonarea eoliana.

Pentru nivelurile situate deasupra etajului 12 al cladirilor inalte, din cuprinsul oraselor, vitezele conventionale ale vantului de calcul sunt cele corespunzatoare cladirilor amplasate in afara localitatilor. Pentru cladiri amplasate la altitudini mai mari de 1100 m vitezele vantului de calcul se stabilesc pe baza datelor meteorologice.

Tabelul 3.

In figura 1 este prezentata harta climatica a Romaniei, iar in tabelul 3 sunt trecute temperaturile interioare de calcul prevazute pentru diferite destinatii ale incaperilor.

La nivelul tarii noastre, cele mai scazute valori ale temperaturii exterioare se inregistreaza in luna ianuarie. In timpul unei zile cea mai scazuta valoare a temperaturii se inregistreaza dimineata, inainte de a rasari soarele. Deci, calculele se vor efectua presupunand ca afara este noapte. In acest caz, influenta radiatiei solare nu va interveni in efectuarea calculelor, deoarece soarele are o actiune care vine in ajutorul procesului de incalzire, ca si aportul de caldura datorat functionarii aparatelor electrice, care vor fi considerate oprite pe timpul noptii.

1.Insorirea

Datele climatice privind insorirea (durata de stralucire a soarelui si intensitatea radiatiei solare) prezinta interes atat pentru perioada calda a anului cat si pentru cea rece. Ele se folosesc pentru dimensionarea instalatiilor de climatizare in sezonul cald, stabilind aporturile solare care trebuie preluate. De asemenea, datele climatice privind insorirea se folosesc pentru corectarea necesarului de caldura pentru incalzire, in masura in care cladirea este conformata corespunzator pentru captarea energiei solare in sezonul rece.

Duratele medii de stralucire a soarelui, determinate prin prelucrarea statistica a datelor meteorologice, difera in functie de localitate si de luna anului. In tabelul urmator se dau sumele medii ale duratelor de stralucire a soarelui, in ore pe luna, pentru unele localitati din Romania.

Tabelul Sume medii de stralucire a soarelui, in ore/luna

Localitatea

Ianuarie

Mai

Iulie

Septembrie

Bacau

Galati

Constanta

Ploiesti

Craiova

Cluj

Radiatia solara globala [W/m2] se compune din radiatie directa si radiatie difuza (datorata aerului atmosferic si norilor). Pe cer senin radiatia directa este maxima si cea difuza minima, iar pe cer innorat, invers. Radiatia solara globala este diferita in functie de ora zilei; radiatia solara directa este diferita dupa orientarea suprafetei receptoare. Valorile intensitatilor radiatiei solare sunt date in STAS 6648/2, pe luni ale anului si pe ore ale zilei. La calculul aporturilor solare ale unei cladiri trebuie avute in vedere particularitati ale amplasamentului referitoare la vecinatati si la efectele umbririi cauzate de vegetatie si alte cladiri.

Figura 1. Harta climatica a Romaniei

2. Bilantul termic al unei incaperi incalzite

Sistemul de incalzire trebuie sa creeze in incaperile cladirii o ambianta care sa corespunda conditiilor de confort si cerintelor proceselor tehnologice. Aceasta ambianta depinde de puterea termica a sistemului din incapere, de modul de amplasare a corpurilor de incalzire, de calitatile de protectie termica a anvelopei, de alte surse de caldura precum si de pierderile de caldura care apar.

Bilantul termic al unei incaperi incalzite este dat de relatia:

,[W] (1)

unde: Qt – pierderile de caldura prin transmisie prin elementele exterioare de constructie , Qpi –pierderile de caldura corespunzatoare incalzirii aerului patruns in incaperea respectiva prin neetanseitatile elementelor respective si prin ventilare naturala, la deschiderea usilor si a ferestrelor , Qtr – cantitatea de caldura inmagazinata in elementele de constructie , Qi – cantitatea de caldura introdusa de instalatia de incalzire , Qd – cantitatea de caldura introdusa de degajarile interioare de caldura , Qr – cantitatea de caldura.

In cladirile civile, principala sursa de caldura este sistemul de incalzire, iar pierderile de caldura cele mai importante sunt pierderile prin anvelopa cladirii.

Pentru determinarea necesarului de caldura pentru incalzire se scrie bilantul de caldura pe timp de iarna, in conditii stationare. De regula, termenul Qtr are valori foarte mici, putand fi neglijat. Necesarul de caldura pentru incalzire poate fi determinat cu relatia:

(2)

3. Necesarul de caldura pentru incalzire

Determinarea necesarului de caldura pentru incalzire se face cu ajutorul unor relatii simplificate. Calculul necesarului de caldura se realizeaza in urmatoarele ipoteze:

temperaturi egal distribuite (temperatura aerului si temperatura de proiectare);

pierderile de caldura sunt calculate pentru conditii statice si parametrii constanti;

inaltimea camerei nu va depasi 5 m;

incaperile sunt incalzite la temperatura necesara;

temperatura aerului interior si temperatura operativa sunt egale.

Calculul necesarului de caldura pleaca de la calculul pierderilor de caldura. Instalatiile din cladiri trebuie sa asigure in perioada rece a anului necesarul de caldura pentru incalzire, ventilare si preparat apa calda de consum.

Metoda de calcul este reglementata prin STAS 1907 potrivit careia necesarul de caldura pentru incalzire Qi se determina cu relatia:

[W] (3)

unde:

- Qt - pierderile de caldura prin elementele de constructie in W;

- Qpi - necesarul de caldura pentru incalzirea aerului rece infiltrat din exterior in W;

- suma adaosurilor pentru compensarea efectului suprafetelor reci si pentru orientare in %;

3.1.Pierderile de caldura prin transmisie

Aceste pierderi au loc atat prin elementele de constructie in contact cu aerul pe ambele fete Qe cat si prin elementele de constructie in contact cu pamantul Qp .

[W] (4)

3.1.1.Pierderile de caldura prin elementele de caldura in contact cu aerul pe ambele fete:

[W] (5)

in care :

m - coeficient de masivitate termica al elementelor de constructie exterioare, conform STAS 6472 ;

CM - coeficient de corectie a fluxului termic;

S - suprafata fiecarui element de constructie in m2 ;

TCi [oC] – temperatura interioara conventionala de calcul;

Te [oC] – temperatura spatiilor exterioare incaperii considerate;

-Ro - rezistenta termica totala la transferul de caldura a elementului de constructie considerat in m2oC/W.

Coeficientul de masivitate m este dependent de indicele de inertie termica D al elementului de constructie, putandu-se calcula cu relatia:

m = 1,225 – 0,05D (6)

Tabelul 5. Valorile coeficientului de masivitate termica m

D

m

Pentru elementele de constructie fara inertie termica D 1 (usi, ferestre), coeficientul de masivitate are valoarea cea mai mare m = 1,2 iar pentru elemente de constructie interioare (plansee, pereti interiori), acesta capata valoarea m = 1.

Coeficientul D se poate calcula cu relatia:

(7)

unde:

R - rezistenta termica a elementului de constructie, S24 - coeficient de asimilare termica;

Suprafata de calcul S a elementului de constructii se determina luand in considerare urmatoarele dimensiuni:

o       pentru plansee si pereti: lungimea si latimea incaperii, masurate intre axele de simetrie ale elementelor de constructie ce o delimiteaza si inaltimea nivelului masurat intre pardoselile finite; din aria astfel obtinuta se scade aria golurilor suprafetelor neinertiale ( usi, ferestre,etc.);

o       pentru suprafetele neinertiale, se considera dimensiunile golurilor de zidarie.

Temperatura aerului interior este stabilita in STAS 1907 pentru incaperile mai des intalnite, conform tabelului 1. Temperatura aerului exterior conventionala de calcul pentru principalele localitati este data in functie de zona climatica pentru fiecare localitate, conform tabelului 2.

Daca este necesara cunoasterea temperaturii exacte a unei incaperi neincalzite, aceasta temperatura se poate calcula cu relatia:

, [oC], (8)

unde Ti – temperaturile interioare conventionale ale spatiilor invecinate in oC, Sj – aria suprafetelor care delimiteaza incaperea in m2, Rj – rezistentele termice ale elementelor de constructie ale incaperii in m2K/W.

Coeficientul de corectie CM se stabileste in functie de capacitatea termica specifica a elementelor de constructie interioare. Pentru o capacitate termica specifica mai mica de 400 kg/m3, CM = 1, iar pentru capacitatea termica specifica mai mare de 400 kg/m3, CM = 0,9

3.1.2. Pierderile de caldura in contact cu solul se determina cu relatia:

, [W] (9)

unde:

Sp – suprafata cumulata a pardoselii si a peretilor aflati sub nivelul solului, care se determina cu relatia:

, [m2] (10)

in care: Spd – suprafata pardoselii in m2, h – cota pardoselii sub nivelul solului in m, p – lungimea conturului peretilor in contact cu solul in m.

Sc - aria unei benzi cu latimea de 1 m situata de-a lungul conturului exterior al suprafetei Sp in m2;

Scj – aria unei benzi cu latimea de 1 m situata de-a lungul conturului care corespunde spatiului invecinat care are temperatura Ti in m2;

Rp – rezistenta termica cumulata a pardoselii si a stratului de sol cuprins intre pardoseala si panza de apa freatica. Rp se determina cu relatia:

, [m2K/W]    (11)

in care δj – grosimea straturilor luate in considerare in m, λj – conductivitatea termica a materialului din care este alcatuit stratul luat in considerare in W/mK;

Rbc - rezistenta termica a benzii de contur la trecerea caldurii prin pardoseala si sol catre aerul exterior, a carei valoare este data in tabelul 6;

Tf – temperatura solului (apei freatice), considerate + 10oC pentru toate zonele climatice ale tarii;

Tej – temperatura interioara conventionala de calcul pentru incaperile alaturate in oC;

ms – coeficientul de masivitate termica al solului, care se determina din graficul din figura 2, in functie de adancimea panzei de apa freatica H si adancimea h de ingropare a pardoselii h;

Figura 2. Variatia coeficientului de masivitate termica ms

ns - coeficientul de corectie care tine seama de conductivitatea termica a solului si cota pardoselii h sub nivelul terenului, care se determina din graficul din figura 3.

Figura 3. Variatia coeficientului de corectie ns

Tabelul 6. Rezistenta termica a benzii de contur la trecerea caldurii prin pardoseala si sol catre aerul exterior Rbc in m2K/W

3.2.Adaosurile la pierderile de caldura

La pierderile de caldura prin transmisie, calculate pentru fiecare incapere in parte, se adauga adaosuri procentuale pentru orientare A si compensarea efectului suprafetelor reci Ac. Aceste adaosuri modifica cantitatea de caldura transmisa, avand drept scop realizarea acelorasi conditii in incaperi indiferent de orientarea lor si gradul de izolare termica.

Adaosul pentru orientare

Acest adaos se aplica in scopul diferentierii pierderilor de caldura ale incaperilor diferit expuse radiatiei solare, o singura data pentru peretele cu orientarea cea mai defavorabila si este dat in tabelul 7:



Tabel 7. Adaos pentru orientare

Orientarea

N

NE

E

SE

S

SV

V

NV

A

Adaosul pentru compensarea efectelor suprafetelor reci

Acest adaos se aplica pentru imbunatatirea confortului termic in incaperile constructiilor civile, in scopul corectarii bilantului termic al corpului omenesc in incaperile in care elementele de constructie cu rezistenta la transfer termic redusa, favorizeaza intensificarea cedarii de caldura a corpului prin radiatie. Valorile acestui adaos se aleg din nomograma din figura 4 in functie de rezistenta totala medie a incaperii.

[ m2oC/W]    (12)

unde :

- St - suprafata totala a incaperii (pereti interiori, exteriori, planseu, pardoseala)

- Te - temperatura exterioara conventionala de calcul;

- Qt - pierderile de caldura prin transmisie ale incaperii;

Figura Adaosul pentru compensarea efectelor suprafetelor reci

Exceptii:

Adaosul de compensare nu se acorda urmatoarelor incaperi :

-in care oamenii poarta imbracaminte de strada;

-incaperilor incalzite prin radiatie;

-incaperilor in care oamenii desfasoara o munca medie sau grea;

- depozitelor, casei scarii, etc.

Adaosul de compensare se poate calcula cu relatia:

(13)

3.3. Necesarul de caldura pentru incalzirea aerului rece patruns in incapere

Debitul de caldura Qpi necesar pentru incalzirea aerului exterior patruns in incapere rezulta din insumarea necesarului de caldura pentru incalzirea aerului infiltrat prin neetanseitatile ferestrelor si usilor Qf si debitul de caldura Qu necesar incalzirii aerului patruns prin deschiderea usilor.

Qpi = Qf +Qu [W] (14)

Debitul de caldura Qf pentru incalzirea aerului rece infiltrat prin rosturile elementelor mobile se determina cu relatia:

,[W] (15)

in care:

E - factor de corectie depinde de inaltimea cladirii, tipul cladirii; pentru cladiri civile cu mai putin de 12 niveluri E = 1, iar pentru cladiri cu mai multe niveluri valoarea lui E este data in tabelul 8:

Tabelul 8. Valorile coeficientului de corectie E

- lungimea rosturilor elementelor deschizibile (mobile) exterioare din fatadele supuse vantului.

Cazuri (conform figurii 5):

  • In cazul in care elementele deschizibile se afla pe acelasi perete lungimea este egala cu suma lungimilor rosturilor de pe acelasi perete: .
  • Daca acestea se afla pe doi pereti alaturati atunci lungimea este egala cu suma lungimilor rosturilor: .
  • Daca se afla pe trei pereti exteriori atunci se ia in calcul maximul dintre suma lungimilor a doua rosturi aflate pe pereti alaturati: .
  • Altfel daca se afla pe doi pereti opusi lungimea este egala cu maximul dintre suma lungimilor rosturilor de pe un perete: .

Figura 5. Pozitia elementelor mobile in ansamblul incaperii: a - pe un perete exterior, b – pe doi pereti exteriori alaturati, c – pe doi pereti exteriori opusi, d – pe mai multi pereti exteriori.

Rostul format de doua elemente mobile se ia in calcul o singura data, in cazul usilor si ferestrelor duble, rostul se masoara pe un singur rand.

i - coeficient de infiltratie depinzand de tipul cladirii precum si de materialul din care sunt confectionate usile. Valorile coeficientului de infiltratie sunt date in tabelul 9.

Tabelul 9. Valorile coeficientului de infiltratie i

v - viteza vantului de calcul se alege in functie de zona eoliana (din tabelul 3).

Debitul de caldura pentru incalzirea aerului rece patruns in incapere se determina cu relatia:

Qu =0,36 Su n(Ti-Te) CM,[W] (16)

in care: Su - suprafata usii cu frecventa cea mai mare de deschidere,iar n - frecventa de deschidere a usii – numarul deschiderilor usilor exterioare intr-o ora, care depinde de specificul cladirii.

Sarcina termica Qu se ia in considerare numai in cazul incaperilor cu usi care se deschid frecvent (magazine, holuri la sali de spectacole, etc.) si care nu sunt prevazute cu sasuri sau perdele elastice.

3. Observatii la calculul necesarului de caldura pentru cladiri industriale

Observatia 1. Pentru hale neetajate si incinte mari avand latimi mai mari de 10 m si inaltimi mai mari de 5 m, pentru calculul rezistentelor termice Rc se utilizeaza relatia:

, [m2K/W]     (17)

unde δ – factor de corectie care depinde de inaltimea incaperii industriale, ale carei valori se iau din diagrama din figura 6:

Figura 6. Valorile factorului de corectie

Exista de asemenea diagrame pentru determinarea rezistentei termice Rc in functie de Ro pentru pereti, ferestre si plafoane.

Observatia 2. CM = 1

Observatia 3. Sarcina termica pentru incalzirea aerului infiltrat se calculeaza cu ajutorul factorului de corectie E din tabelul 10.

Tabelul 10. Valorile lui E pentru cladiri industriale

Inaltimea halei [m]

Factor de corectie E

>12

Observatia Pentru halele ventilate in suprapresiune, infiltratiile de aer rece se iau in considerare numai in cazul in care debitul de aer infiltrat de paseste debitul de aer introdus prin instalatiile de ventilare.

Necesarul de incalzire pentru sere

Serele sunt incinte simplu vitrate, a caror necesar de caldura se determina cu relația:

[W] ,    (18)

unde: S – suprafata terenului pe care este amplasata sera in m2, SF – suprafața vitrata in m2, C – coeficient ce tine seama de frecventa de aparitie a orelor cu cer senin asociate temperaturii conventionale a aerului exterior, C=0,10 indiferent de zona climatica, Ti – temperatura interioara de calcul in oC, Te – temperatura exterioara conventionala de calcul in oC, Kconv - coeficientul de transfer convectiv prin suprafata vitrata, care se determina cu relatia:

[W/m2K], (19)

in care: n – coeficientul de etanseitate a sere, cu urmatoarele valori pentru sere etanse n=1,7 si pentru sere neetanse n=2, πn – coeficient de penetratie cu urmatoarele valori: 0,1pentru sere etanse si 0,23 pentru sere neetanse.

(20)

ii – entalpia aerului interior in kJ/kg, ie – entalpia aerului exterior in kJ/kg.

KET – coeficient de transmisie prin convectie prin suprafata vitrata a serei considerata etansa, calculat cu relatia:

[W/m2K] ,     (21)

unde αi si αe - coeficienți superficiali de transfer de caldura care se determina cu relatiile:

, [W/m2K] (22)

, [W/m2K] – pentru v ≤ 5 m/s (23)

[W/m K] – pentru 5 ≤ v ≤ 10 m/s (24)

unde v – viteza vantului in m/s din tabelul 3, iar Ψ(s) este o functie care depinde de suprafata serei, conform figurii 7.

C:UsersRoxanaAppDataLocalMicrosoftWindowsTemporary Internet FilesContent.Wordsere1.bmp

Figura 7. Variatia functiei Ψ(s) cu suprafata terenului S al serei

Pentru calcule rapide se poate utiliza si diagrama din figura 8:

C:UsersRoxanaAppDataLocalMicrosoftWindowsTemporary Internet FilesContent.Wordsere1.bmp

Figura 8. Calculul fluxului termic unitar pentru sere

5. Calculul necesarului de caldura pe baza de indici

Pentru calculul aproximativ al necesarului de caldura pentru incalzire se pot folosi indici care tin seama de tipul cladirii, de forma si dimensiunile geometrice, de gradul de izolare si zona climatica unde urmeaza a fi amplasata cladirea.(Manual inst. Inc.) Relatia de calcul pentru cladirile de locuit este urmatoarea:

, [W] (25)

unde: GN – coeficientul global normat de izolare termica, determinat in funcție de numarul de niveluri N si de raportul dintre aria A si volumul cladirii V. Valorile acestui coeficient sunt tabelate in tabelul 11:

Tabelul 11. Valoarea coeficientului global de izolare termica la cladirile de locuit

Numarul de niveluri N

A/V

[m2/m3]

GN

[W/m3K]

Numarul de niveluri N

A/V

[m2/m3]

GN

[W/m3K]



Relatia de calcul pentru cladirile cu alta destinatie decat cea de locuit este urmatoarea:

(26)

unde: G1 – coeficientul global efectiv de izolare termica calculat cu relatia:

,[W] (27)

in care: V – volumul incalzit al incaperii in m3, Ai – aria elementului de constructie, in m2, care are rezistenta termica Rmi’, Rmi’ – rezistenta termica specifica corectata, medie, pe ansamblul cladirii, a unui element de constructie i in m2K/W.

6.Variatiile necesarului de caldura pentru incalzire.

Reglarea livrarii caldurii pentru incalzire si stabilirea unor regimuri de livrare a caldurii convenabile atit din punctul de vedere al exploatarii sistemului de alimentare cu caldura, cat si din punctul de vedere al asigurarii conditiilor de confort termic la consumatori, impun cunoasterea modului de variatie a necesarului de caldura pentru incalzire in functie de diversi factori.

Cele mai importante variatii ale necesarului de caldura pentru incalzire care trebuie cunoscute sunt variatia in functie de temperatura exterioara si variatia sa diurna (in decursul unei zile).

Analiza variatiei necesarului de caldura pentru incalzire in functie de temperatura exterioara porneste de relatia de bilant termic a incalzirii (1) si de la cunoasterea relatiilor de calcul a celor mai importante componente ale bilantului. Neglijand valoarea pierderilor de caldura catre sol, foarte mici pentru o cladire in comparatie cu celelalte componente ale bilatului termic, rezulta variatia prezentata in figura 7.


Figura 7. Variatia necesarului de caldura pentru incalzire in functie de temperatura exterioara.

In legatura cu aceasta variatie se fac urmatoarele precizari:

  • curba 1 reprezinta variatia in functie de temperatura exterioara a sumei termenilor si ;

curba 2 reprezinta variatia in functie de temperatura exterioara a termenului. In cazul in care numarul de schimburi de aer necesar in incinta din conditii de confort fiziologic na0 ar fi constant in functie de temperatura exterioara, curba ar avea o alura asemanatoare curbei 1. In realitate numarul de schimburi de aer na0 se reduce la scaderea temperaturii exterioare, lucru care conduce la alura descrescatoare a curbei;

  • curba 3 reprezinta variatia in functie de temperatura exterioara a degajarilor interioare de caldura;
  • curba 4 reprezinta variatia in functie de temperatura exterioara a aportului de caldura datorat radiatiei solare. Alura scazatoare se explica prin faptul ca in perioadele reci, intensitatea radiatiei solare este mai redusa si gradul de acoperire a cerului cu nori este mai ridicat;
  • curba 5 reprezinta variatia in functie de temperatura exterioara a necesarului de caldura pentru incalzire, obtinuta prin insumarea algebrica (tinand cont de semn) a tuturor cantitatilor de caldura care intervin in bilantul termic al incalzirii.

Obtinerea in practica a unei curbe de variatie de tipul curbei 5 din figura 7 este imposibila, deoarece nu se pot gasi relatii analitice care sa descrie corect alurile curbelor 2 si 4 din figura respectiva. Din acest motiv, se poate lucra cu o variatie liniara a necesarului de caldura pentru incalzire in functie de temperatura exterioara – curba 6 din figura, variatie descrisa practic de relatia:

[W] (28)

in care: Ve – volumul exterior al cladirii in m3, xi – caracteristica termica de incalzire determinata prin metoda caracteristicii termice de incalzire. Caracteristica termica de incalzire are sensul fizic al unei pierderi specifice de caldura raportata la volumul exterior, atunci cand intre interiorul si exteriorul cladirii exista o diferenta fizica de un grad. Pentru determinarea valorii caracteristicii termice se poate utiliza relatia:

(29)

unde x0,i – caracteristica termica de incalzire de baza, se poate determina din tabelul 12, a – coeficient de corectie in functie de zona climatica:

v          Te = -12oC, a=1,35;

v          Te = -15oC, a=1,29;

v          Te = -18oC, a=1,21;

v          Te = -21oC, a=1,1

Tabelul 12. Valorile caracteristicii termice de incalzire de baza x0,i

Felul cladirii

Volumul

[m3]

Caracteristica termica de incalzire x0,i

[W/m3K]

Cladiri de locuit, social-culturale si administrative

>

Ateliere, hale industriale

Garaje

Folosirea curbei de variatie liniare in locul celei reale conduce la erori mari in timpul perioadelor de tranzitie (primavara, toamna) cand temperaturile exterioare au valori relativ ridicate (peste 5 – 7). De remarcat ca in aceste perioade diferentele reale intre cele doua variatii pot fi mai mici decat cele din figura, din urmatoarele motive:

  • in perioadele de tranzitie vitezele vantului pot avea valori mai mari decat cele considerate in calculul necesarului de caldura;
  • precipitatiile lichide care apar in aceste perioade modifica umiditatea elementelor de constructie, scazand rezistenta termica a acestora, respectiv marind pierderile de caldura prin transmisie.

In concluzie, in practica exploatarii si reglarii instalatiilor de incalzire se accepta considerarea unei variatii liniare a necesarului de caldura pentru incalzire in functie de temperatura exterioara erorile introduse fiind acceptabile.

Conform figurii 7, necesarul de caldura pentru incalzire se anuleaza atunci cand temperatura exterioara are valoarea temperaturii exterioare de calcul Tex. Aceasta temperatura exterioara marcheaza limitele perioadei de incalzire. Pentru Romania, standardele stabilesc pentru Tex valoarea de +12 °C: incalzirea porneste cand temperatura exterioara medie zilnica scade trei zile consecutiv sub aceasta valoare si se opreste cand ea creste timp de trei zile consecutiv peste aceasta valoare. Motivele care stau la baza considerarii valorii medii zilnice si a unui interval de timp de aparitie destul de mare se datoreaza in esenta efectelor inertiei termice ale cladirilor, aspect prezentat in continuare.

O alta variatie ce trebuie cunoscuta este variatia diurna (in decursul celor 24 de ore ale unei zile) a necesarului de caldura pentru incalzire. Aceasta variatie se datoreaza in principal variatiei temperaturii exterioare in perioada de timp considerata.

In cursul unei zile, practic iniferent de anotimp, temperatura exterioara variaza in jurul unei valori medii, curbele de variatie avand o alura sinusoidala destul de regulata. Diferentele intre diferitele zile, respectiv anotimpuri, constau in marimile diferite ale valorilor medii in jurul carora oscileaza temperatura exterioara (temperatura exterioara medie zilnica), ale amplitudinilor de oscilatie a temperaturii exterioare si momentelor de timp diferite la care apar extremele temperaturii exerioare.


Figura 8. Variatiile zilnice ale temperaturii exterioare pentru: 1 – o zi de iarna; 2 – o zi din perioada de tranzitie; 3 – o zi de vara.

In afara temperaturii exterioare, variatiile necesarului de caldura pentru incalzire sunt influentate si de efectul compensator al capacitatilor de acumulare a caldurii in elementele de constructie ale cladirii (inclusiv mobilierul existent), respectiv de inertia termica a cladirii (figura 9).


Figura 9. Variatiile zilnice corelate ale temperaturii exterioare, ale necesarului de caldura pentru incalzire si ale temperaturii interioare: 1 – variatia zilnica a temperaturii exterioare; 2 – valoarea medie zilnica a temperaturii exterioare; 3 – variatia zilnica a necesarului de caldura pentru incalzire fara considerarea efectului inertiei termice a cladirii; 4 – variatia zilnica a necesarului de caldura pentru incalzire cu considerarea efectului inertiei termice a cladirii; 5 – valoarea medie zilnica a necesarului de caldura pentru incalzire; 6 – valoarea medie zilnica a temperaturii interioare (egala cu temperatura interioara de confort); 7 – variatia zilnica a temperaturii interioare in cazul livrarii caldurii pentru incalzire la valoarea medie zilnica.

In ipoteza neglijarii efectului inertiei termice a cladirii, variatia zilnica a necesarului de caldura pentru incalzire este practic inversa variatiei zilnice a temperaturii exterioare. In realitate, cladirile au o inertie termica care nu poate fi naglijata. Luarea in consideratie a inertiei termice modifica esential variatiile necesarului de caldura pentru incalzire fata de cazul in care inertia termica s-ar neglija:

  • extremele curbei se modifica ca valoare, deoarece in anumite perioade de timp, instalatia de incalzire trebuie sa dea o cantitate de caldura mai mare, ea acoperind atat pierderile de caldura catre exterior, cat si caldura acumulata in elementele de constructie, iar in alte perioade de timp, instalatia de incalzire trebuie sa dea o cantitate de caldura mai mica, pierderile de caldura catre exterior fiind acoperite partial de acumulata in elementele de constructie;
  • extremele curbei se ating mai tarziu in timp;
  • daca instalatia de incalzire livreaza zilnic debitul de caldura pentru incalzire la o valoare constanta, egala cu valoarea medie zilnica a necesarului de caldura, temperatura interioara nu mai poate fi pastrata constanta in decursul zilei, la valoarea impusa de realizarea confortului termic. Aceasta temperatura va oscila zilnic in jurul unei valori medii egale cu temperatura interioare de confort, curba de variatie zilnica a temperaturii interioare fiind aplatizata fata de curba de variatie zilnica a temperaturii exterioare. Extremele temperaturii interioare vor fi atinse corelat cu momentele de timp in care se atingeau extremele necesarului de caldura pentru incalzire cu considerarea inertiei termice.

Avand in vedere cele de mai sus, se poate trage o concluzie foarte importanta pentru exploatarea si reglarea instalatiilor de incalzire: este posibila livrarea necesarului de caldura pentru incalzire la o valoare medie zilnica, corespunzatoare temperaturii exterioare medii zilnice, fara ca abaterile temperaturii interioare de la conditiile de confort termic sa depaseasca limitele admisibile.

7.Curbe clasate ale necesarului de caldura pentru incalzire

O curba clasata reprezinta frecventa sau durata intervalelor de timp in care valorile marimii clasate se situeaza deasupra sau sub o anumita valoare (figura 10).


Figura 10. Constructia curbei clasate a necesarului de caldura pe baze statistice.

O curba clasata poate fi:

  • construita prin prelucrarea statistica a datelor cu privire la marimea necesarului de caldura pentru incalzire, date obtinute prin masuratori. Principiul obtinerii curbei clasate este prezentat in figura 10. Metoda poate fi aplicata doar pentru instalatii existente;
  • estimata pe baza curbei clasate a temperaturilor exterioare printr-o constructie grafica (vezi figura 11.). Curbele clasate se cunosc pentru localitatile mai importante, ele stand la baza determinarii temperaturii exterioare de calcul. Metoda poate fi aplicata atat pentru instalatii existente, cat si pentru instalatii aflate in studiu. Metoda este greoaie si nu se preteaza calculelor efectuate cu ajutorul calculatoarelor;


Figura 11. Constructia grafica a curbei clasate a necesarului de caldura pentru incalzire: 1 – curba clasata a temperaturilor exterioare; 2 – variatia necesarului de caldura pentru incalzire in functie de temparatura exterioara; 3 - curba clasate a necesarului de caldura pentru incalzire

  • estimata pe baza unor relatii empirice. Relatia care permite cea mai buna estimare a alurii curbei clasate a necesarului de caldura pentru incalzire este:

(30)

unde: - necesarul de caldura pentru incalyire de calcul; - temperatura interioara de calcul; - temperatura exterioara de calcul; - temperatura exterioara care delimiteaza perioada de incalzire; - temperatura exterioara medie pe perioada de incalzire; - valoarea curenta a timpului; iar durata perioadei de incalzire.

8.Masuri de reducere a necesarului de caldura pentru incalzire

Conform definitiei, necesarul de caldura pentru incalzire este utilizat pentru acoperirea integrala a pierderilor de caldura in mediul ambiant ale incintei respective incalzite. In consecinta, masurile de reducere a necesarului de caldura pentru incalzire constau practic in masurile de reducere a pierderilor de caldura ale incintei respective, adica:

masuri de reducere a pierderilor de cadura prin transmisie, respectiv de crestere a rezistentei termice „R” a elementelor de constructie care marginesc incinta;

masuri de reducere a pierderilor de cadura corespunzatoare incalzirii aerului patruns prin neetanseitatile elementelor de constructie, respectiv cresterea etanseitatii constructiilor la patrunderi de aer din exterior.

9.Necesarul de caldura pentru ventilarea incaperilor

Necesarul de caldura pentru ventilarea incaperilor, Qv [W], reprezinta cantitatea de caldura pentru incalzirea aerului proaspat introdus intr-o incinta in vederea inlocuirii unei cote echivalente de aer viciat evacuat in exterior.

Procesul de ventilare se realizeaza, in principiu, dupa schema din figura 12. Cantitatea de caldura necesara incalzirii aerului introdus intr-o incinta prin ventilare mecanica poate fi transmisa aerului direct, in schimbatoare de caldura special prevazute sau poate fi transmisa de catre instalațiile de incalzire supradimensionate corespunzator.

Figura 12. Schema de principiu a incalzirii aerului de ventilare: 1. incaperea ventilata, 2. aerul evacuat din incapere, 3. ventilator (exhaustor) de aer, aer viciat evacuat in atmosfera, 5. aer recirculat, 6. aer proaspat, 7. filtru de aer, 8. ventilator, 9. baterie de incalzire, 10. agent termic de incalzire, 11. aer cald proaspat.

In functie de existenta sau inexistenta recircularii aerului (5), schema functioneaza in circuit deschis (fara recirculare), in circuit inchis (numai cu recirculare) sau in circuit mixt (cu recirculare partiala). Aceste regimuri depind de gradul de noxe continute de aerul din incapere

Marimea necesarului de caldura pentru ventilare, Qv , [W], se calculeaza cu relatia:

in care, ρa – densitatea aerului in kg/m3 ; cpa – caldura specifica medie a aerului  in J/kgK; Ti, Te – temperaturile aerului interior, respectiv exterior in oC, Vi - volumul interior al incintei ventilate in m3, ns - numarul de schimburi de aer.

Numarul de schimburi de aer ns este raportul :

[schimburi/s] (32)

care arata de cate ori se primeneste integral, in unitatea de timp, volumul de aer interior. – debitul volumetric de aer introdus in incinta in m3/s.

9.1.Conditii conventionale de calcul pentru determinarea marimii necesarului

de caldura pentru ventilare

Cunoasterea valorii necesarului de caldura pentru ventilare este in general utila la proiectarea diverselor elemente ale sistemului de alimentare cu caldura pentru ventilarea cladirilor (de la bateriile de ventilare la echipamentele sursei).

Necesarul de caldura pentru ventilare care sta la baza proiectarii diverselor elemente ale sistemului de alimentare cu caldura se numeste necesar de caldura pentru ventilare de calcul.

Conform relatiei 31, valoarea necesarului de caldura pentru ventilare depinde de valoarea debitului de aer introdus de instalatie si de temperaturile aerului interior si exterior.

Debitul nominal de aer (de calcul) introdus de instalatia de ventilare se determina din bilantul degajarilor interioare ale incintei si care trebuie evacuate cu ajutorul instalatiei respective. In cazul cel mai general, instalatia de ventilare trebuie sa evacueze in acelasi timp mai multe tipuri de substante degajate din procesele interioare. Pentru fiecare tip “i” de substanta degajata, din bilantul masic al acestei substante, se poate scrie o relatie de tipul:

in cazul functionarii permanente a instatiei de ventilare:

(33)

unde Md - cantitatea de substanta de un anumit tip (umiditate, praf, scame, mirosuri, diverse substante chimice) degajata in incinta respectiva in unitatea de timp, cia – concentratia admisibila a substantei respective in incinta (data fie de normative, fie de literatura de specialitate), iar cai – concentratia substantei respective in aerul proaspat introdus in incinta.

in cazul functionarii intermitente a instatiei de ventilare:

(34)

in care, in plus fata de notatiile definite anterior, s-a mai notat cu cii – concentratia substantei respective in incinta la inceputul perioadei de ventilare, iar cu t – durata perioadei de ventilare.

In cazul unor incinte caracterizate prin existenta mai multor substante degajate, pentru fiecare tip „i” de substanta se calculeaza debitul de aer necesar mentinerii calitatii acestuia ,i, debitul total de aer necesar ventilarii incintei respective fiind:

in cazul degajarilor fara efect cumulativ asupra organismului uman:

(35)

in cazul degajarilor cu efect cumulativ asupra organismului uman (tipul acestora este precizat de norme – Norme generale de protectia muncii):

(36)

insumarea facandu-se pentru toate cele „i” degajari cu efect cumulativ.

Pentru estimarea debitului nominal de aer necesar, in faze preliminare de proiectare sau pentru stabilirea oportunitatii unor masuri de reducere a debitului de aer, se poate utiliza indicele numar de schimburi de aer ns, definit prin relatia (32). Valorile numarului de schimburi de aer ns sunt date de normative sau de literatura de specialitate in functie de destinatia incintei (de natura proceselor care au loc in incintele respective).

Din punctul de vedere al naturii degajarilor dintr-o incinta, incintele se pot clasifica in:

incinte fara degajari nocive. In acest caz, se poate admite ca, in anumite perioade de timp, valoarea concentratiei degajarii respective in aerul interior sa depasesca valoarea recomandata. Pentru o astfel de incinta se definesc doua valori ale numarului de schimburi de aer n: valoarea nominala a numarului de schimburi de aer si valoarea minim admisa a acestuia . Intre cele doua valori exista relatia de legatura :

(37)

unde in afara notatiilor definite anterior, s-a notat cu ciaM concentratia maxim admisibila a substantei respective in aerul interior. Intrucat cia < ciaM este evident ca:

(38)

incinte cu degajari nocive. In acest caz, nu se admite ca valoarea concentratiei degajarii respective in aerul interior sa depasesca valoarea recomandata. Pentru o astfel de incinta se defineste o singura valoare a numarului de schimburi de aer n: valoarea nominala a acestuia .

Temperatura interioara (conventionala) de calcul a instalatiilor de ventilare se alege din conditii de realizare a confortului termic si este aceeasi cu cea definita pentru instalatiile de incalzire.

Temperatura exterioara de calcul a instalatiilor de ventilare este temperatura exterioara minima la care instalatiile de ventilare mai pot asigura conditiile interioare de confort termic, respectiv este temperatura exterioara pentru care se proiecteaza (dimensioneaza) instalatiile de ventilare. Din punctul de vedere al acestei temperaturi, instalatiile de ventilare se dimensioneaza diferentiat in functie de natura degajarilor din incinta respectiva :

in cazul incintelor fara degajari nocive, datorita posibilitatii reducerii numarului de schimburi de aer, instalatiile de ventilare se dimensioneaza pentru o temperatura exterioara de calcul diferita de temperatura exterioara de calcul a instalatiilor de incalzire . Necesarul de caldura de calcul (nominal) pentru ventilarea incintelor va fi:

(39)

cu

(40)

Cum raportul este subunitar, rezulta ca > . In consecinta, in aceasta situatie, instalatiile de ventilare se dimensioneaza pentru o diferenta de temperatura mai mica, realizandu-se economii de investitii si reduceri ale cantitatii de caldura consumate anual pentru ventilarea incintei respective.

incinte cu degajari nocive. In acest caz, ca o consecinta a imposibilitatii reducerii numarului de schimburi de aer fata de valoarea nominala, instalatiile de ventilare se dimensioneaza pentru o temperatura exterioara de calcul egala temperatura exterioara de calcul a instalatiilor de incalzire . Necesarul de caldura de calcul (nominal) pentru ventilarea incintelor va fi:

(41)

9.2.Variatiile necesarului de caldura pentru ventilarea cladirilor

Reglarea livrarii caldurii pentru ventilarea incintelor si stabilirea unor regimuri de livrare a caldurii convenabile atit din punctul de vedere al exploatarii sistemului de alimentare cu caldura, cat si din punctul de vedere al asigurarii conditiilor de confort termic la consumatori, impun cunoasterea modului de variatie a necesarului de caldura pentru ventilare in functie de diversi factori.

Cele mai importante variatii ale necesarului de caldura pentru ventilare care trebuie cunoscute sunt variatia in functie de temperatura exterioara si variatia sa diurna (in decursul unei zile).



In cazul ventilarii cladirilor, caldura fiind transmisa aerului, datorita inertiei termice reduse a acestuia variatiile necesarului de caldura pentru ventilare sunt mult mai puternice decat ale necesarului de caldura pentru incalzire (aplatizate datorita interventiei inertiei termice a cladirilor).

Analiza variatiei necesarului de caldura pentru ventilare in functie de temperatura exterioara porneste de relatia de calcul a acestuia (31). Aceasta variatie este prezentata in figura 13.


Figura 13. Variatia necesarului de caldura pentru ventilare si a numarului de schimburi de aer in functie de temperatura exterioara: 1 – incinte cu degajari nocive; 2 – incinte fara degajari nocive.

Conform figurii 13, necesarul de caldura pentru ventilare se anuleaza practic atunci cand temperatura exterioara are valoarea . Aceasta temperatura exterioara care marcheaza limitele perioadei de ventilare este mai mare decat temperatura exterioara care marca limitele perioadei de incalzire . Ca urmare, consumul de caldura pentru ventilare incepe mai devreme si se termina mai tarziu decat consumul de caldura pentru incalzire.

O alta variatie ce trebuie cunoscuta este variatia diurna (in decursul celor 24 de ore ale unei zile) a necesarului de caldura pentru ventilare. Aceasta variatie se datoreaza variatiei temperaturii exterioare in perioada de timp considerata. In cursul unei zile, practic iniferent de anotimp, temperatura exterioara variaza in jurul unei valori medii, curbele de variatie avand o alura sinusoidala destul de regulata.

Spre deosebire de incalzire, in cazul necesarului de caldura pentru ventilare, variatiile acestuia nu mai sunt influentate si de efectul compensator al capacitatilor de acumulare a caldurii in elementele de constructie ale cladirii (caldura se cedeaza direct aerului), respectiv de inertia termica a cladirii (figura 14).


Figura 1 Variatiile necesarului de caldura pentru ventilare Qv: 1 – variatia diurna a temperaturii exterioare; 2 - temperatura exterioara medie zilnica; 3 – variatia lui Qv pentru o incinta cu degajari nocive intr-o zi in care Te < – variatia lui Qv pentru o incinta cu degajari nocive intr-o zi in care – variatia lui Qv pentru o incinta cu degajari nocive intr-o zi in care Te > 6 – variatia lui Qv pentru o incinta fara degajari nocive intr-o zi in care Te < – variatia lui Qv pentru o incinta fara degajari nocive intr-o zi in care – variatia lui Qv pentru o incinta fara degajari nocive intr-o zi in care Te >

9.3.Curbe clasate ale necesarului de caldura pentru ventilare

Indiferent de tipul incintei, cu sau fara degajari nocive, curbele clasate ale necesarului de caldura pentru ventilare pot fi construite prin prelucrarea statistica a datelor obtinute prin masuratori.

Pentru incinte cu degajari nocive, curbele clasate ale necesarului de caldura pentru ventilare pot fi estimate pe baza curbei clasate a temperaturilor exterioare printr-o constructie grafica asemanatoare cazului incalzirii. Pentru incintele fara degajari nocive, metoda nu poate fi aplicata din cauza ca intre necesarul de caldura pentru ventilare si temperatura exterioara nu mai exista o legatura stricta, biunivoca (motivul fiind intermitenta ventilarii).

10. Necesarul de caldura pentru alimentarea cu apa calda

Necesarul de caldura pentru alimentarea cu apa calda, Qac W], reprezinta cantitatea de caldura pentru prepararea apei calde consumata in scopuri igienico-sanitare si la prepararea hranei.

Necesarul de caldura pentru prepararea apei calde menajere Qac se face in functie de cantitatea de apa consumata G si de diferenta dintre temperatura finala Tac si temperatura initiala a apei Tar, conform relatiei:

,[W] (42)

Dimensionarea echipamentelor de preparare a apei calde se face pentru debitul maxim orar, acesta fiind deci elementul ce trebuie calculat.

10.1. Cladiri sau ansambluri de cladiri de locuit

Formula de calcul pentru debitul maxim orar:

(43)

in care:

G - norma de consum pentru o persoana pe zi

N - numarul de persoane

a - coeficientul de neuniformitate orara (tabelul 13)

Tabelul 13. Coeficient de neuniformitate orara

N

a

Pentru ansambluri mici, coeficientul de neuniformitate orara se poate extrage din diagrama din figura urmatoare:

Figura 15. Coeficientul de neuniformitate pentru ansambluri mici

In particular, pentru blocuri de garsoniere cu persoane singure sau familii putin numeroase, formula este:

Gmax =167 n a l/h (44)

unde: n - numarul de garsoniere,

a - coeficient de neuniformitate orara (tabelul 14)

Tabelul 1 Coeficient a pentru garsoniere

n

a

10.2.Cladiri social – administrative

Consumul orar maxim se calculeaza cu relatia:

(45)

Coeficientul α se determina din tabelul 15:

Tabelul Valorile coeficientului a

N

50

100

150

200

300

500

1000

2000

3000

>3000

a

6,6

5,1

4,4

4,2

3,9

3,7

3,4

3,2

3,1

3

10.3. Hoteluri, pensiuni

Formula de calcul:

(46)

Consumul de apa calda la 600 C pentru un pasager (pat) pe zi:

- dusuri in toate grupurile sanitare ------60 80 l

-cazi de baie la 25% din camere --------80 100 l

-cazi de baie la 75% din camere -------100 160 l

-cazi de baie la toate camerele ---------160 200 l

Tabelul Valorile coeficientului

N

60

150

300

450

600

900

3,1

2,5

2,2

2,06

2,0

1,95

Debitul de apa G se poate considera, pentru toate cazurile conform tabelului 17 :

Tabel 17.Consumuri normate de apa calda si rece:

Necesarurile specifice de apa rece si calda (acs) functie de destinatia cladirii STAS 1478-90 pe persoana

Activitatea

Consum apa rece [l/zi]

Consum acs 600C [l/zi]

Consum acs 450C [l/zi]

Locuinta, apartament

200

65

80

Birouri

20

4

5

Cantine restaurant

22

10

14

Bufete

13

6

9

Camin cu grup sanitar comun

80

33

40

Camin cu lavoar in camera

90

40

50

Camin cu grup sanitar in camera

170

50

60

Internat scolar cu grup sanitar comun

70

25

30

Internat scolar cu lavoar in camera

80

33

40

Hotel II cu grup sanitar comun

110

50

60

Hotel IB cu dus si grup sanitar in camera

150

65

80

Hotel IA cu dus si grup sanitar in camera

200

80

100

Crese si gradinite cu internat

100

40

50

Gradinite cu copii externi

20

6

8

Scoala fara dus sau baie

20

4

5

Terenuri de sport pentru un sportiv

50

20

28

Dispensare, policlinici

15

2,5

3

10. Variatia necesarului de caldura pentru alimentarea cu apa caldura

Pe parcursul unei zile consumul de apa calda cunoaste fluctuatii importante, existand perioade cu varfuri de consum. Deoarece alura sa influenteaza dimensionarea instalatiei de preparare a apei calde, se alege o variatie conventionala, considerata pentru ziua cu cel mai marι consum.

10.5. Curba clasata anuala a necesarului de caldura pentru alimentarea cu apa calda

Aceasta curba se stabilește pe baza debitelor medii zilnice. Este o curba mai aplatizata decat in cazul ventilarii sau incalzirii, cu δa=1,3…1,5.

Durata anuala a necesarului de caldura, sub forma de apa calda, depinde de natura consumului si durata sa zilnica, fiind data de relatia, [h/an

Figura 16. Curba clasata a debitelor de caldura medii zilnice pentru alimentarea cu apa calda

a rev int (47)

in care τ este durata perioadei de revizii si reparatii a instalatiilor (2030 zile/an) in h/an, τint – durata    perioadelor de intrerupere zilnica a alimentarii.








Politica de confidentialitate

DISTRIBUIE DOCUMENTUL

Comentarii


Vizualizari: 4488
Importanta: rank

Comenteaza documentul:

Te rugam sa te autentifici sau sa iti faci cont pentru a putea comenta

Creaza cont nou

Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2020 . All rights reserved

Distribuie URL

Adauga cod HTML in site