4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

157

Click here to load reader

Transcript of 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

Page 1: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

1

SUPORT LABORATORDISCIPLINA INSTALAŢII

PENTRU CONSTRUCŢII

Titular curs: Prof.univ.dr.ing. GHEORGHE-CONSTANTIN IONESCUCoordonatorii lucrărilor: Asist.ing.Emil GLIGOR

Asist.ing.Daniela GAVRIŞ

– 2011 –

Page 2: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

2

CUPRINS

CAPITOLUL I – ELEMENTE GENERALE

1.1. Fazele de elaborare a documentaţiilor tehnico-economice necesare realizării obiectivelor de investiţii publice pentru instalaţii de alimentarecu apa, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice ......................................................................... 5

1.1.1. Tema de proiectare ............................................................................................................ 51.1.2. Studiu de prefezabilitate .................................................................................................... 61.1.3. Studiu de fezabilitate ......................................................................................................... 81.1.4. Proiectul tehnic şi caietul de sarcini .................................................................................. 91.1.5. Detalii de execuţie ............................................................................................................. 10

1.2. Încadrarea obiectivelor de investiţii publice pentru instalaţii de alimentarecu apa, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice, în sistemele de lucrărihidroedilitare şi de gaze ale localităţilor ................................................................................................ 11

1.2.1. Autorizaţia de construire ................................................................................................... 111.2.2. Planurile urbanistice: PUG şi PUZ .................................................................................... 111.2.3. Avize şi acorduri ................................................................................................................ 11

1.3. Cerinţele esenţiale de calitate şi criteriile de performanţe pentru instalaţiilesanitare, de alimentare cu apă, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice ................................. 121.4. Reglementări tehnice specifice pentru instalaţii sanitare, de alimentarecu apă, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice ......................................................................... 12

CAPITOLUL II - INSTALAŢII SANITARE

2.1. Soluţii privind sistemele şi schemele generale de alimentare cu apă ........................................... 132.2. Criterii de clasificare şi condiţii de realizare a instalaţiilor de alimentarecu apă din ansambluri de clădiri ............................................................................................................ 152.3. Instalaţii interioare de alimentare cu apă rece şi caldă pentru consum menajer ....................... 19

2.3.1. Soluţii constructive şi scheme ale instalaţiilor interioare dealimentare cu apă rece şi caldă pentru consum menajer .............................................................. 19

2.3.1.1. Reţele interioare de alimentare cu apă rece şi respectiv,cu apă caldă de consum, în sistem cu contorizare individuală ..................................... 202.3.1.2. Reţele interioare de alimentare cu apă rece şi respectiv,cu apa caldă de consum, în sistem cu contorizare colectivă ........................................ 232.3.1.3. Reabilitarea şi modernizarea instalaţiilor interioare de

alimentare cu apă rece şi apă caldă de consum ............................................. 262.3.1.4. Implicaţiile schimbării destinaţiei clădirii asupra instalaţiilorinterioare de alimentare cu apă rece şi apă caldă de consum ..................................... 26

CAPITOLUL III - INSTALAŢII DE ÎNCĂLZIRE

3.1. Importanţa instalaţiilor de încălzire ............................................................................................... 253.2. Exigenţe de calitate ale instalaţiilor de încălzire centrală ............................................................. 263.3. Clasificarea instalaţiilor de încălzire ............................................................................................... 273.4. Alegerea elementelor de construcţii din punct de vedere termotehnic ........................................ 303.5. Încălzirea locală ............................................................................................................................... 30

3.5.1. Prescripţii privind utilizarea încălzirii locale ..................................................................... 303.5.2. Sobe cu acumulare de căldură ........................................................................................... 313.5.3. Sobe fără acumulare de căldură ......................................................................................... 313.5.4. Sobe de construcţie specială .............................................................................................. 31

3.6. Încălzirea cu apă caldă şi fierbinte .................................................................................................. 323.6.1. Clasificarea sistemelor de încălzire cu apă caldă .............................................................. 323.6.2. Criterii privind alegerea sistemului de încălzire ................................................................ 35

3.7. Sisteme de încălzire,, cu abur de presiune joasă ............................................................................ 353.7.1. Criterii privind utilizarea încălzirii cu abur de presiune joasă ........................................... 35

Page 3: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

3

3.7.2. Particularităţi ale instalaţiilor cu abur la presiune joasă .................................................... 363.8. Încălzirea cu aer cald ........................................................................................................................ 37

3.8.1. Criterii privind utilizarea încălzirii cu aer cald .................................................................. 373.8.2. Instalaţii de încălzire cu preparare locală a aerului cald .................................................... 38

3.8.2.1. Încălzirea cu agregate cu focar propriu .......................................................... 393.9. Criterii privind utilizarea încălzirii prin radiaţie .......................................................................... 393.10. Încălzirea cu pompe de căldură ..................................................................................................... 43

3.10.1. Criterii privind utilizarea pompelor de căldură ............................................................... 433.10.2. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură aer-aer ............................................... 443.10.3. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură aer-apă .............................................. 453.10.4. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură apă-aer .............................................. 453.10.5. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură apă-apă .............................................. 463.10.6. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură sol-aer şi sol-apă ............................... 463.10.7. Dimensionarea instalaţiilor cu pompe de căldura ............................................................ 48

3.11. Încălzirea electric ............................................................................................................................ 493.11.1. Criterii privind utilizarea energiei electrice ..................................................................... 493.11.2. Încălzirea electrică directă ............................................................................................... 50

3.11.2.1. Aparate electrice de încălzire ........................................................................ 503.11.2.1.1. Convectoare de perete .................................................................. 503.11.2.1.2. Convectoare plintă ........................................................................ 503.11.2.1.3. Convectoare de pardoseală .......................................................... 503.11.2.1.4. Radiatoare electrice ...................................................................... 503.11.2.1.5. Panouri radiante .......................................................................... 513.11.2.1.6. Radianţi luminoşi .......................................................................... 513.11.2.1.7. Radianţi în infraroşu ..................................................................... 513.11.2.1.8. Aeroterme electrice ....................................................................... 51

3.11.3. Comanda şi reglarea ........................................................................................................ 513.12. Încălzirea cu apă geotermală ......................................................................................................... 52

3.12.1. Utilizarea apelor geotermale pentru încălzire .................................................................. 523.12.2. Surse geotermale .............................................................................................................. 523.12.3. Poziţia instalaţiilor termice în lanţul de valorificare complexă a energiei geotermale ... 533.12.4. Sisteme de alimentare cu căldură .................................................................................... 53

3.13. Încălzirea solară ..................................................................... ......................................................... 543.13.1. Utilizarea energiei solare ................................................................................................. 543.13.2. Sisteme de încălzire a spaţiilor utilizând energia solară .................................................. 55

3.13.2.1. Sisteme pasive de încălzire solară ................................................................. 553.13.2.2. Sisteme active de încălzire solară .................................................................. 56

3.14. Instalaţii de încălzire ce utilizează căldura recuperată ............................................................... 563.14.1. Clasificarea sistemelor de recuperare a căldurii .............................................................. 56

CAPITOLUL IV - INSTALAŢII DE VENTILARE ŞI CLIMATIZARE

4.1. Conţinutul şi istoricul instalaţilor de ventilare şi climatizare ....................................................... 584.2. Clasificarea instalaţiilor de ventilare şi climatizare ....................................................................... 594.3. Semne convenţionale şi denumiri folosite în instalaţiile de ventilare şi climatizare ................... 624.4. Ventilarea naturală (VN) ................................................................................................................. 63

4.4.1. Ventilarea naturală neorganizată ....................................................................................... 634.4.2. Ventilarea naturală organizată ........................................................................................... 63

4.5. Ventilarea mecanică (VM) ............................................................................................................... 644.6. Climatizarea ...................................................................................................................................... 64

4.6.1. Probleme generale ............................................................................................................. 644.6.2. Clasificarea instalaţiilor de climatizare. Principii de funcţionare. ..................................... 65

4.6.2.1. Clasificarea instalaţiilor .................................................................................. 654.6.2.2. Principii de funcţionare a instalaţiilor de climatizare ..................................... 66

Page 4: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

4

CAPITOLUL V - INSTALAŢII ELECTRICE

5.1. Receptoare electrice .......................................................................................................................... 685.2. Consumatori electrici ........................................................................................................................ 695.3. Alimentarea cu energie electrică ...................................................................................................... 70

5.3.1. Instalaţii electrice ............................................................................................................... 705.4. Scheme de alimentare pentru consumatori cu receptoare normale ............................................. 705.5. Branşarea consumatorilor casnici la SEN....................................................................................... 735.6. Alimentarea receptoarelor electrice normale cu energie electrică ............................................... 745.7. Alimentarea receptoarelor electrice vitale ...................................................................................... 76

5.7.1. Alimentarea receptoarelor pentru iluminatul de siguranţă ................................................ 775.7.2. Programe de proiectare a instalaţiilor electrice de joasă tensiune ..................................... 785.7.3. Instalaţii pentru protecţia omului ....................................................................................... 785.7.4. Metode de protecţie ........................................................................................................... 80

5.7.4.1. Metode de protecţie împotriva atingerilor directe ........................................... 805.7.4.2. Metode de protecţie împotriva atingerilor indirecte ........................................ 81

5.7.5. Instalaţii de protecţie a clădirilor ...................................................................................... 82

Page 5: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

5

CAPITOLUL IELEMENTE GENERALE

1.1. FAZELE DE ELABORARE A DOCUMENTAŢIILOR TEHNICO-ECONOMICE NECESARE REALIZĂRII OBIECTIVELOR DE INVESTIŢII PUBLICE PENTRU INSTALAŢII DE ALIMENTARE CU APA, CANALIZARE, GAZE NATURALE ŞI FLUIDE TEHNOLOGICE

Documentaţiile tehnico-economice pentru obiectivele de investiţii publice se elaborează (conform „Normelor metodologice privind conţinutul cadru al proiectelor - pe faze de proiectare - al documentelor de licitaţie, al ofertelor şi al contractelor pentru execuţia investiţiilor") în următoarele faze:

studiu de prefezabilitate (SPF); studiu de fezabilitate (SF); proiect tehnic (PT) şi caiet de sarcini; detalii de execuţie (DDE).

Documentaţiile tehnico-economice de investiţii publice pentru instalaţii de alimentare cu apă, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice, se elaborează pe baza datelor cuprinse în tema de proiectare.

1.1.1. Tema de proiectare

Face parte integrantă din fazele iniţiale de proiectare, SPF şi SF.Pentru instalaţiile de alimentare cu apă şi canalizare, tema de proiectare (având anexate

planurile de arhitectură ale clădirii) cuprinde următoarele date principale: destinaţia, categoria de importanţă şi caracteristicile constructive ale clădirii:

clădiri de locuit, administrative, social-culturale, industriale sau agrozootehnice;

numărul de niveluri şi destinaţiile tuturor încăperilor, inclusiv dacă are sau nu subsol tehnic sau numai canale tehnice vizitabile sau nevizitabile etc.; structura elementelor de construcţii (stâlpi, grinzi, planşee, pereţi despărţitori etc.) inclusiv tipul şi structura acoperişului sau terasei, precum şi condiţiile de rezistenţă ale clădirii;

dimensiunile încăperilor şi ale elementelor de construcţii, precum şi cotelegeodezice ale tuturor punctelor caracteristice ale clădirii;

condiţiile de confort sau cerinţele de estetică ale clădirii; gradul de rezistentă la foc, categoria şi clasa de pericol de incendiu a

construcţiilor si instalaţiilor (conform "Normelor tehnice de proiectare şi realizare a construcţiilor privind protecţia la acţiunea focului", indicativ P118);

caracteristicile terenului de fundare a construcţiei; clasa de importanţă şi caracteristicile clădirii din punct de vedere seismic; date privind caracteristicile proceselor tehnologice (amplasarea utilajelor,

puncte obligatorii de alimentare cu apă şi de evacuare a apelor uzate etc.);

Page 6: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

6

spaţii pentru amplasarea staţiilor de pompare, de hidrofor; a conductelor de apă şi canalizare;

numărul total de consumatori şi distribuţia acestora pe sexe şi categorii de vârstă;

parametrii apei din conducta publică în punctul de racord al instalaţiei interioare sau la sursele proprii de alimentare cu apă (dacă este cazul) şi anume: debitul, sarcina hidrodinamică disponibilă (sau presiunea de serviciu), regimul de furnizare a apei (continuu sau intermitent) şi calitatea apei;

cota radierului, diametrul şi poziţia (pe planul de situaţie) conductei exterioare de canalizare la care se racordează instalaţia interioară de canalizare, precum şi sistemul (unitar, separativ sau mixt) căruia îi aparţine conducta exterioară de canalizare;

sursa de căldură şi sistemul de preparare a apei calde de consum (cu sau fără stocare); în cazul instalaţiilor existente având sarcina termică disponibilăpentru prepararea apei calde de consum se indică poziţia (pe planul de situaţie)a punctului termic sau centralei termice respective;

alte elemente de detaliu care completează tema de proiectare.Pentru instalaţiile de gaze naturale combustibile, tema de proiectare cuprinde:

amplasamentul clădirii: localitatea; planul de amplasare în zonă, cu indicarea caracteristicilor tehnice ale reţelelor exterioare de gaze naturale existente (presiunile şi debitele gazelor naturale, diametrele conductelor etc.) şi situaţia altor tipuri de reţele amplasate în zonă (cabluri electrice, conducte de alimentare cu apă, de canalizare etc.);

tipul şi destinaţia clădirii şi a încăperilor componente (planurile de arhitectură, la scara 1:50, cu specificarea dimensiunilor şi destinaţiilor încăperilor şi amplasarea în încăperi a aparatelor de utilizare şi a arzătoarelor de gaze naturale);

caracteristicile constructive ale clădirii; date privind caracteristicile procesului tehnologic şi amplasarea utilajelor, în

cazul clădirilor de producţie, al centralelor termice sau al unor clădiri social- culturale (spitale, spălătorii de rufe, bucătării mari ale restaurantelor, hotelurilor etc.);

alte date care completează tema de proiectare.Datele din temele de proiectare pentru instalaţii de alimentare cu apă, canalizare, gaze

naturale şi fluide tehnologice se corelează cu datele temelor de proiectare pentru arhitectură, rezistenţă, instalaţii electrice, de încălzire, ventilare sau climatizare etc., ale aceluiaşi obiectiv de investiţii.

1.1.2. Studiu de prefezabilitate

Reprezintă documentaţia tehnico-economică prin care persoana juridică achizitoare fundamentează necesitatea şi oportunitatea realizării obiectivului de investiţie.

Studiul de prefezabilitate se întocmeşte de către persoana juridică achizitoare şi se aprobă de către conducerea acesteia.

În cazul în care persoana juridică achizitoare nu poate elabora prin forţe proprii studiul de prefezabilitate, acesta se va elabora cu sprijinul unor consultanţi de specialitate, persoane fizice sau juridice, angajate conform prevederilor legale (cu contracte de prestări servicii).

Conţinutul cadru al studiului de prefezabilitate este următorul:

Page 7: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

7

A. Părţile scrise.

Date generale:

o denumirea obiectivului de investiţii;o elaboratorul studiului de prefezabilitate (persoana juridică achizitoare, după

caz, consultantul);o ordonatorul principal de credite;o persoana juridică achizitoare (investitor);o amplasamentul (judeţ, localitate, strada, nr.);o tema, cu fundamentarea necesităţii şi oportunităţii investiţiei.o Evaluări pentru proiectarea studiului de prefezabilitate şi a studiului de

fezabilitate:o valoarea totală estimativă a obiectivului de investiţii;o cheltuieli pentru:o proiectarea studiului de prefezabilitate;o proiectarea studiului de fezabilitate;o obţinerea avizelor legale necesare elaborării studiilor de prefezabilitate şi

fezabilitate;o pregătirea documentelor privind organizarea licitaţiei, prezentarea

ofertelor şi adjudecarea proiectării investiţiei, conform prevederilor legale (instrucţiuni pentru ofertanţi, publicitate, onorarii şi cheltuieli de deplasare etc.).

Date tehnice ale investiţiei:

o suprafaţa şi situaţia juridică a terenului ce urmează a fi ocupată de obiectivulde investiţii;

o caracteristicile geofizice ale terenului din amplasament (zona seismică de calcul; natura terenului de fundare şi presiunea convenţională; nivelul maxim al apelor freatice);

o caracteristicile principale ale construcţiilor pentru:o clădiri: aria construită; aria desfăşurată şi numărul de niveluri;o reţele: lungimi şi diametre;o principalele utilaje de dotare a construcţiilor (pompe, compresoare, hidrofoare,

cazane, schimbătoare de căldura etc.);o utilităţi (modul de asigurare a acestora şi soluţia avută în vedere).

Finanţarea investiţiei (Din valoarea totală estimativă a investiţiei, ...% din surseproprii, ...% din credite bancare, ...% din fondurile bugetului de stat sau ale bugetului local,...% din fondurile special constituite prin lege, în afara altor bugete, ...% din credite externe garantate sau contractate direct de stat).

B. Părţile desenate

- Plan de amplasare în zonă (1:25.000- 1:5000);- Plan general (1:5000 - 1:1000).

1.1.3. Studiu de fezabilitate

Reprezintă documentaţia care cuprinde caracteristicile principale şi indicatorii tehnico- economici ai investiţiei, prin care trebuie să se asigure utilizarea raţională şi eficientă a cheltuielilor de capital şi a cheltuielilor materiale pentru satisfacerea cerinţelor economice şi sociale din domeniul respectiv.

Page 8: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

8

Studiul de fezabilitate se elaborează de către contractantul desemnat conform prevederilor "Regulamentului privind procedurile de organizare a licitaţiilor, prezentarea ofertelor şi adjudecarea proiectării investiţiilor publice".

Aprobarea studiului de fezabilitate se face conform prevederilor legale şi are în vedereasigurarea surselor de finanţare.

Conţinutul cadru al studiului de Fezabilitate este următorul:

A. Părţile scriseDate generale:

denumirea obiectivului de investiţii; elaborator (proiectantul, după caz, persoana juridică achizitoare); ordonatorul principal de credite; persoana juridică achizitoare (investitor); amplasamentul (judeţ, localitate, strada, nr.); tema, cu fundamentarea necesităţii şi oportunităţii avute în vedere la aprobarea

studiului de prefezabili-tate; descrierea funcţională şi tehnologică, inclusiv memorii tehnice pe specialităţi;

Date tehnice ale investiţiei:

suprafaţa şi situaţia juridică a terenului ce urmează a fi ocupată de obiectivul de investiţii (definitiv şi / sau temporar);

caracteristicile geofizice ale terenului din amplasament (zona seismică de calcul; natura terenului de fundare şi presiunea convenţională; nivelul maxim al apelor freatice);

caracteristicile principale ale construcţiilor pentru: clădiri: deschideri, travee, aria construită; aria desfăşurată, număr de niveluri şi

înălţimea acestora, volumul construit; reţele: lungimi, lăţimi, diametre, materiale, condiţii de pozare etc. structura constructivă; pentru clădiri şi reţele se va face o descriere a soluţiilor

tehnice avute în vedere, cu recomandări privind tehnologia de realizare şi condiţiile de exploatare ale fiecărui obiect în parte;

principalele utilaje de dotare a construcţiilor (pompe, compresoare, hidrofoare,cazane, schimbătoare de căldură etc.);

instalaţii aferente construcţiilor; se descriu soluţiile adoptate pentru instalaţiile de alimentare cu apă, canalizare, gaze naturale etc.;

utilităţi (modul de asigurare a acestora şi soluţiile tehnice adoptate).Date privind forţa de muncă ocupată după realizarea investiţiei:

o total personal, din care, personal de execuţie;o locuri de muncă nou create.

Devizul general al investiţiei. Valoarea totală a obiectivului de investiţii, cu detalierea pe structura devizului general, conform prevederilor legale.

Principalii indicatori tehnico-economici ai investiţiei:o valoarea totală a investiţiei (ÎNV), din care: construcţii-montaj (C + M);o eşalonarea investiţiei: (ÎNV / C + M) repartizată pe ani;o durata de realizare a investiţiei (luni);o capacităţi (în unităţi fizice).

Principalii indicatori se completează după caz cu date privind:

Page 9: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

9

condiţiile financiare de realizare a obiectivului (analiza cash-flow, inclusiv cu rata de actualizare, rata internă de rentabilitate, analiza raportului cost-profit, rata impozitului, perioada de scutire de impozit, influenţa variaţiei în timp a preţurilor, rata dobânzii la credite bancare, rata de schimb valutar etc.);

maşini şi utilaje necesare procesului tehnologic (lista principalelor utilaje, echipamente şi dotări cu indicarea capacităţii tehnice a acestora; manopera (cu detalierea pe structura de personal); cheltuieli generale ale unităţii (taxe, comisioane, impozite, instruire personal,

chirii şi /sau amortismente, cheltuieli de administraţie şi marketing etc.).Finanţarea investiţiei. Din valoarea totală a investiţiei, se defalcă: ... mii lei din surse

proprii; ...mii lei din credite bancare; ...mii lei din fondurile bugetului de stat sau ale bugetului local; ...mii lei din fondurile special constituite prin lege, în afara acestor bugete; ...mii lei din credite externe garantate sau contractate direct de stat.

Avize şi acorduri, emise de organele în drept, potrivit legislaţiei în vigoare, privind:o avizul ordonatorului principal de credite privind necesitatea şi opor-

tunitatea realizării investiţiei;o certificatul de urbanism, cu încadrarea amplasamentului în planul urbanistic,

avizat şi aprobat potrivit legii, precum şi regimul juridic al terenului;o avizele privind asigurarea utilităţilor (energie termică şi electrică, gaz metan,

apă, canal, telecomunicaţii etc.);o avizele pentru consumul de gaze naturale combustibile;o avizele pentru protecţia mediului şi a apelor;o alte avize de specialitate, stabilite potrivit dispoziţiilor legale.

B. Părţile desenateo Plan de amplasare În zonă (1:25.000 - 1:5000);o Plan general (1:5000 - 1:500);o Planuri şi secţiuni de arhitectură pentru principalele obiecte de construcţii şi

instalaţii.La faza studiu de fezabilitate este interzisă angajarea de cheltuieli pentru pregătirea

documentelor privind organizarea licitaţiei, prezentarea ofertelor şi adjudecarea execuţiei investiţiei publice (proiect tehnic, caiete de sarcini, instrucţiuni pentru ofertanţi, publicitate, onorarii etc.).

Aceste cheltuieli se pot efectua numai după aprobarea studiului de fezabilitate potrivitcompetenţelor valorice stabilite de "Legea privind finanţele publice".

1.1.4. Proiectul tehnic şi caietul de sarcini

Reprezintă documentaţii scrise şi desenate pentru care se eliberează autorizaţia de construire şi care fac parte din documentele de licitaţie, pe baza cărora se întocmeşte oferta.

Proiectul tehnic se elaborează pe baza Studiului de fezabilitate aprobat, etapă în care au fost stabilite elementele şi soluţiile principale ale lucrării şi au fost obţinute toate avizele, acordurile şi aprobările execuţiei lucrării, în conformitate cu prevederile legale. Proiectul tehnic se verifică de specialişti atestaţi, se avizează şi se aprobă de persoana juridică achizitoare potrivit reglementărilor emise de Ministerul Finanţelor.

Conţinutul cadru al proiectului tehnic este următorul:

A. Părţile scrise• Descrierea generală a lucrărilor:- memoriile tehnice pe specialităţi (instalaţii de alimentare cu apă; instalaţii de canalizare;instalaţii de gaze naturale etc.);

Page 10: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

10

• Caietele de sarcini (elaborate de proiectant şi organizate în volume distincte, pe specialităţi de instalaţii), care cuprind:

o breviare de calcul pentru dimensionarea elementelor componente ale instalaţiilor;

o nominalizarea planşelor (inclusiv precizări şi prescripţii complementareacestora);

o specificarea dimensiunilor, proprietăţilor fizice, chimice, de aspect, de calitate,toleranţe, teste etc., pentru materialele componente ale lucrării;

o tehnologii de execuţie a lucrărilor;o condiţii de recepţie a lucrărilor de instalaţii;o standarde, normative şi alte prescripţii tehnice care trebuie respectate;

• Listele cu cantităţi de lucrări şi utilaje;• Graficul general de realizare al investiţiei.

B. Părţi desenate

Cuprind planşele principale privind execuţia instalaţiilor fiecărui obiect (inclusiv cote, dimensiuni, toleranţe, calităţile materialelor, verificările şi probele necesare, izolaţii termice, acustice, protecţii anticorosive şi parametrii principali ai instalaţiilor etc.) şi anume:

planurile tuturor nivelurilor clădirii (de regulă, la scara 1:50) cu amplasarea elementelor instalaţiei respective;

schemele principale ale instalaţiilor (pentru instalaţii sanitare: schema coloanelor, scara 1:50; pentru instalaţii de gaze naturale: schema izometrică etc.);

secţiuni, vederi, detalii principale; planuri de situaţie, la scara 1:500 sau 1:1000, cuprinzând traseele, diametrele

conductelor etc., reţelelor exterioare; profilul longitudinal al reţelelor exterioare; planul de amplasare a utilajelor (din staţiile de pompare a apei, din punctele

termice, din centralele de aer comprimat etc.); scheme desfăşurate, de montare a instalaţiilor (din staţia de hidrofor, punctul

termic, centrala de aer comprimat etc.).

1.1.5. Detalii de execuţie

Se elaborează în conformitate cu materialele şi tehnologiile de execuţie propuse, dar cu respectarea strictă a prevederilor proiectului tehnic, fără să fie necesar să se suplimenteze cantităţile de lucrări respective şi fără să se depăşească costul lucrării stabilit în faza de ofertă.

1.2. ÎNCADRAREA OBIECTIVELOR DE INVESTIŢII PUBLICE PENTRU INSTALAŢII DE ALIMENTARE CU APA, CANALIZARE, GAZE NATURALE ŞI FLUIDE TEHNOLOGICE, ÎN SISTEMELE DE LUCRĂRI HIDROEDILITARE ŞI DE GAZE ALE LOCALITĂŢILOR1.2.1. Autorizaţia de construire

Reprezintă actul eliberat de primăria municipiului, oraşului sau comunei (în funcţie de importanţa construcţiei şi de amplasament), pe baza căruia se asigură aplicarea măsurilor legale referitoare la amplasarea, proiectarea, executarea şi funcţionarea instalaţiilor respective.

Page 11: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

11

Cererea de eliberare a autorizaţiei de construire trebuie însoţită de un certificat de urbanism emis de către organele competente, cu respectarea următoarelor reglementări de urbanism şi amenajare a teritoriului:

o Regulamentul general de urbanism;o Planul urbanistic general (PUG) şi Planul urbanistic zonal (PUZ);o Planul urbanistic de detaliu (PUD);o Regulamentul local de urbanism. Aceste documente se elaborează de către

arhitecţi şi specialişti în plan general, cu participarea inginerilor de instalaţii.

1.2.2. Planurile urbanistice: PUG şi PUZ

Stabilesc soluţiile generale de alimentare cu apă, canalizare şi gaze naturale, dinperspectiva dezvoltării localităţii în ansamblul ei.

Planul urbanistic de detaliu (PUD) stabileşte condiţiile de amplasare şi de execuţie pe un anumit teren a unuia sau mai multor obiective cu destinaţie precizată, ţinând seama de particularităţile generate de teren, de vecinătăţile acestuia şi de cerinţele funcţionale.

1.2.3. Avize şi acorduri

Realizarea obiectivelor de investiţii pentru instalaţii de alimentare cu apă, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice este condiţionată de obţinerea unor avize şi acorduri, dintre care, cele mai importante sunt:

• Certificatul de urbanism, care cuprinde elemente privind regimul juridic, economic şi tehnic al terenurilor şi construcţiilor şi este emis de către primării sau prefecturi, după caz;

• Acordul energetic, pentru utilizarea gazelor naturale pentru instalaţiile de încălzire a locuinţelor individuale (centrală termică sau sobe), pentru producerea apei calde de consum şi pentru aparatele de utilizare din bucătăriile clădirilor de locuit.

• Acordul de mediu, sau Autorizaţia de mediu, care stabileşte condiţiile de realizare a obiectivului de investiţii din punct de vedere al impactului asupra mediului şi este eliberat de Agenţia pentru Protecţia Mediului pe baza unui studiu de impact asupra mediului;

• Avize şi acorduri pentru racordarea şi/sau coordonarea reţelelor de alimentare cu apă, canalizare, energie termică, energie electrică, telecomunicaţii etc., eliberate, după caz, de regiile sau agenţii economici care asigură utilităţile respective;

• Avizul Inspectoratului General al Corpului Pompierilor Militari, privind încadrareaîn legislaţia siguranţei la foc a obiectivelor respective de instalaţii şi construcţii;

• Alte avize şi acorduri (protecţia sanitară, protecţia muncii etc.).

1.3. CERINŢELE ESENŢIALE DE CALITATE ŞI CRITERIILE DE PERFORMANŢE PENTRU INSTALAŢIILE SANITARE, DE ALIMENTARE CU APĂ, CANALIZARE, GAZE NATURALE ŞI FLUIDE TEHNOLOGICE

Proiectarea şi executarea instalaţiilor sanitare, de alimentare cu apă, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice, se face astfel încât acestea să realizeze şi să menţină, pe întreaga durată de utilizare, următoarele cerinţe esenţiale de calitate (conform Legii nr. 10 /1995):

A - rezistenţă şi stabilitate; B - siguranţă în exploatare;

Page 12: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

12

C - siguranţă la foc;D- igienă, sănătatea oamenilor, refacerea şi protecţia mediului;E - izolaţie termică, hidrofugă şi economie de energie;F - protecţia împotriva zgomotului.

Criteriile de performanţă pentru realizarea acestor cerinţe sunt sistematizate şi prezentate, detaliat, în „GHIDUL DE PERFORMANŢE PENTRU INSTALAŢII SANITARE" (I.P.C.T).

Proiectele de instalaţii sanitare şi de gaze se verifică pentru toate cerinţele de calitate şi pentru toate categoriile de construcţii de verificatori atestaţi de MLPTL pentru specialitatea instalaţii sanitare îs, respectiv gaze Ig.

1.4. REGLEMENTĂRI TEHNICE SPECIFICE PENTRU INSTALAŢII SANITARE, DE ALIMENTARE CU APĂ, CANALIZARE, GAZE NATURALE ŞI FLUIDE TEHNOLOGICE

Proiectarea, executarea, montarea, exploatarea şi postutilizarea acestor instalaţii se efectuează în conformitate cu reglementările tehnice specifice, cuprinse în:

o acte legislative (legi, decrete, hotărâri şi ordonanţe guvernamentale);o normative de proiectare şi executare, respectiv de exploatare a instalaţiilor;o ghiduri, regulamente, instrucţiuni;o standarde;

Datorită numărului relativ mare de reglementări tehnice specifice acestui domeniu deinstalaţii, în continuare, se vor menţiona cele mai importante:

Normativ pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor sanitare, l 9; Normativ pentru exploatarea instalaţiilor sanitare, l 9/1; Normativ pentru proiectarea şi executarea instalaţiilor de alimentare cu gaze naturale,

16; Normativ pentru exploatarea instalaţiilor de alimentare cu gaze naturale, l 6/1; Norme tehnice de proiectare şi realizare a construcţiilor, privind protecţia la acţiunea

focului, P 118; Normativ pentru proiectarea antiseismică a construcţiilor de locuinţe, social-culturale,

agrozootehnice şi industriale, P 100; Norme tehnice l.S.C.l.R.; Legea nr. 50 / 1991 privind autorizarea executării construcţiilor; Regulament de recepţie a lucrărilor de construcţii şi instalaţii aferente acestora, nr.

273/1994; STAS 1478 - Instalaţii sanitare. Alimentarea cu apă la construcţii civile şi

industriale. Prescripţii fundamentale de proiectare; STAS 1795 - Instalaţii sanitare. Canalizarea interioară. Prescripţii fundamentale de

proiectare.

Page 13: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

13

CAPITOLUL II

INSTALAŢII SANITARE

SISTEME ŞI SCHEME GENERALE ALE INSTALAŢIILOR DE ALIMENTARE CU APĂ

2.1. SOLUŢII PRIVIND SISTEMELE ŞI SCHEMELE GENERALE DE ALIMENTARE CU APĂ

Sistemul de alimentare cu apă reprezintă totalitatea construcţiilor şi instalaţiilor utilizate pentru satisfacerea necesarului de apă al centrelor populate şi industriale şi se compune din: captarea apei, instalaţiile pentru corectarea calităţii sau tratarea apei, transportul (aducţiunea), înmagazinarea, pomparea şi distribuţia apei.

Captarea cuprinde construcţiile şi instalaţiile necesare colectării apei din sursele naturale şi deci nu poate lipsi din nici un sistem de alimentare cu apă. Apele preluate din surse naturale sunt tratate în instalaţii speciale de corectare a caracteristicilor calitative ale apei pentru a corespunde scopurilor în care sunt utilizate.

Între captare şi instalaţiile de tratare, apa este transportată prin aducţiuni sau apeducte care sunt constituite din conducte şi canale.

Consumul de apă din clădiri fiind variabil în timp, pentru compensarea zilnică a debitelor de consum cu cele de alimentare, se prevăd rezervoare în care se înmagazinează o anumită cantitate de apă. Rezervoarele pot fi comune, pentru stocarea rezervelor de apănecesare consumului menajer, tehnologic şi pentru combaterea incendiilor, sau, uneori, numai pentru unele dintre acestea. Dacă relieful permite, rezervoarele de înmagazinare se pot amplasa la înălţime (castele de apă), pentru a asigura astfel şi presiunea în reţeaua de distribuţie. Rezervoarele sunt obligatorii în orice schemă de alimentare cu apă.

În sistemul de alimentare cu apă, staţiile de pompare se prevăd ori de câte ori este necesar; de exemplu: între captare şi staţia de tratare a apei, dacă aceasta din urmă este amplasată la o cotă mai ridicată decât captarea; în reţeaua de distribuţie etc. Staţiile de pompare pot fi cuplate cu rezervoarele de acumulare a apei.

În centrele populate şi în industrii, alimentarea cu apă este realizată printr-o reţea compusă din conducte magistrale (artere) şi conducte de serviciu (conducte publice), la care sunt racordate branşamentele consumatorilor.

Regimul de presiune al apei din conductele magistrale (stabilit în funcţie de înălţimile clădirilor, de lungimea reţelei, de debitele şi presiunile necesare la consumatori) este asiguratde staţiile de pompare orăşeneşti, care funcţionează interconectate în sistem.

Pentru alimentarea cu apă a consumatorilor din clădirile de locuit, social-cul-turale şi unele unităţi industriale, se prevăd staţii de repompare a apei (staţii de hidrofor, grupuri de pompe cu turaţie variabilă, pompe cuplate cu rezervoare de înălţime etc.), racordate la conductele publice, prin conducte de branşament.

Page 14: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

14

Fig. 2.1.1. Schema generală de alimentare cu apă a unui centru populat:1 - râu; 2 - captare; 3 - aducţiune; 4 - staţie de tratare a apei; 5 - staţie de pompare a apei;

6 - rezervoare de acumulare (înmagazinare) a apei cuplate cu staţie de pompare;7 - staţie de pompare; 8 - conductă magistrală (arteră); 9 - conductă de serviciu (conductă

publică); 10 - conductă de branşament; 11 - staţie de repompare a apei; 12 - reţea exterioară de distribuţie a apei din ansamblul de clădiri; 13 - clădire.

Schemele caracteristice pentru alimentarea cu apă a centrelor populate şi a industriilor prezintă anumite particularităţi, ce depind de: natura sursei de apă, relieful terenului, debitele, presiunile şi calităţile apei necesare la consumatori, regimul de funcţionare al consumatorilor etc. în figura 2.1.1. se prezintă o schemă generală de alimentare cu apă a unui centru populat, iar în figura 2.1.2., a unităţilor industriale, în care, o parte din debitul total de apă este recirculat în sistem, după o tratare prealabilă.

Schemele generale de alimentare cu apă pot cuprinde toate elementele arătate în figurile 2.1.1. şi 2.1.2., sau numai o parte din acestea, în funcţie de condiţiile specifice locale sau rezultând din calcule tehnico-economice.

Fig. 2.1.2. Schema generală a unui sistem de alimentare cu apă a unităţilorindustriale:

1 - sursă de alimentare cu apă; 2 - captare; 3 - instalaţie de tratare a apei; 4 - construcţii şiinstalaţii de aducţiune a apei; 5 - staţie de pompare a apei; 6 - rezervor de acumulare

(înmagazinare) a apei; 7 - castel de apă; 8 - agregate industriale în care apa este utilizată pentru realizarea proceselor tehnologice; 9 - conductă de apă caldă; 10 - turn de răcire a apei;

12 - conductă pentru apă de adaos; 13 - pompă de circulaţie; 14 şi 15 - conducte de apă recirculată; 16 - staţia de tratare a apei recirculate

Page 15: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

15

În cadrul unei scheme de alimentare cu apă trebuie realizată gruparea diferitelor elemente componente (captarea cu staţia de tratare a apei; rezervoarele de înmaga-zinare a apei cu staţia de pompare; staţia de hidrofor cu punctul termic pentru prepararea apei calde de consum etc.), ceea ce conduce la economii de investiţii şi simplificarea exploatării instalaţiilor.

2.2. CRITERII DE CLASIFICARE ŞI CONDIŢII DE REALIZARE A INSTALAŢIILOR DE ALIMENTARE CU APĂ DIN ANSAMBLURI DE CLĂDIRI

Instalaţiile de alimentare cu apă din ansambluri de clădiri se compun din reţele exterioare, inclusiv instalaţiile de ridicare a presiunii apei reci, racordate la conductele publice ale sistemului de alimentare cu apă a localităţii sau la sursele proprii, prin conducte de branşament şi instalaţiile din interiorul clădirilor.

După parametrii apei din conducta publică în punctul de racord, instalaţiile de distribuţie a apei din clădiri pot fi racordate la conducte publice:

direct sau funcţionând sub presiunea apei din conducta publică, (fig. 2.1.3); prin intermediul instalaţiei de ridicare a presiunii apei (fig. 2.1.4); prin intermediul instalaţiei de pompare cu rezervor de înălţime (fig. 2.1.5).

După scopul întrebuinţării apei, instalaţiile interioare pot fi pentru: consum menajer; distribuţia apei industriale; combaterea incendiilor (instalaţii cu hidranţi interiori, cu sprinklere, drencere

sau alte capete de debitare a apei). După numărul de reţele de distribuţie a apei ţinând seamă şi de natura consumului,

instalaţiile interioare pot fi cu: o reţea pentru satisfacerea tuturor nevoilor de consum al apei (menajer,

industrial, de incendiu); reţele comune pentru anumite consumuri (de exemplu: reţea comună pentru

consumul menajer şi pentru incendiu, reţea comună pentru consumul tehnologic şi pentru incendiu etc.);

reţele separate (distincte) pentru fiecare fel de consum. După forma reţelei de distribuţie, instalaţiile interioare sunt:

ramificate (sau arborescente); inelare; mixte.

După poziţia de montare (de amplasare) în clădire a conductelor principale dedistribuţie, instalaţiile pot fi cu distribuţie:

inferioară, cu conducte montate în subsol (dacă există), în canale tehnice circulabile sau în canale vizitabile, se-mivizitabile sau nevizitabile practicate sub pardoseala parterului;

superioară, cu conductele montate sub planşee, pe grinzi, stâlpi etc.; mixtă, parţial inferioară şi parţial superioară.

După regimul de presiune a apei, instalaţiile interioare pot fi cu: o zonă de presiune; două sau mai multe zone de presiune; o zonă de presiune este limitată la 6 bar,

considerată rezistenţa maximă admisibilă a materialelor din care sunt executate conductele sau armăturile instalaţiei interioare.

După temperatura apei distribuite, instalaţiile interioare sunt pentru:

Page 16: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

16

distribuţia apei reci; prepararea şi distribuţia apei calde de consum.

Pentru realizarea unei instalaţii interioare de distribuţie a apei se ţine seama de următoarele elemente principale:

caracteristicile consumatorilor de apă din clădire şi anume: natura, cantitatea şi variaţia consumului de apă; calitatea apei pentru consum; regimul necesar de alimentare cu apă: continuu sau intermitent; caracteristicile hidraulice (debitul, presiunea de serviciu), regimul de furnizare

a apei (continuu sau intermitent) şi calitatea apei furnizată de conducta publică sau de sursele proprii;

destinaţia şi caracteristicile constructive ale clădirii: de locuit, cu sau fără subsol tehnic, sau numai cu canale tehnice vizi-tabile sau

nevizitabile etc.; social-culturale: teatre, cinematografe, case de cultură, spitale, săli de sport,

stadioane, gări etc., la care se impun anumite condiţii de confort sau cerinţe de estetică;

industriale: hale de producţie, ateliere, garaje etc., la care, de regulă, pardoseala este ocupată de maşini şi utilaje, astfel că, cel mai des, se adoptă soluţia distribuţiei superioare a reţelei.

În afara criteriilor arătate, la realizarea instalaţiilor de distribuţie a apei se au în vedere calcule tehnico-economice, care urmăresc realizarea unui cost total anual minim de investiţie şi de exploatare a instalaţiilor.

Astfel, pentru clădirile de locuit şi pentru majoritatea clădirilor social-culturale, se adoptă instalaţii cu distribuţie inferioară ramificată, comună pentru consum menajer şi incendiu, pe când la clădirile industriale, la care, pentru anumite procese tehnologice se poate utiliza apă nepotabilă, eventual din surse proprii (de suprafaţă, de adâncime sau recirculate), se adoptă instalaţii cu reţele separate pentru consum menajer, tehnologic şi pentru incendiu.

Când consumatorii industriali necesită un regim continuu (fără nici un fel de întreruperi) în alimentarea cu apă, se prevăd reţele inelare de distribuţie, în cazul clădirilor înalte, se preconizează soluţia distribuţiei apei pe zone de presiune, prevăzându-se etaje tehnice în care se montează conductele de distribuţie şi instalaţiile necesare ridicării presiunii apei pentru zonele superioare.

Page 17: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

17

Fig. 2.1.3. Schema izometrică a instalaţiei de alimentare cu apă cu distribuţie inferioară:1 - reţea exterioară de alimentare cu apă rece a ansamblului de clădiri; 2 - conductă de racord;

3 – contor ;4 - conductă de racord la conducta de distribuţie; 5 - conductă de distribuţie inferioară; 6 - ramificaţie spre coloană; 7 - coloană; 8 - legătură la armăturile obiectelor

sanitare; 9 - robinet de închidere cu golire pe racord; 10 - robinet de închidere cu golire pe coloană 11 - robinet de închidere pe legătura la obiecte sanitare.

Fig. 2.1.4. Schema izometrică a unei instalaţii interioare de alimentare cu apă cu distribuţie inferioară şi staţie proprie de ridicare a presiunii:

1 - reţea exterioară de alimentare cu apă rece a ansamblului de clădiri; 2 - conductă de racord;3 - contor; 4 - robinet cu plutitor; 5 - rezervor tampon; 6 - conductă de aspiraţie a pompelor;

7 - pompă; 8 - conductă de refulare a pompelor; 9 - conductă de ocolire;10 - recipient hidropneumatic; 11 - conductă de legătură dintre recipientele hidropneumatice şi conducta de

distribuţie; 12 - conductă de distribuţie inferioară; 13 - ramificaţie spre coloană;14 - coloană; 15 - legătura la armăturile obiectelor sanitare;16 - robinet de închidere pe

conducta de legătură; 17 - robinet de închidere cu golire.

Page 18: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

18

Fig. 2.1.5. Schema izotermică a unei instalaţii interioare de alimentare cu apă cu distribuţie superioară:

1 - reţea exterioară de alimentare cu apă rece a ansamblului de clădiri; 2 - conductă de racord;3 - contor; 4 - robinet cu plutitor; 5 - rezervor tampon; 6 - conductă de aspiraţie a pompelor;

7 - pompă; 8 - conductă de refulare a pompelor; 9 - conductă de ocolire; 10 - coloană de alimentare cu apă a rezervorului de înălţime; 11- rezervor de înălţime; 12 - conductă de

alimentare de la rezervorul de înălţime; 13 - conductă de distribuţie superioară; 14 - ramificaţie spre coloană; 15 - coloană; 16 - legătură la armăturile obiectelor sanitare;

17 - robinet de închidere pe conducta de legătură.

2.3. INSTALAŢII INTERIOARE DE ALIMENTARE CU APĂ RECE ŞI CALDĂ PENTRU CONSUM MENAJER

Instalaţiile interioare de alimentare cu apă rece şi caldă pentru consum menajer (băut, gătit, spălat etc.) au rolul de a asigura alimentarea cu debitul şi presiunea de utilizare necesare a tuturor punctelor de consum al apei (robinete sau baterii ames-tecătoare de apă rece cu apă caldă de consum, montate la obiectele sanitare) din clădirile de locuit, social-culturale sau din grupurile sanitare ale clădirilor industriale.

2.3.1. Soluţii constructive şi scheme ale instalaţiilor interioare de alimentare cuapă rece şi caldă pentru consum menajer

Instalaţiile interioare de alimentare cu apă rece şi, respectiv apă caldă pentru consum menajer, cuprind: reţele de conducte; fitinguri; armături montate pe reţelele de conducte; obiecte sanitare şi accesoriile acestora; armăturile obiectelor sanitare.

Prezentarea în planuri şi scheme a instalaţiilor se face, utilizând semnele convenţionalecuprinse în STAS 185/1 ... 6.

Page 19: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

19

Page 20: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

20

Figura 2.2.1. Principalele semne convenţionale utilizate la întocmirea desenelorinstalaţiilor sanitare

Page 21: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

21

În figura 2.2.1., sunt prezentate principalele semne convenţionale utilizate la în-tocmirea desenelor instalaţiilor sanitare.

În clădirile de locuit colective (blocuri de locuinţe) reţelele de conducte pot fi cucontorizare:

- individuală (apartament);- colectivă (în sistem pauşal).

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

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

Alimentarea cu apă rece şi respectiv, cu apă caldă, de consum, a apartamentelor fiecărui nivel, care sunt suprapuse pe aceeaşi verticală, se face prin coloane principale amplasate în zona casei scării. La fiecare nivel, se prevăd nişe special amenajate sau casete prefabricate, în care se amplasează contoarele de apă rece, respectiv de apă caldă de consum. Contoarele se montează pe racordurile de alimentare cu apă rece, respectiv apă caldă de consum, ale fiecărui apartament.

Armăturile obiectelor sanitare (robinete, baterii amestecătoare) se pot racorda directsau prin intermediul unor distribuitoare de apă rece şi respectiv,de apă caldă, cu robinete principale de închidere şi cu racorduri flexibile care, permit alimentarea fiecărui obiect sanitar în parte. Pe fiecare racord se montează robinete de închidere, uşor manevrabile. Pentru coloanele principale se recomandă ţevi din oţel zincate, iar pentru conductele de legătură, ţevi din mase plastice (polietilenă de înaltă densitate sau polipropilenă). Pentru racordarea obiectelor sanitare la instalaţia de apă rece şi caldă se recomandă tuburi flexibile din metal sau mase plastice şi racorduri speciale din cupru, plumb sau oţel inox.

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

2.3.1.2. Reţele interioare de alimentare cu apă rece şi respectiv, cu apa caldă de consum, în sistem cu contorizare colectivă

Reţelele de conducte de distribuţie a apei reci şi respectiv, a apei calde de consum secompun din (fig. 2.2.2. şi 2.2.3.):- conducte principale de distribuţie, în funcţie de condiţiile constructive ale clădirii, acestea se pot monta în subsol, canale tehnice etc.(distribuţie inferioară) sau la partea superioară a clădirii, suspendate sub planşee, pe grinzi, stâlpi etc. (distribuţie superioară), în clădirile de locuit şi în majoritatea clădirilor so-cial-culturale, se adoptă, în general, instalaţii interioare de alimentare cu apă cu distribuţie inferioară, cu conductele principale de distribuţie montate în subsoluri sau în canale tehnice vizitabile. în clădirile industriale, în care pardoseala este ocupată de maşini şi utilaje, instalaţiile interioare de alimentare cu apă sunt cu distribuţie superioară, soluţie care asigură protecţia reţelei de conducte la solicitările mecanice provocate de vibraţiile maşinilor şi utilajelor respective.

Pentru contorizarea cantităţilor de apă rece, respectiv de apă caldă de consum, pe conductele principale de distribuţie se prevăd distribuitoare, la care sunt montate contoare pe

Page 22: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

22

ramificaţiile la fiecare scară de bloc (pentru consumul de apă în scopuri menajere din apartamentele respective) precum şi, pe ramificaţiile care alimentează alţi consumatori (cazul blocurilor de locuinţe având la parter birouri, restaurante, sedii de bănci, magazine etc.). în cazul clădirilor de locuit, individuale sau colective, contorizarea consumurilor de apă rece şi respectiv, de apă caldă, se poate face pentru întreaga clădire.

Pe conductele de branşament, contoarele se montează între două robinete, din care primul este un robinet de trecere iar al doilea, un robinet de închidere care permite totodată golirea porţiunii de conductă pe care este montat apometrul;- coloane alimentate cu apă din conducta principală de distribuţie prin conductele de ramificaţie ale acesteia;- conducte de legătură (derivaţii) de la coloane la punctele de utilizare a apei din clădire, prin care apa ajunge, din coloane, la robinetele de apă rece sau bateriile amestecătoare de apă rece şi apă caldă de consum.

Între cele două instalaţii interioare, de distribuţie a apei reci şi respectiv, a apei calde de consum, singurele puncte de legătură sunt bateriile amestecătoare (montate la lavoare, căzi de baie, spălătoare de bucătărie etc.), astfel că, pentru buna funcţionare a acestora (pentru realizarea amestecului de apă rece cu apa caldă de consum), este necesar ca, în aceste puncte, presiunile apei reci şi apei calde de consum să fie, practic, egale.

Conductele instalaţiei interioare de distribuţie a apei reci pentru consum menajer se execută fie cu ţevi din oţel zinca-te, fie cu ţevi din materiale plastice (polietilenă de înaltă densitate, polipropilenă, policlorură de vinii (P.V.C. 60), rezistente la presiunea de regim de 6 bar şi la temperaturile uzuale ale apei reci (10... 15°C) şi ale apei calde de consum (55...60 °C).

Presiunea în instalaţiile de alimentare cu apă se exprimă, de regulă, în scară manometrică (suprapresiune).

Conductele reţelei de alimentare cu apă caldă de consum se execută cu ţevi din oţel zincate, polipropilenă sau PVC 100.

În cazul folosirii ţevilor din PVC, pentru preluarea alungirilor, datorită dilatărilor pe reţea, se prevăd compensatoare de dilatare. Pe coloane, se montează lire de dilatare sau compensatoare în formă de U executate din ţeava PVC 60 de acelaşi diametru ca şi coloana respectivă şi montată între două puncte fixe.

Compensarea dilatării conductelor metalice se realizează în mod natural, prin schimbările de direcţie ale conductelor, la ocolirea elementelor de construcţii şi, mai rar, folosind compensatoare de dilatare.

Conductele de distribuţie a apei reci pentru consum menajer se amplasează, de regulă, în încăperi în care temperatura nu scade sub 0°C (limita de îngheţ). Dacă condiţiileconstructive ale clădirii nu permit acest lucru (cazul montării conductelor în subsoluri reci, înşliţurile zidurilor exterioare etc.), atunci se iau măsuri de izolare termică a acestor conducte.

Materialele termoi-zolatoare frecvent folosite sunt: vată din sticlă, vată (pâslă)minerală, polistiren, po-liuretan, aşezate pe suprafaţa exterioară a conductelor în grosime de30...40 mm. Protecţia termoizolaţiei se realizează cu diferite materiale ca: tablă, carton bitumat, folii sau benzi din mase plastice etc. În acelaşi mod se izolează termic şi conductele de distribuţie a apei calde de consum. O soluţie modernă de izolare termică a conductelor este folosirea izolaţiilor prefabricate (cochilii) din spumă poliuretanică prevăzută cu un strat exterior protector.

Pentru menţinerea calităţii apei potabile este interzisă orice legătură ocazională sau permanentă între conductele instalaţiei interioare de distribuţie a apei reci pentru consum menajer şi conductele de apă nepotabilă (de apă industrială, de canalizare etc.) chiar dacă se prevăd robinete de închidere (de separare) sau clapete de reţinere.

Page 23: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

23

Fig. 2.2.2. Schema izometrică a instalaţiei interioare de alimentare cu apă rece şi caldă, cu contorizare individuală (pe apartament):

1 - reţea exterioară de alimentare cu apă rece; 2 - reţea exterioară de alimentare cu apă caldă;3 - conductă de racord pentru apă rece; 4 - conductă de racord pentru apă caldă; 5 - cămin de racord; 6 - robinet de închidere din exterior a racordului de apă rece; 6' - robinet de închidere

din exterior a racordului pentru apă caldă; 7 - conductă de distribuţie pentru apă rece;8 - conductă de distribuţie pentru apă caldă; 9 - coloană pentru apă rece;

10 - coloană pentru apă caldă; 11 - contor de apartament pentru apă rece; 12 - contor de apartament pentru apă caldă; 13 - conductă orizontală de legătură pe apartament la armăturile

obiectelor sanitare pentru apă rece; 14 - conductă orizontală de legătură pe apartament la armăturile obiectelor sanitare pentru apă caldă; 15 - baterie de spălător; 16 - robinet colţar

pentru rezervor de closet; 17 - baterie de baie;18 - baterie de lavoar.

2.3.1.3. Reabilitarea şi modernizarea instalaţiilor interioare de alimentare cu apă rece şi apă caldă de consum

Reabilitarea instalaţiilor cuprinde ansamblul de măsuri tehnice şi organizatorice destinate să readucă instalaţiile respective la parametrii de funcţionare pentru care au fost proiectate, în condiţiile respectării prevederilor din reglementările tehnice legale. Modernizarea include reabilitarea instalaţiilor, dar, cu adoptarea unor soluţii noi de reţele de distribuţie, cu contorizare individuală a consumurilor de apă rece şi caldă şi cu folosirea unor materiale şi echipamente cu performanţe tehnice ridicate. Modernizarea conduce la creşterea fiabilităţii instalaţiilor, reducerea pierderilor şi a risipei de apă şi creşterea gradului de confort igienico-sanitar în folosirea apei reci şi calde pentru consum menajer.

Reabilitarea şi modernizarea instalaţiilor se realizează pe baza unor studii de prefezabilitate şi fezabilitate care să evidenţieze costurile, susţinerea financiară şi

Page 24: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

24

rentabilizarea lucrărilor respective. Pe baza acestora, se elaborează proiecte tehnice şi detalii de execuţie, în condiţiile respectării legislaţiei tehnice în acest domeniu (§ 1).

Fig. 2.2.3. Schema izometrică a instalaţiei interioare de alimentare cu apă rece şi caldă, în sistem cu contorizare colectivă:

1 - reţea exterioară de alimentare cu apă rece; 2 - reţea exterioară de alimentare cu apă caldă;3 - conductă de racord pentru apă rece; 4 - conductă de racord pentru apă caldă;

5 - cămin de racord; 6 - contor exterior colectiv pentru apă rece; 7 - idem, pentru apă caldă;8 - conductă de distribuţie pentru apă rece; 9 - idem, pentru apă caldă; 10 - coloană de apă

rece; 11 - idem, pentru apă caldă; 12 - baterie de spălător; 13 - robinet colţar de closet;14 - baterie de baie; 15 - baterie de lavoar.

2.3.1.4. Implicaţiile schimbării destinaţiei clădirii asupra instalaţiilor interioare de alimentare cu apă rece şi apă caldă de consum

Schimbarea destinaţiei clădirii sau numai a unei părţi a acesteia (de exemplu, parterul) are implicaţii directe asupra configuraţiei geometrice a reţelei, implicând separarea sistemului de contorizare a consumurilor de apă rece şi respectiv, de apă caldă, prevederea unor ramificaţii suplimentare ale conductelor principale de distribuţie, a unor coloane şi derivaţii noi etc. Toate acestea fac necesară redimen-sionarea întregii reţele de conducte şi de- terminarea debitelor şi presiunilor necesare în secţiunea de racord (branşament) pentru asigurarea funcţionării instalaţiei în deplină siguranţă pe durata exploatării.

Modificările asupra instalaţiilor, cauzate de schimbarea destinaţiei clădirii sau a unei părţi a acesteia, se supun aprobării conform legislaţiei în vigoare (avize, acorduri, autorizaţia de construire etc.)

Page 25: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

25

CAPITOLUL III

INSTALAŢII DE ÎNCĂLZIRE

3.1. Importanţa instalaţiilor de încălzire

Principalul rol al instalaţiilor de încălzire este de a asigura în perioada rece temperatura optimă în încăperi, acolo unde omul locuieşte sau îşi desfăşoară activitatea productivă. Instalaţiilor de încălzire le revin rolul ca procesul destul de complex al schimbului de căldură şi masă între om şi mediul înconjurător să se desfăşoare fără urmări negative asupra organismului.

Acestea participă activ la realizarea bilanţului energetic al unei încăperi, acoperind pierderile prin căldura cedată de sistem, asigurând astfel, pentru om, condiţiile de termoneutralitate senzorială (lipsa senzaţiei de cald sau de rece).

Aproximativ 40 % din energia primară este folosită sub formă de energie termică pentru nevoile gospodăreşti din construcţiile de locuit şi sectorul terţiar (clădiri administrative, social culturale etc.), din care, 2/3 pentru încălzire. Este evident că aceste consumuri sunt destul de ridicate, ceea ce face ca rolul instalaţiilor de încălzire să fie la acelaşi nivel având în vedere că, de modul în care aceste instalaţii sunt proiectate şi exploatate, depinde consumul de energie şi eficienţa lor economică.

Odată cu creşterea gradului de confort în clădiri, specialiştii care se ocupă cu asigurarea lui sunt obligaţi a lua o serie de măsuri apelând la: găsirea de aparate moderne performante, o nouă concepţie privind proiectarea în instalaţiile de încălzire, soluţii moderne de încălzire, o exploatare şi o gestionare eficientă prin comandă automată etc.

Instalaţiilor de încălzire, fiind mari consumatoare de energie, le revin şi rolul de a utiliza raţional şi eficient această energie. Se impun o serie de măsuri începând cu consumatorii şi terminând cu sursa termică.

La consumatori este necesar să se asigure soluţii de încălzire adecvate, în concordanţă cu potenţialul actual al tehnicii (aparate de încălzire moderne, soluţii de încălzire eficiente etc.).

Sursa termică trebuie să fie echipată, de asemenea, cu aparatură performantă, producerea de energie termică să se facă cu consum redus de combustibil, iar întregul proces să fie automatizat.

Rolul instalaţiilor de încălzire nu se rezumă numai la proiectarea şi realizarea de soluţii moderne şi eficiente, ci şi la modul în care acestea sunt exploatate, respectiv, modul în care se face gestiunea energiei consumate. De aceea, pe lângă soluţiile adoptate, se cere ca ele să fie urmărite continuu atât în ceea ce priveşte condiţiile pe care le realizează la consumatori cât şi modul în care se realizează aceste condiţii, adică cu ce consumuri de e-nergie. în felul acesta se va realiza dezideratul ca instalaţia de încălzire adoptată unei construcţii date să-şi îndeplinească rolul în totalitate, adică realizarea condiţiilor de confort cu consumuri cât mai reduse de energie.Faţă de cele menţionate se poate concluziona că rolul unei instalaţii de încălzire este

de a realiza: menţinerea în încăperi a unei temperaturi cât mai uniforme, situată în jurul

valorii cerute, atât în plan orizontal cât şi în plan vertical; în încăperi, o temperatură a suprafeţelor elementelor de construcţii astfel încât să evite pe cât

Page 26: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

26

posibil fenomenul de radiaţie rece (schimb activ de căldură între om şi aceste suprafeţe) precum şi fenomenul de condensare a vaporilor de apă pe suprafaţa acestor elemente;

reglare a temperaturii interioare în funcţie de necesităţi, ţinând totodată seama de inerţia termică a elementelor de construcţii;

încălzire fără poluarea aerului din încăperi (degajări de praf, noxe, zgomoteetc.), precum şi fără poluarea mediului înconjurător;

încălzire fără curenţi perturbatori ai aerului din încăpere; soluţii eficiente şi economice atât din punct de vedere al instalaţiilor cât şi al

exploatării.

3.2. Exigenţe de calitate ale instalaţiilor de încălzire centrală

Calitatea poate fi definită cu ajutoru; următorului set de exigenţe:a. confortul termic;b. adaptarea la utilizare;c. izolarea termică şi economia de energie;d. igiena, sănătatea oamenilor, refacerea şi protecţia mediului;e. siguranţa în exploatare;f. siguranţa la foc;g. rezistenta şi stabilitatea;h. durabilitatea;i. etanşeitatea;j. protecţia împotriva zgomotul(confortul acustic);k. puritatea aerului; l. confortul vizual; m. confortul tactil;n. confortul antropodinamic;o. economicitatea.

În aprecierea unei instalaţii de încălzire, unele dintre aceste categorii de exigenţe au o importantă mai mare. iar altele mai mică. Astfel, confortul termic, adaptarea la utilizarea şi economia de energie sunt exigenţele care trebuie îndeplinite cu prioritate de către instalaţie; de asemenea, au o importanţă majoră siguranţa în exploatare, siguranţa la foc, rezistenţa si stabilitatea, etanşeitatea, sănătatea oamenilor şi protecţia mediului.Legea privind calitatea constructlor prevede obligativitatea realizării şi menţinerii, pe întreaga durată de existenţă a unei construcţii şi a instaiatiar aferente, a unor niveluri de performanţă corespunzătoare pentru categorie de exigente: c, d, e, f, g, j. Este clar că specificul instalaţiilor de încălzire impune includerea în această clasă de obligativitate cel puţin şi a categoriilor de exigenţe a şi b. Evaluarea unei exigenţe se face cu ajutorul unuia sau mai multor criterii de performanţă.

Exemplificativ, pentru exigenţele a, b şi c vor fi indicate criteriile de performanţă corespunzătoare, urmând ca ghidurile de performanţă să trateze aceste probleme şi în detaliu.

Exigenţa confortul termic

Criterii de performantă: temperatura interioară a aerului C stabilitatea si uniformitatea temeraturi interioare a aerului C

Page 27: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

27

temperatura interioară rezutantă C ecartul de temperatură, peverticală, între nivelul capului şi nivelul gleznelor [K]; indicele global de confort termic viteza curenţilor de aer îm m/s umiditatea relativă a aerului [%].

Exigenţa adaptarea la utilizare

Criterii de performanţă: măsuri care să permită reglarea sarcinii termice de încălzire în funcţie de parametrii

climatici exteriori; aparatură de măsură şi control pentru cunoaşterea parametrilor instalaţiei de

încălzire; stabilitatea hidraulică a reţelei; condiţii şi măsuri care permit ca instalaţia să facă faţă unor situaţii speciale: extinderi,

funcţionare parţială, avarii; măsuri care să permită o bună integrare a instalaţiei în clădirea deservită.

Exigenţa izolarea termică şi economia de energie

Criterii de performanţă: rezistenţa termică a elementelor de construcţii care constituie anvelopa clădirii

[m2.K/W]; necesarul specific global de căldură pentru încălzire al clădirii [W/m3.0K] randamentul energetic al utilajelor (cazane, pompe etc.) [%]; randamentul termoizolatiei conductelor [%]; eficienţa termică a suprafeţelor de schimb de căldură ale corpurilor de încălzire şi

schimbătoarelor de căldură [W/m2.0K]; energia înglobată în instalaţie [J].

Observaţie: primele două criterii de performanţă sunt proprii construcţiei, dar au implicaţii majore în dimensionarea instalaţiei de încălzire.

3.3. Clasificarea instalaţiilor de încălzire

Instalaţiile de încălzire se pot clasifică după mai multe criterii şi anume:

modul în care se face transmisia căldurii: încălzire prin convecţie, radiaţie; natura agentului termic: încălzire cu apă caldă, apă fierbinte, abur cu presiune joasă,

abur cu presiune medie, aer cald; modul de amplasare a sursei termice: încălzire locală, centrală şi la distanţă; natura energiei utilizate: încălzire cu energie convenţională (combustibili fosili:

gazoşi, lichizi, solizi), încălzire cu energii neconvenţionale (energie solară, energie geoţerma-lă, biomasă eţc.), încălzire electrică, încălzire cu pompe de căldură, instalaţii de recuperare a căldurii reziduale;

modul în care se asigură parametrii din interiorul încăperilor: încălzire normală şi încălzire de gardă.

Page 28: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

28

3.4. Alegerea elementelor de construcţii din punct de vedere termotehnic

Se face astfel încât să se realizeze, în principal, următoarele: rezistenţa termică minimă necesară pentru asigurarea climatului interior, limitarea

fluxului termic şi economisirea energiei în exploatarea clădirilor; evitarea condensării vaporilor de apă pe suprafaţa interioară a elementelor de

construcţii; rezistenţa la permeabilitate la vapori, pentru limitarea sau eliminarea fenomenului

de condensare a vaporilor de apă în interiorul elementelor de construcţii; stabilitatea termică necesară, atât pe timp de iarnă, cât şi pe timp de vară.

De asemenea, la realizarea unui element de construcţii perimetral trebuie avute învedere următoarele:

amplasarea stratului termoizolator se face de preferinţă spre exterior; materialele cu proprietăţi termoizolatoare bune, dar fără rezistenţă mare la permeabilitate pentru vapori, creează condiţii defavorabile la difuzia vaporilor de apă dacă sunt amplasate către interior; ele provoacă o cădere bruscă a curbei de temperaturi prin grosimea elementului, nu însă şi o cădere corespunzătoare a presiunii, astfel că apare pericolul formării condensatului pe faţa rece a termoizolaţiei;

barierele de vapori, alcătuite din materiale cu rezistenţă mare la permeabilitateavaporilor de apă, trebuie amplasate pe faţa caldă a termoizolaţiilor;

pentru ca un element uşor să fie echivalent cu unul masiv, este necesar să aibă o rezistenţă termică sporită cu atât mai mult cu cât este mai uşor;

sunt de preferat, în general, soluţiile fără straturi de aer neventilat, deoarece prin acestea vaporii de apă trec cu uşurinţă, ei neavând, practic, rezistenţă la permeabilitatea vaporilor.

3.5. Încălzirea locală

3.5.1. Prescripţii privind utilizarea încălzirii locale

Încălzirea locală este cea mai simplă instalaţie întrucât cuprinde în ansamblul ei atât sursa termică cât şi suprafaţa de încălzire. Se recomandă a fi utilizată la:

- clădiri mici cu maximum 3; 4 niveluri;- complexe de clădiri mici dispersate pe suprafeţe mari (mediu rural);- clădiri de locuit individuale;- clădiri cu caracter sezonier (organizare de şantier, depozite de materiale etc.);- monumente istorice, locaşuri de cult etc.; încălzirea locală prezintă o serie de

avantaje: cost de investiţii redus, posibilitatea încălzirii numai a spaţiilor utilizate, folosirea tuturor categoriilor de combustibili gazoşi, lichizi şi solizi, instalarea rapidă cu mijloace locale, exploatare uşoară deci puţin costisitoare etc. Ca dezavantaje se pot menţiona:

- suprafeţele încălzitoare au dimensiuni mari şi ocupă mult spaţiu în în-căperea în care sunt amplasate;

- randamentele termice sunt mult mai reduse în raport cu alte sistemede încălzire;

- necesitatea prevederii de coşuri pentru fiecare sobă sau grup de sobe;- inconveniente de ordin igienic şi pericol de incendiu în manipularea

combustibilului.

Page 29: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

29

Clasificarea sistemelor de încălzire locală se poate face după:- modul de acumulare şi cedare a căldurii: sobe cu sau fără acumulare;- combustibilul folosit: sobe cu arderea combustibilului solid (cărbuni, lemne,

deşeuri etc.), lichid (păcură, motorină etc.), gazos (gaze naturale, biogaz, butan etc.);

- natura materialului din care sunt executate: sobe din zidărie de cărămidă şi teracotă, sobe metalice etc. O categorie aparte o reprezintă „încălzirea electrică".

3.5.2. Sobe cu acumulare de căldură

Sobele se execută din zidărie de cărămidă sau plăci din faianţă. Au diferite forme geometrice exterioare de la simplu paralelipiped, la construcţii complicate cu nişe, etajere, banchete sau alte forme de figuri estetice.

Caracteristica principală a acestor sobe constă în aceea că, urmare a arderii com- bustibilului în focar odată sau de două ori pe zi, timp de câteva ore, căldura rezultată, vehiculată cu gazele de ardere este acumulată în pereţii sobei şi cedată lent încăperii.

Din categoria acestor sobe, cele confecţionate cu plăci din faianţă sunt cele mai folosite. Sobele cu acumulare se execută: fixe sau mobile.

3.5.3. Sobe fără acumulare de căldură

În această categorie se înscriu sobele metalice, folosite, de regulă, la încăperile cu un regim intermitent de încălzire (locuinţe individuale, multifuncţionale, organizări de şantiere etc.). Ca avantaje a acestor tipuri de sobe se pot menţiona: încălzirea rapidă a încăperii; acoperirea vârfurilor de sarcină în perioada cu temperaturi exterioare scăzute; folosirea oricărui tip de combustibil etc.

Ca dezavantaje se pot semnala: lipsa acumulării de căldură, alimentare practic continuă cu combustibil, temperatură ridicată a suprafeţelor exterioare ale sobelor (inconfort şi pericol de incendiu).

Sobele metalice sunt prefabricate şi ele se execută într-o gamă variată, diferenţiate doar de natura combustibilului folosit. Ele sunt dotate cu dispozitive cu acţiune manuală sau automată pentru ardere şi reglare, realizând randamente termice de peste 70 %.

Sobe metalice pentru combustibil solid; Soba metalica pentru combustibil lichid; Sobe pentru combustibil gazos.

3.5.4. Sobe de construcţie specială (şemineuri fig.3.1.)

Şemineurile sunt sobe cu foc deschis cu vatră, racordate la coşuri de fum r legătură directă cu exteriorul.

Acest mod de încălzire este folosit ca un foc de agrement. Transmisia câ-durii serealizează în cea mai mare parte prin radiaţie. Randamentul este destul de scăzut 20...30%.în prezent se construiesc seminar cu grătarul din fier, cu posibilităţi de reglare a aerului necesar arderii, cu colectarea cenuşii într-un vas specia s chiar cu posibilităţi de recuperare a căldurii din gazele de ardere.

Puterea termică unitară variază intre 3500 şi 4500 W/m2 de suprafaţă deschisă de şemineu. Combustibilul folosit este, în general, lemnul. Viteza curenţilor de aer în secţiunea deschisă este 0,2 m/s, iar conţinutul de CO2 în gazete de ardere este de 1...2%.

Page 30: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

30

Figura 3.1. Încălzire locală cu seminee generatoare de aer cald:1 - intrare aer rece; 2 – ieşire aer cald; 3 – geam termoizolant; 4 – evacuare gaze de ardere

3.6. Încălzirea cu apă caldă şi fierbinte

3.6.1. Clasificarea sistemelor de încălzire cu apă caldă

Se utilizează drept agent termic apa caldă cu temperatura maximă de 95°C. Agentul termic îşi măreşte potenţialul termic în cazan, preluând o parte din energia termică cedată de combustibilul ars, iar printr-o reţea închisă de conducte, transferă energia termică acumulată, spaţiului ce urmează a fi încălzit, utilizând suprafeţe de încălzire.Sistemele de încălzire cu apă caldă se clasifică în funcţie de particularităţile de alcătuire sau funcţionare astfel:

temperatura agentului termic la ieşirea din cazan: instalaţii cu apă caldă, de medie temperatură, cu temperatura de regim până la

95°C; instalaţii de apă caldă de joasă temperatură, cu temperatura de regim până la

65°C. modul de circulaţie a apei calde în reţeaua de distribuţie a agentului termic:

instalaţii cu circulaţie naturală, cunoscute şi sub denumirea de „termosifon" sau gravitaţionale;

instalaţii cu circulaţie forţată. numărul conductelor de distribuţie a agentului termic;

instalaţie cu două conducte (instalaţii bitub);instalaţii cu o singură conductă (instalaţii monotub).

Page 31: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

31

schema de asigurare sau a legăturii cu atmosfera: instalaţii deschise, asigurate cu sisteme de asigurare cu vase de expansiune

deschise; instalaţii închise, asigurate cu sisteme de asigurare cu vase de expansiune

închise. modul de amplasare a conductelor de distribuţie:

cu distribuţie inferioară;cu distribuţie superioară.

soluţia de alcătuire a reţelei de distribuţie:reţele arborescente;reţele radiale;reţele inelare.

gradul de răspuns la condiţiile de stabilitate termică şi hidraulică:instalaţii cu reglare termo-hidraulică locală; instalaţii cu reglare termo-hidraulică centrală; instalaţii cu gestiune globală a energiei.

componenţa transmisiei de căldură în spaţiul încălzit:cu suprafeţe convective (static sau dinamic);cu suprafeţe convecto-radiative;cu suprafeţe radiative.

Caracteristicile principale ale sistemelor de încălzire cu apă caldă sunt următoarele: asigură condiţiile de confort datorită temperaturii scăzute a suprafeţelor

corpurilor de încălzire; permit reglarea centrală sau locală a debitelor de agent termic cedate spaţiilor

încălzite;asigură siguranţa în exploatare şi întreţinere;durată medie de viaţă, datorită învelişului de corosiune redus;inerţie termică mare, vizavi de alte sisteme de încălzire;pericol de îngheţ, în cazul absenţei unui sistem de protecţie cu conductoare de însoţire sau a inhibitorilor contra îngheţului;costuri de investiţie mai mari în raport cu alte sisteme.

Page 32: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

MODALITĂŢI DE ALCĂTUIRE A INSTALAŢIILOR DE ÎNCĂLZIRE CU APĂ CALDĂ

Destinaţia clădirii

Sistem de distribuţie Dotări tehnice

În plan orizontal

În plan vertical

Numărconducte

Circulaţie Contorizare ReglareGestiune

N F L CHidraulică Termică

L C L C L C

Locuinţe

Individuale Radială inelară perimetrală

inferioară superioară monotub bitub X X X X X X

Colective inelară arborescentă inferioară monotub bitub X X X X X X X

Social culturale

Individuale inelară arborescentă inferioară monotub bitub X X X X X

Colective inelară arborescentă inferioară monotub bitub X X X X X X X X

Industriale

Anexe sociale inelarăarborescenta

inferioară superioară monotub bitub X X X X X X

Spaţiiproductive

inelarăarborescentă

inferioară superioară bitub X X X X X

Obs. N - naturală; F - forţată; L - locală; C - centrală.

32

Page 33: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

33

3.6.2. Criterii privind alegerea sistemului de încălzire

Alegerea sistemului de încălzire aferent unei clădiri sau unui grup de clădiri se face în corelaţie cu confortul termic ce trebuie asigurat şi gradul de dotare tehnică pentru care există disponibilitatea financiară a beneficiarului.

Opţiunea se face în funcţie de disponibilităţile financiare ale beneficiarului şi se adoptă o soluţie eficientă sub aspectul confortului termic, în concordanţă cu normele de gestiune eficientă a energie şi în limitele impuse de protecţia mediului înconjurător.

Stabilirea unor criterii de alegere, se face luând în considerare destinaţia clădirilor:de locuit (individuale sau colective);social-culturale, care sunt individuale, în sensul apartenenţei proprietăţii şi exploatării, sau colective, în ipoteza închirierii spaţiilor diferitelor societăţi;

industriale, care au spaţii destinate personalului auxiliar şi TESA precum şi spaţii de producţie.

În cadrul sistemelor de distribuţie se apreciază ca importante: distribuţia în plan orizontal sau vertical şi numărul de conducte, precum şi materialul din care sunt confecţionate reţelele de distribuţie: conductedin oţel, cupru sau materiale termoplastice.

Dotările tehnice reprezintă o categorie importantă a schemei adoptate, deoarece trebuie să răspundă unui minimum tehnic determinat de funcţionalitatea instalaţiei şi de dispo- nibilităţile financiare ale investitorului. Se au în vedere niveluri minime de dotare cum ar fi: contorizarea energiei termice consumate; reglările hidraulice necesare asigurării

3.7. Sisteme de încălzire,, cu abur de presiune joasă

Instalaţiile de încălzire cu abur de presiune joasă sunt instalaţii închise utilizând ca agent termic aburul saturat cu presiunea maximă de 1,7 bar (0,7 bar suprapresiune). Principala caracteristică a acestor instalaţii este utilizarea vaporilor de apă ca agent termic transportor, ceea ce sporeşte substanţial capacitatea termică a acestui tip de instalaţii fată de cele utilizând ca agent termic apa caldă.

Majoritatea instalaţiilor care utilizează aburul de presiune joasă ca agent termic conţin următoarele componente:

sursa termică (generatoare de abur de presiune joasă); sisteme de conducte pentru distribuţia aburului la consumatori; sisteme de conducte pentru preluarea condensatului de la consumatori; utilizatori (corpuri de înclăzire, echipamente tehnologice etc.); sisteme de siguranţă; sisteme de dezaerisire a conductelor de condensat; sisteme de reglare şi control; accesorii.

3.7.1. Criterii privind utilizarea încălzirii cu abur de presiune joasă

Domeniul de utilizare al instalaţiilor cu abur de presiune joasă este mai redus decât al celor cu apă caldă. Explicaţia constă în câteva caracteristici ale acestor instalaţii care generează feno- mene nedorite şi anume:

temperatura ridicată a agentului termic, peste 100°C, care produce temperaturi ridicate ale suprafeţelor corpurilor de încălzire. Acest fapt generează disconfort termic local şi deteriorează calitatea aerului interior prin arderea prafului depus şi intensificarea curenţilor convectivi;

Page 34: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

34

inerţia termică redusă a instalaţiei,ceea ce determină o funcţionare continuă ageneratoarelor de abur pentru acoperirea pierderile energetice ale clădirilor;

imposibilitatea unei reglări calitative centrale, singura reglare posibilă fiind cea de debit. Această situaţie generează

consumuri energetice nejustificate în perioadele cu temperaturi exterioare mai ridicate şi solicită suplimentar ca-zanele prin porniri şi opriri repetate;

corodarea echipamentelor şi conductelor din oţel, în special, în sistemul de evacuare acondensatului în care circulă un amestec de apă, aer şi uneori abur viu;

riscul funcţionării defectuoase prin apariţia unor dopuri de apă însoţite de zgomote pe conducte sau în corpurile de încălzire, consecinţe ale unei proiectări sau execuţii defectuoase, precum şi a vitezelor mari ale aburului în conducte;

riscul scăpărilor de abur prin conductele de dezaerisire ale sistemului de evacuare a condensatului. Acest fenomen nedorit se manifestă în situaţia în care la nivelul consumatorilor (corpuri de încălzire, echipamente tehnologice etc.), aburul nu se transformă integral în condensat şi nu sunt montate dispozitive speciale în acest scop pe conducta de evacuare a condensatului.Această soluţie poate fi adoptată în cazul existenţei unei reţele de abur tehnologic ca

sursă de abur sau atunci când execuţia unei reţele de apă caldă sau fierbinte este neeconomică. Alegerea sistemului de încălzire cu abur de presiune joasă se face ţinând cont de următoarele criterii:

puterea termică necesară;sursa sau generatorul de abur disponibil;tipul de consumator (civil sau industrial);amplasarea consumatorilor în clădiri şi a clădirilor în raport cu sursa termică;posibilităţile de colectare a condensatului etc.

În acest sens se recomandă următoarele soluţii generale:a. pentru clădiri izolate, fără desfăşurare mare în plan, având pierderi

energetice reduse şi centrală termică proprie, este indicată utilizarea sistemelor cu întoarcerea liberă a condensatului la cazane;

b. pentru clădiri mari sau ansambluri de clădiri, se recomandă instalaţii de încălzire cu abur de presiune joasă cu colectarea condensatului în rezervoare intermediare şi pomparea acestuia în cazane.

3.7.2. Particularităţi ale instalaţiilor cu abur la presiune joasă

Sistemele de încălzire cu abur de presiune joasă pot fi clasificate după anumite criterii, astfel: după numărul de conducte care alimentează corpurile de încălzire : monotub

şi bitub; după modul de întoarcere a condensatului la cazane: întoarcere liberă şi

întoarcere prin pompare; după modul în care se face distribuţia aburului la consumatori: distribuţie

superioară şi distribuţie inferioară; după poziţia conductei de întoarcere a condensatului la cazane în raport cu

nivelul de presiune al instalaţiei: condensat neînecat şi condensat înecat.În majoritarea instalaţiilor de încălzire cu abur de presiune joasă se folosesc sistemele

bitub. Instalaţiile mici pot fi proiectate uneori în sistem monotub în acest caz aburul şi condensatul circulă pe aceeaşi conductă .

Alegerea schemei de distribuţie, superioară sau inferioară, se face ţinând seama de structura clădirii şi de posibilităţile existente privind pozarea conductelor de abur şi de condensat astfel încât să se asigure pantele necesare precum şi montarea separatoarelor de

Page 35: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

35

condensat. Pentru conductele de abur se recomandă, pe cât posibil, o pantă de montare care sădetermine scurgerea

Proprietăţile apei şi aburului în stare de saturaţie în funcţie de presiunet

[°C]P

[bar]V"

[nP/kg]P"

[kg/m3]r

[kj/kg]t

rc]P

[bar]V"

[m3/kg]P"

[kg/m']r

[kj/kg]80 0,47 3,41 0,29 2309 130 2,70 0,67 1,50 2174

90 0,70 2,36 0,43 2283 135 3,13 0,58 1,72 2159

100 1,01 1,67 0,60 2257 140 3,61 0,57 1,97 2144

105 1,21 1,42 0,71 2244 145 4,16 0,45 2,24 2129

110 1,43 1,21 0,83 2230 150 4,78 0,39 2,55 2113

115 1,69 1,04 0,97 2216 155 5,43 0,35 2,89 2097

120 1,98 0,89 1,12 2202 160 6,20 0,31 3,26 2081

125 2,32 0,77 1,30 2188 165 7,00 0.27 3,67 2065

3.8. Încălzirea cu aer cald

Sistemele de încălzire cu aer cald utilizează aerul ca agent termic de tansport. Spre deosebire de sistemele de încălzire cu apă caldă şi fierbinte sau abur, în care energia termică se transmite la consumatori prin intermediul unor schimbătoare de căldură (corpuri de încălzire, echipamente, aparate termice etc.), în sistemele cu aer cald agentul termic este utilizat direct de ronsumator fără un schimbător de căldură intermediar. Sarcina termică nece- sară a încăperilor poate fi acoperită în 'itregime cu ajutorul acestui sistem sau poate fi preluată numai parţial, fiind completată de alte tipuri de sisteme de încălzire, în conformitate cu destinaţia încăperii şi soluţia tehnică adoptată. Deşi utilizează ca agent termic aerul, instalaţiile de încălzire cu aer cald nu trebuie asimilate sistemelor de ventilare, deoarece scopul celor două tipuri de instalaţii este diferit, în timp ce instalaţiile de ventilare sunt concepute pentru a asigura, în primul rând, calitatea aerului interior, prin procedee de tratare a acestuia, instalaţiile de încălzire cu aer cald sunt destinate exclusiv creşterii entalpiei aerului introdus în încăperi, în general, în clădirile echipate cu instalaţii de ventilare mecanică, sarcina termică pentru încălzire este preluată, total sau parţial, de aceste sisteme.

3.8.1. Criterii privind utilizarea încălzirii cu aer cald

Instalaţiile de încălzire cu aer cald sunt folosite pe scară largă, mai ales, în sectorul industrial, în organizările de şantier şi în spaţii cu destinaţii provizorii sau în spaţii mari şi aglomerate, unde în anumite situaţii pot fi combinate cu alte tipuri de sisteme de încălzire, ca, de exemplu, cele cu corpuri de încălzire sau panouri radiante, pentru a asigura confortul termic local, în cazul consumatorilor casnici, încălzirea cu aer cald este, în principal, de tip local, iar pentru cei din sectorul terţiar utilizarea acestui sistem devine din ce în ce mai atractivă pe măsură ce performanţele tehnologice ale echipamentelor conduc la reducerea zgomotelor şi la o distribuţie uniformă a aerului în încăperi. Este interzisă folosirea acestui sistem de încălzire în zonele cu degajări de praf sau alte surse de poluanţi, în absenţa instalaţiilor de ventilare locală.

Instalaţiile de încălzire cu aer cald prezintă, în raport cu celelalte tipuri de instalaţii de încălzire, anumite avantaje:

Page 36: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

36

încălzirea rapidă a incăperilor şi a spaţiilor industriale, după punerea în funcţiune a instalaţiei;

evitarea pericolului de îngheţ; cheltuieli de investiţii mai reduse; cuplarea acestui sistem cu sistemul de ventilare.

Ca dezavantaje ale acestui sistem de încălzire se pot enumera: transportul unor debite mari de aer cald pentru acoperirea pierderilor de

cădură, datorită capacităţii termice scăzute a aerului, de numai 1,0 kJ/kg-K faţă de 4,185 kJ/kg-K căldura specifică a apei;

răcirea rapidă a încăperilor, după întreruperea alimentării cu aer cald; încălzirea neuniformă a spaţiilor interioare atât în plan vertical cât şi în plan

orizontal, datorită repartiţiei neuniforme a debitelor de aer cald şi a fenomenelor de stratificare termică;

supraîncălzirea zonei superioare a spaţiilor interioare, având implicaţii negative asupra consumurilor energetice;

răspândirea mirosurilor neplăcute şi a altor nocivităţi în cazul sistemelor deîncălzire care utilizează, parţial sau total, aerul recirculat;

riscul apariţiei zgomotelor, în funcţie de performanţa echipamentelor, care devinsupărătoare în încăperi de locuit sau din sectorul terţiar.

dificultăţi în reglarea termică a instalaţiei în funcţie de necesităţile energetice interioare.

Instalaţiile de încălzire cu aer cald au drept scop acoperirea pierderilor energetice şi asigurarea condiţiilor de confort termic interior. Pentru zonele de şedere trebuie asigurate valorile temperaturii aerului interior fc şi a vitezei curenţilor de aer v:, recomandate de normative şi literatura de specialitate şi anume:

a. pentru spaţiile industriale, valorile parametrilor confortului termic în zona de lucru sunt reglementate de Normele de protecţie a muncii, în funcţie de categoria de muncă şi de specificul procesului de producţie Aceste valori trebuie respectate în zona de lucru, deci într-un plan situat la 1,5...2,0 m de la pardoseală. Temperatura şi viteza aerului cald introdus în încăpere au valori diferite faţă de parametrii aerului interior, dependente de sistemul de distribuţie a aerului.

b. pentru clădiri de locuit şi cele din sectorul terţiar, trebuie verificaţi parametrii confortului termic ,precum şi nivelul de zgomot în zona de şedere, în raport cu valorile admise.

Încălzirea aerului în sistemele de încălzire cu aer cald se face prin schimb de căldură superficial la nivelul suprafeţei unui furnizor de energie termică, care poate fi, spre exemplu, focarul unei sobe sau o baterie de încălzire. După modul de amplasare a sursei de energie termică pentru încălzirea aerului faţă de spaţiul care trebuie alimentat cu căldură, se pot defini sisteme de încălzire cu aer cald locale sau centralizate.

3.8.2. Instalaţii de încălzire cu preparare locală a aerului cald

Instalaţiile de încălzire locală cu aer cald sunt cele mai simple forme de alimentare cu căldură, care furnizează debitul de aer cald necesar unui spaţiu adiacent sursei termice. Aceste sisteme au ca element central sursa de energie termică pentru încălzirea aerului, distribuţia acestuia făcându-se natural sau forţat (cu ajutorul unui ventilator, în spaţiul din imediata apropiere).

Sursele de energie care încălzesc aerul se pot clasifica astfel:a. agregate cu focar propriu;

Page 37: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

37

b. aeroterme;c. dispozitive multifuncţionale.

3.8.2.1. Încălzirea cu agregate cu focar propriu

În această categorie intră sistemele de încălzire a aerului cu sobe de diferite structuri şi materiale şi generatoarele de aer cald. Spaţiul de încălzit se reducela o încăpere sau la un număr redus de încăperi,distribuite ăm jurul aceleiaş surse de încălzire.

Valorile parametrilor confortului termic minim în zona de lucru

Grupa Specificul procesuluipe producţie

Categoria demuncă

Temperaturaaerului t;

[°C]

Umiditatearelativă <pj

[%]

Vitezamaximă Vj

[m/s]

IDegajări neînsemnate de

căldură şi umiditate normală

Uşoară MedieGrea

16 15io

.....................60 0,25 .......

0",45 0,25

II Degajări neînsemnate de căldură şi umiditate

scăzută

Uşoară 16

50 0,20 .......0,40 0,20Medie Grea 15

io

III Degajări însemnate de căldură

Uşoară 15 Nenormat 0,45Medie 13 0,45

Grea 8 0,30

IV Degajări mari de umiditate şi regim termic controlat

Uşoară10-22 Max. 80

0,20... 0,5022-24 24-"27

....... 70-80 70-55

27 Max. 55

3.9. Criterii privind utilizarea încălzirii prin radiaţie

Încălzirea prin radiaţie se caracterizează, în principal, prin aceea că suprafeţele încălzitoare cedează căldură prin radiaţie mai mult de 50 % din căldura totală.în raport cu temperatura medie temperatura a suprafeţei încălzitoare, încălzirea prin radiaţie se clasifică astfel:

de temperatură joasă (tP - 25...100°C); suprafeţele încălzitoare sunt în mare ma- joritate elemente de construcţie (plafon, pardoseală, pereţi);â

de temperatură medie (tP = = 100...500°C); suprafeţele încălzitoare sunt realizate sub formă de panouri sau benzi radiante suspendate la partea superioară a încăperilor;

de temperatură înaltă (tp = = 500...3000°C); elementele încălzitoare sunt radianţi funcţionând cu gaze sau energie electrică.

Instalaţiile de încălzire prin radiaţie prezintă şi alte particularităţi în raport cu celelalte sisteme, dintre care se pot menţiona:

asigură un grad de confort mai ridicat, întrucât temperatura suprafeţelor de construcţii ce delimitează încăperea este mai ridicată şi mai uniformă, iar temperatura aerului din interior este mai scăzută cu 1...3°C;

Page 38: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

38

realizează în încăperi un gradient de temperatură redus; se reduce viteza de circulaţie a aerului în încăpere şi, ca urmare, rezultă o diminuare de

împrăştiere a prafului anorganic, suport al florei bacteriene; asigură încălzirea spaţiilor deschise.

În analiza ce precede decizia alegerii sistemului de încălzire, trebuie avute în vedere şi aspecte legate de costul investiţiilor, cheltuielile de exploatare şi de coordonare a lucrărilor de instalaţii şi construcţii.

Sistemele de încălzire prin radiaţie se pot folosi: în clădirile civile, în încăperi cu cerinţe igienice şi de confort deosebite, precum şi

pentru asigurarea unei încălziri uniforme; în clădirile industriale cu spaţii mari şi fără necesităţi de ventilare mecanică, pentru

asigurarea unei distribuţii omogene a încălzirii; în încăperi de producţie industrială, pentru a realiza o încălzire zonală, puncte

calde sau încălzire perimetrală

Figura 3.2. Scheme de alimentare cu căldurăa – varianta pentru încălzire numai prin radiaţie; b – varianta în conbinaţie cu încălzirea cu corpuri de încălzire; c– varianta în combinaţie cu încălzirea cu corpuri de încălzire şi prepararea apei calde de consum; d – varianta cu

staţie compactă tip LAING;1 – cazan; 2, 6, 8, 16 – pompe de circulaţie; 3 – vas de expansiune închis; 4 – distribuitor apă caldă;

5 – colector apă caldă; 7 – corp de încălzire; 9 – schimbător de căldură; 10 – butelie de egalizare a presiunii;11 – panouri radiante; 12 – staţie compactă compusă din: 12a – schimbător automat şi 12b – pompă de circulaţie;13 – comutator electronic; 14 – vas de expansiune închis; 15 – ventil de reglare automat; R – regulator automat;

RT – regulator de temperatură; TE – termometru exterior; TI – termostat interior; SCD – staţie compactă cu dulap; TC – tablou de comandă; TCR – tablou de comandă pentru încălzirea prin radiaţie; VA – ventil automat

cu 3 sau 4 căi; RTS – robinet termostatic.

Page 39: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

PERFORMANŢELE DIFERITELOR TEHNICI DE ÎNCĂLZIRE PRIN RADIAŢIE

Tip de radiaţie Tipul panoului utilizatLungimea de

undă'Vi ax [u.m]

Temp. max. a supraf.

emisive [°C]

Randamentul radiaţiei [%] Directivitatea

radiaţiei

Căldura absorbităde aerul cu

umiditatea relativă cp = 50 %

Infraroşu - lungimede undă scurtă Radiant electric 1,2 2.200 83 excelentă 7

Infraroşu - lungimede undă medie

Tuburi radiante din cuarţ sau siliciu încălzite electric

Radiant cu gazeTuburi radiante metaliceîncălzite electric Panou

radiant cu gaze de temperatură medie

2,62,7 3 4 ...7

950900 - 800

5547 - 50

medie 19medie 19medie 19

450 - 150 44 medie 20

Infraroşu - lungimede undă lungă

Panou radiant de temperatură medie încălzit cu abur sau apă

fierbintePanou radiant de temperatură joasă încălzit cu apă caldă sau

electric

7 - 8,5 150 - 70 42 - 40

slabă 20

foarte slabă 20

39

Page 40: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

40

3.10. Încălzirea cu pompe de căldură

Ameliorarea eficacităţii proceselor energetice, industriale sau gospodăreşti se realizează în mare măsură prin introducerea în circuitul energetic a surselor secundare care apar şi se dezvoltă simultan cu aceste procese.

Pompele de căldură fac parte din categoria acestor surse care pot aduce o contribuţie importantă la o mai bună utilizare a energiei pentru alimentarea cu căldură la niveluri termice moderate, solicitate de numeroase procese tehnologice şi, în special, pentru încălzirea şi prepararea apei calde de consum a clădirilor civile şi industriale.

Pompa de căldură este o instalaţie termică, care serveşte la „pomparea" căldurii de la o temperatură scăzută la una mai ridicată, adică preia căldura Eiz de la un izvor de căldură cu un potenţial termic scăzut, de temperatură Tiz şi cedează unui consumator căldura Ec, la un potenţial termic mai ridicat, de temperatură Te, consumând în acest scop o energie de acţionare EA. Aceasta, calitativ superioară izvorului şi consumatorului de căldură, suferă o„devalorizare" până la nivelul Te al consumatorului de căldură, regăsin-du-se cantitativ încăldura cedată acestuia. Eiz+EA = Ec [kWh]

Derivând din instalaţia frigorifică, fiind identică constructiv cu aceasta, dardeosebindu-se prin scopul urmărit, pompa de căldură poate fi întâlnită sub toate cele trei tipuri clasice: cu comprimare mecanică, cu ejecţie sau cu absorbţie. Totuşi, aplicaţiile cele mai frec- vente se bazează pe instalaţia cu compresie mecanică, acţionată cu motor electric sau termic şi pe instalaţia cu absorbţie.

Izvorul pompei de căldură poate fi:aerul (atmosferic, evacuat din incintele climatizate, gazele de ardere etc.);apa (de suprafaţă, subterană, geo-termală sau tehnologică);solul (pământul, deşeurile menajere).

Consumatorul de căldură poate fi: încălzirea unor spaţii, cu menţiunea că se impun sisteme cu temperatură

scăzută (cu aer cald, cu panouri radiante, de pardoseală etc.);prepararea apei calde de consum;diverse procese tehnologice (uscare, distilare etc).

Izvorul pompei de căldură trebuie corelat cu consumatorul adecvat, atât din punct de vedere al simultaneităţii şi constantei în timp a debitului, al temperaturilor sursei reci şi calde, cât şi al distanţei relative.

3.10.1. Criterii privind utilizarea pompelor de căldură

Implementarea unei pompe de căldură într-un sistem de încălzire este determinată de următoarele criterii:

energetice (performanţa la diferite temperaturi exterioare, constanţa în timp a acestor performanţe, cantitatea şi calitatea energiei de acţionare solicitată, energia suplimentară de vârf necesară, resursele energetice din imediata vecinătate);

economice (întreţinerea necesară şi costul exploatării, investiţia corespun-zătoare, durata de amortizare);

diverse (posibilitatea recuperării căldurii din clădire, modul de utilizare a căldurii la consumator, agentul termic utilizat, posibilitatea utilizării simultane cu căldura produsă şi a efectului frigorific adiacent, fiabilitatea instalaţiei, po- sibilităţile de reglare, nivelul de zgomot, gabaritul etc).

Când sunt luate în calcul mai multe influenţe din cele mai sus menţionate, analiza eficacităţii unui sistem de încălzire cu o pompă de căldură este mai corectă.

Page 41: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

41

Pompa de căldură poate acoperi, singură, întregul necesar de căldură al consumatorului sau doar o parte, la funcţionarea în regim bivalent, când o sursă clasică (centrala termică, încălzirea electrică) completează acest necesar, în perioada vârfului de sarcină, în acest caz se disting trei situaţii de funcţionare.

când temperatura exterioară coboară sub temperatura limită de încălzire tu, necesarul de căldură este asigurat integral de pompa de căldură, aceasta producând chiar mai mult decât pierderile de căldură ale clădirii, până la temperatura punctului de echilibru termic, ÎPET;

când temperatura exterioară scade sub tpET, caz în care aportul gratuit de căldură de la mediu se diminuează, pompa de căldură asigură doar parţial necesarul de încălzire, restul fiind suportat de o sursă clasică, de vârf;

când temperatura izvorului te atinge punctul de oprire tpo, sub care pompa de căldură nu mai funcţionează eficient, aceasta se deconectează, necesarul de căldură fiind acoperit integral de sursa clasică.

Aceste regimuri de funcţionare depind de zona climatică în care este amplasată clădirea. Pentru zonele temperate, se apreciază că pompa de căldură acoperă 2/3 din necesarul anual de încălzire.

În perioada rece, când reţelele electrice sunt foarte solicitate, comutarea pe o sursă clasică, bazată pe o centrală termică (cu combustibil solid, lichid sau gazos) descarcă aceste reţele de consumul pentru alimentarea pompei de căldură, contribuind la exploatarea mai raţională a sistemului energetic.

3.10.2. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură aer-aer

În recuperările de căldură, deseori se utilizează aerul ca mijloc de transport al căldurii, în scopul încălzirii unui spaţiu.

Ca izvor, aerul prezintă avantajul accesibilităţii, mai ales în zonele cu climă blândă. Prin utilizarea aerului evacuat din incintele încălzite, temperatura lui mai ridicată şi constantă în timp poate constitui un argument suplimentar.

Încălzirea cu aer cald este economică, necesitând temperaturi reduse, de circa 300C, realizate de pompe de căldură cu eficiente ridicate, acest fapt justificând numărul mare de aplicaţii de acest tip.

Pompele de căldură aer-aer răspândite, în general, în zonele cu climă moderată realizează bune performanţe în sezoanele de tranziţie. Pentru preluarea vârfului de consum, în perioadele foarte reci, sunt prevăzute, de regulă, cu o instalaţie clasică, alternativă (centrală termică la instalaţiile mai mari, încălzire electrică la instalaţiile mai mici).

În numeroase cazuri funcţionarea instalaţiei este reversibilă: vara ca instalaţie declimatizare, iarna ca pompă de căldură.

Puterea termică obişnuită este de 1...5 kW, pentru agregatele individuale, necesare încălzirii unui apartament, ajungând până la 100 kW la sistemele centralizate. Aceste puteri termice reduse conduc la utilizarea numai a pompelor de căldură cu compresie mecanică. Izvorul pompei de căldură poate fi. aerul exterior, aerul evacuat sau un amestec de aer exterior cu aer recirculat din cel evacuat.

În cazul utilizării numai a aerului exterior, când temperatura suprafeţei vaporizatorului, tsv, coboară sub punctul de rouă al aerului, se produce condensarea vaporilor de apă din aer pe suprafaţa de răcire. Când tsv<00C, condensatul îngheaţă şi are loc givrarea vaporizatorului, cu consecinţe neplăcute asupra preluării căldurii de la izvor, prin rezistenţa termică suplimentară opusă. Se impune astfel degivra-rea periodică, operaţie ce necesită întreruperea livrării de căldură către consumator, un consum suplimentar de energie si, uneori, chiar o investiţie în plus, deci o diminuare a performanţelor pompei de căldură.

Page 42: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

42

După modul de acoperire a necesarului de căldură, instalaţia poate fi prevăzută numai cu o pompă de căldură sau şi cu o sursă de adaos (de vârf), de regulă, o rezistenţă electrică, în cazul funcţionării bivalente.

Totodată, instalaţia poate fi utilizată doar ca pompă de căldură (numai pentru încălzire, deci în sezonul rece) sau/şi ca instalaţie de răcire (concomiten,cumulând cele două efecte de încălzire şi răcire sau alternativ,în sezonul rece).Funcţionarea bivalentă sau reversibilă duce la performanţe superioare.

3.10.3. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură aer-apă

Încălzirea spaţiilor poate fi realizată şi cu apă, preparată în condensatorul pompei de căldură. Aceste sisteme se dezvoltă continuu, atât pentru încălzirea clădirilor existente cât şi pentru cele noi.

Corpurile de încălzire impun temperatura ce trebuie produsă de pompa de căldură:în ventiloconvectoare, ejectocon-vectoare sau aeroterme tw = 40°C;în panourile radiante (de pardoseală, de perete) tw = 35°C.

La sistemele cu izvor de căldură aerul exterior, dependente de temperatura exterioară,cum temperatura apei preparate trebuie să fie mai ridicată în zilele friguroase, în aceste zile pompa de căldură este frecvent înlocuită de încălzirea centrală clasică.

3.10.4. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură apă-aer

Utilizarea principală a acestor instalaţii este pentru încălzirea clădirilor individuale(sau colective), birourilor si restaurantelor.

Cum ciclul realizat de pompa de căldură este mai uşor (izvorul are temperatura mai ridicată, iar încălzirea cu aer solicită o temperatură de condensare scăzută), aceste instalaţii vor avea performanţe superioare celor de tip aer-aer sau aer-apă.

La pompele de căldură apă-aer, circuitul apei poate fi deschis sau închis (în buclă). Instalaţiile cu circuit deschis sunt utilizate numai ca pompe de căldură pentru încălzirea spaţiilor, fiind realizate , monobloc şi amplasate în consolă, sub fereastră.

Pentru amplasarea în spaţii care solicită un zgomot redus, compresorul se plasează într-o carcasă insonorizată şi se renunţă la ventilatorul condensatorului (încălzirea aerului realizându-se prin convecţie liberă).

Instalaţiile în circuit închis (buclă de apă) sunt utilizate atât ca pompe de căldură (iarna), cât şi ca instalaţii de răcire (vara), fiind reversibile (cu un sistem de inversiune a ciclului).

Sunt utilizate, în principal, la clădirile care solicită simultan căldură şi frig o perioadă importantă a anului, în această categorie sunt incluse clădirile cu faţadele diametral opuse (nord şi sud sau est si vest), cât şi cele care au spaţii i interne importante şi faţade mult vitrate. Bucla de apă înmagazinează, căldura cedată de condensatoarele altor instalaţii frigorifice utilizate (pentru cli-matizarea sălilor de calculatoare, pentru depozitarea alimentelor) şi chiar a aparatelor de iluminat (răcite cu apă).

Pentru compensarea variaţiilor de volum ale apei, se prevede un vas de expansiune închis, cu pernă de azot.

Agentul termic este R134a, care parcurge ciclul pompei de căldură între t0 = 3°C şi fc= 30°C, asigurând o eficienţă reală.

Vaporizatorul este de tip multitubular, cu vaporizarea freonului în spaţiul dintre ţevi, apa circulând în ţevi, pentru a permite curăţirea periodică.

Page 43: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

43

Dacă temperatura râului este mai scăzută există pericolul îngheţării apei în vaporizator. în acest caz se folosesc vaporizatoare imersate în bazin, cu vaporizarea freonului în ţevi, eventuala gheaţă formându-se la exterior.

3.10.5. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură apă-apă

Aceste instalaţii sunt utilizate: la recuperarea căldurii în marile clădiri, cu degajări importante din unele spaţii

(climatizate) şi utilizarea ei la încălzirea celorlalte spaţii (care solicita căldură); pentru încălzirea şi prepararea apei calde de consum din locuinţe individuale sau

colective, clădiri industriale sau agrozootehnice, complexe sportive, folosind un izvor extern de căldură.

Puterile termice realizate sunt în concordanţă cu disponibilul izvorului de căldură,fiind întâlnite în domeniul valorilor medii şi mari (500...5000kW).

Derivând din instalaţiile frigorifice pentru produs apă glacială, cu condensator răcit cu apă, se bazează pe compresia mecanică sau pe absorbţie. Din punct de vedere constructiv sunt realizate monobloc şi amplasate într-un spaţiu tehnic.

Funcţionarea pompei de căldură este asociată unei surse alternative de căldură (sistem bivalent) şi unui turn de răcire (pentru eliminarea excesului de căldură).

Pot funcţiona numai în regim de pompă de căldură sau/şi ca instalaţie frigorifică. Reversibilitatea este asigurată prin inversarea ciclului agentului de lucru (la instalaţiile de puteri mai mici) sau a circuitelor de apă (la instalaţiile mari).

3.10.6. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură sol-aer şi sol-apă

Utilizarea solului ca izvor de căldură prezintă următoarele avantaje:accesibilitate;constanţa temperaturii în timp, de la o adâncime dependentă de zona climatică şinatura terenului,temperatură destul de ridicată, chiar în sezonul rece;când se foloseşte ca izvor solul cu deşeuri menajere, căldura degajată în timpul fermentării acestora ridică temperatura solului cu 2...3°C.

Dezavantajele principale sunt: conductivitate termică a solului foarte scăzută, care conduce la suprafeţe mari

pentru captarea căldurii; investiţie ridicată, datorată acestor mari suprafeţe ale captatoarelor plasate în sol.

Din considerentele menţionate, aceste pompe de căldură sunt utilizate la încălzirea locuinţelor individuale, asigurând integral necesarul de căldură. Rar este plasat în sol chiar vaporizatorul pompei de căldură. Se preferă utilizarea unui fluid intermediar (apă glico-lată), care preia căldura din sol şi o cedează agentului de lucru în vapori-zator. Astfel, instalaţiadevine de fapt o pompă de căldură apă-aer sau apă-apă.

Modul de dispunere a ţevilor de captare în sol poate fi vertical sau orizontal. Ţevile (sondele) sunt plasate într-un puţ cu diametrul de 150 mm şi cu o adâncime de 18...60 m. Energia termică captată este de 20...30 W/m, în funcţie de diametrul ţevilor şi compoziţia solului. Amplasamentul orizontal, frecvent în zonele rurale, când se dispune de spaţii mari.

Page 44: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

a.

b.Figura 3.3. Pompă de căldură sol/apă:

a. cu dublu efect, pentru încălzirea unei locuinţe şi răcirea unei cămări:1 – captator de căldură orizontal; 2 – cămară; 3 – pompă de căldură; 4 – panouri radiante;

K – compresor; C – condensator; VL – ventil de laminare; V – vaporizator; PAC – pompă de circulaţie apă caldă; PAG – pompă de circulaţie apă glicolată.

b. pentru încălzirea prin pardoseală radiantă a unei locuinţe:1 – captator de căldură orizontal; 2 – pompă de căldură; 3 – pardoseală radiantă;

K – compresor; C – condensator; VL – ventil de laminare; VEI – vase de expansiune închise; V – vaporizator; PAC – pompe de circulaţie apă caldă; PAG – pompe de circulaţie apă glicolată.

PG – pompă de circulaţie pentru încălzirea de gardă; S1, S2 – sonde temperatură;T1, T2, TPC - termostate

44

Page 45: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

45

3.10.7. Dimensionarea instalaţiilor cu pompe de căldura

Consideraţii generale

Alegerea corectă a unei pompe de căldură, în conformitate cu scopul urmărit (încălzire, încălzire şi preparare apă caldă de consum, funcţionare reversibilă sau cu dublu efect) şi stabilirea sistemului complet de alimentare cu căldură a consumatorului, în care pompei de căldură i se asociază uneori şi o sursă alternativă de căldură (funcţionare bivalentă), trebuie să rezulte în urma unui calcul tehnicoeconomic. Acesta este bazat pe două criterii:

optimum energetic: consumul minim de energie rezultat din analiza com- parativă a diferitelor variante de pompe de căldură, luând în considerare şi o sursă clasică de producere a căldurii;

optimum economic: cheltuielile minime de investiţii şi exploatare, dintre toate aceste variante.

cum informaţiile comerciale, date de constructorii de pompe de căldură, sunt deseori teoretice, optimiste, chiar eronate, se va apela la datele furnizate de laboratoarele autorizate de încercare pentru a afla perfomanţele reale;

se includ şi consumurile auxiliare de energie permanente (ventilatoare, pompe,rezistenţe electrice pentru carter) sau nepermanente (pentru degivrare);

când pompa de căldură nu acoperă tot necesarul de căldură (frecvent acoperă30...60% din puterea de încălzire), se include şi consumul real al sursei alternative de căldură;

se are în vedere realizarea practică a instalaţiei, care implică pierderi în reţeaua de transport a căldurii (apă, aer);

se iau în considerare pierderile la livrarea căldurii urmărite în perioadele de degivrare, inversarea efectelor, dar şi avantajele aduse prin prevederea, când este posibil, a acumulărilor termice, în circuitul izvorului şi în cel al con- sumatorului.

Alegerea unei pompe de căldură trebuie făcută în concordanţă cu modul ei de funcţionare.a. Varianta reversibilă (încălzire şi climatizare).

Instalaţia este aleasă încât să asigure necesarul de răcire în perioada de vară; la funcţionarea în sezonul rece, ca pompă de căldură, instalaţia va fi astfel supradimensionată faţă de optimum economic.

b. Varianta utilizării numai ca pompă de căldură.Rar se prevede o instalaţie care să asigure întregul necesar de încălzire, încât, de regulă, se alege o instalaţie cu o putere termică de 50...70 % din necesarul de încălzire total (dependent şi de temperatura exterioară locală,deci de timpul de utilizare a pompei de căldură în perioada de încălzire).

Page 46: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

46

3.11. Încălzirea electrică

3.11.1. Criterii privind utilizarea energiei electrice

Utilizarea energiei electrice pentru producerea de căldură se bazează pe efectul Joule al curentului electric potrivit căruia energia electrică potenţială pe care o pierde electronul prin ciocnirile cu reţeaua unei rezistenţe este transferată acesteia sub formă de căldură.

Din punct de vedere tehnic, utilizarea energiei electrice pentru încălzirea clădirilor prezintă multiple avantaje în raport cu celelalte sisteme de încălzire bazate pe folosirea combustibililor clasici. Aceasta face ca energia electrică să fie privită ca un viitor potenţial energetic pentru nevoile gospodăreşti. Costul încă destul de ridicat al energiei electrice face ca utilizarea ei să fie limitată.

În sprijinul ideii de utilizare pe scară largă, în viitor, a acestei forme de energie se potmenţiona câteva avantaje:

eliminarea surselor termice şi odată cu ele şi a produselor secundare alecombustiei (gaze nocive, poluanţi etc.);simplificarea operaţiilor de exploatare;creşterea gradului de automatizare, mergând până la programarea strictă a orelor de funcţionare;

contorizarea riguroasă a consumurilor individuale.Energia electrică nu este lipsită de şanse şi sunt situaţii în care ea poate răspunde

competitiv nu numai cerinţelor tehnice ci şi economice. Este cazul încăperilor aferente clădirilor izolate (staţii de relee pentru transmiterea programelor TV, staţii meteorologice,

Page 47: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

47

staţii de metrou, staţii de benzină etc.) De asemenea, ea poate fi utilizată ca sursă de energiepentru acoperirea necesarului de căldură în perioada de vârf de consum.

Utilizarea eficientă a energiei electrice impune asigurarea unui grad ridicat de izolare termică a clădirilor.

3.11.2. Încălzirea electrică directă

Încălzirea electrică directă este o încălzire locală realizată, în general, cu ajutorul convectoarelor sau panourilor radiante, în acest caz, căldura produsă de o rezistenţă electrică este transferată instantaneu încăperii prin radiaţie şi convecţie.

3.11.2.1. Aparate electrice de încălzire

Aparatele electrice de încălzire directă se clasifică după raportul dintre fluxul radiant şi cel convectiv, după temperatura suprafeţei încălzitoare şi după locul şi modul de montare.

3.11.2.1.1. Convectoare de perete

Principiul de funcţionare constă în încălzirea aerului care intră în contact cu elementele încălzitoare ale aparatului sau cu carcasa metalică a acestuia .

Puterea termică a acestor convec-toare este cuprinsă între 0,5 şi 3 kW.Există foarte multe modele de con-vectoare electrice de diverse forme şi dimensiuni. Din punct de vedere al funcţionării convectoarelor electrice acestea pot fi cu încălzire

prin convecţie naturală sau forţată (prin înglobarea unui ventilator).

3.11.2.1.2. Convectoare plintă

Convectoarele plintă reprezintă ace-aaşi caracteristici constructive şi tehnice ca şi convectoarele de perete deosebirea constând în dimensiunile lor mai reduse: înălţimea cuprinsă între 100 şi 150 mm, iar lăţimea de circa 60 mm. Puterea termică nu depăşeşte 100W/m pentru a limita temperatura superficială a pereţilor.

3.11.2.1.3. Convectoare de pardoseală

Convectoarele de pardoseală se încadrează în pardoseală şi se acoperă cu o grilă care permite pătrunderea şi circulaţia aerului cald în încăpere. Avantajul acestor convectoare constă în faptul că nu ocupă spaţiu în încăpere, eliberând complet pereţii .

3.11.2.1.4. Radiatoare electrice

Acestea sunt radiatoarele cu ulei şi sunt executate cu tablă din oţel şi umplute cu ulei, având la partea inferioară o rezistenţă electrică izolată corespunzător, imersată în uleiul mineral cu care se umple radiatorul. Radiatoarele sunt susţinute pe role care permit deplasarea uşoară în zona dorită. Suprafaţa de transfer de căldură, mare, permite coborârea temperaturii sub 95 °C. Radiatoarele electrice au puteri instalate cuprinse între 500 şi 3000W.

Există radiatoare cu dublă funcţiune care sunt utilizate atât pentru încălzire cât şi pentru uscarea prosoapelor în băi şi grupuri sanitare sau pentru uscarea hainelor udate de ploaie (încălzire şi cuier).

Radiatoarele electrice de acest tip conţin apă în loc de ulei mineral şi pot fi racordate şi la o instalaţie clasică de încălzire.

Page 48: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

48

3.11.2.1.5. Panouri radiante

Sunt aparate electrice de încălzire ultraplate la care schimbul de căldură se face, în majoritate, prin radiaţie. Elementul de încălzire este alcătuit dintr-o pastă de argint imprimată într-o placă emailată cu circuit imprimat .

3.11.2.1.6. Radianţi luminoşi

Radianţii sunt alcătuiţi dintr-o rezistenţă din aliaj de fier cu crom şi nichel sub formă de sârmă spiralată, înfăşurată pe un izolator ceramic, un ecran din tablă polizată având rolul de dirijare a fluxului termic în direcţia dorită, un suport de susţinere şi un cablu de alimentare.

Radianţii luminoşi permit dirijarea fluxului termic către o anumită zonă.Prezintă ca dezavantaje temperatura ridicată care determină antrenarea prafului de

către curenţii de aer şi creşterea riscului producerii unui incendiu, iar lumina produsă poate fi supărătoare în timpul nopţii.

3.11.2.1.7. Radianţi în infraroşu

Radianţii în infraroşu sunt, în general, executaţi dintr-un element încălzitor, un ecran din metal polizat şi un suport metalic. Elementul încălzitor este o rezistenţă electrică spiralată introdusă într-un tub de cuarţ sau într-un tub metalic prin intermediul unei mase ceramice sau din oxid de magneziu. Spre deosebire de radianţii luminoşi au temperaturi scăzute şi cantitatea de lumină produsă este mai redusă. Se utilizează, de regulă, pentru suplimentarea încălzirii de bază, în încăperi cu suprafeţe mici (băi, WC-uri, culoare etc.), pe perioade limitate de timp. Se pot utiliza şi pentru ridicarea temperaturii în spaţii deschise (ganguri, peroane, tribune, terase etc). Puterea instalată variază în jurul valorii de 1000 W/m. Temperaturile suprafeţei tubului sunt cuprinse între 150 şi 180°C.

3.11.2.1.8. Aeroterme electrice

Sunt generatoare de aer cald alcătuite dintr-o carcasă paralelipipedică din tablă, cu orificii pentru circulaţia aerului. Elementul încălzitor este alcătuit dintr-un grup de rezistenţe montate pe suporturi ceramice izolante. Aerul este antrenat de un mic ventilator axial sau radial. Puterea instalată a unei aeroterme electrice este, în general, cuprinsă între 500 şi 2000W, dar se construiesc şi aeroterme cu puteri mai mari ajungând până la 10 kW.

3.11.3. Comanda şi reglarea

La încălzirea electrică directă reglarea se realizează cu ajutorul unui termostat care poate fi încorporat în aparatul electric de încălzire sau se poate monta pe circuitul electric de alimentare al aparatului electric de încălzire pentru P < 2 kW. în cazul în care sunt necesare două sau mai multe aparate electrice în aceeaşi încăpere (încăperi cu dimensiuni mari), reglarea lor se face cu un singur termostat în cameră .

Într-o clădire colectivă sau individuală unde nu toate încăperile se utilizează în aceeaşi măsură de ocupanţi se impune necesitatea de a varia temperatura în fiecare încăpere în funcţie de destinaţia acesteia şi de orarul zilnic care ţine cont de durata absenţei mai mare sau mai mică a ocupanţilor. Pentru acestea se poate utiliza un regulator central care, în funcţie de tip, poate regla, în parte, temperatura fiecărui aparat, camere sau zone, în conformitate cu nevoile orare, zilnice sau săptămânale. O programare bine realizată duce la economii importante de energie electrică şi deci la un preţ redus de exploatare.

Page 49: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

49

3.12. Încălzirea cu apă geotermală

3.12.1. Utilizarea apelor geotermale pentru încălzire

Utilizarea eficientă a energiei geotermale la alimentarea cu căldură a consumatorilorimpune respectarea următoarelor condiţii generale:

- cunoaşterea parametrilor de exploatare a sursei pe baza unui studiu hidrogeologic anterior şi garantarea parametrilor: debit, temperatură, com- poziţie chimică, inclusiv previziuni asupra evoluţiei în timp de către furnizorul apei geotermale;

- asigurarea unei bune corelări între amplasamentul sursei (sonda geotermală) şi consumatorii de căldură;

- utilizarea în măsură cât mai mare a energiei termice disponibile a sursei geotermale prin:

- realizarea unei răciri cât mai accentuate a apei în instalaţiile consumatoa-re (înserierea instalaţiilor, folosirea aparatelor termice performante);

- asigurarea unei durate anuale de funcţionare cât mai ridicate, prin func- ţionarea în regimul de bază al consumatorului şi asocierea unor consuma- tori având curbe de sarcină diferite.

- asigurarea compatibilităţii apei geotermale cu instalaţiile utilizatoare prin prevederea unor măsuri corespunzătoare (tratarea apei, materiale adecvate, posibilităţi pentru intervenţie şi înlocuirea componentelor);

- adoptarea următoarelor modalităţi de valorificare termică în funcţie de nivelul de temperatură al apei geotermale: t=30...50 °C

- încălzire solarii;- încălzire şi preparare apă caldă de consum cu pompe de căldură;- preparare apă caldă de consum menajer sau tehnologic cu pompe de căldură t =

50...80 °C.- încălzire şi preparare apă caldă de consum, prin asociere cu o centrală termică

de vârf pentru consumatori civili, industriali şi sere;- preparare apă caldă de consum menajer sau tehnologic.t > 80 °C;- încălzire şi preparare apă caldă de consum, prin asociere cu o centrală termică

de vârf pentru consumatori civili, industriali şi sere;- încălzire şi preparare apă caldă de consum, pentru consumatori industriali;- încălzire în procese tehnologice de uscare;- preparare apă caldă de consum tehnologic.

3.12.2. Surse geotermale

Existenţa energiei acumulate în scoarţa terestră este pusă în evidenţă prin creştereaprogresivă a temperaturii solului cu adâncimea, pe verticala fiecărui punct.

Gradientul geotermic Gt reprezintă creşterea temperaturii solului cu adâncimea, pe unitatea de lungime şi se exprimă în K/100 m. Valoarea medie pe glob a gradientului geotermic este Gt = 3 K/100 m.

Subsolul României prezintă zone întinse în care gradientul geotermic este mai maredecât această valoare, maximum constatat fiind Gt=7 K/100 m, în nordul Câmpiei de Vest.

În cazul în care o anumită structură geologică (soluri nisipoase, calcare, gresii fisurate)conţine apă, aceasta ia temperatura rocilor în care este depozitată, existând astfel premizele valorificării energiei geotermale prin foraj.

Page 50: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

50

Temperatura apelor geotermale este cuprinsă în domeniul 50... 120°C, iar adâncimeade amplasare a acviferelor este de 1...3 km.

Potenţialul energetic al resurselor hidrogeotermale se exprimă prin energia termică conţinută în apa geotermală produsă la capul de sondă, considerând răcirea acesteia, în instalaţiile de valorificare din aval, până la 30°C. Se remarcă ponderea însemnată pe care o are încălzirea clădirilor şi prepararea apei calde de consum.

3.12.3. Poziţia instalaţiilor termice în lanţul de valorificare complexă a energiei geotermale

0 sondă de producţie apă geotermală pune în faţa „inginerului de sistem" problema utilizării cât mai eficiente a apei şi a căldurii conţinute de aceasta. Se urmăreşte obţinerea unei răciri cât mai accentuate a apei geotermale în instalaţiile termice, precum şi utilizarea acesteia în scopuri multiple.

Pentru valorificarea cât mai completă a apelor geotermale se utilizează scheme întrepte, în acest scop pot fi avute în vedere următoarele domenii de valorificare:

I – încălzirea clădirilor, preparare apă caldă de consum;A – agricultură: sere, solarii, culturi de alge, piscicultura; B – balneologie, agrement;G – separare gaze combustibile;Ch – valorificare chimică: extragerea substanţelor minerale utile.

Schema de valorificare adoptată trebuie să ţină seama şi de calitatea apei geotermale.Se pot delimita următoarele categorii de ape:

a. convenţional curate; b. incrustante, corosive; c. cu gaze combustibile; d. puternic mineralizate; e. poluante.

Reinjecţia apei geotermale în sol, după utilizare, se impune din considerente deprotecţie a mediului (în cazul apelor poluante) cât şi pentru conservarea zăcământului.

3.12.4. Sisteme de alimentare cu căldură

Valorificarea energetică a resurselor geotermale şi realizarea unui sistem de alimentare cu căldură sunt condiţionate, în primul rând, de existenţa consumatorilor de căldură (clădiri de locuit şi social-culturale, clădiri de producţie, sere etc.) în zona cu resurse.

În funcţie de mărimea acestor consumatori şi de densitatea sarcinii termice deîncălzire, sistemele de alimentare cu căldură pot fi:

- centralizate;- locale.

Sistemele centralizate se prevăd pentru alimentarea cu căldură a unei grupări de consumatori (o localitate, un cartier) având sarcina termică de peste 5 MW. Sursa este constituită de una sau mai multe sonde de producţie apă geoter-mală care debitează într-o reţea comună ce alimentează punctul termic geo-termal. Aici, apa geotermală cedează căldura agenţilor termici secundari, prin intermediul schimbătoarelor de căldură, după care, în final, este reinjectată în zăcământ prin sonda de injecţie.

Punctul termic geotermal se cuplează cu o centrală termică de vârf cu care conlucrează pentru asigurarea nivelului de temperatură al agentului termic necesar la consumatori. Reţelele termice de distribuţie nu se deosebesc cu nimic faţă de reţelele termice secundare

Page 51: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

51

urbane; ele au în componenţă conductele de încălzire ducere-întoar-cere, conducta de apă caldă de consum şi conducta de recirculare apa caldă de consum.

Sistemele locale se utilizează pentru alimentarea cu căldură a unor mici consumatori, amplasaţi în vecinătatea sondei de producţie, a căror sarcină termică este de 1...4 MW. Aplicaţiile locale eficiente se obţin prin înserierea consumatorilor pe trepte de temperatură necesară, realizându-se u-nul sau mai multe circuite având regimuri hidraulice şi termice distincte, grupate în funcţie de mărimea şi simultaneitatea în timp a consumurilor, în cazul unor ape geotermale neincrustante şi necorosive se introduce apa geotermală direct în receptoarele instalaţiilor interioare (serpentine de încălzire la sere, registre de încălzire la ateliere etc). Tendinţa generală este de a se abandona soluţia utilizării directe a apei geotermale în instalaţiile de la consumatori.

3.13. Încălzirea solară

3.13.1. Utilizarea energiei solare

Energia solară se utilizează în scopuri gospodăreşti, fiind eficientă în procese vizând încălzirea spaţiilor sau/şi prepararea apei calde de consum. O analiză energetică şi economică care pune în balanţă investiţiile făcute în dotările speciale pentru captarea energiei solare şi economia de energie în exploatare se impune de fiecare dată când se doreşte realizarea unui astfel de sistem.

Întrucât cererea de energie termică nu coincide cu disponibilul de energie solară, sistemele de încălzire solară au o răspândire mai mică. Astfel, în perioada rece când necesarul de căldură este mai mare, şi a cărui valoare creşte o dată cu scăderea temperaturii exterioare, aporturile de căldură solară sunt mai mici şi scad o dată cu reducerea timpului de strălucire a soarelui.

Deoarece energia solară disponibilă este defazată cu 180° faţă de necesarul de căldură pentru încălzire, rezultă ca importante măsurile de prevedere, în cadrul sistemului, a unei componente de acumulare a căldurii, a izolării suplimentare a construcţiei şi a prevederii unor surse auxiliare.

Folosirea energiei solare ca sursă termică impune pe lângă măsurile mai sus menţionate şi o arhitectură aparte a clădirilor, precum şi o orientare a lor în raport cu poziţia soarelui pe bolta cerească. Elementele de captare a energiei solare vor trebui să fie orientate pe cât posibil spre sud.

De asemenea, instalaţiile solare de încălzire, pentru a putea funcţiona în bune condiţii, sunt asociate cu alte forme de energie (eoliană, geotermală) sau folosesc în compensaţie căldura recuperată de alte surse (oameni, iluminat, aparate termice etc.). în ultimul timp s-au extins sistemele combinate cu pompele de căldură, reuşind să îmbunătăţească simţitor eficienţa termică şi economică a instalaţiilor solare.

Analiza oportunităţii folosirii instalaţiilor solare de încălzire se face pe baza unor factori ca: sarcina de încălzire, energia solară de care se dispune, capacitatea sursei auxiliare, costul investiţiei şi durata de recuperare a investiţiilor etc. De aceea se cere, ori de câte ori se pune problema implementării unor astfel de instalaţii, să se aibă în vedere atât partea tehnică (sistemul de încălzire care se poate adopta) cât şi partea economică (cheltuielile de investiţii şi exploatare) precum şi economia de combustibil scontată.

Faţă de clădirile conservative realizate în sistem constructiv convenţional,Casele solare se disting printr-o arhitectură specifică caracterizată de raportul dintre suprafaţa de captare a radiaţiei solare Aps şi volumul spaţiului încălzit V. Pentru ca o construcţie să fie„construcţie solară" este necesar să fie îndeplinită condiţia 0,04 < Aps/V < 0,12.

Page 52: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

52

3.13.2. Sisteme de încălzire a spaţiilor utilizând energia solară

Sistemele de încălzire utilizând energia solară se pot clasifica în două principale categorii: sisteme pasive şi sisteme active.

Primele se caracterizează prin faptul că încălzirea spaţiilor se face în mod natural, fără intervenţia unui mijloc mecanic care să producă circulaţia unui agent termic.

Sistemele active presupun existenţa unor echipamente mecanice care să producă circulaţia agentului termic care transportă căldura între elementele de captare şi spaţiul încălzit. Ambele sisteme au făcut obiectul unor programe intense de cercetare desfăşurate în diverse ţări: SUA, Franţa, Danemarca, Germania etc. în România s-a desfăşurat o susţinută activitate de cercetare în acest domeniu, în special în INCERC-Bucureşti, ICPET, Facultatea de Instalaţii a UTCB, ICEMENERG, IPCT etc.

Procesul de captare şi conversie a radiaţiei solare în căldură se bazează pe utilizarea efectului de seră, specific unor materiale transparente (sticla, po-licarbonat, plexiglas etc.) şi se realizează prin sisteme specializate incluse sau nu în structura construcţiei solare.Indiferent dacă sistemul de încălzire este pasiv sau activ el conţine o unitate de stocare a căldurii provenite din captarea radiaţiei solare. Această unitate este necesară întrucât sursa naturală de energie are o durată diurnă limitată, în timp ce construcţia trebuie încălzită permanent. Funcţia de stocare termică este asigurată fie prin echipamente specializate fie de către elementele de construcţii.

Sistemele pasive de încălzire utilizează aerul din încăpere ca agent încălzitor, iar sistemele active pot utiliza apa sau aerul ca agent termic care transferă căldura din zona de captare în cea de utilizare.

Sistemele de încălzire activă pot asigura şi producerea apei calde de consum.

3.13.2.1. Sisteme pasive de încălzire solară

Sistemele pasive de încălzire conţin elemente specializate care captează radiaţia solară, realizează conversia acesteia în căldură şi asigură transferul căldurii în spaţiul locuit, prin mijloace naturale bazate pe procesele fundamentale de transfer de căldură şi masă (conducţie, convecţie, radiaţie, difuzie), fără intervenţia unor echipamente speciale (pompe, ventilatoare).

În funcţie de soluţiile tehnologice elaborate până în prezent, se disting trei tipuri de sisteme pasive de captare a radiaţiei solare utilizate pentru încălzirea spaţiilor de locuit:

- sistem în direct cu circulaţia controlată a aerului în sera captatoare (exemplu:sistem TROMBE-MICHEL, sistem ÎNCERC);

- sistem indirect fără circulaţia controlată în sera captatoare (exemplu: sistem„SPAŢIU SOLAR");

- sistem aport direct (exemplu: sistem ET - elemente transparente).Primele două tipuri de sisteme pot fi aplicate la construcţia unor case noi de tip

unifamilial conducând la reducerea importantă a consumului energetic pentru încălzire.Sistemul aport direct. eficient în varianta ET, implică rezolvări arhitecturale speciale

precum şi intervenţii ale instalaţiei de încălzire auxiliare care necesită un înalt grad de auto- matizare. Instalaţia auxiliară de încălzire se poate realiza atât în varianta clasică cu agent termic lichid cât şi în varianta utilizării sobelor electrice cu acumularea căldurii, în cazul în care se dispune de tarif diferenţiat al energiei electrice, asociat cu o putere instalată proprie adoptării acestui tarif.

Casele solare - sistem pasiv - reprezintă construcţii cu confort sporit care implică investiţii superioare faţă de construcţiile de locuit clasice. Costurile de exploatare caracteristice acestor case solare sunt sensibil reduse faţă de cele specifice construcţiilor clasice. Caracterul conservativ energetic al acestor construcţii asociat soluţiei de utilizare

Page 53: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

53

eficientă a energie mediului ambiant conduce la reducer importante ale consumului de căldura pentru încălzire în raport cu construct similare realizate conform tehnologiilor clasice. De asemenea, dotarea casele solare cu elemente de construcţii cu funcţiuni inteligente, fixe sau/şi mobile conduce şi la eliminarea disconfortul din sezonul cald, frecvent întâlnit în cazul caselor nesolare construite zona de şes. Promovarea unor astfe de construcţii moderne şi ecologice în special, în zona de deal, care reclama un sezon de încălzire prelungit, poate conduce la reduceri spectaculoase a e consumului de combustibil pentru încălzire şi la promovarea unor noi tehnologii în domeniul instalaţiilor termice.

3.13.2.2. Sisteme active de încălzire solară

Sistemele active de încălzire solară implică existenţa unor sisteme mecanice de circulare a unui agent termic purtător de căldură între zona de captare şi transformare a energiei solare în căldură şi zona de utilizare a acesteia.

Dat fiind caracterul aleatoriu al energiei solare este necesar ca aceste sisteme să fie prevăzute cu sursă auxiliară, cu reglare automată, în funcţie de cerinţele consumatorului.

Aceste sisteme au o structură destul de diversă, neconvenţională, în funcţie de:- agentul termic utilizat: aerul sau apa;- sursa auxiliară: clasică, pompă de căldură, căldură reziduală sau apă geotermală;- tipul de stocare a căldurii: sensibil sau lent;- scurtă, medie sau lungă durată;- sistemul de livrare a căldurii în spaţiul încălzit.

3.14. Instalaţii de încălzire ce utilizează căldura recuperată

3.14.1. Clasificarea sistemelor de recuperare a căldurii

Un sistem de recuperare a unei surse energetice se compune din:- sursa termică - locul unde se află înmagazinată, se produce natural sau

poate fi obţinută printr-un proces tehnologic, o formă de energie sau un purtător de energie (ex: gazele fierbinţi provenite de la procesele de ardere a combustibililor, aerul cald evacuat din instalaţiile de ventilare, apele tehnologice provenite de la răcirea utilajelor, solul şi apa încălzite de către Soare etc.);

- recuperatorul de căldură - elementul principal al instalaţiei cu rol de a capta şi folosi raţional energia secundară;

- consumatorul de căldură - punctul final al instalaţiei în care căldura recu-perată este utilizată pentru acoperirea nevoilor energetice.

Sistemele de recuperare a căldurii se clasifică după următoarele criterii:1. modul de repartizare a căldurii recuperate între sursă şi utilizatori;2. nivelurile relative de temperatură ale sursei şi ale utilizatorului;3. natura agenţilor termici, de o parte, şi, de alta, a recuperatorului de căldură.

După criteriul 1, sistemele se clasifică astfel:- cu recuperare internă, unde căldura recuperată este folosită în

procesul tehnologic originar (recirculare), ca, de exemplujncălzirea aerului de ardere la cuptoare;

- cu recuperare externă, unde căldura recuperată este folosită în afara procesului, ca de exemplu încălzirea încăperilor cu căldura recuperată de la cuptoare;

Page 54: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

54

- mixte, combinate.După criteriul 2, sistemele de recuperare se împart astfel :

- la care temperatura sursei este mai mare decât temperatura agentului termic obţinut prin recuperare, caz în care transferul termic se face prin intermediul schimbătoarelor de căldură, denu- mite „recuperatoare";

- la care temperatura sursei este mai mică decât temperatura agentului termic obţinut prin recuperare, caz în care transferul termic se realizează cu pompe de căldură.

După criteriul 3, sistemele de recuperare cele mai întâlnite sunt de tipul:- gaze de ardere - apă şi gaze de ardere - aer;- aer - aer şi aer - apă;- apă - apă.

Consumatorii de căldură care utilizează căldura recuperată sunt instalaţiile de:- încălzire a clădirilor (cu corpuri de încălzire sau cu aer cald);- încălzire tehnologică;- preparare a apei calde de consum.

Page 55: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

55

CAPITOLUL IV

INSTALAŢII DE VENTILARE ŞI CLIMATIZAREPROBLEME GENERALE

4.1. Conţinutul şi istoricul instalaţilor de ventilare şi climatizare

Instalaţiile de ventilare şi climatizare au rolul de a menţine starea aerului din încăperi, respectiv temperatura, umiditatea, viteza şi puritatea, în anumite limite dinainte stabilite, în tot timpul anului, indiferent de variaţia factorilor meteorologici, a degajărilor şi a consumurilor de căldură interioare. Limitele parametrilor microclimatului interior depind, la rândul lor, de destinaţia încăperilor, de natura activităţii desfăşurate, de procesele tehnologice.

Calitatea mediului în care oamenii îşi desfăşoară activitatea are o influenţăcomplexă asupra acestora, atât din punct de vedere igienico-sanitar cât şi al randamentului activităţii. Calitatea mediului se apreciază atât după valoarea parametrilor principali ai confortului cât şi prin intermediul altor factori secundari cum ar fi puritatea aerului, gradul de ionizare, calitatea iluminatului, nivelul de zgomot şi altele.

În sezonul rece instalaţiile de încălzire pot asigura în încăperi menţinerea temperaturii aerului la o valoare dată şi la unele clădiri, prin măsuri suplimentare (în general, constructive), se pot menţine în limite acceptabile şi alţi parametri (temperatura medie de radiaţie, umiditatea relativă), în ceea ce priveşte puritatea aerului, în multe cazuri, aceasta este obţinută prin ventilare naturală. Pentru alte categorii de încăperi, în care se produc degajări importante de căldură şi umiditate, precum şi alte degajări nocive (săli cu aglomerare de persoane, încăperi de producţie, laboratoare, piscine, hale pentru creşterea industrializată a animalelor şi păsărilor), calitatea aerului nu se mai poate asigura numai printr-o instalaţie de încălzire.

Pentru îndepărtarea căldurii şi umidităţii, în exces, a gazelor, prafului, mirosurilor apare necesitatea introducerii controlate a unui anumit debit de aer care, după caz, tre buie încălzit, răcit, uscat sau umidificat. Acest lucru poate fi realizat, după caz, cu ajutorul unei instalaţii de ventilare, de climatizare parţială sau de climatizare (totală). Natura şi cantitatea noxelor în exces, modul lor de propagare, dimensiunile şi sistemul constructiv al încăperilor, limitele parametrilor confortului termic, limitele admisibile la care trebuie reduse concentraţiile diverselor noxe, la care se adaugă, de cele mai multe ori, cu o pondere importantă, considerente economice, au condus la utilizarea în practică a unei game mari şi variate de instalaţii de ventilare şi climatizare.

În cazul unor încăperi industriale încare au loc, preponderent, degajări de căldură şi umiditate (vapori de apă), este suficient pentru îndepărtarea acestora să se realizeze o ventilare naturală organizată prin practicarea unor deschideri, de o anumită dimensiune, amplasate la părţile inferioară şi superioară ale pereţilor exteriori, în cazul încăperilor aglomerate însă, datorită degajărilor importante de căldură şi umiditate precum şi a valorilor stricte la care trebuie menţinuţi parametrii confortului termic, sunt necesare încălzirea şi umidificarea aerului iarna, răcirea şi uscarea aerului vara, procese ce pot fi realizate numai cu o instalaţie de climatizare.

Unele procese tehnologice (din industria textilă, hârtiei, tutunului, optică, prelucrării mecanice de precizie, laboratoare metrologice etc.) impun cerinţe şi mai stricte în cazul unuia sau mai multor parametri de confort termic, ceea ce influenţează nu numai complexitatea

Page 56: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

56

instalaţiei de climatizare ci însuşi sistemul constructiv al încăperilor sau chiar al construcţieiîn ansamblu.

Apariţia primelor instalaţii de ventilare a fost condiţionată de realizarea unor progrese în alte discipline. Odată cu închegarea igienei ca disciplină sunt făcute cunoscute rezultatele cercetărilor legate de schimbul de aer al încăperilor, de conţinutul de timiditate şi gaze nocive, precum şi de puritatea aerului. Progresele realizate în domeniul electrotehnicii oferă posibilitatea folosirii motoarelor electrice pentru acţionarea ventilatoarelor şi, deci, posibilitatea ventilării încăperilor mari şi foarte mari. în preajma anului 1890 se introduce umidificarea aerului prin intercalarea unor tăvi cu apă (ulterior încălzită cu abur).

Ceva mai târziu se introduce umidificarea adiabatică realizată prin pulverizarea fină a apei în curentul de aer. Sfârşitul secolului al XlX-lea poate fi considerat pentru climatizare ca început al acesteia. Dezvoltarea cea mai mare a ventilării şi climatizării are loc după primul război mondial când se realizează instalaţii de climatizare în scopuri de confort (teatre, opere, cinematografe, săli de concerte etc.) şi tehnologice (fabrici de hârtie, de tutun, textile, industria alimentară etc.) Apariţia maşinilor frigorifice (cu amoniac, cu bioxid de carbon) folosite la răcirea şi uscarea aerului oferă o independenţă şi mai mare instalaţiilor de climatizare.

După 1930 apar aparatele de fereastră, agregatele locale amplasate direct în încăperea deservită în sistem monobloc sau split. Apar, de asemenea, maşinile frigorifice funcţionând cu medii nevătămătoare (freoni) facilitând folosirea bateriilor de răcire fără agent intermediar(baterii cu răcire directă).

După cel de-al doilea război mondial, climatizarea cunoaşte o etapă importantă în dezvoltarea sa. În afara perfecţionării aparatelor şi schemelor de ventilare şi climatizare clasice, apar noi tipuri cum ar fi: instalaţiile de înaltă presiune, instalaţiile de climatizare cu două canale de aer (de introducere), instalaţiile „aer-apă" (cu aer primar) folosind aparate cu inducţie (climacon-vectoare) sau ventiloconvectoare. Se diversifică concomitent natura obiec- tivelor ce trebuie ventilate sau climatizate. Criza energetică a anilor '60 îşi pune amprenta şi asupra instalaţiilor de ventilare, conducând la recuperarea, din ce în ce mai mult, a căldurii din aerul de ventilare. Simultan cu această diversificare s-a dezvoltat şi perfecţionat aparatura de reglare, comandă şi control a instalaţiilor de climatizare, în special. Tehnica analogică şi digitală pătrunde masiv în anii '80 şi în domeniul climatizării.

La orice sistem de ventilare (sau climatizare) este necesar să se introducă în încăperi aer tratat (aer refulat, aer introdus) care să preia noxele în exces (căldură, umiditate, gaze, vapori, praf) şi să le elimine odată cu acesta (aer aspirat, aer absorbit) din încăperi, după care totul să fie îndepărtat în exterior (aer evacuat). Instalaţiile de ventilare şi climatizare pot fi diferenţiate după modul de vehiculare a aerului, după extensia spaţiului supus ventilării, după diferenţa de presiune dintre încăperea ventilată şi încăperile adiacente, după gradul de complexitate al tratării aerului în funcţie de cerinţele tehnologice sau de confort sau după alte criterii.

4.2. Clasificarea instalaţiilor de ventilare şi climatizare

1. Clasificarea după modul de vehiculare a aerului de ventilare:

Ventilarea naturală poate fi: neorganizată sau organizată. La ventilarea naturală schimbul de aer al unei încăperi este urmarea acţiunii combinate a celor doi factori naturali (presiunea vântului şi diferenţa de presiune provocată de greutăţile specifice ale aerului interior şi exterior, ca urmare a temperaturi- lor inegale ale acestora). Când pătrunderea aerului curat are loc prin neetan- şeităţile construcţiei (uşi, ferestre) ventilarea naturală se numeşte neorganizată.

Page 57: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

57

Dacă în încăpere sunt practicate deschideri speciale cu dimensiuni determinate, amplasate la anumite înălţimi, care pot fi închise şi deschise, după necesităţi, atunci se realizează o ventilare naturală organizată.

Ventilarea mecanică poate fi: simplă (introducere sau evacuare) sau combinată (cu încălzire/răcire-uscare/ umidificare). În cazul ventilării mecanice vehicula- rea aerului se face cu ajutorul unui sau a două ventilatoare (unul de introducere şi altul pentru evacuare), în general, prin vehicularea mecanică a unui debit de aer se urmăreşte menţinerea unei temperaturi aproximativ constante, în perioada de iarnă, şi limitarea creşterii temperaturii interioare peste o anumită valoare, în perioada de vară. Aceasta presupune intercalarea, în circuitul aerului, a unui ventilator şi a unei baterii de încălzire (întotdeauna înaintea bateriilor de încălzire se montează un filtru de praf). Sunt şi alte cazuri de ventilare combinată la care, în circuitul aerului, se introduc alte a-parate cu ajutorul cărora se pot obţine afte procese si'mpfe, ca de ex., răcire si uscare sauumidificare.

Climatizarea poate fi pentru confort sau în scopuri tehnologice.În locul termenului de climatizare se foloseşte, adesea, şi denumirea de „condiţionare a aerului". Climatizarea se deosebeşte de ventilarea mecanică prin aceea că aerului de ventilare i se reglează simultan cel puţin doi parametri astfel că, după dorinţă, se poate realiza încălzirea, răcirea, uscarea sau umidificarea aerului dintr-o încăpere. După criteriile care stabilesc valoarea şi limitele de variaţie a parametrilor aerului interior aceste instalaţii pot fi destinate confortului persoanelor sau unor scopuri tehnologice. Dificultăţi mari pun instalaţiile de climatizare tehnologice, deoarece valorile parametrilor aerului interior, prestabilite ca optime pentru procesul tehnologic, trebuie, în acelaşi timp, să constituie limite acceptabile din punct de vedere al condiţiilor de muncă (pentru a nu crea senzaţii neplăcute oamenilor antrenaţi în procesul de muncă respectiv).

Ventilarea mixtă se poate realiza fie prin introducere naturală şi evacuare mecanică, fie prin introducere mecanică si evacuare naturală. Ventilarea mix- tă, sub cele două forme, apare fie ca oposibilitate de exploatare a instalaţiilor ae ventilare într-o anumită perioadă a anului (de obicei vara), fie chiar ca so- utie de proiectare. Avantajul ei constă, In special, în economicitatea exploată- rii, dar şi a investiţiei.

2. Clasificarea după extinderea zonei ventilate:

Ventilarea generală sau de schimb general este caracteristică încăperilor social-culturale sau a celor industriale fără degajări importante de nocivităţi. Ea presupune, în general, o amplasare uniform repartizată a gurilor de introducere şi de evacuare.

Ventilarea locală apare ca necesară când există surse concentrate de nocivităţi sau când acestea sunt dispuse în anumite zone ale încăperilor, în aceste cazuri ventilarea de schimb general nu mai este eficace, apărând necesitatea captării nocivităţilor chiar la locul unde ele se produc, în această categoriee laterale, în unele cazuri, ventilarea de schimb general ar putea fi ineficace şi din cauza refulării. De exemplu, pentru locurile de muncă din apropierea unor suprafeţe încinse, oricât s-ar mări debitul de aer nu pot fi asigurate condiţii pentru menţinerea constantă a bilaţului termic al omului, în această situaţie, pentru a ajuta organismul să elimine surplusul de căldură, se poate interveni prin

Page 58: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

58

crearea locală a unor jeturi de aer pentru fiecare muncitor în parte, denumite duşuri de aer. De asemenea, pentru a împiedica pătrunderea aerului rece în încăperi, la deschiderea frecventă a uşilor spre exterior, se folosesc, cu destul succes, perdelele de aer. Sunt şi cazuri când, pentru a împiedica răspândirea noxelor în toată încăperea, în special, în cazul unor degajări toxice, se poate acţiona eficace prin folosirea simultană a unui sistem de refulare, în general, de tip perdea de aer şi a unui sistem de aspirare pentru fiecare utilaj în parte (de exemplu cabine de vopsire, uscare, electroliză etc.)

Ventilarea combinată se realizează prin ventilare generală şi locală. Existenţa unui sistem de ventilare locală nu exclude prezenţa unei instalaţii de ventilare de schimb general, căreia îi revine rolul de a dilua scăpările de nocivităţi la valori sub limitele admisibile şi de a asigura aerul de compensare. Ventilarea generală are drept scop schimbarea aerului în întreaga încăpere, supusă ventilării, spre deosebire de ventilarea locală, la care evacuarea aerului (sau introducerea) se referă la anumite puncte din încăpere unde este concentrată producerea nocivităţilor. Pentru a nu se răspândi în întregul spaţiu, nocivităţile sunt evacuate chiar la locul de degajare prin absorbţii locale.

3. Clasificarea după diferenţa de presiune dintre interiorul şi exteriorul încăperiiventilate:

Ventilarea echilibrată, sistem la care debitele de aer de introducere şi deevacuare sunt egale.

Ventilarea în suprapresiune, sistem la care debitul de aer introdus este mai mare decât cel evacuat pe cale mecanică astfel că în interior apare o supra- presiune, debitul în exces evacuându-se pe cale naturală.

Ventilare în subpresiune, sistem la care debitul de aer introdus este mai mic decât cel evacuat. Important este însă de urmărit ce degajări sunt în încăperile alăturate, pentru a nu contamina o încăpere ventilată în subpresiune sau ce degajări nocive sunt într-o încăpere ventilată în suprapresiune pentru a nu contamina încăperile adiacente acesteia, spre care se va scurge aerul în exces. Stăpânirea regimului de presiuni este, din acest punct de vedere, foarte importantă.În clădirile cu mai multe încăperi ventilate se recomandă ca, pe ansamblu, suma debitelor de aer evacuate să fie egală cu a celor introduse pentru a împiedica subrăcirea anumitor încăperi.

4. Clasificarea după alte criterii:

În unele ţări se practică alte clasificări, în Germania, de exemplu, se foloseşte denumirea de „Tehnica ventilării", ca denumire atotcuprinzătoare, incluzând şi climatizarea.

Instalaţiile pentru ventilarea încăperilor au sarcina de a elimina:noxele care impurifică aerul (substanţe toxice şi otrăvitoare, mirosuri);căldura sensibilă (sarcina de încălzire, sarcina de răcire);căldura latentă (sarcina termică latentă la uscare, umidificare).

Clasificarea se face, pe de o parte, după felul ventilării, respectiv, funcţiunile ventilării (cu/fără aer exterior) şi, pe de altă parte, după numărul proceselor termodinamice de tratare a aerului (l- încălzire, R- răcire, US - uscare, UM - umidificare).

Climatizarea parţială:aerul tratat este supus la trei procese termodinamice (l, R, US);aerul tratat este supus la patru procese termodinamice (l, R, US, UM);

Page 59: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

59

4.3. Semne convenţionale şi denumiri folosite în instalaţiilede ventilare şi climatizare

Pentru diversele părţi ale instalaţiilor, se folosesc semnele convenţionale indicate în fig.4.1..

Figura 4.1. Semne convenţionale pentru instalaţiile de ventilare sau climatizare

Page 60: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

60

Denumiri folosite:

Al – aer refulat (introdus) în încăperea/ încăperile deservite de instalaţii; AA – aer aspirat din încăperea/încăperile deservite; AE – aer aspirat din încăpereAncăperi eliminat (evacuat) în atmosferă; AR – aer recirculat, o parte sau tot aerul aspirat, AA, dirijat spre a fi din nou

tratat şi reintrodus în încăpereAncăperi; AM – aer amestecat provenit din a-mestecul aerului exterior (proaspăt), AP, şi

a unei părţi din aerul aspirat, AA; AP – aer proaspăt preluat din atmosferă prin intermediul unei prize de aer; AEP – aer epurat, aer evacuat din ÎncăpereAncăperi, supus unui proces de

separare şi reţinere a celor mai multe noxe, înainte de a fi evacuat în atmosferă în scopul reducerii poluării.

Notaţiile P şi R plasate înainte de simbolurile menţionate au semnificaţia:P - aer pretratat; R - aer retratat

4.4. Ventilarea naturală (VN)

4.4.1. Ventilarea naturală neorganizată

Înlocuirea aerului dintr-o încăpere de un număr de ori, în timp de o oră, ca urmare a acţiunii independente sau simultane a factorilor naturali (presiunea termică şi presiunea vântului) poartă numele de „ventilare naturală". Dacă schimbul de aer al unei încăperi se realizează prin neetanşeităţile acesteia (rosturile din jurul ferestrelor şi uşilor, porii materialelor) putem vorbi de o ventilare naturală, neorganizată. Valoarea schimbului de aer din acest caz este mică (n = 0,5...1,5 schimburi /h; în medie, 1 schimb/h). Valori mai mari se obţin atunci când diferenţele de temperatură dintre interior şi exterior sunt mai mari sau când vântul suflă cu viteze mari.

4.4.2. Ventilarea naturală organizată

Dacă schimbul de aer al unei încăperi se realizează prin deschideri având suprafeţe date, iar acestea sunt amplasate la anumite înălţimi în pereţii exteriori, înlocuirea aerului se numeşte „ventilare naturală organizată". Numărul orar de schimburi de aer este în funcţie, şi în acest caz, de diferenţa de temperatură dintre interior şi exterior, de viteza (respectiv presiunea) vântului dar şi de distanţa dintre axele deschiderilor prin care aerul pătrunde în încăpere, respectiv, iese din încăpere. Valorile medii ale acestor schimburi de aer, în perioada de vară (situaţia cea mai nefavorabilă, determinată de diferenţe mici de temperatură între interior şi exterior şi de viteze mici ale vântului), sunt de ordinul n = 3...5, valoarea mică fiind pentru încăperi normale (h<3 m) iar valoarea mare pentru încăperi înalte. Din cele spuse rezultă că schimbul de aer realizat este variabil în timp şi deci necontrolabil, fiind în raport direct cu mărimile diferenţelor de temperatură şi de presiune.

Cum atât temperatura aerului exterior cât şi viteza vântului sunt permanent variabile rezultă că şi schimbul de aer al încăperilor este permanent variabil. Se utilizează cu precădere sistemul de ventilare naturală organizată la încăperile în care există permanent o diferenţă de temperatură importantă între interior şi exterior, în tot timpul anului. În cazul încăperilor prevăzute cu instalaţii mecanice de ventilare, sistemul de ventilare naturală (organizată) repre- zintă sistemul de rezervă, în cazul ventilării naturale nu se poate recupera căldura din aerul evacuat.

Page 61: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

61

4.5. Ventilarea mecanică (VM)

Reprezintă sistemul la care schimbul de aer al unei încăperi şi vehicularea aerului prin canale şi elementele instalaţiei se face cu ajutorul ventilatoarelor. Se pot asigura debite, constante în timp, în încăperile supuse ventilării,ceea ce permite diluarea permanentă a noxelor. Aerul poate fi filtrat şi, după caz, încălzit, răcit, umidificat sau uscat. Mişcarea aerului în încăperile ventilate poate fi dirijată şi controlată ca sens de deplasare, în încăperi, după necesitate, poate fi creată suprapresiune sau depresiune. O parte din aerul evacuat din încăperi poate fi recirculat, constituind o sursă de economisire a energiei termice. Se poate, de asemenea, recupera căldura din aerul evacuat în exterior.

Figura 4.2. Coşuri de ventilare:a – individuale; b – cu deversor pe o parte; c – cu deversor pe două laturi opuse.

4.6. Climatizarea

4.6.1. Probleme generale

Instalaţiile de climatizare numite şi instalaţii de condiţionare a aerului trebuie să asigure menţinerea parametrilor aerului, din încăperile deservite, în limite dinainte prescrise, în tot timpul anului, indiferent de variaţia factorilor meteorologici, de gradul de ocupare a încăperilor, cu alte cuvinte, indiferent de modificarea sarcinilor termice (de încălzire, de răcire) şi de umiditate. Ele au rolul de a asigura condiţiile de confort termic în clădirile social- culturale, administrative, de locuit etc, sau de a asigura parametrii necesari ai aerului interior (temperatură, umiditate relativă) în cazul instalaţiilor de climatizare tehnologică, în acelaşi timp trebuie să se asigure introducerea de aer proaspăt necesar diluării noxelor degajat de ocu- panţi (funcţiunea de ventilare). Deoarece sarcinile termice şi de umiditate ale încăperilor se modifică permanent şi în limite largi, iar parametrii microclimatului trebuie menţinuţi constanţi, rezultă că aerul tratat, introdus în încăperi, trebuie să aibă permanent (în tot timpul anului) parametri variabili. Ca urmare, aerul trebuie tratat într-un aparat (agregat) unde suferă o suită de 4 procese termodinamice simple (încălzire, răcire, uscare, umidificare), într-o anu- mită ordine. Pentru realizarea acestei tratări este necesară şi o instalaţie de reglare automată,

Page 62: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

62

aferentă, care să menţină temperatura şi umiditatea relativă la valorile prestabilite. Concomi- tent, instalaţiei de climatizare i se atribuie şi funcţiunea de economisire a energiei, motiv pentru care, adesea, se intercalează un recuperator de căldură.

Instalaţiile ale căror agregate de tratare a aerului suferă numai două sau trei procese termodinamice simple poartă denumirea de instalaţii de climatizare parţială. Foarte adesea, instalaţiile de climatizare parţială sunt desemnate (mai ales de către comercianţi) drept instalaţii de climatizare, ceea ce nu este corect.

Instalaţiile de climatizare sunt folosite în două categorii de clădiri, civile şi industriale, luându-şi de aici şi denumirea de: instalaţii de climatizare în scopuri de confort şi instalaţii de climatizare tehnologică (în scopuri industriale).

Instalaţiile de climatizare de confort sunt destinate asigurării microclimatului pentru menţinerea sănătăţii şi desfăşurării muncii optime în toate categoriile de clădiri civile (birouri, spitale, teatre, magazine, săli de audiţie şi concerte etc.) pe parcursul întregului an. După anotimp şi dorinţă, temperatura încăperilor este menţinută între 20 şi 26 °C iar umiditatearelativă între 40 şi 60 % .

Instalaţiile de climatizare tehnologică au funcţiunea de a asigura acei parametri ai încăperilor care convin procesului de producţie, pentru a preveni rebutarea produselor. Temperatura şi umiditatea relativă a aerului trebuie să fie optime pentru desfăşurarea procesului de fabricaţie şi primează alegerea acestora.

În cazul în care valorile acestor parametri creează disconfort pentru personalul de deservire se iau măsuri suplimentare pentru a preveni îmbolnăvirile şi a asigura randamentul necesar muncii.

4.6.2. Clasificarea instalaţiilor de climatizare. Principii de funcţionare.

4.6.2.1. Clasificarea instalaţiilor

Instalaţii „numai aer", cu:

1 canal cu debit constant, pentru:singură zonă;mai multe zone cu:

reîncălzirea aerului; clapete de reglare;grupuri de ventilare zonale;

1 canal cu debit variabil; 2 canale de aer cu:

debit constant; debit variabil;

Instalaţii „aer-apă" (cu aer primar) cu:

aparate cu inducţie (climaconvectoare); sisteme cu:2 conducte (cu şi fără comutare);3 conducte;4 conducte;

aparate cu:reglare (prin ventil sau clapetă);debit (constant sau variabil);

Page 63: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

63

ventiloconvectoare:cu aer primar;cu priză de aer exterior;numai cu recirculare;diagrame de reglare a parametrilor;

racordarea climaconvectoarelor la reţeua de agenţi termici, sistem cu:2 conducte;3 conducte;4 conducte;

încălzire terminală; alte sisteme.

4.6.2.2. Principii de funcţionare a instalaţiilor de climatizare

Elementul principal al oricărei instalaţii de climatizare îl reprezintă aparatul (agregatul) de climatizare de care sunt legate modalităţile de funcţionare a instalaţiei. Aerul de climatizare este tratat (încălzit, răcit, uscat, umidificat) în aparat şi cu ajutorul acestuia instalaţia poate funcţiona într-unul din regimurile: cu amestec de aer exterior şi de aer interior; numai cu aer exterior; în regim de recirculare totală.

În figura 4.3. este prezentată schema de principiu a unei instalaţii de climatizare caredeserveşte o singură încăpere (de exemplu, o sală de spectacol dintr-un teatru).Instalaţia de climatizare se compune din: agregat (aparat) de climatizare, instalaţia de reglare automată aferentă, recuperator de căldură, atenuatoare de zgomot, grile de refulare şi absorbţie pentru încăpere, priză de aer proaspăt, gură de evacuare a aerului viciat în exterior şi reţeaua de canale pentru introducere şi evacuare. Pentru a funcţiona, instalaţia mai are nevoie de câte o sursă de: căldură (apă caldă, apă fierbinte, abur), frig (apă rece, apă răcită, fre-on), energie electrică pentru instalaţia de forţă (antrenare ventilatoare, pompe, recuperator de căldură, compre-soare, servomotoare, generatoare de abur, alimentare baterii electrice etc.) şi automatizare (circuite de comandă, semnalizare etc.).

Aerul proaspăt este preluat din exterior prin priza de aer (P.A.) cu ajutorul ventilatorului de introducere (V.L), trecut prin recuperatorul de căldură (R.C.) şi amestecat cu aer recirculat din încăpere.

Agregatul de climatizare se compune din: Fitrul de praf (F) - are rolul de a reţine particulele de praf din aerul exterior

şi recirculat. Bateria de preîncălzire (BPI) şi bateria de reîncălzire (BRI). Acestea

preîncălzesc şi reîncălzesc, în anumite limite, debitul total de aer al instalaţiei.

Camera de umidificare (CU) - are rolul de a îmbogăţi conţinutul de umiditate al aerului introdus în încăperea climatizată. Această umi- dificare se poate face cu ajutorul unei camere de pulverizare a apei (umidificarea adiabatică), cu pompare în circuit închis sau prin injectare cu abur viu (umidificare izoter-mică) provenit de la un generator de abur sau preluat dintr-o reţea de abur tehnologic. În cazul utilizării aburului, BRI poate lipsi.

Ventilatorul de introducere (Vl) asigură mişcarea aerului pe circuitul de introducere de la priza de aer (PA) până la gura (gurile) de refulare (GR) învingând rezistenţele din PA, RC, F, BPI, BR, CU, BRI, AZ, GR şi de pe reţeaua canalelor de introducere.

Page 64: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

64

Ventilatorul de evacuare (VE) asigură mişcarea aerului pe circuitul de evacuare (GA, AZ, RC, GE şi reţeaua de canale aferentă). Presiunea acestui ventilator este mai mică decât a celui de introducere care are de învins mai multe rezistenţe (rezistenţele elementelor componente ale aparatului de climatizare).

Acţionarea şi reglarea diverselor elemente care participă la tratarea aerului se fac cu ajutorul unor traductoare: termostat (T); higrostat (H) montate în încăpere sau pe canalele de aer (în principal, pe cel de evacuare a aerului din încăpere, dar nu numai).

Figura 4.3. Schema unei instalaţii de climatizare deservind o singură încăpere

Figura 4.4. Elemente principale ale unei instalaţii de climatizare:1 – recuperator de căldură; 2 – cameră de amestec; 3 – filtru de praf; 4 – baterie de preîncălzire; 5 – baterie derăcire; 6 – umidificator; 7 – baterie de reîncălzire; 8 – ventilator de introducere; 9 – atenuator de zgomot, pe

introducere; 10 – idem, pe evacuare; 11 – ventilator de evacuare; 12 – priză de aer proaspăt; 13 – gură de evacuare a aerului viciat în atmosferă; 14 – gură de introducere; 15 – gură de aspirare; CC – centrală de

climatizare; IC – încăpere climatizată; A – aspirare; I – introducere; P – priză; E – evacuare; M – amestec; R – recirculare.

Page 65: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

65

CAPITOLUL V INSTALAŢII ELECTRICE

RECEPTOARE SI CONSUMATORI

5.1. Receptoare electrice

Receptoarele electrice sunt aparate care transformă energia electrică într-o altă formă de energie utilă omului. Exemple:

- lampa electrică (becul sau tubul luminos) transformă energia electrică în energie luminoasă;

- motorul electric transformă energia electrică în energie mecanică;- cuptorul electric transformă energia electrică în energie termică;- transformatorul electric: transformă energia electrică de anumiţi parametri

în energie electrică de alţi parametri etc.

Clasificarea receptoarelor electrice:- din punct de vedere al destinaţiei, se clasifică în receptoare:

- de lumină (corpuri de iluminat, prize);- de forţă (motoare, cuptoare);- pentru transmiterea informaţiilor (telefoane, ceasuri, difuzoare,

prize pentru antene R-TV etc.)- din punct de vedere al siguranţei în funcţionare se clasifică în receptoare:

- normale, pentru care se asigură o singură sursă de alimentare, peuna sau mai multe căi.

- vitale, pentru care se asigură două sau mai multe surse dealimentare.

Receptoarele vitale sunt acelea la care întreruperea alimentării cu energie electrică poate provoca pierderi de vieţi omeneşti, pierderi materiale sau morale deosebite, nerecuperabile.

Exemple de receptoare electrice vitale:- receptoarele ce asigură funcţionarea unei săli de operaţie (iluminatul,

bisturiul electric, receptoarele staţiei de climatizare etc.);- corpurile de iluminat utilizate în iluminatul de siguranţă;- receptoarele ce asigură funcţionarea lifturilor de persoane şi de intervenţie

(destinate pompierilor);- pompe destinate stingerii incendiului etc.

Receptoarele din iluminatul de siguranţă, de exemplu, sunt alimentate din două surse:- sistemul energetic;- sursă proprie ce poate fi:

- grup electrogen propriu al clădirii;- bateria de acumulatori locală sau baterie centrală a clădirii.

Alimentarea din sistemul energetic, indiferent pe câte căi se face, este considerată o singură sursă de alimentare.

Page 66: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

66

5.2. Consumatori electrici

Consumatorul electric este format dintr-un ansamblu de receptoare electrice ce pot funcţiona într-o unitate funcţională sau nu. Consumatorul este persoana fizică sau juridică ale cărei instalaţii electrice de utilizare sunt conectate la reţeaua furnizorului prin unul sau mai multe puncte de alimentare prin care primeşte şi livrează energie electrică, dacă are centrală proprie.

După natura consumului de energie electrică, consumatorii sunt:- industriali şi similari - dacă folosesc energia electrică, în principal,

în domeniul extragerii de materii prime, fabricării unor materiale sau prelucrării materiilor prime, a materialelor sau a unor produse agricole în mijloace de producţie sau bunuri de consum; prin asimilare, în aceeaşi categorie sunt incluse şi şantierele de construcţii, staţiile de pompare (inclusiv cele pentru irigaţii), unităţile de transporturi feroviare, rutiere, navale şi aeriene şi altele asemenea;

- casnici dacă folosesc energia electrică pentru iluminat şi utilizarea recep- toarelor electrocasnice în propria locuinţă;

- terţiari - sunt consumatorii care nu se regăsesc în primele două categorii(clădiri administrative, şcoli, spitale etc.)

După puterea contractată de consumatori, aceştia se clasifică în:- mici consumatori, când puterea este sub 100 kW;- mari consumatori, când puterea este sau depăşeşte 100 kW.

Ţinând seama şi de prima clasificare vom regăsi:- mici consumatori industriali sau mici consumatori terţiari;- mari consumatori industriali şi mari consumatori terţiari.

Relaţia dintre furnizorul de energie electrică şi consumator se stabileşte prin contractul de furnizare şi utilizare a energiei electrice, încheiat între cele două părţi.

Contractul reglementează atât condiţiile de furnizare, facturare, plată cât şi cele deutilizare a energiei electrice. Prevederile cele mai importante din contract sunt:

- locul de consum, ce indică amplasamentul instalaţiilor de utilizare ale unui consumator (inclusiv, ale subcon-sumatorilor săi atunci când este cazul) prin care se consumă energia electrică furnizată prin una sau mai multe instalaţii de alimentare;

- punctul de delimitare dintre cele două proprietăţi, a furnizorului şi con- sumatorului (de cele mai multe ori acesta este contorul electric);

- puterea contractată ce reprezintă cea mai mare putere medie cu înregistrare orară sau pe 15 minute consecutiv, convenită prin contract, pe care consumatorul are dreptul să o absoarbă în perioada de consum;

- puterea la orele de vârf ale Sistemului Energetic Naţional (SEN) care re-prezintă cea mai mare putere medie cu durată de înregistrare orară sau pe15 minute consecutiv, convenită prin contract, pentru a fi absorbită deconsumator la orele de vârf ale SEN;

- puterea minimă de avarie, aceasta fiind puterea strict necesară consumatorului pentru menţinerea în funcţiune a agregatelor care condiţionează securitatea instalaţiilor şi a personalului; aceasta este, de regulă, puterea receptoarelor vitale;

Page 67: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

67

- puterea minimă tehnologică care este cea mai mică putere în regim de limitare necesară unui consumator pentru menţinerea în funcţiune, în condiţii de siguranţă, numai a acelor echipamente şi instalaţii impuse de procesul tehnologic, pentru a evita pierderi de producţie nerecuperabile.

Regimul de limitare corespunde situaţiei în care, pentru menţinerea în limite normale a parametrilor de funcţionare a SEN, este necesară reducerea la anumite limite a puterii electrice absorbite de consumatori cu asigurarea puterii minime tehnologice.

5.3. Alimentarea cu energie electrică

5.3.1. Instalaţii electrice

Alimentarea cu energie electrică este reglementată, în principal, de "Regulamentul de furnizare a energiei electrice" şi de Normativul 1 – 7. Consumatorii, în funcţie de felul receptoarelor (normale sau vitale) care se află în componenţa lor pot fi alimentaţi:

- de la o singură sursă: post de transformare sau cofret de branşa- ment; sursa, la rândul ei, poate fi:- sistemul energetic naţional (SEN)- sursă proprie:

- centrală proprie,- grup electrogen,- baterie de acumulatori etc.

- de la două sau mai multe surse: una dintre acestea va fi sursa de bază care, de regulă, este sistemul energetic naţional, indiferent prin câte căi se face alimentarea, iar a doua (sau celelalte) este o sursă proprie: centrală, grup electrogen, baterie de acumulatori etc.

Alimentarea de la o singură sursă se face atunci când receptoarele consumatorului sunt receptoare normale care nu cer siguranţă mărită în funcţionare. Când se doreşte, totuşi, o siguranţă mai mare în funcţionare, dar fără ca receptoarele să se încadreze în categoria de receptoare vitale, alimentarea se face de la o singură sursă, dar pe două sau trei căi de alimentare, în acest fel, la defectarea uneia dintre căi, alimentarea receptoarelor nu se întrerupe, acestea putând fi alimentate prin una din celelalte căi.

Alimentarea de la două sau mai multe surse se utilizează atunci când în componenţa consumatorului se află receptoare vitale.

5.4. Scheme de alimentare pentru consumatori cu receptoare normale

Din postul de transformare pornesc mai multe fidere, fiecare dintre acestea alimentândmai mulţi consumatori.

Schema se utilizează pentru alimentarea micilor consumatori, de regulă, casnici, urbani şi mai ales rurali sau similari cu aceştia. Este o schemă ce nu asigură siguranţă ridicată în funcţionare, deoarece întreruperea unuia dintre fidere scoate din funcţiune toţi consumatorii din aval de locul defect (în sensul de transport al puterii). De asemenea, schema nu permite extinderi uşoare. La apariţia unor consumatori noi, aceştia pot fi racordaţi numai în măsura în care există disponibil de putere pe fiderul apropiat. Când aceasta nu este posibil, fie se adoptă un nou fider din postul de transformare, atunci când în P.T. există disponibil de putere, fie se construieşte un nou P.T. legat la SEN.

Page 68: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

68

Figura 5.1. Schema radială de alimentare (sau arborescentă)P.T. – postul de transformare; F1, F2, F3 – fideri de alimentare; C1.1,C1.2...C3.5 - consumatori

Figura 5.2. Schema de alimentare în buclă

Din P.T. porneşte un fider (F) ce alimentează consumatorii C1...CN şi revine în P.T. Astfel, reţeaua de alimentare a consumatorilor este o reţea alimentată la două capete, în acest fel se asigură consumatorilor o siguranţă mai mare în funcţionare, deoarece în caz de defect (întreruperea fiderului) reţeaua se reduce la două reţele radiale şi nici un consumator nu este scos din funcţiune. Atunci când consumatorii sunt răspândiţi pe o suparafaţă mare, se execută două sau mai multe bucle pentru acelaşi PT. Fiderele ce formează buclele sunt dimensionate la puterea nominală a PT, astfel că alimentarea unui nou consumator (în limita puterii disponibile) se face uşor, fără a modifica reţeaua de alimentare, în acelaşi timp conectarea consumatorilor se face fără secţionarea fiderului, ca în cazul utilizării schemei radiale. în acest fel, fiabilitatea reţelei creşte deoarece, pe de o parte, punctele de racordare a consumatorilor se află în clădire şi nu în sol sau în aer liber, iar, pe de altă parte, izolarea porţiunii defecte (fig.5.3) se realizează uşor prin deconectarea acesteia de la capetele ei, prin scoaterea siguranţelorF1 şi F2.

Pentru a mări şi mai mult siguranţa în alimentare a unor consumatori (cum ar fi, deexemplu, un spital, o centrală termică de cartier etc.), se execută legături suplimentare în

Page 69: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

69

interiorul buclei (fig. 5.4). Aceeaşi reţea din figura 5.2. are o legătură suplimentară între con- sumatorii C2 şi C(N-1). în acest fel, chiar dacă ar avea loc două defecte simultan în K1 şi K2 şi consumatorul C2 ar fi scos din funcţiune, prin legătura suplimentară realizată acesta este în continuare alimentat cu energie electrică pe traseul PT, CN, C(N-1), C2.

În prezent asemenea scheme de alimentare sunt foarte mult folosite în alimentarea micilor consumatori urbani. Marii consumatori au unul sau mai multe posturi de transformare proprii.

Echiparea cofretelor de branşament la reţeaua de joasă tensiune este tipizată. Aceasta este prezentată în figura 5.5. în funcţie de soluţia de alimentare a consumatorului, ca şi de configuraţia reţelei de alimentare, se alege una din soluţiile indicate în figura II.5.5. La ale- gere se va ţine seama şi de eventualele extinderi viitoare, atunci când acestea pot fi anticipate, astfel încât în cofret să se găsească rezervele necesare.

Figura 5.3. Porţiune defectă dintr-o reţea alimentată în buclă.

Figura 5.4. Schema de alimentare în buclă îmbunătăţită.

Page 70: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

70

5.5. Branşarea consumatorilor casnici la SEN

Aceasta se face de la un cofret de branşament în funcţie de numărul de apartamente din clădire.

Pentru blocurile de locuit cu număr mare de apartamente se adoptă câte un cofret de branşament pentru fiecare scară a blocului. Confretul se montează într-o firidă la parter. Tipul acesteia (figura. 5.5.) se alege în funcţie de numărul de apartamente şi de configuraţia reţelei exterioare. Apartamentele (consumatorii) nu se leagă direct la cofret. Legătura la acesta se realizează prin intermediul unei firide de distribuţie (figura 5.6.).

Firidele de distribuţie se execută în două variante constructive, de:- 600 x 400 x 200 mm echipate cu maximum 12 siguranţe fuzibile de 25 A;- 600 x 600 x 200 mm echipate cu maximum 20 siguranţe fuzibile de 25 A.-

Consumatorii casnici urbani individuali (tip vilă sau gospodărie individuală) se conectează la SEN printr-un confret de branşament de 400x600x200 mm, : echipare asemănătoare cu a firidei distribuţie din figura 5.6. Numărul ; de siguranţe este în funcţie de numărul apartamente distincte ce formează consumatorul.

Consumatorii casnici rurali se conectează la SEN, de regulă, printr-un racord aerian mono sau trifazat în funcţie - de puterea cerută şi felul receptoarelor din gospodărie (fig. 5.7.). Cablurile electrice de racord sunt aduse la clădire, unde fie sunt susţinute de izolatoare montate pe zidul casei (fig.5.7.), fie sunt trecute printr-un suport de trecere, în firida de branşament se află una sau trei siguraţe de 25A, în funcţie de tipul racordului (mono sau trifazat).

Figura 5.5. Echiparea cofretelor de branşament la reţeaua de joasă tensiune.

Page 71: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

71

Figura 5.6. Echiparea unei firide de distribuţie a energiei electrice dintr-un bloc delocuinţe

1 – coloană; 2 – placă de marmură pentru derivaţii; 3 – siguranţe fuzibile de 25A; 4 – bară denul de lucru; 5 – bară de nul de protecţie; 6 – placă din lemn geluit.

Figura 5.7. Racordarea consumatorilor casnici rurali la SEN

5.6. Alimentarea receptoarelor electrice normale cu energie electrică

Receptoarele electrice sunt alimentate cu energie electrică prin circuite electrice monosau trifazate - în funcţi-e de tipul receptorului - legate la tablourile electrice.

Tablourile electrice sunt părţi din instalaţia electrică în care se realizează distribuţia energiei electrice. Totodată în acestea se montează şi echipamentele electrice pentru:

Page 72: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

72

acţionare, protecţie, măsură, comandă, automatizare etc., în funcţie de complexitatea tablo- ului, în funcţie de poziţia în distribuţia energiei către receptoare, se deosebesc următoarele tipuri de tablouri electrice:

- general, care este legat direct la un post de transformare sau la un cofret de branşament printr-o coloană generală. Acesta distribuie energia electrică către toate receptoarele din clădire prin intermediul altor tablouri;

- principal, care este legat la tabloul general şi distribuie energia către re- ceptoare prin intermediul unor tablouri secundare; legătura dintre tablourile principale şi tabloul general se face prin coloane principale;

- secundare, care asigură distribuţia energiei electrice direct la receptoare prin circuite electrice; legătura de la tablourile principale se face prin coloane secundare.

În instalaţiile electrice cu un număr redus de receptoare (mici consumatori) pot să lipsească o parte din categoriile de tablouri menţionate.

În funcţie de siguranţa dorită în alimentarea cu energie electrică a unora dintre receptoare, de dezvoltarea pe orizontală şi înălţime a clădirii consumatorului, de distanţele dintre diferite grupe de receptoare, distribuţia energiei electrice în interiorul consumatorului poate fi:

- distribuţie radială cu coloane simple (figura 5.8.); postul de transformare din figura 5.8. poate fi înlocuit cu un cofret de branşament montat la parte- rul construcţiei.

Figura 5.8. Schemă de distribuţie Figura 5.9. Schemă de distribuţie Figura 5.10. Schema de distribuţieradială cu coloane simple radială fără tablouri principale radială cu coloane magistrale

PT – post de transformare, CB – cofret de branşament,TG – tablou general, TG – tablou general,TS – tablou secundar TS – tablou secundar

Page 73: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

73

Schema se utilizează pentru distribuţia energiei electrice către receptoarele unui mare consumator, dezvoltat atât pe verticală cât şi pe orizontală.Schema radială cu coloane simple pentru mici consumatori se simplifică şi se poate reduce laforma din figura 5.9.

Tabloul general alimentează direct tablourile secundare TS şi acestea, la rândul lor,receptoarele electrice.

Distribuţia radială cu coloane simple este mult utilizată în proiectarea instalaţiilorelectrice, având câteva avantaje:

- este simplu de executat;- permite identificarea rapidă a unui eventual defect;- asigură o bună siguranţă în alimentarea receptoarelor.

Dintre dezavantaje pot fi menţionate:- număr mare de coloane;- echipamente multe în tablourile electrice - în special, la cel

general şi la cele principale (când este cazul).- distribuţie radială cu coloane magistrale (figura 5.10.): se utilizează atunci

când tablourile secundare au un număr mic de circuite şi o putere, de asemenea, redusă (P. = 5...8 kW). Astfel, o coloană radială alimentează 2 -3 tablouri secundare. Numărul de coloane magistrale poate fi stabilit printr- un calcul tehnico - economic. Este bine însă ca o coloană magistrală să nu depăşească o putere instalată de 25 - 30 kW şi nici să nu asigure distribuţia energiei pe o arie mare din clădire.

Astfel de distribuţii sunt mai economice faţă de cele anterioare, dar oferă o mai mică siguranţă în funcţionare în alimentarea receptoarelor.Un defect pe una din coloane va scoate din funcţiune un număr mare de receptoare.

- distribuţie în buclă. Distribuţia realizează o foarte bună siguranţă în alimentarea receptoarelor, deoarece un defect pe coloana de alimentare este uşor de izolat fără a afecta funcţionarea tablourilor electrice(prin deschiderea adecvată a întrerup-toarelor aflate de o parte şi de alta a locului defect).

De asemenea, un defect (scurtcircuit) pe unul din circuitele tabloului electric, este izolat fie de siguranţa aflată pe circuit, fie de siguranţa generală a tabloului (F3.1.1).

Dezavantajele soluţiei sunt:- coloana generală trebuie dimensionată la puterea totală a TG; va avea di-

mensiuni şi costuri mari;- tablourile se măresc datorită între-ruptoarelor necesare pe traseul coloanei

generale, în amonte de fiecare tablou.De aceea, astfel de soluţii se adoptă atunci când ele sunt bine justificate din punct de

vedere economic (o parte din instalaţiile electrice din spitale, centre de calcul importante etc.).

5.7. Alimentarea receptoarelor electrice vitale

În funcţie de importanţa lor, receptoarelor vitale li se asigură două sau mai multe surse de alimentare. De asemenea, alimentarea de la fiecare sursă se poate face prin una sau două căi. Receptoarele vitale cele mai frecvent întâlnite în instalaţiile electrice de joasă tensiune sunt: corpurile de iluminat ce formează iluminatul de siguranţă şi pompele utilizate pentru stingerea incendiului.

Page 74: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

74

5.7.1. Alimentarea receptoarelor pentru iluminatul de siguranţă

Iluminatul de siguranţă, din punct de vedere funcţional, se clasifică în:- iluminatul pentru continuarea lucrului; acesta se prevede la locurile de

muncă unde există receptoare vitale ce necesită o supraveghere permanentă, pentru a nu produce pierderi de vieţi omeneşti sau pierderi materiale deosebite, cum ar fi: încăperile blocului operator (săli de operaţie, de sterlizare, de pregătire medici, de pregătire bolnavi, de reanimare etc.), centrale electrice, centrale termice (de oraş, de platforme industriale), laboratoare în care se află utilaje ce trebuie supravegheate permanent etc;

- iluminatul pentru intervenţii; acesta se prevede în locurile unde sunt mon- tate armături (vane, robinete etc.) ale unor instalaţii şi utilaje care trebuie acţionate în caz de incendiu, în încăperea centralei de semnalizare a incendiilor, în spaţiile de garare a utilajelor PSI; se mai prevede în locurile unde se găsesc elemente care trebuie acţionate în vederea scoaterii din funcţiune a unor utilaje şi echipamente sau a reglării unor parametri, la ieşirea din funcţiune a iluminatului normal, în scopul protejării persoanelor, utilajelor sau echipamentelor;

- iluminatul pentru evacuare; acesta se prevede pe căile de evacuare în funcţie de destinaţia clădirilor sau încăperilor, de capacitatea acestora (numărul de persoane care se pot găsi simultan în ele - stabilit de proiectant sau beneficiar), precum şi în toate spaţiile din industrie sau similare;

- iluminatul pentru circulaţie; acesta se prevede pe căile de circulaţie din: interiorul sălilor de spectacol (teatre, cinematografe, circuri sau similare, cu aglomerări de persoane) sau al încăperilor de producţie din clădirile industriale sau similare; corpurile de iluminat se amplasează astfel ca să permită distingerea uşoară a unor obstacole aflate pe căile de evacuare;

- iluminatul contra panicii; acesta se prevede în încăperile cu o capacitate mai mare de 400 de persoane (aflate simultan în încăpere); acţionarea acestui sistem de iluminat se face:

- automat, la dispariţia tensiunii iluminatului normal;- manual, din mai multe puncte accesibile personalului de serviciu

sau special instruit.Scoaterea din funcţiune se face numai dintr-un singur punct, accesibil personalului

însărcinat cu aceasta;- iluminatul pentru veghe; acesta se prevede în dormitoarele care adăpostesc

persoane care nu se pot evacua singure, cum ar fi: maternităţi, spitale, sanatorii, creşe, cămine, grădiniţe, cămine pentru bătrâni sau infirmi, ospicii sau similare;

- iluminatul pentru marcarea hidranţi-lor; acesta este necesar pentru marca- rea hidranţilor de incendiu dintr-o clădire, atunci când în aceasta se desfăşoară activitate pe timpul nopţii sau la lumină artificială şi numai în cazurile în care iluminatul de siguranţă de evacuare nu asigură distingerea acestora; corpul de iluminat utilizat pentru marcarea unui hidrant interior de incendiu se amplasează (alături sau deasupra) la cel mult 1,5 m de axa verticală a acestuia.

Aceste receptoare sunt alimentate dintr-un singur tablou.

Page 75: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

75

5.7.2. Programe de proiectare a instalaţiilor electrice de joasă tensiune

Atât fabricanţii de aparataj electric, cât şi diferite firme de software au dezvoltat şi au difuzat pe piaţă programe de calcul al instalaţiilor electrice de joasă tensiune.

În general, într-un astfel de program se porneşte prin introducerea schemei de calculat, folosind o bibliotecă de simboluri pusă la dispoziţie de program. Se introduc apoi caracteristicile generale ale schemei (valorile nominale ale tensiunii şi frecvenţei, schema de legare la pământ, factorul de putere neutral etc.), precum şi caracteristicile fiecărui circuit (lungimea şi tipul cablului, modul de pozare, polaritatea circuitului, valoarea sarcinii şi alte caracteristici ale acesteia). Parametrii necesari calculului fiind numeroşi, programul solicită valori numai pentru o parte dintre aceştia, pentru restul considerând valori implicite, care pot fi însă accesate şi modificate la nevoie.

Programul realizează apoi calculul instalaţiei şi permite exploatarea rezultatelor: curenţi de scurtcircuit, pierderile de tensiune, secţiuni de cabluri, rezistenţe şi reactante ale acestora, încărcări în diferite puncte, caracteristici ale aparatelor de protecţie sau de comutaţie etc. Programele dezvoltate de fabricanţii de aparataj electric oferă, în general, mai multe detalii legate de aparate: realizează alegerea acestora, pot specifica echiparea lor cu auxiliare (telecomandă, declanşatoare, contacte auxiliare, relee de protecţie diferenţială), pot calcula valorile reglajelor necesare , pot lua în considerare tabelele de coordonare.

Un exemplu de astfel de program este Ecodial 3.2, care însoţeşte pe suport CD prezenta lucrare, program de calcul al reţelelor de joasă tensiune dezvoltat de Schneider Electric. Programul are la bază ghidul de calcul european CENELEC R 064-003 şi norma de instalare CEI 364. Limba de utilizare poate fi aleasă înaintea lansării programului (română, franceză sau engleză). Ecodial vine însoţit de o documentaţie tehnică şi de un exemplu de calcul (în format electronic) şi este prevăzut cu un „help" contextual.

Programul, personalizat prin introducerea datelor utilizatorului (nume, sigla, datele proiectului), generează rezultatele sub forma unor documente care pot fi anexate la dosarul proiectului (pagina de gardă, schema monofilară, prezentarea echipamentelor, lista componentelor, note de calcul).

Schneider Electric urmăreşte aducerea lui periodică la zi, pe măsura înnoirii ofertei deaparate sau a completării normelor internaţionale care stau la baza programului.

5.7.3.Instalaţii pentru protecţia omului

Probleme generale

Atunci când între două puncte ale corpului există o diferenţă de potenţial, prin corp va trece un curent electric. Corpul omenesc se comportă ca o impedanţă (figura 5.11.) a cărei valoare este variabilă, pentru aceeaşi persoană, în funcţie de:

- poziţia celor două puncte de pe suprafaţa corpului între care există dife-renţa de potenţial, deci de traseul curentului electric prin corp;

- de starea de sănătate a acestuia; un organism bolnav are o impedanţă mai mică la trecerea curentului;

- de umiditatea pielii corpului. Cu cât pielea este mai uscată cu atât Zt este mai mare. în caz contrar, valoarea Zt scade foarte mult. în figura 5.12. se indică variaţia, în procente, (după norma CEI 479-1) a impedanţei corpului, în funcţie de traseul curentului electric, în raport cu impedanţă corpului pe traseul "mână-mână".

Page 76: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

76

Figura 5.11. Impedanţa corpului uman Figura 5.12. Impedanţa corpului în funcţieZp1, Zp2 – a pielii; Zi – internă; Zt - totală de traseul curentului

Cifrele fără paranteze corespund traseului curentului de la mână, la partea considerată a corpului. Cifrele în paranteze corespund traseului dintre ambele mâini şi partea co- respunzătoare a corpului.

De exemplu: impedanţă dintre o mână şi laba piciorului este 100 %, iar impedanţă dintre ambele mâini şi laba piciorului este 75 % din impedanţă dintre cele două mâini. Totodată, impedanţă totală a corpului uman este mult influenţată şi de tensiunea de contact aşa cum se vede în figura 5.13. Cele trei curbe corespund procentelor de 5,50 şi respectiv,95% din numărul total al subiecţilor pentru care nu se depăşeşte valoarea impedanţei dingrafic.

Corpul omului poate ajunge sub tensiune prin atingerea unor părţi ale instalaţieielectrice aflate sub tensiune.

Atingerile pot fi:- directe, când omul vine în contact cu părţi din instalaţia electrică care, în

regimul normal de funcţionare, se află sub tensiune;- indirecte, când omul vine în contact cu părţi sau piese ale unor echipamen-

te sau instalaţii care în mod normal nu se află sub tensiune, dar care au ajuns sub tensiune în urma unui defect sau a altor cauze accidentale. Exemple de atingeri indirecte ar fi: atingerea carcaselor metalice ale electromotoarelor, cutiilor metalice ale tablourilor electrice, pupitrelor sau

Page 77: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

77

panourilor electrice, conducte de apă etc. care, în mod accidental, ar putea ajunge sub tensiune.

Tensiunea la care este supus omul în cazul unor atingeri indirecte se numeşte de atingere, în caz particular dacă aceasta este aplicată tălpilor omului (aflat în apropierea unei prize de pământ sau unui conductor al unei linii aeriene căzute la pământ) aceasta se numeşte tensiune de pas.

Figura 5.13. Valorile statistice ale impedanţei totale a corpului omenesc, valabile, pentru subiecţii vii, pe traseul mână – mână, în funcţie de tensiunea de contact.

5.7.4. Metode de protecţie

5.7.4.1. Metode de protecţie împotriva atingerilor directe

Acestea constau în:- măsuri de protecţie completă prin:

- izolarea părţilor aflate sub tensiune; de menţionat că vopselele, lacurile, şi varnish-urile nu asigură o protecţie adecvată;

- folosirea de bariere sau carcase cu un grad de protecţie egal cu cel puţin IP2X; metoda este cel mai mult utilizată, echipamentele electrice fiind montate în carcase (cutii), panouri de comandă şi tablouri de distribuţie; este obligatoriu ca un element de deschidere a incintei (uşă, panou, sertar etc.) să poată fi deschis, detaşat sau extras numai prin utilizarea unei chei sau scule special destinate acestui scop sau după completa izolare a părţilor aflate sub tensiune din incintă;

Page 78: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

78

- utilizarea tensiunilor foarte joase; metoda este utilizată pentru alimentarea unor receptoare de mică putere (portative) şi aflate în încăperi foarte periculoase, din punct de vedere al pericolului de electrocutare.

- măsuri de protecţie parţială prin:- protecţia prin intermediul unor obstacole sau prin plasarea părţilor

aflate sub tensiune în afara zonelor de accesibilitate normală; în acest fel accesul la părţile aflate sub tensiune va fi permis numai personalului autorizat care va dispune de echipamentul individual de protecţie (mănuşi, cizme şi şorţ electroizolante şi ochelari de protecţie). Metodele de mai sus au un caracter preventiv. Efectul de protecţie poate fi mult diminuat datorită uzurii normale a izolaţiilor, prezenţei apei sau condensatului, impedanţei utilizatorilor etc.

- măsuri adiţionale de protecţie prin:- utilizarea de dispozitive foarte sensibile şi cu declanşare rapidă,

bazate pe detectarea curentului rezidual către sol - indiferent dacă acesta trece sau nu prin corpul unui om.

5.7.4.2. Metode de protecţie împotriva atingerilor indirecte

Acestea pot fi de bază şi suplimentare. Metodele din prima grupă pot să realizeze protecţia omului în caz de defect. Cele din a doua grupă vor fi utilizate în paralel cu una din metodele de bază pentru o siguranţă mai mare. Trebuie arătat că, de foarte multe ori, atunci când pericolul de electrocutare este foarte mare, ca metodă suplimentară, se foloseşte tot una din metodele de bază (alta decât cea utilizată ca metodă de bază).

Ca metodă de bază se utilizează:- legarea la pământ;- legarea la nulul de protecţie;- utilizarea tensiunilor reduse;- separarea de protecţie.

Ca metode suplimentare cele mai utilizate sunt:- izolarea suplimentară de protecţie;- egalizarea şi dirijarea potenţialelor;- deconectarea automată de protecţie:- la apariţia unei tensiuni de atingere periculoase;- la apariţia unui curent de defect periculos pentru om.

În toate cazurile se recomandă utilizarea echipamentului individual de protecţie:mănuşi, cizme şi şorţ electroizolante şi ochelari de protecţie împotriva arcului electric.

Metodele menţionate asigură protecţia omului împotriva tensiunilor accidentale deatingere prin una sau mai multe din următoarele măsuri:

- micşorarea tensiunii de atingere până la valori ce nu pun în pericol omul(sub 50 V în c.a. şi 120 V în c.c.);

- micşorarea duratei de trecere a curentului prin om prin scoaterea de sub tensiune a sectorului defect;

- mărirea impedanţei echivalente a corpului omului sau a circuitului defect astfel încât curentul prin om să fie ne-periculos.

Metoda de legare la pământ este o metodă proprie reţelelor izolate faţă de pământ.

Page 79: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

79

Reţeaua izolată faţă de pământ alimentează un motor trifazat a cărei fază L1 prezintă un defect de izolaţie astfel încât carcasa acestuia este pusă sub tensiune. Reţeaua are, din punct de vedere electrotehnic, între linii şi sol, câte o impedanţă cu valori ce depind de izolaţia reală a liniilor. Pentru simplificare, impedanţele de izolaţie au fost înlocuite cu rezistente de izolaţie, Riz.

Metoda de legare la pământ presupune legarea la pământ a părţilor metalice ce,în mod accidental, ar putea ajunge sub tensiune cu este de exemplu carcasa şi suportul unui motor.

Figura 5.14. Evidenţierea pericolului de şoc electric în cazulîntreruperii conductorului de protecţie

5.7.5. Instalaţii de protecţie a clădirilor

Trăsnetul este o descărcare electrică între nori şi pământ spre deosebire de fulger care este o descărcare electrică între norii aflaţi la potenţiale diferite; de aceea locul de cădere a trăsnetului va fi determinat de câmpul electric cu o anumită probabilitate. Chiar pe timp senin, în atmosferă există un câmp electric de intensitate redusă, de 400-500V/m; pe timp de furtună, intensitatea creşte de mii de ori, din cauza unor fenomene complexe de natură atmosferică.

Plafonul de nori şi suprafaţa pământului formează armăturile unui condensator uriaş al cărui dielectric este format de stratul de aer intermediar.în funcţie de poziţia locului în care cade trăsnetul, efectele sale pot fi mai mult sau mai puţin nocive, constând în pagube materiale şi/sau pierderi de vieţi omeneşti.

Factorul principal care determină punctul în care solul este lovit de trăsnet îl prezintă intensitatea câmpului electric. în zonele de pe suprafaţa pământului în care câmpul depăşeşte o anumită intensitate, apar fenomene de ionizare de natură foarte complicată, care favorizează producerea unui canal conductor în atmosferă prin care are loc deplasarea sarcinilor electrice, deplasare care formează curentul de trăsnet. Datorită încălzirii puternice a căilor prin care se închide, respectiv, a tensiunilor de pas mari pe care le provoacă, curentul de trăsnet poate conduce la incendii precum şi la accidentarea oamenilor şi a altor vieţuitoare.

Page 80: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

80

Suprafaţa pământului (conductor electric) este o suprafaţă echipotenţială: în zonele în care această suprafaţă prezintă proeminenţe, are loc o concentrare a câmpului care poate atrage trăsnetul. Asemenea zone sunt reprezentate, de exemplu, de îmbinările între pereţii verticali ai construcţiilor şi acoperiş, de turlele ascuţite ale bisericilor etc.

În asemenea puncte, câmpul electric este cu atât mai intens, cu cât (vârful covex) este mai ascuţit. Pentru cazul înfăţişat în figura 5.15. trăsnetul va prefera să cadă în vârful D: mai puţin periclitat este vârful B şi încă mai puţin vârful F. în punctele de tipul A, C, E şi G, care reprezintă vârfuri concave, pericolul căderii trăsnetului este minim, câmpul electric fiind foarte atenuat.

Factorul determinant pentru stabilirea locului de cădere a trăsnetului îl reprezintă deci, intensitatea câmpului electric. Alături de aceasta însă, desfăşurarea fenomenelor este influenţată de unele condiţii microclimatice din zonă: forma plafonului de nori şi distribuţia sarcinilor pe suprafaţa lor, direcţia şi viteza vântului, distribuţia în atmosferă a temperaturii, precum şi cea a concentraţiei umidităţii şi a altor substanţe. Aceşti factori suplimentari au uncaracter aleatoriu.

Instalaţii de paratrăsnetInstalaţia de protecţie împotriva trăsnetului este, în general, formată din:

Instalaţia exterioară (IEPT) compusă, la rândul ei, din:- dispozitivele de captare;- conductoarele de coborâre;- priza de pământ- legături echipotenţiale.

Figura 5.15. Contur echipotenţial format din suprafaţa solului S, construcţiei C şi un paratrăsnet vertical P.

IEPT au rolul de a capta direct loviturile de trăsnet, de a conduce curentul la pământ şi de a disipa energia trăsnetului astfel încât să nu se producă descărcări termice sau mecanice pentru construcţia de protejat şi fără a conduce la supratensiuni periculoase pentru persoanele sau echipamentele din construcţii.

Page 81: 4 INDRUMAR LABORATOR INSTALATII.doc

81

De regulă, IEPT sunt fixate direct pe construcţia de protejat, fără a fi izolată deaceasta. IEPT se poate executa şi izolată fată de construcţia de protejat dacă:

- nu sunt admise efecte termice în punctele de impact cu trăsnetul sau pe conductoarele prin care trece curentul produs de trăsnet, deoarece ar produce deteriorări construcţiei sau conţinutului acesteia;

- construcţia urmează să sufere transformări importante care ar duce lamodificarea IEPT.

Instalaţia interioară (HPT) formată din:- legături echipotenţiale;- bare pentru egalizarea potenţialelor (BEP).