Cuprins

Introducere………………………………………………………………………… pag.3

CAPITOLUL I

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

1.1 Fluxul termic cedar prin transmisie.......................................................................pag.7

1.2 Coeficienții Ao și Ac ……………………………………………………….…..pag.8

1.3 Sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat prin neetanșeități....................pag.9

Capitolul II

Determinarea sarcinii de umiditate

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

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

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

Introducere

O cameră de cămin este încălzită pentru perioada iarnă cu aer cald. Camera e amplasată

în zona mediană a clădirii și are următoarele dimensiuni.

Lungime (L)- 5,5 m

Lățime (l)- 4,2 m

Temperatura interioară a camerei (t)- 220C

Număr persoane (n)- 4

Înălțimea (h) geam- 1,3 m

Lățime (l) geam- 1,5 m

Înălțimea (h) ușă- 2,2 m

Lățime (l) ușă- 0,9 m

Capitolul I

Determinarea sacinii termice de iarnă

Pentru calculul sarcinii termice se utilizează relația (1), conform indicațiilor din stasurile

SR 1907 – 1/1997; SR 1907 – 2/1997:

Q = QT ( Ao+Ac100 )+Qi [W ] (1)

În care:

Q = necesarul de căldură exprimat în [W];

QT = fluxul termic cedat prin transmisie datorită diferenței de temperatură interior- exterior;

Qi = sarcina termică pentru încălzirea aerului pătruns prin neetanșeități și la deschiderea ușilor și

geamurilor;

2

Ao și Ac = indici

1.1 Fluxul termic cedat prin transmisie

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

( pereți, plafon, tavan, tâmplărie) cu relația.

QT = ∑i=1

p

Cmm Ati−teR}¿

¿ [W] (2)

În care:

Cm – coeficientul de corecție în funcție de densitatea elementelor de construcție:

- Pentru zidărie și pereți beton: Cm= 0,94

- Pentru tâmplărie: Cm= 1

m- coeficient de masivitate termiă:

- Pentru zidărie și beton; n= 1

- Pentru tâmplărie; m= 0,5

A – aria suprafeței frecării element al construcției m2 ;

ti- temperatura din interior;

te- temperatura din exterior - 180;

Pentru mediul extern 1907/1 – tabelul (8)

Pentru încăperile alăturate: te = ti - (2-50C)

Temperatura în camerele alăturate este de 2- 50 C.

R”- rezistența termică specifică corectată a elementelor de construcție.

Peretele exterior se consideră o structură ca în (Figura.1).

d1 și d2- grosimile stratului

3

Figura 1. – Perete exterior cu polistiren

Rezistența termică specifică se calculează cu formula:

R” = Rse + Rst gradm2/[W] (3)

În care:

Rse = rezistența specifică la propagare termică spre exterior, conform statusului STAS 6472/3-89;

Rse = 0,042 [gradm2/ w];

Rst = rezistența termică specifică la permeabilitatea termică se calculează cu relația:

Rst = d1

b1∗λ1 +

d 2b2 λ2

(4)

În care: D1 și D2 reprezintă grosimile straturilor (polistiren și zid);

D1- 0,05 m;

D2- 0,30 m;

b1 = 1,1 (coeficient de corecție termică);

b2 = 1,0;

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

2 = 0,80 [w/mk] (cărămidă);

4

Figura 2. - Prerete interior

Relația (3), devine:

Rse = 0,042

Rst = d2

b2∗λ 2 [ gradm2/w]

b2 = 1

= 0,80 [w/mk]

Pentru podea și tavan confecționate din beton armat cu grosimea de 0,2m. Relația (3)

devine:

Rse = 0,042

Rst = d3

b3∗λ3

d3 = 0,2 m

b3 = 1

3 = 2,03 [wmk

]

Pentru tâmplărie:

R” = 0,39 [gradm2/w]

5

QT = 0,941(Lhhglg) ti−(−18)

0,042+ 0,051,1 0,04

+ 0,31 0,8

=¿

QT = 0,941(5,5 2,8 1,3 1,5)

22−(−18)

0,042+ 0,051,1 0,04

+ 0,310,8

+2[0,94 1 (4,2 2,8 ) 22−20

0,042+ 0,310,8 ]+0,94 1 (4,2 2,8−2,2 0,9 ) 22−(−18)

0,042+ 0,31 1,8

+2[0,94 1 (5,5 4,2 ) 22−20

0,042+ 0,21 2,03 ]+1 0,5 (1,3 1,5 ) 22−(−18)

0,39+10,5 (2,2 0,9 ) 22−18

0,39=1249,268[W ]

QT = 1239,268 [W ]

1.2 Coeficienții Ao și Ac

Coeficienții Ao se numește adaos pentru orientare și se determină cu ajutorul tabelului 2

din SR 1907 -1/1997 * , pentru peretele exterior

(-2/1997 **)

cu orientarea cea mai nefavorabilă, peretele exterior este orientat spre S deci; Ao = -5

Orientare N E S V

Ao 5 0 -5 0

Tabel. 1 – Perete exterior cu orientarea cea mai favorabila

Coeficientul Ac, se numește coeficient pentru compensarea suprafețelor reci. Și se

calculează numai în cazul în care rezistența termică medie a încăperii Rm e mai mică de

10m2grad/w.

Rezistența termică a încăperii:

Rm = At (ti−te )Cm

QT¿ grad/w] (5)

AT- aria totală a încăperii;

AT = 2 (L h) + (l h) + (L l)

AT = 100,52 [m2]

6

Rm = 100,52 (22+18 )0,94

1249,268=3,025[m2

gradw ]

Valoarea lui Ac este obținută cu ajutorul (fig.3) din STAS - 1/1997; Ac = 6,5

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

1.3 Sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat prin neetanșeități.

Se determină alegând valoarea maximă dintre 2 sarcini termice calculate.

Qi1 – reprezintă sarcina termică determinată în funcție de debitul de aer proaspăt impus de

condițiile de confort;

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

Sarcina Qi1 se calculează cu relația:

Qi1 = [mAo Cm V Cp (ti - te) + Qg] (1+ Ac

100) [W] (6)

7

mAo = 0,22 10-3[m 3/sm 3

]; Cp = 917 [J/kgk]

mAo – debitul de aer proaspăt impus de limitele confortului fiziologic.

Qg = 0,36 Ag n (ti - te) Cm [W] (7)

V- volumul încăperii;

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

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

Qg – sarcina termică pentru încălzire aerului pătruns la deschiderea ușilor sau geamurilor;

Se calculează cu relația:

Qg = 0,36 Ag n (ti-te) Cm [W] (7)

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

Ag – aria geamului

Qg = 0,36 (1,3 1,5) 2 (22+18) 1 = 56,16 [W]

Qi1 = [ 0,00022 0,94 64,68 1,26 917 (20+18)+56,16] (1+6,5100

) = 718,179 [W]

Pentru Qi2 se folosește relația: (8)

Qi2 = {Cm [E Σ i Lv 4 /3 ( ti−te ) ]+Og } (1 Ac100 ) [W] (8)

În care:

Cm = 0,94

E – fctorul de corecție în funcție de înălțimea clădirii; E = 1

i – coeficientul de infiltrare a aerului prin rosturile ferestrei, valoarea se alege din tabelul 5, din

STAS - 1/1997

8

Tabel 2. – Coeficienți de infiltrație

i = 0,0864

L – lungimea rosturilor de la ferestră.

L = 2 Lg+3 hg (m) (9)

L = 2 1,5+3 1,3= 6,9 (m)

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

v = 8,55

Tabel 3. – Viteza convențională a vântului.

Qi2 = {0,94∗[1∗0,0864∗6,9∗8,55∗¿(22−(−18 ))]+56,16 }*(1+ 6,5100 ) [W]

9

Qi2 = 264,606 [W]

Qi se alege ca valoarea maximă dintre Qi1 și Qi2 deci Qi = 718,179 [W]

Figura 4. – Zonarea eoliana a României

Numărul de căldură se calculează cu relația:

Q = QT*(1+ Ac+Ao100 )+Qi [W] (10)

Q = 1249,268*(1+ 6,5+(−5)100 )+ 718,179 [W]

Q = 1986,186 [W]

Capitolul II

Determinarea sarcinii de umiditate

Sarcina de umiditate totală din încăpere se calculează cu relația.

Gv = Gd-Gp [kg/h] (11)

10

În care:

Gd – debit de umiditate degajată;

Gp – debit de umiditate preluată;

2.1 Debite de umiditate degajată

Se consideră că degajarea de umiditate în încăpere se datorează doar prezenței oamenilor;

și se calculează cu relația.

Gd = Gom = n gom [kg/h] (12)

În care:

n = numărul persoanelor aflate în încăpere;

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

gom = 95 [g/h];

gom = 0,095 [kg/h];

Gd = 4 0,095 [kg/h];

Gd = 0,38 [kg/h];

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

11

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

2.2 Debite de umiditate preluate

Se neglijează procesul de absorbție a vaporilor de apă și procesele de condensare a acestor

vapori, astfel încât Gp = 0 deci Gv = Gd =0,38 [kg/h]

Parametri aerului infiltrat. Se utilizează diagrama entalpie titlu de vapori (i-x), conform etapelor

descrise în figura 6.

Figura 6. – Diagrama entalpie – titlu de vapori

Temperatura ti (oC) 18 19 20 21 22

Umiditatea i (%) 54 56 60 62 64

Tabelul 4. – Parametri aerului infiltrat.

Conform (fig. 6), urmărim etapele:

1. Se determină punctul I, ce caracterizează condițiile existente în interiorul încăperii,

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

2. Se calculează coeficient de termodinamică cu relația:

= QGv

[Kj/Kg ] (13)

12

3. Prin punctul I, se trasează o paralelă, la dreapta corespunzătoare de pe casetă diagramei

coeficientului calculat .

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

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

temperaturii tc a aerului refulat determinat cu telația:

tc = ti + (6 ÷ 10) [oC] (14)

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

L = Qi

[Kg/h] (15)

i = 50

= 1986,186[w ]

0,38 = 5226,805 [W] ; =18.816,498 [k/kg]

Q = 1968,186 [W]

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

i = ic- ii

C = 60

i = 60-50 =10 [Kj/Kg]

L = 1986,186[w ]

10[ KjKg

] = 715,026 [Kg/h]

13

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.

14