1

137
Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD LUCRARE DE DISERTATIE Coordonator stiintific Dr. Ing. MIRELA ŢOROPOC Absolvent Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 1

Transcript of 1

Page 1: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

LUCRARE DE DISERTATIE

Coordonator stiintificDr. Ing. MIRELA ŢOROPOC

Absolvent

Ing. Iordache Andrei

2013

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 1

Page 2: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Masterat

OPORTUNITATEA UTILIZARII INCALZIRII PRIN RADIATIE

PENTRU O HALA DE PRELUCRARI MECANICE.

Coordonator stiintificDr. Ing. MIRELA ŢOROPOC

Absolvent

Ing. Iordache Andrei

2013

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 2

Page 3: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti Sef catedra,

Facultatea de Inginerie a Instalatiilor

Catedra Data

LUCRARE DE DISERTATIE

Tema lucrarii:Termen de predare:Elemente initiale pentru lucrare:

Continutul lucrarii cu sub-temele care vor fi tratate:

Denumirea materialului grafic continut in proiect:

Data eliberarii temei:

Coordonator stiintific Absolvent

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 3

Page 4: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Dr. Ing. MIRELA ŢOROPOC Ing. Iordache Andrei

CuprinsPREFATA......................................................................................................................................................... 8

OBIECTIV.................................................................................................................................................................8

CAPITOL 1 – PREZENTARE SISTEME......................................................................................................... 9

1.1 INCALZIREA CU AER CALD.....................................................................................................................101.2 INCALZIREA PRIN RADIATIE...................................................................................................................10

CAPITOL 2 - METODOLOGIE...................................................................................................................... 11

2.1 GENERALITATI...........................................................................................................................................112.2 VERIFICAREA GRADULUI DE IZOLARE TERMICA A CONSTRUCTIEI...........................................12

2.2.1 REZISTENTA TERMICA SPECIFICA UNIDIRECTIONALA R...........................................................................122.2.2. REZISTENŢA TERMICA SPECIFICA CORECTATA R’....................................................................................132.2.3. REZISTENŢA TERMICA NECESARA R’nec DIN CONSIDERENTE SANITARE.................................................132.2.4. TEMPERATURA SUPERFICIALA NORMATA Tsi..........................................................................................132.2.5. COEFICIENTUL GLOBAL DE IZOLARE TERMICA G1...................................................................................142.2.6. COEFICIENTUL GLOBAL DE REFERINŢĂ G1ref..........................................................................................142.2.7. VERIFICAREA CRITERIULUI PERFORMANŢĂ TERMOENERGETICĂ GLOBALĂ............................................14

2.3 CALCULUL NECESARULUI DE CALDURA............................................................................................142.3.1. Fluxul termic cedat prin transmisie QT....................................................................................................152.3.2. Sarcina termica QI pentru incalzirea aerului infiltrat..............................................................................162.3.3. Particularităţile necesarului de căldură pentru clădiri industriale...........................................................18

2.4 CALCUL INCALZIRE CU AEROTERME..................................................................................................182.5 CALCUL INCALZIRE CU TUBURI RADIANTE.......................................................................................192.6 ASIGURAREA CALITATII..........................................................................................................................19CONCLUZII.........................................................................................................................................................19

CAPITOL 3 – STUDIU DE CAZ..................................................................................................................... 20

3.1 TEMA LUCRARII.........................................................................................................................................203.2 MEMORIU JUSTIFICATIV..........................................................................................................................21

3.2.1. INCALZIREA CU AEROTERME.................................................................................................................213.2.2. INCALZIREA CU TUBURI RADIANTE........................................................................................................22

3.3 VERIFICAREA GRADULUI DE IZOLARE TERMICA A CONSTRUCTIEI...........................................233.4 CALCULUL SISTEMULUI DE INCALZIRE CU AEROTERME..............................................................233.5 CALCULUL SISTEMULUI DE INCALZIRE CU TUBURI RADIANTE...................................................273.6 EVALUAREA CONFORTULUI TERMIC...................................................................................................313.7 EVALUAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL..................................................................................33

3.7.2. CONSUMURI REALE DE COMBUSTIBIL...................................................................................................343.8 EVALUAREA CONSUMULUI DE ENERGIE ELECTRICA....................................................................353.9 ASIGURAREA CALITATII..........................................................................................................................35CONCLUZII.........................................................................................................................................................39

CAPITOL 4 – ANALIZA COMPARATIVA.....................................................................................................39

4.1 CONFORT....................................................................................................................................................394.2 POLUARE.....................................................................................................................................................404.3 COSTURI INVESTITIE...............................................................................................................................40

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 4

Page 5: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

4.4 COST EXPLOATARE.................................................................................................................................404.4.1 COST CONSUM GAZE NATURALE............................................................................................................404.4.2 COST CONSUM ENERGIE ELECTRICA......................................................................................................414.4.3 COST MENTENANTA................................................................................................................................424.4.4 COSTURI EXPLOATARE............................................................................................................................42

4.5 DURATA VIATA...........................................................................................................................................424.6. ANALIZA COMPARATIVA........................................................................................................................43

CONCLUZIILE LUCRARII............................................................................................................................. 44

ANEXE............................................................................................................................................................ 46

ANEXA 1 – VERIFICAREA GRADULUI DE IZOLARE TERMICA A CONSTRUCTIEI......................................................461. REZISTENTE TERMICE SPECIFICE CORECTATE R’............................................................................................46

2. REZISTENŢA TERMICA NECESARA R’NEC DIN CONSIDERENTE SANITARE................................503, Caracteristici geometrice ale anvelopei construcţiei.....................................................................................514. TEMPERATURA SUPERFICIALA NORMATA Tsi................................................................................................515. COEFICIENTUL GLOBAL DE IZOLARE TERMICA G1.........................................................................................526. COEFICIENTUL GLOBAL DE REFERINŢĂ G1ref................................................................................................537. Verificarea criteriului de satisfacere a exigenţei de performanţă termoenergetică globală.........................54

ANEXA 2 – NECESAR CALDURA PENTRU INCALZIREA CU AEROTERME..........................................55ANEXA 3 – ALEGERE AEROTERME...............................................................................................................56ANEXA 4 – ALEGERE ECHIPAMENTE IN CENTRALA TERMICA..............................................................60

1. CAZANE APA CALDA......................................................................................................................................602. ASIGURARE AER COMBUSTIE SI VENTILARE CENTRALA TERMICA.................................................................603. COS FUM.......................................................................................................................................................614. ARZATOARE..................................................................................................................................................615. VAS EXPANSIUNE INCHIS..............................................................................................................................626. SUPAPE SIGURANTA.....................................................................................................................................627.SEPARATOR AER............................................................................................................................................638.POMPE...........................................................................................................................................................639.VENTILE CU SERVOMOTOR............................................................................................................................6610.CALCUL CONDUCTE.....................................................................................................................................68

ANEXA 5 – CALCULUL DIMENSIONARE CONDUCTE................................................................................691. DATE DESPRE TRONSOANE...........................................................................................................................692. CALCUL PIERDERI SARCINA...........................................................................................................................723. ECHILIBRARE.................................................................................................................................................75

ANEXA 6 – NECESAR CALDURA PENTRU INCALZIREA CU TUBURI RADIANTE................................751. FLUX TERMIC CEDAT PRIN TRANSMISIE........................................................................................................752. ADAOSURI.....................................................................................................................................................763. FLUX TERMIC INFILTRATII.............................................................................................................................764. INDICI............................................................................................................................................................76

ANEXA 7 – ALEGERE SISTEM CU TUBURI RADIANTE..............................................................................771. CALCUL PRELIMINAR.....................................................................................................................................772. VERIFICARE...................................................................................................................................................78

ANEXA 8 – COEFICIENT UNGHIULAR MEDIU ΦPC.......................................................................................83ANEXA 9 – EVALUARE CONFORT TERMIC..................................................................................................86ANEXA 10 – CONSUM COMBUSTIBIL............................................................................................................88

1. CONSUMURI TEORETICE DE COMBUSTIBIL..................................................................................................882. CONSUMURI REALE DE COMBUSTIBIL.........................................................................................................96

ANEXA 11 – CONSUM ENERGIE ELECTRICA..............................................................................................98ANEXA 12 - LISTA CANTITATI LUCRARI INCALZIRE CU AEROTERME...............................................100ANEXA 13 - LISTA ECHIPAMENTE INCALZIRE CU AEROTERME.........................................................101ANEXA 14 - LISTA ECHIPAMENTE INCALZIRE CU AEROTERME.........................................................101ANEXA 15 – LISTA ECHIPAMENTE SI MATERIALE INCALZIRE CU TUBURI RADIANTE..................102

NORME SI PRESCRIPTII TEHNICE...........................................................................................................102

BIBLIOGRAFIE......................................................................................................................................................103

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 5

Page 6: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Concluziile lucrarii.....................................Anexa1 – Rezistente termice specifice corectate R’.............Anexa 2 – Necesar caldura pentru incalzirea cu aeroterme..................Anexa 3 – Necesar caldura pentru incalzirea cu tuburi radiante..................

Anexa 4 – Calcul dimensionare conducte. Rezistente locale......... Anexa 5 – Calcul dimensionare conducte. Pierderi de sarcina......... Anexa 6 – Calcul dimensionare conducte. Echilibrare............Anexa 7 – Coeficientul unghiular mediu φ......................Anexa 8 – Votul mediu previzibil PMV si procentul previzibil de nemultumiti PPD...........Anexa 9 – Lista cantitati lucrari incalzire cu aeroterme..............................Anexa 10 – Lista echipamente incalzire cu aeroterme. Var 1.....................Anexa 11 – Lista echipamente incalzire cu aeroterme. Var 2.....................Anexa 12 – Lista echipamente si materiale incalzire cu tuburi radiante..........Norme si prescriptii tehnice..............................................Bibliografie........................................................................

Lista figurilor

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 6

Page 7: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Figura 3.1 – Aeroterma COMFORT si destratificator NO STRAT SABIANA……….28Figura 3.2 – Cazan VIESSMANN tip VITOROND 200………………………………..30 Figura 3.3 – Arzator WEISHAUPT WG 30……………………………………………...33Figura 3.4 – Tubulatura si grup combustie OHA……………………………………….37Figura 3.5 – Factorul de emisie termica a tubulaturii radiante model U – 2 tuburi…38 Figura 3.6 – Protejare pod rulant…………………………………………………………54Figura 3.7 – Distante minime……………………………………………………………..54

Lista tabelelor

Tabel 1.1: Performantele diferitelor tehnici de incalzire prin radiatie………………….8Tabel 1.2: Sisteme de incalzire la cladirile industriale…………………………………..9Tabel 2.1: Adaosul pentru orientare A0………………………………………………….13Tabel 2.2: Adaosul pentru compensarea efectului suprafetelor reci AC……………..14Tabel 2.3: Valorile vintului de calcul v…………………………………………………...16Tabel 2.4: Valorile factorului de corectie E pentru cladiri industriale………………...16Tabel 3.1: Caracterisitici geometrice anvelopa………………………………….……...24Tabel 3.2: Calcul coeficient global de izolare termica G1….…………………….…....25Tabel 3.3: Calcul coeficient global de referinta G1ref……...…………………….…....26Tabel 3.4: Caracteristici aeroterma Sabiana CONFORT…..…………………….…....27Tabel 3.5: Caracteristici destratificator Sabiana NO STRAT…………………….…....29Tabel 3.6: Caracteristici cazan Viessmann tip VITOROND…………………………...31Tabel 3.7: Caracteristici arzator WEISHAUPT …………….…………………………...33Tabel 3.8: Caracteristici grup combustie model OHA 200 - 180 ……………………..38Tabel 3.9: Tubulatura radianta 300mm, model U cu 2 tuburi OHA 200…………….39Tabel 3.10: Valorile admisibile ale intensitatii de radiatie asupra capului……………40Tabel 3.11: Coeficientul de absorbtie al radiatiei………………………………….……42Tabel 3.12: Coeficientul de absorbtie al radiatiei………………………………….……42Tabel 3.13: Valoarea coeficientului Y…………………………………………………….50Tabel 3.14: Valoarea coeficientului y…………………………………………………….50Tabel 3.15: Valoarea coeficientului ft …………………………………………………….50Tabel 3.16: Valoarea coeficientului fI …………………………………………………….50Tabel 4.1: Parametrii in modelul de simulare……………………………………………59Tabel 4.2: Temperaturile suprafetei interioare a anvelopei in modelul de simulare…59

PREFATAObiectiv

Epuizarea resurselor de combustibili conventionali ca si implicatiile poluarii mediului ambiant impun cu stringenta analiza cu responsabilitate a consumurilor energetice.

Pe plan international, tehnologia energofaga trebuie sa fie inlocuita cu metode care sa consume mai putina energie si care totodata sa produca cit mai putine noxe.

Dezvoltarea durabila asa cum a fost definita in raportul Brundtland:„o dezvoltare care raspunde necesitatilor prezentului fara sa compromita sansele de dezvoltare a generatiilor viitoare” impune:

-protectia mediului ambiant;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 7

Page 8: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-valorificarea superioara a resurselor naturale;-cresterea eficientei economice;-echitate sociala;-solidaritate intre generatii.Economia de energie nu trebuie sa compromita asigurarea unor conditii optime

de munca in industrie. De aceea, microclimatul la locurile de munca necesita o abordare care sa aiba in vedere:

-confortul uman si cel cerut de tehnologia proceselor industriale;-protectia muncii;-micsorarea consumurilor de energie in asigurarea conditiilor de confort;-lichidarea risipei de energie;-promovarea sistemelor HVAC cu emisii poluante minime.

Sistemele HVAC trebuie alese astfel incit sa raspunda provocarilor de mai sus, cu implicarea responsabila a beneficiarului, a proiectantului, a executantului si a statului.

In lumina celor de mai sus lucrarea de fata isi propune sa analizeze alegerea unui sistem de incalzire pentru halele industriale.Alegerea unui sistem optim de incalzire a halelor industriale urmareste asigurarea:

-conditiilor de confort cerute de protectia muncii;-unei poluari cit mai reduse a mediului ambiant;-reducerii costurilor de investitie si exploatare.

Pentru beneficiari este important de aratat, cu date verificabile, avantajele si dezavantajele sistemelor de incalzire, astfel incit sa poata alege in cunostinta de cauza solutia optima tehnic dar si economic.

MetodologieMetoda utilizata in aceasta lucrare este comparatia din punct de vedere al:

-confortului;-nivelului de poluare;-investitiei;-exploatarii.

AplicatiePentru exemplificarea obiectivului lucrarii s-au propus spre analiza:

-un sistem de incalzire cu aer cald, reprezentat printr-o instalatie cu aeroterme si -un sistem de incalzire prin radiatie de temperatura medie, in varianta unui

sistem cu tuburi radiante cu gaze.Lucrarea pune in evidenta caracteristicile celor 2 fenomene de transfer de caldura, convectiv si radiativ, prezinta teoretic si aplicativ etapele de calcul pentru cele 2 sisteme de incalzire, iar in final evidentiaza solutia optima prin concluziile studiului de caz.

CAPITOL 1 – PREZENTARE SISTEME

Pentru cladirile industriale se pot adopta diverse sieteme de incalzire. Orientativ, se indica in tabelul de mai jos diverse solutii de incalzire functie de inaltimea halei, de desfasurarea procesului tehnologic si de felul energiei primare.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 8

Page 9: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Tabel 1.1 – Sisteme de incalzire la cladirile industriale

(Manualul de Instalatii - Instalatii de incalzire, editura Artecno, 2002, pg. 396)

1.1 INCALZIREA CU AER CALDIncalzirea cu aer cald este o incalzire prin convectie si utilizeaza ca agent termic de transport aerul.Cu toate ca utilizeaza acelasi agent termic – aerul, incalzirea cu aer cald nu trebuie confundata cu ventilarea, deoarce au scopuri diferite - ventilarea are ca scop principal alimentarea cu aer proaspat pentru diluarea nocivitatilor, iar incalzirea cu aer cald urmareste incalzirea incaperii prin recircularea aerului.Normativul I13-02 precizeaza la articol 7.1:„Se adoptă sistemul de încălzire cu aer cald în încăperi din clădiri civile şi industriale, atunci când :

-se prevede ventilarea mecanică a încăperilor pentru satisfacerea condiţiilor de confort sau funcţionale ale acestora; -condiţiile funcţionale şi dimensiunile încăperilor nu permit folosirea eficientă a

altor sisteme de încălzire, mai ales în zona centrală (de ex.: săli de spectacole, săli de sport, încăperi mari de producţie fără nocivităţi);

-încăperile sunt folosite intermitent pe o durată scurtă (de ex: săli de adunări, clădiri de cultură);

-sistemul cu corpuri de încălzire nu poate asigura singur necesarul de căldură.” Incalzirea cu aer cald nu se utilizeaza:

-in incaperi unde se depaseste nivelul admis de zgomot;-in locuri cu degajari de pulberi, praf, gaze sau vapori combustibili sau explozivi;-in incaperi cu degajari mari de umiditate.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 9

Page 10: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

1.2 INCALZIREA PRIN RADIATIEInstalaţiile de încălzire prin radiaţie sunt acele instalaţii ale caror suprafeţe încălzitoare cedează prin radiaţie cea mai mare parte din căldura lor suprafeţelor mai reci din încăpere. Instalatia acţionează direct asupra temperaturii suprafetelor încăperii.Aerul din încăpere se încâlzeste în mod indirect de la suprafeţele înconjurătoare.Functie de temperatura suprafetei radiante, incalzirea prin radiatie se clasifica in:

-de temperatura joasa(25°…100°C), plafon, pereti, pardoseala; -de temperatura medie(100°…500°C), panouri sau benzi la plafon;

-de temperatura inalta(500°…3000°C), radianti cu gaze sau energie electrica.Corpurile solide, lichide şi o parte dintre gaze (H2O, CO2, CO, SO2), atunci când sunt încălzite emit în spaţiul înconjurator radiaţii de diferite lungimi de undă. Radiaţiile emise sunt de natura undelor electromagnetice şi pot fi:

-radiaţii ultra-violete ( cu lungimi de undă cuprinse între 0.02 şi 0.04 μ ), -radiaţii luminoase ( cu = 0.4.....0.8 μ ) sau -radiaţii infraroşii ( cu = 0.8.....800 μ ).

Radiaţiile cu lungimi de undă cuprinse între 0,8 şi 800 μ sunt radiaţii calorice. Un corp solid aflat în câmpul radiaţiilor calorice se încalzeste; acelaşi efect se produce şi asupra lichidelor şi asupra unora dintre gaze, precum: vapori de apă (H2O), bioxid de carbon (CO2), oxid de carbon (CO), bioxid de sulf (SO2) etc.

Tabel 1.2 – Performantele diferitelor tehnici de incalzire prin radiatie

(Manualul de Instalatii - Instalatii de incalzire, editura Artecno, 2002, pg. 136)

Normativul I13-02 mentioneaza la articol 8.1:“Sistemul de încălzire prin radiaţie se utilizează :

-în clădiri civile, în încăperi cu cerinţe deosebite igienice şi de confort, precum şi pentru asigurarea unei încălziri uniforme; -în hale industriale cu spaţii mari şi fără necesităţi de ventilare, pentru asigurarea unei distribuţii omogene a încălzirii; -în încăperi de producţie industrială, pentru a realiza o încălzire zonală, puncte calde sau încălzire perimetrală; -în spaţii deschise şi semideschise.“

Incalzirea prin radiatie nu se utilizeaza in incaperile cu program intermitent, mai ales cu durata de utilizare de citeva ore sau cind cladirea este supusa la variatii termicemari(inertie termica mica, insorire).

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 10

Page 11: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

CAPITOL 2 - METODOLOGIE 2.1 GENERALITATIMetodologia de alegere a celor 2 sisteme de incalzire cuprinde urmatorii pasi:

-analiza si completarea datelor de tema;-precizarea conditiilor de confort termic;-identificarea parametrilor climatici de calcul;-verificarea gradului de izolare termica a constructiei.

Din acest punct cele doua sisteme de incalzire se calculeaza diferit.

Sistem de incalzire cu aeroterme: -calculul sarcinii termice a sistemului;

-alegerea tipul de aeroterma(de perete, de tavan);-calculul debitului de aer vehiculat;-dimensionarea sursei de caldura.

Sistem de incalzire cu tuburi radiante:-calculul preliminar:

-aflarea sarcinii termice a sistemului;-calculul puterii minime de instalare;-alegerea lungimii minime a tubulaturii radiante de instalat;-aflarea numarului si modelului grupurilor de combustie de asociat cu

tubulatura radianta;-amplasarea tuburilor radiante si a grupurilor de combustie in plan;

-calculul de verificare:-verificarea conditiilor de confort termic(intensitate de radiatie asupra

capului). 2.2 VERIFICAREA GRADULUI DE IZOLARE TERMICA A CONSTRUCTIEICalculul coeficientului global de izolare termică se va realiza conform cu prevederile înscrise în Normativul C107/2-2005 – „Normativ privind calculul coeficientului global de izolare termică la clădiri cu altă destinaţie decât cea de locuire”.

Pentru tipurile de cladiri definite in normativul C107/2-2005 se defineşte un indicator convenţional al nivelului de performanţă termoenergetică „de iarnă” G1 al unei clădiri în ansamblul ei sau al unei părţi de clădire, distinctă din punct de vedere funcţional.

Prin calculul coeficientului global de referinţă G1ref se stabilesc performanţele termoenergetice ale clădirii conform proiectului de arhitectura, performanţe ce trebuie asigurate prin proiectul de executie si menţinute pe toată durata de viaţă a clădirii.Calculele se efectueaza în conformitate cu prevederile Normativelor C 107/2-05, C 107/3-05 si ordin 2513/22.11.2010.

2.2.1 REZISTENTA TERMICA SPECIFICA UNIDIRECTIONALA R . Relaţia generală de calcul pentru rezistenta termica specifica unidirectionala R este:

R = Rsi + ΣRs + ΣRa +Rse in [ m2K / w], unde:

Rsi – rezistenta termica superficiala pentru suprafata interioara a elementului de constructie; se calculeaza cu relatia:

Rsi = 1 / i in [m2K / w], unde:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 11

Page 12: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

i este coeficientul de transfer termic superficial pentru suprafata interioara a elementului de constructie, in [w / m2K];Rse– rezistenta termica superficiala pentru suprafata exterioara a elementului de constructie; se calculeaza cu relatia: Rse = 1 / e in [m2K / w], unde: e este coeficientul de transfer termic superficial pentru suprafata exterioara a elementului de constructie, in [w / m2 K];Ra – rezistenta termica a straturilor de aer neventilate, in [m2K / w], precizata in functie de grosimea stratului de aer si de directia si sensul fluxului termic in tabel III din normativ C107/3-2005;Rs - rezistenta termica specifica a unui strat omogen al elementului de constructie, care se calculeaza cu relatia:

Rs = d / in [m2K / w], unde:d – grosimea de calcul a stratului, in [m]; - conductivitatea termica de calcul a materialului, in [w / mK].

2.2.2. REZISTENŢA TERMICA SPECIFICA CORECTATA R’ Pentru elementele de constructie cu alcatuire neomogena, cu punti termice, se determina rezistenta termica specifica corectata R’:

R’ = r R in [m2K / w], unde:R - rezistenta termica specifica unidirectionala, in [m2K / w];r - coeficientul de reducere a rezistentei termice unidirectionale, in functie de tipul elementului de constructie.2.2.3. REZISTENŢA TERMICA NECESARA R’nec DIN CONSIDERENTE SANITARE.Rezistenta termica necesara din considerente igienico-sanitare R’nec se calculeaza cu relatia:

R’nec = (Ti – Te) / ai x ∆Timax in [m2K/w], unde:

Ti – temperatura interioară convenţională de calcul, in [0C];Te – temperatura exterioară convenţională de calcul, in [0C];∆Timax – diferenta maxima de temperatura, admisa intre temperatura interioara si

temperatura medie a suprafeţei interioare, in [K];ai - coeficient de transfer termic superficial pe suprafata interioara a elementului de constructie, in [w / m2K].

In functie de destinatia cladirii si de tipul de element de constructie valorile ∆Timax pentru suprafetele opace sunt indicate in tabel VI din normativ C107/3.Pentru elementele vitrate rezistentele termice specifice necesare sunt precizate in tabel VII din normativ C107/3.

2.2.4. TEMPERATURA SUPERFICIALA NORMATA Tsi.Temperatura pe suprafata interioara a elementelor de constructie Tsi trebuie sa fie mai mare decit temperatura punctului de roua, r :

Tsi r in [°C].Temperatura punctului de roua se determina din anexa B, normativ C107/3-2005, in functie de temperatura interioara Ti si umiditatea relativa a aerului interior i.Temperatura pe suprafata interioara a elementelor de constructie Tsi se calculeaza cu relatia:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 12

Page 13: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

in [°C], unde:

-i - coeficient de transfer termic superficial pentru suprafata interioara a elementului de constructie, in [w / m2 K];-Ti – temperatura interioara, in [°C];-∆T- diferenta de temperatura intre spatiul incalzit si exterior sau spatiu neincalzit, [°C];-R’- rezistenta termica specifica corectata a elementului de constructie, in [m2K/w].

2.2.5. COEFICIENTUL GLOBAL DE IZOLARE TERMICA G1.Relaţia de calcul este:

in [w / m3K], unde:

j este factorul de corecţie a temperaturilor exterioare:

j =

Tu – temperatura în spaţiile neîncălzite din exteriorul anvelopei, alta decât Te.

2.2.6. COEFICIENTUL GLOBAL DE REFERINŢĂ G1ref.Relaţia generală de calcul este:

in [w / m3K], unde:

-V – volumul incalzit, in [m3];-A1 – aria suprafetelor opace ale peretilor verticali, aflati in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, in [m2];-A2 – aria suprafetelor planseelor de la ultimul nivel, aflate in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, in [m2];-A3 – aria suprafetelor planseelor inferioare, aflate in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, in [m2];-P – perimetrul exterior al spatiului incalzit, aflat in contact cu solul sau ingropat, in [m];-A4 – aria suprafetelor peretilor transparenti, aflate in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, in [m2];-a, b, c, d – coeficienti de control pentru elementele de constructie, conform normativ C107/2-2005.

2.2.7. VERIFICAREA CRITERIULUI PERFORMANŢĂ TERMOENERGETICĂ GLOBALĂ. Verificarea se face pe baza relaţiei:

G1 G1 refRespectarea inegalitatii valideaza structura anvelopei ca fiind corespunzătoare cu normele în vigoare din punct de vedere al cerinţei esentiale de calitate „economie de energie si izolare termica”, cuprinsă în Legea 10/1995 – privind calitatea în construcţii.

2.3 CALCULUL NECESARULUI DE CALDURANecesarul de caldura Q se va calcula conform STAS1907/97, cu relatia:

Q = QT [1+(Ac+Ao)/100] + QI in[w], unde:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 13

Page 14: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-QT - flux termic cedat prin transmisie, considerat in regim termic stationar corespunzator diferentei de temperatura dintre interiorul si exteriorul elementului de constructie care delimiteaza incaperea, in [w];-QI - sarcina termica pentru incalzirea aerului exterior infiltrat prin usi si ferestre si a aerului patruns prin deschiderea lor, in [w];-Ao - adaosul pentru orientare;-Ac - adaosul pentru compensarea efectului suprafetelor reci.

2.3.1. Fluxul termic cedat prin transmisie Q T

se calculeaza cu relatia:

QT = cM x m x S(ti - te) / R’ + Qs in [w], unde:

-cM - corectia necesarului de caldura de calcul functie de masa specifica a elementului de constructie. Pentru masa specifica a elementelor de constructie interioare ale constructiei

mpi > 400kg/m2 cM = 0.94, iar pentru mpi ≤ 400kg/m2 cM = 1.00.

-m - coeficient de masivitate termica a elementului de constructie exterior; se calculeaza cu relatia:

m = 1.225 - 0.05 x D unde:-D - indicele inertiei termice a elementului de constructie; Pentru elementele de constructie interioare si pentru valori ale indicelui de inertie termica D 4.50 valoarea lui m = 1. Pentru elemente de tamplarie exterioare se considera D = 0.50, de unde m = 1.20.-S - aria suprafetei fiecarui element de constructie, in [m2]; -ti - temparatura interioara conventionala de calcul, in [ºC];-te - temperatura spatiilor exterioare incaperii considerate, in [°C];-R’ - rezistenta termica specifica corectata a elementului de constructie considerat, in [m2°C / w];-Qs – flux termic cedat prin sol, in [w].Adaosul pentru orientare Ao afecteaza numai fluxul termic cedat prin elementele de constructie ale incaperilor cu pereti exteriori supraterani.

Tabel 2.1 – Adaosul pentru orientareAoOrientare N NE NV SE S SV V EAo +5 +5 +5 -5 -5 -5 0 0

(Manualul de Instalatii - Instalatii de incalzire, editura Artecno, 2002, pg. 45)

Pentru cladiri cu mai multi pereti exteriori adaosul Ao se stabileste corespunzator peretelui cu orientarea cea mai defavorbila.Adaosul pentru compensarea efectului suprafetelor reci Ac afecteaza numai fluxul termic prin elementele de constructie ale incaperilor a caror rezistenta termica medie Rm nu depaseste 10 m2 °C/w.Rezistenta termica medie Rm se calculeaza cu relatia:

Rm = AT (ti - te) cM / QT in[m2 °C/w], unde:

-AT - aria suprafetei totale a incaperii (suma tuturor suprafetelor delimitatoare), in [m2];-te, ti si QT au semnificatiile anterioare.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 14

Page 15: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Valorile adaosului Ac se vor citi din graficul din SR 1907-1/1997 in functie de rezistenta medie la transfer termic sau se vor calcula cu relatia:

AC = 4.32 + 6.712 x Rm-1.1469

Pentru incaperi de productie cu specific de munca usoara sau de munca medie, cu locuri de munca stationare, adaosul AC se prevede numai in cazul in care locurile de munca sunt situate la o distanta mai mica de 5m de suprafetele vitrate exterioare. Adaosul AC nu se prevede in cazul:-depozitelor, casei scarii sau a incaperilor prin care oamenii trec sau stationeaza purtind imbracamintea de strada;-incaperilor de productie cu specific de munca medie cu locuri de munca nestationare sau cu specific de munca grea;-incaperilor a caror rezistenta termica medie Rm depaseste 10 m2K/w.In cazul incaperilor cu plansee incalzitoare prin radiatie de tavan, valoarea adaosului AC

se stabileste conform tabel 2.2.Tabel 2.2 – Adaosul pentru compensarea efectului suprafetelor reci Ac

Numarul de suprafete prin care se cedeaza flux termic catre mediul inconjurator AC

1 02 2≥3 4

(Manualul de Instalatii - Instalatii de incalzire, editura Artecno, 2002, pg. 45)

2.3.2. Sarcina termica Q I pentru incalzirea aerului infiltrat.de la temperatura exterioara te la temperatura interioara ti a aerului infiltrat prin neetanseitatile usilor si ferestrelor si a aerului patruns la deschiderea acestora se determina ca valoarea maxima intre sarcinile QI1 si QI2, unde:-QI1 - reprezinta sarcina termica pentru incalzire de la temperatura exterioara conventionala de calcul a aerului infiltrat prin neetanseitatile usilor si ferestrelor si a aerului patruns la deschiderea acestora determinate tinand seama de numarul de schimburi de aer necesar in incapere din conditii de confort fiziologic cu relatia:

QI1 = [nao x cM x V x ρ x cp (ti - te)](1 + Ac / 100) in [w], unde :

-nao - numarul de schimburi de aer necesar in incapere din conditiile de confort, in [m3 / s / m3]:-V - volumul incaperii, in [m3];-Np - numarul de persoane;-cp - caldura specifica la presiune constanta a aerului, la temperatura ti, in [J/kgK]; -ρ - densitatea aerului la temperatura ti, in [kg/m3];QI2 - reprezinta sarcina termica pentru incalzirea de la temperatura exterioara conventionala de calcul te la temperatura interioara conventionala de calcul ti a aerului infiltrat prin neetanseitatile usilor si ferestrelor si a aerului patruns la deschiderea acestora determinate tinand seama de viteza conventionala a vantului, cu relatia:

QI2 = {cM [E x Σi x L x v4/3 (ti - te)] + QU } (1 + Ac/100) in [w], unde:

-E - factor de corectie de inaltime; pentru cladiri cu mai putin de 12 etaje E = 1;-i - coeficient de infiltratie a aerului prin rosturi, in [(s/m)4/3];

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 15

Page 16: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-L - lungimea rosturilor usilor si ferestrelor supuse actiunii vantului, in [m];-v4/3 - viteza conventionala a vantului, in [m/s].-QU - sarcina termica pentru incalzirea aerului patruns la deschiderea usilor exterioare, in [w].Coeficientul de infiltraţie al aerului prin rosturi i se determină în funcţie de:

-materialele din care sunt executate uşile şi ferestrele;-felul usilor si ferestrelor(fixe, mobile, simple, duble, cuplate etc.);-raportul Se/Si unde Se este aria totală a elementelor mobile ale uşilor şi

ferestrelor exterioare, iar Si este aria uşilor şi ferestrelor interioare ale încăperii;

-gradul de impermeabilitate al clădirii. Prin clădiri greu permeabile se înteleg clădirile sau compartimentele de clădire la care datorită exitenţei pereţilor despărţitori fără goluri ieşirea aerului infiltrat prin rosturi se face numai prin casa scării sau printr-un coridor central.Prin clădiri permeabile se înteleg clădirile sau compartimentele de clădiri care datorită absenţei pereţilor despărţitori sau existenţei pereţilor despărţitori cu goluri sau a casei scării cu uşi exterioare, iesirea aerului infiltrat se face prin rosturile uşilor şi ferestrelor plasate în alte faţade.Rostul format de două elemente mobile se ia în calcul o singură dată, iar în cazul uşilor şi ferestrelor duble rostul se masoară pentru un singur rând.La stabilirea valorii lungimii rosturilor L se au în vedere următoarele situaţii privind amplasarea usilor si ferestrelor:-pe un perete exterior – L = Σl;-pe doi pereţi exteriori alăturaţi ambii pereti se considera sub actiunea vintului de calcul;-pe doi pereţi exteriori opuşi – se va considera sub actiunea vintului de calcul acea fatada pentru care ΣiL are valoarea cea mai mare; -pe mai mulţi pereţi exteriori – se considera sub actiunea vintuuli de calcul cei 2 pereti alaturati pentru care ΣiL are valoarea cea mai mare.Pentru halele industriale, numărul de schimburi de aer nao depinde de tipul procesului tehnologic şi natura activităţii desfăşurate in interior.Viteza de calcul a vântului v se stabileste în funcţie de zona eoliană în care se găseşte localitatea respectivă şi de amplasamentul clădirii faţă de localitate, conform tabel 2.3.

Tabel 2.3 – Valorile vintului de calcul v

zona eolianaamplasament cladire

in localitati in afara localitatiiv V4/3 v V4/3

I 8.00 16.00 10.00 21.54II 5.00 8.55 7.00 13.39III 4.50 7.45 6.00 10.90IV 4.00 6.35 4.00 6.35(Manualul de Instalatii - Instalatii de incalzire, editura Artecno, 2002, pg. 47)

Vitezele de calcul ale vântului sunt valabile pentru altitudini sub 1100m. Pentru clădiri amplasate la altitudini mai mari, vitezele vântului se stabilesc pe baza datelor meteorologice privitoare la concomitenţa vântului cu temperaturi scăzute, astfel încât necesarul de căldură rezultat să nu fie depăşit în mai mult de 10 pina la 20 de ore pe an.

Sarcina termică pentru încălzirea aerului pătruns la deschiderea uşilor exterioare Qu se calculează cu relaţia :

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 16

Page 17: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

in [w], unde:

-Su este aria uşilor exterioare care se deschid [m2];-n este numărul deschiderilor uşilor exterioare într-o oră, care depinde de specificul clădirii.

Sarcina termică Qu se ia în considerare numai în cazul încăperilor cu uşi care se deschid frecvent şi care nu sunt prevazute cu sasuri sau perdele elastice.

2.3.3. Particularităţile necesarului de căldură pentru clădiri industrialeMetodologia de calcul a necesarului de căldură în cazul clădirilor industriale are urmatoarele particularităţi:-sarcina termica pentru incalzirea de la temperatura exterioara conventionala de calcul la temperatura interioara conventionala de calcul a aerului infiltrat se calculeaza cu ajutorul factorului de corectie de inaltime E, cu valorile precizate in tabelul 2.4.

Tabel 2.4 – Valorile factorului de corectie E pentru cladiri industrialeinaltime hala coeficient de corectie E

m -<5 1.00

5…12 1.12>12 1.20

(Manualul de Instalatii - Instalatii de incalzire, editura Artecno, 2002, pg. 47)

-pentru hale neetajate şi incinte mari, având lăţimi mai mari de 10 m şi înălţimi mai mari de 5m, pentru rezistentele termice ale peretilor si ferestrelor se folosesc valori de calcul R’c, deduse din valorile R’ cu ajutorul diagramelor din SR 1907-1.Pentru plafoane si luminatoare, rezistenta termica de calcul se afla cu relatia:

RC = R’ / ρ in [m2K/W], unde:-R’ este rezistenţa termică stabilită conform C107/3 - 2005 [m2K/W];-ρ este factorul de corecţie care depinde de înălţimea încăperii industriale.

2.4 CALCUL INCALZIRE CU AEROTERMESarcina termica a aerotermelor fiind stiuta se trece la alegerea aerotermelor:

-tipul de aeroterma ales(de perete, de tavan);-calculul debitului de aer vehiculat;-dimensionarea sursei de caldura.

In cazul aerotermelor cu aer recirculat sursa de caldura cedeaza aerului un flux termic QA care sa acopere pierderile de caldura ale incaperii.Relatia fluxului termic QA este:

QA = Lcpρa(tr – ti) in [w], unde:-L – debitul de aer, in [m³/s];-cp – caldura masica izobara a aerului uscat, in [kJ/kgK];-ρa – densitatea aerului uscat la presiune constanta, in [kg/m³];-tr – temperatura aerului refulat, in [°C];-ti – temperatura aerului interior, in [°C].

Debitul de aer recirculat L se poate afla din numarul de schimburi de aer orare n, precizate in functie de destinatia incaperii:

L = n V in [m³/s], unde:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 17

Page 18: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-V – volumul incaperii, in [m³]Temperatura aerului refulat tr are limite maxime tmax impuse de siguranta in exploatare:

-45°C pentru introducere aer in zona ocupata la distanta de minimum 4m de oameni;-70°C pentru introducere aer la o inaltime de peste 3.5m de la pardoseala si nu este indreptat spre oameni.

Se recomanda n = 2÷3 schimburi de aer orare.Fabricantii de aeroterme precizeaza in fisa tehnica inaltimea de montaj si zona de influenta astfel incit sa fie satisfacute cerintele de confort(viteza maxima a aerului in zona de confort).Cu numarul de aeroterme rezultat din amplasarea in plan si din acoperirea sarcinii termice se verifica numarul de schimburi realizat.Temperatura de refulare tr se poate calcula cu relatia:

tr = ti + QA / Lcp ρa < tmax in [°C]

2.5 CALCUL INCALZIRE CU TUBURI RADIANTECALCULUL PRELIMINARSarcina termica a sistemului Q se afla prin calculul pierderilor de caldura prin transmisie si pentru incalzirea aerului infiltrat, fara adaosul pentru compensarea efectului suprafetelor reci AC(conform SR 1907-1).Puterea minima de instalare se afla prin impartirea sarcinii termice la un coeficient 0.90. Lungimea minima a tubulaturii radiante de instalat se calculeaza dupa cum urmeaza:

-pentru temperatura medie de 180°C a tubulaturii, din diagrama se alege factorul de emisie termica q in [kw/m] pentru modelele prezentate;

-lungimea minima LMIN se afla cu relatia:LMIN = Q / q in [m]

Alegerea grupului de combustie se face in functie de lungimea maxima pe care o poate deservi conform tabel furnizor;

Amplasarea in plan a tubulaturii radiante se realizeaza conform: -distante precizate de furnizor pentru inaltimea de montaj;

-masurile de protectie la incendiu cu privire la respectarea distantelor fata de materialele combustibile din incapere;

CALCULUL DE VERIFICAREVerificarea conditiilor de confort termic reprezinta validarea solutiei si consta in verificarea intensitatii de radiatie asupra capului qir, care trebuie sa nu depaseasca valoarea maxima acceptata de normele de protectia muncii.:

qir < qmax

Valoarea maxima a intensitatii de radiatie asupra capului qmax este precizata in norme functie de temperatura interioara a aerului din incapere.

2.6 ASIGURAREA CALITATIIInstalatiile proiectate trebuie sa asigure nivelurile minime de performanta rezultate din cerintele esentiale de calitate ale Legii nr.10/1995 privind calitatea in constructii:

-rezistenta mecanica si stabilitate;-securitate la incendiu;-igiena, sanatate si mediu inconjurator;-siguranta in exploatare;-protectie impotriva zgomotului;-economie de energie si izolare termica.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 18

Page 19: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

CONCLUZIIPentru sistemele de incalzire prin radiatie nu exista o metoda proprie de calcul.Se pot utiliza:

-SR 1907-1; -SR EN 12831.

Furnizorii de tuburi radiante pot asigura softuri de selectie care, in functie de caracteristicile termice ale anvelopei, pot indica necesarul de caldura.

CAPITOL 3 – STUDIU DE CAZ

3.1 TEMA LUCRARIITema lucrarii de faţă o constituie oportunitatea utilizarii incalzirii prin radiatie

pentru o hala de prelucrari mecanice.Oportunitatea alegerii unui astfel de sistem de încălzire rezulta din comparaţia cu

un sistem de încălzire clasic pentru spaţii de acest tip - încălzire cu aeroterme alimentate cu agent termic apa calda.

Studiul comparativ a fost realizat prin proiectarea celor două sisteme de încălzire si prin analiza implicaţiilor economice din punct de vedere al investitiei şi al consumului anual de combustibil.

La baza întocmirii prezentului proiect au stat proiectul de arhitectură si normele in vigoare cu privire la cerintele de microclimat.

Principalele date ale construcţieiArie construită Ac = 1984.6 m2

Înălţime maximă faţă de teren Hmax = 9.34 mVolum V = 17107 m3

Amplasare -oras BucurestiCaracteristici proces tehnologic-activitate activitate cu efort fizic mediu-locuri de munca stationare situate la mai putin de 5 m de suprafete vitrate.-imbracaminte lenjerie corp, camasa, pantalon, vesta, sosete,

incaltaminte.Caracteristici anvelopa cladire-pereti si acoperis panouri PUR 8;-ferestre termopan.Parametrii climatici exteriori de calculConform SR 1907-1 / 1997 orasul Bucuresti se incadreaza in:

-zona eoliana II v = 5 m/s;-zona de temperaturi exterioare II tE = -15°C.

Parametrii climatici interiori de calculConform SR 1907-2 / 1997, tabel 3:

-proces de productie fara degajari de caldura, fara degajari de umiditate;

-categorie munca prestata cu efort mediu;-temperatura interioara 17°C

Nota - Umiditatea relativa nu este normata, dar se pot adopta valori intre 30 ÷ 70%.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 19

Page 20: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Valorile mai mici de 30% duc la uscarea aerului, iar cele mai mari de 70% duc la senzatia de zapuseala si la posibilitatea aparitiei condensului pe suprafata interioara a elementelor de constructie exterioare.

Sistemele de încalzire analizate-sistem de încalzire cu aer cald - aeroterme de tavan, alimentate cu apă caldă 80˚/65˚C .-sistemele de încalzire prin radiaţie - tuburi radiante cu gaze.Combustibil-gaze naturale joasa presiune

Studiul comparativ va preciza: -cheltuielile de investiţie;-consumul de combustibil;-costurile consumului de combustibil.

3.2 MEMORIU JUSTIFICATIV

3.2.1. INCALZIREA CU AEROTERME Pentru incalzirea halei de prelucrari mecanice se vor folosi aeroterme de plafon, productie SABIANA, model COMFORT cu difuzor tip DRA – jaluzele radiale, montate la cca 6.50 m inaltime.Pentru limitarea efectelor stratificarii aerului – inrautatirea microclimatului, cresterea consumului de energie termica – se vor utiliza destratificatoare, productie SABIANA, model NO-STRAT.Legaturile la aeroterme se vor dota cu:

-robinet cu sfera, cu mufe;-robinet reglaj cu prize masurare si golire;-robinet golire.

Conductele se vor realiza din teava trasa, neagra, din otel.Elementele instalatiilor de incalzire se vor izola termic.Dilatarea conductelor se va prelua pe cale naturala, prin curbe rezultate din traseu si prin prevederea de puncte fixe si mobile. Centrala termica.Agentul termic - apa calda 800 / 650 C, se prepara in centrala termica amplasata in hala. Combustibilul utilizat este gazul natural de joasa presiune.S-au prevazut urmatoarele echipamente :

-cazan cu elementi de fonta buc 2;-arzator cu aer insuflat buc 2;-vas expansiune inchis, cu membrana buc 1;-pompe buc 3;-statie de tratare a apei buc 1;-clapeta fluture cu servomotor buc 2;-ventil cu 3 cai buc 1.

Prin automatizarile prevazute, VITOTRONIC 100 si VITOTRONIC 300, se vor asigura :-protectii si semnalizari;-reglarea procesului de ardere a combustibilului in functie de necesarul de caldura;-controlul functionarii pompelor care asigura temperatura minima de intoarcere a apei;-control temperatura agent termic functie de temperatura exterioara;-regim confort / redus / antiinghet.-blocarea admisiei combustibilului in caz de intrerupere a curentului electric;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 20

Page 21: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-avertizor de avarie si supraveghere a temperaturii gazelor arse in corelatie cu senzorul de temperatura a gazelor arse;

Umplerea cu apa a instalatiei de incalzire se va realiza din instalatia de apa potabila rece printr-un racord provizoriu. S-a prevazut o statie de tratare a apei, astfel ca apa de umplere sa corespunda cerintelor de calitate cerute de cartile tehnice ale echipamentelor.

Asigurarea impotriva cresterii presiunii si temperaturii apei peste limitele admise se va face conform STAS 7132 si prescriptii GP041, prin prevederea de:

-vas de expansiune inchis, cu membrana;-cite 2 supape de siguranta pentru fiecare cazan;-limitator de temperatura;-presostate de presiune minima si maxima;-semnalizari.

Se va monta un detector de gaze care sa actioneze asupra robinetului de pe conducta de alimentare cu gaze a arzatoarelor.Evacuarea fumului se va face prin cite un cos de fum pentru fiecare cazan in parte.Cosul si canalul de fum de fum se vor realiza din tabla inox izolata termic.Pompele utilizate trebuie sa aiba un randament ridicat, fiabilitate mare si un nivel redus de zgomot si trepidatii.Pompele se prevad cu:

-robineti de inchidere;-armatura de retinere.

Se vor alege pompe cu reglaj electronic al turatiei.

3.2.2. INCALZIREA CU TUBURI RADIANTESolutia de incalzire a halei de prelucrari mecanice prin radiatie de temperatura medie se va realiza cu ajutorul a 3 sisteme cu tuburi radiante cu gaze, productie SYSTEMA, model OHA 200-180, montate la 7.60 m inaltime.Amplasarea panourilor in plan orizontal se va face astfel incit sa se realizeze o temperatura cit mai uniforma in zona de lucru.Fiecare sistem se compune din:

-2 tuburi incalzitoare;-un ecran de tabla din otel inoxidabil;-grup combustie.

Tubulatura radianta este etansa, in depresiune fata de aerul interior din hala. Temperatura tubulaturii radiante se situeaza in intervalul 120° ÷ 290°C. Tubulatura radianta emite energie sub forma de unde electromagnetice in domeniul infrarosu. Se asigura incalzirea suprafetei interioare a anvelopei cladirii, a obiectelor si a persoanelor aflate in raza de actiune a undelor radiante. Tubulatura radianta este tratata superficial cu cuart ceea ce asigura majorarea coeficientului de emisie. Ecranul prevazut asigura directionarea radiatiei catre zona de lucru si impiedica schimbul de caldura convectiv intre tubulatura radianta si aerul mai rece din preajma sistemului.Ecranul este izolat termic pe partea exterioara. Grupul de combustie este format din:

-arzator;-camera de ardere;-tablou electric de control;-tablou electric de comanda cu sonda de temperatura;-ventilator de recirculare si evacuare gaze de ardere.

Grupul de combustie va fi amplasat in exteriorul halei, pe perete. Sistemul de comanda si control poate asigura:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 21

Page 22: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-reglarea functionarii grupului de combustie, corelat cu temperatura interioara a aerului si cu temperatura medie radianta;-punerea in functiune si oprirea grupului de combustie functie de temperatura exterioara si de programul de lucru;-3 nivele de temperatura programabile – CONFORT, ECONOMIC si

ANTIINGHET;-4 programe de lucru – AUTO, CONFORT, ECONOMIC si ANTIINGHET;-programare zilinica sau saptaminala a temperaturii dorite;-program VACANTA pentru mentinerea temperaturii antiinghet;-limitator pentru temperatura maxima superficiala a tubulaturii radiante;-schimbul de caldura si etanseitatea tubului radiant in raport cu mediul ambiant;-evacuarea gazelor de ardere;-posibilitatea conectarii la un calculator.

3.3 VERIFICAREA GRADULUI DE IZOLARE TERMICA A CONSTRUCTIEI

Pentru hala s-a calculat coeficientul global de izolare termică conform cu prevederile înscrise în Normativul C107/2-2005 – „Normativ privind calculul coeficientului global de izolare termică la clădiri cu altă destinaţie decât cea de locuire”.

Pentru tipurile de cladiri definite in normativul C107/2-2005 se defineşte un indicator convenţional al nivelului de performanţă termoenergetică „de iarnă” G1 al unei clădiri în ansamblul ei sau al unei părţi de clădire, distinctă din punct de vedere funcţional.

Prin calculul coeficientului global de referinţă G1ref se stabilesc performanţele termoenergetice ale clădirii conform proiectului de arhitectura, performanţe ce trebuie asigurate prin proiectul de executie si menţinute pe toată durata de viaţă a clădirii.Calculele s-au efectuat în conformitate cu prevederile Normativelor C 107/2-05, C 107/3-05 si ordin 2513/22.11.2010. In Anexa 1, in urma calculelor efectuate s-a obtinut:

G 1 = 0.243 w / m3K G1 ref = 0.302 w / m3K

Rezultă că structura anvelopei este corespunzătoare cu normele în vigoare din punct de vedere al cerinţei esentiale de calitate „economie de energie si izolare termica”, cuprinsă în Legea 10/1995 – privind calitatea în construcţii.

3.4 CALCULUL SISTEMULUI DE INCALZIRE CU AEROTERME. 3.4.1. CALCULUL NECESARULUI DE CALDURA.In Anexa 2 se prezinta calculul necesarului de caldura pentru incalzirea cu aeroterme.Rezulta pentru instalatia de incalzire cu aeroterme:-necesar de caldura Q = 291372 w

3.4.2. ALEGERE AEROTERME.Pentru incalzirea halei de montaj s-au ales aeroterme de plafon si destratificatoare.Aeroterma SABIANA se compune din:

-schimbator de căldură – este o baterie de încălzire circulara, cu tevi din cupru si aripioare din aluminiu;-ventilator elicoidal;-motor electric trifazat cu 2 viteze 900 / 1400 rot/min;-jaluzele radiale reglabile;-carcasa din otel.

Destratificatorul SABIANA se compune din: 

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 22

Page 23: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-ventilator elicoidal;-carcasa din otel;-termostat de ambient programabil;-jaluzele reglabile;

Din calculul prezentat in Anexa 3, au rezultat ca necesare:-14 aeroterme SABIANA, model COMFORT, marimea 1; -4 destratificatoare SABIANA, model NO STRAT, marimea 450 / 4.

Temperatura aerului refulat este 37.2°C, iar numarul de schimburi de aer este 3.60 sch/h.

Figura3.1 – Aeroterma CONFORT si destratificator NO STRAT SABIANA(prospect SABIANA)

Aeroterma de plafon SABIANA, model COMFORT cu difuzor tip DRA, marimea “1” are caracteristicile conform tabel de mai jos.

Tabel 3.1 – Caracteristici aeroterma SabianaComfort

denumire caracteristica U. M. caracteristici

Model - 4Z - 107 DRA

Mărime - 1

Turatie rot / min 1400

inaltime montaj m 4.5 ÷ 6.5

diametru spatiu acoperit m 9.0 ÷ 12.0

pozitie jaluzele - verticala

nivel presiune sonora la 5 m dB(A) 60

debit aer d m³/h 3400

putere termică q kw 22.80agent termic - apa calda, cu temperaturi tur / retur °C 80° / 65°

temperatura aer interior ti °C 17°

temperatura de evacuare a aerului tr °C 37°

motor 2 turatii rot / min 1400 / 900

putere electrica w 120 / 40

alimentare electrica V 400, 3ph, 50Hz(Prospect SabianaComfort)

Destratificator SabianaDatorita inaltimii mari a halei, pentru a se preveni startificarea aerului, se monteaza 4 destratificatoare de aer SABIANA, model NO STRAT.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 23

Page 24: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Tabel 3.2 – Caracteristici destratificator Sabiana NO STRAT

denumire caracteristica U. M. caracteristici

model - DNS – 450 / 4

turatie rot / min 1400

debit aer d m³/h 3500

inaltime montaj m 4.0 ÷ 7.0

suprafata spatiu acoperit m² 100.0

nivel presiune sonora la 4 m dB(A) 61

putere electrica w 150

alimentare electrica V 400, 3ph, 50Hz(Prospect Sabiana NO STRAT)

3.4.3. ALEGERE ECHIPAMENTE IN CENTRALA TERMICA.CAZANE APA CALDACentrala termica se echipeaza cu cazane de apa calda, din fonta, VIESSMANN.

Figura3.2 – Cazan VIESSMANN tip VITOROND 200(prospect VIESSMANN)

Normativul I13-2002 recomanda pentru o sarcina termica QCT intre 0.10 si 2.00 Mw utilizarea a 2 cazane.Puterea unui cazan qCZ se calculeaza cu relatia:

qCZ = QCT / ηI n in [w], unde:n – numarul de cazane;ηI – randament instalatie, care se afla cu relatia:

ηI = ηCZ ηRT ηE, unde:ηCZ – randament cazan;ηRT – randament retea transport agent termic;ηE – randament exploatare.Se aleg 2 cazane productie VIESSMANN, model VITOROND 195.

Tabel 3.3 – caracteristici cazan viessmann tip VITOROND

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 24

Page 25: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

denumire caracteristica U.M. caracteristiciputere nominala kw 195numar segmente buc 7presiune maxima lucru bar 6capacitate apa in cazan l 104temperatura gaze arse(apa 80°C) °C 190debit gaze arse(sarcina plina) kg/h 332rezistenta pe traiectul de gaze arse Pa 70racorduri apa tur / retur mm 65racord siguranta mm 40racord golire toli ¾stut racord gaze arse mm 200

(Fisa tehnica Viessmann VITOROND 200)

Automatizarea cu VITOTRONIC 100 pentru fiecare cazan in parte asigura:-controlul functionarii cazanului:

-limitarea temperaturii maxime si minime a apei;-reglarea temperaturii apei tur la valoarea dorita;-protectii;-supraveghere temperatura gaze arse;-semnalizare avarii;

-functionarea arzatorului in 2 trepte;-temperatura minima a apei retur 53°C;

Automatizarea cu VITOTRONIC 300 asigura:-in functie de temperatura exterioara, reglarea in cascada a celor 2 cazane;-pornirea intr-o anumita ordine a cazanelor;-controlul temperaturii agentului termic tur prin vana de amestec.

Asigurarea temperaturii minime a agentului termic retur:-daca temperatura pe retur scade sub 53°C, termostatul T2 porneste pompa de amestec P1(P2);-daca temperatura returului nu se ridica peste 53°C, termostatul T1 reduce

debitul de apa prin cazan cu cel putin 50% cu ajutorul vanei fluture Vf si a vanei cu 3 cai V3C.

ARZATOAREIn alegerea arzatoarelor se are in vedere:

-reducerea in timp a performantelor arzatorului;-suprasolicitarile cazanului pentru scurte perioade de timp(la pornire);-variatia caracteristicilor combustibilului(presiune gaze).

Ca atare, debitul arzatoarelor se alege cu cca 30% mai mare decit puterea cazanului.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 25

Page 26: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Figura3.3 – Arzator WEISHAUPT WG 30(prospect WEISHAUPT)

Puterea arzatorului Pa se calculeaza cu relatia:

Pa = 1.30 x qCZ / ηCZ in [kw], unde:qCZ – putere cazan;ηCZ – randament cazan.

Se alege un arzator automatizat WEISHAUPT, tip WG 30.

Tabel 3.4 – caracteristici arzator WEISHAUPTdenumire caracteristica U.M. caracteristicitip - WG 30/1-Cvarianta - ZM – LNreglaj - 2 trepte progresiveputere nominala kw 270rampa gaz mm 40lungime tub flacara mm 166diametru tub flacara mm 127putere electrica kw 0.42alimentare electrica - 230V / 50 Hz

(Fisa tehnica WEISHAUPT WG 30)

In Anexa 4 se prezinta alegerea celorlalte echipamente - vas expansiune, pompe circulatie etc.

3.5 CALCULUL SISTEMULUI DE INCALZIRE CU TUBURI RADIANTE.

3.5.1 CALCUL PRELIMINARNECESAR CALDURA Pentru instalatia de incalzire cu panouri radiante conform Anexa 6:

QNEC = 274777 w

PUTEREA TERMICA MINIMA DE INSTALAREPT = QNEC / 0.90 = 305308 w

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 26

Page 27: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

CALCULUL LUNGIMII MINIME A TUBULATURII RADIANTE DE INSTALAT-temperatura medie a tubulaturii radiante 180°C;-factor emisie termica pentru modul tip U 2 tuburi 300mm,

conf. figura 3.5 2.05 kw/m;-lungime minima tubulatura radianta 305kw / 2.05 =

149m.

Figura3.4 –Factorul de emisie termica a tubulaturii radiante model U – 2 tuburi(Criterii de proiectare OHA-INFRA-EOLO, pg. 5)

ALEGERE NUMAR SI MODEL GRUPURI DE COMBUSTIE-propunere numar grupuri de combustie 2 buc;-lungime reala tubulatura radianta 149 / 2 = 74.5 m;-lungime virtuala(cot 180°) 74.5 + 9 = 83.5 m;-se aleg 2 grupuri de combustie model OHA 200-180

Figura3.5 –Tubulatura si grup combustie OHA(prospect SYSTEMA)

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 27

Page 28: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Lungimea virtuala a tubulaturii respecta conditiile impuse de furnizor:lungime minima = 80.00m < lungime virtuala = 83.50m < lungime maxima = 110m

Tabel 3.5 - Caracteristici grup combustie model OHA 200-180

denumire caracteristica U. M. caracteristici

tip - cu recirculare

model - OHA 200

versiune - OHA 200-180

capacitate termica kw 180

putere nominala q kw 165.6

eficienta % 92

consum gaze naturale Nm³/h 19.05

putere electrica w 4450

alimentare electrica - 3/N/PE-50Hz 400V

inaltime montaj m 8.00

modul - U 2 tevi 300mm

lungime minima m 80

lungime maxima m 110(Criterii de proiectare OHA-INFRA-EOLO)

3.5.2 VERIFICARE

ACOPERIRE GEOMETRICA A SUPRAFETELOR Distante montaj conform precizari producator:

Tabel 3.6 –Tubulatura radianta 300mm model U cu 2 tuburiOHA 200

(Criterii de proiectare OHA-INFRA-EOLO)

Conform planului de amplasament al tubulaturii radiante rezulta o lungime virtuala de:LVIRTUALA = 84.45 -3.00 + 9 = 90.45 m

Se constata ca lungimea virtuala respecta lungimile limita indicate de catre producator.LMINIMA = 80.00 m < LVIRTUALA = 90.45 m < LMAXIMA = 110 m

INTENSITATE DE RADIATIE MAXIMA ASUPRA CAPULUI QPC MAX

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 28

Page 29: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Se verifica daca intensitatea de radiatie asupra capului este mai mica decit valoarea maxima indicata in normele de igiena a muncii.

Tabel 3.7 – Valorile admisibile ale intensitatii de radiatie asupra capului temperatura interioara °C 12 15 18 20intensitate radiatie qPCmax w/m² 45 32 19 13

(Manualul de Instalatii - Instalatii de incalzire, editura Artecno, 2002, pg. 148)

Intensitatea de radiatie qPC asupra capului se calculeaza cu relatia:

qPC = αR φPC (tP -tC) (1-ε) in [w/m²], unde:

αR – coeficient de transmisie prin radiatie, de la panou la cap om, in [w/m²K4];φPC – coeficientul unghiular mediu;θP – temperatura tub radiant, in [°C];θC –temperatura cap om, in [°C;ε – coeficient absorbtie radiatii.

Coeficientul de transmisie prin radiatie αR, de la panou la cap om, se calculeaza cu relatia:

in [w/m²K4], unde:

CPC = 4.65 w/m2K4 – coeficient de radiatie al tubului radiant

Temperatura medie a capului ΘC se calculeaza cu relatia lui Fanger:

θC = 35.7 – 0.0153 MT in[°C], unde:

MT – partea termica a metabolismului energetic, in [w].

Coeficientul unghiular mediu φPC se calculeaza prin metoda grafo-analitica cu ajutorul formulei:

,unde:

h – inaltimea de montaj a panoului deasupra zonei de munca, in [m];a – semilatimea panoului radiant, in [m];b – semilungimea panoului radiant, in [m]

Coeficient absorbtie radiatii ε tine seama de absorbtia radiatiilor de catre gazele din incapere (CO2 si vapori de apa).

Tabel 3.8 – Coeficientul de absorbtie al radiatiiei distanta intre panou si cap om [m] 2.50 5.00 7.50 10.00ε 0.10 0.135 0.145 0.15

(Manualul de Instalatii - Instalatii de incalzire, editura Artecno, 2002, pg. 149)

In baza calculelor cuprinse in Anexa 7 Se constata ca se respecta valoarea maxima a intensitatii de radiatie asupra capului:

qPC = 36.82 w/m² < qPC max = 40.67 w/m²

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 29

Page 30: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Programul de selectie SYSTEMA recomanda utilizarea a 2 sisteme OHA 200-180.Refacind calculele, Anexele 7 si 8, se remarca nedepasirea valorii maxime a intensitatii de radiatie asupra capului:

qPC = 38.92 w/m² < qPC max = 40.67 w/m²

Solutia care respecta normele de protectie a muncii si recomandarile furnizorului este:-3 sisteme cu grup combustie OHA 200-180;-tubulatura in lungime de 81.45m pentru fiecare grup de combustie;-necesar caldura 272500 w;-temperatura operativa tO = 18.8°C;-temperatura medie radianta tR = 24.6°C;-viteza aerului w = 0.20m/s;-consum sezonier QPI = 12026 m³.

3.6 EVALUAREA CONFORTULUI TERMICConfortul termic reprezinta indeplinirea conditiilor pentru ca o persoana sa nu doreasca un mediu diferit.Parametrii confortului termic pot fi:-parametrii fizici:

-temperatura aer,-temperatura medie radianta a suprafetelor interioare ale incaperii,-umiditatea relativa a aerului,

-viteza curentilor de aer,-presiunea atmosferica,

-parametrii organici:-virsta,-sex,

-caracteristici nationale;-parametrii externi:

-nivel activitate,-tip imbracaminte,-conditii sociale.

Cea mai mare influenta asupra confortului termic o au:-temperatura aer,-umiditatea relativa a aerului,-viteza curentilor de aer,-presiunea atmosferica, -nivel activitate,-tip imbracaminte.

Confortul termic se realizeaza intr-o incapere unde caldura produsa de om se elimina in ambianta fara suprasolicitarea sistemului termoregulator. Cedarea de căldură a corpului umanEcuatia de bilant termic are forma:

QM - Qdif - Qevap - QL = Qr +Qc, unde:QM - caldura produsa prin metabolism;Qdif - caldura pierduta prin difuzia vaporilor de apa prin piele;Qevap - caldura pierduta prin evaporarea transpiratiei; QL

- caldura latenta de evaporare a transpiratiei;Qr - caldura pierduta prin radiatie de la suprafata imbracamintii;Qc, - caldura pierduta prin convectie.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 30

Page 31: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Cel mai folosit model de estimare a confortului termic este cel datorat lui FANGER.Confortul termic dintr-o încăpere se exprimă prin valoarea Votului Mediu Previzibil PMV. In functie de valorile PMV rezultă procentul de persoane nemulţumite, PPD.Conform GT 039-02, se considera ca acceptabil pentru confortul termic intervalul de valori:

-0.5 < PMV < +0.5PPD<10%

Pentru calculul valorilor PMV şi PPD se aplică metoda din SR EN ISO 7730.

VOTUL MEDIU PREVIZIBIL - PMV.Evaluarea confortului termic se face prin calculul unui vot mediu previzibil(PMV):

PMV = [0.303 exp(-0.036M) + 0.028] {(M - W) – 3.05x10-3 [5733 - 6.99(M - W) - pa] – - 0.42[(M - W) - 58.15] - 1.7x10-5 M(5867 - pa) – 0.0014 M(34 – ta) –- 3.96x10-8 fcl [(tcl + 273)4 – (tr + 273)4] - fcl hc (tcl – ta)}

unde:

tcl = 35.7 – 0.028(M – W) – Icl {3.96x10-8 fcl [(tcl + 273)4 – (tr + 273)4] + fcl hc (tcl – ta)}hc = 2.38 |tcl – ta|0.25 pentru 2.38 |tcl – ta|0.25 > 12.1 (ar)0.5

hc = 12.1 (ar)0.5 pentru 2.38 |tcl – ta|0.25 < 12.1 (ar)0.5

fcl = 1.00 + 1.29 lcl pentru lcl ≤ 0.078 m2K/w

fcl = 1.05 + 0.645 lcl pentru lcl > 0.078 m2K/w

M - degajare caldura metabolica, in [w/m2];W – activitatea exterioara, in [w/m2]; Icl – rezistenta termica a imbracamintii, in[m2K/w];fcl – raport intre suprafata corpului imbracat si suprafata corpului dezbracat;, ta – temperatura aerului, in [0C];tr – temperatura medie radianta, in [0C];ar – viteza relativa a aerului, in [m/s];pa – presiunea partiala a vaporilor de apa, in [Pa];hc – coeficient termic de schimb termic prin convectie, in [w/m2K];tcl – temperatura supafetei imbracamintii, in [0C].

PROCENTAJUL PREVIZIBIL DE INSATISFACTIE – PPDIndicele PPD se calculeaza cu relatia:

PPD = 100 – 95 exp(-0.03353 PMV4 – 0.2179 PMV2)

Calculele pot fi facute in intervalele:M [46; 232], in [w/m2] sau [0.8; 4], in [met];Icl [0; 0.31] , in [m2K/w] sau [0; 2], in [clo];ta [10; 30], in [0C];tr [10; 40], in [0C];ar [0; 1], in [m/s];pa [0; 2700], in [Pa].

Din Anexa 9 se poate observa ca amindoua solutiile de incalzire asigura confortul caracteristic incadrarii in categoria II (SR EN 15251-2007):

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 31

Page 32: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-0.50 < PMV < +0.50 PPD < 10.00 3.7 EVALUAREA CONSUMULUI DE COMBUSTIBIL3.7.1. CONSUMURI TEORETICE DE COMBUSTIBILCONSUMUL ORAR DE COMBUSTIBIL B h

În funcţie de debitul de căldură furnizat de cazanele din centrala termică, necesarul teoretic de combustibil orar se calculează cu relaţia:

in [m3N /h], unde:

η – randamentul instalaţiei.

CONSUMUL ZILNIC DE COMBUSTIBIL B zi

Corespunzator numarului ni de ore de funcţionare zilnică, calculul se face cu relatia:

in [m3N/zi], unde:

CONSUMUL IN LUNA DE VARF B LV

Se va utiliza relaţia:

in [m3N /luna], unde:

θmi - temperatura medie interioara a aerului, in [oC];θe’ - temperatura medie exterioara convenţională în luna de vârf, in [oC], conf. SR 4839;θe - temperatura exterioara convenţională de calcul, in [oC], conf. SR 1907-2;

CONSUMUL ÎN PERIOADA DE ÎNCĂLZIRE B PI

Perioada de incalzire reprezinta numarul mediu de zile in care este necesara incalzirea.Perioada de încălzire începe dupa ce 3 zile consecutive, temperatura exterioară medie a coborit sub +10 oC si se termină cind 3 zile consecutive temperatura exterioară medie a depăşit +10 oC.Relaţia de calcul este:

in [m3N], unde:

q – indice al necesarului de caldura:

in [kwh/K], unde:

θi – temperatura interioara conventionala de calcul, in [°C]

- numarul de grade-zile:

in [grade-zile], unde:

- coeficient de corelare climatica;

- durata conventionala a perioadei de incalzire.

Coeficientul de corelare climatica se afla astfel:

-se determina temperatura medie zilnica pe durata unui an pentru localitatea in cauza:

in [°C], unde:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 32

Page 33: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

- temperatura exterioara medie zilnica pe durata unui an, redusa la nivelul marii, pentru localitatea considerata, conf. fig. 1, SR 4839;

- altitudinea localitatii, conf. tab.1, SR 4839; -se afla coeficientul de corelare climatica K, fig. 2, SR 4839, functie de si ;

este temperatura medie zilnica care marcheaza momentul inceperii, respectiv opririi incalzirii.

-se incadreaza localitatea intr-una din cele 2 zone de corelatie din fig.3, SR 4839;

Numarul de grad-zile teoretic se afla in functie de coeficientul K si de dintr-una

din diagramele 4 sau 5, SR 4839.Durata conventionala a perioadei de incalzire se ia din diagrama 6, SR 4839, in functie de coeficientul K si de zona geografica.

3.7.2. CONSUMURI REALE DE COMBUSTIBIL

NECESARUL MEDIU ORAR DE CĂLDURĂ PENTRU ÎNCĂLZIRE Q Im Conform “Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare” se calculează cu relaţia:

in [kW], unde:

QI – debitul de căldură, in [kW];Y – coeficient ce ţine seama de faptul că viteza medie a vântului în perioada de încălzire vm este mai mică decât viteza de calcul v.Coeficientul Y se afla cu relatia:

,unde:

e - coeficient eolian in functie de gradul de vitrare(raportul intre suprafata vitrajului si suprafata totala a peretilor).

Pentru un grad de vitrare e = 30 in tabelul de mai jos se indica valoarea coeficient Y.Tabel 3.9 – Valoare coeficient Y

amplasament cladire in localitati in afara localitatiizona eoliana I II III IV I II III IVviteza vint v [m/s] 8.00 5.00 4.50 4.00 10.00 7.00 6.00 4.00viteza medie vint vm [m/s] 3.20 2.00 1.80 1.60 4.00 2.80 2.00 1.60Coeficient Y 0.76 0.84 0.86 0.88 0.71 0.78 0.81 0.88(M. Ilina, C. Bandrabur s.a., Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare, ed. tehnica, 1992, pag. 439)

y - coeficient de corecţie care ţine seama de aporturile de căldură de la oameni, iluminat, aparate casnice etc. conform tabel anexat.

Tabel 3.10 – Valoare coeficient ydestinatie constructie y

spitale, crese, gradinite, policlinici, case de odihna, sanatorii 0.85locuinte, scoli, camine 0.80pavilioane tehnico-administrative, birouri, anexe social-administrative 0.75ateliere cu procese tehnologice fara degajari de caldura 0.70idem, cu degajari de caldura 0.65(M. Ilina, C. Bandrabur s.a., Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare, ed. tehnica, 1992, pag. 439)

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 33

Page 34: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

ft - coeficient de corecţie care ţine seama de oscilatiile admise ale aerului interior ca urmare a regimului de livrare a caldurii.

Tabel 3.11 – Valoare coeficient ft

destinatie constructie ft

spitale, crese, gradinite, policlinici, case de odihna, sanatorii 1.00restul constructiilor 0.95(M. Ilina, C. Bandrabur s.a., Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare, ed. tehnica, 1992, pag. 439)

fi - coeficient de corecţie care ţine seama de necesarul de căldură majorat funcţie de regimul de funcţionare al sursei de căldură.

Tabel 3.12 – Valoare coeficient ft

regim de functionare fi

cu intrerupere de 14h/zi 0.91cu intrerupere de 10h/zi 0.94functionare continua 1.00(M. Ilina, C. Bandrabur s.a., Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare, ed. tehnica, 1992, pag. 439)

CONSUMUL ANUAL DE COMBUSTIBIL PENTRU ÎNCĂLZIRE B PI

Relaţia de calcul este:

in [m3N], unde:

q – indice al necesarului de caldura:

in [kwh/K]

Din Anexa 10, consumul de combustibil in perioada de incalzire a rezultat:-pentru sistemul de incalzire cu aeroterme:

-var. 1 – cazan cu arzator cu aer insuflat BPI = 16958 m3

N -var. 2 – cazan cu arzator atmosferic

BPI = 18048 m3N

-pentru sistemul de incalzire cu tuburi radiante:BPI = 11208 m3

N

3.8 EVALUAREA CONSUMULUI DE ENERGIE ELECTRICAConsumul de energie electrica EC se calculeaza cu relatia:

EC = P x T x F in [kwh], unde:P – putere instalata, in [kw];T – durata utilizare, in [h];F – factor cerere; F = 0.4 ÷ 1.0.Corespunzator Anexei 11 s-au obtinut urmatoarele consumuri de energie electrica:

-pentru sistemul de incalzire cu aeroterme:-var. 1 – cazan cu arzator cu aer insuflat

EC = 9856 kwh-var. 2 – cazan cu arzator atmosferic

EC = 7308 kwh-pentru sistemul de incalzire cu tuburi radiante:

EC = 11164 kwh

3.9 ASIGURAREA CALITATII

REZISTENTA MECANICA SI STABILITATE

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 34

Page 35: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Protectie antiseismicaConform temei de proiectare, cladirea se incadreaza in clasa de importanta III - constructie de importanta normala, iar instalatiile aferente se incadreaza in categoria III-instalatii currente.Pentru sustinerea echipamentelor si elementelor de instalatii se vor utiliza suporturi conformate antiseismic.SECURITATE LA INCENDIUINCALZIRE CU AEROTERMECerinte instalatii gaze NTPEE 2008:

-volum 37 m3;-suprafata neta gol ventilare 0.10 m2 ;-suprafata neta gol aer combustie 0.10 m2 ;-vitraj min 0.74 m2 (2%volum incapere);-detector gaze si control alimentare arzatoare.

Comportare la focCentrala termica se separa de celelalte spatii prin pereti si plansee realizate din materiale incombustibile, cu limita de rezistenta la foc de minimum 11/2 ore.

La trecerea conductelor prin pereti si plansee se vor lua masuri de etansare a golurilor din jurul acestora cu alcatuiri rezistente la foc;INCALZIRE CU TUBURI RADIANTESe va da o atentie deosebita la respectarea distantelor de protectie recomandate de fabricanti intre tuburile radiante si materialele combustibile.

Figura 3.6 – Protejare pod rulant(Systema S.p.A. -manual de instalare tubulatura radianta SYSTEMA- rev.12RO0506-0, pg.20)

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 35

Page 36: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Figura 3.7 – Distante minime(Systema S.p.A. -manual de instalare tubulatura radianta SYSTEMA- rev.12RO0506-0, pg.20)

IGIENA, SANATATE SI MEDIU INCONJURATOR

INCALZIRE CU AEROTERMEIgiena higrotermica-temperatura interioara ti conform conditiilor de microclimat cerute de normele de protectie a muncii pentru categoria de munca efectuata.

ti = 17°CIncalzirea aerului la temperatura de refulare de 37°C poate duce la valori ale umiditatii relative ale aerului sub 40%, cu implicatii asupra gradului de confort. Indice global de confort termicPentru viteza aerului w = 0.30m/s

-votul mediu previzibil PMV = 0.20-procentul previzibil de insatisfacte PPD = 5.80 -temperatura operativa to = 16°C

Hala de montaj, la incalzirea cu aeroterme, din punct de vedere al confortului se inscrie in categoria II (SR EN 15251-2007), cu caracteristicile

-0.50 < PMV < +0.50 PPD < 10.00 Evitarea poluarii aeruluiArzatoarele sunt automatizate, ceea ce garanteaza controlul continuu al procesului de ardere. Producatorii vor garanta ca arderea combustibilului va avea loc in asa fel incit sa nu se depaseasca valorile limita de emisie a poluantilor (Ordin 462/01.07.1993 M.A.P.P.M.).La punerea in functiune este obligatorie analiza gazelor de ardere.

INCALZIRE CU TUBURI RADIANTEIndice global de confort termicPentru viteza aerului w = 0.20m/s

-votul mediu previzibil PMV = 0.40-procentul previzibil de insatisfacte PPD = 8.30 -temperatura operativa to = 17.64°C

Hala de montaj, la incalzirea cu tuburi radiante, din punct de vedere al confortului se inscrie in categoria II (SR EN 15251-2007), cu caracteristicile

-0.50 < PMV < +0.50 PPD < 10.00 Evitarea poluarii aeruluiArzatoarele sunt automatizate, ceea ce garanteaza controlul continuu al procesului de ardere. Producatorii vor garanta ca arderea combustibilului va avea loc in asa fel incit sa nu se depaseasca valorile limita de emisie a poluantilor (Ordin 462/01.07.1993 M.A.P.P.M.).La punerea in functiune este obligatorie analiza gazelor de ardere.

SIGURANTA IN EXPLOATAREINCALZIRE CU AEROTERMERespectare PT A1-2010Evitarea pericolului de explozie-prevederea de supape de siguranta, vas de expansiune inchis, sisteme de semnalizare

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 36

Page 37: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

avarii etc.-asigurarea evacuarii gazelor de ardere – aer combustie, etansare si izolare termica pentru canalul si cosul de fum.Securitatea la radiatii calorice si la curenti de aer cald-temperatura aerului refulat se limiteaza la 45°C, desi aerul se refuleaza la distanta de 4.70m de oameni. Gradul de asigurare al consumatorului-prevederea a 2 cazane in centralele termice cu capacitati de 0.10 – 2.00 Mw;-pompa dubla pe circuitul consumatorului.Etanseitatea la apa a instalatiei de incalzire-testarea instalatiei la o presiune de proba egala cu 1.50 presiunea de regim, dar minimum 5 bar. Securitatea la contact-izolarea suprafatelor metalice calde astfel incit temperatura sa nu depaseasca:

-70°C pentru suprafete accesibile, fara a fi atinse in mod curent;-60°C pentru suprafete care urmeaza a fi atinse in mod curent;-50°C pentru armaturi.

INCALZIRE CU TUBURI RADIANTEEvitarea pericolului de explozie-asigurarea evacuarii gazelor de ardere – depresiune pentru tubul radiant;-amplasarea grupului de combustie in afara incaperii.Securitatea la radiatii calorice si la curenti de aer cald-se va mentine intensitatea calorica la nivelul capului in limitele cerute de normele de protectie a muncii, corelat cu temperatura interioara.

PROTECTIE IMPOTRIVA ZGOMOTULUIINCALZIRE CU AEROTERME-nivel de presiune sonora la 5m 60 dB(A)INCALZIRE CU TUBURI RADIANTE-practic, fara influenta in hala din punct de vedere al zgomotului.

ECONOMIE DE ENERGIE SI IZOLARE TERMICAProtectie termica a cladirilor incalzite-cladirea s-a izolat termic astfel incit sa indeplineasca criteriile prezentate in C107-2.

INCALZIRE CU AEROTERME-conform Directivei designului ecologic (ordonanta CE 641/2001) pentru implementarea Directivei 2005/32/CE cu privire la cerintele ecologice ale pompelor - indice eficienta energetica al pompelor EEI ≤ 0.27.Consum de energie in exploatare al utilajelor-randament minim cazan cu combustibil gazos 90%;-randament retea transport agent termic, 90%;-randament exploatare, 90…95%-echilibrare hidraulica a retelei de conducte.Reglajul sarcinii termice-reglajul sarcinii termice functie de temperatura exterioara si de programul de lucru. Izolarea termica a conductelor-conductele de apa calda se izoleaza termic.

INCALZIRE CU TUBURI RADIANTEConsum de energie in exploatare al utilajelor-randament mediu de ardere 92%;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 37

Page 38: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Reglajul sarcinii termice-reglajul sarcinii termice functie de temperatura exterioara si de programul de lucru.

CONCLUZIIDin cele de mai sus se constata ca cele 2 sisteme de incalzire corespund cerintelor esentiale de calitate ale Legii nr.10/1995 privind calitatea in constructii.Incalzirea cu aeroterme:-va trebui sa functioneze si in afara programului de lucru pentru a se evita pericolul de inghet; -in zilele lucratoare, va intra in functiune cu cca 1 ora mai devreme decit incalzirea cu tuburi radiante pentru a asigura microclimatul necesar;-consumul de combustibil este mai mare decit cel al incalzirii cu tuburi radiante;-are o fiabilitate mai mica datorita numarului mare de echipamente si al automatizarii mai complicate;-se ocupa spatiu din hala pentru amenjare centrala termica.Incalzirea cu tuburi termice:-consumul de energie electrica este mai mare decit cel al incalzirii cu tuburi radiante;-are o fiabilitate mai mare datorita numarului mic de echipamente si al automatizarii mai simple;-nu micsoreaza spatiul util aferent productiei;-se va da o mare atentie respectarii distantelor de protectie fata de:-materialele combustibile;-elementele constructiei sau ale utilajelor tehnologice care pot fi influentate de radiatie. In caz ca aceste distante nu pot fi respectate se vor lua masuri de izolare termica, ecranare etc.

CAPITOL 4 – ANALIZA COMPARATIVA.

4.1 CONFORTINCALZIRE CU AEROTERMEPentru datele precizate de catre furnizor(inaltime montaj, distante intre aeroterme, debit aer, temperatura aer refulat, reglaj jaluzele) se asigura conditii de confort in zona de munca (temperatura si viteza curenti aer) conform normelor de protectie a muncii. Pe masura ce temperatura aerului exterior creste, prin reglajul calitativ se reduce temperatura agentului termic deci si temperatura aerului refulat de catre aeroterme. Acest lucru poate duce la conditii de inconfort – cresterea vitezei curentilor de aer in zona de munca.Incalzirea cu aer cald duce la scaderea umiditatii relative a aerului.Incalzirea aerului este neuniforma in plan orizonatal cit mai ales vertical.Nivelul de zgomot este ridicat.INCALZIREA CU TUBURI RADIANTESe asigura un confort mai ridicat decit alte sisteme deoarece temperatura suprafetelor

ce delimiteaza incaperea este mai ridicata si mai uniforma, iar temperatura aerului este mai scazuta cu 1°...3°C;In incaperi se realizeaza un gradient de temperatura scazut;Viteza de circulatie a aerului este scazuta, ceea ce implica lipsa curentilor de aer suparatori in zona de munca si totodata lipsa prafului in atmosfera halei;Prin faptul ca incalzeste direct pardoseala, aceasta reprezinta o rezerva de

caldura.Nivelul de zgomot este foarte redus.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 38

Page 39: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

4.2 POLUAREIn cazul incalzirii cu aeroterme consumul de gaze este mai mare, deci si debitul de noxe este mai mare.

4.3 COSTURI INVESTITIEPret total oferta(incl. montaj, punere in functiune, autorizare functionare)INCALZIRE CU AEROTERME

-pret total conform Anexe 09, 10 si 11:-var. 1 – cazan presurizat VIESSMANN 82000 Euro-var. 2 – cazan cu arzator atmosferic SIME 56481 Euro

INCALZIREA CU TUBURI RADIANTE-pret total conform Anexa 12: 65182 Euro

4.4 COST EXPLOATARE4.4.1 COST CONSUM GAZE NATURALEFacturarea consumului de gaze naturale se face in functie de continutul de energie al acestora. Continutul de energie al gazelor naturale este determinat de indicatorul putere calorica superioara. Puterea calorica reprezinta efectul termic aferent arderii complete a unei cantitati de combustibil egala cu unitatea. Dupa faza in care se poate afla apa din gazele de ardere se deosebesc doua feluri de puteri calorice:-puterea calorica superioara PCS, pentru aflarea careia gazele de ardere se considera la temperatura de referinta(273 sau 288K), iar apa formata in reactia de ardere este adusa in stare lichida, caldura latenta de vaporizare a apei incluzindu-se in efectul termic al arderii;-puterea calorica inferioara PCI, pentru aflarea careia gazele de ardere se considera

la temperatura de referinta(273 sau 288K), iar apa formata in reactia de ardere

este continuta in stare de vapori, caldura latenta de vaporizare a apei scazindu-se

din efectul termic al arderii.Calculul energiei consumate E se face cu relatia:

E = V x PCS in [Mwh], unde:V – volum de gaze masurat in conditii de referinta, in [m3]; PCS – puterea calorica superioara, in [Mwh/m³].La cantitatea de energie consumata E se aplica tariful reglementat TR de catre ANRE, corespunzator incadrarii consumului anual.Volumul de gaz consumat este cel indicat de contor, iar puterea calorica superioara PCS este precizata de catre furnizor.Conform ordin nr. 77/10.09.2009 ANRE, privind aprobarea contractelor cadru pentru furnizarea reglemntata a gazelor naturale, incadrarea consumatorului se face in functie de consumul anual dupa cum urmeaza:B1 – consum anual pina la 23.25 Mwh;B2 – consum anual intre 23.26 – 116.28 Mwh;B3 – consum anual intre 116.29 – 1162.78 Mwh;B4 – consum anual intre 1162.78 – 11627.78 Mwh.Puterea calorica superioara PCS, precizata de catre furnizor, este de 0.010446 Mwh/ m3.

Pentru incalzirea cu aeroterme, var. 1

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 39

Page 40: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

E = 16958 m3 x 0.010446 Mwh/m3 = 177.14 Mwh Pentru incalzirea cu aeroterme, var. 2

E = 18048 m3 x 0.010446 Mwh/m3 = 188.53 Mwh Pentru incalzirea cu tuburi radiante

E = 11657 m3 x 0.010446 Mwh/m3 = 121.77 Mwh

Rezulta ca hala de prelucrari mecanice se incadreaza la consumatori tip B3, pentru care distribuitorul de gaze indica tariful de 139.00 lei/Mwh.Rezulta: -pentru incalzirea cu aeroterme var. 1

CE = 177.14 Mwh x 139.00 = 24622 lei = 5660 Euro; -pentru incalzirea cu aeroterme var. 2

CE = 188.53 Mwh x 139.00 = 26206 lei = 6024 Euro; -pentru incalzirea cu tuburi radiante

CE = 121.77 Mwh x 139.00 = 16926 lei = 3891 Euro.

4.4.2 COST CONSUM ENERGIE ELECTRICAGrupul de masura are un contor care permite inregistrarea energiei totale in perioada facturata, de aceea s-a adoptat tipul de tarif D – monom simplu.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 40

Page 41: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Tariful S.C. ENEL ENERGIE MUNTENIA S.A. este pentru joasa tensiune 0.490 lei/kwh.CONSUM ENERGIE ELECTRICARezulta: -pentru incalzirea cu aeroterme var. 1

CE = 10467 kwh x 0.490 = 5129 lei = 1179 Euro; -pentru incalzirea cu aeroterme var. 2

CE = 8775 kwh x 0.490 = 4300 lei = 989 Euro; -pentru incalzirea cu tuburi radiante

CE = 8046 kwh x 0.490 = 3943 lei = 906 Euro.4.4.3 COST MENTENANTA

INCALZIREA CU AEROTERME-incalzirea cu aeroterme presupune multe echipamente cu programe specifice de mentenanta – cazane, arzatoare, pompe, aeroterme, vane actionate electric etc., ceea ce implica o activitate laborioasa.

-aeroterme, destratificatoare (14+4) x 40 Euro/buc = 720 Euro-centrala termica 2 x 195kw x 1Euro/kw = 390 Euro

CE = 1110 Euro INCALZIREA CU TUBURI RADIANTE-echipamentele sunt putine si de aceea mentenanta este mai simpla.

-arzatoare +tuburi radiante 2 x 165.6 kw x 1Euro/kw = 331 EuroCE = 331 Euro

4.4.4 COSTURI EXPLOATARE-pentru incalzirea cu aeroterme var. 1

CE = 7949 Euro; -pentru incalzirea cu aeroterme var. 2

CE = 8123 Euro; -pentru incalzirea cu tuburi radiante

CE = 5128 Euro.

4.5 DURATA VIATAIncalzirea cu aeroterme Sistemul are multe echipamente cu piese in miscare, iar materialele din care sunt confectionate se pot coroda; durata normala de viata este de:

-6÷10 ani pentru aeroterme;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 41

Page 42: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-25 ani pentru cazan din elemente fonta;-12 ani pentru arzator cu aer insuflat;-8÷12 ani pentru pompe;-15 ani pentru vane actionate electric.

Pe ansamblu, sistemul poate avea o durata de viata de circa 10 - 15 ani.Incalzirea cu tuburi radianteDeoarece acest sistem de încălzire nu suportă coroziuni electrochimice sau depuneri de calcar, se pot atinge 25 ani de exploatare.

4.6. ANALIZA COMPARATIVA.

Tabel 4.1 – Asigurarea calitatii

cerintaincalzire cu

aeroterme var 1incalzire cu

aeroterme var 2tuburi radiante

rezistenta mecanica si stabilitate

+ + +

securitate la incendiu + + +igiena, sanatate si mediu inconjurator

+ + ++

siguranta in exploatare + + ++protectie impotriva zgomotului

- - +

economie de energie si izolare termica

++ + +++

total 5+ 4+ 10+Tabel 4.2 – Consumuri energetice

consum U.M.incalzire cu

aeroterme var 1incalzire cu

aeroterme var 2tuburi radiante

combustibil m3 16958 18048 11208energie consumata

Mwh 177.14 188.53 117.07

energie electrica kwh 9856 7308 11164

Tabel 4.3 – Costuri

costincalzire cu

aeroterme var 1incalzire cu

aeroterme var 2tuburi radiante

investitie 82000 56481exploatare 7949 8123 5128an 1 89949 64604an2 97898 72727an3 105847 80850an4 113796 88973an5 121745 97096

CONCLUZII-incalzirea cu tuburi radiante asigura un confort mai mare;

-necesarul de caldura este mai mic cu 6% decit in cazul sistemului de incalzire cu aeroterme; -randamentul sistemului de incalzire cu aeroterme este de cca 70%, iar cel al sistemului cu tuburi radiante este de cca 87%;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 42

Page 43: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-investitia in sistemul cu tuburi radiante este cu 15% mai mare decit cea in sistemul cu aeroterme, varianta cu arzator atmosferic, dar cu 26% mai mica decit cea in sistemul cu aeroterme, varianta cu cazan presurizat de marca. Se poate trage concluzia ca investitia nu este un criteriu relevant deoarece, in functie de brandul echipamentelor procurate, incalzirea cu tuburi radiante poate fi mai scumpa sau mai ieftina decit cea cu aer cald;

-sistemul cu tuburi radiante consuma cu 31% mai putin combustibil decit sistemul cu aeroterme, varianta cu cazan presurizat si cu 35% mai putin decit varianta cu arzator atmosferic;-sistemul cu tuburi radiante consuma cu 23% mai putina energie electrica decit sistemul cu aeroterme, varianta cu cazan presurizat si cu 8% mai putin decit varianta cu arzator atmosferic;-din punct de vedere al exploatarii sistemul cu tuburi radiante este mai ieftin cu 36% decit sistemul cu aeroterme, varianta cu cazan presurizat si cu 37% decit varianta cu arzator atmosferic;

-durata de viata pentru componentele incalzirii cu tuburi radiante este mai mare decit cea a elementelor incalzirii cu aeroterme;

-in 3÷4 ani, diferenta intre investitiile pentru cele doua sisteme de incalzire se recupereaza prin consumul mai redus de energie al sistemului cu tuburi radiante.

CONCLUZIILE LUCRARII

1. Sistemul este cu atit mai avantajos cu cit hala are un volum si o inaltime mai mari.2. Se reduc pierderile de caldura ale incaperii.NOTAAnaliza prezentata de Xuejing Zheng in “Study of the heating load of a manufactured space with a gas-fired radiant heating system”(Shenzhen, 2006) precizeaza:

”in aceleasi conditii de confort termic, temperatura interioara in incaperea cu sistem de incalzire radiant este cu 2°÷ 3°C mai scazuta decit in incaperea cu sistem de incalzire convectiv.Dar, diferenta intre temperaturile suprafetei interioare a anvelopei este mai mica. Scaderea sarcinii de incalzire este mai mica. Ea este mai importanta cind coeficientul de transfer termic al anvelopei scade. Sarcina de incalzire la sistemul de incalzire radiant, in cadrul experimentului, reprezinta 94 ÷ 97% din sarcina de incalzire a sistemului de incalzire convectiv.

Tabel 5.1 – Parametrii in modelul de simulare

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 43

Page 44: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

(Xuejing Zheng, “Heating technologies for energy efficiency, vol III-I-4, articol - Study of the heating load of a manufactured space with a gas-fired radiant heating system”, Shenzhen, China, 2006)

Tabel 5.2 –Temperaturile suprafetei interioare a anvelopei in modelul de simulare

(Xuejing Zheng, “Heating technologies for energy efficiency, vol III-I-4, articol - Study of the heating load of a manufactured space with a gas-fired radiant heating system”, Shenzhen, China, 2006)

In aceste conditii se pun doua intrebari:-cit de mult poate fi micsorat gradul de izolare termica a cladirii(pereti exteriori si acoperis) in conditiile respectarii conditiilor de confort si ale economiei de energie?-sistemele de incalzire prin radiatie se supun restrictiilor privind izolarea termica (normativ C107)?3. Prin faptul ca incalzeste direct pardoseala, aceasta reprezinta o rezerva de caldura. Pentru a limita pierderile de caldura ale pardoselii catre pamint se propune izolarea termica a pardoselii pe partea spre pamint, deasupra stratului de rupere a capilaritatii.4. Judicios repartizate tuburile radiante pot asigura o incalzire zonala, cu respectarea conditiilor de microclimat, doar in zonele unde are loc o activitate productiva.5. Consumul de combustibil este mai redus cu 30÷40% decit in cazul incalzirii cu aeroterme.6. Nu exista pericol de inghet al instalatiei.7. Functionarea tuburilor radiante se limiteaza la programul de munca al halei.8. Sistemul nu ocupa zone in spatiul destinat productiei.9. Asigura un confort mai ridicat decit alte sisteme deoarece:

-temperatura suprafetelor ce delimiteaza incaperea este mai ridicata si mai uniforma, iar temperatura aerului este mai scazuta cu 1°...3°C;

-prin scaderea temperaturii aerului umiditatea relativa a aerului creste; -realizeaza in incaperi un gradient de temperatura scazut;-scade viteza de circulatie a aerului;-nivelul de zgomot este mult mai redus decit in cazul sistemului cu aer cald;-in cazul halelor cu usi care se deschid frecvent, deci unde au loc pierderi de caldura la deschiderea usilor, gradul de confort nu este influentat atit de

mult ca in cazul altor sisteme de incalzire;10. Nu este necesara amenajarea unei incaperi pentru centrala termica.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 44

Page 45: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

11. Investitia se poate recupera in cca 4 ani;12. Usor de instalat si de asigurat mentenanta;

In industrie, luarea unei decizii in privinta unei investitii poate fi luata doar in conditiile includerii componentei energetice in cheltuielile de productie. Indicatorii financiari principali ai unei investitii sunt:-perioada de recuperare a investitiei, care reprezinta timpul necesar recuperarii capitalului investit; se calculeaza ca un raport intre investitia initiala si economia anuala. Cu cit capitalul investit se recupereaza mai rapid cu atit investitia este mai atractiva. Dezavantajul metodei este ca nu ia in calcul gradul de risc al investitiei.-valoarea neta actualizata reprezinta valoarea actualizata a economiilor rezultate in urma punerii in opera a proiectului minus valoarea actualizata a investitiilor. Un proiect este atractiv in masura in care valoarea neta actualizata este mai mare. -rata interna de rentabilitate reprezinta valoarea ratei de actualizare necesare pentru ca intrarile de numerar actualizate sa egaleze iesirile actualizate. Un proiect este atractiv in masura in care rata interna de rentabilitate este mai mare. -indicele de profitabilitate reprezinta raportul intre valoarea actualizata a economiilor si valoarea actualizata a investitiilor.

ANEXE

Anexa 1 – Verificarea gradului de izolare termica a constructiei

1. REZISTENTE TERMICE SPECIFICE CORECTATE R’Rezistenta termica specifica corectata R’ se calculeaza cu relatia:

R’ = r R in [m²K/w], unde:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 45

Page 46: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

r – coeficient de reducere a rezistentei termice care tine seama de influenta puntilor termice;R – rezistenta termica specifica unidirectionala:

R = RSI + ΣRS + ΣRA + RSE in [m²K/w], unde:

RSI – rezistenta termica superficiala interioara, in [m²K/w], conform tabel II din Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de constructie ale cladirilor – C107/3-05;ΣRS – rezistenta specifica a straturilor omogene ale elementului de constructie:

in [m²K/w], unde:

d – grosimea de calcul a stratului, in [m];λ – conductivitatea termica de calcul a materialului, in [w/mK], conform anexa A din Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de constructie ale cladirilor – C107/3-05;ΣRA – rezistenta termica a straturilor de aer, in [m²K/w], conform tabel III din Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de constructie ale cladirilor – C107/3-05;

RSE – rezistenta termica superficiala exterioara, in [m²K/w], conform tabel II din Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de constructie ale cladirilor – C107/3-05.In cazul halelor neetajate si incintelor mari, avind latimi mai mari de 10m si inaltimi mai mari de 5m, pentru rezistentele termice specifice se folosesc valori de calcul R’C.Stasul SR 1907-1/1997 precizeaza in figurile 5, 6 si 7 valorile de calcul R’C.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 46

Page 47: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 47

Page 48: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

numar C107 / 3

- 05

material strat

densitate

aparenta

grosime stratului

conductivitate

termica

rezistenta

termica specifica

coeficient

asimilare

termica

indice inertie termic

a

- - kg/m³ m w/mK m²K/w w/m²K -PE–PUR8

69 tabla otel 7850 0.0005 58 0.000 125.60 0.00174 poliuretan 30 0.08 0.042 1.905 0.36 0.68669 tabla otel 7850 0.0005 58 0.000 125.60 0.001INT convectie - - 8 0.125 - 0.000EXT convectie - - 24 0.042 - 0.000

      R = 2.071 D = 0.688

    r =0.75-0.85 r = 0.70  

      R' = 1.45 m = 1.191B > 10m si H > 5m R’c = 1.20

TE-PUR869 tabla otel 7850 0.0005 58 0.000 125.60 0.00174 poliuretan 30 0.08 0.042 1.905 0.36 0.68669 tabla otel 7850 0.0005 58 0.000 125.60 0.001INT convectie - - 8 0.125 - 0.000EXT convectie - - 24 0.042 - 0.000

      R = 2.071 D = 1.191

    r =0.55-0.80 r = 0.80  

        R' = 1.657 m = 1.191H=8.60

m ρ = 1.03 R’c = 1.61PD–BA15

7beton simplu 1800 0.020 0.93 0.022 10.08 0.217

6beton armat 2500 0.150 1.74 0.086 16.25 1.401

35 pietris 1800 0.100 0.70 0.143 8.740 1.24933 pamint 1800 1.000 2.00 0.500 11.28 5.640INT convectie - - 6 0.167 - 0.000

        R = 0.917 D = 8.507    r = 1.00  

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 48

Page 49: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

        R' = 0.917 m = 1.000

FE-termopan R’ = 0.35 m = 1.20

Δt = 32°C

R’c = 0.31

2. REZISTENŢA TERMICA NECESARA R’nec DIN CONSIDERENTE SANITARERezistenta termica necesara din considerente igienico-sanitare R’nec se calculeaza cu relatia:

R’nec = (Ti – Te) / ai x ∆Timax in [m2K/w], unde:

Ti – temperatura interioară convenţională de calcul, in [0C];Te – temperatura exterioară convenţională de calcul, in [0C];∆Timax – diferenta maxima de temperatura, admisa intre temperatura interioara si

temperatura medie a suprafeţei interioare, in [K];ai - coeficient de transfer termic superficial pe suprafata interioara a elementului de constructie, in [w / m2K].In functie de destinatia cladirii si de tipul de element de constructie valorile ∆Timax pentru suprafetele opace sunt indicate in tabel VI din normativ C107/3.

Pentru elementele vitrate rezistentele termice specifice necesare sunt precizate in tabel VII din normativ C107/3.

Cladirea analizata are destinatia de „cladire de productie cu regim normal de umiditate” si se incadreaza in grupa III.Corespunzator se precizeaza urmatoarele valori pentru ∆Timax:

-pereti 6.0 K;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 49

Page 50: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-tavane 4.5 K;-pardoseli 3.0 K.

Date intrare:-temperatura interioara in incaperi Ti = +170 C;-temperatura aerului exterior Te = -150 C;-temperatura solului Ts = +100 C;-ai = 8 w/m2K pentru pereti si tavane;-ai = 6 w/m2K pentru pardoseli.

Rezultat:-pentru pereti R’nec = (17- (-15)) / (8 x 6) = 0.67 m2K/w < R’C = 1.20 m²K/w;-pentru acoperis R’nec = (17-(-15)) / (8 x 4.5) = 0.89m2K/w < R’C = 1.61 m²K/w;-pentru pardoseala R’nec = (17 – 10) / (6 x 3.0) = 0.39 m2K/w < R’ = 0.917 m²K/w;-pentru ferestre R’nec = 0,29 m2K/w < R’C = 0.31 m²K/w.

Se constata ca rezistentele termice specifice corectate R’C sunt mai mari decit cele necesare din considerente igienico-sanitare R’nec.

3, Caracteristici geometrice ale anvelopei construcţiei.

Element de construcţie Suprafaţa- m2

Perete exterior (partea opacă) 1354.3

Acoperis 2021.7

Pardoseală 1984.6

Tamplarie exterioara 402.0

ARIA TOTALĂ A ANVELOPEI 5762.6 m2

VOLUM TOTAL CLĂDIRE 17107.0 m3

4. TEMPERATURA SUPERFICIALA NORMATA Tsi.Temperatura pe suprafata interioara a elementelor de constructie Tsi trebuie sa fie mai mare decit temperatura punctului de roua, r :

Tsi r in [°C].Temperatura punctului de roua se determina din anexa B, normativ C107/3-2005, in functie de temperatura interioara Ti si umiditatea relativa a aerului interior i.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 50

Page 51: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Pentru temperatura interioara de 170C si umiditatea relativa a aerului interior de 60% temperatura punctului de roua este:

r = +9.15°C.

Temperatura pe suprafata interioara a elementelor de constructie Tsi se calculeaza cu relatia:

in [°C], unde:

-i - coeficient de transfer termic superficial pentru suprafata interioara a elementului de constructie, in [w / m2 K];-Ti – temperatura interioara, in [°C];-∆T- diferenta de temperatura intre spatiul incalzit si exterior sau spatiu neincalzit, [°C];-R’- rezistenta termica specifica corectata a elementului de constructie, in [m2K/w].Rezultat:

-pereti exteriori TSI = 17 – (17 – (-15)) / (8 x 1.20) = 13.67 °C > r = +9.15°C-acoperis TSI = 17 – (17 – (-15)) / (8 x 1.61) = 14.52 °C > r = +9.15°C-pardoseala TSI = 17 – (17 – 10) / (6 x 0.917) = 15.73 °C > r = +9.15°C

Se constata ca temperatura pe suprafata interioara a elementelor de constructie TSI este mai mare decit temperatura punctului de roua r si deci, nu exista pericolul aparitiei condensului pe suprafata interioara a elementelor de constructie.

5. COEFICIENTUL GLOBAL DE IZOLARE TERMICA G1.Coeficientul global de izolare termica G1 reprezinta pierderile orare de caldura prin transmisie prin elementele de inchidere ale acesteia, pentru o diferenta de temperatura de 1 grad intre interior si exterior, raportate la volumul incalzit al acesteia.Relaţia de calcul este:

in [w / m3K], unde:

V – volumul incalzit al cladirii, in [m3];Aj – aria suprafetei elementului de constructie j, prin care se produce schimb de caldura, in [m2];

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 51

Page 52: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

j - factor de corecţie a temperaturilor exterioare:

j =

Tu – temperatura în spaţiile neîncălzite din exteriorul anvelopei, alta decât Te;Rmj – rezistenta termica medie corectata, medie, a elementului de constructie j, in [m2K/w],

Elementul de construcţie Aj R’mj j

- m2 m2K / w - w / KPerete exterior (partea opacă) 1354.3 1.20 1 1128.58Acoperis 2021.7 1.61 1 1255.71Pardoseală 1984.6 0.917 0,22 476.13Tâmplărie exterioară 402.0 0,31 1 1296.77

4157.19

G1 = 4157.19 / 17107.0 = 0.243 w / m3K

6. COEFICIENTUL GLOBAL DE REFERINŢĂ G1ref.Prin calculul coeficientului global de referinţă G1ref se stabilesc performantele termoenergetice ale cladirii conform proiectului de arhitectura.G1ref constituie o limita pentru valoarea coeficientului G1. Relaţia generală de calcul este:

in [w / m3K], unde:

-V – volumul incalzit, in [m3];-A1 – aria suprafetelor opace ale peretilor verticali, aflati in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, in [m2];-A2 – aria suprafetelor planseelor de la ultimul nivel, aflate in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, in [m2];-A3 – aria suprafetelor planseelor inferioare, aflate in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, in [m2];-P – perimetrul exterior al spatiului incalzit, aflat in contact cu solul sau ingropat, in [m];-A4 – aria suprafetelor peretilor transparenti, aflate in contact cu exteriorul sau cu un spatiu neincalzit, in [m2];-a, b, c, d – coeficienti de control pentru elementele de constructie, conform normativ C107/2- 2005.Cladirea face parte din categoria 2 – cladire cu ocupare discontinua, conform normativ C107/2 - 2005.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 52

Page 53: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Date de intrare(ordin 2513/22.11.2013):-tip cladire cladire industriala;-zona climatica II;

In tabel 2 se precizeaza:-a = 1.00 m2 K/ w;-b = 2.90 m2 K/ w;-c = 1.10 m2 K/ w;-d = 1.40 w / m K;-e = 0.40 m2 K/ w;

Elementul de construcţieSuprafaţa sau

PerimetruCoeficienţi de corecţie

Coloanele 2 : 3

Coloanele 2 x 3

-m2 sau m

m2K / w sau w / mK w / K w / K

Perete exterior (partea opacă) 1354.3 1.00 1354.3 -Acoperis 2021.7 2.90 697.1 -Pardoseală 1984.6 1.10 1804.2 -Perimetru spre pamint 215.9 1.40 - 302.3Tâmplărie exterioară 402.0 0.40 1005 -

5162.9

G1REF = 5162.9 / 17107.0 = 0.302 w / m3K

7. Verificarea criteriului de satisfacere a exigenţei de performanţă termoenergetică globală.

Verificarea se face pe baza relaţiei:G1 G1 ref

G 1 = 0.243 w / m3K G1 ref = 0.302 w / m3K

Rezultă că structura anvelopei este corespunzătoare cu normele în vigoare din punct de vedere al cerinţei esentiale de calitate „economie de energie si izolare termica”, cuprinsă în Legea 10/1995 – privind calitatea în construcţii.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 53

Page 54: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Anexa 2 – NECESAR CALDURA PENTRU INCALZIREA CU AEROTERME1. FLUX TERMIC CEDAT PRIN TRANSMISIEnume orientare latime inaltime suprafata numar de scazut in calcul cm ms ns R’ m dt Qtr. brut

- - m m m² - m² m² - - - m²˚C / w - ˚C wPE N 84.45 8.00 675.60 1 168.00 507.60 1.00 1.00 1.00 1.20 1.19 32 16121FE N 1.50 2.00 3.00 56 0.00 168.00 1.00 1.00 1.00 0.31 1.20 32 20810PE E 23.50 8.62 202.57 1 33.00 169.57 1.00 1.00 1.00 1.20 1.19 32 5386FE E 3.00 3.00 9.00 1 0.00 9.00 1.00 1.00 1.00 0.31 1.20 32 1115PE S 84.45 8.00 675.60 1 168.00 507.60 1.00 1.00 1.00 1.20 1.19 32 16121FE S 1.50 2.00 3.00 56 0.00 168.00 1.00 1.00 1.00 0.31 1.20 32 20810PE V 23.50 8.62 202.57 1 33.00 169.57 1.00 1.00 1.00 1.20 1.19 32 5386FE V 3.00 3.00 9.00 1 0.00 9.00 1.00 1.00 1.00 0.31 1.20 32 1115TE - 84.45 23.97 2021.73 1 0.00 2021.73 1.00 1.00 1.00 1.61 1.19 32 47859PD - 84.45 23.50 1984.58 1 0.00 1984.58 1.00 1.00 1.00 0.92 1.00 7 15149CO - 84.45 23.50 215.90 1 0.00 215.90 1.00 0.80 1.00 0.74 1.00 32 7520

S tot = 5421.50Qtr. = 163338

2. ADAOSURInr.crt. destinatie ti Qtr. brut orientare Ao Stotala dt Rm Ac factor Qtr.

- - °C w - - m² °C - - - w- HALA PRODUCTIE 17 163338 N 5 5762.65 32 1.13 10.16 1.15 188100

3. FLUX TERMIC INFILTRATIInume orientare ti L i v E cm Ac Qi1 V n D Qi2 Qi

- - °C m - m/s - - - w m³ sch/h m³/h w wFE mobile N 17 288 0.0648 5.00 1.12 1.00 10.16 6300FE fixe N 17 288 0.0086 5.00 1.12 1.00 10.16 836UE E 17 15 0.0864 5.00 1.12 1.00 10.16 437

7573 17107 0.50 8554 103272 103272

4. INDICInr.crt. destinatie ti Qtr. Qinf. Qtotal volum Spard. dt qv qs qvt

- - °C W w W m³ m² °C w/m³ w/m² w/°Cm³

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 54

Page 55: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

- HALA PRODUCTIE 17 188100 103272 291372 17107 1984.58 32 17 147 0.53

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 55

Page 56: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Anexa 3 – ALEGERE AEROTERMEDate intrare:

-necesar caldura Qnec = 291.372 kw-volum hala V = 17107 m3

-numar orar schimburi de aer n = 2..3 sch/h-temperatura aer interior ti = 17°C-temperatura aer refulat tr = max 45°C-agent termic apa calda 80° / 65° C-inaltime amplasare aeroterme h = 6.50m-tip aeroterme aeroterme de plafon

Numarul de aeroterme depinde de:-marimea sarcinii termice;-numarul de schimburi n pentru a asigura un grad acceptabil de uniformizare a distributiei aerului cald n = 2÷3 schimburi /h;-inaltimea de montaj, in cazul aerotermelor de plafon minimum 4m;-distanta intre aeroterme 6÷12m;-temperatura aerului refulat, maximum 45°C in cazul refularii la mai putin de 3.5m de pardoseala sau 70°C pentru inaltimi mai mari. Avind in vedere cerintele si posibilitatile de montaj ale halei se propune varianta cu:-14 aeroterme de plafon amplasate la 12 m una de alta;-numar schimburi de aer n = 2÷3 schimburi /h, adica un debit de aer asigurat de catre aeroterme D = 2÷3 x 17107m3 = 34214÷51321 m3/h, ceea ce revine pentru o aeroterma d = 2443÷3666 m3/h-necesar caldura Qnec = 291.372 kw ceea ce revine pentru o aeroterma q = 20.81 kw

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 56

Page 57: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 57

Page 58: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Din fisa tehnica a aerotermei se alege modelul COMFORT 4Z-107 DRA, cu caracteristicile:

-debit aer 3400 m3/h;-putere termica 26.10 kw;-agent termic apa calda 85°/70°C;-temperatura aer 15°C

Pentru agent termic apa calda 80°/65°C si temperatura aerului 17°C se introduce factorul de corectie 0.87, de unde puterea termica a aerotermei rezulta:

q = 26.10 x 0.87 = 22.80 kwPuterea termica instalata rezulta:

Q = 14 x 22.80 = 319.20 kwNumar de schimburi de aer orar n se calculeaza cu relatia:

n = N d / V = 14 x 3400 / 17107 = 2.78 sch/h

Debitul apa g pentru o aeroterma se calculeaza cu relatia:g = q / c (tT – tR) in [kg/h], unde:

q =22.80 kw putere termica aeroterma;c =4.18 kJ/kgK caldura masica agent termic;tT = 80°C temperatura tur agent termic;tR =65°C temperatura retur agent termic.

Se obtine:g = 22.80 / 4.18 x (80 – 65) = 0.364 kg/s = 1309 kg/h

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 58

Page 59: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Pierderea de presiune Δp in bateria aerotermei

Din fisa tehnica a aerotermei:-pentru temperatura media a apei de 80°C;-debit apa 1309 kg/h

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 59

Page 60: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Rezulta: ΔpT = 2.40 kPaPentru temperatura medie a agentului termic utilizat, de 72.5°C, se precizeaza un factor de corectie k = 1.025Asadar: Δp = k ΔpT = 1.025 x 2.40 = 2.46 kPa

Temperatura aerului refulat tr se calculeaza cu relatia:tr = ti + Qnec / L cp ρac in [°C], unde:

cp = 1.0 kJ/kgK caldura masica a aerului la presiune constanta; ρac = 1.20 kg/m3 densitatea aerului uscat

Rezulta: tr = 17 + 22.8 / 0.94 x 1 x 1.20 = 37.2°C.

Destratificator SabianaDatorita inaltimii mari a halei, pentru a se preveni startificarea aerului, se monteaza 4 destratificatoare de aer SABIANA, model NO STRAT.

Numar de schimburi de aer orar n, tinind cont si de destratificatoare, se calculeaza cu relatia:

n = (NA dA + ND dD) / V in [sch/h], unde:NA = 14 buc numar aeroterme;dA = 3400 m³/h debit aer aeroterma;ND = 4 buc numar destratificatoare;DD = 3500 m³/h debit aer destratificator;

Se obtine:n = (14 x 3400 +4 x 3500) / 17107 = 3.60 sch/h

Anexa 4 – ALEGERE ECHIPAMENTE IN CENTRALA TERMICA

1. CAZANE APA CALDACentrala termica se echipeaza cu cazane de apa calda, cu arzator cu aer insuflat, in 2 trepte.Normativul I13-2002 recomanda pentru o sarcina termica QCT intre 0.10 si 2.00 Mw utilizarea a 2 cazane.Puterea unui cazan qCZ se calculeaza cu relatia:

qCZ = QCT / ηI n in [w], unde:n – numarul de cazane;ηI – randament instalatie, care se afla cu relatia:

ηI = ηCZ ηRT ηE, unde:ηCZ – randament cazan, 90…95%;ηRT – randament retea transport agent termic, 90%;ηE – randament exploatare, 90…95%Rezulta: ηI = 0.92 x 0.90 x 0.90 = 74.5 %Puterea unui cazan va fi:

qCZ = 291 / 0.745 x 2 = 195 k w Se aleg 2 cazane productie VIESSMANN, model VITOROND 195.

2. ASIGURARE AER COMBUSTIE SI VENTILARE CENTRALA TERMICAConform N.T.P.E.E. 2008, art. 8.9 suprafata golului de admisie aer SC se calculeaza cu relatia: SC = 0.0025 x B in [m2], unde:B – debit instalat de gaze, in [m3/h].Cu B = 20 m3/h rezulta SC = 0.0025 x 20 x 2 = 0.10 m2.Conform normativ I13-02, art. 9.67 se prevede o gura de evacuare aer viciat cu suprafata libera SV egala cu sectiunea totala a cosurilor de fum.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 60

Page 61: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Rezulta SV = 2 x 3.14 x 0.252 /4 = 0.098 m2

Se va monta o grilla 700 x 500mm, cu suprafata neta de 0.21 m2.Grila se va amplasa la partea superioara a peretelui exterior, in spatele cazanelor.

3. COS FUMPentru parametrii de evacuare a gazelor arse:

-putere termica cazan 195kw;-temperatura gaze arse 190°C;-inaltime utila cos fum 8m,

Fabricantul cazanului (diagrama Schiedel) indica un cos de fum cu diametrul interior de 250 mm.S-a ales un cos cu izolatie 50mm vata minerala.

4. ARZATOAREIn alegerea arzatoarelor se are in vedere:

-reducerea in timp a performantelor arzatorului;-suprasolicitarile cazanului pentru scurte perioade de timp(la pornire);-variatia caracteristicilor combustibilului(presiune gaze).

Debitul arzatoarelor se alege cu cca 30% mai mare decit puterea cazanului.

Date intrare:-putere nominala cazan 195kw-putere minima necesara <60%-randament cazan 94%-rezistenta pe traiect gaze arse 70 Pa-lungime minima tub flacara 110 mm-diametru maxim tub flacara 150 mm-combustibil gaz metan joasa presiune-putere calorica inferioara Pci 35.8 MJ/m³-presiune gaz 30 mbar-arzator cu aer insuflat

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 61

Page 62: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

-reglaj 2 trepte progresive Puterea arzatorului Pa se calculeaza cu relatia:

Pa = 1.30 x qCZ / ηCZ in [kw], unde:qCZ – putere cazan, 195 kw;ηCZ – randament cazan, 94%;

Rezulta: Pa = 1.30 x 195 / 0.94 = 270kw

Se alege un arzator automatizat WEISHAUPT, tip WG 30.

5. VAS EXPANSIUNE INCHISRelatia de calcul pentru volumul V al vasului de expansiune este:

V = 1.10 ΔV / (1 – pMIN / pMAX) in [m³], unde:ΔV – cresterea volumului de apa datorita dilatarii, in [m³];pMIN – presiunea absoluta, minima, in vasul de expansiune inchis, in [bar absolut];pMAX – presiunea absoluta, maxima, in instalatie, in [bar absolut].Cresterea volumului de apa datorita dilatarii ΔV se calculeaza cu relatia:

ΔV = VINST(vTM / v10 – 1) in [m³], unde:VINST – volum apa in instalatie, in [m³];vTM – volum masic al apei la temperatura medie de regim a apei, in [m³/kg];v10 – volum masic al apei la temperatura minima admisa in cladire la sfirsitul peroadei de nefunctionare a instalatiei, in [m³/kg].Date intrare:

-volum apa in cazane 2 x 104 = 208 l = 0.208 m³;-volum apa in aeroterme 14 x 1.30 = 18.2 l = 0.018 m³;-volum apa in conducte 1469 l = 1.469 m³;

De unde: VINST = 1695 l = 1.70 m³Se considera capacitatea instalatiei de 2 m³Pentru temperatura medie de regim a apei tM = (80 + 65) / 2 = 72.5°CVolumul masic al apei este vTM = 1.0243 m³/kg, iar pentru 10°C v10 = 1.0004 m³/kgCresterea volumului de apa ΔV = 2.00 (1.0243 / 1.0004 – 1) = 0.048 m³.Cu datele:

pMAX = 6 + 1 = 7 bar pMIN = (Hstatic+2)/10 + 1 = (7+2)/10 + 1 = 1.9 bar

Volumul vasului de expansiune rezulta:V = 1.10 x 0.048 / (1 – 1.9 / 7) = 0.072 m³.

Se alege un vas de expansiune inchis, cu membrana, avind capacitatea de 100l.

6. SUPAPE SIGURANTA -formare abur saturat datorita cresterii temperaturii peste valoarea maxima admisaDebitul de abur MABUR se calculeaza cu relatia:

MABUR = Q / r in [kg/h], unde:Q – puterea termica maxima a cazanului, in [kw];r – caldura latenta de vaporizare, in [J/kg]Cu datele:Q = 195 kw;r = 2121 J/kg,rezulta: MABUR = 195 x 3600 / 2121 = 330 kg/h Capacitatea de evacuare M a supapei pentru abur se calculeaza cu relatia:

M = 0.525 α A P in [kg/h], unde:α = 0.40 – coeficientul de evacuare caracteristic al supapei;A – aria de trecere a fluidului evacuat, in [mm2];Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 62

Page 63: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

P – presiune reglare marcata pe supapa(presiunea la care se deschide supapa), in [bar].Relatia de calcul pentru presiunea P este: P = 1.1 pr + 1in [bar]pr = 6 bar - presiunea la care se deschide supapa, in [bar] Rezulta: M = 0.525 x 0.40 x A x (1.1 x 6 + 1) = 1.596 Ade unde: A = M / 1.596 = 330 / 1.596 = 207 mm2

Ca atare diametrul necesar al supapei va fi:d = (4 x 207 / 3.14)0.5 = 16.24 mm

-sporul de volum de apa ΔV provenit din dilatarea acesteia in regim nominal, in ipoteza vasului de expansiune defect -valoarea ΔV se preia de la calculul vasului de expansiune ΔV = 0.048 m³.-se presupune ca timpul de intrare in regim a instalatiei este de tIR = 0.5 ore.Debitul de apa care trebuie evacuat prin supape este:

MAPA = ΔV / tIR x vTM = 0.048 x 1000 / 0.5 x 1.0214 = 94 kg/hCapacitatea de evacuare a unei supape se afla din relatia:

M = 1.61 α A (ρ ΔP)0.5 in [kg/h], unde:ρ = 0.975 kg/dm3 - densitatea apei evacuate;ΔP – caderea de presiune in supapa in timpul descarcarii:

ΔP = 1.1 pr – pc2 in [bar], unde:pc2 = 0.01 bar - contrapresiunea de descarcare, in [bar]Rezulta: ΔP = 1.1 x 6 -0.01 = 6.59 bar

M = 1.61 x 0.40 x A x (0.975 x 6.59)0.5 = 1.632 A de unde: A = MAPA / 1.632 = 94 / 1.596 = 58.9 mm2

Ca atare diametrul necesar al supapei va fi:d = (4 x 58.9 / 3.14)0.5 = 8.66 mm

Ghidul GP 041 – 98 precizeaza:-sectiunea de curgere a fiecarei supape de siguranta va f de minimum 400 mm2;-cazanele cu putere termica mai mare de 60kw se prevad cu cel putin 2 supape de siguranta.

Se aleg cite 2 supape de siguranta CALEFFI pentru fiecare cazan, cu caracteristicile:-dnom 25 / 32 mm;-sectiune trecere 490.87 mm2;-presiune calibrare 6 bar;-presiune descarcare maxima 6.6 bar;-presiune inchidere 4.8 bar;-capacitate evacuare 1495.28 kg/h.

7.SEPARATOR AERAerul poate apare in instalatie la umplere sau fiind dizolvat in apa.Aerul din instalatie poate cauza:

-coroziunea echipamentelor si a conductelor metalice;-distrugerea pompelor prin fenomenul de cavitatie;-reducerea eficientei schimbului de caldura.

Aerul dizolvat in apa se degaja in cazan in timpul incalzirii apei, de aceea se recomanda montarea unui separator de aer imediat dupa cazane si inaintea pompelor. Pentru evacuarea aerului se monteaza un separator aer PNEUMATEX ZEPARO ZIO 80F, cu caracteristicile:

-dnom 80 mm;-debit apa 18.74 m3/h;-pierdere presiune 5.00 kPa

8.POMPEPompa circuit aerotermeFacultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 63

Page 64: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Pompa P3 care va asigura circulatia agentului termic in instalatia interioara va avea parametrii:

-debit 18.74 m³/h-presiune 8.35 m H2O

Se alege o pompa fabricatie WILO, model STRATOS D80/1-12 CAN PN6 cu caracteristicile:

-debit 18.74 m3/h;-presiune 8.35 m H2O;-indice eficienta energetica EEI ≤ 0.23

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 64

Page 65: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Pompa cazanPompa P1 (P2) care va asigura temperatura minima a returului agentului termic va avea parametrii:

-debit 2.80 m3/h;-presiune 2.00 m H2O.

Se alege o pompa fabricatie WILO, model STRATOS 25/1-8 CAN PN10 cu caracteristicile:

-debit 2.80 m3/h;-presiune 2.00 m H2O;-indice eficienta energetica EEI ≤ 0.23

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 65

Page 66: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

9.VENTILE CU SERVOMOTORVana cu 3 cai asigura:

-controlul temperaturii agentului termic functie de temperatura exterioara;-controlul temperaturii minime la retur instalatie cazan.

Se alege o vana de amestec rotativa, cu 3 cai fabricatie ESBE, model VRG131 cu caracteristicile:

-dnom 50mm;-kvs 40 m3/h;-debit apa 18.74 m3/h;-Caracteristica echiprocentuala.

Vana fluture asigura:-separatia cazanelor controlate in cascada;

-controlul temperaturii minime la retur instalatie cazan.Se alege o vana fluture, fabricatie EBRO ARMATUREN, model MAK40, cu servomotor BNP20, cu caracteristicile:

-dnom 40mm;-kvs 50 m3/h;-debit apa 9.37 m3/h.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 66

Page 67: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

STATIE TRATARE APA UMPLEREPentru umplerea instalatiei se va utiliza o statie de dedurizare a apei, fabricatie NOBEL, model AC90, cu caracteristicile:

-debit 1.80 m³/h-ciclu 90 m³°Fr-capacitate saramura 55 kg

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 67

Page 68: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

10.CALCUL CONDUCTE.In Anexa 5 se prezinta calculul de dimensionare a conductelor.Au rezultat urmatorii parametri care trebuie asigurati de catre pompa de circulatie P3:

-debit 18.74 m3/h;-presiune 8.35 m H2O.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 68

Page 69: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

Anexa 5 – CALCULUL DIMENSIONARE CONDUCTE.

1. DATE DESPRE TRONSOANE

nr. tronsond

nom

rezistente locale

coeficient rezistente

localelungimecurba

r / d=1distribuitor colector

robinet coltar

vana sfera

teuri

vx vvx / v

teu trecere

separare

teu trecere

separare

teu trecere

impreunare

teu trecere

impreunare

- mm 0.5 0.5 1 4 0.5 m/s m/s - ξ buc ξ buc - mA. RETEA TUR

1d 32 0 0 0 0 0 0.368 0.542 0.7 0.5 1 0 0 0.5 122d 40 1 0 0 0 0 0.542 0.506 1.1 0 1 0 0 0.5 173d 50 0 0 0 0 0 0.506 0.675 0.7 0.5 1 0 0 0.5 124d 50 0 0 0 0 0 0.675 0.5 1.4 0 1 0 0 0 125d 65 0 0 0 0 0 0.5 0.601 0.8 0 1 0 0 0 126d 65 0 0 0 0 0 0.601 0.701 0.9 0 1 0 0 0 127d 65 1 0 0 0 0 0.701 0.801 0.9 0 1 0 0 0.5 178d 65 0 0 0 0 0 0.801 0.901 0.9 0 1 0 0 0 129d 65 1 0 0 0 0 0.901 0.726 1.2 0 1 0 0 0.5 17

10d 80 0 0 0 0 0 0.726 0.798 0.9 0 1 0 0 0 1211d 80 0 0 0 0 0 0.798 0.871 0.9 0 1 0 0 0 1212d 80 0 0 0 0 0 0.871 0.943 0.9 0 1 0 0 0 1213d 80 0 0 0 0 0 0.943 1.016 0.9 0 1 0 0 0 1214d 80 2 0 0 0 0 0 0 0.0 0 0 0 0 1 15.5

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 69

Page 70: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

B. RETEA RETUR1r 32 0 0 0 0 0 0.368 0.542 0.7 0 0 0.65 1 0.65 122r 40 0 0 0 0 0 0.542 0.506 1.1 0 0 0 1 0 123r 50 0 0 0 0 0 0.506 0.675 0.8 0 0 0.5 1 0.5 124r 50 0 0 0 0 0 0.675 0.500 1.3 0 0 0 1 0 125r 65 1 0 0 0 0 0.500 0.601 0.8 0 0 0.5 1 1 176r 65 0 0 0 0 0 0.601 0.701 0.9 0 0 0.25 1 0.25 127r 65 1 0 0 0 0 0.701 0.801 0.9 0 0 0.25 1 0.75 178r 65 0 0 0 0 0 0.801 0.901 0.9 0 0 0.25 1 0.25 129r 65 0 0 0 0 0 0.901 0.726 1.2 0 0 0 1 0 1210r 80 0 0 0 0 0 0.726 0.798 0.9 0 0 0.25 1 0.25 1211r 80 0 0 0 0 0 0.798 0.871 0.9 0 0 0.25 1 0.25 1212r 80 1 0 0 0 0 0.871 0.943 0.9 0 0 0.25 1 0.75 1713r 80 0 0 0 0 0 0.943 1.016 0.9 0 0 0.25 1 0.25 1214r 80 3 0 0 0 0 1.016 0 0.0 0 0 0 0 1.5 8.5

C. COSUMATOR dn 32

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 70

Page 71: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

A132 4 0 0 0 1 0.368 1.016 0.4 7 1 0 0 9.5 632 4 0 0 0 0 0.368 0.368 1.0 0 0 0 0 2 6

A232 4 0 0 0 1 0.368 0.943 0.4 7 1 0 0 9.5 632 4 0 0 0 0 0.368 0.542 0.7 0 0 0.65 1 2.65 6

A332 4 0 0 0 1 0.368 0.871 0.4 7 1 0 0 9.5 632 4 0 0 0 0 0.368 0.506 0.7 0 0 0.65 1 2.65 6

A432 4 0 0 0 1 0.368 0.798 0.5 5.2 1 0 0 7.7 632 4 0 0 0 0 0.368 0.675 0.5 0 0 0.95 1 2.95 6

A532 4 0 0 0 1 0.368 0.726 0.5 5.2 1 0 0 7.7 632 4 0 0 0 0 0.368 0.5 0.7 0 0 0.65 1 2.65 6

A632 4 0 0 0 1 0.368 0.901 0.4 7 1 0 0 9.5 1.5

32 4 0 0 0 0 0.368 0.601 0.6 0 0 0.8 1 2.8 1.5

A732 4 0 0 0 1 0.368 0.801 0.5 5.2 1 0 0 7.7 1.532 4 0 0 0 0 0.368 0.701 0.5 0 0 0.95 1 2.95 1.5

A832 4 0 0 0 1 0.368 0.701 0.5 5.2 1 0 0 7.7 632 4 0 0 0 0 0.368 0.801 0.5 0 0 0.95 1 2.95 6

A932 4 0 0 0 1 0.368 0.601 0.6 3.5 1 0 0 6 632 4 0 0 0 0 0.368 0.901 0.4 0 0 1.1 1 3.1 6

A1032 4 0 0 0 1 0.368 0.5 0.7 3 1 0 0 5.5 632 4 0 0 0 0 0.368 0.726 0.5 0 0 0.95 1 2.95 6

A1132 4 0 0 0 1 0.368 0.675 0.5 5.2 1 0 0 7.7 632 4 0 0 0 0 0.368 0.798 0.5 0 0 0.95 1 2.95 6

A1232 4 0 0 0 1 0.368 0.506 0.7 3 1 0 0 5.5 632 4 0 0 0 0 0.368 0.871 0.4 0 0 1.1 1 3.1 6

A1332 4 0 0 0 1 0.368 0.542 0.7 3 1 0 0 5.5 1.532 4 0 0 0 0 0.368 0.943 0.4 0 0 1.1 1 3.1 1.5

A1432 4 0 0 0 1 0.368 0.368 1.0 2 0 0 0 2.5 1.532 4 0 0 0 0 0.368 1.016 0.4 0 0 1.1 1 3.1 1.5

D. CENTRALA TERMICA15 80 2 0 0 0 4 0 0 0.0 0 0 0 0 3 14

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 71

Page 72: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

16 80 2 0 0 0 1 0.508 1.106 0.5 0 0 0.95 1 2.45 417 80 2 0 0 0 0 0.508 1.106 0.5 0.5 1 0 0 1.5 318 65 4 0 0 0 1 0 0 0.0 0 0 0 0 2.5 3

2. CALCUL PIERDERI SARCINAt tur

= 80 °Ct retur

= 65 °C tm= 72.50 °C = 0.3910^6 m²/s ρ = 976.36 kg/m³

tr. Q L G dn de g di w R Σξ Hlin Hloc ∆p cons Ha H ΣH- w m m³/h mm mm mm m m/s Pa/m - Pa Pa Pa Pa Pa Pa

A. RETEA TUR1d 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 0.50 591 33 0 0 624 162242d 45600 17 2.68 40 48.3 3.25 0.0418 0.542 84 0.50 1426 72 0 0 1497 155993d 68400 12 4.02 50 60.3 3.65 0.0530 0.506 55 0.50 658 62 0 0 720 141024d 91200 12 5.36 50 60.3 3.65 0.0530 0.675 94 0.00 1129 0 0 0 1129 133825d 114000 12 6.69 65 76.1 3.65 0.0688 0.500 39 0.00 466 0 0 0 466 122536d 136800 12 8.03 65 76.1 3.65 0.0688 0.601 55 0.00 657 0 0 0 657 117877d 159600 17 9.37 65 76.1 3.65 0.0688 0.701 73 0.50 1244 120 0 0 1363 111308d 182400 12 10.71 65 76.1 3.65 0.0688 0.801 94 0.00 1130 0 0 0 1130 97679d 205200 17 12.05 65 76.1 3.65 0.0688 0.901 118 0.50 2003 198 0 0 2201 8637

10d 228000 12 13.39 80 88.9 4.05 0.0808 0.726 64 0.00 770 0 0 0 770 643611d 250800 12 14.73 80 88.9 4.05 0.0808 0.798 77 0.00 922 0 0 0 922 566612d 273600 12 16.07 80 88.9 4.05 0.0808 0.871 91 0.00 1088 0 0 0 1088 474413d 296400 12 17.41 80 88.9 4.05 0.0808 0.943 106 0.00 1267 0 0 0 1267 365614d 319200 15.5 18.74 80 88.9 4.05 0.0808 1.016 122 1.00 1885 504 0 0 2389 2389

B. RETEA RETUR1r 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 0.65 591 43 0 0 634 15836

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 72

Page 73: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

2r 45600 12 2.68 40 48.3 3.25 0.0418 0.542 84 0.00 1006 0 0 0 1006 152023r 68400 12 4.02 50 60.3 3.65 0.0530 0.506 55 0.50 658 62 0 0 720 141964r 91200 12 5.36 50 60.3 3.65 0.0530 0.675 94 0.00 1129 0 0 0 1129 134765r 114000 17 6.69 65 76.1 3.65 0.0688 0.500 39 1.00 661 122 0 0 783 123476r 136800 12 8.03 65 76.1 3.65 0.0688 0.601 55 0.25 657 44 0 0 701 115647r 159600 17 9.37 65 76.1 3.65 0.0688 0.701 73 0.75 1244 180 0 0 1423 108638r 182400 12 10.71 65 76.1 3.65 0.0688 0.801 94 0.25 1130 78 0 0 1209 94409r 205200 12 12.05 65 76.1 3.65 0.0688 0.901 118 0.00 1414 0 0 0 1414 823210r 228000 12 13.39 80 88.9 4.05 0.0808 0.726 64 0.25 770 64 0 0 834 681811r 250800 12 14.73 80 88.9 4.05 0.0808 0.798 77 0.25 922 78 0 0 1000 598412r 273600 17 16.07 80 88.9 4.05 0.0808 0.871 91 0.75 1541 278 0 0 1819 498413r 296400 12 17.41 80 88.9 4.05 0.0808 0.943 106 0.25 1267 109 0 0 1376 316514r 319200 8.5 18.74 80 88.9 4.05 0.0808 1.016 122 1.50 1034 756 0 0 1790 1790

C. CONSUMATORA1 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 11.50 591 759 2460 0 3810A2 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 12.15 591 801 2460 0 3853A3 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 12.15 591 801 2460 0 3853A4 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 10.65 591 703 2460 0 3754A5 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 10.65 591 703 2460 0 3754A6 22800 3 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 12.30 148 811 2460 0 3419A7 22800 3 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 10.65 148 703 2460 0 3310A8 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 10.65 591 703 2460 0 3754A9 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 9.10 591 600 2460 0 3652

A10 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 8.45 591 557 2460 0 3609A11 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 10.65 591 703 2460 0 3754A12 22800 12 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 8.60 591 567 2460 0 3619A13 22800 3 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 8.60 148 567 2460 0 3175A14 22800 3 1.34 32 42.4 3.25 0.0359 0.368 49 5.60 148 369 2460 0 2977

D. CENTRALA TERMICA14 319200 Hmax consumator + vana reglaj(tabel echilibrare) = 27327 2732715 319200 14 18.74 80 88.9 4.05 0.0808 1.016 122 3.00 1703 1512 5000 33050 41264 68591

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 73

Page 74: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

16 319200 4 18.74 80 88.9 4.05 0.0808 1.016 122 2.45 486 1234 0 0 1721 172117 159600 3 9.37 80 88.9 4.05 0.0808 0.508 33 1.50 98 189 0 0 287 200818 159600 3 9.37 65 76.1 3.65 0.0688 0.701 93 2.50 279 599 5500 6542 12920 14929

E. ARMATURI IN CENTRALA TERMICAV3C / VF VR SI CR

Hatr. G dn Kvs Hv Kvs Hv Kvs Hv Kvs Hv- m³/h mm m³/h Pa m³/h Pa m³/h Pa m³/h Pa Pa

1415 18.74 80 40 21958 67.80 7643 148.00 1604 138.00 1845 33050

16 18.74 80 0 0 0 0 017 9.37 80 0 0 0 0 018 9.37 65 50 3513 53.85 3029 0 0 6542

parametrii pompa P3debit 18.74 m³/hpresiune 8.35 m H2O

3. ECHILIBRARE

conditiiaeroterma

A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 MAX H G consumator [m³/h] 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 1.34 H tur [Pa] 2389 3656 4744 5666 6436 8637 9767 11130 11787 12253 13382 14102 15599 16224

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 74

Page 75: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

H retur [Pa] 15836 15202 14196 13476 12347 11564 10863 9440 8232 6818 5984 4984 3165 1790 H consumator dn 32 [Pa] 3810 3853 3853 3754 3754 3419 3310 3754 3652 3609 3754 3619 3175 2977 Σ H [Pa] 22035 22711 22792 22895 22536 23620 23941 24324 23670 22680 23119 22705 21940 20990 24324 vr kvs nec [m³/h] 5.82 6.23 6.29 6.36 6.12 6.96 7.28 7.73 7.00 6.21 6.53 6.23 5.77 5.32 vr-dn [mm] 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 32 pozitie reglaj 3.0 3.2 3.2 3.2 3.1 3.4 3.6 3.7 3.4 3.2 3.3 3.2 3 2.8 kvs [m³/h] 5.90 6.36 6.36 6.36 6.13 7.05 7.5 7.75 7.05 6.36 6.59 6.36 5.9 5.45 ∆p vr [Pa] 5149 4431 4431 4431 4770 3606 3187 2984 3606 4431 4128 4431 5149 6035 H tur+retur+cons+vr [Pa] 27185 27142 27224 27327 27307 27226 27127 27309 27276 27111 27247 27136 27089 27025 27327 εr % < 5% 0.52 0.68 0.38 0.00 0.07 0.37 0.73 0.07 0.18 0.79 0.29 0.70 0.87 1.10

Anexa 6 – NECESAR CALDURA PENTRU INCALZIREA CU TUBURI RADIANTE1. FLUX TERMIC CEDAT PRIN TRANSMISIE nume orientare latime inaltime suprafata numar de scazut in calcul cm ms ns R’ m dt Qtr. brut

- - m m m² - m² m² - - - m²˚C / w - ˚C wPE N 84.45 8.00 675.60 1 168.00 507.60 1.00 1.00 1.00 1.20 1.19 32 16121FE N 1.50 2.00 3.00 56 0.00 168.00 1.00 1.00 1.00 0.31 1.20 32 20810PE E 23.50 8.62 202.57 1 33.00 169.57 1.00 1.00 1.00 1.20 1.19 32 5386FE E 3.00 3.00 9.00 1 0.00 9.00 1.00 1.00 1.00 0.31 1.20 32 1115PE S 84.45 8.00 675.60 1 168.00 507.60 1.00 1.00 1.00 1.20 1.19 32 16121FE S 1.50 2.00 3.00 56 0.00 168.00 1.00 1.00 1.00 0.31 1.20 32 20810PE V 23.50 8.62 202.57 1 33.00 169.57 1.00 1.00 1.00 1.20 1.19 32 5386FE V 3.00 3.00 9.00 1 0.00 9.00 1.00 1.00 1.00 0.31 1.20 32 1115TE - 84.45 23.97 2021.73 1 0.00 2021.73 1.00 1.00 1.00 1.61 1.19 32 47859PD - 84.45 23.50 1984.58 1 0.00 1984.58 1.00 1.00 1.00 0.92 1.00 7 15149CO - 84.45 23.50 215.90 1 0.00 215.90 1.00 0.80 1.00 0.74 1.00 32 7520

S tot = 5421.50Qtr. = 163338

2. ADAOSURI nr.crt. destinatie ti Qtr. brut orientare Ao Stotala dt Rm Ac factor Qtr.

- - °C w - - m² °C - - - w- HALA PRODUCTIE 17 163338 N 5 5762.65 32 1.13 0 1.05 171505

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 75

Page 76: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie Masterat ECDD

3. FLUX TERMIC INFILTRATII nume orientare ti L i v E cm Ac Qi1 V n D Qi2 Qi

- - °C m - m/s - - - w m³ sch/h m³/h w wFE mobile N 17 288 0.0648 5.00 1.12 1.00 10.16 6300FE fixe N 17 288 0.0086 5.00 1.12 1.00 10.16 836UE E 17 15 0.0864 5.00 1.12 1.00 10.16 437

7573 17107 0.50 8554 103272 103272

4. INDICI nr.crt. destinatie ti Qtr. Qinf. Qtotal volum Spard. dt qv qs qvt

- - °C W w W m³ m² °C w/m³ w/m² w/°Cm³- HALA PRODUCTIE 17 171505 103272 274777 17107 1984.58 32 17 147 0.53

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 76

Page 77: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

Anexa 7 – ALEGERE SISTEM CU TUBURI RADIANTE

1. CALCUL PRELIMINAR

NECESAR CALDURA Pentru instalatia de incalzire cu panouri radiante conform Anexa 7:

QNEC = 274777 wPUTEREA TERMICA MINIMA DE INSTALARE

PT = QNEC / 0.90 = 305308 wCALCULUL LUNGIMII MINIME A TUBULATURII RADIANTE DE INSTALAT

-temperatura medie a tubulaturii radiante 180°C;-factor emisie termica pentru modul tip U 2 tuburi 300mm 2.05 kw/m;-lungime minima tubulatura radianta 305kw / 2.05 = 149m.

MODEL OHA 100 OHA 200

VERSIUNE OHA100-50 OHA100-100 OHA200-115 OHA200-150 OHA200-180

Putere termica nominala kW (Hi) 50 100 115 150 180

Putere termica utila kW (Hi) 45,5 93,0 105,2 138,0 165,6

Randament mediu de ardere % 91,0 93,0 91,5 92,0 92,0%

Consum nominal la15°C si 1013,25 mbar

Metan G20 Nm³/h 5,29 10,58 12,17 15,87 19,05

GPL Propan G31 kg/h 3,88 7,77 8,93 11,65 13,98

Alimentare electrica 3/N/PE R 50Hz 400V 3/N/PE R 50Hz 400V

Putere electrica maxima absorbita W 1350 3450 4450

Diametrul racordului de gaz Toli 1” 1”

Greutatea aparatului kg 90 230 240

Diametrul cosului de fum mm 200 200

Lungimea maxima a cosului de fum m 6 6

Tipul aparatului B22 B22

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 77

Page 78: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

ALEGERE NUMAR SI MODEL GRUPURI DE COMBUSTIE-propunere numar grupuri de combustie 2 buc;-lungime reala tubulatura radianta 149 / 2 = 74.5 m;-lungime virtuala(cot 180°) 74.5 + 9 = 83.5 m;-se aleg 2 grupuri de combustie model OHA 200-180

2. VERIFICARE

ACOPERIRE GEOMETRICA A SUPRAFETELOR Distante montaj conform precizari producator:

Conform planului de amplasament al tubulaturii radiante rezulta o lungime virtuala de:LVIRTUALA = 84.45 -3.00 + 9 = 90.45 m

Se constata ca lungimea virtuala respecta lungimile limita indicate de catre producator.LMINIMA = 80 m < LVIRTUALA = 90.45 m < LMAXIMA = 110 m

INTENSITATE DE RADIATIE MAXIMA ASUPRA CAPULUI QPC MAX

Se verifica daca intensitatea de radiatie asupra capului este mai mica decit valoarea maxima indicata in normele de igiena a muncii.

Date intrare-Norme Generale de Protectie a Muncii 2002:

-capitol III, art. 163, tabel 1 activitate cu efort fizic mediu-metabolism energetic 130 w / m2 < M < 200 w / m2

2.24 met < M < 3.45 met234 w < M < 360 w

-tabel 10 - limite termice minime admise la locurile de muncaviteza curentilor de aer <0.4 m/s

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 78

Page 79: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

-SR ISO 7730 – Ambiante termice moderate:-imbracaminte lenjerie corp, camasa, pantalon, vesta,

sosete, incaltaminte(1.00 clo = 0.155 m2K / w )

-parametri confort indice P.M.V. (vot mediu previzibil)-0.5 < P.M.V. < +0.5indice P.P.D. (procentaj previzibil nemultumiti) P.P.D. < 10%temperatura operativa optima tO pentru -umiditate relativa 50% -metabolism energetic M 2.24 met -imbracaminte 1.00 clo tO = 16° ± 3°C

Radiatia directa a tuburilor radiante face posibil echilibrul termic la temperaturi ale aerului reduse cu 3° pina la 5° C. Se ia in considerare tI = 17° – 4° = 13°C.Pentru tI = 13°C din tabelul 1.1 se obtine intensitatea de radiatie maxima asupra capului: qPC max = 40.67 w/m²

Intensitatea de radiatie qPC asupra capului se calculeaza cu relatia:

qPC = αR φPC (tP -tC) (1-ε) in [w/m²], unde:

αR – coeficient de transmisie prin radiatie, de la panou la cap om, in [w/m²K4];φPC – coeficientul unghiular mediu;θP – temperatura panou, in [°C];θC –temperatura cap om, in [°C;ε – coeficient absorbtie radiatii.

Coeficientul de transmisie prin radiatie αR, de la panou la cap om, se calculeaza cu relatia:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 79

Page 80: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

in [w/m²K], unde:

CPC = 4.65 w/m2K4 – coeficient de radiatie al tubului radiant

Coeficientul unghiular mediu φPC se calculeaza prin metoda grafo-analitica cu ajutorul formulei:

,unde:

h – inaltimea de montaj a panoului deasupra zonei de munca, in [m];a – semilatimea panoului radiant, in [m];b – semilungimea panoului radiant, in [m]

panou A-omul in pozitia 1(sub panou A):

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 80

Page 81: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

0.073

7.02

-din nomograma se obtine φAa3a4a5 = 0.0057-de unde φA1 = 4 x φAa3a4a5 = 4 x 0.0057 = 0.0228

-omul in pozitia 2(intre panouri):

1.065

7.02

-din nomograma se obtine φCc3a4a5 = 0.0641

0.918

7.02

-din nomograma se obtine φCc3a2a1 = 0.0583-de unde φA2 = 2 x (φBb3a4a5 - φBb3a2a1) = 2 x (0.0641 – 0.0583) = 0.0116

-omul in pozitia 3(sub panou B):

2.056

7.02

-din nomograma se obtine φBb3a4a5 = 0.0874

1.91

7.02

-din nomograma se obtine φBb3a2a1 = 0.0851-de unde φA2 = 2 x (φBb3a4a5 - φBb3a2a1) = 2 x (0.0874 – 0.0851) = 0.0046

Rezulta: φA1 = 0.0228φA2 = 0.0115φA3 = 0.0045

Panou BCalculul se face in mod similar panoului A. Rezulta:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 81

Page 82: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

MasteratφB1 = 0.0045φB2 = 0.0115φB3 = 0.0228

Prin insumare grafica se obtine coeficientul unghiular mediu φPC

φPC = 0.0273

Temperatura medie a capului ΘC se calculeaza cu relatia lui Fanger:

θC = 35.7 – 0.0153 MT in[°C], unde:

MT – partea termica a metabolismului energetic, in [w].Partea termica a metabolismului reprezinta circa 90% din valoarea metabolismului energetic:

MT = 0.90 x 234 = 210.6 wRezulta: θC = 35.7 – 0.0153 x 210.6 ≈ 32°C

Cu datele de mai sus se obtine:

10.51 w / m2K

Coeficient absorbtie radiatii ε tine seama de absorbtia radiatiilor de catre gazele din incapere (CO2 si vapori de apa) ε = 0.136

In baza celor de mai sus, intensitatea de radiatie qPC rezulta:

qPC = αR φPC (θP -θC) (1-ε) =10.51 x 0.0273 x (180 – 32) x (1 – 0.136) = 36.82 w/m²

Se constata ca nu se depaseste valoarea maxima a intensitatii de radiatie asupra capului:

qPC = 36.82 w/m² < qPC max = 40.67 w/m²

NOTASoftul de selectie SYSTEMA furnizeaza pentru hala de prelucrari mecanice urmatoarele rezultate:-2 grupuri de combustie OHA 200-180;-necesar caldura 272500 w;-temperatura operativa tO = 19.2°C;-temperatura medie radianta tR = 25.4°C;-viteza aerului w = 0.20m/s;-consum sezonier QPI = 12026 m³.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 82

Page 83: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 83

Page 84: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de DisertatieMasterat

Anexa 8 – COEFICIENT UNGHIULAR MEDIU φPC

punct date panou dimensiuni caracteristice 1 dimensiuni caracteristice 2 φpclatime lungime interax h tub h om a b φ a b φ

- m m m m m m m - m m - -tub A

1 0.85 81.45 0.00 7.60 1.80 0.425 40.725 0.0057 0.000 40.725 0.0000 0.02282 0.85 81.45 5.75 7.60 1.80 6.175 40.725 0.0641 5.325 40.725 0.0583 0.01153 0.85 81.45 11.50 7.60 1.80 11.925 40.725 0.0874 11.075 40.725 0.0851 0.0045

tub B1 0.85 81.45 11.50 7.60 1.80 11.925 40.725 0.0874 11.075 40.725 0.0851 0.00452 0.85 81.45 5.75 7.60 1.80 6.175 40.725 0.0641 5.325 40.725 0.0583 0.01153 0.85 81.45 0.00 7.60 1.80 0.425 40.725 0.0057 0.000 40.725 0.0000 0.0228

punct A B φ1 0.0228 0.0045 0.02732 0.0115 0.0115 0.02323 0.0045 0.0228 0.0273

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 84

Page 85: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 85

Page 86: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 86

Page 87: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

Anexa 9 – EVALUARE CONFORT TERMIC INSTALATIA DE INCALZIRE CU AEROTERME

-temperatura aerului tI = 17°C-temperatura medie radianta tR = 15°C;-rezistenta termica a imbracamintii Icl = 1.00 clo (0.155 m2K/w);-activitate 2.24 met;-viteza aer interior ar < 0.40 m/s.-umiditate interioara φ = 40%.

Furnizorii aerotermelor precizeaza inaltimea de montaj a acestora astfel incit viteza in zona de lucru sa fie de cca 0.20 m/s.-pentru viteza aerului w = 0.20m/s

-votul mediu previzibil PMV = 0.30-procentul previzibil de insatisfacte PPD = 6.90 -temperatura operativa to = 16°C

Hala de montaj, la incalzirea cu aeroterme, din punct de vedere al confortului se inscrie in categoria II (SR EN 15251-2007), cu caracteristicile

-0.50 < PMV < +0.50 PPD < 10.00

INSTALATIA DE INCALZIRE CU TUBURI RADIANTE -temperatura aerului tI = 13°C

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 87

Page 88: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat-temperatura medie radianta tR = 25.4°C;-rezistenta termica a imbracamintii Icl = 1.00 clo (0.155 m2K/w);-activitate 2.24 met;-viteza aer interior ar < 0.40 m/s.-umiditate interioara φ = 40%.

-pentru viteza aerului w = 0.20m/s-votul mediu previzibil PMV = 0.50-procentul previzibil de insatisfacte PPD = 10.00 -temperatura operativa to = 19.20°C

Hala de montaj, la incalzirea cu tuburi radiante, din punct de vedere al confortului se inscrie in categoria II (SR EN 15251-2007), cu caracteristicile

-0.50 < PMV < +0.50 PPD < 10.00

0

20

40

60

80

100

-3 -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3PMV

PP

D

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 88

Page 89: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

MasteratAnexa 10 – CONSUM COMBUSTIBIL

1. CONSUMURI TEORETICE DE COMBUSTIBIL

1.1 CONSUMUL ORAR DE COMBUSTIBIL B h

În funcţie de debitul de căldură furnizat de cazanele din centrala termică, necesarul teoretic de combustibil orar se calculează cu relaţia:

in [m3N /h], unde:

η – randamentul instalaţiei.Incalzirea cu aerotermePentru cazanul VIESSMANN, cu arzator cu aer insuflat, randamentul se afla cu relatia:

unde:-ηcz – randamentul cazanelor, 90…95%;-ηt – randamentul retelei de transport, 90%;-ηe – randamentul exploatării, 90…95%.

Rezulta: ηI = 0.92 x 0.90 x 0.90 = 74.5 %

QI – debitul de căldură, in [kW];Hi – puterea calorică inferioară a combustibilului, in [kJ/m3

N].Cu datele:QI = 291 kw si Hi = 35800 kJ/m3

N se obtine:

40 m3N /h

NOTA:Pentru o instalatie cu 2 cazane cu arzator atmosferic SIME(η= 0.70) debitul de gaze consumat este:

42 m3N /h

Incalzirea cu tuburi radianteDin programul de selectie SYSTEMA:-necesar real de caldura pentru incalzirea cu tuburi QI = 273 kw;-randament sistem ηcz = 86.7%

32 m3N /h

1.2 CONSUMUL ZILNIC DE COMBUSTIBIL B zi

Corespunzator numarului ni de ore de funcţionare zilnică, calculul se face cu relatia:

in [m3N/zi], unde:

Spre deosebire de incalzirea cu tuburi termice, care este pusa in functiune odata cu inceperea programului de lucru, incalzirea cu aeroterme trebuie pusa in functiune cu minimum 1 ora inainte de inceperea programului de lucru. Numarul orelor de functionare este de 10 h/zi pentru incalzirea cu tuburi radiante si de 11 h/zi pentru incalzirea cu aeroterme.Incalzirea cu aerotermePentru 11 ore de functionare zilnica consumul zilnic are valoarea:

432 m3N /zi

Incalzirea cu tuburi radiantePentru 10 ore de functionare zilnica consumul zilnic are valoarea:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 89

Page 90: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

317 m3N /zi

1.3 CONSUMUL IN LUNA DE VARF B LV

Se va utiliza relaţia:

in [m3N /luna], unde:

θmi - temperatura medie interioara a aerului, in [oC];θe’ - temperatura medie exterioara convenţională în luna de vârf, in [oC], conf. SR 4839;θe - temperatura exterioara convenţională de calcul, in [oC], conf. SR 1907-2;

In cazul mai multor incaperi temperatura medie a aerului interior θmi se calculează ca medie ponderată cu volumul încăperilor Vi.

in [oC];

Incalzirea cu aerotermeCu datele:

θmi = 17oCθe’ = -2.4oC

θe = -15 oC rezulta: 7858 m3N

Incalzirea cu tuburi radianteCu datele:

θmi = 17oCθe’ = -2.4oC

θe = -15 oC rezulta: 5759 m3N

1.4 CONSUMUL ÎN PERIOADA DE ÎNCĂLZIRE B PI

Perioada de incalzire reprezinta numarul mediu de zile in care este necesara incalzirea.Perioada de încălzire începe dupa ce 3 zile consecutive, temperatura exterioară medie a coborit sub +10 oC si se termină cind 3 zile consecutive temperatura exterioară medie a depăşit +10 oC.Relaţia de calcul este:

in [m3N], unde:

q – indice al necesarului de caldura:

in [kwh/K], unde:

θi – temperatura interioara conventionala de calcul, in [°C]

- numarul de grade-zile:

in [grade-zile], unde:

- coeficient de corelare climatica;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 90

Page 91: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat- durata conventionala a perioadei de incalzire.

Coeficientul de corelare climatica se afla astfel:

-se determina temperatura medie zilnica pe durata unui an pentru localitatea in cauza:

in [°C], unde: - temperatura exterioara medie zilnica pe durata unui an, redusa la nivelul

marii, pentru localitatea considerata, conf. fig. 1, SR4839;

- altitudinea localitatii, conf. tab.1, SR 4839; -se afla coeficientul de corelare climatica K, fig. 2, SR 4839, functie de si ;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 91

Page 92: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

este temperatura medie zilnica care marcheaza momentul inceperii, respectiv opririi incalzirii.

-se incadreaza localitatea intr-una din cele 2 zone de corelatie din fig.3, SR 4839;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 92

Page 93: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

Numarul de grad-zile teoretic se afla in functie de coeficientul K si de dintr-una din

diagramele 4 sau 5, SR 4839.

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 93

Page 94: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 94

Page 95: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

MasteratDurata conventionala a perioadei de incalzire se ia din diagrama 6, SR 4839, in functie de coeficientul K si de zona geografica.

Incalzirea cu aerotermeCu datele:

-ni = 11 h/zi-θi = 17oC-θe = -15oC

Se obtine: = 100 kwh/K

Cu datele:-altitudine Bucuresti h = 92m;- = 10.3°C

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 95

Page 96: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat9.84°C

- =8°C- =9.84°C

K = 1.30-incadrare localitate zona I-K = 1.30- =8°C

= 2890 grade-zile

-K = 1.30-curba b(celelalte regiuni)

= 158 zile

Numarul de grade-zile rezulta:

= 2890 – (20 - 17) 158 = 2416 grade-zile

Consumul teoretic in perioada de incalzire se obtine cu:

32611 m3N

Incalzirea cu tuburi radianteCu datele:

-ni = 10 h/zi-θi = 17oC-θe = -15oC

Se obtine: = 85.31 kwh/K

Cu datele:-altitudine Bucuresti h = 92m;- = 10.3°C

9.84°C- =8°C- =9.84°C

K = 1.30-incadrare localitate zona I-K = 1.30- =8°C

= 2890 grade-zile

-K = 1.30-curba b(celelalte regiuni)

= 158 zile

Numarul de grade-zile rezulta:

= 2890 – (20 - 17) 158 = 2416 grade-zile

Consumul teoretic in perioada de incalzire se obtine cu:

23905 m3N

2. CONSUMURI REALE DE COMBUSTIBIL

2.1 NECESARUL MEDIU ORAR DE CĂLDURĂ PENTRU ÎNCĂLZIRE Q Im

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 96

Page 97: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

MasteratConform “Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare” se calculează cu relaţia:

in [kW], unde:

QI – debitul de căldură, in [kW];Y – coeficient ce ţine seama de faptul că viteza medie a vântului în perioada de încălzire vm este mai mică decât viteza de calcul v.Coeficientul Y se afla cu relatia:

,unde:

e - coeficient eolian in functie de gradul de vitrare(raportul intre suprafata vitrajului si suprafata totala a peretilor).

Pentru un grad de vitrare e = 30 in tabelul de mai jos se indica valoarea coeficient Y.Tabel 3.13 – Valoare coeficient Y

amplasament cladire in localitati in afara localitatiizona eoliana I II III IV I II III IVviteza vint v [m/s] 8.00 5.00 4.50 4.00 10.00 7.00 6.00 4.00viteza medie vint vm [m/s] 3.20 2.00 1.80 1.60 4.00 2.80 2.00 1.60Coeficient Y 0.76 0.84 0.86 0.88 0.71 0.78 0.81 0.88

(M. Ilina, C. Bandrabur s.a., Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare, ed. tehnica, 1992, pag. 439)

y - coeficient de corecţie care ţine seama de aporturile de căldură de la oameni, iluminat, aparate casnice etc. conform tabel anexat.

Tabel 3.14 – Valoare coeficient ydestinatie constructie y

spitale, crese, gradinite, policlinici, case de odihna, sanatorii 0.85locuinte, scoli, camine 0.80pavilioane tehnico-administrative, birouri, anexe social-administrative 0.75ateliere cu procese tehnologice fara degajari de caldura 0.70idem, cu degajari de caldura 0.65

(M. Ilina, C. Bandrabur s.a., Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare, ed. tehnica, 1992, pag. 439)

ft - coeficient de corecţie care ţine seama de oscilatiile admise ale aerului interior ca urmare a regimului de livrare a caldurii.

Tabel 3.15 – Valoare coeficient ft

destinatie constructie ft

spitale, crese, gradinite, policlinici, case de odihna, sanatorii 1.00restul constructiilor 0.95

(M. Ilina, C. Bandrabur s.a., Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare, ed. tehnica, 1992, pag. 439)

fi - coeficient de corecţie care ţine seama de necesarul de căldură majorat funcţie de regimul de funcţionare al sursei de căldură.

Tabel 3.16 – Valoare coeficient ft

regim de functionare fi

cu intrerupere de 14h/zi 0.91cu intrerupere de 10h/zi 0.94functionare continua 1.00

(M. Ilina, C. Bandrabur s.a., Instalatii de incalzire. Indrumator de proiectare, ed. tehnica, 1992, pag. 439)Incalzirea cu aerotermeSe precizeaza ca pentru protectia la inghet a instalatiei este necesara functionarea sistemului de incalzire astfel incit temperatura minima a apei in conducta de retur a instalatiei la cazane sa nu scada sub 10°C. Se aproximeaza acest necesar de caldura la cca 5% din debitul de caldura, adica QI = 1.05 x 291 = 306 kW

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 97

Page 98: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

MasteratCu datele:

grad de vitrare e = SV / (SPE +SV) = 402 /(1354.3+402) = 22.9%amplasament cladire in localitatezona eoliana IIviteza vint v 5.00 m/sviteza medie vint vm 2.00 m/s

Se obtine = 0.808

Cu datele:destinatie constructie atelier fara degajari calduraintrerupere alimentare cu caldura 14h/zi

Se obtine y = 0.70ft = 0.95fi = 0.91

Rezulta: QIm = 0.808 x 0.70 x 0.95 x 0.91 x 306 = 150 kwIncalzirea cu tuburi radianteCu datele:

y = 0.70ft = 0.95fi = 0.91

Rezulta: QIm = 0.808 x 0.70 x 0.95 x 0.91 x 273 = 133 kw

2.2 CONSUMUL ANUAL DE COMBUSTIBIL PENTRU ÎNCĂLZIRE B PI

Relaţia de calcul este:

in [m3N], unde:

q – indice al necesarului de caldura:

in [kwh/K], unde:

Incalzirea cu aerotermeVAR. 1 Pentru 2 cazane cu arzator cu aer insuflat VIESSMANN Cu datele:

Qlm = 150 kwni = 11 h/ziθi = 17oCθe = -15oC

2416 grade-zile

ηI = 74.5 %Hi = 35800 kJ/m3

N.

Se obtine: = 52 kwh/K

=16958 m3N

VAR. 2 Pentru 2 cazane cu arzator atmosferic SIME debitul de gaze consumat este BPI = 18048 m3

N

Incalzirea cu tuburi radiante

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 98

Page 99: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

MasteratCu datele:

Qlm = 133 kwni = 10 h/ziθi = 17oCθe = -15oC

2416 grade-zile

ηI = 86.7 %Hi = 35800 kJ/m3

N.

Se obtine: = 41.6 kwh/K

=11657 m3N

NOTA Se constata ca in cazul tuburilor radiante consumul de combustibil este: -cu 31% mai mic decit cel pentru incalzirea cu aeroterme var. 1 - (arzator cu aer insuflat); -cu 35% mai mic decit cel pentru incalzirea cu aeroterme var. 2 -(arzator atmosferic).Anexa 11 – CONSUM ENERGIE ELECTRICA

Consumul de energie electrica EC se calculeaza cu relatia:EC = P x T x F in [kwh], unde:

P – putere instalata, in [kw];T – durata utilizare, in [h];F – factor cerere; F = 0.4 ÷ 1.0.Incalzirea cu aerotermeDurata de utilizare T se calculeaza cu relatia:

T = TM + TO + TL in [h], unde:TM - durata utilizare in timpul orelor de program, in [h];TO - durata utilizare in afara orelor de program, in [h];TL – durata utilizare in zilele libere, in [h]. Numarul zilelor lucratoare ZL se afla cu relatia:

ZL = 5 x Dθeo / 7 = 5 x 158 / 7 = 113 zile, unde:Dθeo= 158 zile, durata perioadei de incalzire.

Durata utilizare in timpul orelor de program: TM = ZL ni = 113 x 11 = 1243 h;

ni – numar ore functionare, in [h];Durata utilizare in afara orelor de program:

TO = (24 - ni) ZL = (24 - 11) 113 = 1469 h;Durata utilizare in zilele libere:

TL = 24 (Dθeo - ZL) = 24 (158 – 113) = 1080 h. var. 1-in timpul orelor de program:

putere electrica:-aeroterme 14 x 120 = 1680 w-destratificatoare 4 x 150 = 600 w-arzatoare 2 x 420 = 840 w-pompa circulatie 1 x 1500 = 1500 w

putere = 4620 w P = 4.62 kwTM = 1243hF = 0.80EC = 4.62 x 1243 x 0.80 = 4594 kwh

-in afara orelor de program:putere electrica:

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 99

Page 100: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat-aeroterme 8 x 120 = 960 w-arzatoare 1 x 420 = 420 w-pompa circulatie 1 x 1500 = 1500 w

putere = 2880 w P = 2.88 kwTO + TL = 1469 + 1080 = 2549hF = 0.80EC = 2.88 x 2549 x 0.80 = 5873 kwh

Rezulta: EC = 4594 + 5873 = 10467 kwh

var. 2-in timpul orelor de program:

putere electrica:-aeroterme 14 x 120 = 1680 w-destratificatoare 4 x 150 = 600 w-pompa circulatie 1 x 1500 = 1500 w

putere = 3780 w P = 3.78 kwTM = 1243hF = 0.80EC = 3.78 x 1243 x 0.80 = 3759 kwh

-in afara orelor de program:putere electrica:

-aeroterme 8 x 120 = 960 w-pompa circulatie 1 x 1500 = 1500 w

putere = 2460 w P = 2.46 kwTO + TL = 1469 + 1080 = 2549hF = 0.80EC = 2.46 x 2549 x 0.80 = 5016 kwh

Rezulta: EC = 3759 + 5016 = 8775 kwhIncalzirea cu tuburi radianteDurata utilizare in timpul orelor de program:

TM = ZL ni = 113 x 10 = 1130 h; P = 8.90 kwTM = 1130hF = 0.80EC = 8.90 x 1130 x 0.80 = 8046 kwh

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 100

Page 101: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat

Anexa 12 - LISTA CANTITATI LUCRARI INCALZIRE CU AEROTERME nr. crt. denumire U.M. cantitate pret unitar pret total

- - - - Euro EuroUTILAJ TEHNOLOGIC SI ACCESORII

01 supapa siguranta buc 4 20.60 82.4002 termometru buc 1 5.08 5.0803 senzor temperatura buc 5 8.20 41.0004 manometru buc 4 2.90 11.6005 presostat presiune minima buc 1 41.70 41.7006 presostat presiune maxima buc 1 41.70 41.7007 priza aer combustie buc 1 297.60 297.60

TOTAL = 521.08CONDUCTE SI ACCESORII

01 teava neagra de otel, 1/2” m 10 2.44 24.4002 idem, 3/4” m 2 3.11 6.2203 idem, 1” m 6 3.90 23.4004 idem, 11/4” m 164 5.00 820.0005 idem, 11/2” m 32 5.66 181.1206 idem, 2” m 52 8.14 423.2807 idem, 21/2” m 153 10.23 1565.1908 idem, 3” m 155 13.68 2120.4009 izolatie termica, 19 / 42mm m 164 2.60 426.4010 idem, 19 / 48mm m 32 3.20 102.4011 idem, 19 / 60mm m 52 4.02 209.0412 idem, 19 / 76mm m 147 4.77 701.1913 idem, 19 / 89mm m 133 5.50 731.5014 idem, 32 / 76mm m 6 4.86 29.1615 idem, 32 / 89mm m 22 5.28 116.1616 grund m² 118 5.00 590.0017 vopsitorii m² 5 5.00 25.0018 confectii metalice kg 100 3.10 310.0019 punct fix buc 8 8.75 70.00

TOTAL = 8474.86ARMATURI SI ACCESORII

01 robinet cu sfera, dn 15mm buc 16 1.73 27.6802 idem, dn 20mm buc 2 2.30 4.6003 idem, dn 25mm buc 6 5.73 34.3804 idem, dn 32mm buc 14 6.30 88.2005 idem, dn 50mm buc 1 13.05 13.0506 idem, dn 65mm buc 2 29.00 58.0007 idem, dn 80mm buc 5 57.53 287.6508 ventil retinere, dn 25mm buc 3 7.50 22.5009 idem, dn 80mm buc 1 45.90 45.9010 ventil reglaj, dn 25mm buc 2 31.50 63.0011 idem, dn 32mm buc 14 43.10 603.4012 idem, dn 65mm buc 2 139.20 278.4013 idem, dn 80mm buc 1 188.80 188.8014 separator impuritati, dn 80mm buc 1 57.30 57.3015 armatura aerisire automata buc 2 6.00 12.00

TOTAL = 1784.86

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 101

Page 102: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

MasteratTOTAL GENERAL = 10780.80

TOTAL CU MANOPERA +PIF+AF = 12937.00AMENAJARE INCAPERE CENTRALA TERMICA = 2800.00

TOTAL = 15737.00

Anexa 13 - LISTA ECHIPAMENTE INCALZIRE CU AEROTERME var. 1 – cazan cu arzator cu aer insuflatnr. crt.

denumire producator tip pret unitar

cantitate Pret total

- - - - Euro buc Euro01 cazan fonta incl.

automatizareVIESSMANN VITOROND 195 9750 2 19500

02 arzator WEISHAUPT WG30/1-C ZN-LN 2412 2 482403 Cos fum 250mm 2153 2 430604 Pompa circuit

aerotermeWILO STRATOS D80/1-

12 CAN Pn65000 1 5000

05 Pompa cazan WILO STRATOS 25/1-8 CAN Pn10

900 2 1800

06 Vas expansiune REFLEX 100 l 178 1 17807 Statie tratare apa NOBEL 90/A 900 1 90008 Separator aer PNEUMATEX ZEPARO ZIO 80F 1037 1 103709 Detector gaze PRIMATECH PREVENT 130 1 13010 Vana cu 3 cai +

servomotorHONEYWELL ESBE VRG 131-

50/40 +servomotor 218 1 218

11 Vana fluture +servomotor

HONEYWELL EBRO MAK40 + BNP20

270 2 540

12 Aeroterma tavan SABIANA COMFORT 4Z-107DRA – 1

989 14 13846

13 destratificator SABIANA NOSTRAT DNS-450/4

735 4 2940

TOTAL= 55219TOTAL CU MANOPERA +PIF+AF = 66263

Anexa 14 - LISTA ECHIPAMENTE INCALZIRE CU AEROTERME var 2 – cazan cu arzator atmosfericnr. crt.

denumire producator tip pret unitar

cantitate Pret total

- - - - Euro buc Euro01 cazan fonta incl.

automatizareSIME RS 194 MKII 200kw 3290 2 6580

02 Cos fum 300mm 2518 2 503603 Pompa circuit

aerotermeIMP NMTD 65 2476 1 2476

04 Pompa cazan IMP NMT 1-80 152 2 30405 Vas expansiune ELBI 100 l 93 1 9306 Statie tratare apa NOBEL 90/A 900 1 90007 Separator aer SPIROTECH SPIROTECH 80F 890 1 89008 Detector gaze PRIMATECH PREVENT 130 1 13009 Vana cu 3 cai +

servomotorHONEYWELL ESBE VRG 131-

50/40 +servomotor 218 1 218

10 Vana fluture +servomotor

HONEYWELL EBRO MAK40 + BNP20

270 2 540

11 Aeroterma tavan SABIANA COMFORT 4Z- 989 14 13846

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 102

Page 103: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat107DRA – 1

12 destratificator SABIANA NOSTRAT DNS-450/4

735 4 2940

TOTAL= 33953TOTAL CU MANOPERA +PIF+AF = 40744

Anexa 15 – LISTA ECHIPAMENTE SI MATERIALE INCALZIRE CU TUBURI RADIANTE

COD DESCRIERE BUCATI    / mlOHA 200-180 Unitate de combustie pe gaz 305ACKT0500 Suport de sustinere la perete pentru OHA 100-200-400 305CNTE2521 Terminal din inox 90g cu grila din Inox,d.200mm(1m) 305CEQU2657 Tablou de comanda (la sol) "SLIM" pentru OHA 3

05CNTU1216Prelungire terminal din inox Ø200mm L=1m M/F OHA100-200-400 3

05CNCO1427 Colier fixare terminal fun pe perete 305ACKT0502 Kit fixare a grupului de combustie la fereastra 3

05CNFI0329Tubulatura radianta completa Mod.U Ø300, 2 tuburi/metru liniar(fara curba) 243

05CNKI2566 Curba finala la 180g pt tubulatura radianta Mod U Ø300 3

05CNCO2019Capac final de inchidere pentru tubulatura radianta Mod. U Ø300 3

05CNCA0082 Lant Ø19 pentru suport de sustinere - metru liniar 32400CNTA0978 Con-expand pentru fixarea lantului de tavan 16200CNSI0401 Materiale consumabile sistem     Pret Total Echipamente 59.722,30 € Pret Montaj + PIF + AF 5.460,00 €

 Pret Total Oferta 65.182,30 €

NORME SI PRESCRIPTII TEHNICE

Normativ privind proiectarea si executarea instalatiilor de incalzire centrala I13-02; Normativ pentru exploatarea instalatiilor de incalzire centrala I13/1-02; Norme tehnice pentru proiectarea, executarea si exploatarea sistemelor de alimentare

cu gaze naturale –NTPEE 2008; Normativ de siguranta la foc a constructiilor – P118-99; Normativ privind calculul termotehnic al elementelor de constructie ale cladirilor – C107/3-05; Normativ privind calculul coeficientilor globali de izolare termica la cladiri cu alta

destinatie decit cele de locuit – C107/2-05; Ghid pt. alegerea, proiectarea, intretinerea si exploatarea sistemelor si

echipamentelor de siguranta din dotarea instalatiilor de incalzire cu apa avind temperatura maxima de 1150 C – GP041-98;

Legea 10-95 privind calitatea in constructii; Norme generale de protectie a muncii - 2002; Normativ privind protectia la zgomot – 2003; Ghid privind criteriile de performanta ale cerintelor de calitate conform legii 10-95

privind calitatea in constructii, pentru instalatiile de incalzire centrala – GT 060-03; Ghid privind criteriile de performanta ale cerintelor de calitate conform legii 10-55

privind calitatea in constructii, pentru instalatiile de ventilare-climatizare -GT 058 -03; Ghid de evaluare a gradului de confort higrotermic din unitatile functionale ale cladirilor

existente – GT-039-02;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 103

Page 104: 1

Ing. Iordache Andrei Lucrare de Disertatie

Masterat Cerinte tehnice privind utilizarea aparatelor consumatoare de combustibili gazosi – PTA1-10; Necesarul de caldura de calcul. Prescriptii de calcul – SR 1907-1-97; Necesarul de caldura de calcul. Temperaturi interioare conventionale de calcul – SR 1907-2-97; Numarul anual de grade-zile – SR 4839-97; Masuri de siguranta la instalatii de incalzire centrala cu apa avind temperatura maxima

de 1150 C – STAS 7132-86; Ambiante termice moderate. Determinarea indicilor PMV si PPD si specificarea

conditiilor de confort termic – SR ISO 7730; Parametrii ambiantei interioare pentru proiectare si evaluare a performantei energetice

a cladirilor, care se refera la calitatea aerului interior, confort termic, iluminat si acustica – SR EN 15251-07;

Cod de proiectare seismica. Prevederi de proiectare pentru cladiri – Partea I – P - 1/2006;

BIBLIOGRAFIE

Gabriel, Gh., (1972) - Distribuţia şi utilizarea gazelor naturale, Editura Tehnică, Bucuresti

Ilina, M., Bandrabur, C., Popescu, M., Stanescu, St., Chiriac, Al., Cocora, O. (1992) - Instalaţii de încălzire. Îndrumător de proiectare, Editura Tehnică, Bucuresti;

Ilina, M., Lungu, C. (2005) – 100 de probleme practice de instalatii de incalzire, Editura Matrixrom, Bucuresti;

Ilina., M., Georgescu., M., Bandrabur., C., Toropoc., M. (2002) – Manualul de Instalatii. Instalatii de Incalzire, Editura ARTECNO, Bucuresti;

Niculescu, N., Ilina, M. (1974) – Instalatii de incalzire,Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti;

Niculescu, N., Ilina, M., Bandrabur, C., Beldiman, M., Craciun, M. (1985) – Instalatii de incalzire si retele termice, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti;

Petrescu, A., Duta, Gh., Vasilecu, P. (1981) – Incalzirea cladirilor industriale vol.1,Editura Tehnica, Bucuresti;

Toropoc, M. – Incalzirea prin radiatie, note de curs, 2012; Toropoc, M. , Frunzulica R., (2012) - Paper economical considerations concerning

radiant heating systems, U.P.B., Sci. Bull. ,series C, vol.74, Iss. 1, accesat mai 2013; Sabiana – Analiza comparativa – Incalzire spatii industriale. Xuejing, Z.., (2006) – Study of the Heating Load of a Manufactured Space with a Gas-

Fired Radiant Heating System, Heating technologies for energy efficiency, vol. III-I-4, ICEBO 2006, Shenzhen, China, accesat mai 2013;

Facultatea de Ingineria Instalatiilor – U.T.C.B. 104