METODOLOGIE_partea II 1 Incalziri 19dec2006

8/6/2019 METODOLOGIE_partea II 1 Incalziri 19dec2006

1/65

1

II.1 CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE I AL EFICIENEIENERGETICE A INSTALAIILOR DE NCLZIRE

II.1.1 Obiective i domenii de aplicare

Metodologia de calcul are la baz pachetul de standarde europene privind performana energetic acldirilor elaborat ca suport pentru aplicarea Directivei 2002/91/CE privind performana energetica cldirilori rspunde cerinelor din Legea 372/2005 privind performana energetic a cldirilor.

Partea II.1 descrie structura metodei de calcul a consumului de energie termic pentru nclzireaunei cldiri i a eficienei energetice a sistemului de nclzire pn la branamentul cldirii. Se valua n calcul performana energetic a sursei de cldur numai n cazul cldirilor cu surs termicindividual.Aplicarea metodei de calcul depinde de tipul instalaiilor de nclzire. O clasificare a instalaiilor denclzire este prezentat n anexa II.1.A.

Metoda de calcul poate fi utilizat pentru urmtoarele aplicaii:

- evaluarea conformitii cu normele care prevd limite de consum energetic;- optimizarea performanei energetice a unei cldiri n proiectare prin aplicarea metodei pentru maimulte variante posibile de realizare;- stabilirea unui nivel convenional de performan energetic pentru cldirile existente;- certificarea performanei energetice a cldirilor;- evaluarea efectului asupra unei cldiri existente al msurilor posibile de conservare a energiei,

prin calcularea necesarului energetic cu sau fr implementarea msurilor de reabilitare;- predicia resurselor energetice necesare n viitor la scar naional sau internaional prin

calcularea necesarului energetic al unor cldiri reprezentative pentru ntregul segment de cldiri.

II.1. 2. Normative i standarde conexe

Sunt cuprinse referine datate sau nedatate, prevederi din alte publicaii citate n text i enumeratemai jos. Pentru referinele datate, modificrile sau revizuirile ulterioare ale acestora nu se aplicdect dac sunt incluse prin modificare sau revizuire. Pentru referinele nedatate se aplic ultimaediie a publicaiei la care se face referin.

SR EN ISO 13790 Performana termic a cldirilor. Calculul necesarului de energie pentrunclzireSR 4839 - Instalaii de nclzire. Numr anual de grade-zileMetodologie de calcul a performanei energetice a cldirilor Partea I.

II.1. 3. Simboluri i definiii

II.1.3.1. Definiii

Pentru utilizarea acestei norme sunt valabile definiiile cuprinse n SR EN ISO 7345 precum iurmtoarele definiii.

II.1.3.1.1. Perioada de calculPerioada de timp considerat la calcularea pierderilor de clduri aporturilor (lun, zi , perioada, etc.).


2/65

2

II.1.3.1.2. Spaiu nclzitCamer/ncpere nclzit avnd temperatura interioar constant, prestabilit (set-point).

II.1.3.1.3. Zon termicAcea parte a spaiului nclzit/cldirii care are urmtoarele caracteristici:- aceeai temperatur interioar de referin (set-point);- variaie spaial neglijabil a temperaturii interioare.

II.1.3.1.4. Necesarul de cldur pentru nclzirea cldiriiCldura care trebuie furnizat spaiului nclzit pentru a menine temperatura interioar la o valoareconstant prestabilit (set-point, referin).

II.1.3.1.5. Consumul de energie pentru nclzireEnergia livrat sistemului de nclzire pentru a satisface necesarul de cldur pentru nclzirea cldirii.

II.1.3.1.6. Eficiena energetic a reelei de distribuieRaportul dintre energia consumat pentru nclzire i/sau pentru furnizarea a.c.c. utiliznd un sistemadiabatic de distribuie i energia consumat n acelai scop utiliznd o reea real de distribuie.

II.1.3.1.7. Eficiena energetic a consumatoruluiRaportul dintre energia consumat pentru nclzirea unui spaiu cu un sistem ideal de emisie acldurii care conduce la o distribuie uniform a temperaturii interioare i energia consumat nacelai scop utiliznd un consumator real cu un sistem real de reglare, care conduce la o distribu ieneuniform a temperaturii interioare.

II.1.3.1.8. Eficiena energetic a instalaiei de nclzireRaportul dintre necesarul de cldur pentru nclzirea cldirii i consumul de energie pentrunclzire.

II.1.3.1.9. Pierderi de cldur ale cldiriiSuma dintre pierderile de cldur prin transmisie i ventilare.

II.1.3.1.10. Pierderi de cldur ale reelei de distribuiePierderile de cldur ale sistemului de distribuie spre spaii nclzite sau nenclzite. Aceste

pierderi includ pierderile recuperabile de cldur.

II.1.3.1.11. Pierderi de cldur ale sistemului de emisiePierderile de cldur la nivelul corpurilor de nclzire cauzate de distribuia neuniform atemperaturii interioare i de sistemul real de reglare.

II.1.3.1.12. Pierderi de cldur ale sursei de cldurPierderile de cldur ale generatorului de cldur care apar att n timpul funcionrii ct i pedurata nefuncionrii precum i pierderile de cldur generate de reglarea real a funcionrii sursei ;aceste pierderi conin pierderi recuperabile de cldur.

II.1.3.1.13. Pierderile totale de cldur ale sistemului de nclzireSuma pierderilor de cldur ale emisiei, reelei de distribuie i sursei. Aceste pierderi conin i

pierderile recuperabile de cldur.

II.1.3.1.14. Coeficientul de (funcionare n) sarcin redusRaportul dintre cldura furnizat pe durata perioadei de calcul i valoarea maxim a cldurii pe carear putea s o furnizeze sursa n aceeai perioad.


3/65

3

II.1.3.1.15. Energia primarEnergia care nu a constituit nc subiectul vreunui proces de conversie sau transformare (exemplu:energia coninut n petrolul existent dar neexploatat nc).

II.1.3.1.16. Pierderi recuperabile (utilizabile) de cldur ale sistemului de nclzireAcea parte a pierderilor de cldur ale unui sistem de nclzire i furnizare a a.c.c care se poaterecupera n scopul reducerii necesarului de cldur pentru nclzire.

II.1.3.1.17. Pierderi recuperate (utilizate) de cldur ale sistemului de nclzireAcea parte a pierderilor recuperabile de cldur care reduc necesarul de cldur pentru nclzire icare nu sunt luate direct n calcul prin reducerea pierderilor de cldur ale sistemului de nclzire.

II.1.3.1.18. Perioada de nclzire (perioada de funcionare a sistemului de nclzire)Perioada de timp n care sistemul de nclzire furnizeaz energie termic pentru satisfacereanecesarului de cldur pentru nclzire i preparare a a.c.c.

II.1.3.2. Simboluri i uniti de msur

n acest document sunt utilizate urmtoarele simboluri, uniti i indici:

Simboluri i uniti de msur

Simbol Denumirea mrimii UMc Cldur specific J/(kgK)e Coeficient de performan a sistemului (factor de extrapolare) -E Energie primar Jf Factor de conversie -m Mas kg

M& Debit masic Kg/st Timp, perioada de timp sT Temperatur termodinamic K

Q Cantitate de cldur; energie J Putere termic WV Volum m3

V& Debit volumic m3/s

W Energie electric auxiliar J Eficien, randament - Temperatur C Densitatea apei kg/m3Indicia aer gs Aporturi r Recuperatc Control h Cldur s Stocatd Distribuie i Interior t Total

in Intrare n sistem l pierderi out Ieire din sistemem Emisie nr Pierderi

nerecuperatew A.c.c.

e Exterior off Off/oprit x indicef Final on On/pornit 0 Moment iniialg Generare p primargl Pierderi la

generare


4/65

4

II.1.4. Principiul metodei de calcul

II.1.4.1. Consumul de energie pentru nclzirea cldirilor

Pentru o perioad determinat (an, lun, sptmn) consumul de energie pentru nclzireacldirilor, Qf,h, se calculeaz cu relaia urmtoare:

Qf,h = (Qh - Qrhh - Qrwh) + Qth [J] (1.1)

n care:Qh = necesarul de energie pentru nclzirea cldirii, calculat conform capitolului 1.5 , n Joule(J);Qrhh =cldura recuperat de la subsistemul de nclzire (componente termice sau electrice), nJoule (J) ; aceast component reprezint o parte a lui Qth;Qrwh =cldura recuperat de la subsistemul de preparare a a.c.c. (componente termice sauelectrice) i utilizat pentru nclzirea cldirii, n Joule (J);Qth =pierderile totale de cldur ale subsistemului de nclzire, n Joule (J) ; aceste pierderiinclud componenta Qrhh (figura 1.1).

Energieprimar

Consum de energie pentru nclzirea cldirii Necesar decldur pentrunclzirea cldirii

Figura II.1.1-Consumul de energie pentru nclzirea cldirilor

II.1.4.2 Consumuri auxiliare de energie

Energia auxiliar, de obicei sub forma energiei electrice, este utilizat pentru acionarea pompelorde circulaie, ventilatoarelor, vanelor i dispozitivelor automate de reglare, msurare i control.Consumul auxiliar de energie poate fi disponibil ca valoare pentru fiecare subsistem (nclzire Wh,respectiv a.c.c. Ww) sau ca valoare global (W). O parte din energia auxiliar poate fi recuperatsub form de cldur, Qrx.


5/65

5

II.1.4.3 Pierderi de cldur recuperabile i recuperate

n cazul unei cldiri sau a unei pri dintr-o cldire nu toate pierderile de cldur ale sistemului denclzire obinute prin calcul sunt n mod obligatoriu pierdute. O parte din valoarea calculat esterecuperabil.

Exemplu: pierderile termice ale unei conducte sunt nerecuperabile doar dac aceasta nu se afl n

interiorul cldirii. Altfel, emisia termic a conductei poate contribui la nclzirea spaiului,pierderile termice devenind recuperabile.

Valoarea pierderilor recuperate depinde de factorul de utilizare (raportul degajare/pierdere)deoarece dac degajrile termice dintr-un spaiu nclzit sunt foarte mari comparativ cu pierderilede cldur ale spaiului, atunci doar o mic parte din degajrile termice vor fi recuperate.

Se face distincie ntre dou tipuri de pierderi de cldur recuperate :

1. - pierderi de cldur recuperate care sunt luate n mod direct n calcul prin reducerea pierderilorde cldur.Spre exemplu, o parte substanial a energiei auxiliare consumate de subsistemul de distribuie se

transform n cldur i se transmite direct apei calde. Aceast parte a pierderilor de cldurrecuperate se ia ulterior n considerare la calcularea performanei energetice a subsistemului dedistribuie.

2. - pierderi de cldur recuperate care sunt luate n calcul prin reducerea necesarului de cldurpentru nclzirea cldirii.Spre exemplu, pierderile de cldur ale unui vas de stocare a a.c.c. pot contribui la nclzireancperii.

Aceast parte a pierderilor de cldur recuperate nu este luat n calcul la determinarea performaneienergetice a subsistemului de preparare a a.c.c. ci este considerat prin reducerea necesarului decldur pentru nclzire deoarece valoarea pierderilor de cldur recuperate depinde deinteraciunea dintre anvelopa cldirii i vasul de stocare.

II.1.4.4 Necesarul de cldur pentru nclzirea cldirilor

Necesarul de cldur pentru nclzirea unei cldiri, Qh se calculeaz conform capitolului 1.5.Documentul recomandat pentru calculul necesarului de cldur al cldirilor este SR EN ISO 13790.Metoda prezentat n acest standard nu ia n considerare pierderile sistemelor de nclzire cauzatede neuniformitatea distribuiei temperaturii interioare, de ineficienta sistemelor de reglare, de

pierderile recuperabile i de energia auxiliar care vor fi calculate separat la nivelul subsistemelorde emisie a cldurii i de distribuie.

Efectele nclzirii intermitente a unei cldiri utiliznd un dispozitiv ideal de programare pot ficalculate cu o metod detaliat n SR EN ISO 13790 i sunt luate n considerare la determinareanecesarului de cldur, Qh.

II.1.4.5 Pierderile de cldur ale instalaiei de nclzire, Qth

Pentru calcularea acestor pierderi de cldur sunt considerate urmtoarele subsisteme ale sistemuluide nclzire:-sistemul de transmisie a cldurii la consumator, inclusiv dispozitivele de reglare i control;-sistemul de distribuie a cldurii ctre consumator, inclusiv dispozitivele de reglare i control;


6/65

6

-sistemul de stocare, inclusiv dispozitivele de reglare i control ( acolo unde este cazul);-sistemul de generare a cldurii (pentru cldiri dotate cu surse termice individuale) inclusivdispozitivele de reglare i control.

II.1.4.6 Perioade de calcul

Scopul metodei de calcul este determinarea necesarului de energie pentru nclzirea cldirii, a

consumului final i a consumului primar de energie pe durata unui an, n cazul sistemului denclzire. Acest obiectiv poate fi realizat n dou moduri:

- utiliznd datele nregistrate pe toat durata anului i valori medii;- prin divizarea anului ntr-un numr de perioade de calcul (luni, sptmni) efectund calculele

pentru fiecare subperioadi nsumnd apoi energia consumat n fiecare subperioad.

II.1.4.7. Pierderile de cldur ale instalaiei de nclzire a cldirii

Sensul de calcul al pierderilor de cldur este opus sensului de consum al energiei (sens energetic).Calculul ncepe cu determinarea necesarului de energie i se termin cu calculul energiei primareconsumate. Necesarul de energie este dat de suma dintre energia termic transmis cldirii de

corpurile de nclzire (sistemul de emisie termic) i pierderile de cldur recuperate.

Pentru fiecare subsistem se calculeaz pierderile de cldur Qh,x care se adaug energiei termicetransferate, determinndu-se astfel energia consumat.

Pierderile de cldur ale unui subsistem includ pierderile recuperabile dar nu i energia auxiliarconsumat. Dac exist, necesarul de energie electric, Wx, se calculeaz separat. Se ine cont i defaptul c pierderile de energie electric se adaug pierderilor de energie ale subsistemelor sistemuluide nclzire.

Pentru fiecare subsistem al sistemului de nclzire, o parte a pierderilor de cldur i o parte a pierderilor de energie auxiliar sunt recuperabile (i utilizate la nclzirea cldirii), formndmpreun pierderi de cldur recuperabile ale fiecrui subsistem, aa cum se arat n figura 1.2.

Calculele se realizeaz pentru fiecare subsistem n parte pn cnd se obine consumul energetic alsubsistemului de generare a cldurii (sursa)


7/65

7

Figura II.1.2. Direcia de calcul i structura sistemului de alimentare cu cldur

Calculele se realizeaz pentru fiecare subsistem n parte pn cnd se obine consumul energetic alsubsistemului de generare a cldurii (surs).

Pierderile recuperate de cldur ale diferitelor subsisteme sunt calculate i sczute din necesarul decldur prin micorarea pierderilor totale de cldur ale subsistemului n cauz. Aceast abordare nueste din punct de vedere fizic corect deoarece pierderile de cldur recuperate ar trebui sczutedirect din consumul energetic al fiecrui subsistem. Totui, metodologia prezentat permite osimplificare semnificativ prin care se evit calcularea iterativ a pierderilor de cldur recuperate.Astfel, se calculeaz doar o singur dat aceste pierderi de cldur recuperate i se scad din valoareafinal a pierderilor totale de cldur.

Orice metod de calcul pentru un anumit subsistem de instalaii trebuie s furnizeze urmtoarelemrimi:- consumul de energie termica Qin,x sau a pierderilor de cldur;- consumul de energie electric, Wx;- pierderile de cldur recuperabile, Qr,x

prin utilizarea urmtoarelor date privind subsistemul:- cldura care trebuie furnizat (necesarul energetic pentru nclzire), Qout,x;- indicatori de performan energetic.

Energieprimara

Gaze nat.Electricitate

Caldura+Pierderi

Caldura+Pierderi

Caldura+Pierderi

Caldura

Pierderi laconversie

Directia de calcul

Electricitate

SursaStocareDistributieConsumator

Pierderinerecuperabile




Energie auxiliara

Pierderi recuperabile


8/65

8

Aceti parametrii utilizai de metodologia de calcul, valorile tabelare i o metod mai detaliat decalcul vor fi descrise n seciuni separate ale acestei norme relativ la fiecare subsistem (consumator-emisie, distribuie, stocare i generare-surs) sau tip de tehnologie.

II.1.4.8. Zonarea sistemului de nclzire

Structura unui sistem de nclzire poate fi complex, incluznd:

-mai multe tipuri de corpuri de nclzire montate n mai multe zone ale cldirii;-o singur surs de cldur utilizat att pentru diferite sisteme de nclzire ct i pentru preparareaa.c.c.;-mai multe surse de cldur;-mai multe sisteme de stocare a energiei(dac este cazul);-diferite tipuri de energie utilizate n cldire.

Utilizarea valorilor medii globale poate fi nepractic, necesitnd ponderi adecvate, poate fiimposibil sau poate conduce la erori de calcul mult prea mari. Aceste dificulti pot fi soluionateurmrind structura sistemului de furnizare a cldurii.

Exemplul 1: Consumul de energie i pierderile de cldur la consumator aferente diferitelor zone

ale sistemului de cldur se pot calcula separat; ulterior se nsumeaz valorile aferente fiecrei zonei se continu cu calculele pentru subsistemul comun de distribuie a cldurii.

Exemplul 2: Consumul de energie al diferitelor subsisteme de distribuie/stocare a cldurii pentrunclzire, respectiv pentru prepararea a.c.c. se pot calcula separat iar dup nsumare se continu cucalculele pentru subsistemul comun de generare a cldurii.

Exemplul 3: Consumul de energie al unui subsistem de distribuie se poate calcula i repartiza maimultor subsisteme de generare (surse de energie termic).

Acest tip de modularitate este ntotdeauna posibil dac principiul aditivitii pierderilor de cldureste respectat.

II.1.4.9. Metode simplificate i detaliate pentru calculul pierderilor totale de cldur

Pentru determinarea pierderilor totale de cldur se pot aplica subsistemelor metode simplificatesau detaliate de calcul, n funcie de cunotinele tehnice actuale sau standardele disponibile i degradul de precizie solicitat.

Nivelul de detaliere a metodologiei de calcul se poate clasifica dup cum urmeaz.

Nivelul A: Pierderile de cldur sau coeficienii de performan sunt furnizai ntr-un tabel pentruntregul sistem de nclzire. Selectarea valorilor potrivite se face n concordan cu tipul ntreguluisistem de instalaii termice.

Nivelul B: Pentru fiecare subsistem, pierderile de cldur, consumurile de energie electric saucoeficienii de performan sunt tabelate. Selectarea valorilor potrivite se face n concordan cutipul subsistemului.

Nivelul C: Pentru fiecare subsistem, pierderile de cldur, consumurile de energie electric saucoeficienii de performan sunt calculai. Calculele sunt realizate pe baza dimensiunilor sistemului,sarcinilor termice i altor date considerate constante (sau mediate) pe durata de calcul. Metoda decalcul ine cont de fenomenul fizic (detaliat sau simplificat) sau corelaii.


9/65

9

Nivelul D: Pierderile i coeficienii de performan sunt calculai n urma simulrilor dinamice,lund n considerare variaia n timp a valorilor variabilelor (temperatura exterioar, temperaturaapei etc.).

II.1.5. Calculul necesarului de cldur pentru nclzirea cldirilor

II.1.5.1 Principiul metodei de calcul i datele necesare

Metoda de calcul pentru stabilirea necesarului de cldur anual al unei cldiri are la baz ntocmireaunui bilan termic aa cum indic figura 1.3.

Bilanul energetic include urmtorii termeni (se ia n considerare numai cldura sensibil):

pierderile de cldur prin transmisie i ventilare de la spaiul nclzit ctre mediul exterior ; pierderile de cldur prin transmisie i ventilare ntre zonele nvecinate; degajrile interne utile de cldur; aporturile solare; pierderile de cldur aferente producerii, distribuiei, cedrii de cldur i aferente reglajuluiinstalaiei de nclzire;

energia introdus n instalaia de nclzire.

n funcie de structura instalaiei de nclzire, n bilan se va introduce aportul surselor alternative iva fi inclus energia recuperat din diverse surse.

NOTA innd seama de faptul c aporturile de cldur pot conduce la creterea temperaturiiinterioare peste valoarea convenional de calcul, pierderile termice suplimentare corespunztoarese iau n considerare prin intermediul unui factor de utilizare care reduce aporturile de cldur.Termenii principali ai bilanului energetic sunt prezentai schematic n figura 1.3.

Figura II.1.3 Bilanul energetic privind nclzirea unei cldiri


10/65

10

Legenda

Q - necesar de energie pentru nclzire i preparare ap cald de consumQh- necesar de energie pentru nclzire

Qoa- degajri decldur de la alte aparateQV-pierderi termice prin ventilareQr- energie recuperat

QVr- cldur recuperat din ventilareQhs- pierderi din instalaia de nclzireQT- pierderi termice prin transmisieQm- cldura metabolicQhw - cldura pentru preparare ap caldQs- aporturi solare pasiveQL- pierderi termice totaleQi - degajri de cldur interne 1 - conturul zonei nclziteQg- aporturi totale 2 - conturul instalaiei de ap caldQg- aporturi utile 3 - conturul centralei termice

4 - conturul cldirii

II.5.2 Procedura de calcul

Procedura de calcul este sintetizata n cele ce urmeaz.

1) se definesc limitele spaiului nclzit i, daca este cazul ale zonelor diferite i ale spatiilornenclzite;2) n cazul nclzirii sau ventilrii cu intermitenta, se definesc, pentru perioada de calcul, perioadelecare sunt caracterizate de program de nclzire sau ventilare diferit (de exemplu zi, noapte, sfrit desptmna);3) n cazul calculului pentru o singura zon: se calculeaz coeficientul de pierderi al spaiuluinclzit; pentru calcul multi-zonal documentul recomandat este SR EN ISO 13790 anexa B;4) pentru calculele pe sezonul de nclzire se definete sau se calculeaz durata i datele climaticeale sezonului de nclzire;

Apoi, pentru fiecare perioada de calcul (luna sau sezon de nclzire):

5) se calculeaz temperatura interioar pentru fiecare perioada;6) se calculeaz pierderile de cldur totale, QL;7) se calculeaz degajrile interne de cldur, Qi;8) se calculeaz aporturile solare, Qs;9) se calculeaz factorul de utilizare al aporturilor de cldur, ;10) se calculeaz necesarul de cldur, Qh, pentru toate perioadele de calcul;11) se calculeaz necesarul anual de cldur, Qh;12) se calculeaz necesarul de energie pentru nclzire, Q

th, innd seama de pierderile sau de

randamentul instalaiei de nclzire.

II.1.5.3 Definirea conturului i a zonelor de calcul

II.5.3.1 Contur al spaiului nclzitConturul spaiului nclzit consta n toate elementele de construcie care separa spaiul nclzitconsiderat de mediul exterior sau de zone nclzite sau spatii nenclzite adiacente, definite conformMetodologie de calcul a performanei energetice a cldirilor Partea I


11/65

11

II.1.5.3.2 Zone termice

II.1.5.3.2.1 Calcul pentru o singura zona

n cazul n care ntreg spaiul nclzit este nclzit la aceeai temperatura, iar degajrile interne iaporturile solare sunt relativ reduse sau repartizate n mod uniform n cldire, se aplica modul decalcul mono-zonal.

mprirea n mai multe zone nu este necesar, dac:

a) diferena ntre temperaturile interioare convenionale de calcul ale zonelor este mai mica de 4K,i raporturile aporturi / pierderi difer cu mai puin de 0,4 (de exemplu ntre zonele cu expunere spresud i zonele cu expunere spre nord), sau

b) este probabil ca uile ntre zone sa fie deschise

n astfel de cazuri, chiar daca temperatura interioar convenional nu este uniforma, se aplicamodul de calcul mono-zonal. n acest caz, temperatura interioar utilizata este:

=

ssfl

si

s

sfl

A

A

i,

,, *

(1.2)

n carei,seste temperatura interioar convenional a zonei s;

Afl,s este suprafaa nclzit a zonei s;

II.1.5.3.2.2 Calcul multi-zonal

n alte cazuri, cu diferene semnificative ntre temperaturi interioare convenionale sau aporturi decldura, cldirea se mparte n mai multe zone.

n acest caz, fiecare zona poate fi calculata independent utiliznd procedura pentru o singura zona iconsidernd un contur adiabatic ntre zone. Necesarul de energie al cldirii este suma valorilornecesarului de cldura calculate pentru fiecare zona n parte.

II.1.5.4 Date de calcul

II.1.5.4.1 Originea i tipul datelor de calcul

Informaiile necesare pentru efectuarea calculelor pot fi obinute din reglementri tehnice naionalesau din alte documente corespunztoare i acestea trebuie utilizate n cazul n care sunt disponibile.Atunci cnd nu exist date disponibile se poate face apel la standardele europene n msura n carevalorile pot fi asimilate.Pentru estimarea necesarului de energie sau aprecierea conformitii cu reglementari sauspecificaii, se utilizeaz valori convenionale, n scopul obinerii unor rezultate comparabile pentrudiferite cldiri.Pentru optimizarea unei cldiri care se proiecteaz sau pentru reabilitarea unei cldiri existente, seutilizeaz valorile indicate de norme n acest sens.Dimensiunile de calcul ale elementelor de construcie trebuie sa fie aceleai pe tot parcursulcalculului.Se pot utiliza dimensiunile interioare, exterioare sau interax, dar este obligatoriu sa se pstrezeacelai tip de dimensiuni pe parcursul ntregului calcul i sa fie clar indicate n raport.


12/65

12

NOTA 1 - Unii coeficieni liniari de transfer de cldura ai punilor termice depind de tipul dedimensiuni folosit.

Datele de calcul necesare pentru un calcul mono-zonal sunt enumerate mai jos. Unele dintre acestedate pot fi diferite pentru fiecare perioada de calcul (de exemplu factorii de umbrire, rata ventilriin lunile reci) i pentru fiecare interval al unui program de funcionare cu intermitenta (de exemplu

debitul de ventilare, coeficientul de transmisie termica al ferestrelor datorita nchiderii obloanelor ntimpul nopii).

Datele de calcul pentru necesarul de cldur pentru nclzire sunt urmtoarele:- HT coeficientul de pierderi termice prin transmisie, calculat conform Metodologie de calcul a

performanei energetice a cldirilor Partea I.- Va debitul de aer vehiculat prin cldire, inclusiv aerul ptruns dinspre spaiile nenclzite;

Date de calcul pentru aporturile de cldur- Qidegajri de cldur interne medii pe perioada de calcul;

- Qs aporturi solare medii pe perioada de calcul.Pentru perei exteriori vitrai, se culeg separat urmtoarele date pentru fiecare orientare (deexemplu: orizontal i vertical sud i nord);- Ajaria golului din anvelopa cldirii pentru fiecare fereastr sau u;- FFj factor de reducere pentru ram, adic fraciunea transparent a arieiAj , neocupat de o ram;- Fsj factor de umbrire, adic fraciunea umbrit medie a arieiAj;-gtransmitana total la radiaia solara.

NOTA n cldiri cu alta destinaie dect de locuit degajrile interne variaz substanial ntreperioade de ocupare, respectiv de neocupare. Degajrile pot fi determinate ntr-o prima etapa pentrufiecare perioada de ocupare i apoi mediate innd seama de durata fiecrei perioade. Calculul

pentru o sptmna este deseori mai uor.

Se culeg date suplimentare pentru elemente de construcie receptoare a radiaiei solare, cum ar fiizolaie transparent, perei solari ventilai i spatii solare, precum i pentru calculul efectuluinclzirii cu intermitenta. Pentru aceste valori documentul recomandat este SR EN ISO 13790anexele E i F. Anexa H indica o serie de informaii pentru datele utile determinrii aporturilorsolare.

Caracteristici dinamice- Ccapacitatea termica a spaiului nclzit, sau constanta de timp a spaiului nclzit;

II.1.5.4.2 Date de calcul pentru consumul de energie

Q hspierderi de cldur ale instalaiei de nclzire.

II.1.5.4.3Date climatice

Metoda de calcul necesita urmtoarele date:- e media lunar sau pe sezonul de nclzire, a temperaturii exterioare;


13/65

13

- Is radiaia solar total lunar sau pe perioada de nclzire pe unitatea de suprafa pentru fiecareorientarej, n J/m2.

II.1.5.5 nclzire cu intermiten

II.1.5.5.1 Program de funcionare cu intermiten

n cazul n care se aplica nclzirea cu intermiten, perioadele (perioada) de calcul se mpart(e) nintervale de nclzire normal alternnd cu intervale de nclzire redus (de exemplu nopi, sfrituride sptmni vacane).Toate intervalele de nclzire normal au aceeai temperatur interioar convenional de calcul.Pot fi mai multe tipuri de perioade de nclzire redus cu programe de funcionare diferite.n cadrul fiecrei perioade de calcul, fiecare perioad de nclzire redus este caracterizat prin:

1. durata ei;2. numrul de apariii ale acestui tip de perioad ntr-o perioad de calcul;3. modul respectiv de funcionare cu intermiten ;4. unde este cazul, temperatura interioar convenional sau puterea termic redus;5. modul de restabilire a nclzirii i puterea termic maxim n perioada de restabilire a ncalzirii.

n figura 1.4 este prezentat un exemplu n care perioada de calcul include patru tipuri A de perioadede nclzire redusa i un tip B de perioad de nclzire redus (sfrit de sptmn).

Figura II.1.4 Exemplu de program de funcionare cu intermiten

Legenda

temperatura interioar convenional

t timp

tcperioad de calcul

Nperioad de nclzire normal

A perioada de nclzire redusa tip A

Bperioada de nclzire redusa tip B

mpartirea n perioade distincte nu este necesara n urmtoarele cazuri:


14/65

14

a) variatia temperaturii interioare conventionale ntre perioade de ncalzire normala i perioade denclzire redusa sunt mai mici dect 3 K; n acest caz se poate utiliza media n timp atemperaturilor interioare conventionale;

b) constanta de timp a cladirii este mai mare de trei ori durata celei mai lungi perioade de ncalzireredusa; n acest caz se poate utiliza temperatura interioar conventionala pentru functionare normala

pentru toate perioadele;

c) constanta de timp a cladirii este mai mica dect 0,2 ori durata celei mai scurte perioade dencalzire redusa; n acest caz se poate utiliza media n timp a temperaturilor interioareconventionale.Se considera ca instalatia de ncalzire are puterea termica suficient de mare pentru a permitencalzirea cu intermitenta.

NOTA 1 n cladiri de locuit variatia temperaturilor interioare conventionale i debitele deventilare sunt adesea legate de ocupare. mpartirea n perioade diferite usureaza evaluarea debituluimediu de aer pe fiecare dintre acestea.

NOTA 2 Avnd n vedere faptul ca programele de ncalzire se definesc n mod uzual pe durataunei saptamni, definirea acestora este mai usoara n cazul n care calculele se efectueaza pentru osaptamna din luna.

II.1.5.5.2 Temperatura interioarcorectat

Temperatura interioar corectata reprezinta temperatura interioar constanta care conduce laaceleai pierderi termice ca i n cazul ncalzirii cu intermitenta pe perioada considerata.Pentru calculul temperaturii interioare corectate din fiecare perioada de ncalzire redusa se poateaplica procedura definita de standardul SR EN ISO 13790 anexa C pentru reduceri saptamnale ianexa D pentru vacante.La nivel national pot fi furnizate valori ale temperaturii interioare corectate n functie de tipulcladirii, utilizarea cladirii, instalatia de ncalzire etc.

II.1.5.6 Pierderi de cldur ale cldirii(calcul pentru o singurzon)

II.1.5.6.1 Inclzire fr intermiten (Inclzire continu)

Pierderile de cldur, QL, ale unei cldiri mono-zon, nclzit la o temperatur interioar uniform,pentru o perioad de calcul dat, sunt :

QL = H( i - e ) * t [J] (1.3)

n careIeste temperatura interioar de calcul, conform ecuaiei 1.2;eeste temperatura exterioar medie pe perioada de calcul;teste durata perioadei de calcul;

Heste coeficientul de pierderi termice al cladirii, calculat conform 1.5.6.3.

Aceasta relatie de calcul se aplica cladirilor cu regim continuu de nclzire cum ar fi cladiri delocuit, spitale, gradinite cu program continuu, etc.Relatia (1.3) poate fi adaptata pentru a permite utilizarea gradelor-zile din standardul na ional dereferin SR 4839. Rezultatul relaiei adaptate trebuie s fie acelai cu cel al ecuatiei (1.3) pentruorice cldire.


15/65


16/65

16

Pentru cladiri cu alta destinatie, debitul de aer, Va, se stabilete pe baza tipului cladirii, utilizariicladirii, climat, expunere etc. O valoare orientativ poate fi considerat Vamin = 15 m

3/hpers. nperioada de ocupare.

NOTA 2 Dac nu se precizeaz altfel, pentru stabilirea Va se poate utiliza metoda din SR EN ISO13790 anexa G.

II.1.5.6.4 Cladire cu pierderi de cldur semnificative prin sol

n cazul n care pierderile de cldur prin sol reprezinta o parte important din pierderile termicetotale, se efectueaz calculul detaliat al pierderilor termice prin sol conform Metodologie partea I.

n acest caz, valoarea pierderilor de cldur totale QLse calculeaza n urmatoarele cazuri:

1. fara mpartire n perioade de ncalzire diferite:

QL = [H(j e) + G] * t [J] (1.7)

2. n cazul mpartirii n perioade de ncalzire diferite:

ttHNQ GjejiadjjL **)( ,' += [J] (1.8)

n careH' este coeficientul de pierderi termice prin transmisie, dar fara pierderi termice prin sol;G reprezinta fluxul termic disipat prin sol.

II.1.5.7 Recuperarea caldurii din ventilare, QVr

Pentru calculul cldurii recuperate din aerul evacuat QVr, se recomand metoda prezentat nstandardul SR EN ISO 13790 anexa G, prin reducerea debitului real de aer proportional cu eficientarecuperarii caldurii.

Se tine seama de diferena dintre debitul de introducere i de evacuare a aerului, de neetanseitati iinfiltratii prin anvelopa cladirii i de recircularea aerului.

II.1.5.8 Elemente speciale

Pentru cldirile avnd elemente de anvelop speciale, cum ar fi pereti solari ventilati sau alteelemente de anvelop ventilate, sunt necesare metode de calcul speciale. Un exemplu sunt cele

prezentate n standardul SR EN ISO 13790 anexa E.

II.1.5.9 Aporturi de cldur

Aporturile care influeneaz necesarul de cldur al unei cldiri se compun din degajri de cldur

de la sursele interioare i din aportul radiaiei solare.

II.1.5.9.1 Degajari de cldurinterne

Degajarile de cldur interne, Qi, cuprind toata cantitatea de cldur generata n spatiul ncalzit desursele interne, altele dect instalatia de ncalzire, ca de exemplu :

1. degajari metabolice care provin de la ocupanti;2. degajari de cldur de la aparate i instalaia de iluminat;


17/65

17

Pentru calculul degajrilor de cldur se utilizeaz fluxurile termice medii lunare sau pe sezonul dencalzire, n funcie de perioada de calcul stabilit. n acest caz, degajarile de cldur interne secalculeaza cu relatia (1.9):

Qi= [i,h + (1 - b) i,u ] * t= I*t [J] (1.9)

unde :

i,h este fluxul termic mediu al degajrilor interne n spaiile nclzite;i,u este fluxul termic mediu al degajrilor interne n spaiile nenclzite;i este fluxul termic mediu al degajrilor interne;b este factor de diminuare

NOTA Daca nu se specific altfel, se pot utiliza valorile degajrilor de cldur interne indicate nSR EN ISO 13790 anexa K.

II.1.5.9.2 Aporturi solare

II.1.5.9.2.1 Ecuatia de baza

Suprafeele care se iau n considerare pentru calculul aporturilor de cldur iarna, sunt vitrajele,pereii i planeele interioare ale serelor i verandelor, pereii situai n spatele unei placritransparente sau a izolaiei transparente Aporturile solare depind de radiaia solar normalcorespunztoare localitii, de orientarea suprafeelor receptoare, de umbrirea permanent icaracteristicile de transmisie i absorbie solar ale suprafeelor receptoare. Pentru calcululaporturilor prin suprafeele opace expuse radiaiei solare, se poate consulta standardul SR EN ISO13790 anexa F.

Pentru o perioad de calcul dat, aporturile solare prin suprafee vitrate se calculeaz cu relaiaurmtoare :

+=

j usnjj sjn snjj sjS

AIbAIQ ][)1(][.

[J] (1.10)

unde:- Isj este radiatia solar total pe perioada de calcul pe o suprafata de 1 m avnd orientarea j, n J/m;- Asnj este aria receptoare echivalenta a suprafetei n avnd orientareaj, adica aria unui corp negrucare conduce la acelai aport solar ca suprafata considerata.

Primul termen corespunde spaiului ncalzit i cel de-al doilea este pentru spaiul nenclzit.Aporturile solare din spaiile nenclzite sunt nmulite cu (1 - b), unde b reprezint factorul dediminuare. n fiecare termen, prima sum se efectueaz pentru toate orientarilej, iar a doua pentru

toate suprafeele n care capteaz radiaia solar.NOTA Isjpoate fi nlocuit printr-un factor de orientare care se nmulete cu radiaia solar totalpe unitatea de suprafa pentru o orientare (de exemplu, vertical sud).

II.1.5.9.2.2 Aria receptoare echivalenta elementelor vitrate

Aria receptoare echivalent As a unui element de anvelop vitrat (de exemplu o fereastr) este:

AS=A FSFFg (1.11)


18/65

18

unde :

A este aria totala a elementului vitrat n (de exemplu, aria ferestrei)(m2);FSeste factorul de umbrire al suprafetei n;FF este factorul de reducere pentru ramele vitrajelor, egal cu raportul dintre aria suprafeteitransparente i aria totala a elementului vitrat;

geste transmitanta totala la energia solara a suprafetei n.

NOTA - Pentru definirea factorului de umbrire i a transmitantei la energia solara a vitrajului, se iaun considerare numai elementele de umbrire i de protectie solara permanente.

II.1.5.9.2.3 Transmitana totalla energia solara vitrajelor

n principiu, transmitana total la energia solargutilizat n relaia (1.12) trebuie s fie media ntimp a raportului dintre energia care traverseaz elementul expus i energia incident pe acesta, nabsena umbririi. Pentru ferestre sau ali perei exteriori vitrai, ISO 9050 prezint o metod dedeterminare a transmitanei totale la energia solar pentru radiaiile perpendiculare pe vitraj.Aceasta valoare, g , este puin mai mare dect media n timp a transmitanei i se utilizeaz unfactor de corecie:

g = Fw g (1.12)

NOTA Documentul recomandat pentru calculul valorilorg i a unorvalori tipice pentru factoriide transmisie solar este standardulSR EN ISO 13790 anexa H..

II.1.5.9.2.4 Factori de umbrire

Factorul de umbrire, FS , care poate varia ntre 0 i 1, reprezint reducerea radiaiei solare incidentecauzat de umbriri permanente ale suprafeei considerate datorit unuia din urmtorii factori:

1. alte cldiri;2. elemente topografice (coline, arbori etc.);3. proeminene;4. alte elemente ale aceleiai cldiri ;5. poziia elementului vitrat fa de suprafaa exterioar a peretelui exterior.

Factorul de umbrire este definit astfel :

s

pss

I

I

SF,= (1.13)

unde :Is,ps este radiatia solara total primit de suprafaa receptoare cu umbriri permanente pe duratasezonului de ncalzire;

Iseste radiatia solar total pe care ar primi-o suprafaa receptoare n absena umbririi.

NOTA SR EN ISO 13790 anexa H prezint informaii despre factorii de umbrire.


19/65

19

II.1.5.9.2.5 Elemente speciale

Sunt necesare metode speciale pentru calculul aporturilor solare ale unor elemente receptoare solarepasive, cum ar fi spatiile solare neventilate, elementele opace cu izolatie transparenta i elementelede anvelopa ventilate. Aceste metode sunt prezentate n anexa F din standardul SR ISO 13790.

II.1.5.9.3 Aportul total de cldur

Aporturile totale de cldur la interiorul unei cldiri sau nc peri, Qg, reprezint suma dintredegajrile interioare i aportul radiaiei solare:

Qg = Qi + QS [J] (1.14)

II.1.5.10. Necesarul de cldur pentru nclzirea unei cldiri

II.1.5.10.1 Relaia general

Pierderile termice, QL, i aporturile de cldur, Qg, se calculeaz pentru fiecare perioad de calcul.

Necesarul de cldur pentru ncalzirea spaiilor se obine pentru fiecare perioad de calcul cu relaia:

Qh=QL - Qg [J] (1.15)

in care se impune QL = 0 i = 0 n cazul n care temperatura exterioar medie este superioartemperaturii interioare.

Factorul de utilizare, , este un factor de diminuare al aporturilor de cldur, prevzut pentru acompensa pierderile termice suplimentare care apar atunci cnd aporturile de cldur depesc

pierderile termice calculate.

II.1.5.10.2 Factorul de utilizare al aporturile de cldur,

II.1.5.10.2.1 Raportul aporturi / pierderi

Pentru a calcula factorul de utilizare al aporturilor de cldur trebuie stabilit un coeficientadimensional care reprezint raportul dintre aporturi i pierderi, , astfel:

L

g

Q

Q= (1.16)

II.1.5.10.3 Constanta de timp a cldirii

Constanta de timp, , caracterizeaz ineria termic interioar a spaiului nclzit. Aceasta sedetermin cu relaia urmtoare:

H

C= (1.17)

C este capacitatea termica interioar a cladirii;H este coeficientul de pierderi termice al cladirii.


20/65

20

Nota: Daca exista valori conventionale ale constantei de timp pentru cldiri tipice acestea pot filuate n calcul direct.

II.1.5.10.4 Capacitatea termicinterioara cldirii

Capacitatea termic interioar a cldirii, C, se calculeaz prin nsumarea capacitailor termice aletuturor elementelor de construcie n contact termic direct cu aerul interior al zonei considerate:

C= jAj= jiij cij dij Aj (1.18)

unde:j - capacitatea termica interioar raportata la arie a elementului de constructiej;Aj - aria elementuluij;ij - densitatea materialului stratului i din elementuljcij - cldura specific masica a materialului stratului i, din elementuljdij - grosimea stratului i din elementulj

Suma se efectueaza pentru toate straturile fiecarui element de construcie, pornind de la suprafatainterioar pna fie la primul strat termoizolant, grosimea maxima fiind indicata n tabelul 1.1, fie n

mijlocul elementului de constructie, la distanta cea mai mica.

Tabelul 1.1 Grosimea maxima considerata la calculul capacitatii termice

Aplicare Grosime maxima

cm

10Determinarea factoruluide utilizareEfectul intermitentei 3

Capacitatea termica interna a unei cladiri poate fi calculat de asemenea ca suma a capacitilor

interne ale tuturor elementelor de constructie, furnizata la nivel national, pe baza tipuluiconstructiei. Aceasta valoare poate fi aproximati se accept o incertitudine relativ de zece orimai mare dect cea corespunzatoare pierderilor termice.

II.1.5.10.5 Calculul factorului de utilizare

Factorul de utilizare al aporturilor de cldur se calculeaza astfel:

daca 111

1+

=

a

a

(1.19)

daca = 1

1+

=a

a (1.20)

unde a este un parametru numeric care depinde de constanta de timp , definit prin relatia:

00

+= aa (1.21)

Valorile pentru a0 i 0 sunt indicate n tabelul 1.2.


21/65

21

Tabelul 1.2 Valori ale parametrului numeric a0i ale constantei de timp de referinta 0Tipul cladirii a0 0

[h]

I

Cladiri ncalzite continuu (mai mult de 12 h pe zi), precumcladirile de locuit, hoteluri, spitale, camine i penitenciare:

Metoda de calcul lunar 1 15Metoda de calcul sezonier 0,8 30

IICladiri ncalzite numai n timpul zilei (mai putin de 12 h pezi), precum cladiri destinate educatiei, birouri, cladiri pentruconferine i comerciale

0,8 70

Figura 1.5 prezinta factorii de utilizare pentru perioadele de calcul lunari pentru diverse constantede timp, pentru cldiri din categoria I(nclzite continuu) i II (nclzite discontinuu).

Figura II.1.5. Factor de utilizare pentru constantele de timp de 8h, o zi, doua zile, osaptamana i infinit, valabil pentru o perioada de calcul lunar, pentru cladiri incalzitecontinuu(cladiri din categoria I, sus) i pentru cladiri incalzite numai pe timpul zilei(cladiridin categoria II, jos)


22/65

22

NOTA 1 Factorul de utilizare se defineste independent de caracteristicile instalaiei de ncalzire,presupunnd reglarea perfecta a temperaturii i flexibilitate infinita.

NOTA 2 O instalatie de ncalzire cu un raspuns lent i un sistem de reglare imperfect pot afecta nmod semnificativ utilizarea aporturilor.

II.1.5.11 Necesarul anual de energie pentru nclzirea unei cldiri

II.1.5.11.1 Metoda de calcul lunar

Necesarul anual de energie termic este suma valorilor lunare ale necesarului de energie pentrulunile n care necesarul de caldur are valori pozitive:

=n

hnh QQ (1.22)

Daca durata sezonului de ncalzire este specificat la nivel national, suma se ia n considerare numaipentru acel sezon de nclzire.

II.1.5.11.2 Metoda de calcul pe sezonul de ncalzire (metoda simplificata)

Aceasta metoda este o metoda simplificata i se aplica exclusiv cladirilor din categoria I (nclzitecontinuu).Prima i ultima zi a sezonului de ncalzire, adica durata i conditiile meteorologice medii aleacestuia pot fi stabilite la nivel national pentru o zona geografica data i pentru cladiri tip. Sezonulde ncalzire cuprinde toate zilele pentru care aporturile de caldura, calculate cu un factor de utilizareconventional, 1, nu compenseaza pierderile termice, adica atunci cnd:

d

gdided tH

Q

*1

(1.23)

unde :

edeste temperatura exterioar medie zilnica;

ideste temperatura interioar medie zilnica;

1 este factorul de utilizare conventional, calculat cu = 1;

Qgdreprezinta aporturile solare i interne medii zilnice;

Heste coeficientul de pierderi termice al cladirii;

tdeste durata unei zile, adica 24 h sau 86.400 s.

Temperatura edse numete temperatur de echilibru i reprezint temperatura exterioar pentrucare aporturile utilizate egaleaza pierderile de cldura ale cldirii.Aporturile de cldur din formula (1.23) pot proveni dintr-o valoare convenional la nivel naionalsau regional a radiaiei solare totale zilnice la limitele sezonului de nclzire. Valorile medii lunareale temperaturilori ale aporturilor de cldur zilnice sunt corespunztoare zilei a 15-a a fiecreiluni. Dac nu sunt disponibile alte date climatice se pot utiliza valorile indicate n SR 4839,standardul referitor la Numr grade zile.


23/65

23

Pentru a obine zilele limit pentru care este ndeplinit condiia (1.23) este utilizat o interpolareliniar. Pentru calculul simplificat, perioada de nclzire

poate fi stabilit grafic prin intersecia valorii temperaturii deechilibru pentru perioada de ncalzire cu curba de variaie atemperaturilor exterioare medii lunare corespunztoarelocalitii, aa cum arat figura 1.6.

Figura II.1.6 Stabilirea perioadei de nclzire

1. temperatura interioar2. nceputul perioadei de nclzire3. numr zile de nclzire4. curba de variaie a temperaturilor medii lunare5. temperatura de echilibru6. sfritul perioadei de nclzire7. temperatura medie a sezonului de nclzire

Necesarul de cldur al cldirii se calculeaz pentru ntregul

sezon de nclzire.

II.1.5.12 Consumul de energie pentru ncalzire

Pentru o perioad dat, consumul total de energie al cldirii (energia termic furnizat labranamentul instalaiei de nclzire), Qf,h, este dat de relaia urmtoare:

Qf,h = Qh + Qth - Qr [J] (1.24)

unde:

Qh - reprezinta necesarul de energie pentru nclzirea cldirii, conform 1.22;

Qr - este cldura recuperat de la echipamentele auxiliare, de la instalaiile de nclzire i de preparare a apei calde menajere i de la mediul nconjurtor, inclusiv sursele de energieregenerabile, n cazul n care nu sunt luate n considerare direct prin diminuarea pierderilor;

Qth- reprezint totalul pierderilor de cldur datorate instalaiei de nclzire, inclusiv pierderile decldur recuperate. Se includ de asemenea pierderile de cldur suplimentare datorate distribuieineuniforme a temperaturii n incinte i reglarea imperfec a temperaturii interioare, n cazul n carenu sunt luate deja n considerare la temperatura interioar convenional.

NOTA Necesarul i consumul de cldur se vor exprima n [J] sau [kWh] n funcie de scopulaplicrii metodei de calcul

II.1. 6 Calculul pierderilor de cldur ale instalaiei de nclzire

Pentru calcularea acestor pierderi de cldur sunt considerate urmtoarele subsisteme ale sistemuluide nclzire:-sistemul de transmisie(emisie) a cldurii la consumator, inclusiv dispozitivele de reglare i control;-sistemul de distribuie a cldurii ctre consumator, inclusiv dispozitivele de reglare i control;-sistemul de stocare, inclusiv dispozitivele de reglare i control( acolo unde este cazul);


24/65

24

-sistemul de genenerare a cldurii (pentru cldiri dotate cu surse termice individuale) inclusivdispozitivele de reglare i control.

Pierderile totale de cldur ale sistemului de nclzire a unei cldiri, Qth, se exprim ca sum apierderilor de cldur ale tuturor subsistemelor menionate mai sus, astfel:

Qth = Qem + Qd + Qs + Qg [J] (1.25)

n care:Qem = pierderi de cldur cauzate de un sistem non-ideal de transmisie a cldurii la consumator,n J;Qd = pierderi de cldur ale sistemului de distribuie a cldurii ctre consumator, n J; valoareaacestor pierderi termice depinde de configuraia sistemului de conducte de distribuie, amplasarealor, tipul izolaiei termice, temperatura agentului termic, tipul dispozitivelor de reglare i controletc.;Qs = pierderi de cldur ale sistemului de stocare(dac exist), n J;Qg = pierderi de cldur ale sistemului de generare pe durata funcionrii, pe durata opririisursei i cauzate de un sistem de reglare i control non-ideal, n J.

II.1.6.1 Pierderile de cldur ale sistemului de transmisie, Qem

Pierderile sistemului de transmisie a cldurii se calculeaz astfel:

Qem = Qem,str + Qem,emb + Qem,c [J] (1.26)

n care:Qem,str = pierderi de cldur cauzate de distribuia neuniform a temperaturii, n J;Qem,emb = pierderi de cldur cauzate de poziia corpurilor de nclzire, n J;Qem,c = pierderi de cldur cauzate de dispozitivele de reglare a temperaturii interioare, n J.

II.6.2 Pierderi datorate distribuiei neuniform a temperaturii interioare, Qem,str

Pentru a calcula pierderile de cldur datorate distribuiei neuniforme a temperaturii interioare sefolosesc valori experimentale stabilite pentru eficiena sistemelor de transmisie a cldurii asa cumse indica n paragraful 1.6.2.1 sau 1.6.2.2.

II.1.6.2.1 Utilizarea valorilor tabelare ale eficienei pentru distribuia neuniform atemperaturii (calcul de nivel B)

Dac se cunoate eficiena sistemului de transmisie a cldurii em atunci pierderile de cldursuplimentare ale acestuia, Qem,str se pot calcula astfel:

hem

emstrem QQ

=

1, [J] (1.27)

Anexa II.1.B conine exemple de valori pentru eficiena sistemelor de transmisie a cldurii datoratedistribuiei neuniforme a temperaturii interioare.


25/65

25

II.1.6.3 Pierderi de cldur ale sistemelor de nclzire prin radiaie cauzate de disipareacldurii ctre exterior, Qem,emb

Acestea pierderi apar la sistemele de nclzire prin radiaie de pardoseal, plafon sau perei i secalculeaz doar atunci cnd elementul de construcie nclzitor conine o suprafa orientat ctreexteriorul spaiului nclzit, ctre sol, ctre alte cldiri sau ctre alte spaii nenclzite.

Dac caracteristicile suprafeelor emisive (exemplu: grosimea sau tipul izolaiei termice) suntdiferite n cadrul aceleiai cldiri, atunci este necesar separarea calculelor pentru fiecare zonomogen din punct de vedere al sistemului de nclzire prin radiaie.

Comentarii:Considerarea n calcule a creterii temperaturii n elementul de construcie se face doar o singurdat.

n cazul cldirilor mari este important utilizarea valorii echivalente a lui Ue , calculat conformMetodologie Partea I

Pierderile de cldur ale sistemelor de nclzire prin radiaie cauzate de disiparea cldurii ctreexterior se calculeaz dup cum urmeaz:

-se determin necesarul de energie termic al ncperii, astfel:

Qi = A*UI*(m - i)* t [J] (1.28)

-se determin pierderile de cldur ctre partea neemisiv a suprafeei radiante, astfel:

Qe,a = A*Ue*(m - e)*t [J] (1.29)

Prin combinarea relaiilor 1.28 i 1.29 se obine:

Qe,a = [(Ue/Ui)* Qi + A*Ue*(i - e)]* t [J] (1.30)

n care:A = aria suprafeei de nclzire prin radiaie, n m;Ue = coeficientul de transfer termic ntre nivelul de montare al serpentinei nclzitoare iexterior, sol, spaiul nenclzit sau cldirea adiacent, n W/mC;Ui = coeficientul de transfer termic ntre nivelul de montare al serpentinei nclzitoare i spaiulnclzit, n W/mC;m = temperatura medie a suprafeei nclzitoare, n C;e = temperatura exterioar, a solului, a spaiului nenclzit sau a cldirii nvecinate, n C;i = temperatura interoar, n C;t = timpul, n ore.

Transferul termic ctre sol poate fi calculat conform Metodologiei Partea I.


26/65

26

Figura II.1.7: Transferul termic n cazul suprafeelor de nclzire ncorporate n elementelede construcie

O alt posibilitate de a exprima pierderile de cldur ale unui element de construcie nclzitor(suprafa radiant) este de a calcula pierderile ca un procent din necesarul de cldur pentrunclzirea ncperii, adic

=emb

j

zone

embhembem

x

A

AQQ

100,[J] (1.31)

n care:Aemb = aria suprafeei radiante, n m

2;xj = procentul pierderilor de cldur (ntre 0 and 100%), dat de relaia

j

jj

RUb

Rx

=1

100 [%] (1.32)

n care:Rj = rezitena termic a elementului de construcie nclzitor, ntre nivelul de montare aserpentinei nclzitoare i spaiul nclzit, n m2K/W;U = coeficientul global de transfer termic al elementului de construcie nclzitor, n W/mC;

b = factorul de corecie a temperaturii care ine cont de reducerea temperaturii (spre exemplu,ntre elementele nclzitoare ale serpentinei), cu valoarea diferit de 1 doar dac la calcularea lui Unu s-a luat n calcul i acest fenomen.

Cazul elementului de construcie n contact cu solul

Procentul pierderilor de cldur este calculat cu relaia:

jG

G

jj

RL

A

Rx

= 100 [%] (1.33)

n care:

LG = componenta constant a coeficientului pierderilor de cldur;AG = aria elementului de construcie n contact cu solul, n m

2.

II.1.6.4 Pierderi de cldur ale sistemelor de nclzire cauzate de reglarea temperaturiiinterioare, Qem,c

Aceast metod se refer doar la sistemul de reglare al consumatorului (sistemul de emisie),nelund n calcul influenele pe care reglarea central sau local le poate avea asupra eficieneisursei de cldur sau asupra pierderilor de cldur din reeaua de distribuie.


27/65

27

Sistemele reale de reglare produc oscilaii ale temperaturii n jurul valorii de referin prestabilitedin cauza caracteristicilor fizice ale sistemului de control, amplasrii senzorilor i capacitiisistemului de nclzire de a reaciona corespunztor la influena factorilor exteriori. Aceste oscilaiiconduc la creterea sau descreterea disiprilor de cldur prin anvelopa cldirii comparativ cudisiprile de cldur calculate n ipoteza unei temperaturi interioare constante.

Pierderile de cldur ale sistemului de transmisie a cldurii se pot calcula n mai multe feluri.

Metoda de calcul depinde de forma n care datele sunt disponibile relativ la performana sistemuluide reglare: eficiena sistemului de reglare ce sau factorul de performan energetic ece saucreterea echivalent a temperaturii interioare i. Toate metodele de calcul sunt de nivel B.

II.1.6.4.1 Metod bazat pe eficiena reglrii, C (calcul de nivel B)

Dac se cunoate eficiena sistemului de reglare, pierderile de cldur pe care le implic utilizareaunui sistem real de reglare sunt date de:

hc

cem,c Q

1Q

=

[J] (1.34)

n care:c = eficiena sistemului de reglare.

Anexa II.1.B conine exemple de valori ale mrimii c.

II.1.6.4.2 Bazele metodei utiliznd factorul de performan energetic (calcul de nivel B)

Influena sistemului de reglare este cuantificat cu ajutorul coeficientului denumit factor deperforman energetic, ec. Acesta exprim relaia dintre energia utilizat de ctre sistemul real detransmisie a cldurii i energia utilizat de un sistem ideal.Pierderile suplimentare de cldur cauzate de sistemul de reglare se pot calcula astfel:

Qem,c = Qh(ec - 1) [J] (1.35)

n anexa II.1.C se regsesc exemple de factori de performan energetic pentru diferite tipuri decorpuri de nclzire.

II.1.6.4.3 Metod utiliznd creterea temperaturii interioare echivalente (calcul de nivel B)

Creterea echivalent a temperaturii interioare se poate utiliza la calcularea creteriicorespunztoare a pierderilor de cldur n dou moduri:

a) - prin multiplicarea necesarului de cldur al cldirii, Qh, cu un factor dat de raportul dintrecreterea echivalent a temperaturii interioare ca urmare a reglajului, ii media sezonier adiferenei dintre temperatura interioari exterioar, adic:

avgei

iavgeihcem QQ

,

,,

+= [J] (1.36)

b) - prin recalcularea necesarului de cldur al cldirii, utiliznd creterea echivalent a temperaturiispaiului nclzit.


28/65

28

II.1. 7. CalcululPierderile de caldur din sistemele de distribuie depind de temperatura medie a apei din conducta detur, respectiv retur, de temperatura ambianei i de caracteristicile izolatiei termice a conductelor.

II.1.7.1 Metoda de calcul

Datele de baz necesare n metoda de calcul sunt urmtoarele:

L lungimea conductelor din zona de calculU valoarea coeficinetului de transfer de cldur n W/mK pentru fiecare tronson de conducta

m temperatura medie a aerului interior n0C

a temeperatura aerului exterior(ambian) n0C

tH numarul de ore n pasul de timp n h/pasul de timpnumarul de robinete ce trebuie luate n considerare

Rezultatele se refera la:

Qd energia termica pierduta n sistem [J sau kWh/pasul de timp]

Qd,r energia recuperata [J sau kWh/pasul de timp]Qd,u energia nerecuperata [J sau kWh/pasul de timp]

Energia termica pierdut pe reeaua de distribuie n pasul de timp(perioada) tH este:

Hiiami

id tLUQ = )( ,' (1.37)

cu U valoarea coeficientului de transfer de cldur n W/mK

m

temperatura medie a agentului termic n 0C

a temperatura aerului exterior(ambian) n0C

L lungimea conducteii indicele corespunzator conductelor cu aceleai conditii la limitatH numarul de ore n pasul de timp (h/pasul de timp)

Pentru partile (tronsoanele) din sistem care au acelai coeficient U, aceeai temperatura a agentuluitermic i aceeai temperatura a aerului exterior energia termica pierdut este data de relatiasimplificata:

=i

Hiidd tLqQ.

, (1.38)

Pierderile de cldur lineare qd,i, prin transmisie catre mediul ambiant cu temperatura a depind decoeficientul de ncrcarea medie a sistemului de distribuie a cldurii Di se calculeaz cu relaia:

))(()( ,'

,

.

jaDmiDjd Uq = (1.39)

In sistemele de distribuie cu temperatura de alimentare constanta, temperatura medie m esteconstanta i nu depinde de sarcina medie.


29/65

29

La o diferena ntre temperatura spatiului incalzit i cel neincalzit calculata ca UaU = i

coeficienti de transfer de cldur unitari pentru spatiile incalzite respectiv neincalzite U i 'UU ,

pierderile de cldur prin transmisie catre spatiile neincalzite se calculeaza astfel :

))('

()()(.

''.

,

.

Dd

UU

UDdDjd

qU

U

Uqq

+= (1.40)

sau notand termenii cuprini n paranteza cufU , relatia poate fi scrisa astfel:

UDdDjd fqq = )()(.

,

.

(1.41)

adica se tine seama de coeficientii de transfer de cldur unitari i de diferena de temperatura dintrespatiile incalzite i neincalzite.

Daca se considera o lungime totala a conductei LH n spatiul incalzit i respectiv LU n spatiulneincalzit, coeficientul de recuperare din pierderea de cldur a conductelor poate fi calculat astfel:

))(

1('

'

aDm

UU

UH

Hn

LU

UL

La

++= (1.42)

Temperatura medie a agentului termic m i coeficientul de ncrcarea medie a sistemului dedistribuie a cldurii D se calculeaz conform capitolului 1.7.9 i 1.7.8.

II.1.7.2 Pierderea de cldur a elementelor conexe

Pierderile de cldur ale unui sistem de conducte trebuie s ia n considerare nu numai pierderileaferente conductelor dari pe cele ale elementelor conexe (robinete, armaturi, suporturi neizolate,etc.).

Pentru a lua n considerare pierderile n elementele conexe se consider o lungime echivalent.Pentru pierderile prin corpul robinetelor inclusiv flansele de imbinare, lungimea echivalentconsiderat depinde de gradul de izolare asa cum arata tabelul 1.3:

Tabel 1.3. Lungimea echivalent pentru armturiRobinete incluzand iflansele de prindere

Lungimea echivalenta [m]D=100mm

neizolate 4,0 6,0izolate 1,5 2,5

Aceasta valoare se va insuma cu lungimea conductelor.

II.1.7.3 Pierderile de cldur recuperabile i nerecuperabile

Luand n considerare suma tuturor lungimilor conductelor aflate n spatii incalzite se pot deducepierderile de cldur recuperabile Qd,r npasul de timp utilizat.


30/65

30

=i

Hirjrdrd tLqQ ,,,.

, [J; kWh] (1.43)

In mod similar luand n considerare lungimea conductelor din spatiile neincalzite se pot calculapierderile de cldur nerecuperabile Qd,u, .

II.1.7.4 Pierderile totale de cldurPierderile totale de cldur se calculeaza ca suma pierderile recuperabile i cele nerecuperabile:

udrdd QQQ ,, += [J; kWh] (1.44)

II.1.7.5 Calculul coeficientului unitar de transfer U (W/mK):

Valoarea coeficientului U de transfer de cldur pentru conductele izolate, care ia n considerareatat transferul de cldur prin radiatie cat i prin convectie este dat de relatia:

)1ln2

1('aai

a

D dddU

+

=

(1.45)

in care:

di , dadiametrele conductei fara izolatie, respectiv diametrul exterior al conductei (m)a - coeficientul global de transfer termic la exteriorul conductei (W/mK)D coeficientul de conductie a izolatiei (W/mK)

Pentru conductele pozate subteran coeficientul de transfer U se calculeaza cu relatia:

)4ln1ln1(21'

Dz

dDU

ED

em +=

(1.46)

unde z adancimea de pozareE coeficientul de conductie al solului (W/mK)

II.1.7.6 Metoda de calcul simplificata

Datele de baza necesare pentru aplicarea metodei simplificate sunt urmatoarele:

L lungimea zonei considerate

B latimea zoneihG inaltimea nivelurilornG numarul de niveluri n zona respectiva

m temperatura medie n zona

a temperatura din spatiile adiacente zonei (incalzite sau neincalzite)

tH numarul de ore de functionare a instalaiei de nclzire n pasul de timp utilizat (h/pasul detimp)

numarul de robinete, armturi, suporturi de sustinere a conductelor


31/65


32/65

32

II.1.7.6.2 Aproximarea coeficientului de transfer U

n metoda de calcul simplificat se accept valori aproximative pentru coeficientul de transfertermic U. Orientativ pot fi folosite valorile indicate n tabelul 1.6 impreuna cu figura 1.8.

Tabel 1.6 Valori orientative pentru U [W/mK] pentru cladiri noi i existente

Distributiaorizontala Coloane n pereti exteriori Coloane n peretiinterioriAnul constructiei

Zona V Zona S Zona A Zona S Zona A> 1995 0,200 0,255 0,255 0,255 0,2551980 - 1995 0,200 0,400 0,400 0,300 0,400< 1980 0,400 0,400 0,400 0,400 0,400Conducte neizolateA


33/65

33

HN

inemD

tQ

Q

= .

, (1.47)

unde:

inemQ , - energia transportata incluzand pierderile de cldur n pasul de timp, calculata conform

relatiei urmatoare :

Qem,in = Qh + Qem +Qd kWd,e

kWd,e este partea termic recuperat din energia electric de acionare a pompelor, conform 1.9.8

.

NQ - sarcina nominala(de calcul) n zona (cladirea) respectiva

tH - numarul de ore de functionare a instalaiei de nclzire n pasul de timp utilizat (h)

II.1.7.9 Calculul temperaturilor tur/retur ce depind de sarcina termica

Pentru sistemele de nclzire la care temperatura pe conducta de ducere depinde de variatia

temperaturii exterioare, temperatura pe ducere i ntoarcere ca i temperatura medie a sistemului deconducte se pot stabili n functie de coeficientul de incarcare medie a fiecarei poriuni:

in

iaim +=1

)( (1.48)

in

iivaiv +=1

)()( (1.49)

in

iirair +=1

)()( (1.50)

undei - coeficientul de incarcare medie a unei poriuni din sistem

a diferena ntre temperatura medie a agentului termic i temperatura interioar

irava

a

+

=2

(1.51)

n exponent depinzand de corpurile de nclzire (1,33 penentru radiatoare i 1,1 pentrunclzire prin pardoseala)I temperatura interioar

0C

II.1. 8. Calculul pierderilor de clduri performana cazanelor

Performanta cazanelor care alimenteaza sistemele de nclzire din cladiri se aprecieaza prinrandamentul sezonier al acestora. Randamentul se calculeaza n functie de tipul de cazan, de tipulde combustibil i de modul de functionare.

II.1.8.1 Eficienta neta a cazanului

Pentru ca rezultatele sa acopere solicitarea cazanului n sarcina variabila se considera randamentulla incarcare maxima i randamentul la sarcina minima de 30%.


34/65

34

Tabelul 1.7 indica valoarea maxima acceptata de norme pentru eficienta neta, g,net , n functie detipul cazanului.

Tabelul 1.7: Eficienta maxima neta n procente, g,net [%]Cazane cu condensare Cazane fara condensare

Incarcaturamaxima

Incarcaturamin 30%

Incarcaturamaxima

Incarcaturamin 30%

101,0 107,0 92,0 91,0

II.1.8.2 Eficienta bruta a cazanului

Pentru calculul randamentului brut se utilizeaza factorii de conversie din tabelul 1.8 n ecuatiaurmatoare:

g,brut=f g,net (1.52)

Tabelul II.1.8: Factori de conversiefCombustibil Factor de conversief

Gaz natural 0,901Propan sau butan 0,921Cherosen sau gaz lichefiat 0,937

II.1.8.3 Calculul randamentului sezonier

Randamentul sezonier se calculeaza n functie de randamentul sezonier brut i net al cazanelor.

II.1.8.3.1 Randamentul sezonier brut

Pentru a stabili randamentul sezonier brut al cazanelor se aplica relatiile de calcul indicate ntabelul 1.9, 1.10 i 1.11, n functie de tipul de cazan i tipul de combustibil utilizat. Ecuatiilecaracteristice din acest tabel depind de randamentul brut la sarcina maxima i sarcina minima ide parametrii p, b, V, L stabiliti dupa cum urmeaza:

1. Parametrul p: cazan pe gaz,

- cu flacara de veghe p=1- fara flacara de veghe p=0

2. Parametrul b: cazane cu acumulare ( pornit- oprit sau modulare)

- cu stocaj functional b=1;- fara stocaj functional b=0

cazane n condensatie (pornit- oprit sau modulare) i unitati primare de stocaj- b=1

3. Parametrii V,L: pentru cazane cu acumulare i unitati primare de stocaj se calculeaza volumul deacumulare V n litri, din specificatii i factorul de pierdere L folosind urmatoareaecuatie:


35/65

35

- daca grosimea izolatiei, diz < 10mm: L = 0,0945-0,0055diz- daca grosimea izolatiei, diz 10mm: L = 0,394/diz

In functie de categoria cazanului n tabelul 1.8 se indica numarul ecuatiei din tabelul 1.9 i 1.10 carese va aplica pentru calculul randamentului brut sezonier.

Tabelul 1.9: Categorii de cazane

Fara condensare Cu condensare

Gaz HidrocarburiTemperaturi

scazute

Gaz Hidrocarburi

On/Off

Modular

On/Off

Modular

On/Off

Modular

On/Off

Modular

Cazane clasice 101 102 201 X X 101 102 201 X

Cazane instantcombinate (inc+acc)

103 104 202 X X 103 104 202 X

Cazane cuacumularecombinate(inc+acc)

105 106 203 X X 105 106 203 X

Unitate primaracombinata de stocare

107 107 X X X 105 106 X X

Tabelul 1.10: Eficienta sezoniera bruta pentru cazane pe gazCazan pe gaz Nr. ec. EcuatiePornit oprit normal 101 = 0.5( max + part) 2.5 4p

Normal modular 102= 0.5(max + part) 2.0 4pCombinatie pornit/opritinstantaneu

103 = 0.5(max + part) 2.8 4p

Combinatie modularacumulare

104 = 0.5(max + part) 2.1 4p

105 = 0.5(max + part ) 2.8 + (0.209 b L V) 4p106 = 0.5(max + part ) 1.7 + (0.209 b L V) 4p

Combinatie pornit oprit cuacumulare

107 = 0.5(max + part ) (0.539 L V) 4p

Tabel 1.11: Eficienta bruta sezoniera pentru cazane utilizand hidrocarburi

II.1.8.3.2 Randamentul sezonier net

Pentru a calcula randamentul sezonier net al cazanelor se aplica ecuatia urmatoare:

g,net = 1/f g,brut (1.53)

Cazane pe hidrocarburi Nr. ec. Ecuatie Normal 201= 0.5(max + part)Instantaneu 202 = 0.5(max + part) 2.8Amestec cu acumulare 203 = 0.5(max + part ) 2.8 + (0.209 b L V)


36/65

36

II.1.8.4 Calculul pierderilor de cldur ale generatorului (sursei)

Pierderea de cldur totala la nivelul generatorului se calculeaza n functie de randamentul sezoniernet cu relatia urmatoare:

netg

netg

outgg QQ ,

,

,

1

= (1.54)

Qg,out se calculeaza n functie de tipul de cazan:

- pentru cazane de nclzire: Qg,out = Qh + Qem + Qd - kWd,e (1.55)- pentru cazane de nclzire i preparare apa calda de consum:

Qg,out = Qh + Qem + Qd - kWd,e + Qacc (1.56)

- pentru sistemele de nclzire care utilizeaza combinat surse clasice i neconventionale sauregenerabile de energie:

Qg,out = Qh + Qem + Qd -kWd,e + Qacc - Qrg (1.57)

Qrg energia furnizata de sursele regenerabile n perioada de calcul

II.1.8.5 Calculul necesarului de energie termica la nivelul sursei, Qg,in :

netg

outging

QQ

,

,,

= (1.58)

II.1.8.6 Consumul de combustibil la nivelul surseiConsumul de combustibil necesar pentru a asigura energia Qg,in la nivelul sursei se calculeaza nfunctie de puterea calorifica inferioar a combustibilului i randamentul de ardere ar, astfel:

Bg,in =ciar

ing

P

Q

, (II.1.59)

II.1.9. Consumul de energie electric pentru distribuia agentului termic de nclzire ienergia auxiliar recuperat

II.1.9.1 Generalitati Necesarul suplimentar de energie pentru retelele de transport i distribuie depinde de marimeadebitului vehiculat, de pierderile de sarcina i conditiile de functionare ale pompei. n timp cevalorile debitului i ale pierderilor de sarcina sunt importante pentru dimensionarea pompelor,factorul corespunzator sarcinii partiale influenteaza la fiecare pas de timp cererea de energie.Calculul puterii pompei la functionarea acesteia necesita cunoasterea randamentului pompei norice punct de functionare, lucru ce nu poate fi cunoscut decat prin efectuarea unor simulari defunctionare. Se ia n considerare numai factorii ce inflenteaza esential performanta sistemului(sarcina termica, modul de reglare i automatizare etc.). Modul de abordare este acela de a separa


37/65

37

valoarea pierderilor de sarcina ce depind de dimensionarea conductelor i factorul de pierderi al pompelor ce tine de randamentul acestora. Calculul este realizat pentru o zona a cladirii cu oanumita suprafata echivalenta, lungime, latime i numar de niveluri.

II.1.9.2 Sarcina hidrodinamica

In toate calculele este importanta pierderea de sarcina din sistemul de distribuie pentru regimul

nominal (de calcul). Sarcina hidrodinamica se calculeaza cu relatia urmatoare:.2778,0 VpPhydr = (1.60)

unde.

V Debitul volumic n punctul de calcul [m/h]Pp Presiunea diferentiala (inaltimea de pompare) necesara n punctul de calcul (conditii decalcul) [kPa]

Debitul este calculat la sarcina de nclzire.

NQ pe zone i la o diferena de temperatura HK a

sistemului de nclzire.

HKp

N

c

QV

=

.. 3600

(1.61)

unde:cp caldura specific [kJ/kg K] densitatea apei [kg/m]

HK diferena de temperatura a sistemului de nclzire proiectat [K]

Pierderea totala de sarcina n regimul nominal pentru o zona este determinata de rezistentelehidraulice ale conductelor (incluzand pe cea a echipamentelor):

extWESRHKVHF pppppLRzp ++++++= max)1( (1.62)

unde: z coeficientul de pierderi de sarcina locale i echipamente [%]R pierderea de sarcina distribuita [kPa/m]Lmax lungimea celui mai deazavantajat circuit n sistemul de nclzire [m]

pHF Presiunea diferentiala la corpurile de nclzire (pierderea de sarcina) [kPa]

pHKV Presiunea diferentiala pentru robinetele de reglare ale corpurilor de nclzire [kPapSR Presiunea diferentiala pentru robinetele corespunzatoare zonelor [kPa]

pWE Presiunea diferentiala la furnizarea caldurii [kPa]

pext Presiunile excedentare [kPa]

Observatie. Toate au de fapt semnificatia unor pierderi de sarcina

II.1.9.3 Detalierea metodei de calcul

II.1.9.3.1 Date de baza/ rezultate

Datele de baza (de intrare) pentru aplicarea metodei sunt redate mai jos.Phydr Puterea corespunzatoare punctului de functionare (de dimensionare) calculat la sarcina de


38/65

38

nclzire.

NQ - sarcina termica de calcul [W]

HK diferena de temperatura a sistemului de nclzire proiectat [K]

Lmax lungimea maxima a conductei pentru zona respectiva [m]

p diferen a de presiune (pierderea de sarcina) pe circuitul zonei de calcul [kPa]

D sarcina medie pe sistemul distribuie [-]

tH numarul de ore de nclzire pe an [h/an]fp factor de corectie pentru temperatura agentului termic [-]

fschfactor de corectie pentru retelele de distribuie [-]

fA factor de corectie pentru corectia suprafetelor de nclzire [-]

fAhfactor de corectie pentru echilibrarea hidraulica [-]

ed,e factor energetic pentru functionarea pompelor de circulatie [-]

calculat n funcie de:

f factor de corectie pentru randament [-]

f factor de corectie pentru sarcina partiala [-]

fAusl factor de corectie pentru punctul de functionare [-]fR factor de corectie pentru reglare [-]


Wd,e necesarul annual de energia electrica de pompare [kWh/an]

Wd,e,M necesarul lunar de energie electrica de pompare [kWh/luna]

Qd,r,a energia recuperabila din mediul ambiant [kWh/perioada]

II.1.9.3.2 Metoda de calcul detaliata

Consumul de energie electric pentru pompele de circulatie din sistemul de nclzire se calculeazacu relatia urmatoare:

Wd,e = Wd,hydr ed,e (1.63)undeWd,e necesarul anual de energie electric, [kWh/a]Wd,hydrnecesarul anual de energie hidraulic, [kWh/a]ed,e factorul energetic pentru functionarea pompelor de circulatie [-]

Necesarul de energie pentru pompele din sistemele de nclzire este dat de valoarea Phydrprecum ide sarcina de ncrcare medie a sistemului de distribuie a caldurii Di numarul de ore de nclzire

n pasul de timp tH.Factorii de corectie fV , fSch i fA includ cei mai importanti parametrii legati de dimensionarea

sistemului de nclzire . Factorul fAb ia n considerare echilibrarea hidraulica a sistemului dedistribuie a caldurii.

AbASchVHDhydr

hydrd fffftP

W = 1000,

(1.64)


39/65

39

unde:Phydr sarcina hidrodinamica n regimul de calcul [W]

D factorul de incarcare (sarcina medie) n sistemul de distribuie a caldurii [-]

tH numarul de ore de nclzire pe an [h/an]

fp factor de corectie pentru temperatura agentului termic [-]

fsch factor de corectie pentru retelele de distribuie [-]

fAf factor de corectie pentru dimensionarea suprafetelor de nclzire [-]fAh factor de corectie pentru echilibrarea hidraulica [-]

Calculul factorilor de corectie pentru metoda detaliata este prezentat n anexa II.1.E.

II.1.9.4 Metoda de calcul simplificata

Pentru a aplica o metoda de calcul simplificata este nevoie de urmatoarele marimi:

Phydr sarcina hidrodinamica n regimul de calcul pentru zona respectiva n [W] calculata pebaza

.NQ sarcinii termice,

HK diferena de temperatura n regimul de calcul [K] n sistemul de distribuie din zona respectivaLmax lungimea maxima a circuitului de nclzire din zona respectiva [m]

p presiunea diferentiala a circuitului din zona [kPa]- calculata simplificat

D factorul de incarcare medie [-]tH timpul de functionare a incalzirii pe an [h/an]

fSch factor de corectie pentru reteaua de distribuie [-]fAbgl factor de corectie pentru echilibrarea hidraulica [-]ed,e factorul de energie distribuita pentru functionarea pompei de circulatie [-], calculata simplificat

prin standard pentru functionare intermitenta


Wd,e cererea totala de energie de pompare [kWh/a]Wd,e,M cererea lunara de energie de pompare [kWh/a]Qd,r,w energia recuperata pe partea de agent termic de nclzire [kWh/pasul detimp]Qd,r, a energia recuperata din mediul ambiant [kWh/pasul detimp]

II.1.9.4.1 Metoda de calcul

Pentru factorii de corectie definiti fV fA cererea de energie poate fi exprimata doar depinzand deorele de nclzire pe pasul de timp i de factorul de incarcare medie pentru sistemul de distribuie.Factorul de corectie pentru sistemul de distribuie este necesar pentru a face distinctia ntre sistemulmono i bifilar.

Deasemenea i factorul de distribuie poate fi exprimat n functie de factorul de incarcare i tipulreglarii.


40/65

40

AbglSchHDhydr

hydrd fftP

W = 1000,

(1.65)

O aproximare pentru nlimea de pompare n punctul de dimensionare poate fi fcut avnd nvedere o pieredere specific de presiune de 100Pa/m i o suplimentare a acesteia cu cca. 30%.Ca variabile rmnnumai lungimea maxima a circuitului, pierderea de sarcina n circuitul denclzire i n sistemul de producere.

WEFBH ppLp +++= 213,0 max ( 1 . 6 6 )Cu:

Lmax lungimea maxima a circuitului [m]

FBHp Pierderea de sarcina aditionata pentru nclzirea prin pardoseala [kPa]

WEp pierderea de sarcina la cazan [kPa]

Se pot utiliza aproximatii pentru circuitul primari secundar.

Daca nu exista date furnizate de catre producator se pot utiliza urmatoarele valori:

FBHp = 25 kPa incluzand vane i distribuitorul

WEp - a se consulta anexa II.1.E tabel E.2

Lungimea maxima a circuitului zonei poate fi aproximat ca:

)2

(2max cGG lhnB

LL +++= (1.67)

Cu:

L lungimea circuitului [m]B latimea zonei (partii din cladire) [m]nG numarul nivelelor incalzite de pe zona de calcul [-]hG inaltimea medie a nivelelor de pe zona de calcul [-]

lc =10 pentru sistem bifilarlc, = L+B pentru sistem monofilar

c

1.9.4.2 Factori de corectie

1.9.4.2.1 Factor de corectie pentru sistemul de conducte fSch

- sistem bifilar: fSch = 1

- sistem monofilar: 7,0_

+8,6= mSchf

cu_

m debitul masic din corpul de nclzire n raport cu debitul total din circuit [%]


41/65

41

II.1.9.4.2.2 Factor de corectie privind echilibrarea hidraulica fAbgl

fAb = 1 pentru sisteme echilibrate din punct de vedere hidraulicfAb = 1,25 ,pentru sisteme dezechilibrate din punct de vedere hidraulicII.1.9.5 Consumul de energie n cazul metodei simplificate

Factorul de pompare poate fi calculat cu o metoda simplificata asemanatoare celei aplicate nmetoda detaliata i n aceleasi ipoteze. Aceste ipoteze se refera la:

- factorul de reglare fR, 11,1max, =

pump

pump

P

P(a se vedea anexa II.1.E, figura E.4)

- factorul de corectie pentru stabilirea punctului de functionarefAusl = 1 5,, (a se vedea figura E.2)

- factor de randament Auste fff = i aproximarea curbei de randament de pompare

Astfel, consumul de energiei se calculeaza simplificat astfel:)( 121,

+= DPPeed CCfe (1.68)

cu CP constanta (a se consulta tabelul E.3 anexa II.1.E)

ef factor de randament dat de relatia:

bP

fhydr

e

+= 5,1)

20025,1(

5,0

pentru pompe care nu au caracteristici cunoscute (pentru

cladiri noi b=1, pentru cladiri existente b=2 i Phydrexprimata n W).

hydr

pumpee P

Pf = pentru pompe cu caracteristici cunoscute

Pentru cladirile existente o aproximare destul de buna pentru Ppump este aceea de a utiliza valoarea

inscrisa pe eticheta pompei. Pentru situatia unor pompe nereglabile se va lua n considerarenlimea de pompare corespunzatoare punctului de functionare real.

II.1.9.6 Functionarea intermitent a pompelor

In metoda simplificata factorul de timp n modul de utilizare cu debit maxim (boost) estepresupus a fi 3%, astfel ca cererea de energie electrica este :

)6,0(,,, bsethredhydrded eWW ++= (1.69)

Valoarea cuprinsa ntre paranteze reprezinta economia de energie realizata prin reglarea prin

intermitenta.Factorul de functionare n modul setat pe perioada de noapte este:

brseth =1 (1.70)

II.1.9.7 Metoda de calcul tabelara

II.1.9.7.1 Date de baza/rezultate

Datele de baza n metoda tabelara sunt cele enumerata mai jos i sunt parte din cele redate la metoda


42/65

42

detaliata.A aria pardoselilor incalzite din zona de calcul [m]

tipul surseisistem monofilar sau bifilarmodul de reglare al pompei


Wd,e cererea totala de energie de pompare [kWh/a]Wd,e,M cererea lunara de energie de pompare [kWh/a]Qd,r,w energia recuperata pe partea agentului termic de nclzire [kWh/pasul de timp]Qd,r, a energia recuperata din mediul ambiant [kWh/pasul de timp]

Metoda tabelara combina toate ipotezele facute n metoda simplificata si, n plus, n cazulsistemelor mai deosebite de nclzire ofera valori pentru necesarul de energie electrica n kWh/a.n anexa II.1.F sunt prezentate valori orientative privind consumul auxiliar annual de energieelectric pentru sisteme de nclzire cu circulaie prin pompare. Consumurile sunt estimate nfuncie de aria suprafeei nclzite, de tipul cazanului, de tipul de funcionare a pompei i dealctuirea sistemului de nclzire.

II.1.9.8 Energia recuperabil

In timpul functionarii pompelor de circulatie o parte din energia electrica este transformata nenergie termica i transferata apei. O alta parte din energia termica este transferata (transmisa)mediului ambiant. Ambele fractiuni energetice sunt recuperabile.

Energia recuperata din apa este:

edwrd WQ ,,, 25,0 = [kWh/a] (1.71)

Energia recuperata din aer este:

edard WQ ,,, 25,0 = [kWh/a] (1.72)

II.1.10 Calculul energiei primare i a emisiilor de CO2

Calculul consumului de energie primar se face separat pentru fiecare tip de utilizator (inclzire,rcire, ap cald de consum, iluminat, etc) i pentru fiecare tip de combustibil sau sursa energetic.

II.1.10.1. Energia primar

Pentru o perioad determinat de timp (an, lun, sptmn), energia consumat de o cldire prinutilizarea unei anumite energii de tip Qf,i , este dat de relaia urmatoare:

Qf,i = Qf,h,i + Qf,v,i + Qf,c,i + Qf,w,i + Qf,l,I [kWh/a] (1.73)

unde termenii reprezint energia consumat pentru: inclzire, ventilare, rcire, preparare ap caldde consum i iluminat, calculat conform prezentei metodologii.

Energia primar se calculeaz, pe acelai interval de timp, pornind de la valoarea energieiconsumat, astfel:


43/65

43

Ep = (Qf,i x fp,i + Whx fp,i) (Qex,i x fpex,i) [kWh/a] (1.74)

n care:Qf,i consumul de energie utilizand energia i, n Joule (J; kWh/a);Wh consumul auxiliar de energie pentru nclzirea spaiilor (J; kWh/a);fp,i factorul de conversie n energie primar, avnd valori tabelate pentru fiecare tip de energie

utilizat (termic, electric, etc), conform tabel 1.12;Qex,i energia produs la nivelul cldirii i exportat, (J; kWh/a);fpex,I factorul de conversie n energie primar, care poate avea valori identice cu fp,i

Tabel 1.12. Factori de conversie n energie primara

Combustibil Factor de conversieLignit 1,3Huila 1,2Pacura 1,1Gaz natural 1,1Deseuri 1,05Energie regenerative (lemn) 1,1Energie electrica, cogen. 2,8

Not - Consumul de energie primar poate fi mai mic sau mai mare dect consumul final de energiedup cum sunt sau nu utilizate surse de energie regenerabil.

II.1.10.1.1 Performana energetic primar a instalaiilor de nclzire

Performana unui sistem de nclzire este dat de relaia urmtoare:

h

hp,

Q

Ee = [ - ] (1.75)

n caree = coeficientul de performan energetic a sistemului de instalaii;Ep,h = energia primar consumat de sistem, n J;Qh = necesarul de cldur pentru nclzire, n J;

II.1.10.2 Emisia de CO2

Emisia de CO2 se calculeaza similar cu energia primar utilizand un factor de transformarecorespunzator:

ECO2 = (Qf,i x fCO2,i+ Whx fCO2,i) (Qex,i x fCO2ex,i)unde fCO2, reprezinta factorul de emisie stabilit conform tabelelor 1.13 i 1.14.


44/65

44

Tabel 1.13. Emisii de CO2 la utilizarea combustibililor convenionali

Combustibil Factor emisie CO2(kg/kWh)1

Factor emisie CO2(kg/kWh)2

Carbune 0,342 0,292Combustibil lichid 0,270 0,270Gas 0,205 0,194

Lemn 0,036 0,025Termoficare 0,24 -

1) Valoare pentru cea mai mica Pci2) Valoare folosita n UKTabel 1.14. Emisiea de CO2 la utilizarea electricitii

Electricitate Factor emisie CO2 (kg/kWh)1

Medie anuala 0,09Iarna extreme 0,557nclzire 0,224

1) Valoare aplicat n Franan anexa II.1.G este prezentat un exemplu de calcul privind pierderile de cldur, randamentul ienergia primar calculat n general pentru un subsistem al sistemului de nclzire.


45/65

45

CLASIFICAREA INSTALATIILOR DE NCLZIRE

NR.CRT. CRITERIUL DE CLASIFICARE TIPUL INSTALAIEIDE NCLZIRE SUBTIPUL INSTALAIEI DENCLZIREmaxim 65C -

- apa calda, maxim 95Cmaxim 95C

- maxim 115C - apa fierbinte, maxim

150C maxim 150C - de joasa presiune, maxim 1,7ata imaxim 115,2C

- saabur saturat, maxim 6

bari maxim 159C de medie presiune, maxim 6 ata imaxim 159C

-

gaze de ardere - tuburi radiante-

- cu preparare locala- aem

aer cald

- cu preparare centralizata - - nclzirea utilizand corpuri de nclzireelectrice

1. natura agentului termic utilizat

alti agenti termici- nclzirea utilizand corpuri de nclzirecu ulei- clasa I pentru cladiri de importantavitala pentru societate- clasa a II-a pentru cladiri de importantadeosebita- clasa a III-a pentru cladiri deimportanta normala

2. clasa, destinatia i tipul cladiriiincalzite

clasa de importanta acladirii

- clasa a IV-a pentru cladiri deimportanta redusa


46/65

46

NR.CRT.

CRITERIUL DE CLASIFICARETIPUL INSTALAIEI

DE NCLZIRESUBTIPUL INSTALAIEI DE

NCLZIRE- cladiri rezidentiale- cladiri tertiare- cladiri industriale

destinatia cladirii

- cladiri agro-zootehnice- unifamiliala- multifamiliala de tip bloc

ti

METODOLOGIE_partea II 1 Incalziri 19dec2006

Documents

Transcript of METODOLOGIE_partea II 1 Incalziri 19dec2006