BREVIAR DE CALCULInstalaţii interioare de Incălzire

1. Instalatii interioare de încălzireNecesarul de caldură pentru încălzirea spaţiilor proiectate s-a efectuat în baza SR 1907-

1,2 /97 în urmatoarele ipoteze :

- Zona climatică: zona III ,Text = - 18 C.

- Zona eoliană: zona II ,Vvant = 4 m/sec

Rezistenţele la transfer sau stabilit în baza normativului STAS 6472/3.

Temperaturile din încăperi s-au adoptat în baza SR 1907/2/97 şi NP 022-97 cap.V.4.

(A).2. şi au valori cuprinse între 15°C şi 20°C.

Dimensionarea conductelor s-a efectuat pentru viteze de circulaţie a apei calde cu

parametri 75°C / 55°C, recomandate de normativul I13/2015 şi cu nomograme de dimensionare

specifice.

Necesarul de căldură a fost calculat conform SR 1907/1,2/1997 şi este prezentat

centralizat în Anexă.

1.1 Sarcina termică pentru încălzire:Qînc = 61,68kW

1.2 Sarcina termică pentru preparare ACMDebitul de apa caldă:

Se dimensionează conform STAS 1478-90 si I9-2013:

Din care apa caldă:

Q zimed=1

1000∗8∗15

= 0,12 mc/zi

Q zimax=1,30∗0 ,12 = 0,156 mc/zi

Qorarmax=1,2⋅0 ,1568 = 0,0234 mc/h=0.0065 l/s

Necesarul de căldură pentru prepararea ACM:

Qacc=G×c×(t c−t r ) (W )

în care:

G - consumul orar de apă caldă (ls);

c - căldura specifică a apei - 4185 (jkg⋅k) ;

t c= 45oC temperatura ACM;

t r = 10oC temperatura apei reci.

Qacm=0.0065 x 4185 x (45-10) = 952 (W)

Qacm = 0,952 (kW)

Qtotal = Qînc + Qacm =62,63 kW

2. DIMENSIONARE ECHIPAMENTE2.1. Cazan

Se propune echiparea centralei cu un cazan mural, pentru producerea apei calde

75°/55°C, pmax = 4 bar, cu funcţionare pe gaze naturale, având capacitatea de 70 kW.

2.2 PompeCirculaţia agentului termic în instalaţia de încălzire este asigurată prin intermediul

pompelor de circulaţie. Rolul acestora este acela de a învinge rezistenţele hidraulice liniare şi

locale pentru circuitul cel mai defavorizat al instalaţiei de încălzire. Sunt utilizate pentru

capacităţi mici şi medii pompe cu montaj pe conductă (in-line) cu turaţie variabilă, consumuri de

energie electrică redusă, silenţioase şi grad mare de fiabilitate. Pompele au racorduri filetate sau

cu flanşe pentru montajul direct pe conducte. Părţile turnate în contact cu apa sunt din materiale

rezistente la coroziune. Motoarele cu puteri sensibil mai mici decât cele tradiţionale au 3 sa 4

viteze sau cu selecţie manuală a vitezei dorite, iar cuzineţii sunt de tip autolubrifiant. Există şi

varianta constructivă cu pompă dublă care utilizează o pompă de rezervă comutată automat în

caz de defect.

Principalele caracteristici ale unei pompe sunt debitul de fluid G, în m3 / h şi diferenţa de

presiune între refulare şi aspiraţie exprimată în N/m2 sau în bar. în unele cazuri se foloseşte

noţiunea : înălţime de pompare H ca fiind echivalentul în înălţime coloană de lichid a presiunii

realizate de pompă. Este necesar de asemenea a se cunoaşte puterea motorului de antrenare

P, în kw, turaţia n, tensiunea de alimentare şi frecvenţa curentului electric.

Fabricile producătoare de pompe pun la dispoziţia proiectanţilor caracteristicile G,H,P şi

randamentul ti al întregii game de tipodimensiuni, sub formă de diagrame (fig. 3.20) sau tabele.

Pentru alegerea corectă a pompei este necesară stabilirea prin calcul a caracteristicilor

tehnice ale acesteia şi anume: debitul nominal de pompare Gp şi înălţimea de pompare Hp.

Debitul nominal de pompare se stabileşte în funcţie de sarcina termică Qc pe care

agentul purtător de căldură o cedează la consumator cu un ecart prestabilit.

2.3. Vasul de expansiune cu membranăStandardul 7132 / 1986 clasifică instalaţiile de încălzire centrală cu apă având

temperatura maximă de 115°C în două categorii:

instalaţii care sunt în legătură directă cu atmosfera, prevăzute cu vas de expansiune

deschis;

instalaţii care nu sunt în legătură directă cu atmosfera, prevăzute cu supape de

siguranţă şi cu vas de expansiune închis.

În varianta de asigurare a instalaţiilor de încălzire cu apă caldă prin supape de siguranţă şi

vas de expansiune închis, funcţiunile sistemului de siguranţă sunt îndeplinite astfel:

preluarea variaţiei de volum şi mica rezervă de apă de către vasul de expansiune

închis;

menţinerea în stare plină cu apă a instalaţiei prin presiunea exercitată de perna de

aer asupra apei din vasul de expansiune închis care, în acest caz poate fi montat la partea

inferioară a instalaţiei, în apropierea cazanului;

limitarea superioară a presiunii în instalaţie prin supape de siguranţă montate pe

cazan înaintea oricărui organ de închidere;

eliminarea aerului la umplerea şi pătrunderea lui la golire prin conducte, vase şi

robinete de dezaerisire.

Sistemul cu supape de siguranţă şi vas de expansiune închis, cu membrană elastică de

separaţie între perna de aer şi apă ,este mai costisitor, vasul are un volum total - pentru acelaşi

volum util - mai mare, implică prezenţa supapelor de siguranţă şi a unor elemente minime de

automatizare (blocarea alimentării cu combustibil la atingerea temperaturii maxime prescrise de

cazan); în regim normal de funcţionare, presiunea în instalaţie creşte până la limita de rezistenţă

a componentelor instalaţiei. Are în schimb avantajul separării apei de aer prin membrana

elastică şi nu cere, după cum s-a mai arătat, condiţii speciale în ceea ce priveşte cota de

montare, iar racordul la cazan se reduce la o singură conductă scurtă.

Vasul de expansiune închis se dimensionează ţinând seama de volumul util Vu necesar,

care corespunde volumului de apă rezultat din dilatarea apei conţinută în instalaţie, la încălzirea

de la temperatura de alimentare, de + 10 °C, la temperatura medie în condiţii nominale -

calculată ca medie aritmetică între temperaturile din conducta de ducere - tur, şi conducta de

întoarecere - retur.

Presiunea minimă Pmin [bar] din vasul de expansiune închis - în timpul funcţionării

instalaţiei - este stabilită astfel încât presiunea în orice punct al instalaţiei să fie mai mare decât

presiunea aburului saturat corespunzătoare temperaturii apei din conducta de ducere.

Presiunea maximă Pmax [bar] din vasul de expansiune închis este stabilită astfel încât să

nu se depăşească presiunile admise în instalaţia interioară.

2.4. Coşul de fumEvacuarea gazelor de ardere reprezintă una dintre cele mai importante probleme ale

centralelor termice. De buna rezolvare a acesteia depinde în mare măsură funcţionarea corectă

şi în siguranţă a centralei termice, reducerea riscului de incendii şi de poluare.

Gazele arse produse în focarul cazanelor sunt evacuate în atmosferă prin canalul şi coşul

de fum. La centralele termice mici şi mijlocii se foloseşte în general tirajul natural, la cele mari se

utilizează atât tirajul natural, cât şi cel forţat cu ajutorul exhaustoarelor.

La centralele termice mici şi mijlocii amplasate în subsolul clădirilor, coşul de fum se

construieşte în interiorul clădirii sau în exteriorul ei. Această ultimă soluţie se adoptă şi pentru

centralele termice adăpostite în construcţii separate, supra sau subterane, dar lipite de clădirea

cea mai înaltă alimentată cu căldură. Dacă se prevăd clădiri absolut separate pentru centralele

termice, coşul se construieşte la distanţă de clădire pe fundaţie independentă, astfel încât

tasările inegale ale terenului să nu prejudicieze construcţia.

Forma secţiunii de trecere a gazelor arse poate fi dreptunghiulară (cu raportul laturilor

mai mare de 0,7 ) sau circulară. Secţiunea coşului de fum se determină în conformitate cu STAS

3417-70. În cazul racordării unui singur cazan la coşul de fum, secţiunea acestuia nu va fi mai

mică decât secţiunea racordului de evacuare a gazelor de ardere de la cazan.

Înălţimea coşurilor este impusă în acest caz de înălţimea clădirii ce trebuie depăşită cu

minimum 0,5 m peste coama acoperişului, respectiv peste înălţimea parapetului terasei.

Evacuarea gazelor de ardere şi dispersia lor în atmosferă trebuie făcute astfel încât să

rezulte o concentraţie a noxelor sub limitele admise.

Evacuarea mecanică a gazelor de ardere se face în situaţia în care cazanele sunt

prevăzute din construcţie cu tiraj forţat şi în situaţia în care particularităţile locale ale

amplasamentului nu permit adoptarea soluţiei cu tiraj natural.

Legătura dintre cazan şi coş se realizează prin canalul de fum, în majoritate chiar şi în

cazul coşurilor metalice, o construcţie din zidărie, căptuşită în interior ca şi coşul de fum.

În cazul tirajului natural, lungimea canalului nu trebuie să depăşească 1/3 din înălţimea

coşului. Canalul se execută cu o pantă ascendentă (minim 10%) spre coş, schimbările de

direcţie reduse la minimum, trebuie să se facă cu racordări rotunjite, lăţimea canalului trebuie să

fie egală cu lăţimea coşului.

În pereţii canalului de fum se lasă goluri astupate cu capace uşoare ( clapete de explozie)

etanşe, prin a căror deschidere să se protejeze canalul şi coşul în cazul unei detente

accidentale a gazelor. Golurile se prevăd în zone necirculate.

Aria secţiunii canalului de fum se calculează funcţie de aria secţiunii coşului, fiind mai

mare decât aceasta din urmă cu 20...30%.

Coşurile şi canalele de fum se izolează pentru realizarea tirajului şi evitarea scăderii

temperaturii gazelor de ardere sub temperatura punctului de rouă.

Se adopata sectiunea canalului de fum conforma cu cea data de producator cu

evacuarea gazelor arse prin tiraj fortat.

Întocmit,Ing. -