situatia a consumatorilor urbani racordati la sistemul de...
TRANSCRIPT
Situatia a consumatorilor urbani racordati la sistemul de alimentare
centralizata cu caldura. Reglajul termic practicat in sistemele
ditrictuale de alimentare centralizata cu caldura.
Patru categorii de constructii colective.
a. Constructie NeReabilitata + Instalatii NeReabilitate;
b. Constructie NR + Instalatii R;
c. Constructie R + Instalatii NR;
d. Constructie R + Instalatii R;
In general, la sistemul centralizat de alimentare cu caldura sunt racordate cladiri
construite inainte de anul 1996, cladiri care respecta exigentele de izolare termica
corespunzatoare perioadei in care au fost proiectate. Instalatiile interioare de incalzire
centrala au fost dimensionate conform necesarului de caldura de calcul si parametrilor
de temperatura 95 oC / 75 oC / 20 oC. Vom considera ca aceste cladiri fac parte din
clasa A.
O a doua categorie de cladiri este reprezentata de cladirile la care s-au efectuat o
serie de reabilitari si modernizari pe parte de instalatii interioare. Vom considera ca
aceste cladiri fac parte din clasa B.
O a treia categorie de cladiri este constituita de acele cladiri care au suferit in ultimii
ani reabilitarea partii de constructie insa nu s-au operat reabilitari sau modernizari ale
instalatiilor interioare. Vom considera ca aceste cladiri fac parte din clasa C.
A patra si ultima clasa de cladiri este constituita de cladirile reabilitate termic atat pe
parte de constructie cat si pe parte de instalatii interioare. Vom considera ca aceste
cladiri fac parte din clasa D. In fig. 2.1 se prezinta schematic un punct termic care
alimenteaza cu caldura mai multe blocuri, dintre care marea majoritate fac parte din
clasa A, doua blocuri sunt din clasa B, un bloc din clada C si un bloc din clasa D.
Fig. 2.1 Punct termic si retea secundara aferenta in zona Berceni -Giurgiu
A. Cladiri – clasa A :
Toate cele 4 clase de cladiri au instalatiile interioare de incalzire centrala
dimensionate in conditiile specificate pentru cladirile din clasa A, adica : necesarul de
caldura de calcul stabilit pentru constructia nereabilitata si parametrii termici nominali
cei mentionati mai inainte. De asemenea instalatiile interioare de incalzire centrala din
oricare din cladiri este alimentata cu agent termic carecterizat de parametrii termici
conformi graficului de reglaj termic calitativ corespunzator clasei majoritate, clasa A.
Tinand seama de faptul ca temperaturile nominale utilizate de regula inainte de
1995 la dimensionarea schimbatoarelor de caldura din punctele termice erau : tTP0 =
150 oC (conducta de tur) si tRP0 = 80 oC (conducta de retur), rezulta ca alura graficelor
de reglaj termic pe primar este astfel : curba temperaturii agentului termic primar pe
ducere este plasata deasupra curbei agentului termic secundar pe ducere, iar curba
agentului termic primar pe intoarcere este plasata intre curbele agentului termic
secundar.
Fig. 2.2 Grafic reglaj termic calitativ pentru agentul termic secundar
tT – temperature agentului termic pe tur; tR – temperature agentului termic pe retur
Tinand seama de valorile mentionate in SR 4839/1997 cu privire la valorile medii
lunare ale temperaturilor exterioare, pe de-o parte si de valoarea normata a temperaturii
interioare pe de alta parte, se poate reprezenta grafic o imagine a desfasuratorului
diferentei de potential termic intre mediul interior incalzit si cel exterior (fig. 2.3).
Fig. 2.3 Variatia temperaturilor de-a lungul celor 7 luni clasice de
sezon de incalzire pentru orasul Bucuresti
tio – temperatura interioara ; te – temperatura exterioara medie lunara pt Bucuresti
Curbe Reglaj Termic Calitativ
2030405060708090
100
-15 -10 -5 0 5 10te (°C)
tT, tR (°C)
tT
tR
Pana in momentul de fata nu s-a pomenit nimic de aporturile gratuite de caldura,
care dupa cum este cunoscut sunt de doua tipuri : aporturi interne si aporturi externe.
Dupa cum a fost prezentat la stabilirea reglajului termic calitativ nu s-a tinut seama de
existenta aporturilor gratuite, fapt normal datorita aspectului fluctuant aleatoruu al
acestora.
In situatia cladirilor din clasa A, cladiri nereabilitate pe parte de constructie si pe
parte de instalatii interioare, aparitia aporturilor gratuite, interioare si exterioare conduce
la o majorare a temperaturii interioare datorita incapacitatii instalatiei interioare de
incalzire de a-si diminua fluxul termic livrat catre spatiul incalzit si deci de a profita de
aparitia aporturilor de caldura. In fig. 4 se prezinta situatia reala a temperaturii interioare
in aceasta situatie.
Fig. 2.4 Variatia temperaturilor de-a lungul celor 7 luni clasice de
sezon de incalzire pentru orasul Bucuresti
tio – temperatura interioara ; te – temperatura exterioara medie lunara pt Bucuresti;
tia – temperature interioara realizata datorita lipsei de adaptabilitate a instalatiei la
solicitarea climatic variabila
Asa cum s-a mentionat, cladirile aflate in clasa A se intalnesc in marea majoritate a
cazurilor in centrele urbane deservite de sistemul de alimentare centralizata cu caldura.
In continuare se vor analiza din punct de vedere energetic cazurile cladirilor reabilitare
partial sau total, pe parte de instalatie sau de constructie.
B. Cladiri – clasa B :
Cladirile considerate in aceasta clasa sunt asa cum s-a convenit, cladiri nereabilitate
pe parte de constructie insa reabilitate pe parte de instalatii interioare. Reabilitarea
instalatiilor interioare la care facem apei indeosebi in cadrul acestui capitol, consta in
echiparea corpurilor de incalzire cu robinete termostatice, fapt care confera instalatiei
de incalzire capacitatea de a-si modula puterea termica livrata catre spatiul incalzit in
conformitate cu necesarul efectiv de putere termica momentan al cladirii.
Dupa cum este cunoscut in centrele urbane, asupra cladirilor colective din
domeniul rezidential au aparut o serie de masuri de reabilitare-modernizare pe parte de
instalatii cum ar fi : montarea de contoare de caldura generale pe incalzire si pe apa
calda, izolarea conductelor retelei de distributie din subsol montarea de armaturi de
separare si golire la baza coloanelor, montarea de contoare de apa individuale la
grupurile sanitare si spalatoarele de la bucatarii, montarea de robinete termostatice si
repartitoare de costuri la corpurile de incalzire. Aceste ultime masuri luate pe corpurile
de incalzire ale instalatiei ofera posibilitatea instalatiei de incalzire de a mentine
temperatura interioara constanta in spatiile incalzite pe valoarea normata, ti0. Numarul
blocurilor de locuinte a caror instalatii de incalzire sunt dotate cu robinete termostatice si
repartitoare de costuri nu este mare deocamdata foarte mare insa numarul lor creste de
la an la an.
Instalatiile de incalzire centrala au fost dimensionate conform precizarilor facute
mai inainte, iar reglajul termic este cel calitativ uzual prezentat deasemenea mai inainte.
Asa cum s-a precizat reglajul termic calitativ nu tine seama de aporturile de
caldura interioare (degajari de caldura interioare) si exterioare (datorita radiatiei solare),
aporturi care sunt aleatoare si diferite de la o categorie de spatii la alta. Dat fiind
echiparea cu robinete termostatice, local, la fiecare corp de incalzire, in functie de
intensitatea aporturilor de caldura, apare un reglaj termic cantitativ de aceasta data care
optimizeaza puterea termica necesar a fi livrata de catre instalatia de incalzire.
In acest caz se poate discuta despre o temperatura interioara intermediara
(redusa) pana la care ridicarea se face pe baza puterii termice cedate de instalatia
centrala de incalzire si de la care ridicarea pana la temperatura interioara normata se
face pe baza aporturilor interioare si exterioare de caldura. In literatura de specialitate
aferenta auditului energetic al cladirilor ea poarta denumirea de temperatura exterioara
de echilibru si este temperatura exterioara necesara virtuala pentru care temperatura
interioara ia valoarea normata in absenta functionarii instalatiei de incalzire. In fig. 5 se
ilustreaza alura acestei temperaturi intermediare de-a lungul sezonului de incalzire.
Fig. 2.5
Se poate discuta despre un randament mediu anual de reglare al instalatiei de
incalzire, ca fiind raportul dintre consumul de caldura aferent instalatiei de incalzire
modernizate si consumul de caldura aferent instalatiei de incalzire nemodernizate.
Practic acest raport intre consumurile de caldura mentionate revine a fi raportul dintre
numarul anual de grade-zile din cele doua situatii : suprafata cuprinsa intre curba (t*) a
temperaturilor interioare intermediare si curba (te) a temperaturii exterioare si suprafata
cuprinsa intre dreapta orizontala (ti0) a temperaturii interioare normate si curba (te) a
temperaturii exterioare. Se obtine pentru acest randament valori cuprinse intre : 0.70 si
0.92.
R
CONS
INC
η= (34)
Fructificarea aporturilor de caldura in cazul cladirilor situate in clasa B, conduce
dupa cum se observa la economii de energie termica de 10 – 30 % din consumul cladirii
din clasa A, functie de tipul si gradul initial de izolare termica al cladirii.
-5
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6 7 8
ti0
te
t*
Diagrama temperaturi :Cladirie nereabilitata pe parte constructiva
C. Cladiri – clasa C :
Cladirile considerate in aceasta clasa sunt asa cum s-a convenit, cladiri nereabilitate
pe parte de instalatii interioare, insa reabilitate pe parte de constructie. Cu mult mai
putine decat cladirile mentionate la cazul B, au inceput sa apara punctual anumite
cladiri reabilitate pe parte de constructie insa nemodernizate pe parte de instalatii.
Aceste cladiri au ramas cu vechile suprafete de incalzire care au fost dimensionate
initial. Ele sunt in etapa actuala excedentare in conditiile in care reglajul termic
centralizat este cel calitativ uzual. Chiar si in absenta ocazionala a aporturilor de
caldura rezulta o temperatura interioara superioara valorii normate si deci cu atat mai
mult cu cat exista si aporturi de caldura. Reabilitarea pe parte de constructie la care ne
referim in cadrul acestui capitol, consta in diminuarea coeficientului global de izolare
termica al cladirii prin marirea rezistentei termice medii a anvelopei cladirii si prin
diminuarea la valoarea normata a numarului de schimburi de aer. In acest fel necesarul
propriuzis de caldura al cladirii va devenii evident mai scazut. Dat fiind insa ca
instalatiile sunt nereabilitate si modernizate puterea termica livrata de catre instalatia de
incalzire nu se poate modula in conformitate cu distributia fluctuanta in timp a aporturilor
gratuite de caldura ceea ce va conduce la o discrepanta destul de mare fata necesarul
propriuzis al cladirii reabilitate.
Fig. 2.6 prezinta alura temperaturilor interioare care se realizeaza in situatia in
care aporturile de caldura sunt nule (tir) si in situatia in care sunt pozitive (tira). Ridicarea
temperaturii interioare pana la valoarea indicata de curba (tir) se face pe baza puterii
termice emise de instalatia de incalzire, in continuare ridicarea temperaturii interioare
facandu-se pe baza aporturilor de caldura interioare si exterioare.
Fig. 2.6 Variatia temperaturilor interioare realizate in lipsa adaptabilitatii functionarii
instalatiei functie de climatul exterior
D. Cladiri – clasa D : Cladiri reabilitate atat pe parte de costructie cat si pe
parte de instalatii interioare
Cladirile din aceasta categorie sunt si mai putin numeroase. Asa cum s-a mentionat
suprafata de incalzire este excedentara iar reglajul termic este cel calitativ usual. Daca
si instalatia de incalzire este modernizata si deci reglabila rezulta o reducere importanta
de consum enegetic.
In situatia in care instalatia de incalzire este modernizata prin echiparea cu
robinete termostatice se poate vorbi din nou despre o temperatura interioara
intermediara (redusa) pana la care ridicarea temperaturii interioare se face pe baza
instalatiei de incalzire centrala, in continuare pana la dreapta (ti0) care semnifica
temperatura interioara normata ridicarea facandu-se pe baza aporturilor de caldura
(vezi fig. 2.7). Curba (t*) semnificand temperatura interioara care s-ar fi realizat la
aporturi de caldura nule daca instalatia de incalzire centrala nu ar fi dotata cu robinete
termostatice s-a prezentat numai in vederea definirii unui rendament de reglare al
instalatiei de incalzire in aceasta situatie.
Fig. 2.7
Se poate discuta si in acest caz despre un randament mediu anual de reglare al
instalatiei de incalzire, ca fiind raportul dintre consumul de caldura aferent instalatiei de
incalzire modernizate si consumul de caldura aferent instalatiei de incalzire
nemodernizate. Practic acest raport intre consumurile de caldura mentionate revine a fi
-5
0
5
10
15
20
25
30
0 1 2 3 4 5 6 7 8
ti0
tir
te
t*
Diagrama temperaturi :Cladire reabilitata pe parte de constructie
Instalatie de incalzire dotata cu robineti termostatici
raportul dintre numarul anual de grade-zile din cele doua situatii : suprafata cuprinsa
intre curba (t*) a temperaturilor interioare intermediare si curba (te) a temperaturii
exterioare si suprafata cuprinsa intre curba (tir) a temperaturilor interioare care se
realizeaza in situatia in care instalatia nu este dotata cu robinete termostatice si curba
(te) a temperaturii exterioare. Se obtine pentru acest randament valori cuprinse intre :
0.57 si 0.83. Valorile economiei energetice de 20 – 50 % se datoreaza atat aporturilor
gratuite cat si excesului de putere termica instalata in aceasta situatie.
*
*
*
R
CONS
INC
η= (45)
RR ηη <*
(46)
CONSINC QQ <* (47)
si de regula : QINC* < QINC (48)
Este utila insa o analiza amanuntita asupra relatiei dintre QINC* si QINC.