4 instalaţii de apa, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice
81
1 SUPORT LABORATOR DISCIPLINA INSTALAŢII PENTRU CONSTRUCŢII Titular curs: Prof.univ.dr.ing. GHEORGHE-CONSTANTIN IONESCU Coordonatorii lucrărilor: Asist.ing.Emil GLIGOR Asist.ing.Daniela GAVRIŞ – 2011 –
Transcript of 4 instalaţii de apa, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice
1
SUPORT LABORATOR DISCIPLINA
INSTALAŢII PENTRU
CONSTRUCŢII
Titular curs: Prof.univ.dr.ing. GHEORGHE-CONSTANTIN IONESCU
Coordonatorii lucrărilor: Asist.ing.Emil GLIGOR
Asist.ing.Daniela GAVRIŞ
– 2011 –
2
CUPRINS
CAPITOLUL I – ELEMENTE 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 .........................................................................
1.1.1. Tema de proiectare ............................................................................................................
1.1.2. Studiu de prefezabilitate ....................................................................................................
1.1.3. Studiu de fezabilitate .........................................................................................................
1.1.4. Proiectul tehnic şi caietul de sarcini ..................................................................................
1.1.5. Detalii de execuţie .............................................................................................................
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 localităţilor ................................................................................................
1.2.1. Autorizaţia de construire ...................................................................................................
1.2.2. Planurile urbanistice: PUG şi PUZ ....................................................................................
1.2.3. Avize şi acorduri ................................................................................................................
1.3. Cerinţele esenţiale de calitate şi criteriile de performanţe pentru instalaţiile
sanitare, de alimentare cu apă, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice .................................
1.4. Reglementări tehnice specifice pentru instalaţii sanitare, de alimentare
cu apă, canalizare, gaze naturale şi fluide tehnologice .........................................................................
CAPITOLUL II - INSTALAŢII SANITARE
2.1. Soluţii privind sistemele şi schemele generale de alimentare cu apă ...........................................
2.2. Criterii de clasificare şi condiţii de realizare a instalaţiilor de alimentare
cu apă din ansambluri de clădiri ............................................................................................................
2.3. Instalaţii interioare de alimentare cu apă rece şi caldă pentru consum menajer .......................
2.3.1. Soluţii constructive şi scheme ale instalaţiilor interioare de
alimentare cu apă rece şi caldă pentru consum menajer ..............................................................
2.3.1.1. Reţele interioare de alimentare cu apă rece şi respectiv,
cu apă caldă de consum, în sistem cu contorizare individuală .....................................
2.3.1.2. Reţele interioare de alimentare cu apă rece şi respectiv,
cu apa caldă de consum, în sistem cu contorizare colectivă ........................................
2.3.1.3. Reabilitarea şi modernizarea instalaţiilor interioare de
alimentare cu apă rece şi apă caldă de consum .............................................
2.3.1.4. Implicaţiile schimbării destinaţiei clădirii asupra instalaţiilor
interioare de alimentare cu apă rece şi apă caldă de consum .....................................
CAPITOLUL III - INSTALAŢII DE ÎNCĂLZIRE
3.1. Importanţa instalaţiilor de încălzire ...............................................................................................
3.2. Exigenţe de calitate ale instalaţiilor de încălzire centrală .............................................................
3.3. Clasificarea instalaţiilor de încălzire ...............................................................................................
3.4. Alegerea elementelor de construcţii din punct de vedere termotehnic ........................................
3.5. Încălzirea locală ...............................................................................................................................
3.5.1. Prescripţii privind utilizarea încălzirii locale .....................................................................
3.5.2. Sobe cu acumulare de căldură ...........................................................................................
3.5.3. Sobe fără acumulare de căldură .........................................................................................
3.5.4. Sobe de construcţie specială ..............................................................................................
3.6. Încălzirea cu apă caldă şi fierbinte ..................................................................................................
3.6.1. Clasificarea sistemelor de încălzire cu apă caldă ..............................................................
3.6.2. Criterii privind alegerea sistemului de încălzire ................................................................
3.7. Sisteme de încălzire,, cu abur de presiune joasă ............................................................................
3.7.1. Criterii privind utilizarea încălzirii cu abur de presiune joasă ...........................................
5
5
6
8
9
10
11
11
11
11
12
12
13
15
19
19
20
23
26
26
25
26
27
30
30
30
31
31
31
32
32
35
35
35
3
3.7.2. Particularităţi ale instalaţiilor cu abur la presiune joasă ....................................................
3.8. Încălzirea cu aer cald ........................................................................................................................
3.8.1. Criterii privind utilizarea încălzirii cu aer cald ..................................................................
3.8.2. Instalaţii de încălzire cu preparare locală a aerului cald ....................................................
3.8.2.1. Încălzirea cu agregate cu focar propriu ..........................................................
3.9. Criterii privind utilizarea încălzirii prin radiaţie ..........................................................................
3.10. Încălzirea cu pompe de căldură .....................................................................................................
3.10.1. Criterii privind utilizarea pompelor de căldură ...............................................................
3.10.2. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură aer-aer ...............................................
3.10.3. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură aer-apă ..............................................
3.10.4. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură apă-aer ..............................................
3.10.5. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură apă-apă ..............................................
3.10.6. Instalaţii de încălzire utilizând pompe de căldură sol-aer şi sol-apă ...............................
3.10.7. Dimensionarea instalaţiilor cu pompe de căldura ............................................................
3.11. Încălzirea electric ............................................................................................................................
3.11.1. Criterii privind utilizarea energiei electrice .....................................................................
3.11.2. Încălzirea electrică directă ...............................................................................................
3.11.2.1. Aparate electrice de încălzire ........................................................................
3.11.2.1.1. Convectoare de perete ..................................................................
3.11.2.1.2. Convectoare plintă ........................................................................
3.11.2.1.3. Convectoare de pardoseală ..........................................................
3.11.2.1.4. Radiatoare electrice ......................................................................
3.11.2.1.5. Panouri radiante ..........................................................................
3.11.2.1.6. Radianţi luminoşi ..........................................................................
3.11.2.1.7. Radianţi în infraroşu .....................................................................
3.11.2.1.8. Aeroterme electrice .......................................................................
3.11.3. Comanda şi reglarea ........................................................................................................
3.12. Încălzirea cu apă geotermală .........................................................................................................
3.12.1. Utilizarea apelor geotermale pentru încălzire ..................................................................
3.12.2. Surse geotermale ..............................................................................................................
3.12.3. Poziţia instalaţiilor termice în lanţul de valorificare complexă a energiei geotermale ...
3.12.4. Sisteme de alimentare cu căldură ....................................................................................
3.13. Încălzirea solară ..............................................................................................................................
3.13.1. Utilizarea energiei solare .................................................................................................
3.13.2. Sisteme de încălzire a spaţiilor utilizând energia solară ..................................................
3.13.2.1. Sisteme pasive de încălzire solară .................................................................
3.13.2.2. Sisteme active de încălzire solară ..................................................................
3.14. Instalaţii de încălzire ce utilizează căldura recuperată ...............................................................
3.14.1. Clasificarea sistemelor de recuperare a căldurii ..............................................................
CAPITOLUL IV - INSTALAŢII DE VENTILARE ŞI CLIMATIZARE
4.1. Conţinutul şi istoricul instalaţilor de ventilare şi climatizare .......................................................
4.2. Clasificarea instalaţiilor de ventilare şi climatizare .......................................................................
4.3. Semne convenţionale şi denumiri folosite în instalaţiile de ventilare şi climatizare ...................
4.4. Ventilarea naturală (VN) .................................................................................................................
4.4.1. Ventilarea naturală neorganizată .......................................................................................
4.4.2. Ventilarea naturală organizată ...........................................................................................
4.5. Ventilarea mecanică (VM) ...............................................................................................................
4.6. Climatizarea ......................................................................................................................................
4.6.1. Probleme generale .............................................................................................................
4.6.2. Clasificarea instalaţiilor de climatizare. Principii de funcţionare. .....................................
4.6.2.1. Clasificarea instalaţiilor ..................................................................................
4.6.2.2. Principii de funcţionare a instalaţiilor de climatizare .....................................
36
37
37
38
39
39
43
43
44
45
45
46
46
48
49
49
50
50
50
50
50
50
51
51
51
51
51
52
52
52
53
53
54
54
55
55
56
56
56
58
59
62
63
63
63
64
64
64
65
65
66
4
CAPITOLUL V - INSTALAŢII ELECTRICE
5.1. Receptoare electrice ..........................................................................................................................
5.2. Consumatori electrici ........................................................................................................................
5.3. Alimentarea cu energie electrică ......................................................................................................
5.3.1. Instalaţii electrice ...............................................................................................................
5.4. Scheme de alimentare pentru consumatori cu receptoare normale .............................................
5.5. Branşarea consumatorilor casnici la SEN.......................................................................................
5.6. Alimentarea receptoarelor electrice normale cu energie electrică ...............................................
5.7. Alimentarea receptoarelor electrice vitale ......................................................................................
5.7.1. Alimentarea receptoarelor pentru iluminatul de siguranţă ................................................
5.7.2. Programe de proiectare a instalaţiilor electrice de joasă tensiune .....................................
5.7.3. Instalaţii pentru protecţia omului .......................................................................................
5.7.4. Metode de protecţie ...........................................................................................................
5.7.4.1. Metode de protecţie împotriva atingerilor directe ...........................................
5.7.4.2. Metode de protecţie împotriva atingerilor indirecte ........................................
5.7.5. Instalaţii de protecţie a clădirilor ......................................................................................
68
69
70
70
70
73
74
76
77
78
78
80
80
81
82
5
CAPITOLUL I
ELEMENTE 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 cotele
geodezice 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 P
118);
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.);
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 disponibilă
pentru 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:
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 obiectivul
de 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 surse
proprii, ...% 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.
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 vedere
asigurarea surselor de finanţare.
Conţinutul cadru al studiului de Fezabilitate este următorul:
A. Părţile scrise
Date 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:
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 desenate
o 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 potrivit
competenţelor 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.);
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 complementare
acestora);
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 LOCALITĂŢILOR
1.2.1. 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.
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, din
perspectiva 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 încadrarea
în 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;
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 de
instalaţii, 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.
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 apă
necesare 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 asigurat
de 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.
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 unităţilor
industriale: 1 - sursă de alimentare cu apă; 2 - captare; 3 - instalaţie de tratare a apei; 4 - construcţii şi
instalaţii 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
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 de
distribuţie, 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:
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.
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.
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 cu
apă 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 convenţionale
cuprinse în STAS 185/1 ... 6.
19
20
Figura 2.2.1. Principalele semne convenţionale utilizate la întocmirea desenelor
instalaţiilor sanitare
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 cu
contorizare:
- individuală (apartament);
- colectivă (în sistem pauşal).
De regulă, pentru clădirile de locuit se adoptă reţele cu distribuţie inferioară, cu
conductele 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 direct
sau 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 se
compun 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
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 condiţiile
constructive ale clădirii nu permit acest lucru (cazul montării conductelor în subsoluri reci, în
şliţurile 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 de
30...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.
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
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.)
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
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, zgomote
etc.), 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
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.
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 în
vedere 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 permeabilitatea
vaporilor 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 sisteme
de încălzire;
- necesitatea prevederii de coşuri pentru fiecare sobă sau grup de sobe;
- inconveniente de ordin igienic şi pericol de incendiu în manipularea
combustibilului.
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 se
realizează 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%.
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).
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.
32
MODALITĂŢI DE ALCĂTUIRE A INSTALAŢIILOR DE ÎNCĂLZIRE CU APĂ CALDĂ
Destinaţia clădirii
Sistem de distribuţie Dotări tehnice
În plan
orizontal
În plan
vertical
Număr
conducte
Circulaţie Contorizare Reglare
Gestiune
N
F
L
C
Hidraulică 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 inelară
arborescenta
inferioară
superioară monotub bitub X X X X X X
Spaţii
productive
inelară
arborescentă
inferioară
superioară bitub X X X X X
Obs. N - naturală; F - forţată; L - locală; C - centrală.
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;
34
inerţia termică redusă a instalaţiei,ceea ce determină o funcţionare continuă a
generatoarelor 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 a
condensatului 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
35
condensat. Pentru conductele de abur se recomandă, pe cât posibil, o pantă de montare care să
determine scurgerea
Proprietăţile apei şi aburului în stare de saturaţie în funcţie de presiune
t
[°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:
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 de
încălzire care utilizează, parţial sau total, aerul recirculat;
riscul apariţiei zgomotelor, în funcţie de performanţa echipamentelor, care devin
supărătoare 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;
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 procesului
pe producţie
Categoria de
muncă
Temperatura
aerului t;
[°C]
Umiditatea
relativă <pj
[%]
Viteza
maximă Vj
[m/s]
I
Degajări neînsemnate de
căldură şi umiditate
normală
Uşoară Medie
Grea
16 15
io
.....................
60 0,25 .......
0",45 0,25
II
Degajări neînsemnate de
căldură şi umiditate
scăzută
Uşoară 16
50
0,20 .......
0,40 0,20
Medie Grea
15
io
III
Degajări însemnate de
căldură
Uşoară 15 Nenormat
0,45
Medie 13 0,45
Grea 8 0,30
IV
Degajări mari de
umiditate şi regim
termic controlat
Uşoară
10-22 Max. 80
0,20... 0,50
22-24 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;
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 căldură
a – 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.
39
PERFORMANŢELE DIFERITELOR TEHNICI DE ÎNCĂLZIRE PRIN RADIAŢIE
Tip de radiaţie Tipul panoului utilizat
Lungimea de
undă
'Vi ax [u.m]
Temp. max.
a supraf.
emisive [°C]
Randamentul
radiaţiei
[%]
Directivitatea
radiaţiei
Căldura absorbită
de aerul cu
umiditatea relativă
cp = 50 %
Infraroşu - lungime
de undă scurtă Radiant electric 1,2 2.200 83 excelentă 7
Infraroşu - lungime
de undă medie
Tuburi radiante din cuarţ sau
siliciu încălzite electric
Radiant cu gaze
Tuburi radiante metalice
încălzite electric
Panou radiant cu gaze de
temperatură medie
2,6
2,7 3 4 ...7
950
900 - 800
55
47 - 50
medie 19
medie 19
medie 19
450 - 150 44 medie 20
Infraroşu - lungime
de undă lungă
Panou radiant de temperatură
medie încălzit cu abur sau apă
fierbinte
Panou radiant de temperatură
joasă încălzit cu apă caldă sau
electric
7 - 8,5 150 - 70 42 - 40
slabă 20
foarte slabă 20
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 în
căldura cedată acestuia. Eiz+EA = Ec [kWh]
Derivând din instalaţia frigorifică, fiind identică constructiv cu aceasta, dar
deosebindu-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.
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 de
climatizare, 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.
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.
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 şi
natura 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, instalaţia
devine 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.
44
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
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 acoperă
30...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).
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 pot
menţiona câteva avantaje:
eliminarea surselor termice şi odată cu ele şi a produselor secundare ale
combustiei (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,
47
staţii de metrou, staţii de benzină etc.) De asemenea, ea poate fi utilizată ca sursă de energie
pentru 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 100
W/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.
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 2000
W, 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.
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 consumatorilor
impune 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 creşterea
progresivă 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 mare
decât 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.
50
Temperatura apelor geotermale este cuprinsă în domeniul 50... 120°C, iar adâncimea
de 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 în
trepte, 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 de
protecţie 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 de
încălzire, 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
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.
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
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;
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.
55
CAPITOLUL IV
INSTALAŢII DE VENTILARE ŞI CLIMATIZARE
PROBLEME 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 influenţă
complexă 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
56
instalaţiei de climatizare ci însuşi sistemul constructiv al încăperilor sau chiar al construcţiei
în 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.
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 sau
umidificare.
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
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 încăperii
ventilate:
Ventilarea echilibrată, sistem la care debitele de aer de introducere şi de
evacuare 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);
59
4.3. Semne convenţionale şi denumiri folosite în instalaţiile
de 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
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.
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,
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 umiditatea
relativă 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);
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 care
deserveşte 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.
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 de
răcire; 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.
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, pe
una sau mai multe căi.
- vitale, pentru care se asigură două sau mai multe surse de
alimentare.
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.
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 de
utilizare 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 pe
15 minute consecutiv, convenită prin contract, pentru a fi absorbită de
consumator 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;
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 alimentând
mai 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.
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 siguranţelor
F1 şi F2.
Pentru a mări şi mai mult siguranţa în alimentare a unor consumatori (cum ar fi, de
exemplu, un spital, o centrală termică de cartier etc.), se execută legături suplimentare în
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.
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.
71
Figura 5.6. Echiparea unei firide de distribuţie a energiei electrice dintr-un bloc de
locuinţe
1 – coloană; 2 – placă de marmură pentru derivaţii; 3 – siguranţe fuzibile de 25A; 4 – bară de
nul 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 mono
sau 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:
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 distribuţie
radială 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
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 la
forma 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 instalaţiilor
electrice, 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.
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.
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 de
aparate 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".
76
Figura 5.11. Impedanţa corpului uman Figura 5.12. Impedanţa corpului în funcţie
Zp1, 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 din
grafic.
Corpul omului poate ajunge sub tensiune prin atingerea unor părţi ale instalaţiei
electrice 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
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;
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 de
atingere 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.
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 cazul
întreruperii 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.
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 un
caracter aleatoriu.
Instalaţii de paratrăsnet
Instalaţia 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.
81
De regulă, IEPT sunt fixate direct pe construcţia de protejat, fără a fi izolată de
aceasta. 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 la
modificarea IEPT.
Instalaţia interioară (HPT) formată din:
- legături echipotenţiale;
- bare pentru egalizarea potenţialelor (BEP).
