INSTALATII DE

INCALZIRE 2INCALZIRE 2

INSTALATII DE

INCALZIRE CENTRALA CU INCALZIRE CENTRALA CU

APA CALDA

Clasificarea instalatiilor de

incalzire cu apa caldaincalzire cu apa calda

Sistemele de incalzire centrala cu apa calda folosesc ca agent termic apa cu temperatura sub 115oC. Agentul termic preparat in generatoarele de caldura aflate in centrala generatoarele de caldura aflate in centrala termica sau in punctul termic este trimis prin reteaua de conducte de distributie la corpurile de incalzire aflate in incaperi unde se raceste cedand o parte din caldura si se reintoarce la sursa pentru a se reincalzi si reintra in circuit.

Sistemele de nclzire central cu ap cald se clasific dup urmtoarele criterii:

Dup modul n care se face transferul de cldur ncperilor:cldur ncperilor: prin convecie i radiaie (nclzire cu corpuri

statice);

prin convecie (nclzire cu aer cald sau folosind convectoare);

prin radiaie (nclzire cu panouri radiante);

Dup modul de circulaie a apei calde:

natural (gravitaie);

forat (pompare);

Dup numrul de conducte care alimenteaz Dup numrul de conducte care alimenteaz corpurile de nclzire:

bitubulare;

monotubulare;

Dup tipul corpurilor de nclzire:

radiatoare;

convectoare;

registre; registre;

serpentine;

panouri radiante.

Dup modul de preparare, distribuie i alimentare cu ap cald:

sisteme cu preparare, distribuie i racordare centralizat a apartamentelor (cazul locuinelor multifamiliale);multifamiliale);

sisteme de preparare i distribuie centralizat i racordare individual cu module termice de apartament (cazul locuinelor multifamiliale);

sisteme de preparare, distribuie i racordare individual a apartamentelor (cazul locuinelor multifamiliale i unifamiliale);

Dup modul de distribuie al conductelor:

radial;

arborescent;

inelar; inelar;

Dup natura materialului din care sunt executate conductele:

oel;

materiale plastice; materiale plastice;

Dup modul de funcionare i exploatare a instalaiei:

manual;

semiautomatizat;

complet automatizat.

Incalzirea cu apa calda cu

circulatie naturala. Instalatii

bitubularebitubulare

Aceste instalatii, denumite si cu circulatieprin gravitatie sau prin termosifon, suntutilizate la cladiri putin intinse pe orizontala. Suntinstalatii simple in care cazanul, reteaua de distributiea apei si corpurile de incalzire sunt amplasate in cadrul aceleasi cladiri.cadrul aceleasi cladiri.

La aceste instalatii se prevede o retea de conductede ducere, de la cazan la corpurile de incalzire din incaperi, si o retea de conducte de intoarcere a apeide la consumator la cazan. In functie de posibilitatilelocale, se pot realiza instalatii cu distributie: superioara, inferioara sau mixta.

1) Sistemul cu distributie superioara. Fata de sistemul cu distributie inferioara, acesta prezinta avantajul unei circulatii mai active a apei in circuite datorita faptului ca, la apei in circuite datorita faptului ca, la presiunea termica realizata prin racirea apei in corpurile de incalzire, se adauga cea produsa prin racirea apei in coloane, atat pe conducta de ducere, cat si pe cea de intoarcere.

VE

2 CSD CS~

3

76

3

5

1

44

RG

Schema instala]iei de incalzire cu apa calda cu circuatie naturala cu distributie superioara bitubulara

1 cazan; 5 vas de expansiune;

2 corpuri de incalzire; 6 conducta de siguranta de ducere;

3 conducte de ducere; 7 conductade siguranta de intoarcere.

4 conducte de intoarcere;

Generatorul de caldura este amplasat in punctul cel mai de jos al instalatiei, de obicei in subsol. Legatura dintre cazan si reteaua de distributie principala (conducta de ducere) aflata in podul cladirii sau la plafonul ultimului aflata in podul cladirii sau la plafonul ultimului nivel sa face printr-o conducta verticala care indeplineste si functia de conducta de siguranta de ducere, fiind legata la vasul de expansiune. Pe aceasta conducta nu se prevede nici un organ de inchidere.

La conducta de ducere superioara sunt racordate conductele de ducere ale coloanelor la care sunt legate corpurile de incalzire prin intermediul unui robinet de reglare. Pentru intermediul unui robinet de reglare. Pentru intoarcerea la cazan a apei racite in corpurile de incalzire, acestea sunt legate la conductele de intoarcere ale coloanelor, racordate la conducta principala de intoarcere amplasata de obicei la plafonul subsolului.

Conductele principale de distributie, de ducere si de intoarcere, precum si conductele de legatura la coloane ale corpurilor de incalzire se prevad cu pante astfel realizate incalzire se prevad cu pante astfel realizate incat, la umplerea cu apa a instalatiei (care se face in punctul cel mai de jos al conductei de intoarcere), aerul sa fie eliminat in exterior prin vasul de expansiune

Scaderea temperaturii apei in conducte, pelanga avantajul pe care il prezinta, contribuind la activarea circulatiei apei in instalatie, are inconvenientul ca necesita marirea suprafetelorcorpurilor de incalzire. Cu cat consumatorii suntmai indepartati de coloana principala de corpurilor de incalzire. Cu cat consumatorii suntmai indepartati de coloana principala de alimentare, cu atat temperatura agentuluitermic este mai scazuta si in consecintasuprafata corpurilor de incalzire trebuie sa fie mai mare. Pentru reducerea efectuluineeconomic al racirii apei in conducte se pot luamasuri de izolare termica

2) Sistemul cu distributie inferioara. La acest sistem conductele principale de ducere si de intoarcere sunt amplasate in partea inferioara a instalatiei, de obicei la plafonul subsolului.a instalatiei, de obicei la plafonul subsolului.

285

6 7

3 9

2

Schema instalatiei de incalzire cu apa calda cu circuatie naturala cu distributie inferioara bitubulara

1 cazan; 6 conducta de siguranta de ducere;

2 corpuri de incalzire; 7 conducta de siguranta de intoarcere;

3 conducte de ducere; 8 conducta de aerisire;

3

4

9

1

La aceste conducte sunt racordate coloanele bitubulare. Fata de distributia superioara apare in plus sistemul de aerisire al coloanelor, care este bine sa fie centralizat. Astfel, aerul care este bine sa fie centralizat. Astfel, aerul este colectat prin conducte de diametru mic (3/8) de la partea superioara a conductei de ducere a fiecarei coloane si este eliminat in exterior, prin conducte orizontale racordate la conducta de siguranta de ducere.

Pentru evitarea circulatiei nedorite a apei intre coloane, legatura conductei de aerisire la conducta de siguranta se face in sac.

La sistemul cu distributie inferioara circulatia La sistemul cu distributie inferioara circulatia apei in conducte este asigurata numai de presiunea termica produsa prin racirea apei in corpurile de incalzire. Efectul gravitational rezultat din racirea apei pe conducte este neglijabil.

3) Sistemul cu distributie mixta este o combinatie intre sistemul cu distributie superioara si inferioara. Se utilizeaza la cladirile prevazute doar partial cu subsol.cladirile prevazute doar partial cu subsol.

28

3

4

3

5

6 7

2

2

44

1

Schema instalatiei cu distributie mixta

1 cazan; 6 conducta de siguranta de ducere;

2 corpuri de incalzire; 7 conducta de siguranta de intoarcere;

3 conducte de ducere; 8 conducta de aerisire;

4 conducte de `ntoarcere; 9 robinet de aerisire.

Incalzirea cu apa calda cu

circulatie naturala.

Instalatii monotubulare

Aceste instalatii se caracterizeaza prin aceea ca alimentarea si colectarea apei de la corpurile de incalzire se face prin aceeasi conducta, adica o coloana este formata dintr-o conducta, adica o coloana este formata dintr-o singura conducta. La functionarea prin gravitatie este posibil de folosit numai sistemul cu distributie superioara.

Instalatiile monotubulare pot fi realizate in maimulte variante. La sistemul din figura a , corpurile de incalzire aferente unei coloane sunt alimentate in serie, astfel incat apa racita intr-un corp de incalzireeste introdusa in urmatorul. Ca urmare temperaturaapei de alimentare este cu atat mai scazuta cu cat apei de alimentare este cu atat mai scazuta cu cat numarul corpurilor inseriate este mai mare. Aceastaduce la necesitatea maririi suprafetelor corpurilor de incalzire, cu cat acestea sunt mai jos plasate. Un alt dezavantaj il constituie faptul ca nu pot fi prevazuterobinete de reglare la fiecare corp de incalzire intrucitinchiderea unui astfel de robinet ar intrerupe ciculatiaapei pe intrega coloana.

a) b)

Variante ale schemei instalatiei de incalzire monotubulare cu apa calda cu circulatie naturala

Pentru imbunatatirea acestui sistem se introduc conductede scurt-circuitare a corpurilor de incalzire, fig. b), putandu-se astfel alimenta acestea cu apa avand o temperatura mai ridicata, obtinuta din amestecul apeivenite direct din conducta de ducere (prin scurtcircuitare) cu apa racita in corpul precedent.cu apa racita in corpul precedent.

Instalatiile de incalzire monotubulare se preteaza in mod deosebit la prefabricare, ceea ce face ca in unele tariele sa fie larg aplicate cladirilor de locuit si administrative. Economic, consumul de otel este mai redus (pentruconducte) decat la instalatiile bitubulare, in schimbconsumul de fonta (in cazul folosirii radiatoarelor) estemai ridicat.

Incalzirea cu apa calda cu

circulatie fortata.

Instalatii bitubulare.

Alcatuirea acestor instalatii este asemanatoare cu cea pringravitatie, insa circulatia apei este realizata de una sau mai multepompe montate pe conducta de ducere sau de intoarcere.

Este sistemul de incalzire cel mai larg folosit in tara noastraprecum si in alte tari. Desi, spre deosebire de instalatiile cu circulatie naturala, acestea presupun dependenta si consum de energie electrica, diametrele conductelor rezulta mult mai mici, energie electrica, diametrele conductelor rezulta mult mai mici, ceea ce constituie un avantaj din punct de vedere al consumuluide otel si posibilitati mai usoare de montaj in cladire. Se utilizeazaobligatoriu pentru incalzirea cladirilor cu intindere mare sau a complexelor de cladiri, adica acolo unde circulatia naturala nu se poate realiza din cauza presiunii termice relativ mici.

Instalatiile de incalzire cu apa calda cu circulatie fortata (prin pompare) pot fi realizate in sistem bitubular sau monotubular, distributia putand fi inferioara, superioara sau mixta. Schemele acestor instalatii sunt mixta. Schemele acestor instalatii sunt asemanatoare cu cele ale instalatiilor cu circulatie naturala - cu particularitati si variante datorate circulatiei fortate a apei, a extinderii instalatiei in cladire, a posibilitatii de alimentare cu caldura a mai multor cladiri.

In majoritatea cazurilor, instalatiile de incalzire cu apa calda cu circulatie prin pompare sunt realizate cu distributie inferioara, fig. .a, aceasta mai ales deoarece majoritatea cladirilor sunt cu terasa, farapod, iar in acest caz montarea conductelor principalela plafonul ultimului nivel ar prezenta dificultati. la plafonul ultimului nivel ar prezenta dificultati. Aerisirea centralizata este racordata in sac la conducta de siguranta de ducere. In cazul cand vasulde expansiune si conductele de siguranta nu se gasesc in cladirea respectiva, aerisirea se racordeazala vase de aerisire prevazute cu robinete amplasate in locuri accesibile (casa scarii, coridoare, etc.).

2 6 7

2

34

85

P1 P2

1

34

Fig. a. Schema instalatiei de incalzire cu apa calda cu circula]ie prin pompare (distributie inferioara)

1 cazan; 5 vas de expansiune;

2 corpuri de incalzire; 6 conducta de siguranta de ducere;

3 conducte de ducere; 7 conducta de siguranta de intoarcere;

4 conducte de intoarcere; 8 conducta de aerisire.

In cazul cladirilor cu mai multe niveluri este necesar sase ia masuri de preluare a dilatatiilor conductelor, determinate de variatiile de temperatura ale apei.

Legaturile normale la coloane ale corpurilor de incalzire se executa astfel incat apa calda sa intre pe la partea de sus a acestora si sa iasa pe la partea de jos. partea de sus a acestora si sa iasa pe la partea de jos. Daca lungimea corpului de incalzire este mai mare de 1,2 m se recomanda ca legaturile sa se faca in diagonala, pentru a se obtine o incalzire mai uniforma a acestuia. Este necesar ca legaturile corpurilor de incalzire sa pemitacompensarea dilatarii conductelor; daca distanta la coloana este prea mica, corpurile de incalzire se vorracorda la capatul opus coloanei.

Reteaua principala de distributie se poate realiza in sistem arborescent sau inelar . Alegerea schemei de distributie este dependenta de forma si marimea suprafetei dependenta de forma si marimea suprafetei cladirii, de posibilitatile de realizare a traseului conductelor pe contur sau in axul cladirii, urmarind asigurarea echilibrarii hidraulice a retelei, in acest sens urmarindu-se ca ramurile sa fie cat mai scurte.

b)a)

Fig. Variante pentru reteaua de distributie arborescenta

c)

b) cu doua inelea) cu un inel

Fig. Retea cu distributie inelara

Distributia inelara se caracterizeaza prin aceea ca lungimile conductelor de ducere si de intoarcere (de la sursa la baza fiecarei coloane) sunt practic egale, obtinandu-se astfel mai usor echilibrarea retelei (dacadimensionarea este corecta, toate coloanele sunt in aceleasi conditii de functionare, avand la baza loraceleasi conditii de functionare, avand la baza loraproximativ acelasi disponibil de presiune).

Dezavantajele distributiei inelare constau in aceeaca lungimea si diametrul conductelor sunt mai maridecat la distributia arborescenta, precum si in faptulca instalatia nu poate fi impartita in zone (ramuri) dupa orientarea incaperilor alimentate cu caldura.

Incalzirea cu apa calda cu

circulatie fortata.

Instalatii monotubulare

Schemele folosite in cazul circulatiei naturale pot fifolosite si in cazul circulatiei fortate. In plus se pot utiliza schemele cu distributie inferioara si cele cu racordarea pe orizontala a corpurilor de incalzire.

La instalatiile cu distributie inferioara se realizeazacirculatia succesiva a apei prin coloana ascendenta sicirculatia succesiva a apei prin coloana ascendenta sicea descendenta, fig. .a). Schemele de racordareorizontala a corpurilor de incalzire, fig. .b), permit reglarea acestora pe fiecare nivel. Corpurile de incalzire sunt racordate pe la partea inferioara iaraerisirea se poate realiza prin robinete locale de aerisire sau prin retea de conducte legate in sac la coloana.

a) b)

Fig. Scheme ale instalatiei de incalzire monotubulare cu circulatie fortata

a) schema cu distributie inferioara cu racordare pe verticala a corpurilor de incalzire;b) schema cu distributie inferioara cu racordare orizontala a corpurilor de incalzire.

Sisteme moderne de

distributie a agentului

termic in instalatiile de

incalzire cu apa calda cu

termic in instalatiile de

incalzire cu apa calda cu

circulatie fortata.

Instalatii de incalzire individuala

centralizata cu butelii de amestec

si de rupere a presiunii

Sistemele de incalzire clasice , pe langaavantajele verificate in timp au relevat si o seriede inconveniente atat pentru consumatorul cat si pentru furnizorul de energie termica, cum arfi:fi:

Imposibilitatea asigurarii unui necesar optimde caldura in fiecare apartament in raport cu structura constructiva si functionala a acestuia;

Imposibilitatea efectuarii de catre consumatori a reglajelor functie de dorinte si necesitati;

Imposibilitatea realizarii unei gestiuni a energieitermice pe apartament si prin aceasta a incurajariiunor economii, cum exista de exemplu in domeniulenergiei electrice, acest lucru favoriz=nd interventiaconsumatorilor asupra instalatiilor interioare de incalzire. Astfel, s-a ajuns la modificarea suprafetelorincalzire. Astfel, s-a ajuns la modificarea suprafetelorde schimb de caldura (marirea corpurilor de incalzire), modificarea diametrelor legaturilor si chiara coloanelor , interventii care au dus la dezechilibrarea hidraulica a retelelor si la repartitianeuniforma si nerationala a energie termice mai ales in blocurile cu un numar mare de etaje;

Noul concept imprumuta ce e mai bun atat din tehnicile clasice de incalzire cat si din celemoderne, avand drept scop de a aduceraspunsul dorit, adica un confort superior consumatorului.consumatorului.

Ideea de baza a noului sistem consta in combinarea avantajelor incalzirii individuale sianume controlul personal asupra confortului si a cheltuielilor cu cele oferite de incalzireacentralizata clasica, adica exploatarea in comuna echipamentelor de producere a caldurii.

Noul sistem de incalzire se poate aplica cu succes la constructiile noi, cu numar redus de apartamente si cu o izolatie termica la standarde europene, fapt care conduce la standarde europene, fapt care conduce la puteri termice instalate mai mici pentru realizarea acelorasi conditii de confort ca si in cazul constructiilor vechi, mari consumatoare de energie termica (izolate necorespunzator).

Schema de principiu a unei instalatii de incalzire individuala centralizata

Sursa de c\ldur\

Distribu]ia primar\

Termostat

Bucl\ de apartamentModul termic de apartament

Fig. 8.8 Schema de principiu a instala]iei de `nc\lzire individual\ centralizat\

Partile principale care compun sistemul prezentat sunt:

sursa de caldura;

distributia colectiva (primara) a apei pentru distributia colectiva (primara) a apei pentru incalzire;

bucla individuala de incalzire pe apartament;

modulul termic de apartament.

Distributia primara a apei pentru incalzireSistemul clasic de distributie (coloane verticalestrabatand fiecare apartament si alimentand unul saudoua corpuri de incalzire) prezinta o serie de dezavantaje cum ar fi:

numar mare de conducte verticale montate aparent si numar mare de conducte verticale montate aparent siinestetic;

lipsa izolatiei fonice dintre apartamente, la trecereacoloanelor prin plansee;

imposibilitatea contorizarii caldurii; echilibrarea hidraulica fragila (instabila).

Noul sistem de distributie utilizeaza un singurcircuit vertical, alimentat superior sau inferior, instalat in spatiile comune ale cladirii si nu in camerele de locuit. Acest circuit vertical estecuplat cu unul sau mai multe circuite orizontalecare alimenteaza toate corpurile de incalzire ale cuplat cu unul sau mai multe circuite orizontalecare alimenteaza toate corpurile de incalzire ale aceluiasi apartament. Circuitul vertical se poateamplasa si intr-una din incaperile tehnice ale apartamentului: bucatarie, baie sau camara faptcare permite evitarea risipei caldurii pedistributia verticala.

Bucla individuala de incalzire pe apartament se racordeaza la circuitul vertical, la fiecare nivel al cladirii, oferind urmatoarele avantaje:

individualizarea distributiei si a reglarii; individualizarea distributiei si a reglarii;

posibilitatea sectorizarii fiecarui apartament;

alegerea celei mai convenabile solutii de contorizare a energiei termice consumate pe apartament.

Trebuie mentionat ca acest sistem de distributiepermite tehnologii de realizare eficiente siestetice (distributii incastrate, racorduridemontabile) si poate conduce la costuri maireduse in raport cu distributia clasica chiar dacareduse in raport cu distributia clasica chiar dacauneori necesita lungimi mai mari de conducte.

Elementul de noutate al sistemului de incalzire individuala centralizata se gaseste in legatura dintre distributia primara si bucla de apartament.

Aceasta legatura este realizata de modulultermic de apartament si asigura urmatoarelefunctiuni:

independenta hidraulica si termica a unuiapartament in raport cu celelalte;apartament in raport cu celelalte;

reglarea cantitatii de caldura furnizate peapartament;

contorizarea energiei termice furnizate peapartament;

reglarea termperaturii interioare la nivelulhotarat de consumator

Modulul termic de apartament, este format din: doua vane de separare (una pe tur, cealalta pe retur), o vana de echilibrare, o pompa de circulatie conectata la un pompa de circulatie conectata la un termostat, dispozitivul de derivatie individuala (butelia) si contorul de energie termica.

18

6

4 5

Fig. 8.9 Modul termic de apartament

1 circuit primar; 2 vane de separare; 3 van\ de echilibrare;

4 butelie; 5 pomp\ circuit secundar; 6 termostat;

7 contor de energie termic\; 8 circuit secundar.

2 3

7

Din punct de vedere hidraulic, dispozitivul de derivatieindividuala (butelia) este elementul esential al modululuide apartament.

Datorita faptului ca viteza apei in acest dispozitiv este mica se asigura o independenta hidraulica a apartamentului in raport cu distributia primara si deci in raport cu alteraport cu distributia primara si deci in raport cu alteapartamente.

Distributia primara poate functiona deci cu debit constant.Dispozitivul de derivatie permite astfel simplificarea

operatiilor de echilibrare care sunt dealtfel indispensabilepentru a asigura buna functionare, la parametriiproiectati, a instalatiei de incalzire.

Acest nou concept de functionare si realizare a instalatiilor de incalzire ofera posibilitatea utilizarii unor materiale si tehnologii moderne, ca de exemplu:

retele incastrate de hidrocabluri;

contoare de energie termica de apartament;

integrarea contoarelor intr-o retea de tratare a informatiilor;

informatizarea gestiunii.

Calculul si montajul buteliilor de

amestec si de rupere a presiuniiamestec si de rupere a presiunii

Functionarea optima a instalatiilor de incalzire este o problema esentiala ce se are in vedere inca din etapade conceptie, ea inscriindu-se in exigentele de calitate.

In acest context, dezvoltarea tehnologica a instalatiilor a condus implicit, mai ales pentruinstalatiilor a condus implicit, mai ales pentruinstalatiile mari, la necesitatea corelarii functionariiacestora atat la nivel global dar si la nivel de zone, cum este cazul sursei sau al utilizatorului.

In practica pentru atingerea unui astfel de obiectivse utilizeaza buteliile, care in raport cu valoriledebitelor pot fi de rupere a presiunii sau de amestec.

Pentru buteliile de rupere a presiunii, debitul din circuitul primar (Q1) este mai mare sau egal cu debitul din circuitul secundar (Q2), iar pentru cele de amestec raportul debitelor este

2

1

Q

Q

cele de amestec raportul debitelor este invers proportional cu raportul ecartelor de temperatura aferente celor doua circuite.

2Q

2

1

t

t

Dimensionarea unor astfel de butelii are la baza ecuatia de continuitate sau in practica regula celor 3D, unde D este diametrul racordului circuitului primar.racordului circuitului primar.

Pornind de la ecuatia de continuitate, diametrul buteliei (D) se determina cu o relatie de forma:

vGDpi

4'=

sau

v

GD 13,1'=

Rezolvarea unei astfel de ecuatii in care sunt doua necunoscute, in practica curenta se finalizeaza prin adoptarea unor valori pentru viteza apei v, cuprinse intre 0,04 si 0,07 m/s. viteza apei v, cuprinse intre 0,04 si 0,07 m/s. Este de retinut ca domeniul vitezelor apei se poate extinde pana la 0,09 0,1 m/s.

Corespunzator regulei celor "3D", diametrul racordului circuitului primar se determina cu relatia:

iP5D

in care Pi este puterea termica instalata.

iP5D

In acest context diametrul interior al buteliei (D) va fi determinat conform relatiei:

D =3D

sau iP15'D =

In functie de diametrul racordului circuitului primar, constructiv se stabilesc pozitiile racordurilor si inaltimea buteliei.

Inaltimea buteliei (H) se determina cu Inaltimea buteliei (H) se determina cu relatia:

H =(13 16)D

Pozitia racordurilor la butelie se va face astfel incat decalajele pe verticala ale racordurilor sa fie module de "3D",

3D

3D

2D

3D

3D

3D

3D

2D

3D

3D

1D

6D

2D

3D

1D

3D

Fig. 8.10 Modalitatea de amplasare a racordurilor

2D 2D

2D

3D

Pentru functionare adecvata este importanta respectarea regulilor, de dimensionare dar si constructive, deoarece fiecare zona a buteliei are o functiune bine definita,are o functiune bine definita,

3D

3D

3Dd2

d1

3D

3D

-zon\ de dezaerisire

3D

3D3D

3D

-zon\ de golire

Fig. 8.11 Schema buteliei standard

Amplasarea buteliilor in instalatii este in str=nsacorelatie atat cu regimurile de temperaturi de pe celedoua circuite cat si cu dezechilibrul hidraulic creat. In acest sens, se desprind o serie de ipoteze a carorrezolvare necesita solutii distincte.rezolvare necesita solutii distincte.

In cazul in care temperaturile agentului termicprimar corespund cu cele ale agentului termicsecundar (90/70oC) debitul de pe circuitul primar esteteoretic egal cu cel de pe circuitul secundar, darpentru o buna functionare se impune majorareadebitului de pe circuitul primar cu 10 15 %.

Intr-un astfel de caz daca exista mai multe circuite secundare, cu un pronuntat dezechilibru hidraulic, se impune pentru atenuarea acestuia, montarea unei butelii pe atenuarea acestuia, montarea unei butelii pe fiecare circuit secundar, fig. .

21 m3/h

90 oC

20 m3/h

90 oC

70 oC

464 kW

90 oC

21 m3/h

20 m3/h

90 oC

464 kW

70 oC

71 oC

71 oC90 oC

42 m3/h

72 oC

928 kW

Fig. 8.12 Schema de amplasare a buteliilor c=nd temperaturile pe primar [i secundar sunt 90/700C

In cazul in care temperaturile agentului termic sunt mai mari decat ale agentului termic secundar, reducerea debitului pe primar este considerabia, butelia de amestec impunandu-considerabia, butelia de amestec impunandu-se de la sine, ea realizand prin amestec reducerea temperaturii de la 110oC la 90oC (fig. 8.13) sau de la 90oC la 40oC (fig. 8.14

10 m3/h

110 oC

20 m3/h 90 oC

70 oC

464 kW

10 m3/h

110 oC

20 m3/h 90 oC

70 oC

464 kW

20 m3/h

928 kW

Fig. 8.13 Schema de amplasare a buteliilor c=nd temperaturile pe primar sunt 110/700C, iar pe secundar 90/70oC

70 oC110 oC

70 oC

70 oC110 oC

70 oC

8 m3/h

90 oC

40 m3/h 50 oC

40 oC

464 kW

8 m3/h

90 oC

40 m3/h 50 oC

40 oC

464 kW

Fig. 8.14 Schema de amplasare a buteliilor c=nd temperaturile pe primar sunt 90/400C, iar pe secundar 50/40oC

16 m3/h

928 kW

40 oC90 oC

40 oC

40 oC90 oC

40 oC

In cazul instalatiilor de incalzire cu mai multe circuite secundare, racordarea acestora direct in butelia de amestec este considerata o eroare de conceptie. In acest context eroare de conceptie. In acest context rezolvarea optima a unei astfel de situatii consta in prevederea a doua colectoare la care urmeaza sa se racordeze circuitele secundare (fig. 8.15).

Fig. 8.15 Schema de amplasare a buteliei cu colectoare auziliare

In cazul in care se doreste prepararea apei calde menajere cu prioritate se poate racorda schimbatorul de caldura (ECS) dupa caz la schimbatorul de caldura (ECS) dupa caz la circuitul primar (fig. 8.16) sau direct la butelie (fig. 8.17).

ECS ECS

Fig. 8.16 Schema de amplasare a buteliei cu racordarea ECS pe primar

Fig. 8.17 Schema de amplasare cu racordarea ECS la butelie

Enumerarea modalitatilor de amplasare a buteliilorcare poate continua cu diverse variante tehnologice la care se au in vedere dupa caz, prioritatea de folosintaa agentului termic, modul de amplasare a pompei de circulatie sau a sistemului global de reglaj siautoamortizarea intregii instalatii.autoamortizarea intregii instalatii.

In final se poate aprecia ca introducerea in instalatii a buteliilor de rupere a presiunii si de amestec este o modalitate tehnologica prin care se poate stapani regimul termohidraulic atat la sursa cat si la utilizator, cu o eficienta sporita si cu o robusteteadecvata in exploatare.

Instalatii de incalzire

monotubulare cu ejectoare tip

Venturi.

Ejectorul de tip Venturi este un racord special in T care permite realizarea instalatiei monotub in otel cu circuit derivat.

Introducerea circuitului derivat (unul sau Introducerea circuitului derivat (unul sau mai multe radiatoare) se efectueaza cu un racord normal T pe derivatia de ducere si cu un ejector pe derivatia de intoarcere, fig. 8.18.

Robinet reglaj

Ventil dezaerisire

Ventil

Circuit derivat

Inel Ejector

Fig. 8.18 Schema unui circuit derivat cu un ejector tip Venturi

Acest dispozitiv, prin intermediul unei reduceri corespunzatoare de sectiune, provoaca pierderea de sarcina necesara repartizarii debitelor.

Al doilea si cel mai interesant fenomen care intervine sa favorizeze aceasta repartitie este intervine sa favorizeze aceasta repartitie este efectul Venturi: marirea vitezei care, in mod evident, se produce in sectiunea contractata, provoaca pe baza principiului conservarii energiei o scadere a presiunii si, deci, o aspiratie pe derivatia de intoarcere.

Suma acestei aspiratii si a pierderii de sarcina produsa in sectiunea contractata, exprima presiunea locala, mai precis sarcina disponibila pe circuitul derivat.

Pentru a face evidenta actiunea acestui dispozitiv este potrivita recurgerea la o analogie: ejectorul, introdus intr-o potrivita recurgerea la o analogie: ejectorul, introdus intr-o conducta parcursa de un fluid, se comporta ca o mica pompa, care preia o parte din fluidul acestei conducte, pentru a-l trimite intr-un al doilea circuit (circuitul derivat), care utilizeaza energia termica; dupa aceea fluidul se intoarce in conducta din care a fost preluat (inel), fig. 18.19.

Ca si pompele, ejectorul este caracterizat de o curba debit presiune, variabila cu debitul fluidului in circuitul principal.

La orice valoare a debitului in inel (Ga) va corespunde deci o valoare bine definita a corespunde deci o valoare bine definita a presiunii disponibile la capetele circuitului derivat (Hd).

Pentru o valoare determinata a presiunii Hd, debitul in derivatie va fi invers proportional cu rezistentele la miscare intalnite in acest circuit.

Fig. 8.19 Analogia `ntre ejector [i pomp\: cele dou\ circuite sunt echivalente

Calculul hidraulic al

conductelor la instalaiile

de nclzire cu ap caldde nclzire cu ap cald

Ansamblul de conducte impreuna cu accesorilerespective, care asigura transportul si distibutiafluidelor formeaza sistemul hidraulic sauinstalatia hidraulica. In instalatiile de incalzire, asemenea sisteme sunt numeroase, de aceeaasemenea sisteme sunt numeroase, de aceeaeste necesar sa se cunoasca fenomenele care au loc la miscarea fluidelor in aceste sisteme, pentrua putea realiza proiectarea, executia siexploatarea lor in conditii bune.

Relaii generale de calcul

privind curgerea fluidelor n

conducte. Pierderi de sarcin

liniare, locale i totale.liniare, locale i totale.

Curgerea fluidelor `n conductele instala]iilor de `nc\lzire este considerat\ ca o mi[care pemanent\[i unidimensional\, fiind caracterizat\ prin dou\marimi principale: viteza fluidului v [i cota

.

marimi principale: viteza fluidului v [i cota piezometric\ Hp # z ^ g

p

~ntr-o sec]iune transversal\ a unui curent paralel, cota piezometric\ are aceea[i valoare `n toate punctele, dar variaz\ `n lungul curentului de la o sec]iune la alta. Aceast\ varia]ie se datore[te faptului c\, la curgerea fluidelor reale `n conducte, se produce o disipare fluidelor reale `n conducte, se produce o disipare continu\ a energiei hidraulice `n c\ldur\ prin lucrul mecanic la for]elor interne de v=scozitate. De aceea, la calculul curen]ilor unidimensionali se introduce `n plus o m\rime numit\ pierdere de sarcin\ hr (p), care are dou\ componente: pierderea de sarcin\ liniar\ hd (pd) [i pierderea de sarcin\ local\ hl (pl).

hr = hd + hl [m]

Folosind nota]iile din tehnica instala]iilor de Folosind nota]iile din tehnica instala]iilor de `nc\lzire unde pierderea de sarcin\ se exprim\ ca o c\dere de presiune:

p # ghr # pd ^ pl [N/m2] sau [Pa]

Pierderi de sarcina liniare

Pierderile de sarcin\ liniare hd sau pd , caracteristice mi[c\rii uniforme reprezint\ consumul de energie mecanic\ al unit\]ii de greutate de fluid c=nd acesta parcurge distan]a l, adic\ este energia c=nd acesta parcurge distan]a l, adic\ este energia consumat\ pentru `nvingerea rezisten]elor de frecare a fluidului pe pere]ii interiori ai conductelor:

pd # ghd # Rl # 2

v

d

l 2 [N/m2]

Aceast\ pierdere de sarcin\ este dependent\ de razahidraulic\ r #d/2 de viteza medie a fluidului v, denatura fluidului (caracterizat prin densitatea [icoeficientul dinamic de v=scozitate ), precum [i

,

coeficientul dinamic de v=scozitate ), precum [ide rugozitatea absolut\ a pere]ilor conductelorexprimat\ prin coeficientul lui Darcy, ( -coeficient de rezisten]\ hidraulic\ liniar\).,

~n tehnica instala]iilor unde regimul de mi[carea fluidelor `n conduct\ este `n generalturbulent, valoarea coeficientului se poatecalcula cu formula lui Colebrook White:

+

=

72,3d/

Re

51,2lg2

1

Panta hidraulic\ R sau pierderea de sarcin\ liniar\raportat\ la lungime se calculeaz\ cu rela]ia:

R # vph2

R # ==2

v

dl

p

l

h 2dd

Pierderi de sarcina locale

Pierderile de sarcin\ locale hl sau pl , caracteristice zonelor cu mi[c\ri neuniforme, reprezint\ suplimentul de pierderi de sarcin\ care apar de-a lungul curen]ilor de fluid `n zonele cu schimb\ri de direc]ie, cu organe de reglare, schimb\ri de sec]iune pe conducte:

pl # ghl # Z # [N/m2] 2

2v

unde este un coeficient de rezisten]\ local\, dependent deforma obstacolului care produce rezisten]a local\ [i de num\rulReynolds al curentului.

Pierderi de sarcina totale

Pentru dimensionarea conductelor este necesar s\se cunoasc\ pierderea de sarcin\ total\ hr (p) `ntre dou\ puncte (sec]iuni) ale re]elei, deoarece `n general este cunoscut\ presiunea disponibil\ cu ajutorul c\reia se pot `nvinge rezisten]ele hidraulice pe parcurs.

Pentru un tronson de conduct\ pierderile de sarcin\totale sunt:

p =pd + pl

}in=nd seama de definirea lui pd [i pl se poate scrie:

+

=+= 22

*

22 vv

dlZlRp

~n cazul unei re]ele formate din mai multe ~n cazul unei re]ele formate din mai multe tronsoane, pierderea de sarcin\ total\ este:

( ) += n1

T zlRp

Rela]ia:

+=2

v

2

v

d

lp

22

se mai poate scrie:

+=

d

l

2

vp

2

}in=nd seama de ecua]ia de continuitate, G #vs, `n care se exprim\ sec]iunea S func]ie de diametrul conductei d [mm] [i debitul de fluid G `n [kg/h], se ob]ine forma final\ a pierderilor de sarcin\ totale `ntr-o por]iune de conduct\:

+

pi=

d

l

d

Gp

42

2

+pi

=d

16

d2

p2

42

+

=

d

l

d

G1025,6p

4

24 [N/m2]

aceast\ rela]ie fiind rela]ia `n baza c\reia de face calculul dedimensionare a re]elelor de conducte din instala]iile de `nc\lzirecentral\.

~n calculele practice pot interveni dou\ cazuri:Cunoscuta fiind re]eaua instala]iei, cu caracteristicile fiec\rui tronson (lungime l, diametru d [i debitul de fluid G) [i traseul cu rezisten]ele locale, se determin\ u[or piederea de sarcin\p, `nlocuind valorile men]ionate `n rela]ia determinat\p, `nlocuind valorile men]ionate `n rela]ia determinat\anterior.Cunoscut fiind traseul re]elei de conducte [i caracteristicile fiec\rui tronson (lungimea l, debitul de fluid G) [i `n unele cazuri [i presiunea disponibil\ H, se cere s\ se determine diametrele tronsoanelor conductelor. Problema este mai complicat\ deoarece coeficientul Darcy, , depinde at=t de diametrul d al conductei (care este standardizat) c=t [i de viteza v a fluidului.

~ntruc=t ecua]ia prezint\ dou\ necunoscute ( [i d)calculul de dimensionare se face prin `ncerc\ri `mp\r]indu-se `ndou\ etape:calculul preliminar, `n care se stabilesc dimensiunilepreliminare ale conductelor, presupun=nd cunoscute fiepresiunea H (`n cazul instala]iilor de `nc\lzire cu circula]ie pringravita]ie [i abur de joas\ presiune) fie viteza fluidului v (`ngravita]ie [i abur de joas\ presiune) fie viteza fluidului v (`ncazul instala]iilor de `nc\lzire cu circula]ie prin pompe);calculul de verificare, `n care se determin\ pierderea de sarcin\real\ `n func]ie de diametrele preliminare ale conductelorstabilite la primul punct

Elemente de calcul hidraulic la

instalaiile de nclzire cu ap

cald cu circulaie forat cald cu circulaie forat

La instala]iile de `nc\lzire cu ap\ cald\ cu circula]ie prinpompare ca urmare a influen]ei presiunii termice (gravimetrice)care se exercit\ pe coloanele instala]iei, se recomand\ cadimensionarea re]elelor de conducte s\ se fac\ separat pentrucoloane [i separat pentru re]eaua de distribu]ie.

Influen]a presiunii termice `n circuitul apei pe coloanele

.

Influen]a presiunii termice `n circuitul apei pe coloaneleinstala]iei. Se consider\ schema unei coloane (fig. 8.39)dimensionat\ pentru o presiune disponibil\

cbnRa PHP

,,

Rn

Rn - 1

R2hn-1

hn

R1

a

b

h1

h2

hn-1

Fig.8.39. Influen]a presiunii termice `ntro coloan\ a instala]iei de`nc\lzire cu ap\ cald\ cu circula]ie for]at\.

~n situa]ia `n care apa vehiculat\ este rece, se vor puteaasigura debitele normale `n circuitele corpurilor de `nc\lzirede pe coloan\, aceasta deoarece presiunea termic\ este nul\

ngH # 0 (`ntruc=t # 0).

~n cazul `n care apa vehiculat\ este cald\, pe coloan\ apare presiuneatermic\ care `n func]ie de temperatura agentului termic pe conducta deducere td sau pe cea de `ntoarcere tr ac]ioneaz\ diferit, astfel:

pentru valori ale temperaturilor td [i tr egale cu cele de regim,apare o dezechilibrare hidraulic\ `n circuitele coloanei `n sensulavantaj\rii corpurilor de `nc\lzire de la nivelurile superioare, carevor primi debite de ap\ mai mari dec=t cele de la nivelurileinferioare. Aceasta deoarece presiunea termic\ se exercit\ puternicla corpurile de `nc\lzire dela nivelurile superioare, activ=nd circula]ia apei `n circuiteleacestora;

pentru valori ale temperaturilor td [i tr inferioare celor deregim, `n timpul regl\rii centrale calitative, fenomenul dedezechilibrare hidraulic\ a circuitelor coloanei se exercit\invers, adic\ `n sensul avantaj\rii corpurilor de `nc\lzire de lanivelurile inferioare, care vor primi debite de ap\ mai mari dec=tcele de la nivelurile superioare. Explica]ia const\ `n aceea c\cele de la nivelurile superioare. Explica]ia const\ `n aceea c\efectul presiunii termice este mai redus ca urmare a sc\deriivalorilor temperaturilor td [i tr, circuitele coloanei fiind mai multsub influen]a presiunii pompei, care produce o activare acircula]iei apei `n circuitele din apropierea bazei coloanei.

gnPT HaHH Cc *+= [N/m2]

cTH

Din practica curent\ s-a constatat c\ pentru a asigura orepartizare normal\ a debitelor de c\ldur\ la consumatorii depe coloane, pentru majoritatea zilelor din perioada de`nc\lzire, se poate lua `n calculul de stabilire a presiunii

ngH`nc\lzire, se poate lua `n calculul de stabilire a presiunii

disponibile la baza coloanei HTc , jum\tate din presiuneagravimetric\ H gncalculat\ `n raport cu corpul de `nc\lzire cel mai susamplasat (adic\ a# 0,5).

Dimensionarea conductelor de pe o coloana.

Se consider\ schema coloanei din figura 8.40, unde se cunosc:debitele de c\ldur\ la corpurile de `nc\lzire QI, QII,,Qv, c=t [idebitele de c\ldur\ pe tronsoanele de conducte Q1, Q2, , Q5 ;pozi]ia corpurilor de `nc\lzire `n raport cu baza coloanei h , h ,

1 2 5pozi]ia corpurilor de `nc\lzire `n raport cu baza coloanei h1, h2,, h5, lungimile tronsoanelor l1, l2, , l9 [i temperaturaagentului termic td/tr.

h5

6

7

5

4

3

a

b

h1

h2

h3

h4

8

9

2

1

Fig. 8.40 Calculul conductelor la o coloan\ a instala]iei de `nc\lzire cu ap\ cald\ cu circula]ie for]at\

1 9 tronsoane de calcul

Calculul preliminar se `ncepe cu alegerea circuituluicorpului de `nc\lzire cel mai defavorizat, care trebuie s\ fiecel mai sus plasat [i cel mai `nc\rcat `n raport cu bazacoloanei (`n cazul de fa]\ corpul de `nc\lzire RV).

Presiunea disponibila se determina cu ajutorul relatiei

gVPT HHH CV *5,0+=

)-(h g 0,5 H +=H )-(h g 0,5 H dr5PC +=VTH

Intruc=t presiunea asigurat\ de pomp\ la baza coloanei este necunoscut\, ea se poate estima astfel:

cPH = 400500 [Pa/nivel]

HDe asemenea, tot `n cadrul calculului preliminar, `ntruc=tnu se cunoa[te presiunea asigurat\ de pompa Hpc ,"Normativul pentru proiectare [i executarea instala]iilorde `nc\lzire central\ I.13-96" recomand\ ca presiuneadisponibil\ total\ la baza coloanei s\ fie de cel pu]in

cPH

ngH

disponibil\ total\ la baza coloanei s\ fie de cel pu]intrei ori mai mare dec=t presiunea gravimetrica Hgnconsiderata la valoarea corespunzatoare temperaturiiexterioare a perioadei de incalzire

Astfel, pentru cazul de fa]\:

*3ngT

HHV

=

Cu rezultate bune se poate utiliza [i rela]ia:HH 7,1....5,1=

[N/m2]

[N/m2]ngT

HHc

7,1....5,1= [N/m2]stabilit\ pe baza unor calcule efectuate pe un num\r destul demare de coloane de diverse `n\l]imi [i cu `nc\rc\ri termicediferite.

~n continuarea calcului de stabilire a diametrelor preliminare pentru circuitul corpului de incalzire RV se adopta metodologia indicata la instalatiile de incalzire bitubulare cu circulatie naturala, adica se calculeazapierderea de sarcina liniara unitara medie Rm, si pierderea de sarcina liniara unitara medie Rm, si cunoscand debitele de caldura pe tronsoane Q1, Q2, , Q5 se determina cu ajutorul relatiei (8.55) diametrele preliminare d1, d2, , d5.

Calculul de verificare const\ `n stabilirea `n mod analog ca la circula]ia prin gravita]ie a pierderii de sarcin\ totale pe `ntregul circuit al corpului de `nc\lzire RV, care trebuie s\`ndeplineasc\ condi]ia:

HZlR + )*(VT

HZlR + 5,...,1)*(

Calculul se continu\ cu dimensionarea racordurilor lacelelalte corpuri de `nc\lzire de pe coloan\. Astfel, pentrucircuitul corpului de `nc\lzire RIV, presiunea disponibil\ total\este:

gIVPT HHH CIV += gIVPT HHH CIV +=

in care presiunea asigurata de pompa Hpc se obtinedin relatiile anterioare

gVTcP HHH V 5,0=

cPH= (Rl + Z)1,, 5 0,5gh5

Inlocuind in relatia (8.79) se obtine:

= (Rl + Z)1,, 5 0,5gh5 + 0,5gh4Sau

= (Rl + Z) 0,5g (h h )

IVTH

IVTH

= (Rl + Z)1,, 5 0,5g (h5 h4)

IVTH

}in=nd seama de pierderile de sarcin\ pe tronsoanele comune 1,2, 3, 4, din rela]ia (8.81) se ob]ine presiunea disponibil\ pentrudimensionarea conductelor racordului corpului de `nc\lzire RIV,

H6 # (Rl + Z)1,, 4 ,

IVTH

~n mod analog se ob]in [i celelalte presiuni disponibile laracordurile corpurilor de `nc\lzire R III, R II [i R I astfel: pentru racordul corpului de `nc\lzire R III (tronsonul 7)

H7 = (Rl + Z)5, 4 0,5g(h5 h3) pentru racordul corpului de incalzire R (tronsonul 8) pentru racordul corpului de incalzire R II (tronsonul 8)

H8 = (Rl + Z)5, 4, 3 0,5g(h5 h2) pentru racordul corpului de `nc\lzire R I (tronsonul 9)

H9 # (Rl + Z)5, 4, 3, 2 0,5g(h5 h1)

Calculul se continu\ cu stabilirea diametrelor preliminare, utiliz=nd metodologia dimension\rii de la instala]iile de `nc\lzire prin gravita]ie.

Calculul de verificare const\ `n stabilirea pierderilor de sarcin\ totale pe fiecare racord al corpului de `nc\lzire respectiv, care trebuie s\ `ndeplineasc\ condi]ia:

(Rl + Z)racord Hracord(Rl + Z)racord HracordMetodologia folosit\ este cea prezentat\ de asemenea `n detaliu la calculul de dimensionare al conductelor instala]iilor de `nc\lzire cu circula]ie prin gravita]ie.

Pentru situatiile in care nu este asigurat echilibrul hidraulic (ecua]ia 8.86) excedentul de presiune disponibila va fi consumat prin rezistenta locala a robinetului de la corpul de incalzire (realizand reglajul corespunzator la robinet

Dimensionarea retelei de distributie.

Se consider\ schema unei re]ele de distribu]ie (figura 8.41)unde se cunosc debitele de c\ldur\ pe fiecare tronsonQ1,,Q9, lungimile tronsoanelor l1, , l9 [i parametriiagentului termic td [i tr.agentului termic td [i tr.

sS

1I

33

5

V

Q1

l1

Q9

l9

Q8 Q7

Q3

l3

Q6

l6

Q5

1

9

3

6

44

IV2II

VQ8

l8

Q2

l2

Q7

l7

Q5

l5

Q4

l4

8

2

7 5

4

Fig. 8.41 Calculul conductelor la o re]ea de distribu]ie dintr-o instala]ie de `nc\lzire cu ap\ cald\ [i circula]ie prin pompare

Calculul de dimensionare a conductelor se `ncepe cucircuitul coloanei cel mai defavorabil plasat din punct devedere al pierderilor de sarcin\ (coloana cea mai dep\rtat\ depunctul de alimentare S), [i cea mai `nc\rcat\ din punct devedere termic (`n cazul de fa]\ se presupune ca fiind coloanaV).V).

Diametrele preliminare ale fiec\rui tronson se stabilesc `nfunc]ie de debitele de c\ldur\ transportate Q5, Q6, Q7, Q8 [i Q9[i vitezele optime (alese cresc\toare de la coloan\ spre punctulde alimentare). Vitezele optime se aleg at=t pe considerenteeconomice, c=t [i tehnice, adic\ a asigur\rii unui echilibruhidraulic `n re]eaua de conducte. Se poate adopta pentruconductele principale din apropierea punctelor de alimentareconductele principale din apropierea punctelor de alimentareviteza de 0,8 1,0 m/s, descresc=nd continuu p=n\ la0,20,3 m/s. Se recomand\ ca `n calculul preliminar s\ seporneasc\ ini]ial cu viteza de calcul de pe ultimul tronson alcoloanei de la care se `ncepe dimensionarea (`n cazul de fa]\pe tronsonul 5 se va lua `n calcul viteza de pe ultimultronson al coloanei V).

Pe baza vitezelor alese [i a debitelor de c\ldur\transportate pe fiecare tronson se determin\ diametrelepreliminare folosind rela]ia (8.55). Calculul se continu\ cu determinarea pierderilor de sarcin\totale pentru circuitul de la baza coloanei V la punctul detotale pentru circuitul de la baza coloanei V la punctul dealimentare S (circuitul pentru care s-au stabilit diametrelepreliminare), (Rl ^ Z)5,, 9. Aceast\ pierdere de sarcin\devine presiune disponibil\ Hd `n raport cu celelalte circuite aleinstala]iei adic\:

(Rl + Z)5,, 9 = Hd [N/m2]

~n continuare se verific\ dac\ aceast\ presiune disponibil\ poate fi consumat\ pe oricare din circuitele re]elei adic\:

Hd (Rl ^ Z)S, col IV (Rl ^ Z)S, col III (Rl + Z)S, col II (Rl + Z)S, col I . (Rl + Z)S, col II (Rl + Z)S, col I .

~n cazul `n care aceast\ condi]ie nu este `ndeplinit\ (nu este asiguratechilibrul hidraulic pe fiecare din circuitele re]elei de distribu]ie), seredimensioneaz\ conductele circuitului principal (punctul de alimentare S[i baza coloanei V), m\rind sau mic[or=nd diametrele unor tronsoane deconducte.

Presiunile disponibile la care se dimensioneaz\ racordurilecelorlalte coloane sunt:celorlalte coloane sunt:

racord coloana IV HIV # (Rl ^ Z)5 ; racord coloana III HIV # (Rl ^ Z)5, 6 ; racord coloana II HIV # (Rl ^ Z)5, 6, 7 ; racord coloana I HIV # (Rl ^ Z)5, 6, 7, 8 .

iar diametrele se calculeaz\ dup\ metodologia indicat\ `n cazul `n care secunoa[te presiunea disponibil\ [i debitele de c\ldur\.

Considera]ii pe marginea dimension\rii conductelor instala]iilor de nclzire cu ap cald i circulaie prin pompare. La acest gen de instala]ii pentru asigurarea echilibr\rii hidraulice a tuturor circuitelor, este indicat s\ se adopte urm\toarele m\suri: tronsoanele extreme ale re]elei de distribu]ie trebuie dimensionate mai larg, iar cele din apropierea punctelor de alimentare, mai str=ns; pe fiecare coloan\, indiferent de `nc\rcarea termic\ a acesteia s\ se realizeze aproximativ aceea[i pierdere de sarcin\, surplusul de presiune realizeze aproximativ aceea[i pierdere de sarcin\, surplusul de presiune disponibil\ fiind preluat de racordul coloanei la re]eaua de distribu]ie principal\; pentru asigurarea echilibr\rii hidraulice a tuturor circuitelor trebuie acordat\ aten]ia cuvenit\ tras\rii re]elei de distribu]ie (gruparea coloanelor cu putere instalat\ mic\, evitarea aliment\rii acestor coloane direct din re]eaua principal\, leg\turi scurte pentru coloanele `nc\rcate [i leg\turi lungi pentru cele mai pu]in `nc\rcate, devierea circuitelor mai pu]in `nc\rcate din cele `nc\rcate [i nu invers etc.).

Bilantul termic si hidraulic pentru diferite

scheme de distributie a agentului termic

Schema de distribu]ie trebuie s\ asigure corelarea `ntreparametrii nominali de temperatur\ ai re]elei [i cei defunc]ionare optim\ a aparatelor consumatoare de c\ldur\.

Apreciind c\ un aparat consumator de c\ldur\ poateceda c\ldura la orice debit de agent termic intrat `n aparat,eficien]a sa func]ional\ este optim\ pentru o anumit\ zon\ deeficien]a sa func]ional\ este optim\ pentru o anumit\ zon\ devalori ale debitului de ap\ [i implicit ale diferen]ei detemperatur\ `ntre intrarea [i ie[irea din aparat.

~n acela[i timp zona respectiv\ trebuie s\ ofere [i ostabilitate termic\, `n sensul c\ varia]ii mici ale debitului deap\ s\ nu conduc\ la varia]ii mari ale debitului de c\ldur\.

Aparatele consumatoare de c\ldur\ au valori diferite ale limitelorzonei optime de eficien]\ termic\. Astfel, corpurile `nc\lzitoare, `nfunc]ie de tipul constructiv, au o limit\ de 20 30oC a diferen]eide temperatur\, agregatele de aer cald au limite cuprinse `ntre 40o

[i 80oC, valorile mari referindu-se la agregatele de capacitatemare.

Diferen]a de temperatur\ (ecartul de temperatur\) a apeifierbin]i din re]eaua exterioar\, `n mod obi[nuit are valori ridicate,fierbin]i din re]eaua exterioar\, `n mod obi[nuit are valori ridicate,at=t `n cazul termofic\rii c=nd are valori impuse (150o 70o #80oC), c=t [i `n cazul aliment\rii cu c\ldur\ dintr-o central\termic\ c=nd valoarea este aleas\ pe calea unei optimiz\ri.

~n cazul `n care valoarea diferen]ei de temperatur\ dinre]ea corespunde cu cea a zonei de eficien]\ func]ional\ optim\ aaparatelor consumatoare de c\ldur\ acestea se alimenteaz\ `nparalel cu agent termic.

~n cazul `n care diferen]a de temperatur\ este mai mare decat cea de eficien]\ func]ional\ optim\ a aparatelorconsumatoare de c\ldur\, ecartul de temperatur\ din re]ea se realizeaz\ prin alimentarea `n serie a aparatelorconsumatoare de c\ldur\, apa ie[it\ dintr-un aparatconsumatoare de c\ldur\, apa ie[it\ dintr-un aparatintrand `n urm\torul. Efectul este similar dac\ se alimenteaz\ `n serie dou\ sisteme de `nc\lzire: sistemulde `nc\lzire cu corpuri `nc\lzitoare cu sistemul de `nc\lzire cu aer cald. Pentru orice schem\ se `ntocme[tebilan]ul termic [i hidraulic, `n care fiecare aparat sausistem `n parte, precum [i `ntreaga instala]ie `n ansamblulei trebuie s\ satisfac\ condi]iile men]ionate anterior.

Plecand de la rela]ia general\ de leg\tur\ `ntredebitul de c\ldur\ [i cel de ap\:

Q = Gct (W)Q = Gct (W)pentru cazul cel mai simplu a dou\ aparate consumatoare de c\ldur\sau dou\ sisteme (1,2), pentru ansamblul respectiv rezult\:

Q = Q1 + Q2 (W)

sau:

Gct = G1c1t1 + G2c2t2 (W)

`n care: Q, Q1, Q2 debitul de c\ldur\ al ansamblului [i respectiv al elementelor 1 [i 2, `n (W);

G, G1, G2 debitele corespunz\toare ale apei, `n (kg/s); t, t1, t2 diferen]ele corespunz\toare de temperatur\, `n t, t1, t2 diferen]ele corespunz\toare de temperatur\, `n (oC);

c, c1, c2 c\ldurile specifice ale apei la temperaturilerespective, `n (J/kgoC).

Deoarece la temperaturile respective, varia]ia c\ldurii specifice este redus\, se poate aproxima:

c = c1 = c2 = 4190 J/kgoC = 1 kcal/kgoC

~n cazul unei scheme de alimentare `n paralel, diferen]a de temperatur\ la aparatele consumatoare de c\ldur\ (sau sisteme) esteaceea[i cu a `ntregului ansamblu; rela]iile specifice sunt:

t = t1 = t2 (oC)t = t1 = t2 ( C)G = G1 + G2 (kg/s)

2

1

22

11

2

1

G

G

tcG

tcG

Q

Q=

=

La montarea `n serie, debitul de ap\ trecut prin aparateleconsumatoare de c\ldur\ (respectiv sisteme) este constant; rela]iilespecifice sunt:

G = G1 = G2 (kg/s)

t = t1 + t2 (oC)t = t1 + t2 ( C)

2

1

22

11

2

1

t

t

tcG

tcG

Q

Q

=

=

RacordareaRacordareaRacordareaRacordarea aparateloraparateloraparateloraparatelor consumatoareconsumatoareconsumatoareconsumatoare de cde cde cde c\\\\ldurldurldurldur\\\\la la la la instalainstalainstalainstala]]]]iileiileiileiile de `de `de `de `ncncncnc\\\\lzirelzirelzirelzire cu cu cu cu apapapap\\\\ caldcaldcaldcald\\\\

Cele mai multe dintre diferitele tipuri de aparateconsumatoare de c\ldur\ - agregatele de aer cald, suprafe]ele radiante [i unele corpuri `nc\lzitoare au bine definit\ circula]ia agentului termic `n interiorul lor. Astfel agentul termic p\trunde la un cap\t al aparatului, la partea superioar\ [i iese la partea inferioar\, la la partea superioar\ [i iese la partea inferioar\, la cap\tul opus sau la acela[i cap\t dup\ ce a str\b\tut aparatul consumator de c\ldur\.

La corpurile `nc\lzitoare de tipul radiator sauconvectoradiator circula]ia se face printr-o serie de coloane (]evi verticale) unite `ntre ele prin colectoareorizontale la partea superioar\ [i inferioar\.

Dup\ modul cum se racordeaz\ corpul`nc\lzitor la instala]ia interioar\ de `nc\lzire [idup\ circula]ia agentului termic prin corp, se disting urm\toarele solu]ii de racordare: disting urm\toarele solu]ii de racordare:

sus jos;

jos sus;

jos jos,

- intrarea [i ie[irea apei pe p\r]i opusea)sus jos `n diagonal\b)jos sus `n diagonal\c) jos jos

a) b) c)

- intrarea [i ie[irea apei pe aceea[i partea)sus jos pe aceea[i parteb)jos sus pe aceea[i parte

d) e)

Fig. 8.42 Racordarea corpurilor `nc\lzitoare

Racordarea sus jos; reprezint\ solu]ia cea mai uzual\.

Agentul termic, intrand la partea superioar\, pe m\sur\ cese r\ce[te, el coboar\ `n corpul `nc\lzitor, astfel `ncat circula]iaimpus\ de c\tre pompe, corespunde cu cea natural\ datorat\gravita]iei. Ie[irea agentului termic se face cel mai avantajos la gravita]iei. Ie[irea agentului termic se face cel mai avantajos la cap\tul opus intr\rii. La corpurile `nc\lzitoare cu lungimemic\, ie[irea se poate face la acela[i cap\t, dac\ solu]ia estemai economic\ din punct de vedere al lungimii conductelor de racordare.

Racordarea jos sus;

Avand circula]ia impus\ prin pompare `n sens invers cu cea natural\ (apa trebuie s\ urce pe m\sur\ ce se r\ce[te) conduce la o eficien]\ termic\ mai redus\.

~n func]ie de parametrii de temperatur\ ai agentului termic~n func]ie de parametrii de temperatur\ ai agentului termic[i de tipul corpului `nc\lzitor eficien]a termic\ la racordareajos sus este mai redus\ cu 10 40% decat `n cazul racord\riisus jos.

Pentru convectoradiatoare panou se apreciaz\ aceast\reducere a eficien]ei la 40%.

Racordarea jos jos: conduce de asemenea la o reducere a eficien]ei termice, mai mic\ decat la schema jos sus.

Racordarea aparatelor consumatoare de c\ldur\ `ntre ele`n cadrul unui grup de aparate se poate face `n paralel sau `n `n cadrul unui grup de aparate se poate face `n paralel sau `n serie.

Racordarea `n paralel presupune c\ `n fiecare aparat se face reducerea temperaturii `ntre acelea[i valori, iar `n cazulracord\rii `n serie, temperatura scade succesiv de la un aparatla altul.

Pentru cazul corpurilor `nc\lzitoare, la care eficien]a termic\ optim\ corespunde unei diferen]e reduse de temperatur\ (20o 30o) `ntrucat apa fierbinte are o diferen]\ mare de temperatur\ pe `ntregul ansamblu (80oC) este necesar ca la racordarea `n paralel a corpurilor `nc\lzitoare s\ se foloseasc\ `n cadrulcorpurilor `nc\lzitoare s\ se foloseasc\ `n cadrulansamblului schemei de distribu]ie alte solu]ii pentrurealizarea `ntregii diferen]e de temperatur\ (de exemplu`nserierea sistemului de `nc\lzire cu corpuri `nc\lzitoarecu sistemul de `nc\lzire cu aer cald).

Racordarea `n paralel a corpurilor `nc\lzitoare se face folosind circula]ia apei sus jos, `ntrucat asigur\cea mai bun\ eficien]\ termic\.

Racordarea `n serie se poate face pe grupurimici de corpuri `nc\lzitoare (2 4) sau grupurimari. Racordarea `n serie a dou\ corpuri se poate face `n dou\ variante, dup\ modul de poate face `n dou\ variante, dup\ modul de circula]ie al apei `n al doilea corp `nc\lzitor:

sus jos , sau

jos sus,

RA

RGb)

Fig. 8.43 Racordarea `n serie a dou\ corpuri de `nc\lzirea) sus jos ; b) jos sus.

RGa)

~n cazul racord\rii sus jos cel de-al doilea corp`nc\lzitor are o eficien]\ termic\ similar\ cu primul corp, `ns\ trebuie asigurat\ aerisirea celui de-al doilea corp [igolirea apei din primul corp.

~n cazul folosirii racord\rii jos sus la al doilea corpaerisirea se realizeaz\ u[or prin coloana de `ntoarcere, `ns\aerisirea se realizeaz\ u[or prin coloana de `ntoarcere, `ns\eficien]a sa termic\ este diminuat\, ceea ce conduce la cre[terea suprafe]ei sale. Pentru golire se folose[te o solu]iecomun\ la ambele corpuri cu robine]i de golire, RG.

Racordarea `n serie a dou\ corpuri `nc\lzitoare, nu asigur\ o eficien]\ termic\ optim\ decat pentru o diferen]\total\ de 40o 60oC, mai mic\ decat cea nominal\ a apeifierbin]i (80oC).

Racordarea `n serie a 3 4 corpuri`nc\lzitoare conduce la utilizarea `ntregiidiferen]e nominale de temperatur\ a apeifierbin]i. Sunt necesare `ns\ mai multe punctefierbin]i. Sunt necesare `ns\ mai multe punctede aerisire [i de golire a apei, fig. 8.44 .

RA RA RA

RG RG RG

Fig. 8.44. Racordarea `n serie a mai multor corpuri `nc\lzitoare (sus jos)

Grupurile mari de corpuri `nc\lzitoareracordate `n serie folosesc racordarea jos josa unor corpuri `nc\lzitoare de `n\l]ime redus\`n cadrul unui sistem de distribu]ie`n cadrul unui sistem de distribu]iemonotubular orizontal, fig. 8.45

RA RA RA RA RA

Fig. 8.45. Racordarea `n serie a corpurilor de `nc\lzire de `n\l]ime mic\ `n cadrul sistemelor de distribu]ie monotubulare

CORPURI DE NCLZIRE UTILIZATE N INSTALAIILE DE NCLZIREN INSTALAIILE DE NCLZIRE

Domenii de utilizare a corpurilor nclzitoare

La sistemul de `nc\lzire cu corpuri `nc\lzitoare,acestea sunt folosite pentru transferul c\ldurii de la

un agent termic `n stare lichid\ sau de vapori lamediul `n care se face `nc\lzirea. ~ntruc=t sistemulnu folose[te aparate cu elemente `n mi[care, se mainume[te [i `nc\lzire cu corpuri statice.

Corpurile de `nc\lzire cedeaz\ `n `nc\perea `n care suntamplasate c\ldura necesar\ echilibr\rii bilan]ului termic,realiz=nd compensarea pierderilor de c\ldur\ ale `nc\perii[i `nc\lzirea aerului rece infiltrat.

Pentru ob]inerea unei eficien]e sporite `n mediulPentru ob]inerea unei eficien]e sporite `n mediul`nc\lzit, amplasarea corpurilor `nc\lzitoare se face `nimediata apropiere a suprafe]elor celor mai reci, prin carese produce pierderea de c\ldur\, respectiv `n fa]a pere]ilorexteriori [i `n special `n fa]a ferestrelor. Datorit\ amplas\rii`n zona periferic\ a cl\dirii, `nc\lzirea cu corpuri`nc\lzitoare este denumit\ [i `nc\lzire perimetral\.

Deoarece corpurile `nc\lzitoare au o temperatur\mai ridicat\, aerul care vine `n contact cu acestea se`nc\lze[te prin convec]ie liber\ activ=ndu-secircula]ia sa `n `nc\pere. La r=ndul s\u, aerulcedeaz\ c\ldura suprafe]elor mai reci, prin carecedeaz\ c\ldura suprafe]elor mai reci, prin care`nc\perea este delimitat\ de mediul exterior (aer,sol) sau de alte `nc\peri cu temperatur\ mai sc\zut\.Totodat\, corpurile `nc\lzitoare (except=ndconvectoarele) cedeaz\ c\ldur\ i prin radia]iesuprafe]elor delimitatoare [i corpului omenesc.

La r=ndul s\u sistemul cu aer cald, chiar atuncic=nd este preferat, se combin\ cu sistemul cu corpuri`nc\lzitoare, pentru a se putea asigura confortultermic `n zona perimetral\. O combinare similar\ asistemelor se face [i atunci c=nd este necesar\sistemelor se face [i atunci c=nd este necesar\men]inerea unui regim redus de `nc\lzire `nperioadele de `ntrerupere a lucrului, pentru evitareaconsumului de energie electric\ (necesar\ `n cazul`nc\lzirii cu aer cald).

Principii constructive i funcionale ale corpurilor de nclzire

Principalul criteriu de clasificare a corpurilor de nclzire este cel constructivfuncional. Concomitent, se are n vedere ntregul ansamblu de caracteristici care se influeneaz reciproc:

constructive constructive

hidraulice

termice

de rezisten la coroziune

economice

Caracteristicile constructive ale corpurilor nclzitoare

Se refer la concepia funcional , gama Se refer la concepia funcional , gama dimensional, materialele folosite i modul de furnizare de fabric a corpului nclzitor.

Concepia constructiv - funcional

Concepia constructiv - funcional a corpurilor nclzitoare conduce la realizarea acestora (fig. 10.1) astfel:astfel:

evi care cedeaz cldura direct n mediul nclzit, circulaia agentului termic avnd loc:

ntr-un fir - tipul serpentin (fig. 10.1.a);

n mai multe fire paralele - tipul registru (fig. 10.1.b); evile paralele pot fi orizontale ( fig. 10.1.b1 ) sau verticale( fig. 10.1.b2 ), racordarea lor fcndu-se prin cte un distribuitor i colector.

evi (tip serpentin sau registru) care cedeaz cldura n mediul nclzit indirect, prin intermediul unor elemente aplicate, care pot fi: foi de tabl, plane sau cutate, tip radiator panou

(fig. 10.1.c1) sau foi de tabl cu orificii speciale pentru circulaia aerului - convectoradiator panou (fig. 10.1.c2);

aripioare din tabl, formnd canale verticale - tipul convectoradiator (fig. 10.1d).

evi (tip serpentin sau registru) cu aripioare aplicate pe ele, amplasate ntr-o cutie - tipul convector (fig. 10.1e); cedarea cldurii n mediul nclzit se face indirect, prin intermediul curentului de aer care trece prin cutia corpului nclzitor.

Elemente verticale, fiecare cu mai multe coloane, Elemente verticale, fiecare cu mai multe coloane, corpul nclzitor (tip registru vertical ) fiind format prin mbinarea mai multor elemente - tipul radiator (fig.10.1f).

Foi de tabl presate, care prin mbinarea lor (dou foi) creeaz spaii pentru circulaia apei - tipul radiator panou ( fig. 10.1g ).

a b1 b2

c1 c2c1 c2

d

e f g

Fig. 10.1 Tipuri de corpuri nclzitoarea serpentin; b registru de evi (b1 orizontale; b2 verticale );

c1- radiator panou; c2 convectoradiator panou; d convectoradiator;e convector; f radiator; g panou.

Gama dimensional

Gama dimensional se caracterizeaz prin lungimea, limea, nlimea i suprafaa de lungimea, limea, nlimea i suprafaa de contact a corpului de nclzire cu aerul.

Materialul folosit

Materialul folosit n mod frecvent este oelul sub form de evi i tabl. O excepie fac sub form de evi i tabl. O excepie fac radiatoarele care se pot fabrica din font, aluminiu sau alte metale i aliaje. La convectoare evile se pot realiza i din cupru, iar aripioarele din aluminiu.

Caracteristicile hidraulice ale corpurilor nclzitoare

Se refer la modul de circulaie al apei n corpurile nclzitoare, la volumul de ap al acestora i la rezistena hidraulic n circulaia agentului termic.Circulaia apei se poate face n unul sau mai multe fire:

a)Circulaia ntr-un fir ( tip serpentin ) se face cu debit mare de ap pe a)Circulaia ntr-un fir ( tip serpentin ) se face cu debit mare de ap pe un drum lung, situaie caracteristic agentului termic ap cu ecart mare de temperatur.b) Circulaia n mai multe fire paralele (tip registru ) se face cu debit mic de ap i drumuri scurte n fiecare din firele de circulaie - situaie caracteristic agentului termic ap cu ecart redus de temperatur sau abur.

Cele dou moduri de circulaie a apei se pot combina cu aproape oricare din concepiile constructiv - funcionale ale corpurilor nclzitoare.

Caracteristicile termice ale corpurilor nclzitoare

Se refer la modul i capacitatea de cedare a cldurii, precum i variaiile acestora.Modul de cedare a cldurii de ctre un corp nclzitor depinde de concepia constructiv - funcional de realizare a acestuia .

n mod obinuit cedarea de cldur se face mixt, prin convecie i radiaie; n mod obinuit cedarea de cldur se face mixt, prin convecie i radiaie; o excepie o reprezint convectorul, care cedeaz cldura aproape exclusiv, prin convecie. O pondere mai ridicat a cedrii prin radiaie se realizeaz la radiatorul panou, comparativ cu celelalte corpuri nclzitoare.

Debitul de cldur cedat mediului, (fluxul termic), reprezint principala caracteristic a corpului nclzitor. Exprimarea sa se poate face global pentru ntregul corp nclzitor (W/corp) , sau sub form de debit specific, raportat la: unitatea de suprafa [W/m2] unitatea de lungime [W/m] ( la registru ).

Variaia debitului de cldur, ca urmare a posibilitilor de reglaj, sau a unor cauze exterioare, se face n funcie de :

debitul de agent termic ;

temperatura agentului termic la intrarea n corpul nclzitor ;

coeficientul global de transmisie a cldurii ; coeficientul global de transmisie a cldurii ;

modul de racordare al corpului nclzitor;

lungimea corpului nclzitor ;

modul de montare ;

presiunea barometric .

Caracteristicile mecanice

Caracteristicile mecanice ale corpurilor nclzitoare se refer la rezistena corpului nclzitor la presiunea agentului termic, la solicitri mecanice exterioare, la variaia temperaturii i la aciunea chimic a agentului variaia temperaturii i la aciunea chimic a agentului termic i a mediului exterior.

a)Rezistena la presiunea agentului termic este mare la corpurile n care agentul termic circul prin evi cu grosime obinuit a pereilor i mai redus la corpurile cu volum mare de ap (radiatoare) sau la corpurile realizate din ambutisarea a dou foi de tabl (de exemplu panou).

b)Rezistena la aciuni mecanice n timpul transportului, montajului i exploatrii este mare la corpurile formate din evi (serpentine, registre) i redus la celelalte tipuri, fie datorit deformrii elementelor din tabl de oel (aripioare, foile panourilor), fie datorit casanei, n cazul radiatoarelor din font.

c)Rezistena la variaia temperaturii reprezint rezistena fa c)Rezistena la variaia temperaturii reprezint rezistena fa de eforturile aprute la dilatarea i contracia elementelor componente ale instalaiei.

d)Rezistena la aciunea chimic agresiv a agentului termic. Aceast rezisten este ridicat la font i aluminiu (radiatoare), cupru (unele convectoare) i redus la corpurile din oel - eav sau tabl.

Caracteristicile economice.

Caracteristicile economice ale corpurilor de nclzire se refer la stabilirea unor indici economici, raportarea acestora fcndu-se la unitatea debitului de cldur (n mod uzual la 1000 W ).mod uzual la 1000 W ).n mod obinuit indicii se refer la : costul corpului nclzitor [lei /1000W]; consumul de metal [kg/1000W]; consumul de manoper la fabricaie i la montaj [ore/1000W]; consumul de energie nglobat [kWh/1000W]; [kg c.c./1000W].

Soluii constructive pentru corpurile de nclzire

Clasificarea corpurilor de nclzire se face dup diverse criterii, cum ar fi :

concepia constructiv

modul de cedare a cldurii modul de cedare a cldurii

agentul termic folosit

materialul utilizat

gama dimensiunilor etc.

Deoarece materialul folosit la construcia corpurilor de nclzire, prin caracteristicile sale fizico mecanice i posibilitile tehnologice de prelucrare, impune n general concepia constructiv funcional a acestora cu implicaii directe asupra modului de cedare a cu implicaii directe asupra modului de cedare a cldurii, am considerat util utilizarea acestui criteriu de clasificare, grupnd corpurile de nclzire astfel :

corpuri de nclzire din oel ;

corpuri de nclzire din font ;

corpuri de nclzire din aluminiu ;

corpuri de nclzire din alte materiale.

Corpuri de nclzire din oel

A. Corpuri nclzitoare din evia) Serpentine.

Sunt corpuri de construcie simpl, realizate ca un Sunt corpuri de construcie simpl, realizate ca un fascicol de evi coplanare, rezultat prin curbarea acestora la 180o (fig. 10.2.a), prin mbinarea sudat de tronsoane de eav dreapt cu curbe prefabricate la 180o sau 90o (fig.10.2.b ), sau prin mbinarea de tronsoane drepte din eav de acelai diametru, tiate la 45o (fig.10.2.c).

LH

L

H H

L

cba

Fig. 10.2. Serpentine din evi de oela - eav curbat ; b - evi mbinate cu curbe la 180 o (1) sau 90 o (2) ;c - evi drepte, tiate la 45o ;

evile folosite n mod curent la confecionarea serpentinelor au diametrulcuprins ntre 50 i 80 mm, dar gama acestora poate fi extins, dupnecesiti, ntre 20 i 100 mm. Pentru serpentinele de tipul c pot fi utilizatede asemenea evi de seciune rectangular.

Parametrii maximali ai agenilor termici cu care pot fi alimentate serpentinele

Parametrii Agent termic

Maximi Ap Abur

Temperatura ( oC ) 150 150Presiunea ( bar ) 16 4

sunt prezentai n tabelul 10.1.Tabelul 10.1.

Ca urmare a faptului c ntreaga suprafa de nclzire a serpentinei este n contact direct cu agentul termic, temperatura medie a serpentinei este foarte apropiat de cea a agentului termic ( purttor de cldur ), ceea ce reprezint un avantaj din punct de vedere al cedrii cldurii, cu att mai mult cu ct toat masa de metal a serpentinei este activ.Serpentina fiind parcurs pe toat lungimea de debitul integral de Serpentina fiind parcurs pe toat lungimea de debitul integral de agent termic,realizeaz o vitez mare de circulaie a acestuia, ceea ce o face s fie corespunztoare folosirii apei fierbini, caracterizat de ecarturi mari de presiune i temperatur.Dimensiunile de gabarit uzuale pentru serpentine sunt:

H = 300 ..1000 mm ; L = 5005000 mm;

AA

A-A

A

Fig. 10.3 Serpentine cu evi orizontale n eichier1 - eav dreapt ; c - curb la 180 o ; s - suport de susinere ; r - tu de racordare ; m - muf de racordare ; f - flan .

Acest tip de serpentin a fost realizat n Romnia, conform N.I.I. 268 - 77, din eav de oel, sudat longitudinal pentru construcie 42 x 2,5 mm ntr-o gam de 80 tipodimensiuni (fig.10.3), determinate prin : lungimea evii drepte 5004000 mm cu modul de lungimea evii drepte 5004000 mm cu modul de 250 mm cu o lungime de gabarit de 6604160 mm ; numrul de evi 512 buci, ceea ce duce la o nlime de gabarit de 4021007 mm.Valorile maximale admise ale parametrilor agenilor termici pentru serpentina de nclzire din fig.10.3 sunt : presiunea de utilizare 16 bar, temperatura 200 oC.

b) Registre de nclzireSunt alctuite din fascicule de evi paralele, pozate orizontal sau vertical i avnd n cele mai multe cazuri extremitile fixate n alte evi de acelai diametru sau mai mare, numite distribuitor i respectiv colector.Din punct de vedere funcional, registrul de nclzire ofer agentului termic mai multe trasee paralele, ceea ce permite reducerea vitezei de circulaie, i implicit, a rezistenei hidraulice, fiind recomandabil de circulaie, i implicit, a rezistenei hidraulice, fiind recomandabil i n cazul agenilor de nclzire cu debit volumetric mare ( ap cu ecart de temperatur mic ).Registrele de nclzire orizontale (fig.10.4)sunt executate pentru urmtoarele condiii generale :

temperatura maxim a agentului termic - 150 oC ; presiune maxim : ap - 16 bar abur - 4 bar ;

diametrul evilor i al distribuitor - colectorului: 76 x 3,5 mm; 76 x 3mm;

lungimea evilor orizontale: 5005000 mm cu modul de 250 mm; numrul de evi orizontale: 28 buc., determinnd nlimea de gabarit ntre 206 i

986 mm; mod de racordare: flane sau mufe ; asamblarea elementelor componente se face prin sudare. nlimea de gabarit: 600, 800 sau 1000 mm ; lungimea de gabarit: 540 - 2744 mm la tipul I i 704 - 2908 mm la tipul II, funcie

de numrul de evi verticale ( ntre 5 i 24 buc. cu pas de 116 mm ); lungimea de gabarit: 540 - 2744 mm la tipul I i 704 - 2908 mm la tipul II, funcie

de numrul de evi verticale ( ntre 5 i 24 buc. cu pas de 116 mm );Parametrii maximali admii ai agentului termic sunt :

temperatura : ap: 150 oC ; abur: 175 oC ; presiunea : ap: 16 bar abur: 8 bar ;

51

6

7

4

2 3

2

Fig. 10.4. Registru de nclzire cu evi orizontale1 - distribuitor; 2 - eav orizontal extrem; 3 - eav orizontal median; 4 - colector; 5 - tu de racord; 6 - flan; 7 - muf de racordare.

Registrele de nclzire verticale au nsuiri termohidraulice asemntoare registrelor orizontale, cu urmtoarele particulariti :

-fasciculul de evi paralele este pozat -fasciculul de evi paralele este pozat vertical, ntr-un singur rnd la tipul I (fig. 10.5a) i n dou rnduri paralele la tipul II (fig. 10.5b).

21

1

2

1

Fig. 10.5. Registru de nclzire verticala - tipul I (simplu ); b - tipul II (1 - distribuitor, colector ; 2 - eav

vertical).

Corpuri nclzitoare din evi cu elemente aplicate

Plecnd de la ideea creterii fluxului termic al serpentinelor i registrelor prin mrirea suprafeei de schimb de cldur, corpurile nclzitoare din evi cu elemente aplicate prezint o mare diversitate de concepte constructive, rezultat din combinarea difereniat ca tehnologie de execuie a tipurilor de corpuri nclzitoare din evi, cu elemente adiionale din materiale i cu forme diferite.nclzitoare din evi, cu elemente adiionale din materiale i cu forme diferite.Caracteristici funcionale principale :- circulaia agentului termic se face prin serpentine sau registre; cedarea de cldur are loc att prin eav ca element de contact direct cu agentul termic, ct i prin elemente aplicate pe eav, nclzite prin conducie, ceea ce duce la creterea fluxului termic radiant; temperatura medie a suprafeei de nclzire este mai sczut dect cea a agentului nclzitor, ceea ce permite utilizarea agenilor termici cu parametri ridicai.

Tipuri reprezentative de corpuri nclzitoare cu elemente aplicate:

A)Serpentine sau registre din evi orizontale cu aripioare

Se realizeaz prin aplicarea de aripioare de form ptrat sau circular cu latura (diametrul) de 50 - 100 mm din tabl de oel cu grosimea de 0,4 -Se realizeaz prin aplicarea de aripioare de form ptrat sau circular cu latura (diametrul) de 50 - 100 mm din tabl de oel cu grosimea de 0,4 -1,0 mm fixate pe evi cu diametru mic 1/2 - 2.Aripioarele sunt prinse de eav prin intermediul unui guler de 3 - 4 mm. La alte variante, aripioarele sunt realizate din band spiralat n jurul evii cu pasul de 35mm. n alte soluii constructive, creterea suprafeei se obine prin spiralarea unei spirale din srm din oel sau cupru n jurul evii.Tehnologiile perfecionate permit obinerea de evi din aluminiu cu tot cu aripioare rezultate prin extrudare.

b) Radiatoare panou

Sunt numite astfel, n mod convenional, corpurile nclzitoare alctuite din serpentin sau registru din eav, de care se prinde prin sudur , lipire, coliere etc., eav, de care se prinde prin sudur , lipire, coliere etc., pe una din fee ori pe amndou, o tabl din oel sau aluminiu cu suprafaa lin, ondulat, striat sau profilat.

O construcie de acest tip este radiatorul panou GOLF , care are suprafaa de nclzire din tabl de aluminiu profilat fixat cu agrafe de o serpentin de oel

c) Convectoradiatoare tip panou (C R P)Sunt compuse dintr-un registru de evi verticale de 3/8 cu distribuitor i colector din eav ptrat 30 x 30 x 3 mm (fig. 10.6).

Pe cele dou fee ale registrului sunt sudate panouri din tabl neagr cu grosimea de 0,5 mm, pe care sunt practicate iruri verticale de fante orizontale, avnd lungimea aproximativ egal cu distana dintre evile lungimea aproximativ egal cu distana dintre evile registrului.Orientarea fantelor, n jos pe panoul anterior, i n sus pe cel posterior, faciliteaz circulaia aerului, realizndu-se creterea aportului conveciei la emisia total de cldur.

Prin cuplare se pot obine C R P - uri duble cu distana ntre axe de 100 mm. C R P -ul poate funciona cu ap fierbinte sau abur cu tmax = 150

oC i pmax = 16 bar.

AA-A1 2

6

4

5

5

1

4

2

3

Fig. 10.6. Convectoradiator tip panou ( C R P )1 - distribuitor ; 2 - eav vertical ; 3 -

A3

51 - distribuitor ; 2 - eav vertical ; 3 -colector ; 4 - panou cu fante ;5 - element de fixare ; 6 - flan ;

Fig. 10.6. Convectoradiator tip panou ( C R P )1 - distribuitor ; 2 - eav vertical ; 3 - colector ; 4 - panou cu fante ;5 - element de fixare ; 6 - flan ;

Gama tipodimensional a convectoradiatoarelor tip panou

conine 3 grupe de uniti determinate de nlimea H, n fiecare grup existnd 25 de lungimi L la CRP simplu ( cu un rnd de evi ) i 15 lungimi L la C R P dublu ( cu dou rnduri de evi ) rezultate din numrul de evi verticale pe rnd , i de evi ) rezultate din numrul de evi verticale pe rnd , i anume : n = 428 evi la C R P simplu i n = 1024 evi la C R P dublu.

d) Convectoradiatoare tip SPAu la baz registrul de evi verticale pe care se aplic elemente din tabl alctuind tuburi sau canale de diferite forme i mrimi (n seciune canale de diferite forme i mrimi (n seciune transversal) i avnd capetele deschise pentru intrare (jos) i ieire (sus) a aerului. Elementele aplicate contribuie la reducerea temperaturii medii superficiale i majoreaz cota de cldur transmis prin convecie.

A A

A-A

1/2" 1"

1/2"

1/2"Teava

Tabla neagrag=0,5

a)

1"

b)Fig. 10.7. Convectoradiator tip S P

a - cu o coloan ; b - cu dou coloane ; n - numrul de elemente

Convectoradiatorul tip SP a fost produs la Alexandria conform NID 30, (fig, 10.7.) i este compus din: registru cu evi verticale (elemente) cu diametrul 1/2, sudate n distribuitor i colector cu diametrul de 1 i distana 70 mm ntre axe; aripioare din tabl neagr de 0,5 mm grosime, sudate pe evile verticale, formnd dou canale rombice cu diagonala mare aprox. 40 mm, situate n faa i n spatele registrului. situate n faa i n spatele registrului. racorduri cu mufe fixate la unul din capetele distribuitorului i colectorului.

Agenii termici folosii pot fi apa sau aburul cu pmax = 16 bar.Elementele constructive care definesc gama de tipodimensiuni ale convectoradiatorului SP sunt: nlimea (distana dintre axele distribuitorului i colectorului); lungimea (dat de numrul de evi verticale - 3 35 evi ntr-un plan).

C. Convectoare

Convectorul este alctuit din evi cu aripioare acoperite de o masc, n care sunt practicate goluri la partea inferioar i superioar, i goluri la partea inferioar i superioar, i cedeaz cldur aproape exclusiv prin convecie liber.

a)Convectorul cu mascA fost realizat la Alexandria, conform N.I. 62 - 72 i este alctuit din urmtoarele pri principale (fig.10.8): bateria de nclzire format din 2 sau 3 evi plate 40 x 10 x 1,75 mm OLT 35, pe care se fixeaz, prin zincare la cald, 204 buc/m aripioare rectangulare, din tabl decapat de 204 buc/m aripioare rectangulare, din tabl decapat de 0,4 mm, cu nlimea de 60 mm i limea de 163 mm pentru 3 evi sau 109 mm pentru 2 evi; distribuitor i colector din tabl decapat; masc din tabl decapat, care mpreun cu peretele pe care se monteaz convectorul, formeaz spaiul de circulaie a aerului nclzit; jaluzelele pentru dirijarea jetului la ieire.

Fig. 10.8. Convector cu masc 1 - evi nclzitoare ; 2 - aripioare ; 3 - distribuitor ( colector );

4 - racord intrare ( ieire ); 5 - masc ; 6 - clapet de reglaj ;7 - buton de acionare clapet ; 8 - jaluzele ; 9 - console de fixare ;10 - glaf .

Convectorul cu masc permite utilizarea de ageni termici cu urmtorii parametri maximali :

ap, cu temperatura de 130oC i presiunea de 10 bar ;

abur saturat cu presiunea de 2 bar i abur saturat cu presiunea de 2 bar i temperatura 133oC.

Numrul (2 sau 3) i lungimea evilor 500 - 1500 mm cu modul de 100mm, precum i nlimea mtii 230 mm sau 460 mm, definesc o gam de 33 de tipodimensiuni.

b) Convectoare de plint

Fig. 10.9. Convector de plint1- eav cu aripioare; 2- masc; 3- clapet; 4- consol;5,6- uruburi de prindere.

Difer de convectoarele cu masc prin urmtoarele elemente (fig. 10.9): bateria de nclzire conine o singur eav plat, deci nu are distribuitor i colector ; limea foarte redus a mtii nu mai necesit jaluzele ; la capetele convectoarelor de plint pot fi montate la capetele convectoarelor de plint pot fi montate elemente de capt confecionate din tabl de oel.Convectoarele de plint s-au executat conform N.I.I. 134 -73, n 10 mrimi determinate de lungimea mtii, nlimea i limea fiind constante.Ca agent termic pentru convectoarele de plint se utilizeaz apa cu temperatura maxim de 100 oC i presiunea maxim de 10 bar.

D. Panouri nclzitoare

Sunt corpuri de nclzire construite din foi de tabl sau benzi de oel sau aluminiu prin tabl sau benzi de oel sau aluminiu prin presare, ambutisare, lipire, sudare, astfel nct s se obin un sistem de canale de circulaie pentru agentul termic, similar registrelor din evi verticale sau orizontale.

A A A A AA

B B B B

A

B-B

A

B-B

a b

Fig. 10.10. Panou nclzitor

Forma seciunii canalelor i profilul exterior al panourilor pot fi destul de diferite, principial construcia unui panou nclzitor fiind prezentat n fig. 10.10.n Romnia s-a fabricat radiatorul panou ROTERM i ntrunete nsuirile caracteristice ale mai multor tipuri de corpuri i anume (fig. 10.11):corpuri i anume (fig. 10.11): canale din tabl pentru circulaia agentului termic, ca la panoul nclzitor; suprafa nclzitoare exterioar, din tabl neudat de agentul nclzitor, similar radiatorului panou; curentul de aer circul n micare natural, ntre evile de agent termic i suprafaa periferic (panou) a corpului nclzitor, asemenea convectoradiatorului.

Gama de fabricaie a radiatorului panou ROTERM se extinde la 95 tipodimensiuni, radiatorul putnd avea 2 - 20 elemeni i lungimi cuprinse ntre 150 i 1500 mm.

Agentul nclzitor admis este apa cu temperatura de 110oC i presiunea limitat la 4 bar.presiunea limitat la 4 bar.

Fig. 10.11. Radiator panou ROTERMa - simplu ; b - dublu ; c - detaliul A vzut din spatele radiatorului;d - detaliul B.

Corpuri de nclzire din font

Radiatoare din font

Sunt alctuite din elemente verticale din font cu nsuiri termice asemntoare cu registrele din evi verticale.termice asemntoare cu registrele din evi verticale.

n Romnia se produc dou serii de elemente din font :

-elemente cu 2 sau 3 coloane unite de seciune eliptic, STAS 7363-86, fig. 10.12.

elemente cu 2, 4, 6 sau 9 coloane independente de seciune circular, STAS 7364 86, fig. 10.13.

Fig. 10.12. Radiator din font cu coloane unite

Parametrii maximi ai agenilor termici pentru radiatoare din font sunt pentru tipul cu:

coloane unite de seciune eliptic :

ap: t = 140 oC ; p = 6 bar ;ap: tmax = 140 oC ; pmax = 6 bar ;

abur: tmax = 151 oC ; pmax = 4 bar ;

coloane libere de seciune circular :

ap: tmax = 115 oC ; pmax = 5 bar ;

abur: tmax = 133 oC ; pmax = 2 bar.

Fig. 10.13. Radiator din font cu coloane independenteFig. 10.13. Radiator din font cu coloane independente

Fig. 10.13. Radiator din font cu coloane independente

Realizri constructive ale corpurilor de nclzire pe plan internaional

Tipurile constructive reprezentative de corpuri de nclzire, au urmtoarele caracteristici comune:

mas proprie mic; canale de circulaie a agentului termic cu perei subiri i de

seciune mic;seciune mic; inerie termic mic (volum de ap nglobat mic), avnd n

vedere caracterul permanent al furnizrii agentului termic; forme diversificate; acoperiri exterioare estetice, mentenabile i fiabile; tratamente anticorozive.

Avnd n vedere baza comun de analiz a corpurilor de nclzire, i anume agentul termic folosit, apa cald cu td / tr = 90

oC / 70 oC i t = 60 oC, i faptul c nu exist corp de nclzire care s cedeze cldur numai prin radiaie sau numai prin convecie, structurm principalele realizri n domeniul construciei de corpuri de nclzire , tot dup materialul folosit, i anume:domeniul construciei de corpuri de nclzire , tot dup materialul folosit, i anume: corpuri de nclzire realizate din materiale uoare - aliaje de aluminiu; corpuri de nclzire realizate din oeluri aliate; corpuri de nclzire din font; corpuri de nclzire realizate din dou sau mai multe materiale diferite.

Corpuri de nclzire din aliaje de aluminiu

Construcia corpurilor de nclzire din aluminiu se focalizeaz pe dou direcii principale:se focalizeaz pe dou direcii principale:

radiatoare;

registre ,verticale sau orizontale.

a) Radiatoare din aluminiun Europa, un numr mare de productori realizeaz elemente de radiator din aluminiu, asamblate prin niplare.Pentru condiii nominale, diferenele constructive Pentru condiii nominale, diferenele constructive i din punct de vedere al puterii termice pe element pentru aceleai dimensiuni de gabarit sunt minime la acelai productor sau ntre diferii productori, aa cum rezult i din exemplele prezentate n tabelul 10.2, tabelul 10.3, tabelul 10.4.

Radiatoare din aluminiu

Tip element

td / tr [ o C ]

t

[o C ]Putere termic

[ W / elem ]Observaii

T 500 90 / 70 60 161,2 Dist. ntre nipluri d=500mm

Tabelul 10.2.

L 500 90 / 70 60 163,1 Dist. ntre nipluri d=500mm

ET 500 90 / 70 6