Incalzire Acm Regen

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Incalzire Acm Regen

Citation preview

  • UNIVERSITATEA TEHNIC DIN CLUJ- NAPOCA FACULTATEA DE MECANIC SPECIALIZAREA: Maini i echipamente termice.

    PROIECT DE DIPLOM

    calde menajere intr-o locuin unifamilial prin utilizarea de surse regenerabile

    Conductor de proiect: Absolvent: Prof. dr. ing. Mugur Blan Corbureanu Cornel Instalaie pentru nclzire i prepararea apei anul 2006

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 1

    Prezentarea general a lucrrii

    Aceast lucrare prezint o instalaie pentru nclzirea si prepararea apei calde menajere

    intr-o locuina unifamilial folosind surse regenerabile de energie. Pentru a transforma energia

    regenerabil n cldur de obicei este nevoie de anumite echipamente specifice. Cele mai

    des utilizate echipamente pentru nclzirea locuinelor unifamiliare sunt sistemele de

    colectare a energiei solare, pompele de cldur i sistemele de ardere a combustibilor solizi

    regenerabili.

    Lucrarea conine un memoriu tehnic n care se prezint echipamentele alese pentru

    incalzire si preparare de apa cald menajera, locuina unifamilial considerat, dimensiunile

    acesteia.

    A doua parte a lucrrii conine memoriul justificativ, de calcul, care este structurat n

    capitole. n primul capitol s-a calculat necesarul de cldur specific locuinei unifamiliare

    considerate. Al doilea capitol prezint soluiile tehnice care pot fi utilizate pentru nclzirea

    unei locuine unifamiliare si s-au efectuat calculele termice ale soluiilor prezentate.

    n capitolul al treilea s-a efectuat o analiz tehnico economic n vederea alegeri

    soluiei optime de nclzire a locuinei unifamiliale. n capitolul patru s-a efectuat schema

    instalaiei i prezint modul n care se poate automatiza instalaia proiectat.

    Capitolul cinci conine o tem tehnologic, mai precis un itinerar tehnologic efectuat n

    scopul realizarii unui reper aflat n componena instalaiei termice proiectate.

    Capitolul sase cuprinde cteva norme de protecia muncii, care trebuiesc luate n

    considerare n proiecterea unei instalaii termice.

    La finalul lucrrii a fost ataat lista bibliografic. Desenele realizate, sunt ataate

    deasemenea, la finalul proiectului, mpreun cu restul datelor, fiind stocate pe CD.

    Nici una dintre soluiile de nclzire, care folosesc surse regenerabile de energie nu

    sunt nici pe departe mai puin convenabile, sau mai dificil de utilizat dect soluiile moderne

    care utilizeaz combustibili lichizi sau gazoi, datorit posibilitii de reglare a puterii i a

    controlului automatizat.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 2

    General presentation of the paper work In this work paper I will present a heating installation for one family house,

    which use recoverable energy sources. In order to transform the recoverable energy into

    the heat energy custom requisite specific equipments. Most commonly used equipments

    for one family house heating are the solar collectors, heat pumps and recoverable solid

    fuel burners.

    All heating solutions which use recoverable energy sources are hardly

    less convenient or more difficult to operate than modern oil or gas-fired heating

    systems, all thanks to modulating output and digital control.

    The first part of this work paper contain a short tehnical sheet which present the

    roll of the house heating sistems and the way these sistems run, the importance of

    using the recoverable energy sources, the way that the one family house is disposit, hers

    dimensions as well as the temperature levels which interpose in the performing of

    calculations used to determinate the heat required for the house that we speak.

    The second part of this work paper contain the justification of the

    performing calculations, which is structured into eight chapters.

    To the end of the whork paper it is attached the bibliografy list. The drawings

    achived has been attached at the end of the paper whork along whit the rest of data,

    stocked on a CD.

  • Cuprins

    I. Memoriu tehnic

    1. Prezentarea imobilului i descrierea amplasamentului..................................................... 3

    2. Descrierea soluiilor tehnice posibile pentru inclzirea i prepararea apei calde menajere utiliznd surse regenerabile..................................................................................7

    2.1. Utilizarea energiei solare prin colectoarele cu tuburilor vidate..................................7 Nivelul de insolaie Media lunar de nsorire 2.1.2 Colectoarele cu tuburilor vidate...............................................................................9 Tipuri constructive ale colectoarelor cu tuburilor vidate Colectoare solare cu rezervor integrat nepresurizat Colectoare solare cu rezervor integrat sub presiune Colectoare solare de uz general cu transfer indirect Colectoare solare de uz general cu transfer direct 2.1.3 Tuburile vidate........................................................................................................16 Tuburile vidate simple Tuburile vidate superconductoare Tuburi vidate superconductoare de mare eficien Strat selectiv sau acoperire selectiva Tuburile termice 2.2 Pompele de caldura.................................................................................................20 2.2.1 Principiu de functionare..........................................................................................20 2.2.2 Clasificarea pompelor de caldura............................................................................22 2.3 Ventilarea si remprosptarea aerului.....................................................................33 2.4 Inclzire prin pardoseal........................................................................................34

  • II. Memoriu justificativ de calcul

    1.Determinarea necesarului de caldura pentru incalzirea locuintei...................................35 1.1 Principiu de calcul.......................................................................................................35 1.1.2 Calculul necesarului de caldura pentru incalzirea locuintei....................................40 1.2 Determinarea necesarului de caldura pentru prepararea apei calde menajere.............44 2 Solutii tehnice de incalzire utilizand surse regenerabile de energie...............................45 2.1 Utilizarea colector cu tuburi vidate pe principiul Hetpipe (tub termic).......................45 2.2 Utilizarea unei pomepe de caldura...............................................................................70 2.2.1 Calculul variantelor de pompa de caldura................................................................75 2.2.2 Calculul pompei de cldur sol ap de tip put.......................................................76 2.2.3 Calculul de alegere al pompei de cldur sol ap de tip put..................................80 2.2.4 Proiectarea si alegerea partilor componente ale pompei de caldura.........................85 3 Analiza tehnico economic a costurilor de exploatare..............................................103 3.1 Calculul costului de exploatare pentru instalaia solara cu colectori vidati Vitasol 300 3.2 Calculul costului de exploatare al instalaiilor de pompe de cldur 4 Schema instaltiei si automatizarea acesteia..................................................................106 4.1 Prepararea de apa calda menajera cu boiler Vitocell-B 100 cu energie solara 4.2 Circuitul de apa cu antigel al pompei de caldura (primar) 4.3 Circuitul de incalzire al pompei de caldura (secundar) 4.4 Dezinfectarea termica a apei acumulate 5 Tema tehnologica ........................................................................................................108 6 Norme specifice de securitate a muncii pentru lucrri de instalaii de nclzire.........111 Pri desenate Bibliografie

  • I. Memoriu tehnic

    Instalaia pentru nclzire i prepararea apei calde menajere, intr-o locuin unifamilial prin utilizarea de

    surse energetice regenerabile

    1. Prezentarea imobilului i descrierea amplasamentului

    Imobilul pentru care se va proiecta instalaia de nclzire i preparare a apei

    calde menajere este o locuin unifamiliar, n care locuiesc 4 persoane, situat n

    judeul Cluj. Imobilul nu dispune de nici un sistem de nclzire

    Pereii exteriori sunt realizai din crmid cu o grosime de 25 cm avnd

    aplicat pe partea exterioar o termoizolaie din polistiren extrudat. Pe ambele fee ale

    peretelui se aplica un strat de tencuial de 1 cm.

    Pereii interiori sunt realizai din crmid avnd o grosime de 10 cm.

    Podeaua este realizat dintr-un strat de 20 cm de beton peste care se monteaz

    termoizolaie din polistiren extrudat. Peste izolaie se aplic un parchet de lemn de brad

    cu o grosime de 4 cm.

    Tavanul avnd o grosime de 20 cm este izolat cu polistiren extrudat pe partea

    interioar se aplica un strat de tencuial cu o grosime de 1 cm.

    Geamurile i uile care comunic cu exteriorul sunt realizate din termopan.

    n figurile de mai jos, este prezentat locuina unifamilial care urmeaz s fie nclzit.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 4

    Fig. 1.1 Vedere din perspectiv a locuinei unifamiliale

    Fig.1. 2 Faada principal a locuinei unifamiliale

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 5

    Datele tehnice ale imobilului si planurile In figurile urmtoare sunt prezentate datele tehnice si palnurile locuinei unifamiliale.

    Fig.1. 3 Date tehnice

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 6

    Fig.1. 4 Plan parter

    Fig. 1.5 Plan etaj

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 7 2. Descrierea soluiilor tehnice posibile pentru inclzirea i prepararea apei calde menajere utiliznd surse regenerabile

    2.1 Utilizarea energiei solare prin colectoarele cu tuburilor

    vidate.

    Nivelul de insolaie

    Nivelul de insolaie este cantitatea de energie solar care ptrunde n atmosfer i cade pe

    suprafaa pmntului. Aceast cantitate de energie variaz n funcie de latitudine,

    altitudine i perioada anului. Nivelul de insolaie este de obicei exprimat ca medie anual

    sau lunar, n killowai-or pe metru ptrat. Pentru a corela mai uor aceast mrime cu

    consumul zilnic de energie termic, nivelul de insolaie se exprim ca medie lunar n

    kWh/m2/zi. Nivelul de insolaie se poate determina n funcie de locaie cu ajutorul unor

    hri de insolaie. O astfel de hart mparte ara noastr n trei zone principale de nsorire:

    zona 0 (>1250 kWh/m2/an), care coincide practic cu litoralul Mrii Negre, zona I (1150-

    1250 kWh/m2/an) care include n mare parte regiunile carpatice i subcarpatice i zona II

    (1000-1150 kWh/m2/an), compus n principal din regiunile de es. Aceast hart

    reprezint zonarea Romniei n funcie de nivelul mediu anual de insolaie. Valorile

    zilnice obinute mprind valoarea medie anual la numrul de zile dintr-un an,

    reprezint valori medii. Dimensionarea unei instalaii solare se poate face i la valoarea

    medie anual raportat la numrul de zile dintr-un an, ns n acest caz instalaia va

    produce cldur n exces pe perioada de var.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 8

    Fig. 2.1.1 Repartizarea nivelului de insolaie pe teritoriul arii noastre

    Media lunar de nsorire Pentru o dimensionare economic a instalaiilor solare pentru ap cald, este indicat s se

    foloseasc nivelul mediu de insolaie a lunilor martie - octombrie. Valorile medii lunare a

    nivelului de insolaie se pot extrage din tabele sau din grafice. Un astfel de grafic este

    prezentat in figura 2.1.2. Tabelele cu valori medii lunare nu difer de grafice dect prin

    modul de prezentare a informaiei. Folosind valorile tabelate se pot ridica grafice.

    Graficul prezentat alturi reprezint valoriile medii lunare ale insolaiei pentru municipiul

    Bucureti. n acest caz, valoarea medie a nsolaiei lunilor martie - octombrie este de 4,56

    kWh/m2/zi, media anual fiind de 3,56 kWh/m2/zi. Dup cum se observ din grafic,

    valoarea maxim este de 6 kWh/m2/zi. Dac am dimensiona instalaia innd cont de

    media anual, n luna iulie aceasta ar produce un surplus de cldur de 70%. Comparativ,

    dac dimensionm innd cont de media lunilor martie - octombrie, surplusul de energie

    generat se reduce la 30%.

    n cazul instalaiilor solare care furnizeaz i o parte din energia termic necesar

    nclzirii spaiilor de locuit, dimensionarea se face la o valoare egal sau inferioar

    mediei anuale.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 9

    Fig. 2.1.2 Valorile medii lunare a nivelului de insolaie

    2.1.2 Colectoarele cu tuburi vidate.

    Tuburile vidate constituie elementul cheie al captrii energiei solare. La origine un

    proiect dezvoltat de Universitatea din Sydney, Australia, acest sistem de tuburi sunt

    actualmente larg utilizate n Germania, Canada, Marea Britanie i China datorit

    performanelor lor tehnice i a preului sczut.Fiecare tub este format din dou tuburi

    concentrice din sticl borosilicat (foarte rezistent i cu un grad de transparen ridicat),

    sudate ntre ele. Spaiul dintre cele dou tuburi se videaz iar suprafaa interioar a

    tubului interior se acoper cu un strat selectiv cu excelente proprieti de absorbie a

    radiaiei solare (>92%) i cu o reflexivitate foarte redus (

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 10

    Tipuri constructive ale colectoarelor cu tuburilor vidate.

    Colectoare solare cu rezervor integrat nepresurizat

    Colectoare solare cu tuburi vidate i rezervor integrat, nepresurizat. Se folosesc la

    prepararea apei calde menajere. Transferul cldurii ctre apa de nclzit se realizeaz

    direct. Colectorul funcioneaz cu circulaie natural.

    Fig.2.1.3 Colectoar solar cu rezervor integrat nepresurizat

    Sistemul funcionez pe baza conveciei naturale - apa cald din tuburi se ridic n rezervor i este nlocuit de un volum echivalent de ap mai rece. Avantaje: Tehnologia cu eficiena cea mai mare n colectarea cldurii solare Durat medie de via foarte mare datorit materialelor utilizate: sticl borosilicat i oel inoxidabil: >15 ani (att scheletul i carcasa ct i rezervorul de ap sunt din oel inoxidabil) Construcia cilindric a tubului face ca soarele s fie mereu perpendicular pe tub,crescnd eficiena colectorului Se poate monta pe acoperiuri nclinate sau pe terase plane care au expunere sudic Tuburile pot fi nlocuite individual Funcioneaz i iarna

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 11

    Colectoare solare cu rezervor integrat sub presiune Colectoare solare cu tuburi vidate superconductoare sub presiune. Se folosesc la prepararea apei calde menajere. Transferul cldurii ctre apa de nclzit se realizeaz indirect.

    Fig.2.1.4 Colectoare solare cu rezervor integrat sub presiune

    Colectoarele sunt alctuite dintr-un numr de tuburi duble vidate care au suprafaa

    interioar acoperit cu un strat selectiv. Acest strat las s treac radiaia infraroie

    avnd o rat de absorbie/reflexie foarte bun: >92%. Cldura se transmite prin

    intermediul unor puni termice la tubul termic din cupru. Acest tub conine un fluid sub

    presiune joas care fierbe la o temperatur de 25C, vaporii ridicndu-se la partea

    superioar, cednd cldura apei din rezervor.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 12

    Colectoare solare de uz general cu transfer indirect

    Colectoare solare de uz general cu tuburi vidate superconductoare. Se pot folosi n

    aplicaii combinate, la prepararea apei calde menajere, nclzirea spaiilor de locuit, a

    piscinelor, etc. Transferul cldurii ctre agentul termic se realizeaz indirect.

    Fig 2.1.5 Colectoare solare de uz general cu transfer indirect Colectoarele sunt alctuite dintr-un numr de tuburi duble vidate care au suprafaa

    interioar acoperit cu un strat selectiv.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 13

    Acest strat las s treac radiaia infraroie ntr-un singur sens, de la exterior spre

    interior, avnd o rat de absorbie/reflexiefoartebun: >92%.

    Cldura se transmite prin intermediul unor puni termice la tubul termic din cupru.

    Acest tub conine un lichid sub presiune joas care fierbe la o temperatur de 25C,

    vaporii ridicndu-se la partea superioar, cednd cldura agentului termic recirculat de o

    pomp.

    Avantaje:Tehnologia cu eficiena cea mai mare n colectarea cldurii solare

    Funcioneaz la fel de eficient i la temperaturi sczute

    Durata medie de funcionare foarte mare datorit materialelor utilizate: sticl

    borosilicat, oel inoxidabil i cupru (>15 ani)

    Construcia cilindric a tubului face ca soarele s fie mereu perpendicular pe

    suprafaa tubului, crescnd nsorirea colectorului

    Se poate monta pe acoperiuri nclinate, terase plane sau pe perei verticali

    Tuburile pot fi nlocuite individual

    Utilizare:Pentru nclzirea apei menajere, nclzirea locuinelor i nclzirea piscinelor.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 14

    Colectoare solare de uz general cu transfer direct Colectoare solare de uz general cu tuburi vidate, nepresurizate. Se pot folosi n aplicaii

    combinate, la prepararea apei calde menajere, nclzirea piscinelor, etc. Transferul

    cldurii ctre agentul termic se realizeaz direct.

    Fig.2.1.6 Colectoare solare de uz general cu transfer direct

    Colectoarele sunt alctuite dintr-un numr de tuburi duble vidate care au suprafaa interioar acoperit cu un strat selectiv.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 15 Acest strat las s treac radiaia infraroie ntr-un singur sens, de la exterior spre interior,

    avnd o rat de absorbie/reflexiefoartebun: >92%. Cldura se transmite direct de la

    tubul interior la apa sau agentul termic din interiorul acestuia. Colectorul solar

    funcioneaz pe baza conveciei naturale - lichidul nclzit n tuburi se ridic n corpul

    colectorului i este dezlocuit de un volum echivalent de lichid mai rece. Acest tip de

    colectoare solare pot funciona cu circulaie natural (termosifonare) sau cu circulaie

    forat.

    Avantaje:

    Tehnologia cu eficienaceamaimarencolectareacldurii solare

    Funcioneaz eficient chiari la temperaturi sczute

    Utilizarea unui agent termic potrivit (soluie de antigel) asigura funcionarea

    colectorului la temperaturi foarte sczute

    Durata medie de funcionare foarte mare datorit materialelor utilizate: sticl

    borosilicat i oel inoxidabil

    Construcia cilindric a tubului face ca razele soarelui s cad mereu

    perpendicular pe suprafaa tubului, crescnd eficiena colectorului

    Colectoarele se pot monta pe acoperiuri nclinate, terase plane sau pe perei

    verticali

    Tuburile pot fi nlocuite individual

    Utilizare:

    Pentru nclzirea apei menajere, nclzirea locuinelor i nclzirea piscinelor.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 16

    2.1.3 Tuburile vidate

    Tuburile vidate simple

    Tuburile vidate sunt produse din sticl borosilicat, avnd o structur tub-n-tub. Spaiul

    dintre cele dou tuburi concentrice este vidat pentru a mbunti proprietile

    termoizolante ale tubului din sticl. n timpul funcionrii, interiorul tubului este plin cu

    ap care preia energia solar nclzindu-se.

    Fig.2.1.7 Tub vidat simplu

    Avantaje: eficien ridicat, transfer termic mbuntit, cost redus

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 17

    Tuburile vidate superconductoare

    Spre deosebire de tuburile vidate obinuite (simple), aceste tuburi conin un tub termic cu ajutorul cruia este transferat cldura.

    Fig.2.1.8 Tub vidat superconductor

    Avantaje: eficien ridicat, instalaii sub presiune ,funcioneaz i la temperaturi sub 0C

    Tuburi vidate superconductoare de mare eficien

    Acest tip de tub reprezint o inovaie de ultim or n domeniul sistemelor de nclzire

    solar i rezolv o serie de neajunsuri ale tuburilor fabricate integral din sticl.

    Fig.2.1.9 Tub vidat superconductor de mare eficienta (cele mai eficiente tuburi)

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 18

    Avantaje: cele mai eficiente tuburi, instalaii sub presiune, funcioneaz i la temperaturi sub 0C, inerie termic redus, temperatur de stagnare ridicat

    Strat selectiv sau acoperire selectiva

    Toate corpurile emit radiaie termic. Suprafa ideal a unui colector solar absoarbe

    maximum de radiaie solar i emite foarte puin din aceasta. Stratul de la suprafaa

    colectoarelor are rolul de a crete n mod selectiv absoria radiaiilor solare i de a reduce

    la minim emisivitatea termal. Aceast acoperire selectiv crete foarte mult eficiena

    colectoarelor solare.

    Exist diverse tehnologii pentru crearea acestui strat selectiv al colectorului prin care

    circul agentul termic: vopsire cu materiale speciale, tratamente termochimice,

    tratamente electro-chimice, etc.

    Fig.2.1.10 Creterea eficienei prin acoperire selectiv

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 19

    Tuburile termice

    Tuburile termice se folosesc pentru a transfera cldur de la un corp cald la un corp rece.

    Tubul termic este o eav din cupru sau alt metal termoconductor, nchis la ambele

    capete, care conine un agent cu schimbare de faz. Acest agent cu schimbare de faz este

    de fapt un fluid care n anumite condiii de presiune fierbe la o temperatura joas

    (25...30C), trecnd din faza lichid n faz gazoas. Pentru a trece n faz gazoas,

    fluidul absoarbe o anumit cantitate de cldur numit cldur latent de vaporizare. Aceast cantitate de cldur va fi cedat la trecerea invers din faza gazoas n faza

    lichid. La tubul termic schimbarea invers de faz are loc la un capt al su numit

    condensator. Aici agentul cu schimbare de faz se condenseaz i cedeaz cldura

    absorbit la evaporare. n timpul funcionrii tubului termic acest ciclu are loc continuu,

    cldura fiind transferat de la corpul cald la corpul rece.

    La colectoarele solare cu tuburi vidate condensatorul este introdus ntr-o teac din corpul

    colectroului imersat n agent termic sau ap de nclzit. Agentul termic sau apa de

    nclzit reprezint corpul rece, iar partea tubului vidat cu depunere selectiv care se

    nclzete de la soare este corpul cald.

    Fig.2.1.11 Tubul termic

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 20

    2.2 Pompele de caldur

    2.2.1 Principiu de funcionare

    Modul de funcionare al pompei de cldur corespunde modului de funcionare

    al unui frigider dup cum se vede i din figura 2.2.1

    n cazul frigiderlui, agentul de rcire scoate cldura cu ajutorul vaporizatorului, iar prin intermediul condensatorului aparatului, aceasta se transfer in ncpere. n cazul

    pompei de cldur, cldura se extrage din mediul nconjurtor (sol, ap, aer) i se

    conduce la sistemul de nclzire. Circuitul agregatului de rcire se realizaez conform

    legilor fizicii. Agentul de lucru, un lichid care atinge punctul de fierbere la o

    temperatur redus, se conduce ntr-un circuir i consecutiv se evapor, se comprim,

    condenseaz i se destinde.

    n vaporizator se afl agent de lucru lichid la presiune redus. Nivelul de

    temperatur al cldurii ecologice din vaporivator este mai ridicat dect domeniul de

    temperaturi de fierbere corespunztor presiunii agentului de lucru. Aceast diferen

    de temperatur conduce la o transmitere a cldurii ecologice asupre agentului de

    lucru, iar agentul de lucru fierbe i vaporizeaz. Cldura necesar se preia de la sursa

    de cldur.

    Vaporii rezultai din agentul de lucru se aspir continuu din vaporizator de ctre

    compresor i se comprim. n timpul comprimrii cresc presiunea i temperatura

    vaporilor.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 21

    Vaporii agentului de lucru ajung din compresor n condensator care este nconjurat

    de agent termic. Temperatura agentului termic este mai redus dect temperatura d e

    condensare a agentului de lucru, astfel nct vaporii se rcesc i se lichefiaz din

    nou. Energia preluat n vaporizator i suplimentar, energia electric transferat

    prin comprimare, se elibereaz n condensator prin condensare i se transfer

    agentului termic.

    n continuare se recircul agentul de lucru prin intermediul unui ventil de

    destindere n vaporizator. Agentul de lucru trece de la presiunea ridicat a

    condensatorului la presiunea redus a vaporizatorului. La intrarea n vaporizator se

    ating din nou presiunea i temperatura iniial , astfel circuitul se nchide.

    Fig.2.2.1 Funcionarea pompei de cldur

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 22

    2.2.2 Clasificarea pompelor de caldur

    Sunt cunoscute mai multe puncte de vedere n conformitate cu care sunt

    clasificate instalaiile de pompe de cldur, o clasificare complet i riguroas fiind

    foarte dificil din cauza numeroaselor tipuri constructive i condiiilor de funcionare.

    Dup felul surselor de cldur utilizate pompele de cldur pot fi:

    -aer-aer: au ca surs de cldur aerul atmosferic i folosesc aerul ca agent

    purttor de cldur n cldirile n care sunt montate. La acest tip de instalaii inversarea

    ciclului este deosebit de uoar astfel n sezonul rece instalaia este utilizat pentru

    nclzire iar n sezonul cald pentru condiionare.

    -ap-aer: folosesc ca surs de cldur apa de suprafa sau de adncime, apa cald

    evacuat

    din industrie, agentul purttor de cldur fiind aerul.

    -sol-aer: folosesc ca surs de cldur solul iar agentul purttor de cldur este aerul.

    -soare-aer: folosesc ca surs de cldur energia termic provenirt de la soare prin

    radiaie iar agentul purttor de cldur este aerul.

    -aer-ap: folosesc ca surs de cldur aerul iar ca agent purttor de cldur apa.

    -ap-ap: folosesc ca surs de cldur apa iar ca agent purttor de cldur tot apa.

    - sol-ap: folosesc ca surs de cldur solul iar ca agent purttor de cldur apa.

    -soare-ap: folosesc ca surs de cldur radiaia solar iar ca agent purttor de

    cldur apa

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 23

    n funcie de domeniul de utilizare a pompelor de cldur se pot clasifica n:

    -Pompe de cldur utilizate pentru nclzirea i condiionarea aerului n cldiri.

    Aceste pompe de cldur utilizeaz aerul atmosferic ca surs de cldur, fiind

    recomandabile n regiunile cu climat temperat.

    -Pompe de cldur folosite ca instalaii frigorigice i pentru alimentarea cu cldur.

    Aceste pompe de cldur sunt utilizate succesiv pentru rcire n timpul verii i pentru

    nclzire n timpul iernii.

    -Pompe de cldur folosite ca termocompresoare. Acestea sunt utilizate n

    domeniul instalaiilor de distilare, rectificare, congelare, uscare, etc.

    Pompe de cldur utilizate n industria alimentar ca termocompresoare

    precum i n scopuri de condiionare a aerului sau tratare a acestuia n cazul

    ntreprinderilor de produse zaharoase, respectiv cel al antrepozitelor frigorifice de carne.

    -Pompe de cldur destinate industriei energetice. n acest caz , ele sunt folosite

    pentru nclzirea camerelor de comand, sursa de cldur fiind, spre exemplu,

    apa de rcire a condensatoarelor sau cldura evacuat de la generatoarele i

    transformatoarele electrice.

    -Pompe de cldur utilizate pentru recuperarea cldurii din resursele energetice

    secundare. Se recomand valorificarea prin intermediul pompelor de cldur a

    caldurii evacuate prin condensatoarele instalaiilor frigorifice sau a energiei apelor

    geotermale.

    -Pompe de cldur folosite n industria de prelucrare a laptelui acestea sunt

    utilizate simultan pentru rcirea laptelui i prepararea apei calde.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 24

    n funcie de modul de realizare al ciclului de funcionare, precum i de forma

    energiei de antrenare exist urmtoarele tipuri de pompe de cldur:

    -Pompe de cldur cu comprimare mecanic de vapori sau gaze, prevzute cu

    compresoare cu piston, turbocompresoare, compresoare elicoidale antrenate de motoare

    electrice sau termice.

    n cazul acestei pompe de cldur este posibil atingerea unor temperaturi

    ridicate cu ajutorul sistemelor n mai multe trepte, dar acestea sunt complexe i

    necesit investiii mari. Problema cheie const n gsirea unor fluide capabile s

    condenseze la temperaturi peste 120C. Utilizarea amestecurilor non-azeotrope poate

    contribui la soluionarea problemei i permite chiar atingerea unei eficiene ridicate.

    -Pompe de cldur cu comprimare cinetic, prevzute cu compresoare cu jet

    (ejectoare) i care utilizeaz energia cinetic a unui jet de abur. Datorit

    randamentului foarte sczut al ejectoarelor i al consumului ridicat de abur de

    antrenare acest tip de pompe de cldur este din ce n ce mai puin utilizat.

    -Pompe de cldur cu comprimare termochimic sau cu absorbie care consum

    energie termic, electric sau solar. Ele prezint avantajul de a utiliza cldura

    recuperabil cu un pre sczut i nu prezint pri mobile n micare

    -Pompe de cldur cu compresie-resorbie- se afl nc n stare experimental

    dar sunt foarte promitoare deoarece combin avantajele sistemelor cu compresie cu

    cele ale sistemelor cu absorbie. Aceste pompe sunt capabile s ating temperaturi

    ridicate de pn la 180 C i valori ridicate ale eficienei. Agenii termici de lucru pot fi

    soluii binare inofensive.

    -Pompe de cldur termoelectrice bazate pe efectul Peltier i care consum

    energie electric.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 25

    Dup puterea instalat pompele de cldur pot fi:

    -instalaii mici: folosite pentru prepararea apei calde sunt realizate n

    combinaie cu frigiderele avnd o putere de pn la 1 KW.

    -instalaii mijlocii: destinate n principal pentru climatizare i nclzire pe ntreaga

    durat a anului n locuine relativ mici i birouri. Puterea necesar acionrii este

    cuprins ntre 2 pn la

    20 KW iar puterea termic poate ajunge pn la 100 KW.

    -instalaii mari: pentru condiionare i alimentare cu cldur. Aceste instalaii sunt

    cuplate de regul cu instalaii de ventilare, de multe ori avnd i sarcin frigorific servind

    la rcirea unor spaii de depozitare sau servind patinoare artificiale. Puterea de

    acionare este cuprins ntre ctiva zeci i sute de KW iar puterea termic depete n

    general 1000 KW.

    -instalaii foarte mari: folosite n industria chimic, farmaceutic pentru

    instalaii de vaporizare, concentrare, distilare. Puterea termic depete cteva mii de

    KW i din aceast cauz sunt acionate numai de compresoare.

    Pentru nclzirea locuinelor i prepararea apei calde menajere cele mai utilizate

    variante sunt :

    -Pompa de cldur aer-ap

    -Pompa de cldur ap-ap

    -Pompa de cldur sol-ap - cu colectori orizontali

    - cu sonde

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 26

    Pompa de cldur aer-ap

    Pompele de cldur sistem aer-ap se pot utiliza n prezent la fel ca pompele de

    cldur sol-ap sau ap-ap pe durata ntregului an.

    n cldiri construite conform standardelor n vigoare, pompa de cldur sistem aer-

    ap poate funciona monovalent sau monoenergetic n combinaie cu o rezisten

    electric.

    Sursa de cldur aerul- este foarte uor de procurat i este disponibil peste tot n

    cantiti nelimitate, prin aer se nelege utilizarea aerului din exterior. Nu se accept

    utilizarea ca surs de cldur n cldiri de locuit a aerului din interior pentru

    nclzirea locuinelor. Aceasta se poate utiliza numai n cazuri speciale, ca de exemplu

    n cazul utilizrii de cldur recuperat n firmele de producie i n industrie.

    n cazul surselor de cldur pentru aer, dimensionarea sursei de cldur se

    stabilete n funcie de tipul constructiv i de dimensiunea aparatului. Cantitatea necesar

    de aer este dirijat de ctre un ventilator ncorporat n aparat, prin canale de aer ctre

    vaporizator, care extrage cldura din aer. Schema unei asemenea instalaii este prezentat

    n figura 2.2.2

    Caracteristic acestei pompe de cldur este faptul c poate funciona foarte uor att

    n nclzire n sezonul rece, dar i n condiionare n sezonul cald. Datorit

    temperaturilor sczute ale aerului n sezonul rece eficiena pompei scade considerabil

    fa de eficiena pompelor care felosesc ca surs de cldur solul sau apa.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 27 Pompa de cldur ap-ap

    Datorit nivelului de temperatur constant al sursei de cldur, indicele de

    putere al pompei de cldur se menine de-a lungul anului ridicat. Din pcate apa freatic

    nu se gsete n cantitate suficient n toate zonele i nu are o calitate corespunztoare,

    dar acolo unde condiiile permit, merit s se utilizeze acest sistem.

    n cazul apei freatice fr coninut de oxigen, dar cu coninut ridicat de fier i

    mangan se nglbenesc puurile.n acest caz apa nu trebuie s vin n contact cu aerul

    sau trebuie tratat corespunztor. Pentru a reduce coroziunea vaporizatoarelor acestea

    trebuie realizate din oel inoxidabil.

    Lacurile i rurile sunt indicate pentru obinerea de cldur, pentru c ele

    funcioneaz de asemenea ca acumulatoare de cldur.

    Utilizarea apei freatice trebuie aprobat de ctre organele competente (Regia Apelor).

    Este recomandabil ca apa freatic s nu fie pompat de la adncimi mai mari de

    15 m, costurile pentru instalaia de foraj ar fi mult prea ridicate. Pentru instalaii

    industriale sau instalaii mari se poate fora i la adncimi mai mari. Pentru utilizarea

    cldurii trebuie realizat un pu aspirant i un pu absorbant dup cum se vede i n figura

    2.2.3

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 28

    Fig.2.2.2 Pompa de cldur aer-ap

    Fig.2.2.3 Pompa de cldur ap-ap

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 29

    Pompa de cldur sol-ap cu colectori orizontali

    Solul are proprietetea c poate acumula i menine energia solar pe o perioad mai

    lung de timp, ceea ceconduce la un nivel de temperatur al sursei de cldur

    aproximativ constant de-a lungul ntregului an i astfel la o funcionare a pompelor de

    cldur cu indice de putere momentan ridicat.

    Preluarea de cldur din sol se realizeaz prin intermediul tuburilor din material

    plastic cu suprafa mare montate n sol ca i n figura 3.10

    Tuburile din material plastic (PE) se amplaseaz paralel, n sol, la o

    adncime de

    1,2...1,5m i n funcie de diametrul ales al tubului, la o distan de 0,5...0,7m astfel

    nct pe fiecare metru ptrat de suprafa de absorbie s fie montat 1,43 pn la 2 m de

    tub.

    Lungimea tuburilor nu trebuie s depeasc o lungime de 100m deoarece n caz

    contrar cresc pierderile de presiune.

    Capetele tuburilor sunt introduse n colectoare pe tur i pe retur, care trebuie

    amplasate la un nivel mai ridicat dect tuburile, pentru a se putea aerisi ntregul sistem de

    tuburi. Fiecare tub se poate bloca separat.

    Apa srat se pompeaz prin tuburile din material plastic cu ajutorul unei

    pompe de circulaie, astfel acesta preia cldura acumulat n sol. Prin intermediul

    pompei de cldur se utilizeaz cldura pentru nclzirea ncperilor.

    ngherea temporar a solului n zona din jurul tuburilor de obicei n a doua

    jumtate a perioadei de nclzire nu are efecte secundare asupre funcionrii instalaiei

    i asupra creterii plantelor. Dar totui nu trebuie plantate plante cu rdcini foarte

    adnci n jurul tuburilor pentru ap srat.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 30

    Fig.2.2.4 Pompa de cldur sol-ap cu colectori orizontali

    Pompa de cldur sol-ap cu sonde

    Datorit suprafeei mari necesare pentru montarea colectorilor orizontali pentru

    sol, este dificil realizarea chiar i n cazul locuinelor noi din motive de spaiu. n

    special n oraele aglomerate, cu suprafee foarte mici spaiul este limitat. Din acest

    motiv n prezent se monteaz cu preponderen sonde verticale de cldur pentru sol,

    care se pot introduce la adncime de 50 pn la 150m. O astfel de instalaie este

    prezentat n figura 2.2.5

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 31

    n acele regiuni cu soluri ce pot fi uor forate sondele din polietilen sunt puse n

    oper cu ajutorul unor instalaii de foraj cu splare cu ap. Pentru aceasta se utilizeaz o

    sap de foraj cu diametrul de cel puin 90mm. Apa este pompat cu mare presiune prin

    aceast sap de foraj i aduce la suprafa materialul dislocat. Materialul dislocat

    este depozitat ntr-o groap n apropierea forajului. Apa n exces este preluat de

    la partea superioar a acestei gropi i reutilizat n procesul de forare. n momentul

    atingerii adncimii de foraj prevzute se introduce n gaura de foraj o sond deja

    pregtit verificat la presiune i plin cu ap. Apoi sonda de foraj este ridicat i

    demontat bucat cu bucat. n final gaura forat se umple din nou cu pmnt. Ca

    material de umplere se poate folosi betonitul. Dac n timpul forajului au fost

    perforate straturile impermeabile, acestea trebuiesc refcute la umplere. Pentru

    procedeul mai sus amintit costurile estimate pentru condiii geologice forabile sunt

    apreciate la 35-40$ pa fiecare metru de sond.

    Aceste costuri sunt ns puternic dependente de structura subsolului i de

    procedeul de foraj utilizat.

    Pentru aceste tipuri de instalaii este necesar o aprobare de la organele competente.

    Numeroase instalaii cu pompe pentru sonde de cldur, pentru sol funcioneaz de

    muli

    ani fr a prezenta vreo defeciune i sunt preferate de utilizatori. Conform

    msurtorilor efectuate n condiii hidrogeologice bune, mai ales n cazul n care

    exist ap freatic curgtoare, este posibil funcionarea monovalent a pompelor de

    cldur fr rcirea pe timp ndelungat a solului.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 32

    Figura 2.2.5 Pompa de cldur sol-ap cu sonde

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 33

    2.3 Ventilarea si remprosptarea aerului

    Pentru patru persoame debitul necesar de aer proaspt este de 120 m3/h. Aerul proaspt

    este preluat de afar la temperaturi care pot scdea, pe timp de iarn, sub 20 C i este

    introdus n incinta nclzit care are o temperatur de cca 22 C. Diferena mare de

    temperatur ar creea un discomfort termic dac aerul ar fi introdus n incint direct de

    afar. Pentru a nu creea discomfort termic aerul este n prealabi nclzit. O economie de

    energie se poate obine prin folosirea unui shimbtor de cldur regenerativ, de tip aer-

    aer, care faciliteaz folosirea unei pri din energia rezidual a aerului viciat, exhaustat

    pentru prenclzirea aerului proaspt, care este introdus n incinta ncalzit. Aceast

    soluie nu poate fi utilizat dect n cazul folosirii unui sistem mecanic de ventilaie care

    dei necesit o investiie suplimentar pentru achiziie ofer posibilitaea reducerii

    necesarului de cldur pentru remprosptarea aerului precum i controlul ventilaiei care

    creeaz un confort sporit.

    In figurile de mai jos este prezenta schema de principiu a unui astfel de aparat care preai

    caldura de la aerul viciat care este evacuat si realizeaza o preincalzire a aerului din

    exterior care este intodus.

    Fig. 2.3.1 Realizarea schimbului termic Fig.2.3.2 Shema de principiu

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 34

    2.4. Inclzirea prin pardoseal

    Incalzirea prin pardoseal este o soluie elegant si eficient pentru inclzirea oricrei

    locaii. Argumentele pro sunt nenumrate i toate la fel de importante pentru beneficiarul

    unui astfel de sistem:

    confort termic mult imbuntait figura.2.4.1; reducerea curenilor convectivi in interiorul spaiului de locuit; aspectul estetic si sigurant in exploatare datorit faptului ca elementele

    inclzitoare se afla sub pardoseal, turnate in sap;

    sileniozitatea in funcionare; fiabilitate ridicat datorat funcionarii la temperaturi mici (Agentul termic care

    circul prin conducte, armturi si echipamentele au o temperatur de pan la 35-

    40C, conductele de polietilen fiind garantate peste 50 de ani.);

    comparativ cu incalzirea prin convectie (cu radiatoare), cea prin radiatie conduce la un necesar de caldura pentru incalzire mai mic, fapt ce permite economii

    energetice de pan la 20%.

    Fig.2.4.1 Distribuirea cldurii

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 35

    II. Memoriu justificativ de calcul

    1.Determinarea necesarului de caldura pentru incalzirea

    locuintei 1.1 Principiu de calcul

    Pentru efectuarea calculelor n vederea alegerii i dimensionrii instalaiei termice,

    pentru ncalzirea unei locuine, trebuie, mai nti, s se determine necesarul de cldur

    specific locuinei considerate. Necesarul de cldur pentru o locuin se determin n

    funcie de pierderile de cldur prin perei, necesarul de cldur pentru obinerea apei

    calde menajere i necesarul de cldur pentru remprosptarea aerului, avandu-se n

    vedere i alte pierderi care mai pot aprea, de exemplu pierderile de cldur datorate

    deschiderii uilor sau prin neetaneiti.

    Necesarul de cldur determin n mod direct consumul de energie. n vederea

    scderii consumului de energie se studiaz, mai nti, posibilitile de reducere a

    necesarului de cldur prin reducerea, pe ct posibil a pierderilor de cldur prin perei,

    producerea apei calde menajere n regim de acumulare, scderea necesarului de cldur

    pentru remprosptarea aerului prin folosirea unei pri din energia rezidual a aerului

    viciat, exhaustat pentru prenclzirea aerului proaspt, care este introdus n incinta

    ncalzit.

    Necesarul de cldur se calculeaz cu relaia (1):

    acmpertot QQQ += [W] (1)

    n care Q reprezint pierderile de cldur prin pereii, n W; per

    - necesarul de cldur pentru obinerea apei calde menajere, n W; acmQ

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 36

    .................................................

    1.1.2 Calculul necesarului de cldur pentru incalzirea

    locuinei

    .....................................

    1.2 Determinarea necesarului de caldur pentru prepararea

    apei calde menajere .........................................

    2 Soluii tehnice de inclzire utiliznd surse regenerabile de energie

    2.1 Utilizarea colectorului cu tuburi vidate pe principiul Hetpipe

    (tub termic)

    Vitosol 300-colector cu tuburi vidate pe principiul Hetpipe (tub termic)

    Colectorii cu tuburi vidate Vitosol 300 se recomand att pentru acoperisuri inclinate cat

    si pentru acoperisuri terasa.

    Forma tuburilor confer colectorului un grad ridicat de stabilitate. Tuburile sunt ermetic

    inchise si etanse la ptruderea aerului.

    Vidul din tuburile de sticla asigur o termoizolare eficient, se evita pierderile prin

    convectie dintre tuburile de sticla si captator. Astfel se poate utiliza si o radiataie difuz

    redus.

    In fiecare tub vidat este montat un captator din cupru cu o pelicula de Sol-Titan.

    Aceasta asigur o captare eficient a radiatiei solare si peirderi reduse prin radiatie

    termic.

  • La capatator este fixat un tub termic care este umplut cu agent care vaporizeaz usor.

    Tubul termic este legat printr-o legatura flexibil la condensator.

    Cu colectori cu tuburi vidate se obtine un randament mai mare decat cu colectori plai, in

    cazul unor diferene mai mari intre temperatura la colectori si temperatura mediului

    ambiant. In medie se poate obine pe an pe m de suprafat de capatare un surplus de

    energie solara de cca 30% fa de cazul in care se utilizeaz colectori plati, considernd

    acelai necesar de cldur.

    UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 46

  • Fig.2.1.1 Structura colectorului Vitosol 300 UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 47

    Randamentul colectorului O parte din radiaia care ajunge la colector se peirde prin reflexie si absorbie.

    Randamentul optic o ia in calcul aceste pierderi.

  • La inclzirea colectorilor acetia transmit prin conductie termic, radiaie termic i

    convecie o parte din caldur ambianei. Aceste peirderi se iau in consideraie prin factorii

    de corecie pentru pierderile de cldur k si k . 1 2Factorii de corecie pentru pierderile de cldur si randamentul optic formeaz

    caracteristica pentru randamentul colectorului, care se poate calcula cu formula.

    gg

    o ETk

    ETk

    2

    21= %

    Tabel 2.1.1 Randamentul si factori de corectie afereti tipurilor de colectoare

    UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 48

    Daca diferena dintre temperatura la colector i temperatura de ambian este egala cu

    zero, de la colector nu se transfer cldur ambianei si randamentul ii atinge maximul; se vorbete de randamentul optic o .

  • Fig.2.1.2 Randamentul care rezulta din diferenta de temperatura

    UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 49

    Cota de caldur asigurat prin energie solara indica ce procent din energia necesar pe

    timp de un an pentru prepararea de ap cald menajer este asigurat de instalaia solar.

  • Suprafaa de capatare trebuie astfel dimensionat ca vara sa nu se produc un exces

    de caldur in raport cu consumatorul. Cu ct cota de caldur asigurat prin energie solar

    este mai mare, cu atat mai mic este randamentul, deoarece pentru o cot mai mare trebuie

    ridicat temperatura pe circuitul solar. Urmarea acestui fapt sunt pierderi sporite de

    caldura.

    Diagramele indica cotele de caldur asigurate prin energia solara care pot fi obinute cu

    diferite tipuri de colectori, considerand:

    - condii meteorolaogice pentru Romania

    - acoperiuri orintate spre sud

    - inclinarea acoperiului de 45 - temperatura apei calde menajere din acumulator de 45 C

    Valorile sunt valori aproximative de referint. Tabel 2.1.2 Cota de caldur in funcie de consum si suprafata de captare

    UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 50

    Determinarea capacitaii de acumulare de ap cald menajer si a suprafetei

  • necesare de captare

    Fig.2.1.3 Energia necesara, respective economisit Din figura 2.1.3 ne dm sema ca inclzirea cu energie solar se dovedete mai puin

    avantajoas in comparaie cu prepararea de ap cald menajer. Perioada in care radiaia

    solar este mai intens este decalat temporal fa de perioada in care se inregistreaz un

    necesar de maxim de energie termic pentru inclzire. In timp ce consumul de caldur

    pentru preparare de ap cald menajer este relativ constant in timpul intregului an, in

    perioada cu consum maxim de caldura pentru inclzire, energia solar care st la

    dispoziie este foarte mic,

    UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 51

  • Pentru a asigura prin energie solar mcar o parte de cldur necesar pentru inclzire

    suprafaa de captare trebuie sa fie relativ mare.

    Pentru a obine informaii detailate in legatur cu cota de cldur acoperitoare prin

    energie solar pentru pereparae de ap cald menajer i inclzire se recomand pe baza

    acestor estimri efectuarea unui calcul.

    Cota de caldur acoperit prin energie solara rezult in urma calcului si trebuie sa fie in

    cazul unor instalaii mai mici, cum este cazul meu o casa unifamilial, cuprins intre 50%

    si 60%, iar pentru instalaii mai mari cum ar fi cldiri cu mai multe apartamente cel putin

    40%.

    ...........................................

    Schema de principiu a instalaie solare

    Instalaia solar trebuie sa fie dotat cu elemente de sigurant.

    Circuitul colectorului trebuie astfel asigurat ca la cea mai mare temperatura ce poate fi

    inregistarat de colector sa nu poat s se scurg agent termic pe la supap de

    sigurant.Acest lucru se asigur prin dimensionarea corespunzatoare a vasului de

    expansiune si prin adaptarea presiunii din instalaie.

  • Fig. 2.1.12 Schema instalaiei solare

  • 2.2 Utilizarea unei pomepe de caldur Calculul ciclului termic al pompei de cldur

    ...............................................

    Dimensionarea instalaiilor cu pompe de caldur

    Consideratii generale

    ..................................................

    2.2.1 Calculul variantelor de pomp de caldur ...............................................

    3 Analiza tehnico economic a costurilor de exploatare

    n vederea alegerii unei instalaii de nclzire dintre cele prezentate n acest

    proiect, se va efectua un calcul tehno economic ntre aceste soluii.Calculul cuprinde

    determinarea costului de exploatare pentru fiecare instalaie n parte i o analiz

    comparativ pe baza creia se va putea alege varianta optim a instalaiei de nclzire.

    3.1 Calculul costului de exploatare pentru instalaia solara cu

    colectori vidati Vitasol 300 ............................

    3.2 Calculul costului de exploatare al instalaiilor de pompe de cldur

    ...................................

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 106

    4 Schema instalaiei si automatizarea acesteia In zona noastr climatic radiaia solar nu este suficient pentru a acopri prin energie

    solar intreag cantitate de caldur necesar pentru prepararea de ap cald menajer

    respectiv inclzirea locuinei.

    De aceea o instalaie solar trebuie sa fie intotdeauna combinat cu un alt generator de

    caldur.

    4.1 Prepararea de ap cald menajer cu boiler Vitocell-B 100 cu energie solar

    Dac intre senzorul de temperatur la colector 2 si senzorul pentru temperatura apei calde

    menajere din boiler 3 exist o diferen de temperatur care depaete valoarea reglat la

    automatizarea 1, se pornete pomp de circulaie a ciclului solar 4 si se incalzete apa din

    boiler.

    Temperatura apei calde menajere din boiler este limitat de limitatorul electronic

    de temperatura din automatizarea 1 sau de termostatul de de siguranta 5 (daca este

    necesar).La depairea temperaturii reglate acestea opresc pompa de circulaie a

    circuitului solar 4.

    In cazul in care nu este nevoie de inclzirea locuinei dar este nevoie de ap cald

    menajer iar radiaia solar nu exist, atunci pompa de caldur 1 se va porni inpreun cu

    pompa pentru agentul primar 2 si pompa de distribuitie 3 dar se va inchide electroventilul

    N de pe conducta de tur, astfel nu v-a permite vehicularea apei prin circuitul de inclzire.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 107

    4.2 Circuitul de ap cu antigel al pompei de caldur (primar)

    Daca valoarea efectiv masurat la senzorul de temperatur pe retur al pompei de caldur

    1 este mai mic deact valoarea nominal reglat la automatizare, atunci pornesc pompa de

    cldur 1, pompa pentru agentul primar 2 si pompa de distributie 3.

    4.3 Circuitul de incalzire al pompei de caldura (secundar)

    Pompa de caldur 1 alimenteaz circuitul de inclzire cu cldur. Prin automatizarea

    comandat a temperaturi interioare care se reglez in functie de temperatura exterioar

    inregistrat de senzorul de temperatur exteriaor C, incorporata in pompa de cldur 1,

    se comand temperatura pe tur a agentului termic si prin aceasta circuitul de inclzire.

    In cazul in care nu avem nevoie de apa cald menajer dar locuit necesit s fie

    inclzit, prin automatizare se comand inchiderea electoventilului N de pe conducta de

    tur ce duce in boiler, si astfel se alimenteaz cu caldur doar circuitul de inclzire in

    pardoseal.

    La captul ultimului circuit de inclzire trebuie sa se prevad o supap diferential de

    presiune, care sa asigure debitul constant in circuitul pompelor de cldur.

    Daca valoarea efectiv masurat la senzorul de temperatura pe retur a depasit valoarea

    nominal reglat la automatizare atunci se deconecteaz pompa de cldura 1 si pompa

    pentru agentul primar.

  • UTC-N PROIECT DE DIPLOM Pag: 108

    4.4 Dezinfectarea termic a apei acumulate

    Conform normativelor in vigoare, trebuie sa se faca o dezinfecie termic, adic intregul

    volum de ap trebuie inclzit o data pe zi la 60 C.

    Pentru a putea indeplini aceast cerin, este recomandat inclzirea in orele trzii

    ale dupa amiezii, astfel ca apa din partea inferioar a boilerului sa se rceasc din nou in

    urma consumului care se presupune ca va avea loc (seara si a doua zi de diminea) si

    astfel sa poata fi din nou incalzit cu energie solar.

    Inclzirea apei pentru dezinfecie se realizeaz cu ajutorul unei rezistene electrice care

    poate inclzi apa la temperatura necesar pentru a se realiza dezinfecia.

    5 Tema tehnologic ...............................................

  • 2.4 Incalzire prin pardoseala........................................................................................34Datele tehnice ale imobilului si planurile

    2.4. Incalzirea prin pardoseala