Alimentari cu Caldura -

Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti

Facultatea de Instalatii

Alimentari cu Caldura

Proiect

Calculul necesarului de caldura

Instalatiile din cladiri trebuie sa asigure in perioada rece a anului necesarul de caldura pentru incalzire, ventilare si preparat apa calda de consum.

Necesarul de caldura pentru incalzire

Metoda de calcul este reglementata prin STAS 1907/1-80 potrivit careia necesarul de caldura pentru incalzire se determina cu relatia:

unde termenii implicati sunt :

pierderile de caldura prin elementele de constructie ;

necesarul de caldura pentru incalzirea aerului rece infiltrat din exterior

suma adaosurilor pentru compensarea efectului suprafetelor reci si pentru orientare;

Pierderile de caldura prin transmisie

Aceste pierderi au loc atat prin elementele de constructie in contact cu aerul pe ambele fete cat si prin elementele de constructie in contact cu pamantul .

;

Pierderile de caldura prin elementele de caldura in contact cu aerul pe ambele fete

in care :

coeficient de masivitate termica ;

suprafata elementului de constructie ;

diferenta intre temperatura aerului interior si a aerului din camerele invecinate sau a aerului exterior

rezistenta termica totala la transferul de caldura a elementului de constructie

Coeficientul de masivitate este dependent de indicele de inertie termica al elementului de constructie, putandu-se calcula cu relatia :

;

Pentru elementele de constructie fara inertie termica (usi, ferestre), coeficientul de masivitate are valoarea cea mai mare iar pentru elemente de constructie interioare (plansee, pereti interiori), acesta capata valoarea . In ceea ce priveste valoarea efectiva a coeficientului aceasta se poate calcula cu relatia :

unde:

rezistenta termica a elementului de constructie;

coeficient de asimilare termica;

Temperatura aerului interior este stabilita in STAS pentru incaperile mai des intalnite.

Temperatura aerului exterior conventionala de calcul pentru principalele localitati este data in functie de zona climatica pentru fiecare localitate.

Adaosurile la pierderile de caldura

La pierderile de caldura prin transmisie, calculate pentru fiecare incapere in parte , se adauga adaosuri procentuale pentru orientare si compensarea efectului suprafetelor reci .

Adaosul pentru orientare

Acest adaos se aplica in scopul diferentierii pierderilor de caldura ale incaperilor diferit expuse radiatiei solare, o singura data pentru peretele cu orientarea cea mai defavorabila.

Adaosul pentru compensarea efectelor suprafetelor reci

Acest adaos se aplica pentru imbunatatirea confortului termic in incaperile constructiilor civile. Valorile acestui adaos se aleg din nomograma in functie de rezistenta totala medie a incaperii.

unde :

suprafata totala a incaperii (pereti interiori, exteriori, planseu, pardoseala)

temperatura exterioara conventionala de calcul;

pierderile de caldura prin transmisie ale incaperii;

Exceptii:

Adaosul de compensare nu se acorda urmatoarelor incaperi :

-In care oamenii poarta imbracaminte de strada;

-Incaperilor incalzite prin radiatie;

-Incaperilor in care oamenii desfasoara o munca medie sau grea;

Adaosul de compensare se poate calcula cu relatia:

Necesarul de caldura pentru incalzirea aerului rece patruns in incapere

Debitul de caldura necesar pentru incalzirea aerului exterior patruns in incapere rezulta din insumarea necesarului de caldura pentru incalzirea aerului infiltrat prin neetanseitatile ferestrelor si usilor si debitul de caldura necesar incalzirii aerului patruns prin deschiderea usilor.

Debitul de caldura pentru incalzirea aerului rece infiltrat prin rosturile elementelor mobile se determina cu relatia:

in care:

factor de corectie depinde de numarul de nivele ale cladirii, tipul cladirii; pentru cladiri civile cu mai putin de 12 nivele

lungimea rosturilor elementelor deschizibile exterioare.

Cazuri:

In cazul in care elementele deschizibile se afla pe acelasi perete lungimea este egala cu suma lungimilor rosturilor de pe acelasi perete.

Daca acestea se afla pe doi pereti alaturati atunci lungimea este egala cu suma lungimilor rosturilor.

Daca se afla pe trei pereti exteriori atunci se ia in calcul maximul dintre suma lungimilor a doua rosturi aflate pe pereti alaturati.

Altfel daca se afla pe doi pereti opusi lungimea este egala cu maximul dintre suma lungimilor rosturilor de pe un perete.

coeficient de infiltratie depinzand de tipul cladirii precum si de materialul din care sunt confectionate usile

viteza vantului de calcul se alege in functie de zona eoliana

Debitul de caldura pentru incalzirea aerului rece patruns in incapere se determina cu relatia:

in care reprezinta suprafata usii cu frecventa cea mai mare de deschidere iar reprezinta frecventa de deschidere a usii.

Calculul Pierderilor de caldura in reteaua exterioara

In acest capitol se vor determina pierderile de caldura pentru reteaua exterioara de distributie. Tipul de retea exterioara este de tip conducta pozata subteran in canal termic (conducta din otel cu izolatie din vata minerala)

Calculul    pierderilor de caldura ale conductelor pozate subteran in canale termice

Pentru calculul pierderilor de caldura ale conductelor pozate subteran in canale sunt necesare urmatoarele date de baza :

Diametrul conductelor;

Dimensiunile canalului termic;

Adancimea de pozare, h a canalului subteran, in m;

Grosimea izolatiei termice a fiecareia din conducte;

Starea izolatiei;

Temperatura la suprafata solului, t_s;

Natura solului, _s

Lungimea traseului de conducte.

Se determina succesiv:

diametrul echivalent al canalului termic pentru suprafata exterioara si interioara :

[m]

unde:

S_e(i)- suprafata sectiunii transversale exterioare (interioare) a canalului;

P_e(i)- perimetrul sectiunii transversale exterioare (interioare) a canalului;

coeficientul de conductivitate termica a izolatiei λ_iz, se apreciaza temperatura medie a stratului izolant pentru fiecare din cele doua conducte : t_miz1, t_miz2, pentru care se determina λ_iz ;

coeficientul global de transfer termic de la agentul termic la aerul din canal :

[W/mK]

unde :

D_eiz- diametrul exterior al conductei izolate, in m;

D_e- diametrul exterior al conductei utile, in m;

α_c- coeficientul de transfer termic prin convectie de la suprafata izolatiei la aerul din interiorul canalului, in W/m²K (α_c=10.5 W/ m²K).

rezistenta termica a aerului din canalul termic (la peretele canalului):

[mK/W]

rezistenta termica a solului :

[mK/W]

unde :

λ_sol=1.2    [W/mK]

rezistenta termica a canalului:

unde :

λ_b- conductivitatea termica a betonului din care este realizat canalul termic;

λ_b=1.27    [W/mK]

rezistenta termica a sistemului canal termic-sol :

R₀=R_ac+R_c+R_sol    [mK/W]

temperatura aerului in canal :

[⁰C]

unde :

R₁,R₂- sunt rezistentele la transfer termic ale conductelor 1 si 2, calculate    mai sus ;

t₁,t₂- temperaturile medii ale agentilor termici ;

t_sol- temperatura la suprafata solului.

pierderile de caldura specifice Δq, pentru fiecare conducta :

Δq_1,2=k*(t_1,2-t_c)(1+β)    [W/m]

pierderile specifice totale :

Δq= Δq₁+ Δq₂ [W/m]

Pierderea totala de caldura pentru tronsonul de conducte avand lungimea L :

ΔQ=Δq*L    [W]