instalatii de aliment are cu apa calda de consum ok

Instalatii de alimentare cu apa calda de consum

Conf.dr.ing. Daniela Teodorescu

Facultatea de Instalatii

Instalatii de alimentare cu apa calda de consum

Proprietatile apei calde de consum Elemente componente ale instalatiei de

alimentare cu apa calda de consum Evaluarea cantitatilor de energie consumate

Instalatii de alimentare cu apa calda de consumLa adoptarea soluţiilor constructive de instalaţii centrale pentru

prepararea apei calde de consum se ţine seama de următoarele elemente: necesarul specific de apă caldă de consum şi durata efectivă a perioadei de consum (în ore), în funcţie de destinaţiile clădirilor; mărimea şi variaţia în timp a debitului de apă caldă de consum; temperaturile minimă necesară şi, respectiv, maximă admisă ale apei calde de consum; sursa de căldură pentru producerea agentului termic primar variaţia în timp a debitului de căldură furnizat de sursă (agentul termic primar); tipurile aparatelor folosite pentru prepararea apei calde de consum

Necesarul specific de apă caldă de consum

Pentru determinarea cantităţilor de apă necesare, se utilizează frecvent următoarele noţiuni : necesarul specific de apă necesarul de apă cerinţa de apă

Necesarul specific de apă este necesarul de apă (considerat ca valoare medie ) pentru o zi , raportat la unitatea de folosinţă ( consumator) şi se exprimă în l/om . zi , l/m2 . zi, l/ha . zi, l/animal.zi etc..

Necesarurile specifice de apă rece şi caldă pentru consum menajer ( exprimate în l / om . zi ) funcţie de destinaţiile clădirilor sunt normate (STAS 1478)

Necesarul de apă caldă de consum Necesarul de apă reprezintă cantitatea de apă care trebuie

furnizată unei folosinţe în punctele de utilizare , astfel încât procesele în care este folosită să fie satisfăcute în mod raţional .

Debitul necesarului de apă ( exprimat în m3 / s , m3 / h sau ca debit zilnic în m3 / zi ori ca debit lunar , în m3 / lună ) conţine atât debitul de apă ce se consumă şi nu mai revine în reţeaua de canalizare, cât şi debitul de apă ce se restituie după ce este utilizată.

La determinarea necesarului de apă se ţine seama dacă sunt sau nu introduse anumite restricţii.

Necesarul de apă cu restricţii se defineşte ca fiind cantitatea de apă care trebuie furnizată în punctele de utilizare , astfel încât procesele în care este folosită să fie satisfăcute în mod raţional , cu recircularea şi reutilizarea internă maximă , cu micşorarea sau oprirea activităţilor auxiliare sau mai puţin importante , pe perioade scurte de timp .

Mărimea şi variaţia în timp a debitului de apă caldă de consum

durata efectivă a perioadei de consum, în ore, se stabileşte pentru fiecare caz în parte, în funcţie de regimul de funcţionare a instalaţiilor de alimentare cu apă din clădirea respectivă

Cantităţile de apă consumate în clădiri

Cantităţile de apă consumate în clădiri sunt variabile în timp şidepind de următorii factori : structura consumului de apă , corelată cu destinaţia (categoria)

clădirii ( de locuit , social-culturală , industrială , agrozootehnică); gradul de confort ; numărul total de consumatori şi repartiţia lor pe sexe şi categorii

de vârstă ; regimul de funcţionare al instalaţiilor , care poate fi continuu sau

intermitent ( după un anumit program ) ; gradul de deschidere al armăturii ( robinet , baterie

amestecătoare de apă rece cu apă caldă etc) montată la punctul de consum al apei ;

alţi factori de importanţă locală.

Clasificarea instalatiilor de alimentare cu acc

Instalaţiile de alimentare cu apă caldă pot fi clasificate

în funcţie de următoarele criterii: în funcţie de numărul de surse de energie utilizate

pentru prepararea apei calde de consum şi a numărului de zone de distribuţie ;

în funcţie de sistemele de încǎlzire adoptate pentru clădire;

în funcţie de combustibilul utilizat; în funcţie de regimul de furnizare al apei reci.

Instalatiile de alimentare cu acc – componenta:

sistemul de furnizare a apei calde de consum (respectiv punctele de consum – bateriile amestecătoare etc);

sistemul de distribuţie a apei calde de consum, inclusiv recircularea;

sistemul de preparare/acumulare a apei calde de consum;

sistemul de producere a energiei termice necesare preparării apei calde de consum (ex: cazane, panouri solare, pompe de căldură, unităţi de cogenerare).

Surse de energie pentru a.c.c.

Sursa de căldură pentru producerea agentului termic primar care poate fi, de exemplu:

apă caldă din sistemul de încălzire centrală; apă fierbinte din reţeaua de termoficare; apă încălzită într-un circuit solar; apă geotermală; apă încălzită cu pompa de căldură; agenţi termici (apă caldă, abur sau condens) proveniţi din

procese tehnologice industriale; apă încălzită cu recuperatoare de căldură (tuburi termice,

recuperatoare de căldură din gazele de ardere, etc.);


Clădire cu o singură zonă de consum şi o singură instalaţie de preparare a apei calde de consum

O zonă este definită ca o clădire sau o parte a clădirii cu funcţiune distinctă, pentru care se calculează necesarul de energie utilizată pentru prepararea apei calde de consum


Clădire cu o singură zonă de consum şi mai multe instalaţii

1. sursa de energie termică;2. acumulator de apă caldă de consum;3. reţea de distribuţie;4. reţea de recirculare a apei calde de consum;5. echipamente (armaturi) pentru consumul de apă caldă


Clădire cu mai multe zone şi o singură instalaţie de alimentare cu apă caldă de consum

1. sursa de energie termică;2. acumulator de apă caldă de consum;3. reţea de distribuţie;4. reţea de recirculare a apei calde de consum;5. echipamente (armaturi) pentru consumul de apă caldă

Clasificarea instalatiilor de alimentare cu acc Cazurile enunţate mai sus se pot concretiza în următoarele

situaţii: clădiri (apartamente) cu preparare locală a apei calde de

consum, cu/fără contorizare a consumurilor de apă: cu centrale termice individuale; cu încălzitoare locale de apă caldă.

clădiri cu preparare centralizată a apei calde de consum: cu contorizarea consumurilor de apă caldă la nivelul centralizat; cu contorizarea consumurilor de apă caldă la nivelul scării sau al

tronsonului de bloc; cu contorizarea consumurilor de apă caldă la nivelul

apartamentului (unităţii funcţionale); fără contorizare.

Gestionarea consumurilor de apă

sistemul de contorizare, adică de măsurare şi înregistrare a consumurilor de apă;

sistemul de tarifare a consumurilor de apă. În gestionarea consumurilor de apă sunt

implicaţi atât producătorii şi distribuitorii de apă , cât şi consumatorii .

Gestionarea consumurilor de apă Gestionarea consumurilor de apă , se realizează printr-un sistem

coerent de contorizare , în secţiunile de control ale instalaţiilor de alimentare cu apă rece şi respectiv, apă caldă de consum

Contorizarea se poate realiza: direct la punctele de consum a apei, contoare montate la fiecare robinet al

bateriei amestecătoare de apă rece cu apă caldă de consum în casa scării, pe apartament pe scara de bloc : contoare montate pe conducta de racord la reţeaua de

distribuţie a apei pentru apartamentele scării de bloc ; pe fiecare clădire : contoare montate fie pe conductele de racord la reţeaua

de distribuţie a apei din clădirea respectivă , de regulă în subsol , fie pe conducta de branşament ( la clădirile individuale ) , în subsol sau în cămin de apometru ;

pe un ansamblu de clădiri : contoare montate în staţia de pompare ( cu sau fără recipiente de hidrofor ) , pe conducta de branşament la conducta publică de alimentare cu apă

Repartiţia consumurilor casnice pe tipuri de activităţi

Repartiţia consumurilor casnice pe tipuri de activităţi

Consumuri casnice Anglia şi Wales [%} Finlanda [%] Elveţia [%] Rezervorul vasului closet 33 14 33 Baia şi duşul 20 29 32 Maşini de spălat (rufe, vase)

14 30 16

Apă pentru consum uman (băut, gătit)

3 4 3

Diverse 27 21 14 Consumuri externe 3 2 2

Consumuri medii specifice pentru consum menajer

Consumuri medii specifice diferitelor tipuri de consumatori casnici

Echipament Anglia şi Wales Finlanda Franţa Germania Vas de closet Maşină de spălat rufe Maşină de spălat vase Duş Cada de baie

9,5 ℓ/utilizare 80 ℓ/ciclu 35 ℓ/ciclu 35 ℓ/duş 80 ℓ/baie

6 ℓ/utilizare 74-117 ℓ/ciclu 25 ℓ/ciclu 60 ℓ/duş 150-200 ℓ/baie

9 ℓ/utilizare 75 ℓ/ciclu 24 ℓ/ciclu 16 ℓ/duş 100 ℓ/baie

9 ℓ/utilizare 72-90 ℓ/ciclu 27-47 ℓ/ciclu 30-50 ℓ/duş 120-150 ℓ/baie

Sisteme de reducere a pierderilor apă

Nu există sisteme de tarifare speciale pe trepte de consum, dar industria investeşte în reducerea cantităţilor de apă a echipamentelor casnice

Cantitatea de apă utilizată de rezervorul vasului de closet depinde de anul de fabricaţie: 9 l – în 1976 6 l – în 1976-93 4 l – în 1993-96 2-4 l – din 1996

Sistemele de reducere a pierderilor apă nu sunt des întâlnite

Municipalităţile au investit foarte mult atât în instalarea de sisteme de economisire a apei, cât şi în campanii media pentru public

Echipamente de reducere a risipei apei pentru consum

Echipamente uzuale de reducere a risipei apei pentru consumatori casnici

Echipament Descriere Economia de apă Armături Armături cu aeratoare Armături cu termostat Armături cu senzori infraroşu Armături electronice, cu li-mitarea timpului de utilizare

Introduce aer în jetul de apă, micşorând volumul de apă consumat, efectul final fiind acelaşi Menţin temperatura de amestec selectată iniţial Livrează apă doar în prezenţa unu obiect în zona infraroşu Livrează apă doar un interval redus de timp

Reduce debitul de apă cu aprox. 50% Reduce debitul de apă şi consumul de energie cu aprox. 50% Reduce debitul de apă cu aprox. 70-80%

Vase de closet Construcţia vasului permite utilizarea 3-6 l pentru o spălare eficientă

Sisteme de reducere a consumurilor de apă pentru vechile armături Sistem aerator pentru baterii vechi Buton pentru limitarea spălării vasului de closet Sisteme de reducere a debitelor pentru duşuri

Introduce aer în jetul de apă, micşorând volumul de apă consumat, efectul final fiind acelaşi

Reduce debitul de apă cu aprox. 40% Reduce debitul de apă cu aprox. 70% Reduce debitul de apă cu aprox. 10 - 40%

Tarifarea consumurilor de apă

Sistemul de tarifare al consumurilor de apă , trebuie să fie stimulativ pentru consumatori , în scopul reducerii pierderilor şi risipei de apă şi să asigure rentabilizarea producerii şi distribuţiei apei la consumatori.

În general , se adoptă sisteme de tarifare diferenţiată a consumurilor de apă pentru populaţie şi respectiv , pentru agenţii economici.

ASPECTE ECONOMICE ALE POLITICII SI MANAGEMENTULUI APEI

Tarife pentru apă, anuale, pentru diferite oraşe europene

Tarife pentru apă, anuale, pentru diferite oraşe europene Tarife pentru apă,

anuale, pentru diferite oraşe europene (pentru o familie utilizând 200 m3/an, locuind într-o casă) – sunt incluse şi date referitoare la statele est europene

Tarife pentru apă, anuale, pentru diferite oraşe europene

Figura 5-3 Tariful anual al apei în statele europene, exprimat procentual din PIB, pe

cap de locuitor

Instalatii de alimentare cu apa calda de consum – contorizare si sisteme constructive de distributie Instalaţiile interioare de alimentare cu apă rece şi respectiv , apă

caldă pentru consum menajer , cuprind : reţelele de conducte ; fitingurile ; armăturile montate pe reţelele de conducte ; obiectele sanitare şi accesoriile acestora ; armăturile obiectelor sanitare .

În clădirile de locuit colective ( blocuri de locuinţe ) reţelele de conducte pot fi : cu contorizare individuală ( în sistem pe apartament ) ; cu contorizare colectivă ( în sistem pauşal ) .

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

Contorizare colectivaa consumurilor de acc

Reţele interioare de alimentare cu apă rece şi caldă de consum, în sistem cu contorizare colectivă

Reţelele de conducte de distribuţie a apei reci şi respectiv , a apei calde de consum, se compun din :

conducte principale de distribuţie ; în funcţie de condiţiile constructive ale clădirii pentru contorizarea cantităţilor de apă rece , respectiv de apă caldă de consum , pe

conductele principale de distribuţie se prevăd distribuitoare , la care sunt montate contoare pe ramificaţiile la fiecare scară de bloc ( pentru consumul de apă în scopuri menajere din apartamentele respective ) şi separat , pe ramificaţiile care alimentează alţi consumatori ( cazul blocurilor de locuinţe având la parter birouri , restaurante , sedii de bănci , magazine etc. ) . În cazul clădirilor de locuit , individuale sau colective ( cu un număr mic de apartamente ) , contorizarea consumurilor de apă rece şi respectiv , de apă caldă , se poate face pentru întreaga clădire ;

coloane alimentate cu apă din conducta principală de distribuţie prin conductele de ramificaţie ale acesteia ;

conducte de legătură ( derivaţii ) de la coloane la punctele de utilizare a apei din clădire , prin care apa ajunge din coloane la robinetele de apă rece sau bateriile amestecătoare de apă rece şi apă caldă de consum .

Între cele două instalaţii interioare , de distribuţie a apei reci şi respectiv , a apei calde de consum , singurele puncte de legătură sunt bateriile amestecătoare

Reţele interioare de alimentare cu apă rece si apă caldă de consum, în sistem cu contorizare colectivă


conducte principale de distribuţie ; în funcţie de condiţiile constructive ale clădirii , conductele principale de distribuţie se pot monta: în subsol , canale tehnice etc – distribuţie inferioară – la partea superioară a clădirii , suspendate sub planşee , pe grinzi , stâlpi etc

– distribuţie superioară . În clădirile de locuit şi în majoritatea clădirilor social–culturale , se

adoptă , în general , instalaţii interioare de alimentare cu apă cu distribuţie inferioară , cu conductele principale de distribuţie montate în subsoluri sau în canale tehnice vizitabile .

În clădirile industriale , în care pardoseala este ocupată de maşini şi utilaje , instalaţiile interioare de alimentare cu apă sunt cu distribuţie superioară , soluţie care asigură protecţia reţelei de conducte la solicitările mecanice provocate de vibraţiile maşinilor şi utilajelor respective .

Contorizare individualaa consumurilor de acc

Reţele interioare de alimentare cu apă rece şi cu apă caldă de consum, în sistem cu contorizare individuală ( pe apartament )

Alimentarea cu apă rece şi respectiv, cu apă caldă , de consum , a apartamentelor fiecărui nivel, care sunt suprapuse pe aceiaşi verticală, se face prin coloane principale, amplasate în zona casei scării .

La fiecare nivel, se prevăd nişe special amenajate , sau casete prefabricate , în care se amplasează contoarele de apă rece , respectiv de apă caldă de consum .

Contoarele se montează pe racordurile de alimentare cu apă rece , respectiv apă caldă de consum , ale fiecărui apartament .

Armăturile obiectelor sanitare ( robinete , baterii amestecătoare ) se pot racorda direct sau , prin intermediul unor distribuitoare de apă rece şi respectiv de apă caldă , cu robinete principale de închidere şi cu racorduri flexibile care , permit alimentarea fiecărui obiect sanitar în parte . Pe fiecare racord se montează robinete de închidere , uşor manevrabile.

În cazul clădirilor de locuit existente, prevăzute iniţial cu contorizare colectivă, se poate trece la contorizarea individuală, montând contoare de apă rece, respectiv de apă caldă de consum, pe conductele de legătură de la coloane la armăturile obiectelor sanitare din camera de baie şi din bucătărie. Această soluţie necesită un cost mai mare de investiţie (fiind necesare patru contoare) şi se poate aplica dacă există condiţii tehnice de montare a acestor contoare.

Energia utilă pentru instalatiile de alimentare cu apă caldă de consum Energia utilă corespunzătoare instalaţiilor de

alimentare cu apă caldă de consum reprezintă suma energiilor utile pentru fiecare din cele patru sisteme constitutive importante ale instalaţiei de alimentare, respectiv: sistemul de furnizare a apei calde de consum (respectiv

punctele de consum – bateriile amestecătoare etc); sistemul de distribuţie a apei calde de consum, inclusiv

recircularea; sistemul de preparare/acumulare a apei calde de consum; sistemul de producere a energiei termice necesare

preparării apei calde de consum (ex: cazane, panouri solare, pompe de căldură, unităţi de cogenerare).

Energia utilă pentru instalatiile de alimentare cu apă caldă de consum

Energia utilă pentru instalaţia de alimentare cu apă caldă de consum depinde de: volumul de apă caldă solicitat de utilizatori, furnizat la

punctele de consum în cantităţi determinate de tipul armăturilor sanitare sau de numărul utilizatorilor şi norma specifică de consum (energia utilă netă).

volumul pierderilor de apă caldă de consum, care depinde de caracteristicile şi starea tehnică a instalaţiei de alimentare cu apă caldă .

volumul total al pierderilor de energie (energie termică + energie electrică) aferente sistemelor de preparare şi distribuţie a apei calde de consum.

Schema de calcul

Pierderile de căldură aferente instalaţiei de alimentare cu apă caldă de consum

Pierderile totale de căldură corespunzătoare instalaţiei de alimentare cu apă caldă de consum, Qac,p se exprimă prin suma pierderilor de căldură al fiecărui sistem component, după cum urmează:

Qac,p = Qac,c + Qac,d + Qac,s + ΣQac,g [ J ]

În care: Qac,c pierderea de căldură datorată furnizării / utilizării la consumator a apei calde

la temperatură diferită de temperatura nominală de calcul [ J ]

Qac,d pierderea de căldură pe conductele de distribuţie [ J ]; pierderea de căldură depinde de lungimea reţelei sistemului de distribuţie a apei calde de consum, de amplasarea conductelor de distribuţie, de izolarea lor termică, de temperatura apei calde şi de sistemul de control aferent;

Qac,s pierderea de căldură corespunzătoare sistemelor de acumulare a apei calde de consum [ J ];

Qac,g pierderea de căldură aferentă echipamentului de preparare a apei calde de consum cât şi pe circuitul de agent termic primar, atât pe perioada de funcţionare a acestuia cât şi pe perioada de nefuncţionare.

Pierderile de căldură aferente instalaţiei de alimentare cu apă caldă de consum

În unele situaţii, aceste sisteme se combină sau se separă, după cum se poate exemplifica:

Qac,c (necesarul de căldură corespunzător furnizării apei calde la punctele de consum) şi Qac,d (pierderile de căldură din reţeaua de distribuţie a apei calde de consum) pot fi combinate, din motive practice (de exemplu, în cazul preparării locale a apei calde de consum, în care lungimea conductelor de distribuţie a apei calde este nesemnificativă);

În cazul instalaţiilor de alimentare cu apă caldă de consum în care distribuţia apei este însoţită de o instalaţie de recirculare, este importantă considerarea distinctă a zonelor din instalaţie în care există recircularea apei calde şi celor în care recircularea lipseşte.

Pentru evaluarea instalaţiilor cu sisteme de recirculare, Qac,d trebuie să fie determinat distinct pe zone din instalaţie cu şi fără recirculare;

În cazul prezenţei sistemelor locale de încălzire şi preparare a apei calde de consum (de exemplu centrale murale), este mai greu de realizat o distincţie clară între cantităţile de energie necesare producerii Qac,g şi stocării acm Qac,s, astfel că în final, cei doi termeni Qac,s şi Qac,g trebuie să fie exprimaţi cumulat.

Perioadele de calcul

In final, se urmăreşte stabilirea consumului anual de energie pentru instalaţia de alimentare cu apă caldă de consum.

Acest obiectiv poate fi atins în două moduri, după cum urmează:

utilizând informaţii privind perioada de funcţionare anuală a instalaţiei, care permit determinarea unor valori medii globale (metodă aplicabilă clădirilor existente pentru care există date privind consumurile facturate de apă caldă de consum etc);

împărţind anul într-un număr de perioade de calcul (ex: luni, săptămâni), şi determinând consumul total prin însumarea energiilor corespunzătoare pentru fiecare perioadă (metodă utilizabilă pentru clădiri noi şi pentru cele existente).

Recuperarea pierderilor de caldura Când se analizează o clădire sau o parte a clădirii, nu toate

pierderile de căldură ale instalaţiei de alimentare cu apă caldă de consum reprezintă pierderi efective; acest fapt se datorează recuperărilor parţiale. De exemplu, pierderile de căldură ale conductelor sunt pierderi efective în cazul în care conductele sunt amplasate în exteriorul clădirii. Dacă conductele sunt amplasate în interiorul spaţiilor încălzite, degajarea de căldură de la conducte poate contribui la încălzirea spaţiului; în acest caz, pierderile de căldură sunt considerate recuperate, şi pot fi luate în considerare pentru reducerea necesarului de căldură pentru încălzire. In mod similar, în cazul în care clădirea studiată are un sistem de răcire, pierderile de căldură ale instalaţiei de alimentare cu apă caldă de consum pot majora sarcina de răcire corespunzătoare.

Energia auxiliară totală necesară pentru instalaţia de alimentare cu apă caldă de consum

Energia auxiliară este energia necesară echipamentelor electrice prezente în instalaţia de alimentare cu apă caldă, respectiv pompele de distribuţie, circulaţie, vanele şi echipamentele de control şi automatizare.

Necesarul de energie auxiliară se calculează pentru fiecare sistem component al instalaţiei de alimentare cu apă caldă de consum: Wac,x.

Totalul energiei auxiliare se obţine prin însumarea energiei utilizate în fiecare element component a instalaţiei.

Energia auxiliară este exprimată în kWh/an sau în kWh/lună. O parte din energia auxiliară poate fi recuperată sub formă de căldură, Qr,x .

Energia auxiliară totală necesară pentru instalaţia de alimentare cu apă caldă de consum Wac,p = Wac,c + Wac,d + Wac,s + Σ Wac,g [kWh/an]

(3.2)

În care: Wac,c energia electrică utilizată în sistemul de furnizare, la punctul de

consum, a apei calde la consumator (de exemplu armăturile cu celulă fotoelectrică)

Wac,d energia electrică utilizată în sistemul de distribuţie (ex. pompa necesară distribuţiei şi recirculării apei calde de consum);

Wac,s energia electrică utilizată în sistemul de acumulare a apei calde de consum (exemplu sistemul de control şi automatizare pentru boilere);

Wac,g energia electrică utilizată în sistemul de preparare a apei calde de consum, care poate fi tratată separat sau poate fi considerată împreună cu energia auxiliară necesară instalaţiilor de încălzire a clădirii, dacă acelaşi echipament satisface ambele cerinţe (încălzire şi preparare a apei calde de consum).

Energia utilă corespunzătoare sistemului de furnizare a apei calde de consum (respectiv punctele de consum – bateriile amestecătoare etc)

Necesarul de căldură pentru prepararea apei calde de consum (energia utilă netă)

Necesarul de căldură pentru prepararea apei calde de consum corespunde energiei necesare încălzirii apei calde cerută de consumator, la temperatura dorită.

In cazul în care există un sistem de contorizare al volumului de apă caldă consumată, atunci necesarul de apă caldă poate fi determinat direct, prin aplicarea formulei 3.3.

In cazul lipsei unui sistem de contorizare, necesarul de apă caldă de consum poate fi determinat în funcţie de numărul şi de tipul consumatorilor. Energia totală pentru încălzirea necesarului de apă caldă de consum se determină prin însumarea cerinţelor individuale.

Formula generală de determinare a necesarului de căldură pentru prepararea apei calde de consum, Qac , este dată de relaţia:

Qac = ρ * c * Vac * ( θac - θar )(3.3)

în care: ρ densitatea apei calde de consum[kg/m3] ( tabel 3.3 ); c căldura specifică a apei calde de consum [J/kg K] (tabel 3.3); Vac volumul necesar de apă caldă de consum pe perioada considerată

[m3]; θac temperatura de preparare a apei calde [oC]; θar temperatura apei reci care intră în sistemul de preparare a apei calde

de consum [oC]; i 1, n reprezintă indice de calcul pentru categoriile de consumatori.

Volumul necesar de apă caldă de consum Pentru clădiri noi, volumul de apă caldă de consum se determină cu

următoarea relaţie de calcul: Vac = a x Nu / 1000 [ m3 ] (3.4) în care: a necesarul specific de apă caldă de consum, la 60 oC [m3],

pentru unitatea de utilizare/folosinţă, pe perioada considerată; Nu numărul unităţilor de utilizare / folosinţă a apei calde de

consum (persoană, unitatea de suprafaţă, pat, porţie etc) Valorile pentru a şi Nu depind de:

tipul şi destinaţia clădirii; tipul activităţii desfăşurate în clădire; tipul activităţilor, pe zone ale clădirii, atunci când în clădire există mai multe

activităţi care diferenţiază volumele de apă caldă consumate în clădire; standardele sau clasa de activitate, ca de exemplu numărul de stele pentru

hoteluri sau categoria restaurantelor.

Volumul necesar de apă caldă de consum Numărul de persoane Nu aferent clădirilor de locuit se determină

ca valoare medie, în funcţie de indicele mediu de ocupare a suprafeţei utile a clădirilor, utilizând următoarea procedură de calcul:

se determină suprafaţa utilă Su [m2] (camere de zi, dormitoare, holuri, bucătărie, baie etc; nu se consideră suprafaţa balcoanelor şi teraselor);

se apreciază indicele mediu de locuire, iLoc, ca având valori cuprinse în intervalul 0,04 – 0,055 (valoarea corespunde unei suprafeţe utile pentru o persoană de 18-25 m2, în funcţie de tipul clădirii (individuală, înşiruită sau bloc) şi de amplasarea acesteia (judeţ şi mediu – urban sau rural);

se determină numărul mediu normat de persoane aferent clădirii, utilizând următoarea relaţie de calcul;

Locuu iSN

Tabel A.1 - Necesarurile specifice de apă caldă în funcţie de destinaţiile clădirilor Nr. Destinaţia clădirii Necesar specific a , l crt. apă caldă de consum

de 600C 1 Clădiri de locuit (pentru o persoană pe zi) a) în cazul preparării centrale a apei calde de consum 75 b) în cazul preparării locale a apei calde: - în cazane funcţionând cu gaze sau în încălzitoare electrice 60 - în cazane funcţionând cu lemne,cărbuni sau combustibil

lichid 55

2 Clădiri pentru birouri (pentru un funcţionar pe schimb)

5

3 Cluburi, case de cultură şi teatre a) cu prepararea centrală a apei calde: - actori (pentru o persoană pe zi) 15

4 Cantine, restaurante, bufete: - bufete 6 -cantine şi restaurante (pentru o persoană, o masă la prânz

pe zi) 10

-cantine şi restaurante (pentru o persoană, trei mese pe zi) 20 Restaurante 2 mese pe zi, bucătărie tradiţională (pentru o

persoană) 36

Restaurante 1 masă pe zi, bucătărie tradiţională (pentru o persoană)

18

Restaurante cu autoservire, 2 mese pe zi (pentru o persoană)

15

Restaurante cu autoservire, 1 masă pe zi (pentru o persoană)

7

5 Cămine (pentru un ocupant pe zi) - cu obiecte sanitare în grupuri sanitare comune 40 - cu lavoare în camere 50 - cu grupuri sanitare în camere 60

6 Internate şcolare (pentru un ocupant pe zi) - cu obiecte sanitare în grupuri sanitare comune 30 - cu lavoare în camere 40

7 Hoteluri şi pensiuni (pentru un pasager pe zi) Hotel 1 stea fără spălătorie 95 Hotel 1 stea cu spălătorie 120 Hotel 2 stele fără spălătorie 130 Hotel 2 stele cu spălătorie 150 Hotel 3 stele fără spălătorie 165 Hotel 3 stele cu spălătorie 190 Hotel 4 stele fără spălătorie 200 Hotel 4 stele cu spălătorie 225

8 Creşe, grădiniţe cu internat (pentru un copil pe zi)

50

9 Grădiniţe cu copii externi (pentru un copil pe schimb) 8 10 Spitale, sanatorii, case de odihnă (pentru un bolnav pe zi)

- cu căzi de baie şi duşuri în grupuri sanitare 115 - cu căzi de baie în fiecare cameră, pentru bolnavi 165

9 Grădiniţe cu copii externi (pentru un copil pe schimb) 8 10 Spitale, sanatorii, case de odihnă (pentru un bolnav pe zi) - cu căzi de baie şi duşuri în grupuri sanitare 115 - cu căzi de baie în fiecare cameră, pentru bolnavi 165 - cu căzi de baie în fiecare cameră, pentru tratamente

balneologice 225

11 Dispensare, policlinici (pentru un bolnav pe zi) 3 12 Băi publice (pentru o persoană) - cu duşuri 30 - cu căzi de baie 100

13 Şcoli (pentru un elev pe program) fără duşuri sau băi 5 14 Terenuri de sport, stadioane (pentru o manifestare sportivă) - pentru un sportiv 20 - complex sportiv (locuri de cazare pentru sportivi in

cantonament) 170

15 Spălătorii (pentru un kilogram de rufe uscate) - cu spălare manuală 20 - cu spălare semimecanizată 25 - cu spălare mecanizată 30

Necesarul specific de apa calda de consum

Evaluarea necesarului zilnic de apă caldă de consum, pentru o persoană, în clădiri de locuit unifamiliale, pentru nevoi igienico – sanitare şi gospodăreşti.

Natura folosinţei

Consum zilnic

[litri / persoană]

Toaleta

Dimineaţa 6

Seara 6

Spălat mâini

Prânz 2

Seara 3

Duş 30

Baie la cadă (75)/15

Preparare hrană 2

Spălat veselă

Dimineaţa 1

Prânz 3

Seara 2

Curăţenie şi spălări uşoare 5

Total mediu [litri / om·zi ] 75

Necesarul specific de apa calda de consum

Volumul de apa calda de consum, in functie de suprafataVolumul necesar de apă caldă de consum calculat pentru locuinţe unifamiliale, în funcţie de suprafaţă Pentru stabilirea volumului necesar de apă caldă de consum calculat pentru locuinţe unifamiliale, în funcţie de suprafaţă, se porneşte de la relaţia de calcul:

Vac = a * Nu / 1000 [ m3/săptămână ] (C.1) în care: a necesarul specific de apă caldă de consum, la 60 oC [m3], pentru unitatea de suprafaţă locuibilă şi săptămână Nu suprafaţa locuibilă a locuinţei unifamiliale, respectiv SLoc [m2]; în acest caz, termenul Nu devine suprafaţa de calcul (suprafaţa locuibilă), respectiv SLoc [m

2] Pentru „a” se pot utiliza următoarele relaţii de calcul:

Loc

Loc

S

S YXa

)ln( dacă Nu (sau SLoc) >40 m2 (C.2)

a = Z dacă 14 < Nu (sau SLoc) < 40 m2 (C.3) Pentru coeficienţii X, Y şi Z se pot utiliza următoarele valori: X = 1715; Y = 4825; Z = 45 In final, pentru calculul volumului de apă caldă de consum, se utilizează expresia: Vac = a * LocS / 1000 [ m3 /zi]

Valorile rezultate pentru „a” şi pentru Vac , în funcţie de suprafaţa locuinţei unifamiliale Nu (SLoc), se regăsesc în tabel C.1.

Volumul de apa calda de consum, in functie de suprafata

Volumul necesar săptămânal de apă caldă de consum calculat pentru locuinţe unifamiliale, în funcţie de suprafaţă

Suprafata locuibilă

Indice specific de consum

Volum saptamanal de apa calda de consum

Suprafata locuibila

Indice specific de consum

Volum saptamanal de apa calda de consum

SLoc [m2] a [l/ m2] Vac=a x SLoc [l/zi] SLoc [m

2] a [l/ m2] Vac=a x SLoc

[l/zi] 14-40 45 630-1800 145.00 26.97 3910.10 41.00 42.53 1743.78 150.00 26.45 3968.24 45.00 42.30 1903.43 155.00 25.96 4024.47 50.00 41.68 2084.12 160.00 25.49 4078.92 55.00 40.87 2247.58 165.00 25.04 4131.70 60.00 39.95 2396.80 170.00 24.61 4182.89 65.00 38.99 2534.07 175.00 24.19 4232.61 70.00 38.02 2661.17 180.00 23.78 4280.92 75.00 37.06 2779.49 185.00 23.39 4327.91 80.00 36.13 2890.18 190.00 23.02 4373.65 85.00 35.23 2994.15 195.00 22.66 4418.19 90.00 34.36 3092.17 200.00 22.31 4461.61 95.00 33.53 3184.90 205.00 21.97 4503.96

100.00 32.73 3272.87 210.00 21.64 4545.29 105.00 31.97 3356.54 215.00 21.33 4585.64 110.00 31.24 3436.32 220.00 21.02 4625.07 115.00 30.54 3512.56 225.00 20.73 4663.61 120.00 29.88 3585.55 230.00 20.44 4701.31 125.00 29.24 3655.56 235.00 20.16 4738.19 130.00 28.64 3722.82 240.00 19.89 4774.30 135.00 28.06 3787.55 245.00 19.63 4809.66

140.00 27.50 3849.92 250.00 19.38 4844.31

Pierderile de căldură aferente furnizării la consumator a apei calde de consum

Qac,c reprezintă pierderea de căldură datorată furnizării / utilizării la consumator a apei calde la temperatură diferită de temperatura nominală de calcul şi se determină cu relaţia:

Qac,c =

n

i 1

ρ * c * Vac,c * ( θac,c - θar ) (3.6)

în care: ρ densitatea apei calde de consum[kg/m3] ( tabel 3.3 );

c căldura specifică a apei calde de consum [J/kg K] (tabel 3.3); Vac,c volumul corespunzător pierderilor şi risipei de apă caldă de consum pe perioada

considerată [m3]; θac,c temperatura de furnizare/utilizare a apei calde la punctul de consum[oC]; θar temperatura apei reci care intră în sistemul de preparare a apei calde de consum [

oC]; i =1, n reprezintă indicele de calcul pentru categoriile de consumatori.

Volumul de apă caldă de consum corespunzător pierderilor şi risipei de apă, calculat cu pierderi specifice de apă caldă de consum

Pierderile de apă se estimează după starea tehnică a armăturilor din imobilul vizat, după cum urmează: în cazul armăturilor într-o stare tehnică bună în proporţie de 30%,

atunci se estimează pierderi de 5 l/om,zi x (nac/24), unde nac reprezintă numărul zilnic de ore de livrare a apei calde menajere (valoare medie anuală);

în cazul armăturilor într-o stare tehnică precară (armături defecte) şi în cazul în care se constată că subsolul blocului/scării expertizate este umed, atunci se consideră pierderi de 30 l/om,zi x (nac/24), unde nac reprezintă numărul zilnic de ore de livrare a apei calde menajere (valoare medie anuală).

Aceste valori corespund unor coeficienţi de pierderi şi risipă de apă de 10-25% din volumul de apă normat.

Volumul de apă caldă de consum corespunzător pierderilor şi risipei de apă, calculat cu coeficienţi adimensionali Pierderile de apă caldă de consum se pot estima şi cu ajutorul unor coeficienţi

de calcul, astfel încât volumul real de apă caldă necesară consumului este determinat de valoarea teoretică a volumului de apă caldă amendată de coeficienţi supraunitari, care majorează valoarea teoretică, în funcţie de timpul de aşteptare pentru furnizarea, la punctele de consum (datorită lipsei sistemelor de recirculare a apei calde şi datorită stării tehnice a armăturilor)

[m3]; (3.7) Se pot adopta următoarelor valori pentru coeficienţii f: f1 = 1, 30 pentru obiective alimentate în sistem centralizat , fără recirculare f1 = 1, 20 pentru obiective alimentate în sistem local centralizat f1 = 1, 10 pentru obiective alimentate în sistem local f2 = 1, 10 pentru instalaţii echipate cu baterii clasice f2 = 1, 05 pentru instalaţii echipate cu baterii monocomandă în care: f1 depinde de tipul instalaţiei la care este racordat punctul de consum f2 depinde de starea tehnică a armăturilor la care are loc consumul de apă caldă

21ac,ac VV ffV cac

Volumul de apă caldă de consum corespunzător pierderilor şi risipei de apă, cu valori tabelare

Receptor Consum [l/utilizare]

Tempera- tura de utilizare[ C]

Numar de utilizari / zi Consum total acc[l/zi]

Pierderea de energie la utilizare

[Kcal/zi] [KW/zi]

1 - 23 – 4

5 - 6 1 - 23 – 4

5 - 6 1 - 2 3 – 4 5 - 6 1 - 23 – 4

5 - 6

Lavoar 6-10 40 4 6 10 24 36 60 480 720 1200 0, 550, 84

1, 4

Bideu 6 40 - 2 3 - 12 18 - 240 360 - 0.27 0, 42

Dus 30-40 35 1 1,5 3 30 45 90 -120 750 1125 2250-3000 0, 871, 31

2, 6- 3, 5

Cada baie

120-150 40 0,3 0,6 0,8 36 72 96 -120 720 1440 1920-2400 0, 841, 68

2, 24- 2, 79

Spalator 20-30 60 2 2 4 40 40 80 - - - - - -

Masina de

spalat100 70 0,15 0,15 0,3 15 15 30 - - - - - -

CONSUM TOTAL Litri / zi 145 220 374-428

1950

3525 5730-6960 2, 26 4, 1 6,66-8,1

CONSUM

MEDIU Litri / om · zi72, 5

73, 5

74,8-71,5

975 1175 1146-1390 1,13 1,36 1, 33-1,61

Energia utilă corespunzătoare sistemului de distributie a apei calde de consum

Reţele de distributie pentru apă rece şi caldă de consum


conducte principale de distribuţie ; în funcţie de condiţiile constructive ale clădirii

coloane alimentate cu apă din conducta principală de distribuţie prin conductele de ramificaţie ale acesteia ;

conducte de legătură ( derivaţii ) de la coloane la punctele de utilizare a apei din clădire , prin care apa ajunge din coloane la robinetele de apă rece sau bateriile amestecătoare de apă rece şi apă caldă de consum .

Între cele două instalaţii interioare , de distribuţie a apei reci şi respectiv , a apei calde de consum , singurele puncte de legătură sunt bateriile amestecătoare

Reţele de circulatie pentru apa caldă de consum

Instalaţiile pentru circulaţia apei calde de consum se compun dintr-o reţea de conducte prevăzută cu armături de închidere şi reglaj, care au rolul de a asigura întoarcerea debitului de apă neconsumată la punctele de utilizare, în aparatele (schimbătoarele de căldură) de preparare a apei calde de consum, pentru a fi reîncălzită. In felul acesta se realizează circuitul:schimbător de căldură - conducte de distribuţie - conducte de circulaţie - schimbător de căldură, asigurându-se în permanenţă la punctele de utilizare apă caldă cu temperatura necesară de +40...+60C.

Conductele de circulaţie a apei calde de consum se prevăd la instalaţiile mari, la care apa caldă de consum se distribuie după un anumit program (cu întreruperi, ca de exemplu în cazul clădirilor de locuit), când consumul de apă este concentrat într-o anumită perioadă, sau când la punctul de utilizare este necesară în permanenţă apă caldă cu temperatură practic constantă.

Conductele pentru circulaţia apei calde de consum se izolează termic ca şi conductele de distribuţie a apei calde.

Conductele de circulaţie au trasee comune cu conductele de distribuţie a apei calde de consum şi cu cele de distribuţie a apei reci.Conducta de circulaţie se aşează însă mai aproape de conducta de apă caldă, pentru a se izola împreună cu aceasta; conducta de apă rece, care se izolează separat, să rămână la o distanţă de 2...3 cm de conducta de circulaţie.


DISTRIBUTIE fara CIRCULATIE

DISTRIBUTIE CU CIRCULATIE


De regulă conductele de circulaţie sunt racordate la baza conductelor de distribuţie a apei calde de consum. Vehicularea apei în conductele de circulaţie se poate realiza fie cu ajutorul pompelor (circulaţie forţată), fie datorită presiunii termice (gravitaţionale). De obicei, pompa pentru circulaţia apei calde de consum se montează în centrala sau punctul termic în care are loc prepararea apei calde de consum.

Metoda de calcul a necesarului de energie termică aferent sistemelor de distribuţie a apei calde de consum Conductele de distribuţie a apei calde de consum sunt reprezentate de conductele de transport a

apei calde de consum, pornind de la echipamentele de preparare a apei calde (de tip instantaneu sau cu acumulare) şi continuând cu traseele până la punctele de consum; conductele de distribuţie a apei calde de consum sunt însoţite, în unele cazuri, de reţele de recirculare a apei, în vederea menţinerii temperaturii apei calde la valoarea necesară consumului (furnizării).

De cele mai multe ori, în primele momente ale furnizării apei calde la consumatori, temperatura apei calde de consum nu are valorile necesare consumului; in general, acest volum de apă este evacuat la canalizare. Energia utilizată pentru încălzirea iniţială a acestui volum de apă este considerată pierdută, şi determină o întârziere în furnizarea apei calde la punctul de consum, la temperatura dorită de consumator. La aceasta se adaugă pierderile de căldură pe traseul conductelor de distribuţie şi în elementele de îmbinare a acestora (fitinguri, armături etc).

De asemenea, când apa caldă de consum din sistemul de distribuţie a atins temperatura dorită, apar pierderi de căldură ale sistemului pe toată perioada de livrare a apei calde. După ce s-a furnizat apa caldă necesară, energia termică rămasă în sistemul de distribuţie se pierde în mediul înconjurător. Energia termică rămasă în sistemul de distribuţie este dată de conţinutul de apă din sistemul de distribuţie şi de capacitatea termică a materialelor din sistemul de distribuţie. Ca ordin de mărime, însă, pierderile de căldură corespunzătoare sistemului de distribuţie a apei calde de consum sunt mai mici ca valoare în comparaţie cu cantitatea de căldură conţinută de volumele de apă caldă de consum rămase în sistem între două utilizări până la obţinerea temperaturii dorite/de contorizare.

Valorile pierderilor de căldură corespunzătoare conductelor de distribuţie pot fi reduse în cazul în care reţeaua de distribuţie este astfel concepută încât există un număr mare de consumatori repartizaţi pe toată lungimea reţelelor, iar cantităţile de apă caldă de consum sunt extrase din reţea la intervale de timp relativ scurte, împiedicându-se astfel stagnarea apei în conducte.

Izolarea conductelor componente ale sistemului de distribuţie poate reduce semnificativ pierderile de energie termică ale sistemului. Energia termică totală pierdută în timpul furnizării apei calde pentru consum se va diminua. Izolarea conductelor de distribuţie nu va anula însă pierderile de căldură (aferente volumelor) de apă stagnante în conducte (evacuate până la obţinerea temperaturii normale de utilizare) (în absenţa consumurilor de apă caldă menajeră).

În acest capitol sunt descrise metode de calcul al pierderilor de energie termică. Aceste metode diferă atât prin abordările de calcul, cât şi prin datele necesare calculului. Pentru calcule practice, se va alege metoda de calcul ce va fi cea mai potrivită în funcţie de datele disponibile şi de tipul consumatorului.

Metoda de calcul a necesarului de energie termică aferent sistemelor de distribuţie a apei calde de consum

Calculul pierderilor de căldură aferente conductelor de distribuţie, calculate în funcţie de suprafaţa locuibilă, pentru clădiri unifamiliale, în lipsa sistemului de recirculare a apei calde

Metoda se aplică pentru locuinţe unifamiliale, considerând cantităţile de apă eliminate până la obţinerea temperaturii de confort.

Qi

SpQ ac

Loc

udac, [J / an]

unde: p = ponderea pierderilor

LocS = aria utilă [m2]

Loci = indicele de ocupare [persoane/m2], conform II.3.6.4.1

acQ = consumul anual de energie pentru prepararea apei calde de consum [J / pers · an]

Ponderea pierderilor se adoptă în funcţie de valoarea ariei utile, cu următoarele valori:

p [%]

uS

[m2]

10 ? 50

8 50 – 100

5 >100

Consumul specific mediu anual de energie pentru prepararea apei calde de consum se adoptă cu valoarea :

qan = 5730 · 10 6 [J / pers· an] – pentru 75 l/om,zi

≤

Calculul pierderilor de căldură aferente conductelor de distribuţie a apei calde de consum, în funcţie de lungimea conductelor

Acest tip de calcul ia în considerare energia pierdută pe traseele de distribuţie a apei calde de consum cât şi de la volumul de apă caldă transportat de aceste conducte. Pentru aplicarea acestei metode, sunt necesare date privind lungimea şi diametrele tronsoanelor componente ale reţelei de distribuţie. Pierderile de căldură pentru fiecare tronson de conductă i se calculează cu formula:

365,,,,,,, iiambinomaciMMiaacacidac nMcVcQ [J/an]

în care:

ac – masa specifică (densitatea) a apei [kg/m3]

acc – caldura specifică a apei [J/kg K]

iaV , – volumul de apă conţinut de tronsonul i de conducta de distribuţie a apei calde [m3]

Mc – căldura specifică a materialului din care este realizată conducta de distribuţie i [J/kg K]

iMM , – masa efectivă a tronsonului de conducta i al reţelei de distribuţie [kg]

inomac ,, – temperatura nominală a apei calde de consum, în tronsonul de distribuţie i [°C]

iamb , – temperatura ambiantă în care este amplasată conducta i de distribuţie [°C]

in - numărul de intervale de răcire sub temperatura de utilizare a apei calde de consum (40°C)

Nu sunt incluse în acest calcul pierderile de căldură aferente risipei de apă din intervalul de timp necesar furnizării la punctul de consum a apei la temperatura de utilizare. In cazul în care se evaluează şi pierderile de căldură absorbite de armăturile montate la punctele de consum, atunci acest termen suplimentar se adaugă la idacQ ,, .

Calculul pierderilor de caldură aferente conductelor de distribuţie a apei calde de consum, în funcţie de lungimea conductelor, pentru clădiri de locuit

Aceasta metodă este destinată doar clădirilor de locuit. Metoda se bazează pe estimări ale proporţiei energiei termice distribuite între diferitele armături montate într-o locuinţă, în funcţie de lungimea ţevilor. Se va face o diferenţiere între conductele de alimentare cu apă a armăturilor montate în băi (grupuri sanitare) şi în bucătării.

edistributi

edistributiacdac QQ

1

,

în care :

dacQ , - pierderea de căldură aferentă sistemului de distribuţie ;

acQ – necesarul de căldură corespunzător consumurilor de apă caldă de consum;

edistributi - randamentul sistemului de distribuţie.

Pentru edistributi se sugerează următoarea formulă de calcul:

baiedistrib

baie

bucatariedistrib

bucatarieedistributi ff

,,

1

în care:

bucatarief – fracţiunea, din necesarul de apă caldă, aferentă bucătăriei

baief – fracţiunea, din necesarul de apă caldă, aferentă băii

bucatariedistrib , , baiedistrib , - reprezintă randamentul de transport al conductelor de distribuţie, estimat

distinct pe tronsoane funcţie de diametre, lungimi şi destinaţie (bucătărie, baie) conform tabelului G.1. Valorile recomandate pentru bucatarief şi baief sunt:

20,0bucatarief

80,0baief

Aceste valori ale ponderilor sunt determinate considerând o medie de 2 utilizări ale bateriei din bucătărie, fiecare cu un consum de 1 litru şi o utilizare de 8 litri la armăturile din baie, estimare pentru fiecare 10 litri de apă caldă menajeră consumată. In vederea utilizării acestei metode, este necesară estimarea lungimilor conductelor de legătură de la sistemele de distribuţie/circulaţie a apei calde de consum până la armătura de consum, şi se vor utiliza notaţiile Lbucătărie respectiv Lbaie.

Calculul pierderilor de caldură aferente conductelor de distribuţie a apei calde de consum, în funcţie de lungimea conductelor, pentru clădiri de locuit

Tabel G.1 – Valori pentru bucatariedistrib, , baiedistrib, , respectiv pentru randamentul de transport al

conductelor de distribuţie, estimat distinct pe tronsoane funcţie de diametre, lungimi şi destinaţie (bucătărie, baie); valorile sunt exprimate ca ponderi (valori subunitare) Lungimea conductelor Lbucătărie (m)

<2 2…4 4…6 6…8 8…10 10…12 12…14 >14

Bucatarie bucatariedistrib,

Dint ≤ 8 mm (pentru 2/3 din lungimea conductelor)

1 0,86 0,75 0,67 0,6 0,55 0,5 0,46

Dint ≤ 10 mm (pentru 2/3 din lungimea conductelor)

1 0,79 0,65 0,55 0,48 0,43 0,38 0,35

Alte diametre 1 0,69 0,53 0,43 0,36 0,31 0,27 0,21 Lungimea conductelor Lbaie (m)

<2 2…4 4…6 6…8 8…10 10…12 12…14 >14

Baie baiedistrib,

Toate diametrele 1 0,95 0,9 0,86 0,82 0,78 0,75 0,72

Calculul pierderilor de căldură din sistemul de distribuţie, în funcţie de mărimea consumului anual de energie pentru producerea apei calde de consum

Pierderile de căldură aferentă sistemului de distribuţie a apei calde de consum pot fi exprimate în funcţie de cantitatea de energie termică înglobată în volumul de apă caldă consumată la punctele de furnizare a acesteia. Cunoaşterea detaliată a sistemului de distribuţie nu este necesară, atâta vreme cât se cunosc următoarele: date necesare estimarii lungimii medii a traseelor conductelor. date privind poziţionarea reţelelor de distribuţie, respectiv care lungimea traseelor de distribuţie amplasate în spaţii

încălzite şi lungimea traseelor de distribuţie amplasate în spaţii neîncălzite; date privind cantitatea de de energie termică corespunzătoare consumurilor de apă caldă de consum la armături,

Qac.Pierderile de căldură aferente reţelelor de distribuţie se estimează cu expresia:

acdacdac QQ ,,

în care :

dac ,– factor de pierdere de căldură exprimat ca o fracţiune din energia termică necesară

consumului de apă caldă la punctele de consum Există trei valori reprezentative pentru dac , , respectiv:

1,dac - factorul care exprimă pierderea de căldură pentru ciclul de utilizare a armăturilor de tipul 1,

căruia îi corespunde un consum de 2100 Wh/zi ; în consecinţă, 1,dacQ ~700kWh / an .





Calculul pierderilor de căldură din sistemul de distribuţie, în funcţie de mărimea consumului anual de energie pentru producerea apei calde de consum

11,1, acdacdac QQ

22,2, acdacdac QQ

33,3, acdacdac QQ

în care se apreciază pentru coeficienţii de pondere următoarele relaţii:

snimeddac LL 008,06005,009,01,

snimeddac LL 008,06005,010,02,

snimeddac LL 008,06005,005,03,

în care: Lmed – lungimea medie a traseului de distribuţie plasat în interiorul unui spaţiu încălzit ; Lsni – lungimea medie a traseului de distribuţie plasat într-un spaţiu neîncălzit (dacă este cazul). Relaţiile de mai sus se pot exprima cu ajutorul unei singure relaţii, exprimate sub forma :

snimeddac LL 008,06005,0,

în care : coeficient variabil funcţie de necesarul anual având valori diferite, ilustrate în tabelul H.1

Tabel H.1 – Valori pentru în funcţie de necesarul anual de căldură Qac

Qac

[J / an] [KWh / an]

≤ 2500 ·10 6 700 0, 09

7000 ·106 1950 0, 10

≥ 13500 ·10 6 3850 0, 05

Pentru valori intermediare, se face un calcul de interpolare liniară; după cum urmează: dacă 2acac QQ , atunci ]/[01,0 1222,, acacacacdacdac QQQQ

dacă 2acac QQ , atunci ]/[05,0 2322,, acacacacdacdac QQQQ

Calculul pierderilor de caldură aferente conductelor de distribuţie a apei calde de consum, utilizând o metodă detaliată de calcul

Calculul pierderilor de căldură Pierderea de căldură aferentă unei conducte i de apă caldă de consum Qac,c,i [kWh/lună] se calculează cu relaţia:

ztLUQ acambidacmiiidac ,,,,, 1000/1 [kWh/luna] (I.1)

în care:

iU coeficientul specific de pierderi de căldură pe unitatea de lungime de conductă [W/m K];

iL lungimea conductei i [m];

θm,ac,d,i temperatura medie a apei în conducta respectivă [oC]; θamb temperatura mediului ambient din zona de amplasare a conductei [oC];

tac durata de alimentare cu apă caldă de consum, respectiv durata de funcţionare a instalaţiei într-o lună [zi/luna]; z numărul orelor de furnizare a apei calde [ore/zi]. Pentru reţeaua de distribuţie, pierderea de căldură totală se va calcula prin însumarea pierderilor de căldură aferente tronsoanelor de calcul componente:

i

id,ac,dac, Q Q [kWh/luna] (I.2)

Determinarea lungimii conductelor de distribuţie

In vederea efectuării calculelor, reţeaua de distribuţie se împarte în trei zone de calcul, respectiv: zona conductelor de distribuţie orizontale, pornind de la generatorulul de căldură către coloanele de distribuţie a apei calde de consum (LV); coloanele de distribuţie a apei calde, respectiv (LS) şi zona distribuţiei apei calde de la coloană către consumator, respectiv zona LSL.

- Valori caracteristice pentru determinarea lungimii de calcul a conductelor de distribuţie şi recirculare

Valori caracteristice Simbol Unitate de masura

Zona V Zona S Zona SL

Temperatura medie ambientală

Өamb °C 13 sau 20 20 20

Lungime pentru trasee cu recirculare

L m 26+0,02xAN 0,075xAN ---

Lungime pentru trasee fără recirculare

L m 13+0,01xAN 0,038xAN ---

Lungime legături în cazul deservirii a două încăperi adiacente

L m --- --- 4x(A’N/80)

Lungime legături individuale L m --- --- 6x(A’N/80) In tabel se folosesc următoarele mărimi: AN = suprafaţa medie a pardoselii spaţiului deservit A´N = suprafaţa peretelui

Determinarea lungimii conductelor de distribuţie

In vederea efectuării calculelor, reţeaua de distribuţie se împarte în trei zone de calcul, respectiv: zona conductelor de distribuţie orizontale, pornind de la generatorulul de căldură către coloanele de distribuţie a apei calde de consum (LV); coloanele de distribuţie a apei calde, respectiv (LS) şi zona distribuţiei apei calde de la coloană către consumator, respectiv zona LSL.

Tabelul I.2 - Valori caracteristice pentru determinarea lungimii de calcul a conductelor de distribuţie în apartamente .

Parametru Simbol Unitate de masura

Zona SL

Temperatura medie ambiantă Өamb °C 20

Lungimea conductelor in cazul in care există în încăpere un singur punct de consum (de exemplu de la încălzitorul instantaneu de apă caldă de consum montat sub spălător către bateria spălătorului)

L m 1 x (AN /80)

Lungimea conductelor pentru o încăpere în care există mai multe puncte de consum (ex. baie)

L m 3 x (AN /80)

Lungimea conductelor pentru deservirea în comun a mai multor puncte de consum în camere adiacente

L m 4 x (AN /80)

Lungimea pentru conducte de distribuţie comune, în afara unităţii funcţionale

L m 6 x (AN /80)

în care AN = suprafaţa medie a pardoselii spaţiului deservit


I.3.2 Tevi izolate

- Coeficientul specific de pierderi de căldură poate fi calculat cu relaţia :

AAR

AR

dd

dU

1

ln2

1 [W/mK] (I.3)

în care: λ – conductivitatea termică a izolaţiei dA – diametrul exterior al conductei, inclusiv izolaţia (m) dR – diametrul ţevii (m) αA – coeficientul de transfer de căldură (W/m2K) Se poate considera αA = 8 W/m2K

Tabelul I.3 - Coeficienţi specifici de pierdere de căldură pentru sisteme de distribuţie a apei calde de consum.

Amplasare conducte

Descriere Diametrul exterior

al conductei neizolate [mm]

Coeficient specific de pierdere de

căldură U [W / m·C̊]

D < 18 0, 6 18 < D < 35 1, 0 35 < D < 64 2, 0

Aparente neizolate

Conducte din oţel sau cupru

64 < D 3, 0

Îngropate in perete exterior

neizolat

Conducte din oţel, cupru sau material

plastic 1, 4

Îngropate în perete exterior

izolat


plastic 1, 0

Sis

tem

e re

aliz

ate

in p

erio

ada

1950

- 1

979

Aparente izolate

Conducte izolate cu vată minerală şi manta

metalică. 0, 4

Îngropate in perete exterior

neizolat


plastic 0, 8

Îngropate în perete exterior

izolat


plastic 1, 0

Conducte izolate Grosime izolaţie e = 1 / 2 estandard

Conducte amplasate pe pereţi şi tavan

0, 3

Conducte izolate Grosime izolaţie

e = estandard

Conducte amplasate în zone neîncălzite

0, 2

Sis

tem

e re

aliz

ate

in p

erio

ada

1980

– p

reze

nt

Conducte izolate Grosime izolaţie

e = 2 estandard

Îmbunătăţirea eficienţei energetice

0, 15


Tabelul I.4 Valorile coeficienţilor dUacA , si dUWB , necesari metodei simplificate de calcul pentru coeficientul

specific de pierderi de căldură U (W/mK)

Tipul izolaţiei dR min. dR max. dUacA , dUWB ,

Clasa 2 10 300 2,60 x 10–3 0,2 Clasa 3 10 300 2,00 x 10–3 0,18 Clasa 4 10 300 1,50 x 10–3 0,16 Clasa 5 10 300 1,10 x 10–3 0,14 Clasa 6 10 300 8,00 x 10–4 0,12

I.3.3 Metoda simplificată pentru determinarea coeficientului specific de pierderi de căldură, cu valori tabelare Coeficientul specific de pierderi de căldură se poate determina cu ajutorul unei formule simplificate de calcul, care are următoarea structură :

dUWRdUacwac BdAU ,,, [W/mK] (I.4)

în care : coeficienţii dUacA , si dUWB , sunt specificaţi în tabelul I.4.


I.4 Determinarea temperaturii medii ambientale Temperatura medie ambiantă se calculează în exclusivitate în funcţie de poziţia conductei. )( int,int extdacamb b [0C] (I.4)

int -temperatura interioară [0C]

ext - temperatura exterioară [0C]

dacb , - factor în funcţie de locul de amplasare al conductelor, dat în tabelul I.5.

Tabel I.5 - Factor în funcţie de locul de amplasare al conductelor

Poziţia conductelor de distribuţie dacb ,

In exteriorul clădirii 1 In afara spaţiului încălzit, pentru conducte

orizontale 0.8

In interiorul spaţiului încălzit 0 Altă poziţie (de exemplu, în tub de protecţie) se calculează sau se apreciază

Performanţa energetică a instalaţiilor de apă caldă de consum. Evaluarea pierderilor din sistemul de distribuţie.

1. Cantitatea de căldură acumulată în conducte. 2. Evoluţia temperaturii apei calde în conducte în regim staţionar. 3. Cantitatea de căldură cedată mediului ambiant de apa caldă în

regim staţionar. 4. Pierderi specifice de căldură pentru conducte de apă caldă în

regim dinamic. 5. Grosimea minimă necesară, a izolaţiei termice în funcţie de

clasa de izolare şi conductivitatea materialului termoizolant. (Conform Normei europene EN 12828 „Sisteme de încălzire în clădiri. ”)

Datele au fost elaborate de colectivul

Cantitatea de căldură acumulată în conducte

Densitatea

Căldura specifică c

Material

[Kg / m3] [J / Kg· C]

OTEL ZINCAT 7850 465 CUPRU 8950 385

PE – 100 958 2300 PP – H 915 1920 PVC - C 1510 1100

MULTISTRAT 950 2300

CONDUCTE TIP MULTISTRAT

Volum / metru liniar Căldura acumulată / metru liniar Diametru Grosime perete Apă Material Apă Material TOTAL

[mm] [m3] [m3] [J] [J] [J]

14 2 0,00008 0,00008 16147 6586 22733 16 2 0,00011 0,00009 23251 7684 30935 18 2 0,00015 0,00010 31647 8782 40429 20 2 0,00020 0,00011 41335 9880 51215 26 3 0,00031 0,00022 64586 18936 83522 32 3 0,00053 0,00027 109151 23876 133027 40 3,5 0,00085 0,00040 175836 35059 210895 50 4 0,00138 0,00058 284826 50496 335322 63 4,5 0,00229 0,00083 470834 72245 543079

Evoluţia temperaturii apei calde în conducte în regim staţionarCalculul s-a efectuat pentru cedare în regim staţionar de la temperatura nominală

ac = 60 C

Conducte neizolate tip MULTISTRAT.

TEMPERATURA APEI CALDE [ C]

Durata întreruperii [ore]

Dn [mm]

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5

14 60 56,8 53,9 51,2 48,7 46,4 44,3 42,4 40,6 39,0 37,5 36,1 34,8 33,6 32,5 31,5 30,6 29,8

16 60 57,0 54,2 51,6 49,2 46,9 44,9 43,0 41,3 39,6 38,1 36,8 35,5 34,3 33,2 32,2 31,3 30,4

18 60 57,1 54,3 51,8 49,5 47,3 45,3 43,5 41,7 40,1 38,7 37,3 36,0 34,8 33,7 32,7 31,8 30,9

20 60 57,1 54,5 52,0 49,7 47,6 45,6 43,8 42,1 40,5 39,0 37,7 36,4 35,2 34,2 33,1 32,2 31,3

26 60 57,1 54,4 52,0 49,6 47,5 45,5 43,7 42,0 40,4 38,9 37,6 36,3 35,1 34,0 33,0 32,1 31,2

32 60 57,3 54,7 52,3 50,1 48,0 46,1 44,3 42,7 41,1 39,7 38,3 37,1 35,9 34,8 33,8 32,8 32,0

40 60 57,3 54,8 52,5 50,3 48,3 46,4 44,7 43,0 41,5 40,1 38,7 37,5 36,3 35,2 34,2 33,3 32,4

50 60 57,4 55,0 52,7 50,6 48,6 46,8 45,0 43,4 41,9 40,5 39,2 37,9 36,8 35,7 34,7 33,7 32,8

63 60 57,5 55,1 52,9 50,9 48,9 47,1 45,4 43,8 42,3 40,9 39,6 38,4 37,2 36,1 35,1 34,2 33,3

Evoluţia temperaturii apei calde în conducte în regim staţionar, conducte neizolate

EVOLUTIA TEMPERATURII ACC IN CONDUCTE MULTISTRAT NEIZOLATE

REGIM STATIONAR

25

30

35

40

45

50

55

60

65

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5

DURATA INTRERUPERII[ore]

TE

MP

ER

AT

UR

A [g

rad

e C

els

ius]

Dn= 14 mm Dn= 16 mm Dn= 18 mm Dn= 20 mm Dn= 25 mmDn= 32 mm Dn= 40 mm Dn= 50 mm Dn= 63 mm

EVOLUTIA TEMPERATURII ACC IN CONDUCTE MULTISTRAT NEIZOLATE REGIM STATIONAR

detaliu pentru durata intreruperii = 0-2 ore, t = 50-60 grade C

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

0 0,5 1 1,5 2DURATA INTRERUPERII[ore]

TE

MP

ER

AT

UR

A [g

rad

e C

els

ius]

Evoluţia temperaturii apei calde în conducte în regim staţionar, conducte izolate

1. Evoluţia temperaturii apei calde în conducte izolate .

Calculul a fost efectuat pentru conducte din oţel zincat, cupru şi multistrat,

corespunzător izolării cu manşoane din elastomer, cu 0, 035 W / m2 ·C şi grosimi ale izolaţiei e de : 6, 9, 13, 19, 32, 40 mm.

Conducte tip multistrat e = 6 mm

TEMPERATURA APEI CALDE [ C] Durata întreruperii [ore]

Dn

[mm] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

14 60 52,5 46,3 41,4 37,3 34,1 31,4 29,3 27,5 26,1 24,9 24,0 23,3 22,6 22,1 21,7 21,4 21,1

16 60 53,0 47,2 42,4 38,4 35,2 32,5 30,3 28,5 27,0 25,8 24,8 23,9 23,2 22,7 22,2 21,8 21,5

18 60 53,3 47,8 43,1 39,3 36,0 33,4 31,1 29,3 27,7 26,4 25,4 24,5 23,7 23,1 22,6 22,2 21,8

20 60 53,6 48,2 43,7 39,9 36,7 34,0 31,8 29,9 28,3 27,0 25,9 24,9 24,1 23,5 22,9 22,5 22,1

26 60 53,7 48,4 43,9 40,2 37,0 34,3 32,1 30,2 28,6 27,2 26,1 25,1 24,3 23,6 23,1 22,6 22,2

32 60 54,2 49,2 44,9 41,3 38,1 35,5 33,2 31,3 29,6 28,2 27,0 26,0 25,1 24,4 23,7 23,2 22,7

40 60 54,4 49,6 45,4 41,9 38,8 36,2 33,9 32,0 30,3 28,8 27,6 26,5 25,6 24,8 24,2 23,6 23,1

50 60 54,6 50,0 45,9 42,4 39,4 36,8 34,5 32,6 30,9 29,4 28,2 27,1 26,1 25,3 24,6 24,0 23,4

63 60 54,8 50,3 46,4 43,0 40,0 37,4 35,2 33,2 31,5 30,0 28,7 27,6 26,6 25,8 25,0 24,4 23,8



Dn

[mm] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

14 60 53,2 47,6 42,9 39,1 35,8 33,2 30,9 29,1 27,6 26,3 25,2 24,3 23,6 23,0 22,5 22,1 21,7

16 60 53,7 48,4 44,0 40,2 37,1 34,4 32,1 30,2 28,6 27,3 26,1 25,2 24,4 23,7 23,1 22,6 22,2

18 60 54,1 49,0 44,8 41,1 38,0 35,3 33,1 31,1 29,5 28,1 26,9 25,9 25,0 24,3 23,6 23,1 22,6

20 60 54,4 49,5 45,4 41,8 38,7 36,1 33,8 31,9 30,2 28,8 27,5 26,5 25,5 24,8 24,1 23,5 23,0

26 60 54,5 49,8 45,7 42,1 39,1 36,5 34,2 32,3 30,6 29,1 27,9 26,8 25,9 25,0 24,4 23,8 23,2

32 60 54,9 50,5 46,6 43,3 40,3 37,7 35,5 33,5 31,8 30,3 29,0 27,9 26,9 26,0 25,2 24,6 24,0

40 60 55,2 50,9 47,2 43,9 41,0 38,5 36,3 34,3 32,6 31,1 29,7 28,6 27,5 26,6 25,8 25,1 24,5

50 60 55,4 51,3 47,7 44,5 41,7 39,2 37,0 35,0 33,3 31,8 30,4 29,2 28,2 27,2 26,4 25,6 25,0

63 60 55,6 51,7 48,2 45,1 42,3 39,9 37,7 35,7 34,0 32,5 31,1 29,9 28,8 27,8 27,0 26,2 25,5



Dn

[mm] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

14 60 54,0 48,9 44,6 40,9 37,7 35,1 32,8 30,9 29,3 27,9 26,7 25,7 24,8 24,1 23,5 23,0 22,5

16 60 54,5 49,7 45,6 42,1 39,0 36,4 34,1 32,2 30,5 29,0 27,8 26,7 25,8 25,0 24,3 23,7 23,2

18 60 54,8 50,3 46,4 43,0 40,0 37,4 35,1 33,2 31,5 30,0 28,7 27,6 26,6 25,7 25,0 24,3 23,8

20 60 55,1 50,8 47,0 43,7 40,8 38,2 36,0 34,0 32,3 30,8 29,4 28,3 27,3 26,4 25,6 24,9 24,3

26 60 55,2 51,1 47,4 44,1 41,3 38,7 36,5 34,5 32,8 31,3 29,9 28,8 27,7 26,8 26,0 25,3 24,7

32 60 55,7 51,8 48,3 45,3 42,5 40,1 37,9 35,9 34,2 32,7 31,3 30,1 29,0 28,0 27,1 26,4 25,7

40 60 55,9 52,2 48,9 45,9 43,3 40,9 38,7 36,8 35,1 33,5 32,2 30,9 29,8 28,8 27,9 27,1 26,3

50 60 56,1 52,6 49,4 46,6 44,0 41,6 39,5 37,6 35,9 34,4 33,0 31,7 30,6 29,5 28,6 27,8 27,0

63 60 56,3 52,9 49,9 47,1 44,6 42,3 40,3 38,4 36,7 35,1 33,7 32,5 31,3 30,3 29,3 28,5 27,7


1. Evoluţia temperaturii apei calde în conducte izolate .

Calculul a fost efectuat pentru conducte din oţel zincat, cupru şi multistrat,

corespunzător izolării cu manşoane din elastomer, cu 0, 035 W / m2 ·C şi grosimi ale izolaţiei e de : 6, 9, 13, 19, 32, 40 mm.



Dn

[mm] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

14 60 54,8 50,2 46,3 42,9 39,9 37,3 35,0 33,1 31,4 29,9 28,6 27,5 26,5 25,6 24,9 24,3 23,7

16 60 55,2 51,0 47,3 44,1 41,2 38,7 36,4 34,5 32,7 31,2 29,9 28,7 27,7 26,7 25,9 25,2 24,6

18 60 55,6 51,6 48,1 45,0 42,2 39,7 37,5 35,6 33,8 32,3 30,9 29,7 28,6 27,7 26,8 26,1 25,4

20 60 55,8 52,0 48,7 45,7 43,0 40,6 38,4 36,5 34,7 33,2 31,8 30,6 29,5 28,5 27,6 26,8 26,1

26 60 56,0 52,4 49,1 46,2 43,6 41,2 39,1 37,2 35,4 33,9 32,5 31,2 30,1 29,1 28,2 27,4 26,6

32 60 56,4 53,1 50,1 47,3 44,9 42,6 40,5 38,7 37,0 35,4 34,0 32,8 31,6 30,6 29,6 28,7 27,9

40 60 56,6 53,5 50,6 48,0 45,6 43,5 41,5 39,6 38,0 36,4 35,0 33,8 32,6 31,5 30,5 29,6 28,8

50 60 56,8 53,9 51,1 48,6 46,4 44,2 42,3 40,5 38,9 37,4 36,0 34,7 33,5 32,4 31,4 30,5 29,7

63 60 57,0 54,2 51,6 49,2 47,0 45,0 43,1 41,3 39,7 38,2 36,9 35,6 34,4 33,3 32,3 31,4 30,5



Dn

[mm] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

14 60 55,8 52,0 48,6 45,5 42,8 40,4 38,2 36,3 34,6 33,0 31,7 30,4 29,3 28,3 27,4 26,7 25,9

16 60 56,2 52,7 49,6 46,7 44,2 41,8 39,7 37,8 36,1 34,6 33,2 31,9 30,8 29,7 28,8 28,0 27,2

18 60 56,5 53,2 50,3 47,6 45,2 42,9 40,9 39,0 37,4 35,8 34,4 33,1 32,0 30,9 29,9 29,1 28,3

20 60 56,7 53,6 50,8 48,3 45,9 43,8 41,8 40,0 38,3 36,8 35,4 34,2 33,0 31,9 30,9 30,0 29,2

26 60 56,9 54,0 51,3 48,9 46,6 44,6 42,6 40,9 39,2 37,7 36,4 35,1 33,9 32,8 31,8 30,9 30,0

32 60 57,2 54,6 52,2 50,0 47,9 46,0 44,2 42,5 40,9 39,5 38,1 36,8 35,7 34,6 33,6 32,6 31,8

40 60 57,4 55,0 52,8 50,7 48,7 46,9 45,1 43,5 42,0 40,6 39,3 38,0 36,9 35,8 34,8 33,8 32,9

50 60 57,6 55,4 53,3 51,3 49,4 47,7 46,0 44,5 43,0 41,6 40,3 39,1 38,0 36,9 35,9 35,0 34,1

63 60 57,8 55,7 53,7 51,8 50,1 48,4 46,8 45,3 43,9 42,6 41,3 40,1 39,0 38,0 37,0 36,0 35,1



Dn

[mm] 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

14 60 56,1 52,6 49,5 46,6 44,0 41,7 39,6 37,7 36,0 34,4 33,0 31,8 30,6 29,6 28,7 27,8 27,1

16 60 56,5 53,3 50,4 47,8 45,3 43,1 41,1 39,3 37,6 36,1 34,6 33,4 32,2 31,1 30,2 29,3 28,5

18 60 56,8 53,8 51,1 48,6 46,3 44,2 42,3 40,5 38,8 37,3 35,9 34,7 33,5 32,4 31,4 30,5 29,6

20 60 57,0 54,2 51,7 49,3 47,1 45,1 43,2 41,5 39,9 38,4 37,0 35,7 34,5 33,5 32,5 31,5 30,7

26 60 57,2 54,6 52,2 49,9 47,8 45,9 44,1 42,4 40,8 39,4 38,0 36,8 35,6 34,5 33,5 32,5 31,7

32 60 57,5 55,2 53,0 51,0 49,1 47,3 45,6 44,0 42,5 41,1 39,8 38,6 37,4 36,4 35,4 34,4 33,5

40 60 57,7 55,6 53,6 51,7 49,9 48,2 46,6 45,1 43,6 42,3 41,0 39,8 38,7 37,7 36,7 35,7 34,8

50 60 57,9 55,9 54,0 52,3 50,6 49,0 47,5 46,0 44,7 43,4 42,1 41,0 39,9 38,8 37,9 36,9 36,0

63 60 58,1 56,2 54,5 52,8 51,2 49,7 48,2 46,9 45,6 44,3 43,2 42,0 41,0 40,0 39,0 38,1 37,2


EVOLUTIA TEMPERATURII ACC IN CONDUCTE MULTISTRAT IZOLATE regim stationar

e = 6 mm

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34DURATA INTRERUPERII[ore]

TE

MP

ER

AT

UR

A [

gra

de

Ce

lsiu

s]

Dn= 14 mm Dn= 16 mm Dn= 18 mm Dn= 20 mm Dn= 25 mm

Dn= 32 mm Dn= 40 mm Dn= 50 mm Dn= 63 mm

EVOLUTIA TEMPERATURII ACC IN CONDUCTE MULTISTRAT IZOLATE regim stationar e = 6 mm

Detaliu pentru durata intreruperii=0 - 6 ore, temperatura = 45-60 grade C

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

0 2 4 6DURATA INTRERUPERII[ore]

TE

MP

ER

AT

UR

A [

gra

de

Ce

lsiu

s]


EVOLUTIA TEMPERATURII ACC IN CONDUCTE MULTISTRAT IZOLATE regim stationar

e = 40 mm

25

30

35

40

45

50

55

60

65

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34


TE

MP

ER

AT

UR

A [g

rad

e C

]



EVOLUTIA TEMPERATURII ACC IN CONDUCTE MULTISTRAT IZOLATE regim stationar e = 40 mm

Detaliu pentru durata intreruperii=0 - 6 ore, temperatura = 50-60 grade C

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

0 2 4 6DURATA INTRERUPERII[ore]

TE

MP

ER

AT

UR

A [g

rad

e C

]

Cantitatea de caldura cedata mediului ambiant, de apa calda, în regim staţionar, conducte izolate si neizolate

CANTITATEA DE CĂLDURĂ CEDATĂ MEDIULUI AMBIANT, DE APA CALDĂ, ÎN REGIM STAŢIONAR, PÂNĂ LA ATINGEREA TEMPERATURII MINIME ADMISIBILE tmin = 40 C.

A. Conducte neizolate. B. Conducte izolate.

Cantitatea de căldură cedată mediului ambiant de apa caldă s-a determinat pe baza relaţiei:

facapaapa cmq

în care f reprezintă temperatura apei calde după un interval de timpcalculată conform relaţiei prezentate în capitolul 2:

cm

SK

ambacambf e

Cantitatea de caldura cedata mediului ambiant, de apa calda, conducte neizolate

Conducte neizolate tip MULTISTRAT.

Dn

[mm]

CANTITATEA DE CĂLDURĂ [J ]

Durata întreruperii [ore]

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5

14 0 1027 1973 2843 3644 4382 5060 5685 6260 6790 7277 7725 8138 8518 8868 9190 9487 9759

16 0 1413 2719 3926 5041 6072 7024 7903 8716 9467 10161 10803 11395 11943 12449 12916 13348 13747

18 0 1860 3582 5179 6658 8029 9298 10475 11565 12575 13511 14378 15182 15926 16616 17255 17847 18396

20 0 2366 4562 6601 8495 10253 11885 13400 14807 16113 17326 18452 19498 20469 21370 22207 22984 23705

26 0 3727 7185 10394 13371 16134 18697 21076 23282 25330 27230 28993 30628 32146 33554 34861 36074 37198

32 0 5988 11566 16761 21599 26106 30304 34214 37856 41248 44408 47350 50091 52644 55022 57237 59300 61222

40 0 9384 18141 26315 33943 41062 47707 53908 59695 65097 70138 74843 79234 83332 87157 90726 94058 97167

50 0 14753 28551 41456 53525 64812 75369 85242 94476 103113 111190 118744 125809 132416 138596 144375 149781 154836

63 0 23632 45782 66542 86000 104236 121329 137349 152364 166437 179627 191990 203576 214436 224615 234155 243096 251476

Cantitatea de caldura cedata mediului ambiant, de apa calda, conducte neizolateConducte neizolate tip MULTISTRAT.

PIERDEREA DE CALDURA IN CONDUCTE MULTISTRAT NEIZOLATE REGIM STATIONAR

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

250000

275000

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5DURATA INTRERUPERII[ore]

PIE

RD

ER

EA

DE

CA

LD

UR

A[J

]



Detaliu :durata pana la atingerea temperaturii minime admisibile

pierdere de caldura = 0-25000 J

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 1 2 3 4 5


PIE

RD

ER

EA

DE

CA

LD

UR

A[J

]

Cantitatea de caldura cedata mediului ambiant, de apa calda, conducte izolate

3.B. Cantitatea de căldură cedată mediului ambiant de apa caldă în conducte izolate.

Calculul a fost efectuat pentru conducte din oţel zincat, cupru şi multistrat, corespunzător izolării cu manşoane din elastomer,

cu 0, 035 W / m2 ·C şi grosimi ale izolaţiei e de : 6, 9, 13, 19, 32, 40 mm.

PIERDEREA DE CALDURA IN CONDUCTE MULTISTRAT NEIZOLATE REGIM STATIONAR e = 6 mm

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

250000

275000

300000

325000

350000

375000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34


PIE

RD

ER

EA

DE

CA

LD

UR

A[J

]





0

5000

10000

15000

20000

25000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


PIE

RD

ER

EA

DE

CA

LD

UR

A[J

]

Cantitatea de caldura cedata mediului ambiant, de apa calda, conducte izolate

PIERDEREA DE CALDURA IN CONDUCTE MULTISTRAT NEIZOLATE REGIM STATIONAR e = 40 mm

0

25000

50000

75000

100000

125000

150000

175000

200000

225000

250000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34


PIE

RD

ER

EA

DE

CA

LD

UR

A[J

]





0

5000

10000

15000

20000

25000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26


PIE

RD

ER

EA

DE

CA

LD

UR

A[J

]

Pierderi de caldura specifice unitare

Formula de generala de calcul a pierderilor specifice de caldura pe metrul liniar

de conducta.

q = K· [W/m]

in care:

K - coeficient de transmisie termica [W/m·C]

j

1 eei

e

jii hD

1

D

Dln

λ2

1

hD

1

1

R

1K

- ecart de temperatură între temperatura apei calde şi temperatura mediului ambiant

ac - amb

ac - Temperatura apei calde de consum [ C]

amb - Temperatura mediului ambiant [ C] (20 C)

- coeficient de conductivitate termica, specific fiecărui tip de material [W/m·C]

hi , he - coeficienti de transfer superficial de caldura prin convectie. [W/ m2 C]

D = diametrul [m]

Pierderi de caldura specifice unitare

Conducte tip multistrat

Pierderea specifică de căldură [W/m]

Ecart de temperatură [C] Dn

40 35 30 25 20 14 18,87 16,51 14,15 11,79 9,44 16 21,60 18,90 16,20 13,50 10,80 18 24,32 21,28 18,24 15,20 12,16 20 27,05 23,67 20,29 16,90 13,52 26 34,10 29,83 25,57 21,31 17,05 32 42,06 36,80 31,54 26,29 21,03 40 51,87 45,39 38,90 32,42 25,94 50 64,01 56,01 48,01 40,00 32,00 63 79,66 69,70 59,74 49,79 39,83

Pierderile specifice de caldura s-au determinat pentru conducte neizolate si conducte

izolate, realizate din urmatoarele tipuri de material:

MATERIAL [W/ m·°C]

OTEL ZINCAT 40 – 50 CUPRU 390 PE 100 0,38 PP – H 0,22

MULTISTRAT tip PEX 0,41

PVC – C (Policlorura de vinil superclorata) 0,14

Pierderi de caldura specifice unitare, conducte neizolate

Pierderi specifice de caldura pentru conducte neizolate MULTISTRAT tip PEX regim dinamic Dn = 26 - 63 mm

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

26 32 40 50 63

Diametrul nominal [mm]

Pie

rde

rea

sp

eci

fica

de

ca

ldu

ra p

e m

etr

u lin

iar

[W/m

]

ecart = 40 ° C ecart = 35 ° C ecart = 30 ° C ecart = 25 ° C ecart = 20 ° C

Pierderi de caldura specifice unitare, conducte izolate

CALCULUL PIERDERILOR SPECIFICE DE CALDURĂ PENTRU CONDUCTE IZOLATE.

Di -diametrul interior al conductei De -diametrul exterior al conductei neizolate Diz -diametrul exterior al conductei izolate s - grosimea peretelui conductei e - grosimea stratului de izolatie

q = K· [W/m]

Pierderile specifice de caldura pe metru liniar de conductă, în regim dinamic s-au

determinat pentru paşi succesivi ai ecartului acc– amb egali cu 5C între limitele

maxime şi minime pentru ac: 60C – 40C (amb = 20 C), coeficientul de transmisie

termică fiind calculat cu relaţia:

j

1 ehizD1

eDizD

lnizλ2

1

iDeD

lniλ2

1

ihiD1

1R1K

Se adoptă următoarele ipoteze de calcul:

Coeficientul de transfer de caldură superficial la interior [W/ m2 C]

2.0iD

8,0v2538ih

v - viteza fluidului in conducta, v = 0,6 m / s, Di - diametrul interior [m]

Coeficientul de transfer de caldură superficial la exterior: he=10 [W/ m2 C], pentru conducte vehiculând fluide in interiorul cladirilor.

Pierderi de caldura specifice unitare, conducte izolate

Pierderea specifica de caldura pentru conducte tip multistrat izolate= 20 °C

0

5

10

15

20

25

14 16 18 20 26 32 40 50 63Diametru nominal [mm]

Pie

rder

ea s

peci

fica

pe m

etru

lini

ar [

W/m

]

e = 6 mm e =9 mm e = 13 mm e = 19 mm e = 32 mm e = 40 mm

Pierderi de caldura aferente sistemului de circulatie acc Metoda simplificata: Se evalueaza in functie de:

Diferenta de temperatura Lungimea conductelor Prezenta izolatiei Durata de furnizare a accPentru circulatie: 40 W/m (calcule orientative)

Metoda detaliata (vezi calculele anterioare) Se includ si pierderi de caldura aferente

echipamentelor la punctele de consum (sau se neglijeaza)

Energia auxiliară totală necesară pentru instalaţia de alimentare cu apă caldă de consum

Energia auxiliară este energia necesară echipamentelor electrice prezente în instalaţia de alimentare cu apă caldă:

consumurile de energie electrică a sistemelor cu cordoane electrice încălzitoare a traseelor

consumurile electrice ale pompelor pompele sunt necesare fie pentru acoperirea pierderilor de presiune în

sistemele de recirculare a apei calde pompe ridicarea presiunii apei din sistemele de distribuţie a apei calde

de consum (pompele din instalaţiile de ridicare a presiunii cuplate cu recipiente de hidrofor, în vederea asigurării presiunii necesare apei la punctele de consum)

Pompele se pot regăsi fie la intrarea in sistemul de distribuţie a apei, crescând presiunea apei livrate la consumatori, fie într-un singur punct (spre exemplu zona aferentă duşului sau băilor matrimoniale cu duze de masaj). , respectiv pompele de distribuţie, circulaţie, vanele şi echipamentele de control şi automatizare.

Energia utilă corespunzătoare sistemului de preparare a apei calde de consum

Consumurile de energie din sistemul de preparare a apei calde de consum Metodele de calcul ale consumurilor de

energie din sistemul de preparare a apei calde de consum se referă la evaluarea următorilor termeni: pierderile de căldură aferente echipamentelor de

preparare a apei calde de consum (boilere, schimbătoare de căldură, rezervoare de acumulare fără serpentină, aparate de preparare instantanee a apei calde etc);

pierderile de căldură aferente conductelor de distribuţie a agentului termic primar.

Necesarul de energie termică aferent echipamentelor de preparare a apei calde de consum

Metodele de calcul ale consumurilor de energie din sistemul de preparare a apei calde de consum se referă la evaluarea următorilor termeni: pierderile de căldură aferente echipamentelor de preparare a apei calde de consum (boilere, schimbătoare

de căldură, rezervoare de acumulare fără serpentină, aparate de preparare instantanee a apei calde etc); pierderile de căldură aferente conductelor de distribuţie a agentului termic primar.

Prepararea apei calde de consum poate să fie realizată fie cu ajutorul unui echipament cu preparare instantanee (schimbător de căldură, aparate electrice instantanee

etc) cu ajutorul unui echipament cu acumulare (boiler).

Sursa de energie pentru prepararea apei calde de consum poate fi asigurată de către un agent termic primar, produs de o centrala termică aferentă clădirii/apartamentului în care are

loc consumul de apă de către un arzător de gaze naturale combustibile (în cazul boilerelor cu arzător) de către un echipament electric.

In cazul utilizării echipamentelor de preparare a apei calde de consum cu acumulare, pierderile de căldură prin suprafaţa exterioară a acestor echipamente devine importantă, având drept efect atât o scădere a eficienţei globale a instalaţiei de alimentare cu apă caldă de consum, cât şi o reducere a performanţei energetice a clădirii.

Prepararea apei calde de consum Proporţiile de calcul ale căldurii necesare preparării apei calde menajere în

sistemele combinate trebuie evaluată ponderea, în preparare, a fiecărui sistem contribuţia fiecărui sistem pleacă de la premiza că apa caldă de consum poate fi

furnizată de maxim trei tipuri de echipamente interconectate între ele; de exemplu, preincălzirea apei calde de consum poate fi realizată cu ajutorul energiei solare, cea de a doua treaptă de preparare este asigurată de un alt tip de echipament şi în final, un al treilea echipament de preparare a apei calde în perioada vârfurilor de consum. Suma acestor ponderi nu trebuie să depăşească valoarea 1.

Instalaţii cu generatoare multiple Dacă intr-o instalaţie se utilizează mai multe echipamente pentru generarea cantităţii

de căldură aferente necesarului pentru apa caldă de consum, se calculează contribuţia proporţională a fiecărui echipament,

Pierderile de energie termică pentru generatoare alternative În cazul în care o parte sau întreaga cantitate de apă caldă de consum este produsă

de un generatorul de căldură funcţionând cu alt combustibil decât gaz natural combustibil, eficienţa generatorului de căldură se calculează similar eficienţei pentru sistemele de încălzire

instalatii de aliment are cu apa calda de consum ok

Documents