Cuprins

Introducere………………………………………………………………………… pag.2

CAPITOLUL I

Determinarea sarcinii termice de iarnă.......................................................................pag.3

1.1 Fluxul termic cedar prin transmisie......................................................................pag.3

1.2 Coeficienții Ao și Ac ……………………………………………………….…..pag.7

1.3 Sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat prin neetanșeități....................pag.8

Capitolul II

Determinarea sarcinii de umiditate…………………………………………………pag.11

2.1 Debite de umiditate degajată...............................................................................pag.12

2.2 Debite de umiditate preluate……………………………………………...……pag.13

Capitolul III

3.1 Parametri aerului insuflat………………………………………………………pag.13

Bibliografie………………………………………………………..………………pag.16

2

TEMA PROIECTULUI

Să se determine parametri aerului utilizat pentru încălzirea unei camere de cămin pe timp

de iarnă; Dimensiunile constructive ale camerei sunt:

Lungime (L)- 6,21 m

Lățime (l)- 3,70 m

Înălțimea (h) geam- 1,73 m

Lățime (l) geam- 2,10 m

Înălțimea (h) ușă- 2,05 m

Lățime (l) ușă- 1,26 m

3

Capitolul I

Determinarea sacinii termice de iarnă

Pentru calculul sarcinii termice se folosesc indicațiile din STAS SR 1907 – 1/1997 și

STAS SR 1907 – 2/1997 si se utilizează relația:

Q = 𝑸𝑻 𝟏 +𝑨𝒐+ 𝑨𝒄

𝟏𝟎𝟎 + 𝑸𝒊 𝑾 (1) ,

În care:

Q = necesarul de căldură exprimat în [W];

QT = fluxul termic cedat prin transmisie [W];

Qi = sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat prin tamplărie [W];

1.1 Fluxul termic cedat prin transmisie

Se calculează ca sumă a fluxurilor termice cedate prin fiecare element al construcției

( pereți, tavan, pardoseală, ușă, geam); Se utilizează relația:

QT = 𝒎 𝑨 𝒕𝒊−𝒕𝒆

𝑹𝒐𝒔𝒄𝒎 [W] (2) ,

În care:

Cm – coeficientul de corecție în funcție de masa specifică a elementelor de construcție:

- Pentru zidărie: Cm= 0,94

- Pentru tâmplărie: Cm= 1

m- coeficient de masivitate termică:

- Pentru zidărie; m= 1

- Pentru tâmplărie; m= 0,5

A – aria suprafeței frecării element al construcției [m2];

4

ti- temperatura din interiorul încăperii(tabelul 1 STAS SR 1907-2/1997); ti=20℃

Valoarea maximă a umidității relative

Tabel 1

Temperatura 0C 22 23 25 27

Umiditatea % 70 65 60 56

te- temperatura din exterior= - 18℃;

Pentru mediul extern 1907/1 – tabelul (1)

Temperatura în camerele alăturate este : te = ti - (2÷5℃)

Ros- rezistența termică specifică corectată a elementelor de construcție.

Se calculează pentru mai multe situații:

a) Pentru peretele exterior prezentat în fig. 1

Figura 1. – Structura peretului exterior

d1-grosime polistrien=0,05 m

d2-grosime zidărie=0,30 m

cu relația

5

Ros = Rse + Rst gradm2/[W] (3) ,

În care:

Rse = rezistența termică specifică la propagare căldurii spre exterior, conform statusului STAS

6472/3-80;

Rse = 0,042 [gradm2 / w];

Iar rezistența specifcă la permeabilitate termică se calculează cu relația:

a) Pentru pereții dublu strat

Rst = 𝒅𝟏

𝒃𝟏∗𝝀𝟏 +

𝒅𝟐

𝒃𝟐𝝀𝟐 (4) ,

b1 = 1,1 (polistrien)-coeficient de material

b2 = 1,0;

1 = coeficient de conductibilitate termică = 0,04 w/mk;

2 = 0,80 [w/mk] (cărămidă);

b) Pereții interiori din zidărie (fig. 2)

d2-0,30 m

Figura 2. - Perete interior

6

Cu relația (4) se calculeză ROS pt RSE=0,042, iar

Rst = 𝒅𝟐

𝒃𝟐∗𝝀𝟐 [ gradm2/w] (5),

c) Pentru tavan și pardoseală confecționate din beton armat cu d3=0,25m se utilizează

relația:

Rse = 0,042 [ gradm2 /w]

Rst = 𝒅𝟑

𝒃𝟑∗𝝀𝟑 (6);

d3 = 0,2 m

b3 = 1

3 = 2,03 [𝑤

𝑚𝑘]

d) Pentru tâmplărie:

ROS = 0,39 [gradm2/w]

QT= 0,94 ∙1 ∙ L∙h−lf∙hf ∙ 20− −18

0,04+0,05

1,1∙0,04+

0,301∙0,80

+ 1∙0,5∙𝑙𝑓 ∙hf 20− −18

0,39+2∙

0,94∙1∙𝑙∙𝑕 20−18

0,042 +0,30

1 ∙0,8

+ 0,94∙1 𝐿∙𝑕−𝑙𝑢 ∙𝑕𝑢 20−16

0,042 +0,30

1 ∙0,8

+ 1∙0,5∙𝑙𝑢 ∙𝑕𝑢 20−16

0,39 +

2∙0,94∙1∙𝐿∙𝑙 20−18

0,042 +0,25

1 ∙2,03

.

7

QT=0,94∙1 6,21 ∙2,51−2,10 ∙1,73 20− −18

0,042 +0,05

1,1∙0,04+

0,30

1 ∙0,80

+1∙0,5∙2,10∙1,73∙ 20− −18

0,39+2∙

0,94∙1∙6,21 ∙2,51 20− −18

0,042 +0,30

1 ∙0,80

+ 0,94∙1 6,21 ∙2,51−1,26 ∙2,05 ∙ 20−16

0 ,042 +0,30

1 ∙0,8

+1∙05 ∙0,26 ∙2,03 20−16

0,39+2∙

0,94∙1∙6,21 ∙3,7 20−18

0,042 +0,25

1 ∙2,03

QT=277,12+176,99+140,98+117,66+13,17+525,15=1.251 𝑤 ;

QT=1.251 𝒘

1.2 Coeficienții Ao și Ac

Coeficienții Ao se numește adaos pentru orientare și se determină comform tabelului 2

din SR 1907 -1/1997 * , numai pentru pereții exteriori.

Deci AO=E; AO=0

Perete exterior cu orientarea cea mai favorabilă

Tabel 2

Coeficientul Ac, se numește coeficient pentru compensarea suprafețelor reci. Se utilizează

dacă rezistența termică medie a încăperii Rm nu depășește valoarea de 10m2grad/w.

Rezistența termică a încăperii Rm se calculează cu relația:

Rm = 𝑨𝒕 𝒕𝒊−𝒕𝒆 𝑪𝒎

𝑸𝑻 [𝐦𝟐 grad/w] (7) ;

În care:

8

AT- suprafața totală a încăperii;

Cm- coeficient de masivitate=0,94

AT=2∙ 𝐿 ∙ 𝑕 + 𝑙 ∙ 𝑕 + 𝐿 ∙ 𝑙 ∙ 0,94

Rm= 2∙ 𝐿∙𝑕+𝑙 ∙𝑕+𝐿∙𝑙 20− −18 ∙094

1251

Rm= 2 ∙47∙38 ∙0,9

1,251= 2,5

𝑚2 ∙𝑘

𝑊 ;

AC=6,5

Valoarea lui Ac este obținută cu ajutorul (fig.3) din STAS - 1/1997;

Figura 3. – Adaosul de compensare a efectului suprafețelor reci.

1.3 Sarcina termică pentru încăl zirea aerului infiltrat prin neetanșeități.

Se determină ca valoarea maximă dintre sarcinile termice Qi1 și Qi2.

9

Qi1 – reprezintă sarcina termică determinată de debitul de aer proaspăt impus de condițiile

de confort;

Qi2 – reprezintă sarcina termică determinată în funcție de viteza convențională a vântului;

Se utilizează relația:

Qi1 = [mAo Cm V Cp (ti - te) + Qu] (1+ 𝑨𝑳

𝟏𝟎𝟎) [W] (8) ,

În care:

mAo = 0,22 10-3 [𝑚3/𝑠

𝑚3] ;

mAo – debitul de aer proaspăt pentru încăperi de locuit

V- volumul încăperii m3;

- densitate aer (1,26 kg/m3);

Cp – reprezintă căldura specifică la presiune constantă (917 J/kg k);

Qu – sarcina termică pentru încălzire aerului pătruns la deschiderea ferestrei; Se

calculează cu relația:

Qu = 0,36 Af n (ti-te) Cm [W] (9) ,

n – numărul de deschideri într-o oră ( = 2 )

Af – aria ferestrei

Cm=1

Qu = 0,36∙(2,10∙ 1,73) 2 20 − −18 ∙ 0.94 = 99,39 [W]

Qi2 este sarcina termică determinată în funcție de viteza convențională a vântului.

Pentru Qi2 se folosește relația:

Qi2= 𝑪𝒎 𝑬 𝚺𝒊 𝑳 𝒗 𝟒/𝟑 𝒕𝒊− 𝒕𝒆 + 𝑸𝒖 𝟏 𝑨𝒄

𝟏𝟎𝟎 [W] (10) ;

10

În care:

Cm = 0,94

E – factorul de corecție cu înălțimea; E = 1

i – coeficientul de infiltrare a aerului prin rosturile de la ferestre și uși exterioare,

i= 0,1389

L- lungimea rosturilor ferestrei exterioare egal cu perimetru elementelor mobile.

Qi1= 0.22 ∙ 0.001 ∙ 57.67 ∙ 1.26 ∙ 917 20 − −18 + 99.39] ∙ 1 +6.5

100 =

Qi1=699.10 [W];

L = 2 Lf+3 hf (m) (11) ,

L = 2 2,10+3 1,73= 21,798 (m)

v – viteza convețională a vântului funcție de zona eolică a țării (fig. 4)

v = 5 m/s

Viteza convențională a vântului

Tabel 3

11

Qi1= 0.22 ∙ 0.001 ∙ 57.67 ∙ 1.26 ∙ 917 20 − −18 + 99.39] ∙ 1 +6.5

100 =

Qi1=699.10 [W];

Qi2= 1 ∙ 1 ∙ 0.13 ∙ 9.39 ∙ 8.1 20 − −18 + 99.39 ∙ 1 ∙𝐴𝑐

100

Qi2=506.00 [W];

Qi se alege ca valoarea maximă dintre Qi1 și Qi2 deci Qi = 699,10 [W]

Figura 4. – Zonarea eoliana a României

Numărul de căldură se calculează cu relația:

Q = QT* 𝟏 +𝑨𝒄+𝑨𝒐

𝟏𝟎𝟎 +Qi [W] (12) ,

Q = 1251* 1 +6,5+0

100 + 699,10 [W]

Q = 2,031,41 [W]

12

Capitolul II

Determinarea sarcinii de umiditate

Sarcina de umiditate a aerului din încăpere se determină ca diferența dintre debitele de umiditate

degajate și debitele de umiditate preluate; Se utilizează relația:

Gv = Gd-Gp [kg/h] (13) ,

În care:

Gd – debit de umiditate degajată;

Gp – debit de umiditate preluată;

2.1 Debite de umiditate degajată

Se consideră că degajarea de umiditate se datorează numai prezenței oamenilor din

încăpere și se neglijează alte degajări de vapori; Se utilizează relația:

Gd = Go = n gom [kg/h] (14) ,

În care:

n = numărul persoanelor aflate în încăpere ;

gom = degajarea de umiditate a unei persoane (fig. 5), din STAS - 1/1997;

gom = 0,08 [kg/h];

Gd = 4 0,08[kg/h];

Gd =Go= 0,32 [kg/h];

13

Figura 5. – Degajările de căldură și umiditate ale oamenilor.

1- stare de repaus; 2- muncă ușoară; 3- muncă medie; 4- muncă grea.

2.2 Debite de umiditate preluate

Cauzele care conduc la preluare debitelor de umiditate într-o cameră sunt reduse și aceste

debite se pot neglija:

Gp = 0 (15 ) ,

deci Gv = Gd =0,32 [kg/h]

Capitolul III

3.1Parametri aerului insuflat

Calcularea parametrilor aerului introdus pentru încălzirea camerei se face cu ajutorul diagramei

entalpiei titlu de vapori (i-x) fig. 6

14

Figura 6. – Diagrama entalpie – titlu de vapori

Parametri aerului insuflat Tabel 4

Temperatura ti (oC) 22 23 25 27 22

Umiditatea i (%) 70 65 60 56 70

Conform (fig. 6), urmărim etapele:

1. Se determină punctul I, care caracterizează parametri aerului aflat în încăere în funcție de

temperatură (ti) și umiditatea relativă (i) din (fig. 6).

2. Se calculează coeficient de termodinamică care permite stabilirea direcției de

transformare a aerului umed atunci când are loc o variație de căldură și umiditate.

= 𝐐

𝐆𝐯 𝑲𝒋/𝑲𝒈 (16) ,

3. Prin punctul I, se trasează o paralelă, la dreapta corespunzătoare coeficientului de

termoumiditate.

4. Punctul C, care caracterizează parametri aerului furnizat de instalația de climatizare și se

determină la intersecția dintre paralela trasată prin punctul I și dreapta temperatura

punctului C adoptată și calculată cu relația:

tc = ti + (6 ÷ 10) [oC] (17) ,

5. Debitul de aer necesar încălzirii încăperii se calculează cu relația:

L = 𝐐

𝐢 [Kg/h] (18) ,

15

i = 50

= 2,031 .41 [𝑤]

0,32 = 6,348.15 [W] ; =22,853.34 [k/kg]

Q = 2,031.41 [W]

tc = ti + 8 tc = 22+8 = 30 [oC]

i = ic- ii

i = 50-42 =8 [Kj/Kg]

L = 2,031.41 [𝑤 ]

50−42 [𝐾𝑗

𝐾𝑔] = 914,04 [Kg/h]

Deci debitul de aer cald insuflat este 914,04 𝑘𝑔/𝑕

16

Bibliografie

1. Badea A. ş.a., 1986 - Manualul inginerului termotehnician (vol. 2). Edit.

Tehnică, Bucureşti

*** - SR 1907-1/1997 – Instalaţii de încălzire. Necesarul de căldură de

calcul.Prescripţii de calcul.

*** - SR 1907-2/1997 – Instalaţii de încălzire. Necesarul de căldură de calcul.

Temperaturi interioare convenţionale de calcul.

*** - STAS 6472/3-89 – Calculul termotehnic al elementelor de construcţie ale

clădirilor.

*** - STAS 6648/1-82 – Calculul aporturilor de căldură din exterior.