Surse de Incalzire cu Energie Electrica

SURSE DE NCLZIRE CU ENERGIE ELECTRIC

Masterand : Crunta Sergiu-Andrei

An I, OMSI

Surse de nclzire cu energie electric

Se tie c nclzirea pe perioada rece a anului a ncperilor n care ne aflm este o problem foarte important care ne pune n situaii grele i anume situaii financiare.

n prezent exist o diversitate de instalaii de producere a cldurii pe baz de combustibili ca:

lemnul, crbunele, gazul natural, energia electric etc. Scumpirea continu a gazelor i existena de numeroase zone unde branarea este imposibil sau la preuri foarte mari se recomand folosirea sistemelor de nclzire pe baz de electricitate. Un studiu efectuat recent arat c,este chiar mai ieftin s i nclzeti casa electric, fa de obinuita central pe baz de gaz. Datorit tehnologiilor moderne instalaiile de cldur pe baza energiei electrice sunt de mai multe tipuri, fiecare avnd avantaje i dezavantaje. Metodologiile de implementare a instalaiilor date sunt mai simple i mai accesibile, astfel nct vei economisi la nclzirea locuinei Dv-str.Cele mai populare metode de nclzire electric sunt: convectoarele electrice cu acumulare de cldur; sistem electric nclzitor n pardoseal; panouri radiante; Instalarea pompelor termice geotermale;

Descrierea surselor cu avantaje i dezavantaje. Convectoarele electrice cu acumulare de cldurConvectoarele electrice cu acumulare de cldur sunt monofazice i trifazice cu puteri cuprinse ntre 1,6 kW - 5,1 kW.

Convectoarele electrice cu acumulare de cldur, cea mai bun soluie pentru :-apartamente;-case de vacan;-coli;-restaurante;-farmacii;-depozite;Mod de funcionare : Convectorul se ncarc timp de 8 ore i degaj cldura 16-19 ore (n funcie de temperatura exterioar -10 grade ) fr s fie alimentat la sursa de curent. De asemenea nu mai este nevoie de construirea, instalarea sau ntreinerea unor ncperi pentru centrala termic de nclzire, a instalaiilor costisitoare , rezervoarelor sau conductelor. Aparatele de nclzire cu cldura nmagazinat n timpul nopii contribuie la o exploatare raional a curentului care oricum se produce noaptea. Msurile comparative au mai artat c, consumul de energie al nclzirii cu cldura nmagazinat este cu 20 % sub cel a nclzirii centrale.

Convector cu acumulare de cldura dinamic (cu ventilator)Avantaje: Este o soluie pentru ncperile care nu au surs de energie electric ;

Posibilitatea utilizrii acestora n mai multe ncperi.

Dezavantaje Aceast surs este cu 20% mai ineficient dect cea cu centrale; Poate nclzi la o temperatur bun numai n cazul unei izolri bune a camerei.

Sistem electric nclzitor n pardosealSistemele electrice de nclzire prin pardoseal sunt foarte uor de montat i exploatat. Ele pot asigura nclzirea unei incinte ca unica surs de cldur sau pot fi instalate pe zone delimitate de pardoseal pentru asigurarea nclzirii locale de confort a pardoselilor reci. Confortul termic este realizat printr-o distribuie termic optim pe vertical a cldurii. Pardoseal radiant pe toat suprafaa, nclzit la 25-27C asigur nclzirea aerului din ncpere la 21-23C.Gradientul mic de temperatur nu creeaz cureni de aer i nu ridic eventualul praf din ncpere.

Domenii de utilizare

nclzire a ntregului spaiu interior, cu economie de energie n urmtoarele tipuri de cldiri: -Cldiri de locuine; - Cldiri publice (coli, grdinie, sli de sport, biserici, cmine de btrni, magazine universale, restaurante); - Construcii industriale (hale de depozitare, hale de producie); Sistemele de nclzire prin pardoseal acoper fr probleme necesarul specific de cldur al cldirilor noi, datorit naltului coeficient de energie radiat.

Sistemele de nclzire n pardoseal utilizeaz o temperatur sczut pentru nclzirea suprafeei pardoselii i o distribuie uniform a temperaturii printr-o energie radiant medie ceea ce creeaz confortul termic dorit. n comparaie cu sistemele statice de nclzire, sistemele date creeaz un echilibru termic ntre corpul uman i mediul ambiant din ncpere, obinndu-se astfel o senzaie optim de confort.

Avantaje

ofer un nivel ridicat al confortului termic;

consumul de cldur este redus fa de sistemele tradiionale cu pn la 50%;

folosete agent termic de joas temperatur.

Compatibilitate perfect cu echipamentele termice n condensaie ale cror randamente sunt cu cel puin 15% superioare celor clasice; posibilitatea de a folosi forme economice de cldur ( pompe de cldur, energie solar); ecologic;

calitatea aerului interior este mai bun fa de alte forme de nclzire (se evit arderea prafului din atmosfer, micarea aerului n camera este mult redus). Nu creeaz probleme persoanelor alergice;

ofer condiii igienice superioare (nu se formeaz zone umede pe pardoseal evitndu-se formarea coloniilor de bacterii);

d posibilitatea unei amenajri flexibile a spaiului.

Dezavantaje

Ca orice sistem, nclzirea n pardoseal prezint cteva dezavantaje. Acestea sunt: Cldirile care se echipeaz cu astfel de sisteme trebuie s fie bine izolate termic - pierderi mici de cldur.

n cazul n care cldirea nu este bine izolat i pardoseala nu poate acoperi necesarul de cldur atunci se recomand adoptarea unui sistem mixt, completnd cu alte surse (radiatoare, ventiloconvectoare etc.)

Ineria termic a sistemului este relativ mare (n cldirile cu ocupare ocazional se recomand adoptarea unui sistem de nclzire clasic).

Necesit calcule mai complexe n ceea ce privete proiectarea sistemului, comparativ cu cel tradiional.

Panoul radiantCedarea de cldur a elementelor de nclzit se realizeaz prin radiaie termic n infrarou. Miezul revoluionar este o rezisten termic nemetalic. Acesta produce radiaie termic, cu un randament ridicat fr electrosmog. Transmiterea cldurii se face fr pierdere de energie. Undele termice realizate electromagnetic transmit energia termic direct (imediat) i fr pierderi de transport ctre toate corpurile solide din zona de radiaie. Temperatura optim a spaiului se obine prin temperatura de suprafaa a materialelor nconjurtoare i a obiectelor din ncpere. "Vinovatul pentru pierderi", n cazul sistemelor termice obinuite - conductele, evile de ap, calorifere, convectoare - dispar n adevratul sens al cuvntului, se poate economisi de patru ori:

Costurile pentru energie; Costurile de instalaii; Costurile pentru reparaii i pentru revizii; Costurile pentru proiecte.

Volumele nclzite sunt orientative existnd diferene, plus/minus, n funcie de gradul de izolare al spaiilor deservite i de posibilitatea de amplasare a panourilor radiante. Dimensionarea se face deasemenea i n funcie de destinaia spaiului. Se simte "cldura sobei de teracot". Fr pierdere de oxigen sau umiditate a aerului. Fr stratificare a cldurii. Igienic, fr ridicarea prafului (pentru clinici, spitale, atmosfera sterila). Perei uscai, ndeprteaz mucegaiul. Fr smog electric, rezistena de nclzire n fibra de carbon (fr metale). Recomandat de medici pentru alergici, asmatici i reumatici. Avantajele acestor panouri:

Este un sistem igienic,fr ridicarea prafului;

Este recomandat de medici pentru alergici,astmatici i reumatici;

Consum redus de energie electric;

Nu prezint pri n micare; Nu necesit combustibili;

Nu produc zgomot i nu au nevoie de ntreinere;

Prezena termostatelor ceea ce prezint un sistem eficient de urmrire a temperaturii n camer.

Fr gaze duntoare;

Fr cureni de aer;

Asigur confort la o temperatura mai mic a aerului;

Fr smog electric, rezistena de nclzire n fibra de carbon (fr metale).

Dezavantaj:

Unicul dezavantaj este ineficient la o izolare neadecvat a camerei.

Pompe de cldur geotermiceENERGIA GEOTERMAL reprezint cldura coninut n fluidele i rocile subterane. Este nepoluant, regenerabil i poate fi folosit n scopuri diverse: nclzirea locuinelor, industrial sau pentru producerea de electricitate.Rezervoarele geotermale, care se gsesc la civa kilometri n adncul scoarei terestre, pot fi folosite pentru nclzire direct, aplicaii ce poart numele de utilizare direct a energiei geotermale. Oamenii au folosit izvoarele calde nc de acum cteva mii de ani, pentru furnizarea apei de mbaiere sau gtit. Astzi, apa izvoarelor este cptat i utilizat n staiunile balneare. Energia geotermal e o categorie particulare a energiei termice pe care o conine scoara terestr. Cu ct se coboar mai adnc n interiorul scoarei terestre, temperatura creste i teoretic energia geotermal poate fi utilizat tot mai eficient. Se poate estima c pn n anul 2030-2050, noile tehnologii din domeniul energiei geotermale vor permite o producie semnificativ de electricitate n multe ri care nu sunt considerate azi ca avnd resurse geotermale importante. Energia electric se obine n prezent din energie geotermal, n centrale avnd puteri electrice de 2050MW, care sunt instalate n ri ca: Filipine, Kenia, Rica, Islanda, SUA, Rusia. n sistemele moderne, se construiesc fntni n rezervoarele geotermale i se obine un flux continuu de ap fierbinte. Apa este adus la suprafa printr-un sistem mecanic, iar un alt ansamblu o reintroduce n fntn dup rcire, sau o evacueaz la suprafa. Aplicaiile cldurii geotermale sunt foarte variate. Ele includ nclzirea locuinelor (individual sau chiar a unor ntregi orae), creterea plantelor n sere, uscarea recoltelor, nclzirea apei n cresctorii de peti, precum i n unele procese industriale, cum este pasteurizarea laptelui.

INCLUDEPICTURE "http://www.hidrogeofor.ro/img/foraje-geotermale2.jpg" \* MERGEFORMATINET

Pmntul nmagazineaz i produce o cantitate imens de cldur, inepuizabil. Aceast surs constant de cldur a nceput s fie folosit n ultimii 20 ani, cu foarte mare succes, pentru nclzirea i rcirea diverselor edificii, ecologic i cel mai important ECONOMIC. Pompa de cldur este un dispozitiv care extrage aceasta cldura geotermal i o folosete pentru nclzirea locuinei i a apei calde menajere.

Pompa de cldur transform energia geotermal folosind 1KWh de electricitate n 4KWh cldur (sau chiar mai mult), n acest fel se poate acoperi 100% din necesarul de nclzire sau rcire folosind numai 25% curent electric.

Avantajele folosirii unui sistem geotermal fa de cele clasice:

Independena de preurile combustibililor clasici precum gazul, crbunele sau lemnul;

Reducerea costurilor prin folosirea 1kW de curent electric i rezultarea a 4kW de cldur;

Funcioneaz permanent, vara rcete i iarna nclzete indiferent de condiiile meteo;

Durata de via mai mare dect a sistemelor convenionale, ntre 30-50 ani;

Nu are n componen elemente care se defecteaz des;

Se poate folosi n paralel i cu panouri solare; ECOLOGIC, nu polueaz, nu scoate fum, nu consum combustibili solizi.

Ca dezavantaj este necesitatea izolrii ct mai minuioase a casei i imposibilitatea uneori a instalrii acestora cauza fiind nerentabilitatea proiectului dat.Exemplu:

Suprafaa locuin 190m2 Necesarul de cldur 8,5 kW Pompa de cldur 9,0 kW

Consumul de curent 2,1 kW

Capacitatea de rcire 6,9 kW

Capacitatea de cedare a pmntului* 50W/m * n funcie de condiiile geologice locale

Lungimea forajului = Capacitatea de rcire/capacitatea de cedare a pmntului = 6,9kW/50W/m = 138m

n concluzie un foraj de 140 m este satisfctor ca sa asigure cldura necesar pentru cldire inclusiv alimentarea cu ap cald. Se pot folosi i 2 foraje de 70 m.!!!!!!!!!!!!!!!Energia geotermal, soluia pentru zonele fr gaz metan

Un studiu realizat de Shell arat c, n anii 2030-2050, producia de energie geotermal va acoperi 10-20% din cererea energetic a Europei. Aceasta nseamn c exploatarea celor mai mari resurse geotermale de pe continent poate echivala programul nuclear actual.

Centrala geotermal transport cldura pmntului din adncuri direct n cas. Aceste sisteme permit economii de 90% n procesul de rcire al cldirilor, iar costurile de operare fa de sistemele de climatizare electrice i centralele pe baz de combustibili fosili sunt mai mici cu 70%. Potenialul geotermal al solului poate fi fructificat att termic, ct i electric. O central electric geotermal presupune n mod obligatoriu existena unor foraje de mare adncime, ceea ce duce la o cretere semnificativ a investiiei. Sistemul de extragere a cldurii din pmnt ncepe cu pompele termice geotermale formate din trei pri: unitatea de schimb de cldur cu solul, pompa termic propriu-zis i sistemul de alimentare cu aer. Colectoarele sistemelor pentru extragerea energiei geotermale sunt formate din evi PE (polietilen), aranjate n spiral, ce pot fi dispuse att pe orizontal, n situaia n care se opteaz pentru ngroparea lor la o adncime de aproximativ 1,2-1,5 metri, ct i pe vertical, dac sunt introduse n puuri de mare adncime. Proprietile polietilenei permit acestor sisteme s reziste la temperaturi cuprinse ntre -55 i + 600C. Prin colectoare circul, n sistem nchis, un amestec de ap i antigel ce preia cldura din sol i o transfer pompei de cldur.

Aceasta din urm concentreaz cldura preluat din sol pe care apoi o introduce n circuitul caloriferelor din locuin. n funcie de climat, suprafaa disponibil i de puterea sistemului, circuitul geotermal poate fi configurat n mai multe feluri, iar odat instalat acest circuit nu necesit ntreinere. Temperatura nregistrat n primii patru metri ai scoarei terestre este cuprins ntre 10-16C. Acest nivel e puin mai ridicat dect temperatura aerului din timpul iernii i mai sczut dect cea a aerului vara. Iarna, pompa transmite cldura acumulat de fluid n cadrul sistemului de alimentare cu aer. Vara, procesul este inversat, iar cldura eliminat din interiorul cldirii poate fi folosit la nclzirea apei, constituind o surs gratuit de ap cald.

Potenialul termic anual al Romniei din surse geotermale a fost evaluat la 7 PJ (petajoules), de opt ori mai puin dect se poate obine cu ajutorul energiei solare. Cu toate acestea, echivalentul termic al celor 7 PJ (7 x1015 Joules) este de 1,67 milioane gigacalorii, de trei ori mai mult dect se livreaz prin reeaua municipiului Cluj-Napoca ntr-o iarn nu prea geroas. Altfel spus, orict de aspre ar fi lunile de iarn, energia geotermal ce s-ar putea obine ar fi suficient pentru nclzirea a cel puin 300.000 de locuine.

Zonele cu cel mai mare potenial geotermal sunt Cmpia de Sud i cea de Vest. Paradoxal sau nu, judeele din aceste dou regiuni sunt cel mai slab dezvoltate n ceea privete acoperirea cu reele de gaze naturale.

3. Exemple de comparare a surselor existente frecvent utilizate i a celor noin figura de mai jos este reprezentat comparaia ntre sursa tradiional de nclzire i sursa nou, anume nclzirea n pardoseal. Se observ o diferen considerabil i o eficien a acestei surse noi.Sistemul tradiionalSistemul de nclzire n pardoseal

- n sistemul tradiional cu radiatoare aerul cald urc vertical spre plafon, apoi rcindu-se, coboar formnd cureni circulari ce ofer o nclzire neuniform, i pierderi de cldur.- Sistemul de nclzire n pardoseal distribuie cldura uniform, i realizeaz o economie de energie de 10-20% fa de sistemul clasic.

Figura 2 Reprezentarea comparativ a sistemelor de nclzireDistribuia cldurii la nclzirea n pardoseal i la radiatoareModelul ideal

Modelul nclzirii prin radiatoareModelul nclzirii n pardoseal

Temperatura ambiental dac este redus cu 1 0C pn la 2,5 0C, aceasta determin o economie de energie de 3-6% pe an.Date tehnice comparative

CARACTERISTICANCLZIRE N PARDOSEALNCLZIRE CU RADIATOARE

1Temperatura minim / maxim a agentului termic (ap)35C / 45C70C / 90C

2Modalitatea de transmitere a clduriiRadiaieConvecie

3Temperatura n camer lala nivelul pardoselii22 - 23 C 15 - 16 C

la 1 m nlime fa de podea21 - 22 C17 - 18 C

la 1,7 m nlime fa de podea20 - 21C23 - 24 C

4nclzirea uniform a ncperiiDANU

5Se formeaz cureni de aer n ncpereNUDA

6Antreneaz circulaia prafuluiNUDA

7Afumarea pereilorNUDA

8Protecia la difuzia oxigenului protejeaz centrala termic i i mrete durata de via (prin apariia produilor de coroziune care scurteaz viaa centralei termice)DANU

10Durabilitatea sistemuluiPn la 100 aniPn la 30 ani

11Izolaie suplimentar prin aplicarea pe plac de beton a polistirenuluiDANU

12Utilizarea centralelor n condensai la randament maximDANU

13ECONOMIE DE ENERGIE40 %0

14Se combin n mod fericit cu stemele de nclzire neconvenionale (instalaii solare, pompe de cldur)DANU

15Posibilitatea utilizrii sistemului i pentru rcireDANU

16Investiia iniialIn medie, mai mare cu 30% fa de radiatoare

17Silenios zgomot de curgere a apei redusDANU

18Amplasarea mobilei pe oricare perete al ncperiiDANU

Sfaturi privind utilizarea raional a energiei electrice pentru nclzire:

Izolarea exterioar bun a pereilor ncperilor nclzite;

Instalarea noilor tehnologii de nclzire cu consum ct mai redus;

Amplasarea n camerele nclzite a termostatelor;

Reglarea automat a temperaturii surselor termice;

Instalarea ferestrelor noi cu o izolare termic avansat; Meninerea unei temperaturi medii de nclzire 20-25 0C, temperatur destul pentru un climat confortabil n cas;

Investete n sursele noi de nclzire, ceea ce i va fi util i mai convenabil pe o perioad mult mai mare de timp; Facei aerisirea forat 5 min, la o aerisire prin ferestre scoatei circa 50% din cldur;

Se recomand utilizarea sistemelor de aer condiionat;

Folosii sursele noi de energie ceea ce v vor reduce consumul de energie electric pn la 40%; La utilizarea surselor vechi de nclzire se menine o temperatur medie ceea ce iari va reduce consumul de energie electric;

Amplaseaz radiatorul electric mai spre mijlocul camerei pentru ca cldura radiat s se rspndeasc n ntreaga ncpere i nu spre pereii ei;

La procurarea unui radiator atrage atenia la cele echipate cu termostate care i vor nclzi doar la temperatura stabilit; Dac totui rmnei la varianta radiatoare cu ap centralizate instalai ecrane cu care vei economisi aproape 12% din energie; Utilizai surse eficiente de cldur, ceea ce v va reduce consumul de energie considerabil i vei putea achita la timp factura;

Implementeaz proiecte privind instalaiile de pompe de cldur ceea ce de 4 ori poate s v reduc consumul de energie electric;