Breviar de Calcul-CT

 Reabilitare Cămin Cultural  Cultural 

Breviar de calcul C.T. 1. Dimensionarea echipamentelor din centrala termică 1.1. Echiparea cu cazane a centralei termice cu

S-a prevăzut 1 cazan de apă caldă 75° 65°C , având o putere termică nominală de 30 kW, funcţionare pe combustibil solid, randament h = 92 % , , având următorii parametrii nominali:

-

temperatura de ducere nominală t d  = 75°C (maxim 95°C );

-

temperatura de întoarcere t r  = 65°C ;

-

 presiunea maximă maximă de lucru Pmax  4  bar .  bar . Puterea termică instalată în centrala termică va fi:

 1 30  30

Qinst CT

kW

rezultând o rezervă: r ezervă: 30 - 26 = 4 kW care poate fi utilizată pentru dezvoltări ulterioare.

1.2. Alegerea pompelor de circulaţie 1.2.1. Pompa de circulaţie aferentă circuitului de încălzire. făcut ţinând cont de caracteristicile: debit G m 3 h  şi înălţimea de pompare H mH 2 O , cu relaţia: S-a

G=

3600 ×Q c ×ρ ×Δt

=

3600 ×20, 91

4,18 ×977,81×10

= 1, 84 m 3 h

în care, Q - sarcina termică a circuitului alimentat

cu căldură, în kW ; c - căldura masică a agentului termic, în J kgK ; c  4,18 J kgK ; ρ - densitatea agentului termic la temperatura medie, în kg m 3 ; ρ 70°C = 977,81 kg m 3 ; Δt - diferenţa de temperatură între temperatura de ducere şi cea de întoarcere, în K : Δt  t d   t r  s-a obţinut din calculul pierderilor de sarcină liniare şi locale din Înălţimea de pompare po mpare H s-a

anexa 4, reiese o valoare de 4 mH2O.

1.3. Dimensionarea sistemului de expansiune Se adoptă sistemul de asigurare cu vas e de expansiune închise, un vas de expansiune  pentru cazan şi un vas de expansiune legat la colector pentru instalaţia de încălzire . Volumul vasului de expansiune închis se calculează cu relaţia: V

 1,1  Δv  1

1 Pmin

m3

Pmax

în care: S.C. DANINA STAR S.R.L

23

BREVIAR DE CALCUL

 Reabilitare Cămin Cultural 



Pmin -  presiunea absolută

minimă în vasul de expansiune închis, necesară menţinerii apei în instalaţia rece, la o cotă care să depăşească punctul c el mai înalt al acesteia, în  bari . În cazul de faţă: Pmin



cota parter

Cota parter = (cota  0,00) Deci: Pmin



Pmax -

 0, 00  bari

 presiunea absolută, maximă în instalaţie, determinată de rezistenţa elementelor

componente: Pmax



 4  bar   1 bar   5  bar 

Δv - creşterea volumului apei din instalaţie datorită dilatării, calculată cu relaţia:

  V   Δv  Vinst   tm  1 m 3  V10C   volumul apei din instalaţie, care se calculează considerând 10 litri apă pentru 1000 kcal h  putere termică instalată: în care Vinst -

V inst  

0, 860  30 10 1000

 0,26 m 3

Vtm - volumul masic al apei la temperatura medie de regim de 80C , rezultând Vtm

 1,029  10 3

m 3 kg ;

V10C - volumul masic al apei la

 10C ,

V10 C

 1,0004  10 3 m 3

kg

Rezultă:

 1,029  Δv  0, 26    1  0,0074 m3  1,0004  Deci: V   1,1  0, 0074  0, 0081 m 3

de expansiune cu membrană  cu capacitate 25 l , presiunea de preîncărcare 1,5  bar , pr esiunea maximă de serviciu 4 bar , racord   3 " . 4 Se alege un vas

1.4. Dimensionarea supapelor de siguranţă pentru cazane Puterea termică a unui cazan este Q  30 kW . Presiunea maximă în instalaţie este Pmax  4  bar . Temperatura maximă a agentului termic t max  95C . S.C. DANINA STAR S.R.L

24

BREVIAR DE CALCUL

 Reabilitare Cămin Cultural 

În ipoteza că, arzătorul cazanului intră în funcţiune cu vanele închise şi termostatul de siguranţă este defect, întreaga putere este folosită pentru producerea aburului. Debitul de abur produs: G

Q r 



30  3600 2121

 50,92

kg h

în care r   2121 J kg - căldura latentă de vaporizare a apei. Capacitatea de evacuare a supapei pentru abur se determină cu relaţia: G

 1,61  α  ψ  A 

1,1  Pr   1 V1

kg h

coeficientul de curgere al supapei, determinat conform prescripţiilor tehnice C.37  – colecţia ISCIR, dat în documentaţia tehnică a tipului de supapă ales; în care   -

- coeficientul de dilatare a fluidului; Pr  -  presiunea

Pr 

de reglare marcată pe supapă (la care supapa se deschide), se consideră

 4 bar ; V 1 - volumul specific al aburului la presiunea 1,1  Pr   1 , V 1   0,38 m 3 kg Considerând    0,4 şi  0,45 , rezultă:

50, 92  1, 61  0, 4 0, 45  A 

1,1  4  1 0,38

kg h

de unde:  A 

50,92 1,09

 46,71 mm 2

Diametrul supapei va fi:  D 

4  A 3,14



4  46, 71 3,14

 7,71

mm

Se prevăd câte două supape (una de rezervă), cu diametrul de  ½” intrare şi ¾” ieşire, cu Pr 

 4 bar .

S.C. DANINA STAR S.R.L

25

BREVIAR DE CALCUL

 Reabilitare Cămin Cultural 

Breviar de calcul pentru necesarul de căldură 1. Necesarul de căldură pentru clădiri Clădirile au destinaţii, forme şi caracteristici constructive diferite, iar pentru stabilirea caracteristicilor tehnice ale echipamentelor de încălzire este necesar să se calculeze necesarul de căldură care exprimă cantitatea de energie termică cedată de fiecare încăpere în mediul înconjurător. Metoda de calcul al necesarului de căldură pentru încălzire este reglementată prin STAS 1907 şi se aplică tuturor tipurilor de clădiri civile şi industriale excepţie făcând:

 încăperile amplasate subteran;  spaţiile închise limitate de elementele de construcţii lipsite practic de masivitate termică;  construcţiile sau încăperile încălzite rar, pe perioade scurte de timp;  construcţiile cu instalaţii de încălzire locală, având efecte pe zone limitate;  construcţii cu instalaţii de încălzire prin radiaţie.  Necesarul de căldură pentru încălzire Q al unei încăperi se calculează cu relaţia:

   

Q  Q T 1 

 100    Q A

i

W 

în care:

 QT - este fluxul termic cedat prin transmisie, considerat în regim staţionar, corespunzător diferenţei de temperatură între interiorul şi exteriorul elementelor de construcţii care delimitează încăperea [W];  Qi - sarcina termică pentru încălzirea aerului rece pătruns în in terior exterioară la temperatura interioară [W];

de la temperatura

 ΣA - suma adaosurilor afectate fluxului termic cedat prin transmisie [%].  Necesarul de căldură global al unei încăperi se majorează sau se micşorează cu debitul de căldură absorbit sau cedat de diverse procese cu caracter permanent dacă acesta depăşeşte 5 % din Q.

1.1. Fluxul termic cedat prin transmisie Q T

Pierderi de căldură au loc atât prin elementele de construcţii în contact cu aerul pe ambele feţe Qe cât şi prin sol Qs. QT= Qe+ Qs 

[W]

1.2 Fluxul termic prin transmisie Qe Acesta se calculează cu relaţia:

Qe

 CM   m  S 

 te R os

ti

W 

în care:

 m este coeficientul de masivitate termică al elementelor de construcţii exterioare, S.C. DANINA STAR S.R.L

26

BREVIAR DE CALCUL

 Reabilitare Cămin Cultural 

conform STAS 6472;

 S - aria suprafeţei fiecărui element de construcţii [m2];  ti - temperatura interioară convenţională de calcul, conform STAS 1907[°C];  te - temperatura spaţiilor exterioare încăperii considerate [°C], care se ia după caz: temperatura convenţională a aerului exterior sau temperatura interioară convenţională de calcul pentru încăperile alăturate;  R /os - rezistenţa termică a elementului de construcţii considerat, stabilită confo rm

STAS

6472 [m2-K/W];

 Cm - coeficient de corecţie a fluxului termic. Coeficientul de masivitate m este de pendent de indicele de inerţie termică elementului de construcţii. Valoarea se poate calcula cu relaţia:

D al

m = 1,225 - 0,05 D

construcţii lipsite de inerţie termică, cu D < 1 (uşi, ferestre etc.), coeficientul de masivitate termică are valoarea cea mai mare m = 1,2 iar pentru elementele de construcţie interioare (pereţi şi planşee interioare etc), coeficientul m = 1. Suprafaţa de calcul S a elementului de construcţii se determină luând în considerare următoarele dimensiuni: Pentru elementele de

 pentru planşee şi pereţi: lungimea şi lăţimea încăperii, măsurate între axele de simetrie ale elementelor de construcţie ce o delimitează şi înălţimea nivelului măsurat între  pardoselile finite; din aria astfel obţinută se scade aria golurilor suprafeţelor neinerţiale (uşi, ferestre, luminatoare etc);

 pentru suprafeţele neinerţiale, se consideră dimensiunile golurilor din zidărie. Temperatura convenţională t e a aerului exterior în zona Braşov este -21°, conform

S.R.

1907.

Temperaturile interioare convenţionale de calcul t i  pentru încăperi încălzite în clădiri de locuit, administrative şi social-culturale precum şi pentru anexele administrative şi social culturale ale întreprinderilor industriale sunt date în S.R. 1907.

Coeficientul de corecţie CM a fluxului termic se stabileşte în funcţie de capacitatea termică specifică a elementelor de construcţii interioare ale construcţiei m pi, astfel:

 pentru m pi ≤ 400 kg/m2, CM = 1,0  pentru m pi > 400 kg/m2, C M = 0,94. Capacitatea termică specifică a construcţiei cu relaţia:

m pi-

se determină pentru întreaga construcţie

mPi= 0,9 (M pi/S) în care:

 M pi este masa tuturor elementelor de construcţii interioare (pereţi interiori,planşee între etaje, elemente de tâmplărie în interior); nu se ia în calcul masa elementelor de construcţii  perimetrale (pereţi exteriori, ferestre, uşi, acoperiş, planşeu peste subsol neîncălzit,pereţi către casa scării, pereţi caredespart spaţii încălzite de spaţii neîncălzite) [kg];  S - suprafaţa perimetrală a construcţiei prin care se produce disipare de flux termic (pereţ i exteriori, ferestre, uşi, pereţi spre casa scării, planşeupeste subsoluri neîncălzite, planşeuspre  pod, acoperişuri de tip terasă, etc.) [m2]. S.C. DANINA STAR S.R.L

27

BREVIAR DE CALCUL

 Reabilitare Cămin Cultural 

1.3. Fluxul termic cedat prin sol Q s

Se calculează cu relaţia: Qs

 S p 

ti

 t f  R  p

 CM 

ms t i ns



 te

R  bc

n

 Sc    j1

1 ti ns



 t ej

R  bc

 Scj W 

este suprafaţa cumulată a pardoselii şi a pereţilor aflaţi sub nivelul solului, care se calculează cu relaţia: în care S p

[m2]

SP= SPd + p·h unde:

 S pd  este suprafaţa pardoselii [m2];  p - lungimea conturului pereţilor în contact cu solul [m];  h - cota pardoselii sub nivelul so lului [m];  Sc este aria unei benzi cu lăţimea de 1 m situată de -a suprafeţei Sp [m2];  Scj - aria unei benzi cu lăţimea de 1m situată de -a spaţiului învecinat care are temperatura ti [m2];

lungul conturului exterior al

lungul conturului care corespunde

 R  p - rezistenţa termică cumulată a pardoselii şi a stratului de sol cuprins între pardoseală şi pânza de apă freatică care se determină cu relaţia:

i  j1  i n

R p



m

2

 K / W 

unde:

 δi este grosimea straturilor luate în considerare [m];  λi - conductivitatea termică a materialului din care este alcătuit stratul luat în considerare [W/m∙K];  R  bc - rezistenţa termică a benzii de contur la trecerea căldurii prin pardoseală şi sol către aerul exterior [m2∙K/W];  tf  - temperatura solului (apei freatice), considerată + 10 °C pentru toate zonele climatice ale ţării;  tej - temperatura interioară convenţională de calcul pentru încăperile alăturate [°C];  ms - coeficientul de masivitate termică al solului, este funcţie de adâncimea pânzei de apă freatică H şi adâncimea h de îngropare a pardoselii;  ns - coeficientul de corecţie care ţine seama de conductivitatea termică a solului şi cota  pardo selii h sub nivelul terenului, care se determină din grafice.

1.4. Adaosuri la pierderile de căldură ΣA Acestea afectează fluxul termic cedat prin transmisie QT cu scopul de a realiza aceleaşi condiţii în încăperi indiferent de orientarea lor şi gradul de izolare termică (elemente de construcţii cu rezistenţa termică redusă). Adaosurile sunt:

 A0 - de orientare, în scopul diferenţierii necesarului de căldură al încăperilor diferit expuse radiaţiei solare şi afectează numai fluxul termic cedat prin elementele de construcţii a încăperilor cu pereţi exteriori şi are valorile date în tabelule. S.C. DANINA STAR S.R.L

28

BREVIAR DE CALCUL

 Reabilitare Cămin Cultural 

Pentru încăperi cu mai multe elemente de construcţii exterioare, adaosul A0 se stabileşte corespunzător elementului de construcţii cu orientarea cea mai defavorabilă;

 Ac - pentru compensarea efectului suprafeţelor reci, în scopul corectării bilanţului termic al corpului omenesc în încăperile în care elementele de construcţii cu rezistenţă la transfer termic redusă, favorizează intensificarea cedării de căldură a corpului prin radiaţie. Acest adaos afectează numai fluxul termic prin elementele de construcţii ale încăperilor a căror rezistenţă termică R m