Asigurarea apei calde pentru consumul casnicSunt frecvente situatiile in care trebuie sa proiectam, reproiectam, executam sau sa modificam instalatia de preparare a apei calde din casa sau apartamentul nostru.Desigur prima problema (preponderent economica, care, in general, are in vedere pretul combustibilului si desigur cantitatea de energie inglobata in acesta) este alegerea sursei de energie primara care poate sa fie dupa caz gaz natural, GPL sau eventual energie electrica.Randamentul realizat de instalatia de preparare a apei calde este adesea ignorat precum si gradul de confort in exploatare realizat de acesta, ca sa nu vorbim si despre omisiunea cu privire la modul de furnizare a apei calde care poate fi: sub presiune din rezervorul de acumulare sau in mod instantaneu (solutie mai putin agreata de beneficiari) etc..In cele ce urmeaza se descriu solutiile fundamentale de preparare a apei calde, prezentarea avantajelor si dezavantajelor lor.Criteriile de analiza propuse sunt scopul utilizarii, debitul si temperatura apei calde de consum care se asigura.

Datele tehnice de baza (care trebuie) avute in vedere sunt urmatoarele:

pentru spalarea vaselor sunt necesari 10-20l apa la temperatura de 60C, cu debitul de 610l/min;

pentru dus sunt necesari 30-40l apa la temperatura de 38C, cu debitul de 6-10l/min;

pentru baie in cada este necesar un volum de 90-150l apa la temperatura de 43C, cu debitul de 9-15l/min;

pentru lavoar este necesar a asigura 5-10l apa la temperatura de 38C, cu debitul de 48l/min;

pentru spalatul mainilor sunt necesari 2-4l apa la temperatura de 38C, cu debitul de 25l/min.Desigur exista si abateri de la aceste date datorita diferitelor obiceiuri si moduri de viata care pot determina si necesitatea modificarii caracteristicilor tehnice a aparatelor de incalzire a apei (ca de exemplu utilizarea cazilor de baie cu "jacuzzi").

Desigur tot o cifra determinata statistic este consumul casnic mediu de apa calda (acumulata la o temperatura de 60C) pe persoana care poate fi:

10-20 l/pers. la familii "economicoase" cu putine puncte de consum;

20-40 l/pers. la familii "economicoase" cu numar mediu de puncte de consum;

40-80 l/pers. la familii "economicoase" cu un numar mare de puncte de consum.In baza datelor de mai sus trebuie sa se analizeze locul de preparare, modul si temperatura de acumulare, deoarece functie de acestea rezulta diferite valori ale pierderilor.

Un aspect important este ca apa calda ajunge la punctul de cosum numai dupa scurgerea apei racite din conducta de apa calda (cantitate care poate fi considerata pierdere).Consumul de energie termica in situatia distribuirii centralizate a apei calde prin instalatii cu conducta de recirculare este reprezentat in figura 2.Campul de culoare rosie reprezinta caldura utila care este proportionala cu cantitatea de energie consumata pentru incalzirea apei. Suprafata de culoare albastra este proportionala cu pierderea de caldura din reteaua de conducte izolate la nivel "obisnuit".Precum se observa in figura la valori ale lungimii conductei de peste 10- 15m nu mai este economica solutia de distribuire centralizata a apei calde si se necesita prepararea locala a apei calde.Se observa ca aparatele de preparare locala a apei calde sunt in imediata apropiere a punctelor de consum aferente, reducand astfel la minim pierderile de caldura datorita racirii apei in conducte, precum si datorita acumularilor in exces a apei calde la diferite temperaturi.Este cunoscut faptul ca pierderea de caldura prin vasul (rezervorul) de acumulare este direct proportionala cu temperatura apei inmagazinate. Producatorii acestor recipiente indica valoarea pierderilor prin asa numita valoare a pierderii de energie prin stationare, exprimata in kWh/zi.Aceasta valoare reprezinta consumul de energie termica la mentinerea apei calde din vas la temperatura de 65C fara consum de apa.Acum se pune problema locului optim de amplasare a vasului de acumulare de 120, 200 eventual 300l, dupa caz, necesar pentru acumularea apei calde la casele familiale care in cele mai multe cazuri sunt cu trei niveluri.In acest exemplu prin intermediul vasului de acumulare pozitionat la demisol se asigura apa calda la toate punctele de consum din cladire.In aceasta situatie in mod necesar temperatura apei calde din vasul de acumulare este superioara temperaturii necesare la punctele de consum, astfel se maresc pierderile de caldura prin acumulare comparativ cu vasele individuale, optime de acumulare locala.(Solutia cu vase de acumulare individuale nu reprezinta in mod automat cheltuieli de investitie mai mari, deoarece economia realizata din reteaua de distributie a apei calde este comparabila cu cheltuielile suplimentare pentru instalarea aparatelor de preparare locala a apei calde.)Pe baza celor prezentate mai sus este interesant de urmarit statistica elaborata de Distribuitorul de Energie Electrica din Germania referitoare la producerea apei calde necesare consumului casnic anual pentru o familie compusa din trei persoane. Ca data de baza se considera un consum anual util de 1200kWh/an, necesar pentru prepararea a 30 000l de apa calda de 45C si diferite situatii conform celor prezentate.Cantitatea de energie necesara pentru producerea apei calde - deci eficienta instalatiei de preparare a apei calde - nu depinde numai de eficienta, respectiv randamentul echipamentului, ci si de modul de exploatare, respectiv de conditiile de utilizare.Se doreste sa se accentueze ca randamentul incalzitoarelor electrice de apa este de 100%, iar a celor cu combustibil gazos este mai scazut.In general pierderile de energie se identifica cu asa numitele pierderi "prin stationare" adica cu cantitatea de energie (electrica) consumata in instalatie pentru a mentine apa la o temperatura de 65C la consum zero. Aceasta este proportionala cu pierderea de caldura a instalatiei.Valoarea pierderilor de caldura a instalatiei este cunoscuta si se poate diminua prin imbunatatirea gradului de izolare.Mai putin cunoscut este asa numitul coeficient de utilizare, care depinde de structura interioara a incalzitorului de apa. Acesta reprezinta cantitatea de apa cu temperatura de peste 60C ce poate fi furnizata de o instalatie la care apa se calculeaza la temperatura de 65C. De asemenea daca gradul de amestecare al apei este mare, numai o parte a ei va fi "fierbinte" iar cealalta parte va fi calduta la care nu se mai poate adauga apa rece, astfel in mod real se va consuma mai multa apa din boiler.Pentru exemplificare in fig. 6 este reprezentata caracteristica de utilizare a unui boiler de 80l comercializat in Ungaria care furnizeaza in jur de cca 70l de apa la temperatura de peste 60C.

Schema instalatiei interioare de canalizare a apelor uzate menajere 1.obiecte sanitare

2.sifon

3.conducte de legatura)

4.coloane

5.conducte orizontale (colectoare)

6.camin exterior de racord

7. piesa de curatire

8. conducta de ventilare principala

9. caciula de protectie

10. sifon de pardoseala

In conductele orizontale de legatura de la obiectele sanitare la coloana, apa curge gravitational, fie cu nivel liber, fie la sectiunea plina a conductei, in functie de gradul de utilizare a obiectului sanitar. Pentru aceasta, conductele de legatura trebuie sa aiba un anumit diametru corespunzator debitului de apa evacuate si sa fie montate cu o anumita inclinare fata de orizontala, numita panta de curgere. Daca panta de curgere este prea mare, descarcarea apei din obiectul sanitar prin conducta de legatura in coloana se va face brusc si va aparea o zona de depresiune (presiune mai mica decat presiunea atmosferica) in conducta de legatura, care va produce aspiratia garzii hidraulice a sifoanelor in coloana, gazele nocive putand patrunde apoi din coloana prin obiectele 6

sanitare in incaperi. Acelasi fenomen se poate produce si cand la aceiasi conducta de legatura la coloana sunt racordate mai mult de patru obiecte sanitare, datorita cresterii debitului de apa, deci si a vitezei de evacuare prin conducta. Daca panta de curgere este prea mica, viteza de curgere a apei uzate este prea mica si suspensiile existente in apa nu pot fi antrenate, astfel ca se depun prin sedimentare , putand duce la infundarea conductei