View
251
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
apa calda
Citation preview
INSTALAŢII SANITARE ŞI DE GAZE PENTRU CLĂDIRI MULTIZONLE ŞI
CU DESTINAŢII SPECIALE
Responsabil disciplină,
Şef lucr. dr. ing. Anagabriela Fărcaş
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
CONSUMUL DE ENERGIE ca un factor de dezvoltare umană
consumul de energie depinde de:
- gradul de dezvoltare socială;
- gradul de dezvoltare industrial-tehnologic;
- cultură;
- venitul populaţiei.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Efectul consumului de energie
asupra calităţii vieţii
consumul de energie
consumul de energie
analfabetism
speranta de viata
mortalitatea infantila
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
CONSUMUL DE ENERGIE
� înainte de anii 70 - tehnologii energofage
� dupa anii 70:
- strategii pentru reducerea consumului de energie
- eficientizarea utilizării energiei
- reducerea emisiilor poluante
- dezvoltarea surselor şi a utilizării energiilor regenerabile
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Structura consumurilor de energie pe ramuri
� Construcţii: 45%
� Industrie: 31%
� Transporturi: 22%
� Diverse: 2%
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
în Europa
- 70 % clădiri de locuit
- 30% clădiri comerciale şi administrative
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
necesarul de energie pentru clădiri este stabilit astfel:
� 65% prin arderea combustibililor;
o 40% gaz natural;
o 22% petrol;
o 3% combustibil solid.
� 25 % prin utilizarea electricităţii
� 10 % energii neconvenţionale
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Consumurile energetice pentru un apartament
construit între 1970-1985
10%14%
21%55%
gaz natural iluminat preparare acm incalzire
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
4% 5%
9%
14%
16%
52%
răcire gătit apă caldă menajerăiluminat altele încălzire spaţiu
Repartiția consumului de energie în UE
locuințe
clădiri publice
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
10%
14%
21%
55%
gaz natural iluminatpreparare acm incalzire
0
50
100
150
200
250
300
350
RO UE Scandinavia Clădiri
inteligente
350
220
150
70
Repartiţia consumului de energie într-un apartament din România
(S = 82m2; 2,6 pers / ap; te
= -15oC; tint
= 20oC)
Consumul de energie pentru un apartament
mediu pe țări
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii de preparare apă caldă menajeră
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Clasificare după modul de amplasare:
� instalaţii locale
� instalaţii centralizate
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
3 8 9
1
4
5
2
7 10 11 6 12
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
cazan de baie
1-cazan de baie;
2-sobă din fontă;
3-coş de fum;
4-arzător de gaze;
5-conductă de gaze;
6-conductă de apă rece;
7-racord de apă rece;
8-racord de apă caldă;
9-conductă de legătură la para duşului;
10-baterie amestecătoare;
11-robinet de închidere şi reglare;
12-cadă de baie.
Combustibil solid, gazos sau electric
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
cazan de fiert rufe
6
9
6
3
2
4
5
7
8
1
∆ h
1-cazan;
2-manta dublă;
3-coş de fum;
4-arzător de gaze;
5-conductă de gaze;
6-conductă de apă rece;
7-conductă de apă caldă;
8-conductă de expansiune;
9-rezervor de rupere a presiunii.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
cazan prevăzut cu rezervor de rupere a presiunii
1-cazan de baie;
2-colector de fum;
3-coş de fum;
4-arzător de gaze;
5-conductă de gaze;
6-rezervor de rupere a presiunii;
7-conductă de alimentare cu apă rece a
rezervorului;
8-conductă de preaplin;
9-cadă de baie
7 68
3
1
2
5
4
9
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
serpentina amplasată în maşina de gătit
1-maşină de gătit;
2-serpentină;
3-rezervor de acumulare a apei calde
(boiler);
4-serpentina boilerului;
5-conductă de apă rece;
6-conductă de apă caldă;
7-ventil de reţinere;
8-ventil de siguranţă;
9-vas de expansiune;
10-conductă de preaplin.
68
3
910
4
7 5
1 2
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
13
16
2 14 12 517
1
3
15
9
10
4
7
6 8
11
18
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
serpentina amplasată în maşina de gătit
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
10
9
6 8
1
316
7 11
2 12 515
4
14
13
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
serpentina amplasată în maşina de gătit
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
încălzitoare cu gaz
1-conductă de alimentare cu apă;
2-robinet;
3-serpentină pentru încălzirea apei;
4-conductă de distribuție a apei calde;
5-conductă de alimentare cu gaze;
6-arzător;
7- racord pentru evacuarea gazelor de ardere;
8-duş.
7
8
4
2
16
5
3
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
încălzitoare cu gaz
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
încălzitoare electrice
2
5
43
6
7
8
10
9
11
11-rezervor metalic închis;
2-izolaţie termică;
3-rezistenţă electrică pentru
încălzirea apei;
4-termostat;
5-conductă de preaplin şi
alimentare cu apă caldă;
6-conductă de alimentare cu apă
rece;
7-buton de comandă;
8-circuit electric;
9-cadă de baie;
10-lavoar;
11-spălător de vase.
1
2
34
5
6 7 8 9 10
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii locale de prepararea a apei calde menajere cu
microcentrale pentru încălzirea spațiilor şi prepararea instantanee a
apei calde menajere
1-schimbător de căldură pe circuitul
agentului termic;
2-arzător;
3-schimbător de căldură pe circuitul apei
sanitare;
4-electropompă;
5-vas de expansiune;
6-conductă pentru apă rece;
7-conductă pentru apă caldă;
8-conductă întoarcere agent termic;
9-conductă ducere agent termic;
10-conductă pentru gaz.
16 10 12 6 2 15 1
1 2 15
11
13
14
3
98 7
5
48
2
14
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
boilere legate în paralel
1-boiler; 2-serpentina boilerului; 3-conductă de alimentare cu apă rece; 4-apometru; 5-conductă de ocolire;
6-conductă de distribuţie a apei calde de consum; 7-pompă pentru circulaţia apei calde de consum;
8-clapetă de reţinere; 9-conductă de circulaţie a apei calde de consum; 10-conductă de ducere a apei calde
pentru încălzire; 11-conductă de întoarcere a apei calde pentru încălzire; 12-termostat; 13-ventil cu trei căi,
acţionat cu motor electric; 14-termometru; 15-ventil de siguranţă; 16-circuit electric.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
boilere legate în paralel
REGIMURI DE FUNCTIONARE
bilanţul termic:
Qs = Qc + Qa pentru regimul de acumulare-recuperare,
Qs
= Qa
pentru regimul de acumulare,
Qs = Qc pentru regimul de recuperare.
Qs - debitul total de căldură cedat de agentul termic primar, în W (kcal/h);
Qc - debitul de căldură preluat de apa caldă consumată în instalație, într-un interval de timp dat, în W(kcal/h);
Qa - debitul de căldură transmis apei acumulate în boiler în acelaşi interval,în W (kcal/h).
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
boilere legate în paralelDIMENSIONARE
Q = Go⋅ c⋅ (θ
ac- θ
ar)
Q - debitul orar de căldură necesar pentru prepararea apei calde de consum
G0
- debitul orar de apă caldă pentru ziua cu cel mai mare consum;
c - căldura specifică a apei calde de consum;
θac
, θar
- temperatura apei calde, respectiv reci.
Debitul orar de apă caldă
G - norma de consum de apă caldă de 600C pentru o persoană pe timp de o zi, în l/zi;
N - numărul de persoane din ansamblul de clădiri considerat;
P - variaţia consumului orar de apă caldă faţă de debitul zilnic, în procente.
100
PNGG
o
⋅⋅
=
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
boilere legate în paralel
V – volumul boilerului, în m3
θac.min
– temperaturile minime ale apei admise în boiler (+420C)
θac.max
– temperaturile maxime ale apei admise în boiler (+650C)
)(c
QV
minacmaxac
max.a
θ−θγ⋅=
Vc
Qmax,a
aracm⋅γ⋅
+θ=θTemperatura medie a apei calde din boiler
DIMENSIONARE
11
13
10
16
12
141
2
34
5
6
8
8
8
9
7
15
17
18
16 12
13 15
14
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
boilere şi aparate în contracurent, legate în paralel sau în serie
1-boiler; 2-serpentina boilerului; 3-conductă de alimentare cu apă rece; 4-apometru; 5-conductă de ocolire; 6-conductă
de distribuţie a apei calde de consum;7-pompa pentru circulaţia apei calde de consum;8-clapetă de reţinere;
9-conductă de circulaţie a apei calde de consum; 10-conductă de ducere a agentului termic; 11-conductă de întoarcere
a agentului termic; 12-termostat; 13-ventil cu trei căi acţionat cu motor electric; 14-termometru; 15-ventil de
siguranţă; 16-circuit electric; 17-schimbător de căldură în contracurent; 18-conductă de ocolire.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
boilere şi aparate în contracurent, legate în paralel sau în serie
S – suprafaţa necesară de schimb de căldură, în m2,
Qs
– sarcina termică a schimbătorului de căldură, în W (kcal/h);
K – coeficientul global de transmitere a căldurii, în W/m2.k (kcal/m2.h.0C);
(∆θ)m
– diferenţa de temperatură, medie logaritmică, în 0C;
ϕ – coeficient de utilizare a suprafeţei de încălzire (ϕ = 0,8 pentru schimbătoare
cu ţevi de alamă).
m
s
)(K
QS
θ∆⋅ϕ=
DIMENSIONARE
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
boilere şi aparate în contracurent, legate în paralel sau în serie
θmin
max
θ1
θ
[ C]
θ1
θ2
θ2
S [m ]
'
"
"
'
2
min
max
minmax
log3,2
)(
θ
θ
θθθ
∆
∆
∆−∆=∆m
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
boilere şi aparate în contracurent, legate în paralel sau în serie
13
14
10
11
1215
16
1
8 7
G1
a
b
9
3
2
6
8 4
5
Gar
G r
Gc
θ1
θ1'
"
θac
θar
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
aparate în contracurent si rezervoare de acumulare a apei calde
1-schimbător de căldură în contracurent;2-rezervor de acumulare a apei calde de consum; 3-conducta de alimentare
cu apă rece; 4-apometru; 5-conductă de ocolire; 6-conductă de distribuţie a apei calde de consum; 7-pompă pentru
circulaţia apei calde de consum; 8-clapetă de reţinere; 9-conductă de circulaţie a apei calde de consum; 10-conductă
de ducere a agentului termic; 11-conductă de întoarcere a agentului termic; 12-termostat; 13-releu electronic
intermediar; 14-ventil cu trei căi acţionat de motor electric; 15-termometru; 16-ventil de siguranţă.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
aparate în contracurent si rezervoare de acumulare a apei calde
REGIMURI DE FUNCTIONARE
In funcţionarea unei astfel de instalaţii vor exista următoarele situaţii:
- când Gc< G
p, în instalaţia de preparare pătrunde un debit de apă rece Gar egal cu
debitul de apă caldă de consum Gc,care va fi aspirat de pompă, refulat în aparatul în
contracurent şi de acolo mai departe spre consumatori, urmând ca diferenţa (Gp - Gc) să fie
recirculată de sus în jos prin rezervorul de acumulare;
- când Gc
= Gp, întreg debitul de apă rece ce este egal cu debitul de apă caldă de
consum, trece prin schimbătorul de căldură şi este trimis apoi spre consumatori, prin rezervor
necirculând nici un debit;
- când Gc
> Gp, întregul debit de apă rece aspirat de pompă va fi trecut prin
schimbător şi de acolo direct la consumatori urmând ca diferenţa (Gc - Gp) necesară
consumatorilor să fie asigurată din recipienţii de acumulare, sub presiunea reţelei de apă rece;
- când Gc
= 0, în instalaţia de preparare a apei calde de consum nu pătrunde nici o
cantitate de apă rece astfel că pompa va recircula apa, între rezervorul de acumulare şi
aparatul în contracurent, până când temperatura apei calde din rezervorul de acumulare va
ajunge la valoarea prescrisă, în acest caz circulaţia apei prin rezervor fiind de sus în jos.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
aparate în contracurent si rezervoare de acumulare a apei calde
DIMENSIONARE
Calculul termic de dimensionare a instalaţiei cuprinde:
- determinarea volumului rezervorului de acumulare a apei calde
de consum şi alegerea rezervorului;
- determinarea suprafeţei de schimb de căldură necesare şi
alegerea schimbătorului de căldură în contracurent;
- determinarea parametrilor caracteristici ai pompei de circulaţie
şi alegerea pompei.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
aparate în contracurent si rezervoare de acumulare a apei caldeH
0
P
R Ra-c-d-b
Rb-a
Ra-b
G
G'1
G1
G''1
ac
d b Gc
Gar
Graficul de funcţionare al instalaţiei de preparare a
apei calde menajere cu schimbătoare de căldură în
contracurent şi rezervoare de acumulare
θ''1 1
3
16
5
θar
4
Gar
G1;θ'1
11
10
14θx
θ'2
2
13
G2
θ''2
T12 6
15
16
θac
Gc
8 7
9
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂInstalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere în două
trepte, cu schimbătoare de căldură, racordate la rețeaua de termoficare
1-schimbător de căldură în contracurent montat
în treapta întîi;
2-idem, montat în treapta a doua;
3-conductă de alimentare cu apă rece;
4-apometru;
5-conductă de ocolire;
6-conductă de distribuţie a apei calde de consum;
7-pompă pentru circulaţia apei calde de consum;
8-clapetă de reţinere;
9-conductă de circulaţie a apei calde de consum;
10-conductă de ducere a apei fierbinţi;
11-conductă de întoarcere a apei fierbinţi;
12-termostat;
13-releu electromagnetic;
14-ventil cu trei căi acţionat cu motor electric;
15-termometru;
16-ventil de siguranţă
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂInstalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere în două
trepte, cu schimbătoare de căldură, racordate la rețeaua de termoficare
Q1 med = Go med ⋅c⋅(θx - θar)
1m1
1.med
1
(∆∆θK
QS
⋅
=
ϕ
Q2 = Qnec - Q1 max
Qnec = G0 max ⋅ c⋅(θac - θar) 22
2
2
m)(K
QS
θ∆⋅⋅ϕ=
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂInstalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
ajutorul energiei solare
1
5 6 23 11 7
13
3`
2`
8
4`129
8
10
4 4`
1-captator solar; 2-schimbător de
căldură cu agent termic încălzit în
captatorii solari; 2'-schimbător de
căldură cu agent termic de la o sursă
clasică de încălzire; 3-rezervor de
acumulare a apei calde încălzită cu
captatorii solari; 3'-idem, încălzită
de la o sursă clasică de încălzire; 4-
pompă de circulaţie a agentului
termic prin captatorii solari; 4'-
pompă de circulaţie între
schimbătorul de căldură alimentat de
la sursa clasică de încălzire si
acumulatorul de apă caldă; 4"-idem,
alimentat de la captatorii solari şi
acumulatorul de apă caldă; 5-vas de
dezaerisire; 6-vas de expansiune; 7-
vană automată cu trei căi; 8-
regulator electronic; 9-contor de apă
rece;10-conductă de circulaţie a
apei spre captatorii solari;11-
conductă de ocolire;12-conductă de
apă rece; 13-conductă de apă caldă
de consum.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂInstalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
ajutorul energiei solare
1-captator solar ; 2'-
schimbător de căldură cu
agent termic de la o sursă
clasică de încălzire; 3-rezervor
de acumulare a apei calde
încălzită cu captatorii solari;
3'-idem, încălzită de la o sursă
clasică de încălzire; 4-pompă
de circulaţie a agentului
termic prin captatorii solari;
4'-pompă de circulaţie între
schimbătorul de căldură
alimentat de la sursa clasică de
încălzire şi acumulatorul de
apă caldă; 5-vas de
dezaerisire; 6-vas de
expansiune; 7-vană automată
cu trei căi; 8-regulator
electronic; 9-contor de apă
rece; 10-conductă de circulaţie
a apei spre captatorii solari;
11-conductă de ocolire; 12-
conductă de apă rece; 13-
conductă de apă caldă de
consum.
4
1
5 6
9 4`12
8
73
13
2`
3`
81011
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂInstalaţii centralizate de prepararea a apei calde menajere cu
ajutorul energiei solare
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii de recirculare a apei calde menajere
Circulaţia apei calde se poate realiza:
- gravitaţional datorită presiunii termice
- forţat cu ajutorul unor electropompe.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂInstalaţii de recirculare a apei calde menajere
1, 2, 3, 4 - puncte caracteristice de
calcul;
5-conductă de alimentare cu apă rece;
6-conductă de distribuţie a apei calde
de consum;
7-conductă pentru circulaţia apei
calde de consum;
8,9-conducte de ducere, respectiv de
intoarcere a agentului termic;
10-boiler
3
4h1
2h
3h
1
2
6
5
8
9
7
10
Presiunea disponibilă în cazul instalaţiei de circulaţie a apei calde de consum, prin
gravitaţie, reprezentată în figura de mai sus, este:
CIRCULAŢIA GRAVITAŢIONALĂ
3d4d3c4c3
2d3d2c3c2
1d2d1c2c1
disp h2
γγ
2
γγh
2
γγ
2
γγh
2
γγ
2
γγH
+−
+++
+−
++
+−
+=
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii de recirculare a apei calde menajere
Dimensionarea se face parcurgându-se următoarele etape:
�determinarea pierderilor de căldură care au loc prin pereţii conductelor de
distribuţie, la o cădere maximă de temperatură de 50C;
�determinarea debitelor de apă care trebuie circulate pe fiecare tronson;
�determinarea temperaturilor rezultate în fiecare punct al reţelei;
� determinarea presiunii de care se dispune pentru a asigura circulaţia;
�stabilirea pierderilor de sarcină care se produc pe conducte la trecerea debitelor de
apă respective şi verificarea încadrării în presiunea disponibiliă, efectuând unele
recalculări, dacă este nevoie.
CIRCULAŢIA GRAVITAŢIONALĂ
T
S
B
B
B
BB
B
B
B
B
B
B
B
BB
B
B
P
C
Po
SC
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii de recirculare a apei calde menajere
CIRCULAŢIA FORŢATĂ
B – bloc ; P – primarie ; T – teatru ; S – scoala ; C – cresa ; Sc – schimbator de caldura;
Pc – pompa circulatie.
I.S.G.C.M.D.S
APĂ CALDĂ MENAJERĂ
Instalaţii de recirculare a apei calde menajere
CIRCULAŢIA FORŢATĂ
In desfăşurarea, calculului se vor respecta următoarele etape:
- se dimensionează reţeaua de distribuţie;
- în baza diametrelor tronsoanelor de distribuţie se impun diametrele
tronsoanelor de circulaţie cu 1-2 dimensiuni standardizate mai mici;
- se calculează pierderile de căldură pe fiecare tronson al reţelei de distribuţie,
considerându-se o cădere de temperatură de maxim 25 0C;
- se calculează debitele de circulaţie pe fiecare tronson;
- se efectuează calculul hidraulic, determinându-se căderea totală de presiune;
- se alege electropompa pentru circulaţia apei calde.
Recommended