MetodologieFormă consolidată

Metodologie din 1 februarie 2007

de calcul al performantei energetice a cladirilor - Anexa nr. 2

Emitent: Ministerul Transporturilor, Construcțiilor și Turismului
Publicat în: Monitorul Oficial
Versiune: Formă consolidată, valabilă din 11 apr. 2017
Sursă oficială: legislatie.just.ro/Public/DetaliiDocument/190983(filă nouă)

Textul actului

100%

Cuprins

Publicată în MONITORUL OFICIAL nr. 126 bis din 21 februarie 2007

Partea a II-aPerformanta energetica a

INSTALATIILOR DIN CLADIRI

Indicativ Mc 001/2 ™ 2006

II.

1.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE INCALZIREII.

2.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE VENTILARE SI CLIMATIZAREII.

3.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE APA CALDA DE CONSUMII.

4.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE ILUMINATII.

5.METODE SIMPLIFICATE DE CALCUL AL PERFORMANTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DIN CLADIRI

II.

1.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE INCALZIRE

CUPRINSII.

1.1.IntroducereII.

1.2.Normative si standarde conexeII.

1.3.Simboluri si definitiiII.

1.4.Principiul metodei de calculII.

1.5.Calculul necesarului de energie pentru incalzirea cladirilorII.

1.6.Calculul pierderilor de caldura ale instalatiei de incalzireII.

1.7.Calculul pierderilor de caldura la nivelul subsistemului de distributie, Q(d)II.

1.8.Calculul pierderilor de caldura si performanta cazanelorII.

1.9.Necesarul de energie electrica pentru distributia agentului termic de incalzire si energia auxiliara recuperataII.

1.10.Calculul energiei primare si a emisiilor de CO(2)

II.

1.1.Anexe

Anexa II.1.A. Clasificarea instalatiilor de incalzire

Anexa II.1.B. Eficienta emisiei de caldura

Anexa II.1.C. Factori de performanta energetica

Anexa II.1.D. Pierderi de caldura ale sistemului de distributie

Anexa II.1.E. Factori de corectie pentru sarcina hidrodinamica

Anexa II.1.F. Consumul anual de energie electrica auxiliara

Anexa II.1.G. Exemplu de calcul pentru un subsistem

II.

1.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE INCALZIRE

II.

1.1.Obiective si domenii de aplicare

Metodologia de calcul are la baza pachetul de standarde europene privind performanta energetica a cladirilor, elaborat ca suport pentru aplicarea Directivei 2002/91/CE privind performanta energetica a cladirilor, si raspunde cerintelor din Legea nr. 372/2005 privind performanta energetica a cladirilor.

Partea 11.1 descrie structura metodei de calcul a consumului de energie termica pentru incalzirea unei cladiri si a eficientei energetice a sistemului de incalzire pana la bransamentul cladirii. Se va lua in calcul performanta energetica a sursei de caldura numai in cazul cladirilor cu sursa termica individuala.

Aplicarea metodei de calcul depinde de tipul instalatiilor de incalzire. O clasificare a instalatiilor de incalzire este prezentata in anexa II.1.A.

Metoda de calcul poate fi utilizata pentru urmatoarele aplicatii:

–evaluarea conformitatii cu normele care prevad limite de consum energetic;

–optimizarea performantei energetice a unei cladiri in proiectare prin aplicarea metodei pentru mai multe variante posibile de realizare;

–stabilirea unui nivel conventional de performanta energetica pentru cladirile existente;

–certificarea performantei energetice a cladirilor;

–evaluarea efectului asupra unei cladiri existente al masurilor posibile de conservare a energiei, prin calcularea necesarului energetic cu sau fara implementarea masurilor de reabilitare;

–predictia resurselor energetice necesare in viitor la scara nationala sau internationala, prin calcularea necesarului energetic al unor cladiri reprezentative pentru intregul segment de cladiri.

II.

1.2.Normative si standarde conexe

Sunt cuprinse referinte datate sau nedatate, prevederi din alte publicatii citate in text si enumerate mai jos. Pentru referintele datate, modificarile sau revizuirile ulterioare ale acestora nu se aplica decat daca sunt incluse prin modificare sau revizuire. Pentru referintele nedatate se aplica ultima editie a publicatiei la care se face referinta.

SR EN ISO 13790 - Performanta termica a cladirilor. Calculul necesarului de energie pentru incalzire

SR 4839 - Instalatii de incalzire. Numar anual de grade-zile

Metodologie de calcul al performantei energetice a cladirilor - Partea I.

II.

1.3.Simboluri si definitiiII.

1.3.1.Definitii

Pentru utilizarea acestei norme sunt valabile definitiile cuprinse in SR EN ISO 7345, precum si urmatoarele definitii:

II.

1.3.1.1.Perioada de calcul

Perioada de timp considerata la calcularea pierderilor de caldura si aporturilor (luna, zi, perioada etc.).

II.

1.3.1.2.Spatiu incalzit

Camera/incapere incalzita avand temperatura interioara constanta, prestabilita (set-point).

II.

1.3.1.3.Zona termica

Acea parte a spatiului incalzit/cladirii care are urmatoarele caracteristici:

–aceeasi temperatura interioara de referinta (set-point);

–variatie spatiala neglijabila a temperaturii interioare.

II.

1.3.1.4.Necesarul de caldura pentru incalzirea cladirii

Caldura care trebuie furnizata spatiului incalzit pentru a mentine temperatura interioara la o valoare constanta prestabilita (set-point, referinta).

II.

1.3.1.5.Consumul de energie pentru incalzire

Energia livrata sistemului de incalzire pentru a satisface necesarul de caldura pentru incalzirea cladirii.

II.

1.3.1.6.Eficienta energetica a retelei de distributie

Raportul dintre energia consumata pentru incalzire si/sau pentru furnizarea a.c.c. utilizand un sistem adiabatic de distributie si energia consumata in acelasi scop utilizand o retea reala de distributie.

II.

1.3.1.7.Eficienta energetica a consumatorului

Raportul dintre energia consumata pentru incalzirea unui spatiu cu un sistem ideal de emisie a caldurii care conduce la o distributie uniforma a temperaturii interioare si energia consumata in acelasi scop utilizand un consumator real cu un sistem real de reglare, care conduce la o distributie neuniforma a temperaturii interioare.

II.

1.3.1.8.Eficienta energetica a instalatiei de incalzire

Raportul dintre necesarul de caldura pentru incalzirea cladirii si consumul de energie pentru incalzire.

II.

1.3.1.9.Pierderi de caldura ale cladirii

Suma dintre pierderile de caldura prin transmisie si ventilare.

II.

1.3.1.10.Pierderi de caldura ale retelei de distributie

Pierderile de caldura ale sistemului de distributie spre spatii incalzite sau neincalzite. Aceste pierderi includ pierderile recuperabile de caldura.

II.

1.3.1.11.Pierderi de caldura ale sistemului de emisie

Pierderile de caldura la nivelul corpurilor de incalzire cauzate de distributia neuniforma a temperaturii interioare si de sistemul real de reglare.

II.

1.3.1.12.Pierderi de caldura ale sursei de caldura

Pierderile de caldura ale generatorului de caldura care apar atat in timpul functionarii, cat si pe durata nefunctionarii, precum si pierderile de caldura generate de reglarea reala a functionarii sursei; aceste pierderi contin pierderi recuperabile de caldura.

II.

1.3.1.13.Pierderile totale de caldura ale sistemului de incalzire

Suma pierderilor de caldura ale emisiei, retelei de distributie si sursei. Aceste pierderi contin si pierderile recuperabile de caldura.

II.

1.3.1.14.Coeficientul de (functionare in) sarcina redusa

Raportul dintre caldura furnizata pe durata perioadei de calcul si valoarea maxima a caldurii pe care ar putea sa o furnizeze sursa in aceeasi perioada.

II.

1.3.1.15.Energia primara

Energia care nu a constituit inca subiectul vreunui proces de conversie sau transformare (exemplu: energia continuta in petrolul existent, dar neexploatat inca).

II.

1.3.1.16.Pierderi recuperabile (utilizabile) de caldura ale sistemului de incalzire

Acea parte a pierderilor de cadura ale unui sistem de incalzire si furnizare a a.c.c. care se poate recupera in scopul reducerii necesarului de caldura pentru incalzire.

II.

1.3.1.17.Pierderi recuperate (utilizate) de caldura ale sistemului de incalzire

Acea parte a pierderilor recuperabile de caldura care reduc necesarul de caldura pentru incalzire si care nu sunt luate direct in calcul prin reducerea pierderilor de caldura ale sistemului de incalzire.

II.

1.3.1.18.Perioada de incalzire (perioada de functionare a sistemului de incalzire)

Perioada de timp in care sistemul de incalzire furnizeaza energie termica pentru satisfacerea necesarului de caldura pentru incalzire si preparare a a.c.c.II.

1.3.2.Simboluri si unitati de masura

In acest document sunt utilizate urmatoarele simboluri, unitati si indici:

Simboluri si unitati de masura

┌───────────┬────────────────────────────────────────────────────┬───────────┐

│ Simbol │ Denumirea marimii │ UM │

├───────────┼────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤

│ c │Caldura specifica │ J/(kg*K) │

│ e │Coeficient de performanta a sistemului (factor de │ │

│ │extrapolare) │ - │

│ E │Energie primara │ J │

│ f │Factor de conversie │ - │

│ m │Masa │ kg │

│ . │ │ │

│ M │Debit masic │ Kg/s │

│ t │Timp, perioada de timp │ s │

│ T │Temperatura termodinamica │ K │

│ Q │Cantitate de caldura; energie │ J │

│ Φ │Putere termica │ W │

│ V │Volum │ mc │

│ . │ │ │

│ V │Debit volumic │ mc/s │

│ W │Energie electrica auxiliara │ J │

│ eta │Eficienta, randament │ - │

│ θ │Temperatura │ °C │

│ rho │Densitatea apei │ kg/mc │

└───────────┴────────────────────────────────────────────────────┴───────────┘

Indici

┌─────────────────────────┬─────────────────────────┬────────────────────────┐

│ a aer │ gs Aporturi │r Recuperat │

├─────────────────────────┼─────────────────────────┼────────────────────────┤

│ c Control │ h Caldura │s Stocat │

│ d Distributie │ i Interior │t Total │

│ in Intrare in sistem │ I pierderi │out Iesire din sistem │

│ em Emisie │ nr Pierderi nerecuperate│w A.c.c. │

│ e Exterior │ off Off/oprit │x indice │

│ f Final │ on On/pornit │0 Moment initial │

│ g Generare │ p primar │ │

│ gl Pierderi la │ │ │

│ generare │ │ │

└─────────────────────────┴─────────────────────────┴────────────────────────┘

II.

1.4.Principiul metodei de calculII.

1.4.1.Consumul de energie pentru incalzirea cladirilor

Pentru o perioada determinata (an, luna, saptamana) consumul de energie pentru incalzirea cladirilor, Q(f,h), se calculeaza cu relatia urmatoare:

Q(f,h) = [Q(h) - Q(rhh) - Q(rwh)] + Q(th) [J] (1.1)

In care:

Q(h) = necesarul de energie pentru incalzirea cladirii, calculat conform capitolului 1.5, in Joule (J);

Q(rhh) = caldura recuperata de la subsistemul de incalzire (componente termice sau electrice), in Joule (J)t; aceasta componenta reprezinta o parte a lui Q(th);

Q(rwh) = caldura recuperata de la subsistemul de preparare a a.c.c. (componente termice sau electrice) si utilizata pentru incalzirea cladirii, in Joule (J);

Q(th) = pierderile totale de caldura ale subsistemului de incalzire, in Joule (J); aceste pierderi includ componenta Q(rhh) (figura 1.1).

!Imagine

Figura II.1.1. - Consumul de energie pentru incalzirea cladirilor

II.

1.4.2.Consumuri auxiliare de energie

Energia auxiliara, de obicei sub forma energiei electrice, este utilizata pentru actionarea pompelor de circulatie, ventilatoarelor, vanelor si dispozitivelor automate de reglare, masurare si control. Consumul auxiliar de energie poate fi disponibil ca valoare pentru fiecare subsistem (incalzire W(h), respectiv a.c.c. W(w) sau ca valoare globala (W). O parte din energia auxiliara poate fi recuperata sub forma de caldura, Q(rx).

II.

1.4.3.Pierderi de caldura recuperabile si recuperate

In cazul unei cladiri sau al unei parti dintr-o cladire nu toate pierderile de caldura ale sistemului de incalzire obtinute prin calcul sunt in mod obligatoriu pierdute. O parte din valoarea calculata este recuperabila.

Exemplu: pierderile termice ale unei conducte sunt nerecuperabile doar daca aceasta nu se afla in interiorul cladirii. Altfel, emisia termica a conductei poate contribui la incalzirea spatiului, pierderile termice devenind recuperabile.

Valoarea pierderilor recuperate depinde de factorul de utilizare (raportul degajare/pierdere), deoarece daca degajarile termice dintr-un spatiu incalzit sunt foarte mari comparativ cu pierderile de caldura ale spatiului, atunci doar o mica parte din degajarile termice vor fi recuperate.

Se face distinctie intre doua tipuri de pierderi de caldura recuperate:1. - pierderi de caldura recuperate care sunt luate in mod direct in calcul prin reducerea pierderilor de caldura.

Spre exemplu, o parte substantiala a energiei auxiliare consumate de subsistemul de distributie se transforma in caldura si se transmite direct apei calde. Aceasta parte a pierderilor de caldura recuperate se ia ulterior in considerare la calcularea performantei energetice a subsistemului de distributie.2. - pierderi de caldura recuperate care sunt luate in calcul prin reducerea necesarului de caldura pentru incalzirea cladirii.

Spre exemplu, pierderile de caldura ale unui vas de stocare a a.c.c. pot contribui la incalzirea incaperii.

Aceasta parte a pierderilor de caldura recuperate nu este luata in calcul la determinarea performantei energetice a subsistemului de preparare a a.c.c, ci este considerata prin reducerea necesarului de caldura pentru incalzire deoarece valoarea pierderilor de caldura recuperate depinde de interactiunea dintre anvelopa cladirii si vasul de stocare.

II.

1.4.4.Necesarul de caldura pentru incalzirea cladirilor

Necesarul de caldura pentru incalzirea unei cladiri, Q(h) se calculeaza conform capitolului 1.5. Documentul recomandat pentru calculul necesarului de caldura al cladirilor este SR EN ISO 13790. Metoda prezentata in acest standard nu ia in considerare pierderile sistemelor de incalzire cauzate de neuniformitatea distributiei temperaturii interioare, de ineficienta sistemelor de reglare, de pierderile recuperabile si de energia auxiliara care vor fi calculate separat la nivelul subsistemelor de emisie a caldurii si de distributie.

Efectele incalzirii intermitente a unei cladiri utilizand un dispozitiv ideal de programare pot fi calculate cu o metoda detaliata in SR EN ISO 13790 si sunt luate in considerare la determinarea necesarului de caldura, Q(h).II.

1.4.5.Pierderile de caldura ale instalatiei de incalzire, Q(th)

Pentru calcularea acestor pierderi de caldura sunt considerate urmatoarele subsisteme ale sistemului de incalzire:

–sistemul de transmisie a caldurii la consumator, inclusiv dispozitivele de reglare si control;

–sistemul de distributie a caldurii catre consumator, inclusiv dispozitivele de reglare si control;

–sistemul de stocare, inclusiv dispozitivele de reglare si control (acolo unde este cazul);

–sistemul de generare a caldurii (pentru cladiri dotate cu surse termice individuale), inclusiv dispozitivele de reglare si control.

II.

1.4.6.Perioade de calcul

Scopul metodei de calcul este determinarea necesarului de energie pentru incalzirea cladirii, a consumului final si a consumului primar de energie pe durata unui an, in cazul sistemului de incalzire. Acest obiectiv poate fi realizat in doua moduri:

–utilizand datele inregistrate pe toata durata anului si valori medii;

–prin divizarea anului intr-un numar de perioade de calcul (luni, saptamani), efectuand calculele pentru fiecare subperioada si insumand apoi energia consumata in fiecare subperioada.

II.

1.4.7.Pierderile de caldura ale instalatiei de incalzire a cladirii

Sensul de calcul al pierderilor de caldura este opus sensului de consum al energiei (sens energetic). Calculul incepe cu determinarea necesarului de energie si se termina cu calculul energiei primare consumate. Necesarul de energie este dat de suma dintre energia termica transmisa cladirii de corpurile de incalzire (sistemul de emisie termica) si pierderile de caldura recuperate.

Pentru fiecare subsistem se calculeaza pierderile de caldura Q(h,x) care se adauga energiei termice transferate, determinandu-se astfel energia consumata.

Pierderile de caldura ale unui subsistem includ pierderile recuperabile, dar nu si energia auxiliara consumata. Daca exista, necesarul de energie electrica, W(x), se calculeaza separat. Se tine cont si de faptul ca pierderile de energie electrica se adauga pierderilor de energie ale subsistemelor sistemului de incalzire.

Pentru fiecare subsistem al sistemului de incalzire, o parte a pierderilor de caldura si o parte a pierderilor de energie auxiliara sunt recuperabile (si utilizate la incalzirea cladirii), formand impreuna pierderi de caldura recuperabile ale fiecarui subsistem, asa cum se arata in figura 1.2.

Calculele se realizeaza pentru fiecare subsistem in parte pana cand se obtine consumul energetic al subsistemului de generare a caldurii (sursa).

Figura II.

1.2.Directia de calcul si structura sistemului de alimentare cu caldura

!Imagine

Calculele se realizeaza pentru fiecare subsistem in parte pana cand se obtine consumul energetic al subsistemului de generare a caldurii (sursa).

Pierderile recuperate de caldura ale diferitelor subsisteme sunt calculate si scazute din necesarul de caldura prin micsorarea pierderilor totale de caldura ale subsistemului in cauza. Aceasta abordare nu este din punct de vedere fizic corecta deoarece pierderile de caldura recuperate ar trebui scazute direct din consumul energetic al fiecarui subsistem. Totusi, metodologia prezentata permite o simplificare semnificativa prin care se evita calcularea iterativa a pierderilor de caldura recuperate. Astfel, se calculeaza doar o singura data aceste pierderi de caldura recuperate si se scad din valoarea finala a pierderilor totale de caldura.

Orice metoda de calcul pentru un anumit subsistem de instalatii trebuie sa furnizeze urmatoarele marimi:

–consumul de energie termica Q(in,x) sau a pierderilor de caldura;

–consumul de energie electrica, W(x);

–pierderile de caldura recuperabile, Q(r,x)

prin utilizarea urmatoarelor date privind subsistemul:

–caldura care trebuie furnizata (necesarul energetic pentru incalzire), Q(out,x);

–indicatori de performanta energetica.

Acesti parametri utilizati de metodologia de calcul, valorile tabelare si o metoda mai detaliata de calcul vor fi descrise in sectiuni separate ale acestei norme relativ la fiecare subsistem (consumator-emisie, distributie, stocare si generare-sursa) sau tip de tehnologie.

II.

1.4.8.Zonarea sistemului de incalzire

Structura unui sistem de incalzire poate fi complexa, incluzand:

–mai multe tipuri de corpuri de incalzire montate in mai multe zone ale cladirii;

–o singura sursa de caldura utilizata atat pentru diferite sisteme de incalzire cat si pentru prepararea a.c.c;

–mai multe surse de caldura;

–mai multe sisteme de stocare a energiei (daca este cazul);

–diferite tipuri de energie utilizate in cladire.

Utilizarea valorilor medii globale poate fi nepractica, necesitand ponderi adecvate, poate fi imposibila sau poate conduce la erori de calcul mult prea mari. Aceste dificultati pot fi solutionate urmarind structura sistemului de furnizare a caldurii.

Exemplul 1: Consumul de energie si pierderile de caldura la consumator aferente diferitelor zone ale sistemului de caldura se pot calcula separat; ulterior se insumeaza valorile aferente fiecarei zone si se continua cu calculele pentru subsistemul comun de distributie a caldurii.

Exemplul 2: Consumul de energie al diferitelor subsisteme de distributie/stocare a caldurii pentru incalzire, respectiv pentru prepararea a.c.c, se poate calcula separat, iar dupa insumare se continua cu calculele pentru subsistemul comun de generare a caldurii.

Exemplul 3: Consumul de energie al unui subsistem de distributie se poate calcula si repartiza mai multor subsisteme de generare (surse de energie termica).

Acest tip de "modularitate" este intotdeauna posibil daca principiul aditivitatii pierderilor de caldura este respectat.

II.

1.4.9.Metode simplificate si detaliate pentru calculul pierderilor totale de caldura

Pentru determinarea pierderilor totale de caldura se pot aplica subsistemelor metode simplificate sau detaliate de calcul, in functie de cunostintele tehnice actuale sau standardele disponibile si de gradul de precizie solicitat.

Nivelul de detaliere a metodologiei de calcul se poate clasifica dupa cum urmeaza.

Nivelul A: Pierderile de caldura sau coeficientii de performanta sunt furnizati intr-un tabel pentru intregul sistem de incalzire. Selectarea valorilor potrivite se face in concordanta cu tipul intregului sistem de instalatii termice.

Nivelul B: Pentru fiecare subsistem, pierderile de caldura, consumurile de energie electrica sau coeficientii de performanta sunt tabelate. Selectarea valorilor potrivite se face in concordanta cu tipul subsistemului.

Nivelul C: Pentru fiecare subsistem, pierderile de caldura, consumurile de energie electrica sau coeficientii de performanta sunt calculati. Calculele sunt realizate pe baza dimensiunilor sistemului, sarcinilor termice si altor date considerate constante (sau mediate) pe durata de calcu. Metoda de calcul tine cont de fenomenul fizic (detaliat sau simplificat) sau corelatii.

Nivelul D: Pierderile si coeficientii de performanta sunt calculati in urma simularilor dinamice, luand in considerare variatia in timp a valorilor variabilelor (temperatura exterioara, temperature apei etc.).

II.

1.5.Calculul necesarului de caldura pentru incalzirea cladirilorII.

1.5.1.Principiul metodei de calcul si datele necesare

Metoda de calcul pentru stabilirea necesarului de caldura anual al unei cladiri are la baza intocmirea unui bilant termic asa cum indica figura 1.3.

Bilantul energetic include urmatorii termeni (se ia in considerare numai caldura sensibila):

–pierderile de caldura prin transmisie si ventilare de la spatiul incalzit catre mediul exterior;

–pierderile de caldura prin transmisie si ventilare intre zonele invecinate;

–degajarile interne utile de caldura;

–aporturile solare;

–pierderile de caldura aferente producerii, distributiei, cedarii de caldura si aferente reglajului instalatiei de incalzire;

–energia introdusa in instalatia de incalzire.

In functie de structura instalatiei de incalzire, in bilant se va introduce aportul surselor alternative si va fi inclusa energia recuperata din diverse surse.

NOTA - Tinand seama de faptul ca aporturile de caldura pot conduce la

cresterea temperaturii interioare peste valoarea conventionala de calcul, pierderile termice suplimentare corespunzatoare se iau in considerare prin intermediul unui factor de utilizare care reduce aporturile de caldura.

Termenii principali ai bilantului energetic sunt prezentati schematic in figura 1.3.

Figura II.1.3. - Bilantul energetic privind incalzirea unei cladiri

!Imagine

Legenda

Q - necesar de energie pentru incalzire si preparare apa calda de consum

Q(h) - necesar de energie pentru incalzire

Q(oa) - degajari de caldura de la alte aparate

Q(V) - pierderi termice prin ventilare

Q(r) - energie recuperata

Q(Vr) - caldura recuperata din ventilare

Q(hs) - pierderi din instalatia de incalzire

Q(T) - pierderi termice prin transmisie

Q(m) - caldura metabolica

Q(hw) - caldura pentru preparare apa calda

Q(s) - aporturi solare pasive

Q(L) - pierderi termice totale

Q(i) - degajari de caldura interne 1 - conturul zonei incalzite

Q(g) - aporturi totale 2 - conturul instalatiei de apa

etaQ(g) - aporturi utile calda

3 - conturul centralei termice

4 - conturul cladirii

II.

1.5.2.Procedura de calcul

Procedura de calcul este sintetizata in cele ce urmeaza:1) se definesc limitele spatiului incalzit si, daca este cazul ale zonelor diferite si ale spatiilor neincalzite;2) in cazul incalzirii sau ventilarii cu intermitenta, se definesc, pentru perioada de calcul, perioadele care sunt caracterizate de program de incalzire sau ventilare diferit (de exemplu zi, noapte, sfarsit de saptamana);3) in cazul calculului pentru o singura zona: se calculeaza coeficientul de pierderi al spatiului incalzit; pentru calcul multi-zonal documentul recomandat este SR EN ISO 13790 anexa B;4) pentru calculele pe sezonul de incalzire se defineste sau se calculeaza durata si datele climatice ale sezonului de incalzire.

Apoi, pentru fiecare perioada de calcul (luna sau sezon de incalzire):5) se calculeaza temperatura interioara pentru fiecare perioada;6) se calculeaza pierderile de caldura totale, Q(L);7) se calculeaza degajarile interne de caldura, Q(i);8) se calculeaza aporturile solare, Q(s);9) se calculeaza factorul de utilizare al aporturilor de caldura, eta;10) se calculeaza necesarul de caldura, Q(h), pentru toate perioadele de calcul;11) se calculeaza necesarul anual de caldura, Q(h);12) se calculeaza necesarul de energie pentru incalzire, Q(th), tinand seama de pierderile sau de randamentul instalatiei de incalzire.

II.

1.5.3.Definirea conturului si a zonelor de calcul

II.

1.5.3.1.Contur al spatiului incalzit

Conturul spatiului incalzit consta in toate elementele de constructie care separa spatiul incalzit considerat de mediul exterior sau de zone incalzite sau spatii neincalzite adiacente, definite conform "Metodologiei de calcul al performantei energetice a cladirilor - Partea I"

II.

1.5.3.2.Zone termice

II.

1.5.3.2.1.Calcul pentru o singura zona

In cazul in care intreg spatiul incalzit este incalzit la aceeași temperatura, iar degajarile interne și aporturile solare sunt relativ reduse sau repartizate in mod uniform in cladire, se aplica modul de calcul mono-zonal.

Impartirea in mai multe zone nu este necesara, daca:

a)diferenta intre temperaturile interioare conventionale de calcul ale zonelor este mai mica de 4K, și raporturile aporturi/pierderi difera cu mai putin de 0,4 (de exemplu intre zonele cu expunere spre sud și zonele cu expunere spre nord), saub) este probabil ca ușile intre zone sa fie deschise

In astfel de cazuri, chiar daca temperatura interioara conventionala nu este uniforma, se aplica modul de calcul mono-zonal. In acest caz, temperatura interioara utilizata este:

Σ A(fl,s) * θ(i,s)

θ(i) = --------------------- (1.2)

Σ A(fl,s)

in care

θ(i,s) este temperatura interioara conventionala a zonei s;

A(fl,s) este suprafata incalzita a zonei s;

II.

1.5.3.2.2.Calcul multi-zonal

In alte cazuri, cu diferente semnificative intre temperaturi interioare conventionale sau aporturi de caldura, cladirea se imparte in mai multe zone.

In acest caz, fiecare zona poate fi calculata independent utilizand procedura pentru o singura zona și considerand un contur adiabatic intre zone. Necesarul de energie al cladirii este suma valorilor necesarului de caldura calculate pentru fiecare zona in parte.

II.

1.5.4.Date de calcul

II.

1.5.4.1.Originea și tipul datelor de calcul

Informatiile necesare pentru efectuarea calculelor pot fi obtinute din reglementari tehnice nationale sau din alte documente corespunzatoare și acestea trebuie utilizate in cazul in care sunt disponibile.

Atunci cand nu exista date disponibile se poate face apel la standardele europene in masura in care valorile pot fi asimilate.

Pentru estimarea necesarului de energie sau aprecierea conformitatii cu reglementari sau specificatii, se utilizeaza valori conventionale, in scopul obtinerii unor rezultate comparabile pentru diferite cladiri.

Pentru optimizarea unei cladiri care se proiecteaza sau pentru reabilitarea unei cladiri existente, se utilizeaza valorile indicate de norme in acest sens.

Dimensiunile de calcul ale elementelor de constructie trebuie sa fie aceleași pe tot parcursul calculului.

Se pot utiliza dimensiunile interioare, exterioare sau interax, dar este obligatoriu sa se pastreze același tip de dimensiuni pe parcursul intregului calcul și sa fie clar indicate in raport.

NOTA 1 - Unii coeficienti liniari de transfer de caldura ai puntilor termice depind de tipul de dimensiuni folosit.

Datele de calcul necesare pentru un calcul mono-zonal sunt enumerate mai jos. Unele dintre aceste date pot fi diferite pentru fiecare perioada de calcul (de exemplu factorii de umbrire, rata ventilarii in lunile reci) și pentru fiecare interval al unui program de functionare cu intermitenta (de exemplu debitul de ventilare, coeficientul de transmisie termica al ferestrelor datorita inchiderii obloanelor in timpul noptii).

< Datele de calcul pentru necesarul de caldura pentru incalzire sunt urmatoarele:

–H(T) coeficientul de pierderi termice prin transmisie, calculat conform Metodologie de calcul a performantei energetice a cladirilor - Partea I.– V(a) debitul de aer vehiculat prin cladire, inclusiv aerul patruns dinspre spatiile neincalzite;

< Date de calcul pentru aporturile de caldura– Q(i) degajari de caldura interne medii pe perioada de calcul;

–Q(s) aporturi solare medii pe perioada de calcul.

Pentru pereti exteriori vitrati, se culeg separat urmatoarele date pentru fiecare orientare (de exemplu: orizontal și vertical sud și nord);

–A(j) aria golului din anvelopa cladirii pentru fiecare fereastra sau ușa;

–F(Fj) factor de reducere pentru rama, adica fractiunea transparenta a ariei A(j), neocupata de o rama;

–F(sj) factor de umbrire, adica fractiunea umbrita medie a ariei A(j);

–g transmitanta totala la radiatia solara.

NOTA - In cladiri cu alta destinatie decat de locuit degajarile interne variaza substantial intre perioade de ocupare, respectiv de neocupare. Degajarile pot fi determinate intr-o prima etapa pentru fiecare perioada de ocupare și apoi mediate tinand seama de durata fiecarei perioade. Calculul pentru o saptamana este deseori mai ușor.

Se culeg date suplimentare pentru elemente de constructie receptoare a radiatiei solare, cum ar fi izolatie transparenta, pereti solari ventilati și spatii solare, precum și pentru calculul efectului incalzirii cu intermitenta. Pentru aceste valori documentul recomandat este SR EN ISO 13790 anexele E și F. Anexa H indica o serie de informatii pentru datele utile determinarii aporturilor solare.

< Caracteristici dinamice– C capacitatea termica a spatiului incalzit, sau tau constanta de timp a spatiului incalzit;

II.

1.5.4.2.Date de calcul pentru consumul de energie

Q(hs) pierderi de caldura ale instalatiei de incalzire.

II.

1.5.4.3.Date climatice

Metoda de calcul necesita urmatoarele date:

–θ(e) media lunara sau pe sezonul de incalzire, a temperaturii exterioare;

–I(s) radiatia solara totala lunara sau pe perioada de incalzire pe unitatea de suprafata pentru fiecare orientare j, in J/mp.II.

1.5.5.Incalzire cu intermitenta

II.

1.5.5.1.Program de functionare cu intermitenta

In cazul in care se aplica incalzirea cu intermitenta, perioadele (perioada) de calcul se impart(e) in intervale de incalzire normala alternand cu intervale de incalzire redusa (de exemplu nopti, sfarsituri de saptamana și vacante).

Toate intervalele de incalzire normala au aceeasi temperatura interioara conventionala de calcul.

Pot fi mai multe tipuri de perioade de incalzire redusa cu programe de functionare diferite.

In cadrul fiecarei perioade de calcul, fiecare perioada de incalzire redusa este caracterizata prin:

1.durata ei;

2.numarul de aparitii ale acestui tip de perioada intr-o perioada de calcul;

3.modul respectiv de functionare cu intermitenta;

4.unde este cazul, temperatura interioara conventionala sau puterea termica redusa;

5.modul de restabilire a incalzirii și puterea termica maxima in perioada de restabilire a incalzirii.

In figura 1.4 este prezentat un exemplu in care perioada de calcul include patru tipuri A de perioade de incalzire redusa și un tip B de perioada de incalzire redusa (sfarsit de saptamana).

Figura II.1.4. - Exemplu de program de functionare cu intermitenta

θ │ N N N N N

├───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───

│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ A │ │ A │ │ A │ │ A │ │ │

│ └───┘ └───┘ └───┘ └───┘ │ │

│ │ │

│ │ B │

│ └────────────────┘

│ t

└─────────────────────────────────────────────────────────────────>

t(c)

<─────────────────────────────────────────────────────────>

Legenda

θ temperatura interioara conventionala

t timp

t(c) perioada de calcul

N perioada de incalzire normala

A perioada de incalzire redusa tip A

B perioada de incalzire redusa tip B

Impartirea in perioade distincte nu este necesara in urmatoarele cazuri:

a)variatia temperaturii interioare conventionale intre perioade de incalzire normala și perioade de incalzire redusa sunt mai mici decat 3 K; in acest caz se poate utiliza media in timp a temperaturilor interioare conventionale;

b)constanta de timp a cladirii este mai mare de trei ori durata celei mai lungi perioade de incalzire redusa; in acest caz se poate utiliza temperatura interioara conventionala pentru functionare normala pentru toate perioadele;

c)constanta de timp a cladirii este mai mica decat 0,2 ori durata celei mai scurte perioade de incalzire redusa; in acest caz se poate utiliza media in timp a temperaturilor interioare conventionale.

Se considera ca instalatia de incalzire are puterea termica suficient de mare pentru a permite incalzirea cu intermitenta.

NOTA 1 - In cladiri de locuit variatia temperaturilor interioare conventionale și debitele de ventilare sunt adesea legate de ocupare. Impartirea in perioade diferite usureaza evaluarea debitului mediu de aer pe fiecare dintre acestea.

NOTA 2 - Avand in vedere faptul ca programele de incalzire se definesc in mod uzual pe durata unei saptamani, definirea acestora este mai usoara in cazul in care calculele se efectueaza pentru o saptamana din luna.

II.

1.5.5.2.Temperatura interioara corectata

Temperatura interioara corectata reprezinta temperatura interioara constanta care conduce la aceleași pierderi termice ca și in cazul incalzirii cu intermitenta pe perioada considerata.

Pentru calculul temperaturii interioare corectate din fiecare perioada de incalzire redusa se poate aplica procedura definita de standardul SR EN ISO 13790 anexa C pentru reduceri saptamanale și anexa D pentru vacante.

La nivel national pot fi furnizate valori ale temperaturii interioare corectate in functie de tipul cladirii, utilizarea cladirii, instalatia de incalzire etc.

II.

1.5.6.Pierderi de caldura ale cladirii(calcul pentru o singura zona)

II.

1.5.6.1.Incalzire fara intermitenta (Incalzire continua)

Pierderile de caldura, Q(L), ale unei cladiri mono-zona, incalzita la o temperatura interioara uniforma, pentru o perioada de calcul data, sunt:

Q(L) = H[θ(i) - θ(e)] * t [J] (1.3)

in care

θ(I) este temperatura interioara de calcul, conform ecuatiei 1.2;

θ(e) este temperatura exterioara medie pe perioada de calcul;

t este durata perioadei de calcul;

H este coeficientul de pierderi termice al cladirii, calculat conform 1.5.6.3.

Aceasta relatie de calcul se aplica cladirilor cu regim continuu de incalzire cum ar fi cladiri de locuit, spitale, gradinite cu program continuu, etc.

Relatia (1.3) poate fi adaptata pentru a permite utilizarea gradelor-zile din standardul national de referinta SR 4839. Rezultatul relatiei adaptate trebuie sa fie același cu cel al ecuatiei (1.3) pentru orice cladire.

II.

1.5.6.2.Incalzire cu intermitenta

In cazul in care se aplica impartirea in perioade de incalzire diferite, pierderile termice totale, Q(L), ale unei cladiri mono-zona incalzita la o temperatura uniforma și pentru o perioada de calcul data, se calculeaza cu relatia (1.4):

Q(L) = Σ N(j) H(j) [θ(iad,j) - θ(e)] * t(j) [J] (1.4)

j=1

in care

N numarul de tipuri de perioade de incalzire (de exemplu 3: pentru normal, noapte și sfarșit de saptamana);

N(j) este numarul de perioade de incalzire de fiecare tip pe durata perioadei de calcul;

θ(iad,j) este temperatura interioara corectata a perioade de incalzire j;

t(j) este durata perioade de incalzire j;

H(j) este coeficientul de pierderi termice al cladirii in perioada j;

NOTA - Σ N(j) t(j) este egal cu durata perioadei de calcul.

j=1

In scopul simplificarii notatiilor indicele j este omis in cele ce urmeaza. Cu toate acestea, atunci cand se aplica impartirea in perioade de incalzire calculul se efectueaza pentru fiecare perioada de incalzire.

II.

1.5.6.3.Coeficientul de pierderi de caldura

Coeficientul de pierderi de caldura al unei cladiri mono-zona, incalzita la o temperatura interioara uniforma, pentru o perioada sau sub-perioada de calcul data, se defineste cu relatia (1.5):

H = H(T) + H(V) [W/K] (1.5)

in care

H(T) - este coeficientul de pierderi termice prin transmisie, calculat conform Metodologie Partea I.. Pentru elementele anvelopei care includ sisteme de ventilare, se poate consulta SR EN ISO 13790 anexa E;

Coeficientul de pierderi termice prin ventilare, H(v) se calculeaza astfel:

H(V) = rho(a) * C(a) * V(a) [W/K] (1.6)

in care:

V(a) este debitul de aer vehiculat prin spatiile incalzite rezultate din ventilarea mecanica și naturala

C(a) este capacitatea termica volumica a aerului.

NOTA 1 - Daca debitul de aer, V(a), este dat in mc/s, rho(a) * C(a) = 1200 J/(mcK).

Daca V(a) este dat in mc/h, rho(a) * C(a) = 0,34 Wh/(mcK).

In calcule se utilizeaza media debitului de aer pentru fiecare perioada de incalzire. Pentru cladiri de locuit, debitul de aer se stabilește din informatii la nivel national pe baza tipului cladirii, utilizarii cladirii, climat, expunere etc. Numarul de schimburi minim acceptabil pentru cladiri de locuit trebuie sa asigure cerintele igienico-sanitare și este indicat in Metodologie Partea I.

Pentru cladiri cu alta destinatie, debitul de aer, V(a), se stabilește pe baza tipului cladirii, utilizarii cladirii, climat, expunere etc. O valoare orientativa poate fi considerata V(amin) = 15 mc/hpers. in perioada de ocupare.

NOTA 2 - Daca nu se precizeaza altfel, pentru stabilirea V(a) se poate utiliza metoda din SR EN ISO 13790 anexa G.

II.

1.5.6.4.Cladire cu pierderi de caldura semnificative prin sol

In cazul in care pierderile de caldura prin sol reprezinta o parte importanta din pierderile termice totale, se efectueaza calculul detaliat al pierderilor termice prin sol conform Metodologie partea I.

In acest caz, valoarea pierderilor de caldura totale Q(L) se calculeaza in urmatoarele cazuri:

1.fara impartire in perioade de incalzire diferite:

┌ ┐

Q(L) = │H'[θ(j)-θ(e)]+Φ(G)│ * t [J] (1.7)

└ ┘

2.in cazul impartirii in perioade de incalzire diferite:

Q(L) = Σ N(j)H'(j)[θ(iad,j) - θ(e)] * t(j) + Φ(G) * t [J] (1.8)

in care

H' este coeficientul de pierderi termice prin transmisie, dar fara pierderi termice prin sol;

Φ(G) reprezinta fluxul termic disipat prin sol.

II.

1.5.7.Recuperarea caldurii din ventilare, Q(VГ)

Pentru calculul caldurii recuperate din aerul evacuat Q(VГ), se recomanda metoda prezentata in standardul SR EN ISO 13790 anexa G, prin reducerea debitului real de aer proportional cu eficienta recuperarii caldurii.

Se tine seama de diferenta dintre debitul de introducere și de evacuare a aerului, de neetanseitati și infiltratii prin anvelopa cladirii și de recircularea aerului.II.

1.5.8.Elemente speciale

Pentru cladirile avind elemente de anvelopa speciale, cum ar fi pereti solari ventilati sau alte elemente de anvelopa ventilate, sunt necesare metode de calcul speciale. Un exemplu sunt cele prezentate in standardul SR EN ISO 13790 anexa E.II.

1.5.9.Aporturi de caldura

Aporturile care influenteaza necesarul de caldura al unei cladiri se compun din degajari de caldura de la sursele interioare și din aportul radiatiei solare.

II.

1.5.9.1.Degajari de caldura interne

Degajarile de caldura interne, Q(i), cuprind toata cantitatea de caldura generata in spatiul incalzit de sursele interne, altele decat instalatia de incalzire, ca de exemplu:

1.degajari metabolice care provin de la ocupanti;

2.degajari de caldura de la aparate și instalatia de iluminat;

Pentru calculul degajarilor de caldura se utilizeaza fluxurile termice medii lunare sau pe sezonul de incalzire, in functie de perioada de calcul stabilita. In acest caz, degajarile de caldura interne se calculeaza cu relatia (1.9):

Q(i) = [Φ(i,h) + (1-b) Φ(i,u)] * t = Φ(I) * t [J] (1.9)

unde:

Φ(i,h) este fluxul termic mediu al degajarilor interne in spatiile incalzite;

Φ(i,u) este fluxul termic mediu al degajarilor interne in spatiile neincalzite;

Φ(i) este fluxul termic mediu al degajarilor interne;

b este factor de diminuare

NOTA - Daca nu se specifica altfel, se pot utiliza valorile degajarilor de caldura interne indicate in SR EN ISO 13790 anexa K.

II.

1.5.9.2.Aporturi solare

II.

1.5.9.2.1.Ecuatia de baza

Suprafetele care se iau in considerare pentru calculul aporturilor de caldura iarna, sunt vitrajele, peretii și planșeele interioare ale serelor și verandelor, peretii situati in spatele unei placari transparente sau a izolatiei transparente Aporturile solare depind de radiatia solara normala corespunzatoare localitatii, de orientarea suprafetelor receptoare, de umbrirea permanenta și caracteristicile de transmisie și absorbtie solara ale suprafetelor receptoare. Pentru calculul aporturilor prin suprafetele opace expuse radiatiei solare, se poate consulta standardul SR EN ISO 13790 anexa F.

Pentru o perioada de calcul data, aporturile solare prin suprafete vitrate se calculeaza cu relatia urmatoare:

Q(S) = Σ [I(sj) Σ A(snj] + (1-b) Σ [I(sj) Σ A(snj,u)] [J] (1-10)

j n j j

unde:

–I(sj) este radiatia solara totala pe perioada de calcul pe o suprafata de 1 mp avand orientarea j, in J/mp;

–A(snj) este aria receptoare echivalenta a suprafetei n avand orientarea j, adica aria unui corp negru care conduce la același aport solar ca suprafata considerata.

Primul termen corespunde spatiului incalzit și cel de-al doilea este pentru spatiul neincalzit.

Aporturile solare din spatiile neincalzite sunt inmultite cu (1 - b), unde b reprezinta factorul de diminuare. In fiecare termen, prima suma se efectueaza pentru toate orientarile j, iar a doua pentru toate suprafetele n care capteaza radiatia solara.

NOTA - I(sj) poate fi inlocuit printr-un factor de orientare care se inmultește cu radiatia solara totala pe unitatea de suprafata pentru o orientare (de exemplu, vertical sud).

II.

1.5.9.2.2.Aria receptoare echivalenta a elementelor vitrate

Aria receptoare echivalenta A(s) a unui element de anvelopa vitrat (de exemplu o fereastra) este:

A(S) = A F(S)F(F)g (1.11)

unde :

A este aria totala a elementului vitrat n (de exemplu, aria ferestrei)(mp);

F(S) este factorul de umbrire al suprafetei n;

F(F) este factorul de reducere pentru ramele vitrajelor, egal cu raportul dintre aria suprafetei transparente și aria totala a elementului vitrat;

g este transmitanta totala la energia solara a suprafetei n.

NOTA - Pentru definirea factorului de umbrire și a transmitantei la energia solara a vitrajului, se iau in considerare numai elementele de umbrire și de protectie solara permanente.

II.

1.5.9.2.3.Transmitanta totala la energia solara a vitrajelor

In principiu, transmitanta totala la energia solara g utilizata in relatia (1.12) trebuie sa fie media in timp a raportului dintre energia care traverseaza elementul expus și energia incidenta pe acesta, in absenta umbririi. Pentru ferestre sau alti pereti exteriori vitrati, ISO 9050 prezinta o metoda de determinare a transmitantei totale la energia solara pentru radiatiile perpendiculare pe vitraj.

Aceasta valoare, g(┴), este putin mai mare decat media in timp a transmitantei și se utilizeaza un factor de corectie:

g = F(w)g(┴) (1-12)

NOTA - Documentul recomandat pentru calculul valorilor g(┴) și a unor valori tipice pentru factorii de transmisie solara este standardul SR EN ISO 13790 anexa H..

II.

1.5.9.2.4.Factori de umbrire

Factorul de umbrire, F(S), care poate varia intre 0 și 1, reprezinta reducerea radiatiei solare incidente cauzata de umbriri permanente ale suprafetei considerate datorita unuia din urmatorii factori:

1.alte cladiri;

2.elemente topografice (coline, arbori etc.);

3.proeminente;

4.alte elemente ale aceleiași cladiri;

5.pozitia elementului vitrat fata de suprafata exterioara a peretelui exterior.

Factorul de umbrire este definit astfel:

I(s),ps)

F(S) = --------- (1.13)

I(s)

unde:

I(s,ps) este radiatia solara totala primita de suprafata receptoare cu umbriri permanente pe durata sezonului de incalzire;

I(s) este radiatia solara totala pe care ar primi-o suprafata receptoare in absenta umbririi.

NOTA - SR EN ISO 13790 anexa H prezinta informatii despre factorii de umbrire.

II.

1.5.9.2.5.Elemente speciale

Sunt necesare metode speciale pentru calculul aporturilor solare ale unor elemente receptoare solare pasive, cum ar fi spatiile solare neventilate, elementele opace cu izolatie transparenta și elementele de anvelopa ventilate. Aceste metode sunt prezentate in anexa F din standardul SR ISO 13790.

II.

1.5.9.3.Aportul total de caldura

Aporturile totale de caldura la interiorul unei cladiri sau incaperi, Q(g), reprezinta suma dintre degajarile interioare și aportul radiatiei solare:

Q(g) = Q(i) + Q(s) [J] (1.14)

II.

1.5.10.Necesarul de caldura pentru incalzirea unei cladiri

II.

1.5.10.1.Relatia generala

Pierderile termice, Q(L), și aporturile de caldura, Q(g), se calculeaza pentru fiecare perioada de calcul.

Necesarul de caldura pentru incalzirea spatiilor se obtine pentru fiecare perioada de calcul cu relatia:

Q(h) = Q(L) - etaQ(g) [J] (1.15)

in care se impune Q(L) = 0 și eta = 0 in cazul in care temperatura exterioara medie este superioara temperaturii interioare.

Factorul de utilizare, eta, este un factor de diminuare al aporturilor de caldura, prevazut pentru a compensa pierderile termice suplimentare care apar atunci cand aporturile de caldura depașesc pierderile termice calculate.

II.

1.5.10.2.Factorul de utilizare al aporturile de caldura, eta

II.

1.5.10.2.1.Raportul aporturi/pierderi

Pentru a calcula factorul de utilizare al aporturilor de caldura trebuie stabilit un coeficient adimensional care reprezinta raportul dintre aporturi și pierderi, gamma, astfel:

Q(g)

gamma = ------ (1.16)

Q(L)

II.

1.5.10.3.Constanta de timp a cladirii

Constanta de timp, tau, caracterizeaza inertia termica interioara a spatiului incalzit. Aceasta se determina cu relatia urmatoare:

tau = ---- (1.17)

C este capacitatea termica interioara a cladirii;

H este coeficientul de pierderi termice al cladirii.

Notă

Daca exista valori conventionale ale constantei de timp pentru cladiri tipice acestea pot fi luate in calcul direct.

II.

1.5.10.4.Capacitatea termica interioara a cladirii

Capacitatea termica interioara a cladirii, C, se calculeaza prin insumarea capacitatilor termice ale tuturor elementelor de constructie in contact termic direct cu aerul interior al zonei considerate:

C = Σ(khi(j))A(j) = Σ(j) Σ(i) ro(ij) c(ij) d(ij) A(j) (1.18)

unde:

khi(j) - capacitatea termica interioara raportata la arie a elementului de constructie j;

A(j) - aria elementului j;

rho(ij) - densitatea materialului stratului i din elementul j

C(ij) - caldura specifica masica a materialului stratului i, din elementul j;

d(ij) - grosimea stratului i din elementul j

Suma se efectueaza pentru toate straturile fiecarui element de constructie, pornind de la suprafata interioara pana fie la primul strat termoizolant, grosimea maxima fiind indicata in tabelul 1.1, fie in mijlocul elementului de constructie, la distanta cea mai mica.

Tabelul 1.1 - Grosimea maxima considerata la calculul capacitatii termice

┌─────────────────────────┬────────────────┐

│ Aplicare │ Grosime maxima │

│ │ cm │

├─────────────────────────┼────────────────┤

│Determinarea factorului │ 10 │

│de utilizare │ │

│Efectul intermitentei │ 3 │

└─────────────────────────┴────────────────┘

Capacitatea termica interna a unei cladiri poate fi calculate de asemenea ca suma a capacitatilor interne ale tuturor elementelor de constructie, furnizata la nivel national, pe baza tipului constructiei. Aceasta valoare poate fi aproximata și se accepta o incertitudine relativa de zece ori mai mare decat cea corespunzatoare pierderilor termice.

II.

1.5.10.5.Calculul factorului de utilizare

Factorul de utilizare al aporturilor de caldura se calculeaza astfel:

1 - gamma^a

daca gamma diferit de 1 eta = --------------- (1.19)

1 - gamma^a+1

daca gamma = 1 eta = ----- (1.20)

a + 1

unde a este un parametru numeric care depinde de constanta de timp tau, definit prin relatia:

tau

a = a(0) + ---- (1.21)

tau(0)

Valorile pentru a(0) și tau(0) sunt indicate in tabelul 1.2.

Tabelul 1.2 - Valori ale parametrului numeric a(0) si ale constantei de timp de referinta tau(0)

┌───────────────────────────────────────────────────────────┬────────┬────────┐

│ Tipul cladirii │ a(0) │ tau(0) │

│ │ │ [h] │

├───┬───────────────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┤

│ │Cladiri incalzite continuu (mai mult de 12 h pe zi), │ │ │

│ │precum cladirile de locuit, hoteluri, spitale, camine │ │ │

│ │și penitenciare: │ │ │

│ │ │ │ │

│I │Metoda de calcul lunar │ 1 │ 15 │

│ │ │ │ │

│ │Metoda de calcul sezonier │ 0,8 │ 30 │

├───┼───────────────────────────────────────────────────────┼────────┼────────┤

│ │Cladiri incalzite numai in timpul zilei (mai putin de │ │ │

│II │12 h pe zi), precum cladiri destinate educatiei, │ 0,8 │ 70 │

│ │birouri, cladiri pentru conferinte și comerciale │ │ │

└───┴───────────────────────────────────────────────────────┴────────┴────────┘

Figura 1.5 prezinta factorii de utilizare pentru perioadele de calcul lunar și pentru diverse constante de timp, pentru cladiri din categoria I (incalzite continuu) și II (incalzite discontinuu).

!Imagine

Figura II.

1.5.Factor de utilizare pentru constantele de timp de 8h, o zi, doua zile, o saptamana și infinit, valabil pentru o perioada de calcul lunar, pentru cladiri incalzite continuu(cladiri din categoria I, sus) și pentru cladiri incalzite numai pe timpul zilei(cladiri din categoria II, jos)

NOTA 1 Factorul de utilizare se defineste independent de caracteristicile instalatiei de incalzire, presupunand reglarea perfecta a temperaturii și flexibilitate infinita.

NOTA 2 O instalatie de incalzire cu un raspuns lent și un sistem de reglare imperfect pot afecta in mod semnificativ utilizarea aporturilor.

II.

1.5.11.Necesarul anual de energie pentru incalzirea unei cladiri

II.

1.5.11.1.Metoda de calcul lunar

Necesarul anual de energie termica este suma valorilor lunare ale necesarului de energie pentru lunile in care necesarul de caldura are valori pozitive:

Q(h) = ΣQ(hn) (1-22)

Daca durata sezonului de incalzire este specificata la nivel national, suma se ia in considerare numai pentru acel sezon de incalzire.

II.

1.5.11.2.Metoda de calcul pe sezonul de incalzire (metoda siniplificata)

Aceasta metoda este o metoda simplificata și se aplica exclusiv cladirilor din categoria I (incalzite continuu).

Prima și ultima zi a sezonului de incalzire, adica durata și conditiile meteorologice medii ale acestuia pot fi stabilite la nivel national pentru o zona geografica data și pentru cladiri tip. Sezonul de incalzire cuprinde toate zilele pentru care aporturile de caldura, calculate cu un factor de utilizare conventional, eta(1), nu compenseaza pierderile termice, adica atunci cand:

eta(1) Q(gd)

θ(ed) ≤ θ(id) - ------------ (1.23)

H * t(d)

unde:

θ(ed) este temperatura exterioara medie zilnica;

θ(id) este temperatura interioara medie zilnica;

eta(1) este factorul de utilizare conventional, calculat cu gamma = 1;

Q(gd) reprezinta aporturile solare și interne medii zilnice;

H este coeficientul de pierderi termice al cladirii;

t(d) este durata unei zile, adica 24 h sau 86.400 s.

Temperatura θ(ed) se numește "temperatura de echilibru" și reprezinta temperatura exterioara pentru care aporturile utilizate egaleaza pierderile de caldura ale cladirii.

Aporturile de caldura din formula (1.23) pot proveni dintr-o valoare conventionale la nivel national sau regionala a radiatiei solare totale zilnice la limitele sezonului de incalzire. Valorile medii lunare ale temperaturilor și ale aporturilor de caldura zilnice sunt corespunzatoare zilei a 15-a a fiecarei luni. Daca nu sunt disponibile alte date climatice se pot utiliza valorile indicate in SR 4839, standardul referitor la "Numar grade -zile".

Pentru a obtine zilele limita pentru care este indeplinita conditia (1.23) este utilizata o interpolare liniara. Pentru calculul simplificat, perioada de incalzire poate fi stabilita grafic prin intersectia valorii temperaturii de echilibru pentru perioada de incalzire cu curba de variatie a temperaturilor exterioare medii lunare corespunzatoare localitatii, așa cum arata figura 1.6.

Figura II.1.6 Stabilirea perioadei de incalzire

!Imagine

1.temperatura interioara2. inceputul perioadei de incalzire3. numar zile de incalzire4. curba de variatie a temperaturilor medii lunare5. temperatura de echilibru6. sfarșitul perioadei de incalzire7. temperatura medie a sezonului de incalzire

Necesarul de caldura al cladirii se calculeaza pentru intregul sezon de incalzire.

II.

1.5.12.Consumul de energie pentru incalzire

Pentru o perioada data, consumul total de energie al cladirii (energia termica furnizata la branșamentul instalatiei de incalzire), Q(f,h), este dat de relatia urmatoare:

Q(f,h) = Q(h) + Q(th) - Q(r) [J] (1.24)

unde:

Q(h) - reprezinta necesarul de energie pentru incalzirea cladirii, conform 1.22;

Q(r) - este caldura recuperata de la echipamentele auxiliare, de la instalatiile de incalzire și de preparare a apei calde menajere și de la mediul inconjurator, inclusiv sursele de energie regenerabile, in cazul in care nu sunt luate in considerare direct prin diminuarea pierderilor;

Q(th) - reprezinta totalul pierderilor de caldura datorate instalatiei de incalzire, inclusiv pierderile de caldura recuperate. Se includ de asemenea pierderile de caldura suplimentare datorate distributiei neuniforme a temperaturii in incinte și reglarea imperfeca a temperaturii interioare, in cazul in care nu sunt luate deja in considerare la temperatura interioara conventionala.

NOTA - Necesarul și consumul de caldura se vor exprima in [J] sau [kWh] in functie de scopul aplicarii metodei de calcul

II.

1.6.Calculul pierderilor de caldura ale instalatiei de incalzire

Pentru calcularea acestor pierderi de caldura sunt considerate urmatoarele subsisteme ale sistemului de incalzire:

–sistemul de transmisie(emisie) a caldurii la consumator, inclusiv dispozitivele de reglare și control;

–sistemul de distributie a caldurii catre consumator, inclusiv dispozitivele de reglare și control;

–sistemul de stocare, inclusiv dispozitivele de reglare și control (acolo unde este cazul);

–sistemul de genenerare a caldurii (pentru cladiri dotate cu surse termice individuale) inclusiv dispozitivele de reglare și control.

Pierderile totale de caldura ale sistemului de incalzire a unei cladiri, Q(th), se exprima ca suma a pierderilor de caldura ale tuturor subsistemelor mentionate mai sus, astfel:

Q(th) = Q(em) + Q(d) + Q(s) + Q(g) [J] (1.25)

in care:

Q(em) = pierderi de caldura cauzate de un sistem non-ideal de transmisie a caldurii la consumator, in J;

Q(d) = pierderi de caldura ale sistemului de distributie a caldurii catre consumator, in J; valoarea acestor pierderi termice depinde de configuratia sistemului de conducte de distributie, amplasarea lor, tipul izolatiei termice, temperatura agentului termic, tipul dispozitivelor de reglare și control etc.;

Q(s) = pierderi de caldura ale sistemului de stocare (daca exista), in J;

Q(g) = pierderi de caldura ale sistemului de generare pe durata functionarii, pe durata opririi sursei și cauzate de un sistem de reglare și control non-ideal, in J.

II.

1.6.1.Pierderile de caldura ale sistemului de transmisie, Q(em)

Pierderile sistemului de transmisie a caldurii se calculeaza astfel:

Q(em) = Q(em,str) + Q(em,emb) + Q(em,c) [J] (1.26)

in care:

Q(em,str) = pierderi de caldura cauzate de distributia neuniforma a temperaturii, in J;

Q(em,emb) = pierderi de caldura cauzate de pozitia corpurilor de incalzire, in J;

Q(em,c) = pierderi de caldura cauzate de dispozitivele de reglare a temperaturii interioare, in J.

II.

6.2.Pierderi datorate distributiei neuniforma a temperaturii interioare, Q(em,str)

Pentru a calcula pierderile de caldura datorate distributiei neuniforme a temperaturii interioare se folosesc valori experimentale stabilite pentru eficienta sistemelor de transmisie a caldurii asa cum se indica in paragraful 1.6.2.1 sau 1.6.2.2.

II.

1.6.2.1.Utilizarea valorilor tabelare ale eficientei pentru distributia neuniforma a temperaturii (calcul de nivel B)

Daca se cunoaște eficienta sistemului de transmisie a caldurii eta(em) atunci pierderile de caldura suplimentare ale acestuia, Q(em,str) se pot calcula astfel:

1 - eta(em)

Q(em,str) = ----------- * Q(h) [J] (1.27)

eta(em)

Anexa II.1.B. contine exemple de valori pentru eficienta sistemelor de transmisie a caldurii datorate distributiei neuniforme a temperaturii interioare.

II.

1.6.3.Pierderi de caldura ale sistemelor de incalzire prin radiatie cauzate de disiparea caldurii catre exterior, Q(em,emb)

Aceste pierderi apar la sistemele de incalzire prin radiatie de pardoseala, plafon sau pereti și se calculeaza doar atunci cand elementul de constructie incalzitor contine o suprafata orientata catre exteriorul spatiului incalzit, catre sol, catre alte cladiri sau catre alte spatii neincalzite.

Daca caracteristicile suprafetelor emisive (exemplu: grosimea sau tipul izolatiei termice) sunt diferite in cadrul aceleiași cladiri, atunci este necesara separarea calculelor pentru fiecare zona omogena din punct de vedere al sistemului de incalzire prin radiatie.

Comentarii:

Considerarea in calcule a creșterii temperaturii in elementul de constructie se face doar o singura data.

In cazul cladirilor mari este importanta utilizarea valorii echivalente a lui U(e), calculata conform Metodologie - Partea I

Pierderile de caldura ale sistemelor de incalzire prin radiatie cauzate de disiparea caldurii catre exterior se calculeaza dupa cum urmeaza:

–se determina necesarul de energie termica al incaperii, astfel:

Q(i) = A * U(I) * [θ(m) - θ(i)] * t [J] (1.28)

–se determina pierderile de caldura catre partea neemisiva a suprafetei radiante, astfel:

Q(e,a) = A * U(e) * [θ(m) - θ(e)] * t [J] (1.29)

Prin combinarea relatiilor 1.28 și 1.29 se obtine:

┌ ┐

Q(e,a) = │[U(e)/U(j)] * Q(i) + A * U(e) * [θ(i) - θ(e)]│ * t [J] (1.30)

└ ┘

in care:

A = aria suprafetei de incalzire prin radiatie, in mp;

U(e) = coeficientul de transfer termic intre nivelul de montare al serpentinei incalzitoare și exterior, sol, spatiul neincalzit sau cladirea adiacenta, in W/mp°*C;

U(i) = coeficientul de transfer termic intre nivelul de montare al serpentinei incalzitoare și spatiul incalzit, in W/mp*°C;

θ(m) = temperatura medie a suprafetei incalzitoare, in °C;

θ(e) = temperatura exterioara, a solului, a spatiului neincalzit sau a cladirii invecinate, in °C;

θ(i) = temperatura interioara, in °C;

t = timpul, in ore.

Transferul termic catre sol poate fi calculat conform Metodologiei - Partea I.

!Imagine

O alta posibilitate de a exprima pierderile de caldura ale unui element de constructie incalzitor (suprafata radianta) este de a calcula pierderile ca un procent din necesarul de caldura pentru incalzirea incaperii, adica

A(emb) khi(j)

Q(em,emb) = Q(h) * Σ ------- * ----- [J] (1.31)

emb A(zone) 100

in care:

A(emb) = aria suprafetei radiante, in mp;

khi(j) = procentul pierderilor de caldura (intre 0 and 100%), dat de relatia

R(j)

khi(j) = 100 * --------- [%] (1.32)

---- - R(j)

b*U

in care:

R(j) = rezitenta termica a elementului de constructie incalzitor, intre nivelul de montare a serpentinei incalzitoare și spatiul incalzit, in mp * K/W;

U = coeficientul global de transfer termic al elementului de constructie incalzitor, in W/mp * °C;

b = factorul de corectie a temperaturii care tine cont de reducerea temperaturii (spre exemplu, intre elementele incalzitoare ale serpentinei), cu valoarea diferita de 1 doar daca la calcularea lui U nu s-a luat in calcul și acest fenomen.

Cazul elementului de constructie in contact cu solul

Procentul pierderilor de caldura este calculat cu relatia:

R(j)

khi(j) = 100 * ------------ [%]

A(G)

---- - R(j)

L(G)

in care:

L(G) = componenta constanta a coeficientului pierderilor de caldura;

A(G) = aria elementului de constructie in contact cu solul, in mp.

II.

1.6.4.Pierderi de caldura ale sistemelor de incalzire cauzate de reglarea temperaturii interioare, Q(em,c)

Aceasta metoda se refera doar la sistemul de reglare al consumatorului (sistemul de emisie), neluand in calcul influentele pe care reglarea centrala sau locala le poate avea asupra eficientei sursei de caldura sau asupra pierderilor de caldura din reteaua de distributie.

Sistemele reale de reglare produc oscilatii ale temperaturii in jurul valorii de referinta prestabilite din cauza caracteristicilor fizice ale sistemului de control, amplasarii senzorilor și capacitatii sistemului de incalzire de a reactiona corespunzator la influenta factorilor exteriori. Aceste oscilatii conduc la creșterea sau descreșterea disiparilor de caldura prin anvelopa cladirii comparativ cu disiparile de caldura calculate in ipoteza unei temperaturi interioare constante.

Pierderile de caldura ale sistemului de transmisie a caldurii se pot calcula in mai multe feluri. Metoda de calcul depinde de forma in care datele sunt disponibile relativ la performanta sistemului de reglare: eficienta sistemului de reglare eta(ce) sau factorul de performanta energetica e(ce) sau creșterea echivalenta a temperaturii interioare Deltaθ(i). Toate metodele de calcul sunt de nivel B.

II.

1.6.4.1.Metoda bazata pe eficienta reglarii, eta(c) (calcul de nivel B)

Daca se cunoaște eficienta sistemului de reglare, pierderile de caldura pe care le implica utilizarea unui sistem real de reglare sunt date de:

1 - eta(c)

Q(em,c) = ------------ * Q(h) [J] (1-34)

eta(c)

in care:

eta(c) = eficienta sistemului de reglare.

Anexa II.1.B contine exemple de valori ale marimii eta(c).

II.

1.6.4.2.Bazele metodei utilizand factorul de performanta energetica (calcul de nivel B)

Influenta sistemului de reglare este cuantificata cu ajutorul coeficientului denumit factor de performanta energetica, e(c). Acesta exprima relatia dintre energia utilizata de catre sistemul real de transmisie a caldurii și energia utilizata de un sistem ideal.

Pierderile suplimentare de caldura cauzate de sistemul de reglare se pot calcula astfel:

Q(em,c) = Q(h) * [e(c) - 1] [J] (1.35)

In anexa II.1.C se regasesc exemple de factori de performanta energetica pentru diferite tipuri de corpuri de incalzire.

II.

1.6.4.3.Metoda utilizand cresterea temperaturii interioare echivalente (calcul de nivel B)

Creșterea echivalenta a temperaturii interioare se poate utiliza la calcularea creșterii corespunzatoare a pierderilor de caldura in doua moduri:a) - prin multiplicarea necesarului de caldura al cladirii, Q(h), cu un factor dat de raportul dintre creșterea echivalenta a temperaturii interioare ca urmare a reglajului, DELTAθ(i) și media sezoniera a diferentei dintre temperatura interioara și exterioara, adica:

θ(i) - θ(e,avg) + DELTA[θ(i)]

DELTA Q(em,c) = Q(h) * ------------------------------- [J] (1.36)

θ(i) - θ(e,avg)

b)- prin recalcularea necesarului de caldura al cladirii, utilizand creșterea echivalenta a temperaturii spatiului incalzit.

II.

1.7.Calculul

Pierderile de caldura din sistemele de distributie depind de temperatura medie a apei din conducta de tur, respectiv retur, de temperatura ambiantei și de caracteristicile izolatiei termice a conductelor.II.

1.7.1.Metoda de calcul

Datele de baza necesare in metoda de calcul sunt urmatoarele:

L lungimea conductelor din zona de calcul

U' valoarea coeficinetului de transfer de caldura in W/mK pentru fiecare tronson de conducta

θ(m) temperatura medie a aerului interior in °C

θ(a) temperatura aerului exterior(ambianta) in °C

t(H) numarul de ore in pasul de timp in h/pasul de timp

numarul de robinete ce trebuie luate in considerare

Rezultatele se refera la:

Q(d) energia termica pierduta in sistem [J sau kWh/pasul de timp]

Q(d,r) energia recuperata [J sau kWh/pasul de timp]

Q(d,u) energia nerecuperata [J sau kWh/pasul de timp]

Energia termica pierduta pe reteaua de distributie in pasul de timp(perioada) t(H) este:

Q(d)= ΣU'(i) * [θ(m) - θ(a,i)] * L(i) * t(H) (1.37)

cu U' valoarea coeficientului de transfer de caldura in W/mK

θ(m) temperatura medie a agentului termic in °C

θ(a) temperatura aerului exterior(ambianta) in °C

L lungimea conductei

i indicele corespunzator conductelor cu aceleași conditii la limita

t(H) numarul de ore in pasul de timp (h/pasul de timp)

Pentru partile (tronsoanele) din sistem care au același coeficient U', aceeași temperatura a agentului termic și aceeași temperatura a aerului exterior energia termica pierduta este data de relatia simplificata:

Q(d) = Σ q(d,j) * L(i) * t(H) (1-38)

Pierderile de caldura lineare q(d,i), prin transmisie catre mediul ambiant cu temperatura θ(a) depind de coeficientul de incarcarea medie a sistemului de distributie a caldurii β(D) și se calculeaza cu relatia:

q(d,j) [β(D)] = U'(i) [θ(m) [β(D)] - θ(a,j)] (1.39)

In sistemele de distributie cu temperatura de alimentare constanta, temperatura medie θ(m) este constanta și nu depinde de sarcina medie.

La o diferenta intre temperatura spatiului incalzit și cel neincalzit calculata ca Deltaθ(U) = θ(a) - θ(U) și coeficienti de transfer de caldura unitari pentru spatiile incalzite respectiv neinealzite U' U'(U), pierderile de caldura prin transmisie catre spatiile neincalzite se calculeaza astfel:

. . U'(u) DELTAθ(U)

q(d,j)[β(D)] = q[β(D)] * (------ + U'(u) * ----------- ) (1.40)

U' q(d)[β(D)]

sau notand termenii cuprinși in paranteza f(U), relatia poate fi scrisa astfel:

. .

q(d,j)[β(D)] = q[β(D)] * f(U) (1-41)

adica se tine seama de coeficientii de transfer de caldura unitari și de diferenta de temperatura dintre spatiile incalzite și neincalzite.

Daca se considera o lungime totala a conductei L(H) in spatiul incalzit și respectiv L(U) in spatiul neincalzit, coeficientul de recuperare din pierderea de caldura a conductelor poate fi calculat astfel:

L(H)

a(n) = ------------------------------------------ (1-42)

U'(U) DELTAθ(U)

L(H) + ----- L(U) (1 + -----------------

U' θ(m)[β(D)] - θ(a)

Temperatura medie a agentului termic θ(m) și coeficientul de incarcarea medie a sistemului de distributie a caldurii β(D) se calculeaza conform capitolului 1.7.9 și 1.7.8.

II.1.7.2 Pierderea de caldura a elementelor conexe

Pierderile de caldura ale unui sistem de conducte trebuie sa ia in considerare nu numai pierderile aferente conductelor dar și pe cele ale elementelor conexe (robinete, armaturi, suporturi neizolate, etc.).

Pentru a lua in considerare pierderile in elementele conexe se considera o lungime echivalenta. Pentru pierderile prin corpul robinetelor inclusiv flansele de imbinare, lungimea echivalenta considerata depinde de gradul de izolare asa cum arata tabelul 1.3:

Tabel 1.3. Lungimea echivalenta pentru armaturi

┌─────────────────────┬────────────────────────┬────────────────────────┐

│Robinete incluzand și│Lungimea echivalenta [m]│Lungimea echivalenta [m]│

│flansele de prindere │ D < = 100 mm │ D > = 100 mm │

├─────────────────────┼────────────────────────┼────────────────────────┤

│ neizolate │ 4,0 │ 6,0 │

│ izolate │ 1,5 │ 2,5 │

└─────────────────────┴────────────────────────┴────────────────────────┘

Aceasta valoare se va insuma cu lungimea conductelor.

II.

1.7.3.Pierderile de caldura recuperabile și nerecuperabile

Luand in considerare suma tuturor lungimilor conductelor aflate in spatii incalzite se pot deduce pierderile de caldura recuperabile Q(d,r) in pasul de timp utilizat.

Q(d,r) = Σ q(d,r,j) * L(r,i) * t(H) [J;kWh] (1.43)

In mod similar luand in considerare lungimea conductelor din spatiile neincalzite se pot calcula pierderile de caldura nerecuperabile Q(d,u).

II.

1.7.4.Pierderile totale de caldura

Pierderile totale de caldura se calculeaza ca suma pierderile recuperabile și cele nerecuperabile:

Q(d) = Q(d,r) + Q(d,u) [J;kWh] (1.44)

II.

1.7.5.Calculul coeficientului unitar de transfer U' (W/mK):

Valoarea coeficientului U' de transfer de caldura pentru conductele izolate, care ia in considerare atat transferul de caldura prin radiatie cat și prin convectie este dat de relatia:

U' = --------------------------------------- (1.45)

1 d(a) 1

(------------- * ln ---- + -----------)

2 * lambda(D) d(i) α(a) * d(a)

in care:

d(i),d(a) - diametrele conductei fara izolatie, respectiv diametrul exterior al conductei (m)

α(a) - coeficientul global de transfer termic la exteriorul conductei (W/mpK)

lambda(D) - coeficientul de conductie a izolatiei (W/mK)

Pentru conductele pozate subteran coeficientul de transfer U' se calculeaza cu relatia:

U(em)' = ------------------------------------------------ (1.46)

1 1 D 1 4*z

–(--------- * ln --- + --------- * ln ----)

2 lambda(D) d lambda(E) D

unde z - adancimea de pozare

lambda(E) - coeficientul de conductie al solului (W/mK)

II.

1.7.6.Metoda de calcul simplificata

Datele de baza necesare pentru aplicarea metodei simplificate sunt urmatoarele:

L lungimea zonei considerate

B latimea zonei

h(G) inaltimea nivelurilor

n(G) numarul de niveluri in zona respectiva

θ(m) temperatura medie in zona

θ(a) temperatura din spatiile adiacente zonei (incalzite sau

neincalzite)

t(H) numarul de ore de functionare a instalatiei de incalzire in

pasul de timp utilizat (h/pasul de timp)

numarul de robinete, armaturi, supotturi de sustinere a

conductelor

Rezultate:

Q(d) pierderea de caldura in sistemul de transport și distributie

a caldurii din zona respectiva

Q(d,r) energia recuperabila in zona respectiva (J sau kWh/pasul de timp)

Q(d,u) energia nerecuperabila in zona respectiva (J sau kWh/pasul de timp)

II.1.7.6.1 Aproximarea lungimii conductelor in sistemul de distributie din zona considerata

In metoda simplificata aproximarea lungimii conductelor in cladirea sau zona considerata se poate face pe baza lungimii L, latimii B, inaltimii h(G) a nivelelor și numarul nivelelor (nG) ale cladirii sau zonei considerate.

!Imagine

Lungimea conductelor in sistemele de distributie este:

L(V) lungimea conductelor dintre sursa si baza coloanelor de

distributie Reteaua orizontala de distributie poate fi

amplasata in spatiu incalzit sau neincalzit (in subsol).

L(S) lungimea conductelor pe coloane (pe verticala).

Aceste conducte sunt in spatiu incalzit, in

pereti dubli.

L(A) Lungimea racordurilor.

Tabel 1.4. Aproximatii standard pentru sisteme bifilare

┌────────────┬──────┬───────┬────────────────────┬───────────────┬─────────────┐

│ Valori │Simbol│Unitate│Retea de distributie│ Coloane │ Racorduri │

│ │ │ de │ │ │ │

│ │ │masura │ │ │ │

├────────────┼──────┼───────┼────────────────────┼───────────────┼─────────────┤

│Temperatura │ │°C │13 respectiv 20 │20 │20 │

│din spatiile│ │ │ │ │ │

│adiacente │ │ │ │ │ │

│Lungimea │L(i) │m │2L + 0,01625*L*B^2 │0,025L*B*h(G)* │0,55L*B*n(G) │

│conductelor │ │ │ │ n(G) │ │

│ in pereti │ │ │ │ │ │

│ exteriori │ │ │ │ │ │

│Lungimea │L(i) │m │2L + 0,0325*L*B+6 │0,025L*B*h(G)* │0,55L*B*n(G) │

│conductelor │ │ │ │ n(G) │ │

│in │ │ │ │ │ │

│interiorul │ │ │ │ │ │

│cladirii │ │ │ │ │ │

└────────────┴──────┴───────┴────────────────────┴───────────────┴─────────────┘

Tabel 1.5. Aproximatii pentru sisteme monofilare

│ Valori │Simbol│Unitate│Retea de distributie│ Coloane │ Racorduri │

│ │ │ de │ │ │ │

│ │ │masura │ │ │ │

│Lungimea │L │m │2L + 0,0325*L*B+6 │0,025L*B*h(G)* │0,1L*B*n(G) │

│conductelor │ │ │ │n(G)+ │ │

│in │ │ │ │= 2(L+B)n(G) │ │

│interiorul │ │ │ │ │ │

│cladirii │ │ │ │ │ │

II.

1.7.6.2.Aproximarea coeficientului de transfer U'

In metoda de calcul simplificata se accepta valori aproximative pentru coeficientul de transfer termic U'. Orientativ pot fi folosite valorile indicate in tabelul 1.6 impreuna cu figura 1.8.

Tabel 1.6 Valori orientative pentru U' [W/mK] pentru cladiri noi și existente

┌─────────────────┬────────────┬────────────────────┬───────────────────┐

│Anul constructiei│Distributia │Coloane in pereti │Coloane in pereti │

│ │orizontala │exteriori │interiori │

│ ├────────────┼─────────┬──────────┼─────────┬─────────┤

│ │Zona V │Zona S │ Zona A │ Zona S │ Zona A │

├─────────────────┼────────────┼─────────┼──────────┼─────────┼─────────┤

│> 1995 │0,200 │0,255 │0,255 │0,255 │0,255 │

│1980 - 1995 │0,200 │0,400 │0,400 │0,300 │0,400 │

│< 1980 │0,400 │0,400 │0,400 │0,400 │0,400 │

│Conducte │ │ │ │ │ │

│neizolate │ │ │ │ │ │

│ A<=200 mp │1,0 │1,0 │1,0 │1,0 │1,0 │

│ A<= 500 mp │2,0 │ │ │ │ │

│ A>1000 mp │3,0 │ │ │ │ │

├─────────────────┼────────────┼─────────┴──────────┼─────────┼─────────┤

│Conducte in │ │Pierderi totale / │ │ │

│pereti exteriori │ │pierderi │ │ │

│ │ │recuperabile │ │ │

├─────────────────┼────────────┼─────────┬──────────┼─────────┼─────────┤

│Pereti fara │ │1,35/0,80│ │ │ │

│izolatie │ │ │ │ │ │

│Pereti cu │ │ │ │ │ │

│izolatie la │ │1,00/0,90│ │ │ │

│exterior │ │ │ │ │ │

│Pereti fara │ │ │ │ │ │

│izolatie dar cu │ │0,75/0,55│ │ │ │

│valoare U mica │ │ │ │ │ │

│(U=0,4W/mpK) │ │ │ │ │ │

└─────────────────┴────────────┴─────────┴──────────┴─────────┴─────────┘

II.

1.7.7.Metoda de calcul tabelara (simplificata)

Datele de baza necesare pentru aplicarea metodei simplificate sunt urmatoarele:

A aria pardoselii incalzite (mp)

θ(m) temperatura medie in zona

t(H) numarul de ore de functionare a instalatiei de incalzire in pasul de timp utilizat (h/pasul de timp)

Rezultate:

Q(d) pierderea de caldura in sistemul de transport și distributie a caldurii din zona respectiva (J sau kWh/pasul de timp)

Q(d,r) energia recuperabila in zona respectiva (kWh/pasul de timp)

Q(d,u) energia nerecuperabila in zona respectiva (kWh/pasul de timp)

Metoda de calcul tabelara combina ipotezele metodei de calcul simplificate cu temperaturile de calcul utilizate la proiectare furnizand valori anuale ale pierderilor de caldura in kWh/an. Metoda tabelara este prezentata informativ in anexa II.1.D. Valorile corespund conditiilor precizate in anexa.

II.

1.7.8.Calculul coeficientului de incarcarea medie a sistemului de distributie a caldurii, β(D)

Coeficientul de incarcare medie a sistemului de distributie a caldurii se calculeaza cu relatia urmatoare:

Q(em,in)

β(D) = -------------- (1.47)

Q(n) * t(H)

unde:

Q(em,in) - energia transportata incluzand pierderile de caldura in pasul de timp, calculata conform relatiei urmatoare:

Q(em,in) = Q(h) + Q(em) + Q(d) - kW(d,e)

kW(d,e) - este partea termica recuperata din energia electrica de actionare a pompelor, conform 1.9.8

Q(n) - sarcina nominala(de calcul) in zona (cladirea) respectiva

t(H) - numarul de ore de functionare a instalatiei de incalzire in pasul de timp utilizat (h)

II.

1.7.9.Calculul temperaturilor tur/retur ce depind de sarcina termica

Pentru sistemele de incalzire la care temperatura pe conducta de ducere depinde de variatia temperaturii exterioare, temperatura pe ducere și intoarcere ca și temperatura medie a sistemului de conducte se pot stabili in functie de coeficientul de incarcare medie a fiecarei portiuni:

θ(m) [β(i)] = DELTA θ(a) * [β(i)]^1/n + θ(i) (1.48)

θ(v) [β(i)] = [θ(va) - θ(i)] * [β(i)]^1/n + θ(i) (1.49)

θ(r) [β(i)] = [θ(ra) - θ(i)] * [β(i)]^1/n + θ(i) (1.50)

unde

β(i) - coeficientul de incarcare medie a unei portiuni din sistem

Deltaθ(a) diferenta intre temperatura medie a agentului termic și temperatura interioara

θ(va) + θ(ra)

DELTAθ(a) = ----------------- - θ(i) (1.51)

n exponent depinzand de corpurile de incalzire (1,33 pentru radiatoare și 1,1 pentru incalzire prin pardoseala)

θ(I) temperatura interioara °C

II.

1.8.Calculul pierderilor de caldura și performanta cazanelor

Performanta cazanelor care alimenteaza sistemele de incalzire din cladiri se apreciaza prin randamentul sezonier al acestora. Randamentul se calculeaza in functie de tipul de cazan, de tipul de combustibil și de modul de functionare.

II.

1.8.1.Eficienta neta a cazanului

Pentru ca rezultatele sa acopere solicitarea cazanului in sarcina variabila se considera randamentul la incarcare maxima și randamentul la sarcina minima de 30%.

Tabelul 1.7. indica valoarea maxima acceptata de norme pentru eficienta neta, eta(g,net), in functie de tipul cazanului.

Tabelul 1.7: Eficienta maxima neta in procente, eta(g,net)[%]

┌────────────────────────┬──────────────────────────┐

│ Cazane cu condensare │ Cazane fara condensare │

├───────────┬────────────┼─────────────┬────────────┤

│Incarcatura│Incarcatura │ Incarcatura │Incarcatura │

│ maxima │ min 30% │ maxima │ min 30% │

├───────────┼────────────┼─────────────┼────────────┤

│ 101,0 │ 107,0 │ 92,0 │ 91,0 │

└───────────┴────────────┴─────────────┴────────────┘

II.

1.8.2.Eficienta bruta a cazanului

Pentru calculul randamentului brut se utilizeaza factorii de conversie din tabelul 1.8 in ecuatia urmatoare:

eta(g,brut) = f x eta(g,net) (1-52)

Tabelul II.1.8: Factori de conversie f

┌───────────────────┬──────────────────────┐

│ Combustibil │ Factor de conversie f│

├───────────────────┼──────────────────────┤

│Gaz natural │ 0,901 │

├───────────────────┼──────────────────────┤

│Propan sau butan │ 0,921 │

├───────────────────┼──────────────────────┤

│Cherosen sau gaz │ │

│lichefiat │ 0,937 │

└───────────────────┴──────────────────────┘

II.

1.8.3.Calculul randamentului sezonier

Randamentul sezonier se calculeaza in functie de randamentul sezonier brut și net al cazanelor.

II.

1.8.3.1.Randamentul sezonier brut

Pentru a stabili randamentul sezonier brut al cazanelor se aplica relatiile de calcul indicate in tabelul 1.9, 1.10 și 1.11, in functie de tipul de cazan și tipul de combustibil utilizat. Ecuatiile caracteristice din acest tabel depind de randamentul brut la sarcina maxima și sarcina minima și de parametrii p, b, V, L stabiliti dupa cum urmeaza:

1.Parametrul p:

< cazan pe gaz,– cu flacara de veghe p=1– fara flacara de veghe p=02. Parametrul b:

< cazane cu acumulare (pornit- oprit sau modulare)– cu stocaj functional b=1;

–fara stocaj functional b=0

< cazane in condensatie (pornit- oprit sau modulare) și unitati primare de stocaj– b = 13. Parametrii V,L:

< pentru cazane cu acumulare și unitati primare de stocaj se calculeaza volumul de acumulare V in litri, din specificatii și factorul de pierdere L folosind urmatoarea ecuatie:

–daca grosimea izolatiei, d(iz) < 10 mm: L = 0,0945-0,0055d(iz)– daca grosimea izolatiei, d(iz) ≥ 10 mm: L = 0,394/d(iz)

In functie de categoria cazanului in tabelul 1.8 se indica numarul ecuatiei din tabelul 1.9 și 1.10 care se va aplica pentru calculul randamentului brut sezonier.

Tabelul 1.9: Categorii de cazane

┌────────────────┬────────────────────────┬───────────┬────────────────────────┐

│ │ Fara condensare │Temperaturi│ Cu condensare │

│ ├───────────┬────────────┤ scazute ├───────────┬────────────┤

│ │ Gaz │Hidrocarburi│ │ Gaz │Hidrocarburi│

│ ├──────┬────┼──────┬─────┤ ├──────┬────┼──────┬─────┤

│ │On/Off│Mo- │On/Off│Mo- │ │On/Off│Mo- │On/Off│Mo- │

│ │ │du- │ │du- │ │ │du- │ │du- │

│ │ │lar │ │lar │ │ │lar │ │lar │

├────────────────┼──────┼────┼──────┼─────┼───────────┼──────┼────┼──────┼─────┤

│Cazane clasice │ 101 │102 │ 201 │ X │ X │ 101 │102 │ 201 │ X │

│Cazane instant │ 103 │104 │ 202 │ X │ X │ 103 │104 │ 202 │ X │

│combinate │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│(inc+acc) │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Cazane cu │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│acumulare │ 105 │106 │ 203 │ X │ X │ 105 │106 │ 203 │ X │

│combinate │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│(inc+acc) │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Unitate primara │ 107 │107 │ X │ X │ X │ 105 │106 │ X │ X │

│combinata de │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│stocare │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└────────────────┴──────┴────┴──────┴─────┴───────────┴──────┴────┴──────┴─────┘

Tabelul 1.10: Eficienta sezoniera bruta eta pentru cazane pe gaz

┌────────────────────────┬───────┬─────────────────────────────────────────────┐

│ Cazan pe gaz │Nr. ec.│ Ecuatie │

├────────────────────────┼───────┼─────────────────────────────────────────────┤

│Pornit oprit normal │ 101 │eta = 0.5(eta max + eta part)-2.5 - 4p │

│Normal modular │ 102 │eta = 0.5(eta max + eta part) - 2.0 - 4p │

│Combinatie pornit/oprit │ 103 │eta = 0.5(eta max + eta part)-2.8 - 4p │

│instantaneu │ │ │

│Combinatie modular │ 104 │eta = 0.5(eta max + eta part) - 2.1 - 4p │

│acumulare │ │ │

│Combinatie pornit oprit │ 105 │eta = 0.5(eta max + eta part) - 2.8 + (0.209x│

│cu acumulare │ │b x L x V) - 4p │

│ ├───────┼─────────────────────────────────────────────┤

│ │ 106 │eta = 0.5(eta max + eta part) - 1.7 + (0.209x│

│ │ │b x L x V) - 4p │

│ ├───────┼─────────────────────────────────────────────┤

│ │ 107 │eta = 0.5(eta max + eta part) - (0.539 x L x │

│ │ │V) - 4p │

└────────────────────────┴───────┴─────────────────────────────────────────────┘

Tabel 1.11: Eficienta bruta sezoniera eta pentru cazane utilizand hidrocarburi

│Cazane pe hidrocarburi │Nr. ec.│ Ecuatie │

│Normal │ 201 │eta = 0.5(eta max + eta part) │

│Instantaneu │ 202 │eta = 0.5(eta max + eta part) - 2.8 │

│Amestec cu acumulare │ 203 │eta = 0.5(eta max + eta part) - 2.8 + (0.209x│

│ │ │b x L x V) │

II.

1.8.3.2.Randamentul sezonier net

Pentru a calcula randamentul sezonier net al cazanelor se aplica ecuatia urmatoare:

eta(g,net) = 1/f x eta(g,brut) (1.53)

II.

1.8.4.Calculul pierderilor de caldura ale generatorului (sursei)

Pierderea de caldura totala la nivelul generatorului se calculeaza in functie de randamentul sezonier net cu relatia urmatoare:

1 - eta(g,net)

Q(g) = Q(g,out) --------------- (1.54)

eta(g,net)

Q(g,out) - se calculeaza in functie de tipul de cazan:

–pentru cazane de incalzire:

Q(g,out) = Q(h) + Q(em) + Q(d) - kW(d,e) (1.55)

–pentru cazane de incalzire si preparare apa calda de consum:

Q(g,out) = Q(h) + Q(em) + Q(d) - kW(d,e) + Q(acc) (1.56)

–pentru sistemele de incalzire care utilizeaza combinat surse clasice si neconventionale sau regenerabile de energie:

Q(g,out) = Q(h) + Q(em) + Q(d) - kW(d,e) + Q(acc) - Q(rg) (1.57)

Q(rg) - energia furnizata de sursele regenerabile in perioada de calcul

II.

1.8.5.Calculul necesarului de energie termica la nivelul sursei, Q(g,in):

Q(g,out)

Q(g,in) = ---------- (1.58)

eta(g,net)

II.

1.8.6.Consumul de combustibil la nivelul sursei

Consumul de combustibil necesar pentru a asigura energia Q(g,in) la nivelul sursei se calculeaza in functie de puterea calorifica inferioara a combustibilului si randamentul de ardere eta(ar), astfel:

Q(g,in)

B(g,in) = ------------- (II.1.59)

eta(ar) P(ci)

II.

1.9.Consumul de energie electrica pentru distributia agentului termic de incalzire si energia auxiliara recuperataII.

1.9.1.Generalitati

Necesarul suplimentar de energie pentru retelele de transport si distributie depinde de marimea debitului vehiculat, de pierderile de sarcina si conditiile de functionare ale pompei, in timp ce valorile debitului si ale pierderilor de sarcina sunt importante pentru dimensionarea pompelor, factorul corespunzator sarcinii partiale influenteaza la fiecare pas de timp cererea de energie.

Calculul puterii pompei la functionarea acesteia necesita cunoasterea randamentului pompei in orice punct de functionare, lucru ce nu poate fi cunoscut decat prin efectuarea unor simulari de functionare. Se iau in considerare numai factorii ce influenteaza esential performanta sistemului (sarcina termica, modul de reglare si automatizare etc.). Modul de abordare este acela de a separa valoarea pierderilor de sarcina ce depind de dimensionarea conductelor si factorul de pierderi al pompelor ce tine de randamentul acestora. Calculul este realizat pentru o zona a cladirii cu o anumita suprafata echivalenta, lungime, latime si numar de niveluri.II.

1.9.2.Sarcina hidrodinamica

In toate calculele este importanta pierderea de sarcina din sistemul de distributie pentru regimul nominal (de calcul). Sarcina hidrodinamica se calculeaza cu relatia urmatoare:

P(hydr) = 0,2778 + DELTA p * V (1.60)

unde

V - Debitul volumic in punctul de calcul [mc/h]

DELTA p - Presiunea diferentiala (inaltimea de pompare) necesara in punctul de calcul (conditii de calcul) [kPa]

Debitul este calculat la sarcina de incalzire

Q(N) pe zone si la o diferenta de temperatura DELTAθ(HK) a sistemului de incalzire.

. 3600 x Q(N)

V = ----------------------------- (1.61)

c(p) * ro * DELTAθ(HK)

unde:

c(p) caldura specifica [kJ/kg K]

ro densitatea apei [kg/mc]

DELTAθ(HK) diferenta de temperatura a

sistemului de incalzire

proiectat [K]

Pierderea totala de sarcina in regimul nominal pentru o zona este determinata de rezistentele hidraulice ale conductelor (incluzand pe cea a echipamentelor):

DELTAp = (1+z) R * L(max) + DELTAp(HF) + DELTAp(HKV) + DELTAp(SR)

DELTAp(WE) + DELTAp(ext) (1.62)

unde:

z - coeficientul de pierderi de sarcina locale si echipamente [%]

R - pierderea de sarcina distribuita [kPa/m]

L(max) - lungimea celui mai dezavantajat circuit in sistemul de incalzire [m]

DELTAp(HF) Presiunea diferentiala la corpurile de incalzire (pierderea de sarcina) [kPa]

DELTAp(HKV) Presiunea diferentiala pentru robinetele de reglare ale corpurilor de incalzire [kPa]

DELTAp(SR) Presiunea diferentiala pentru robinetele corespunzatoare zonelor [kPa]

DELTAp(WE) Presiunea diferentiala la furnizarea caldurii [kPa]

DELTAp(ext) Presiunile excedentare [kPa]

Observatie. Toate au de fapt semnificatia unor pierderi de sarcina

II.

1.9.3.Detalierea metodei de calcul

II.1.9.3.1 Date de baza/rezultate

Datele de baza (de intrare) pentru aplicarea metodei sunt redate mai jos.

P(hydr) Puterea corespunzatoare punctului de functionare (de dimensionare) calculat la sarcina de incalzire

Q(N) - sarcina termica de calcul [W]

DELTAθ(HK) diferenta de temperatura a sistemului de

incalzire proiectat [K]

L(max) lungimea maxima a conductei pentru zona respectiva [m]

DELTAp diferenta de presiune (pierderea de sarcina) pe

circuitul zonei de calcul [kPa]

β(D) sarcina medie pe sistemul distributie [-]

t(H) numarul de ore de incalzire pe an [h/an]

f(p) factor de corectie pentru temperatura agentului termic [-]

f(sch) factor de corectie pentru retelele de distributie [-]

f(A) factor de corectie pentru corectia suprafetelor de

incalzire [-]

f(Ah) factor de corectie pentru echilibrarea hidraulica [-]

e(d,e) factor energetic pentru functionarea pompelor de

circulatie [-]

calculat in functie de:

f(eta) factor de corectie pentru randament [-]

f(pi) factor de corectie pentru sarcina partiala [-]

f(Ausi) factor de corectie pentru punctul de functionare [-]

f(R) factor de corectie pentru reglare [-]

Rezultatele se refera la:

W(d,e) - necesarul anual de energie electrica de pompare [kWh/an]

W(d,e,M) - necesarul lunar de energie electrica de pompare [kWh/luna]

Q(d,r,a) - energia recuperabila din mediul ambiant [kWh/perioada]

II.

1.9.3.2.Metoda de calcul detaliata

Consumul de energie electrica pentru pompele de circulatie din sistemul de incalzire se calculeaza cu relatia urmatoare:

W(d,e) = W(d,hydr) * e(d,e) (1.63)

unde

W(d,e) necesarul anual de energie electrica, [kWh/a]

W(d,hydr) necesarul anual de energie hidraulica, [kWh/a]

e(d,e) - factorul energetic pentru functionarea pompelor de circulatie [-]

Necesarul de energie pentru pompele din sistemele de incalzire este dat de valoarea P(hydr) precum si de sarcina de incarcare medie a sistemului de distributie a caldurii β(D) si numarul de ore de incalzire in pasul de timp t(H).

Factorii de corectie f(V), f(Sch) si f(A) includ cei mai importanti parametrii legati de dimensionarea sistemului de incalzire. Factorul f(Ab) ia in considerare echilibrarea hidraulica a sistemului de distributie a caldurii.

P(hydr)

W(d,hydr) = -------- *β(D)*t(H)*f(V)*f(Sch)*f(A)*f(Ab) (1.64)

1000

unde:

P(hydr) sarcina hidrodinamica in regimul de calcul [W]

β(D) factorul de incarcare (sarcina medie) in sistemul

de distributie a caldurii [-]

t(H) numarul de ore de incalzire pe an [h/an]

f(p) factor de corectie pentru temperatura agentului

termic [-]

f(sch) factor de corectie pentru retelele de distributie [-]

f(Af) factor de corectie pentru dimensionarea

suprafetelor de incalzire [-]

f(Ah) factor de corectie pentru echilibrarea hidraulica [-]

Calculul factorilor de corectie pentru metoda detaliata este prezentat in anexa II.1.E.II.

1.9.4.Metoda de calcul simplificata

Pentru a aplica o metoda de calcul simplificata este nevoie de urmatoarele marimi:

P(hydr) sarcina hidrodinamica in regimul de calcul pentru zona respectiva in [W] calculata pe baza:

Q(N) sarcinii termice,

DELTAθ(HK) diferenta de temperatura in regimul de calcul [K] in sistemul de distributie din zona respectiva

L(max) lungimea maxima a circuitului de incalzire din zona respectiva [m]

DELTA(p) presiunea diferentiala a circuitului din zona [kPa] - calculata simplificat

β(D) factorul de incarcare medie [-]

t(H) timpul de functionare a incalzirii pe an [h/an]

f(Sch) factor de corectie pentru reteaua de distributie [-]

f(Abgl) factor de corectie pentru echilibrarea hidraulica [-]

e(d,e) factorul de energie distribuita pentru functionarea pompei de circulatie [-], calculata simplificat prin standard pentru functionare intermitenta

Rezultatele se refera la:

W(d,e) - cererea totala de energie de pompare [kWh/a]

W(d,e,M) - cererea lunara de energie de pompare [kWh/a]

Q(d,r,w) - energia recuperata pe partea de agent

termic de incalzire [kWh/pasul de timp]

Q(d,r,a) - energia recuperata din mediul ambiant [kWh/pasul de timp]

II.

1.9.4.1.Metoda de calcul

Pentru factorii de corectie definiti f(V), f(A) cererea de energie poate fi exprimata doar depinzand de orele de incalzire pe pasul de timp si de factorul de incarcare medie pentru sistemul de distributie.

Factorul de corectie pentru sistemul de distributie este necesar pentru a face distinctia intre sistemul mono si bifilar.

De asemenea si factorul de distributie poate fi exprimat in functie de factorul de incarcare si tipul reglarii.

P(hydr)

W(d,hydr) = ------- * β(D) * t(H) * f(Sch) * f(Abgl) (1.65)

1000

O aproximare pentru inaltimea de pompare in punctul de dimensionare poate fi facuta avand in vedere o pierdere specifica de presiune de 100 Pa/m si o suplimentare a acesteia cu cca. 30%.

Ca variabile raman numai lungimea maxima a circuitului, pierderea de sarcina in circuitul de incalzire si in sistemul de producere.

DELTA(p) = 0,13 * L(max) + 2 + DELTAp(FBH) + DELTAp(WE) (1.66)

Cu:

L(max) - lungimea maxima a circuitului [m]

DELTAp(FBH) - Pierderea de sarcina aditionata pentru

incalzirea prin pardoseala [kPa]

DELTAp(WE) - pierderea de sarcina la cazan [kPa]

Se pot utiliza aproximatii pentru circuitul primar si secundar.

Daca nu exista date furnizate de catre producator se pot utiliza urmatoarele valori:

DELTAp(FBH) = 25 kPa incluzand vane si distribuitorul

DELTAp(WE) - a se consulta anexa II.1.E tabel E.2

Lungimea maxima a circuitului zonei poate fi aproximata ca:

L(max) = 2[L + -- + n(G) * h(G) + l(c)] (1.67)

Cu:

L - lungimea circuitului [m]

B - latimea zonei (partii din cladire) [m]

n(G) - numarul nivelelor incalzite de pe zona de calcul [-]

h(G) - inaltimea medie a nivelelor de pe zona de calcul [-]

l(c) = 10 pentru sistem bifilar

l(c) = L + B pentru sistem monofilar

II.

1.9.4.2.Factori de corectie

II.

1.9.4.2.1.Factor de corectie pentru sistemul de conducte f(Sch)– sistem bifilar: f(Sch) = 1

_– sistem monofilar: f(Sch) = 8,6 * m + 0,7

m debitul masic din corpul de incalzire in raport cu debitul total din circuit [%]

II.

1.9.4.2.2.Factor de corectie privind echilibrarea hidraulica f(Abgl)

f(Ab) = 1 pentru sisteme echilibrate din punct de vedere hidraulic

f(Ab) = 1,25 pentru sisteme dezechilibrate din punct de vedere hidraulic

II.

1.9.5.Consumul de energie in cazul metodei simplificate

Factorul de pompare poate fi calculat cu o metoda simplificata asemanatoare celei aplicate in metoda detaliata si in aceleasi ipoteze. Aceste ipoteze se refera la:

P(pump,max)

–factorul de reglare f(R),----------- = 1,11

P(pump)

(a se vedea anexa II.1.E, figura E.4)

–factorul de corectie pentru stabilirea punctului de functionare f(Ausl) = 1,5 (a se vedea figura E.2)– factor de randament f(e) = f(eta) * f(Aust) si aproximarea curbei de randament de pompare.

Astfel, consumul de energiei se calculeaza simplificat astfel:

┌ ┐

e(d,e) = f(e) * │C(P1) + C(P2) * β(D)^-1│ (1.68)

└ ┘

cu C(P) - constanta (a se consulta tabelul E.3 anexa II.1.E)

f(e) - factor de randament dat de relatia:

f(e) = [1,25 + [(200/P(hydr)]^0,5] * 1,5 * b - pentru pompe care nu au caracteristici cunoscute (pentru cladiri noi b = 1, pentru cladiri existente b = 2 si P(hydr) exprimata in W).

P(pumpe)

f(e) = -------- pentru pompe cu caracteristici cunoscute

P(hydr)

Pentru cladirile existente o aproximare destul de buna pentru P(pump) este aceea de a utiliza valoarea inscrisa pe eticheta pompei. Pentru situatia unor pompe nereglabile se va lua in considerare inaltimea de pompare corespunzatoare punctului de functionare real.

II.

1.9.6.Functionarea intermitenta a pompelor

In metoda simplificata factorul de timp in modul de utilizare cu debit maxim (boost) este presupus a fi 3%, astfel ca cererea de energie electrica este:

W(d,e) = W(d,hydr)*e(d,e)*[α(r)+0,6 * α(seth) + α(b)] (1.69)

Valoarea cuprinsa intre paranteze reprezinta economia de energie realizata prin reglarea prin intermitenta.

Factorul de functionare in modul setat pe perioada de noapte este:

α(seth) = 1 - α(r) - α(b) (1.70)

II.

1.9.7.Metoda de calcul tabelara

II.

1.9.7.1.Date de baza/rezultate

Datele de baza in metoda tabelara sunt cele enumerate mai jos si sunt parte din cele redate la metoda detaliata.

A aria pardoselilor incalzite din zona de calcul [mp]

tipul sursei

sistem monofilar sau bifilar

modul de reglare al pompei

Rezultatele se refera la:

W(d,e) - cererea totala de energie de pompare [kWh/a]

W(d,e,M) - cererea lunara de energie de pompare [kWh/a]

Q(d,r,w) - energia recuperata pe partea agentului termic de incalzire [kWh/pasul de timp]

Q(d,r,a) - energia recuperata din mediul ambiant [kWh/pasul de timp]

Metoda tabelara combina toate ipotezele facute in metoda simplificata si, in plus, in cazul sistemelor mai deosebite de incalzire ofera valori pentru necesarul de energie electrica in kWh/a.

In anexa II.1.F sunt prezentate valori orientative privind consumul auxiliar anual de energie electrica pentru sisteme de incalzire cu circulatie prin pompare. Consumurile sunt estimate in functie de aria suprafetei incalzite, de tipul cazanului, de tipul de functionare a pompei si de alcatuirea sistemului de incalzire.II.

1.9.8.Energia recuperabila

In timpul functionarii pompelor de circulatie o parte din energia electrica este transformata in energie termica si transferata apei. O alta parte din energia termica este transferata (transmisa) mediului ambiant. Ambele fractiuni energetice sunt recuperabile.

Energia recuperata din apa este:

Q(d,r,w) = 0,25 * W(d,e) [kWh/a] (1.71)

Energia recuperata din aer este:

Q(d,r,a) = 0,25 * W(d,e) [kWh/a] (1.72)

II.

1.10.Calculul energiei primare si a emisiilor de CO(2)

Calculul consumului de energie primara se face separat pentru fiecare tip de utilizator (incalzire, racire, apa calda de consum, iluminat, etc) si pentru fiecare tip de combustibil sau sursa energetica.II.

1.10.1.Energia primara

Pentru o perioada determinata de timp (an, luna, saptamana), energia consumata de o cladire prin utilizarea unei anumite energii de tip Q(f,i) este data de relatia urmatoare:

Q(f,i) = Q(f,h,i)+Q(f,v,i)+Q(f,c,i)+Q(f,w,i)+Q(f,l,I) [kWh/a] (1.73)

unde termenii reprezinta energia consumata pentru: incalzire, ventilare, racire, preparare apa calda de consum si iluminat, calculata conform prezentei metodologii.

Energia primara se calculeaza, pe acelasi interval de timp, pornind de la valoarea energiei consumata, astfel:

E(p) = Σ[Q(f,i) x f(p,i) + Σ W(h) * x f(p,i)] - Σ [Q(ex,i) x f(pex,i)] kWh/a] (1.74)

in care:

Q(f,i) - consumul de energie utilizand energia i, in Joule (J; kWh/a);

W(h) - consumul auxiliar de energie pentru incalzirea spatiilor (J; kWh/a);

f(p,i) - factorul de conversie in energie primara, avand valori tabelate pentru fiecare tip de energie utilizata (termica, electrica, etc.), conform tabel 1.12;

Q(ex,i) - energia produsa la nivelul cladirii si exportata (J; kWh/a);

f(pex,I) - factorul de conversie in energie primara, care poate avea valori identice cu f(p,i);

11.04.2017Tabelul 1.12 a fost abrogat de Punctul 4, Articolul I din ORDINUL nr. 2.641 din 4 aprilie 2017, publicat în MONITORUL OFICIAL nr. 252 din 11 aprilie 2017

Factorii de conversie în energie primară sunt prevăzuți în anexa II.1.H.

11.04.2017Subpunctul II.1.10.1 a fost completat de Punctul 5, Articolul I din ORDINUL nr. 2.641 din 4 aprilie 2017, publicat în MONITORUL OFICIAL nr. 252 din 11 aprilie 2017

Nota - Consumul de energie primara poate fi mai mic sau mai mare decat consumul final de energie dupa cum sunt sau nu utilizate surse de energie regenerabila.

II.

1.10.1.1.Performanta energetica primara a instalatiilor de incalzire

Performanta unui sistem de incalzire este data de relatia urmatoare:

E(p,h)

e = ------ [-] (1.75)

Q(h)

in care

e = coeficientul de performanta energetica a sistemului de instalatii;

E(p,h) = energia primara consumata de sistem, in J;

Q(h) = necesarul de caldura pentru incalzire, in J;

II.

1.10.2.Emisia de CO(2)

Emisia de CO(2) se calculeaza similar cu energia primara utilizand un factor de transformare corespunzator:

E(CO(2)) = Σ[Q(f,i) x f(CO2,i) + Σ W(h) * x f(CO2,i)] - Σ [Q(ex,i) x f(CO2 ex,i)]

unde f(CO2), reprezinta factorul de emisie stabilit conform tabelelor 1.13 si 1.14.

11.04.2017Tabelul 1.13 a fost abrogat de Punctul 4, Articolul I din ORDINUL nr. 2.641 din 4 aprilie 2017, publicat în MONITORUL OFICIAL nr. 252 din 11 aprilie 2017

11.04.2017Tabelul 1.14 a fost abrogat de Punctul 4, Articolul I din ORDINUL nr. 2.641 din 4 aprilie 2017, publicat în MONITORUL OFICIAL nr. 252 din 11 aprilie 2017

In anexa II.1.G este prezentat un exemplu de calcul privind pierderile de caldura, randamentul si energia primara calculata in general pentru un subsistem al sistemului de incalzire.

Factorul de emisie CO(2) atribuit energiei primare, corespunzător fiecărui tip de combustibil sau sursă energetică, precum și pentru cel atribuit fiecărui agent frigorific (refrigerent), aferent scăpărilor (pierderilor) de agenți frigorifici (refrigerenți) din instalațiile frigorifice și de aer condiționat, este prevăzut în anexa II.1.H.

11.04.2017Subpunctul II.1.10.2 a fost completat de Punctul 6, Articolul I din ORDINUL nr. 2.641 din 4 aprilie 2017, publicat în MONITORUL OFICIAL nr. 252 din 11 aprilie 2017

Anexa II.1.A

CLASIFICAREA INSTALATIILOR DE INCALZIRE

Font 8

┌────┬───────────┬─────────────────────────┬───────────────────────────────────────┬──────────────────┐

│NR. │CRITERIUL │ TIPUL │ SUBTIPUL │OBSERVATII/EXEMPLE│

│CRT.│DE │INSTALATIEI DE INCALZIRE │ INSTALATIEI DE INCALZIRE │ │

│ │CLASIFICARE│ │ │ │

├────┼───────────┼─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │maxim 65°C │- inst. prin │

│ │ │ │ │radiatie de joasa │

│ │ │ │ │temp. │

│ │ │apa calda, maxim 95°C ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │ │- cu circulatie │

│ │ │ │ │fortata │

│ │ │ │maxim 95°C ├──────────────────┤

│ │ │ │ │- cu circulatie │

│ │ │ │ │naturala │

│ │ ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │apa fierbinte, maxim │maxim 115°C │- retele urbane │

│ │ │150°C ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │maxim 150°C │- retele de │

│ │ │ │ │termoficare │

│ │ │ │de joasa presiune, maxim 1,7 ata si │- inst. de inc. │

│ │ │abur saturat, maxim 6 bar│maxim 115,2°C │industriale, │

│ │ │si maxim 159°C │ │organizare santier│

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ 1. │natura │ │de medie presiune, maxim 6 ata si │- inst. de inc. │

│ │agentului │ │maxim 159°C │industriale │

│ │termic ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │utilizat │gaze de ardere │- tuburi radiante │- inst. de inc. │

│ │ │ │ │industriale │

│ │ │ │- cu preparare locala │- cu agregate cu │

│ │ │ │ │focar propriu, │

│ │ │ │ │aeroterme sau │

│ │ │ │ │dispozitive │

│ │ │aer cald │ │multifunctionale │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- cu preparare centralizata │- cu centrale de │

│ │ │ │ │tratare a aerului │

│ │ │ │- incalzirea utilizand corpuri de │ │

│ │ │ │incalzire electrice │ │

│ │ │alti agenti termici ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- incalzirea utilizand corpuri de │ │

│ │ │ │incalzire cu ulei │ │

│ │ │ │- clasa I pentru cladiri de importanta │ │

│ │ │ │vitala pentru societate │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- clasa a II-a pentru cladiri de │ │

│ │ │ │importanta deosebita │ │

│ │ │clasa de importanta ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │a cladirii │- clasa a III-a pentru cladiri de │ │

│ │ │ │importanta normala │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- clasa a IV-a pentru cladiri de │ │

│ │clasa, │ │importanta redusa │ │

│ │destinatia ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ 2. │si tipul │ │- cladiri rezidentiale │ │

│ │cladirii │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │incalzite │ │- cladiri tertiare │ │

│ │ │destinatia cladirii ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- cladiri industriale │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- cladiri agro-zootehnice │ │

│ │ │ │- unifamiliala │ │

│ │ │tipul constructiv al ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │cladirii rezidentiale │- multifamiliala de tip bloc │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- multifamiliala de tip cladiri │ │

│ │ │ │insiruite │ │

│ │ │incalzire preponderent │- convectoare │ │

│ │ │convectiva (> 50%) │ │ │

│ │ │ │- de temperatura joasa, cu temperatura │- cu apa calda │

│ │ │ │elementului radiant de maxim 50°C │(incalzire prin │

│ │ │ │ │pardoseala, plafon│

│ │ │ │ │sau panouri │

│ │proportia │ │ │montate in pereti)│

│ │intre │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ 3. │transferul │incalzire preponderent │- de temperatura medie, cu temperatura │- cu abur, apa │

│ │termic prin│radiativa (> 50%) │elementului radiant de maxim 100°C │fierbinte, gaze de│

│ │radiatie │ │ │ardere │

│ │si │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │transferul │ │- de temperatura inalta, cu temperatura│- cu gaze de │

│ │termic prin│ │elementului radiant de maxim 3000°C │ardere sau │

│ │convectie │ │ │radianti electrici│

│ │ │incalzire convecto- │- sisteme de incalzire cu corpuri │- cu apa calda sau│

│ │ │radiativa (aprox. 50-50%)│statice │abur de joasa │

│ │ │ │ │presiune │

│ │tipul │cu vas de expansiune │ │ │

│ │sistemului │deschis │ │ │

│ │de ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │asigurare a│cu vas de expansiune │ │ │

│ 4. │instalatiei│inchis │ │ │

│ │de incalzi-├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │re contra │doar cu supape de │ │ │

│ │suprapresi-│siguranta │ │ │

│ │unilor ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │sistem mixt │ │ │

│ │ │sistem monotubular │ │ │

│ │numarul de ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │conducte │sistem bitubular │ │ │

│ 5. │utilizate ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │la │ │ │- cazul instalati-│

│ │transportul│sistem multitubular │ │ilor de incalzire │

│ │agentului │ │ │cu agent termic cu│

│ │termic │ │ │parametrii │

│ │ │ │ │diferiti │

│ │ │ │- la distanta mica de cladire │-CT, PT de cvartal│

│ │ │in exteriorul cladirii ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │incalzite │- la distanta mare de cladire │- retele de │

│ │ │ │ │termoficare, │

│ │ │ │ │retele urbane │

│ │ │ │- la subsolul cladirii incalzite │ │

│ │pozitia de │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ 6. │amplasare a│ │- la un etaj tehnic (intermediar) │ │

│ │sursei de │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │energie │in interiorul cladirii │- pe terasa/ultimul nivel al cladirii │ │

│ │ │incalzite │incalzite │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │ │- incalzire locala│

│ │ │ │- in interiorul incaperilor incalzite │(cu sobe, │

│ │ │ │ │semineuri, │

│ │ │ │ │convectoare pe │

│ │ │ │ │gaze naturale etc.│

│ │nivelul la │gestionare si reglare │- contorizare si reglare la nivelul │ │

│ │care se │centrala │sursei │ │

│ │realizeaza ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ 7. │gestionarea│reglare centrala si │- reglare la nivelul sursei si │ │

│ │energiei │gestionare locala │contorizare la bransament (consumator) │ │

│ │termice si ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │reglarea │reglare si gestionare │- reglare si gestionare la nivel de │ │

│ │parametri- │locala │bransament (consumator) │ │

│ │lor │ │ │ │

│ │agentului │ │ │ │

│ │termic │ │ │ │

│ │tipul │reglaj calitativ │- variatia temperaturii │ │

│ │reglajului ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ 8. │parametri- │reglaj cantitativ │- variatia debitului │ │

│ │lor ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │agentului │reglaj mixt │- variatia temperaturii si a debitului │ │

│ │termic │ │ │ │

│ │ │ │- mai putin de 3 ani │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │instalatie veche │-mai putin de 10 ani, mai mult de 3 ani│ │

│ │ │(garantie expirata) ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- mai putin de 20 ani, mai mult de 10 │ │

│ │ │ │ ani │ │

│ 9. │vechimea │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │instalatiei│ │- peste 20 ani │ │

│ │ │instalatie noua (in │ │ │

│ │ │garantie) │ │ │

│ │ │instalatie inexistenta │ │ │

│ │ │fizic (proiectata) │ │ │

│ │ │ │- radiala │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- arborescenta │ │

│ │ │configuratie ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │tipul │ │- inelara │ │

│10. │retelei de │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │distributie│ │- perimetrala │ │

│ │ │ │- inferioara │ │

│ │ │amplasare fata de ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │pozitia consumatorilor │- superioara │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- mixta │ │

│ │ │ │- combustibili solizi (carbuni sau masa│ │

│ │ │energie conventionala; │lemnoasa) │ │

│ │ │incalzire cu combustibili├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │fosili │- gaze naturale │ │

│ │ │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- combustibili lichizi (pacura, CLU, │ │

│ │ │ │ GPL) │ │

│ │ │energie electrica │ │- incalzire locala│

│ │ │cogenerare │-furnizare en. electrica si en. termica│- CET, statii │

│ │ │ │ │locale │

│ │ │ │- energie solara │- sisteme de │

│ │ │ │ │incalzire solara │

│ │ │ │ │pasive sau active │

│11. │natura │energie regenerabila ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │energiei │ │- energie geotermala │ │

│ │utilizate │ ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- energie din biomasa │ │

│ │ │ │- energie recuperata din caldura │- cu recuperare │

│ │ │ │reziduala (gaze de ardere, apa, aer la │interna, externa │

│ │ │ │potential termic mai mare decat cel al │sau sisteme mixte │

│ │ │ │agentului termic utilizat) │ │

│ │ │energie recuperabila ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │ │- energie recuperata prin utilizarea │ │

│ │ │ │pompelor de (apa, aer, sol la potential│ │

│ │ │ │termic mai scazut decat cel al │ │

│ │ │ │agentului termic utilizat) │ │

│ │ │ │- de confort │ │

│ │ │incalzire continua ├───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │modul de │ │- tehnologica │ │

│12. │asigurare a├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │micro- │incalzire discontinua │- conform unui program │ │

│ │climatului ├─────────────────────────┼───────────────────────────────────────┼──────────────────┤

│ │ │incalzire de garda │- pe perioada de inocupare a spatiilor │ │

│ │ │ │interioare │ │

└────┴───────────┴─────────────────────────┴───────────────────────────────────────┴──────────────────┘

Anexa II.1.B

In tabelul B1 si B2 sunt indicate valorile eficientei transmisiei de caldura, eta(e), utilizate la determinarea pierderilor de caldura generate de distributia neuniforma a temperaturii interioare. Valorile din tabelul B1 sunt valabile pentru incaperi cu inaltimea de maximum 4 m si includ de asemenea efectul diferentei dintre temperatura aerului si temperatura medie de radiatie. Valorile din tabelul B2 sunt valabile pentru incaperi cu inaltimi mai mari de 4 m.

Tabel B1. Eficienta transmisiei de caldura, eta(e), in functie de tipul corpului de incalzire pentru incaperi cu inaltimea maxima de 4 m

┌─────────────────────────────────┬────────────────────────────────────────────┐

│ Tipul sistemului de incalzire │ Necesarul mediu anual de caldura, in W/mp │

├─────────────────────────────────┼──────────┬──────────┬──────────┬───────────┤

│ │ < 20 │ 20-40 │ 40-60 │ > 80 │

├─────────────────────────────────┼──────────┼──────────┼──────────┼───────────┤

│Radiator sub fereastra │ 0,97 │ 0,96 │ 0,93 │ 0,90 │

│Radiator langa perete interior │ 0,94 │ 0,94 │ 0,93 │ 0,93 │

│Convector sub fereastra │ 0,93 │ 0,93 │ 0,89 │ 0,86 │

│Pardoseala radianta │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,05*) │

│Plafon radiant │ 0,96 │ 0,96 │ 0,96 │ 1,01*) │

│Incalzire cu aer cald │ 0,91 │ 0,90 │ 0,85 │ 0,83 │

└─────────────────────────────────┴──────────┴──────────┴──────────┴───────────┘

Notă

Valorile supraunitare apar in cazul sistemelor de incalzire caracterizate de o temperatura interioara a aerului mai scazuta care implica pierderi mai mici in urma procesului de ventilatie.

Tabel B2. Eficienta transmisiei de caldura, eta(e), pentru incaperi cu inaltimea mai mare de 4 m

┌───────────────────────────────────┬─────────────┬──────────────┬─────────────┐

│ Inaltimea camerei │ < 5 m │ 5-10 m │ > 10 m │

├───────────────────────────────────┼──────┬──────┼───────┬──────┼──────┬──────┤

│Sistemul de transmisie a caldurii │ A │ B │ A │ B │ A │ B │

├───────────────────────────────────┼──────┼──────┼───────┼──────┼──────┼──────┤

│Incalzire prin radiatie │ 0,95 │ 0,90 │ 0,94 │ 0,89 │ 0,93 │ 0,88 │

│Ventilo-convectoare │ 0,92 │ 0,86 │ 0,91 │ 0,84 │ 0,83 │ 0,75 │

│Incalzire cu aer cald (T < 60°C) │ 0,90 │ 0,84 │ 0,85 │ 0,77 │ 0,80 │ 0,70 │

│Incalzire cu aer cald (T > 60°C) │ 0,88 │ 0,78 │ 0,83 │ 0,70 │ 0,78 │ 0,60 │

└───────────────────────────────────┴──────┴──────┴───────┴──────┴──────┴──────┘

(A-spatii ventilate; B-spatii neventilate)

Eficienta reglarii, eta(c), are valorile din tabelul B3, in functie de tipul corpurilor de incalzire si al dispozitivelor de reglare.

Tabelul B3. Eficienta sistemului de reglare, eta(c) in functie de sistemul de transmisie a caldurii

┌────────────────┬───────────────────────────────────────────────┬───────────┬───────────┬───────────┐

│ │ │ │ Panouri │ Panouri │

│ │ │ │ radiante │ radiante │

│ Sistemul de │ │Radiatoare │ izolate │incorporate│

│ reglare │ Tipologie │ si │ de │ in │

│ │ │convectoare│elementele │elementele │

│ │ │ │ de │ de │

│ │ │ │constructie│constructie│

├────────────────┼───────────────────────────────────────────────┼───────────┼───────────┼───────────┤

│Reglare │eta(c) = K - [0,6 * g * gamma(u)] │ K = 1 │ K = 0,98 │ K = 0,94 │

│centralizata │ │ │ │ │

│ │Reglare tot-nimic (on-off) cu histerezis │ 0,94 │ 0,92 │ 0,88 │

│ ├───────────────────────────────────────────────┼───────────┼───────────┼───────────┤

│Reglare locala │Reglare proportionala (banda proportionala 1°C)│ 0,98 │ 0,96 │ 0,92 │

│ │Reglare proportionala (banda proportionala 2°C)│ 0,96 │ 0,94 │ 0,90 │

│Reglare locala +│Reglare tot-nimic (on-off) cu histerezis │ 0,97 │ 0,95 │ 0,93 │

│reglarea ├───────────────────────────────────────────────┼───────────┼───────────┼───────────┤

│temperaturii │Reglare proportionala (banda proportionala 1°C)│ 0,99 │ 0,98 │ 0,96 │

│agentului termic├───────────────────────────────────────────────┼───────────┼───────────┼───────────┤

│distribuit │Reglare proportionala (banda proportionala 2°C)│ 0,98 │ 0,97 │ 0,95 │

│ │Reglare tot-nimic (on-off) cu histerezis │ 0,93 │ 0,91 │ 0,87 │

│Reglare zonala │Reglare proportionala (banda proportionala 1°C)│ 0,97 │ 0,96 │ 0,92 │

│ │Reglare proportionala (banda proportionala 2°C)│ 0,95 │ 0,93 │ 0,89 │

│Reglare zonala +│Reglare tot-nimic (on-off) cu histerezis │ 0,96 │ 0,94 │ 0,92 │

│temperaturii │Reglare proportionala (banda proportionala 1°C)│ 0,98 │ 0,97 │ 0,95 │

│distribuit │Reglare proportionala (banda proportionala 2°C)│ 0,97 │ 0,96 │ 0,94 │

├────────────────┴───────────────────────────────────────────────┴───────────┴───────────┴───────────┤

│Valorile indicate sunt valabile pentru incaperi cu temperatura constanta sau pentru sisteme de │

│incalzire setate in regimul de functionare pe timp de noapte. In cazul incalzirii intermitente fara │

│utilizarea unui dispozitiv de optimizare, valorile din tabel se micsoreaza cu 0,02. Daca exista │

│dispozitiv de optimizare valorile indicate sunt valabile fara nici o modificare. │

└────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Anexa II.1.C

Factorul de performanta energetica

Tabelul C1 contine valorile factorului de performanta energetica pentru sistemul de transmisie a caldurii. Se tine cont de procesul de reglare, tipul corpurilor de incalzire si tipul dispozitivelor de reglare. In acelasi tabel sunt indicate pierderile de caldura suplimentare, pe mp ca urmare a procesului de transmisie a caldurii. Valorile indicate au fost calculate in ipoteza unei distributii uniforme a temperaturii interioare si pentru un raport g, intre aporturile termice (interioare si exterioare) si pierderile de caldura, de 0,5.

Tabel C1: Factorul de performanta energetica pentru reglarea transmisiei de caldura

┌───────────┬────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────────┬─────────┐

│Sistemul de│ Sistemul de reglare │ Factorul de performanta energetica, │Pierderi │

│ incalzire │ │ e(c,e) │ de │

├───────────┴────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────────┤ caldura │

│ │ Necesarul de caldura, q(h,H), │q(H,ce), │

│ │ in kWh/mp an │ in │

├────────────────────────────────────────────────┼──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┤kWh/mp an│

│ │ 40 │ 50 │ 60 │ 70 │ 80 │ 90 │ │

├────────────────────────────────────────────────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────────┤

│Incalzire cu apa calda │

├──────────┬─────────┬───────────────────────────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬─────────┤

│ │ │Robinet termostatic pentru │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │reglare proportionala cu │ 1,08 │ 1,07 │ 1,06 │ 1,05 │ 1,04 │ 1,04 │ 3,3 │

│ │ │banda de 2°C │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ ├───────────────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤

│ │pe perete│Idem, 1°C │ 1,03 │ 1,02 │ 1,02 │ 1,02 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,1 │

│ │exterior ├───────────────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤

│Radiatoare│ │Reglare electronica │ 1,02 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 0,7 │

│ │ │Reglare electronica │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,0 │ 1,0 │ 0,4 │

│ │ │optimizata │ │ │ │ │ │ │ │

│ ├─────────┼───────────────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤

│ │pe perete│Se adauga la valorile │+0,03 │+0,02 │+0,02 │+0,02 │+0,01 │+0,01 │q(ce)+1,1│

│ │interior │precedente: │ │ │ │ │ │ │ │

├──────────┴─────────┼───────────────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤

│ │Reglare on-off locala, │ 1,08 │ 1,07 │ 1,06 │ 1,05 │ 1,04 │ 1,04 │ 3,3 │

│ │banda de reglare 2°C │ │ │ │ │ │ │ │

│ ├───────────────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤

│Elemente de │Reglare on-off locala, │ 1,03 │ 1,02 │ 1,02 │ 1,02 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,1 │

│incalzire inglobate │banda de reglare 0,5°C │ │ │ │ │ │ │ │

│in elementele de ├───────────────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤

│constructie │Reglare electronica │ 1,02 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 0,7 │

│ │Reglare electronica │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,0 │ 1,0 │ 0,4 │

│ │optimizata │ │ │ │ │ │ │ │

├────────────────────┴───────────────────────────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────────┤

│ Incalzire electrica │

├──────────┬──────────┬──────────────────────────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬─────────┤

│ │Pe perete │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │exterior, │ │ 1,02 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 1,01 │ 0,7 │

│ │incalzire │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │directa │Reglare locala │ │ │ │ │ │ │ │

│Radiatoare├──────────┤ ├──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤

│ │Pe perete │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │exterior, │ │ 1,11 │ 1,09 │ 1,07 │ 1,06 │ 1,06 │ 1,05 │ 4,4 │

│ │acumulare │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ ├──────────┼──────────────────────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼─────────┤

│ │Pe perete │Se adauga la valorile │+0,03 │+0,02 │+0,02 │+0,02 │+0,01 │+0,01 │q(ce)+1,1│

│ │interior │precedente: │ │ │ │ │ │ │ │

└──────────┴──────────┴──────────────────────────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴─────────┘

Ipoteze considerate la determinarea valorilor din tabelul C1:– incalzirea este continua, nu intermitenta;

–radiatoare: cu inertie mica, alimentate cu apa calda avand temperatura de maxim 75°C si o cadere de temperatura de 12-20 K;

–incalzirea de pardoseala: montare uscata sau umeda, spatiul (incaperea) de sub pardoseala fiind incalzit(a);

–incalzire electrica cu stocare de caldura.

Anexa II.1.D

Calculul tabelar al pierderilor de caldura anuale ale sistemului de distributie a caldurii

Calculul tabelar se bazeaza pe urmatoarele ipoteze:

–incarcarea medie a sistemului de distributie β = 0,4– numarul anual de ore de incalzire = 5000– lungimea zonei depinde de suprafata incalzita, astfel: L = 11,4 + 0,0059 * A(N)– latimea zonei depinde de suprafata incalzita, astfel: B = 2,72 * ln[A(N)] + 6,62– numarul de niveluri a zonei: n(G) = A(N)/(L * B)– A - aria zonei [mp]– Valoarea U pentru partea orizontala a distributiei in spatii neincalzite, U = 0,2 W/mK– Valoarea U pentru coloane si racorduri in spatii incalzite, U = 0,255 W/mK– Coloanele sunt in interiorul zonei– Distributia este bitubulara

Tabel D.1. Pierderi de caldura anuale ale sistemelor de distributie

Font 9

┌───────────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ │ Pierderi de caldura anuale (5000 ore incalzire) │

│ │ la temperatura de calcul [kWh/an] │

├───────────┼─────────────────┬─────────────────┬─────────────────┬─────────────────┤

│Suprafata │ 90/70°C │ 70/55°C │ 55/45°C │ 35/28°C │

│incalzita │ │ │ │ │

├───────────┼────────┬────────┼────────┬────────┼────────┬────────┼────────┬────────┤

│ A [mp] │Sp. nein│Sp. inc │Sp. nein│Sp. inc │Sp. nein│Sp. inc │Sp. nein│Sp. inc │

│ │ Q(d,u) │ Q(d,r) │ Q(d,u) │ Q(d,r) │ Q(d,u) │ Q(d,r) │ Q(d,u) │ Q(d,r) │

├───────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│ 100 │ 1133 │ 2375 │ 865 │ 1681 │ 674 │ 1187 │ 388 │ 446 │

│ 150 │ 1265 │ 3562 │ 966 │ 2522 │ 753 │ 1781 │ 433 │ 669 │

│ 200 │ 1383 │ 4749 │ 1056 │ 3363 │ 823 │ 2375 │ 473 │ 893 │

│ 300 │ 1592 │ 7124 │ 1216 │ 5044 │ 948 │ 3562 │ 545 │ 1339 │

│ 400 │ 1783 │ 9499 │ 1362 │ 6726 │ 1061 │ 4749 │ 611 │ 1785 │

│ 500 │ 1964 │ 11873 │ 1499 │ 8407 │ 1169 │ 5937 │ 672 │ 2231 │

│ 600 │ 2138 │ 14248 │ 1632 │ 10088 │ 1272 │ 7124 │ 732 │ 2678 │

│ 700 │ 2308 │ 16623 │ 1762 │ 11770 │ 1373 │ 8311 │ 790 │ 3124 │

│ 800 │ 2475 │ 18998 │ 1890 │ 13451 │ 1473 │ 9499 │ 847 │ 3570 │

│ 900 │ 2641 │ 21372 │ 2016 │ 15133 │ 1572 │ 10686 │ 904 │ 4016 │

│ 1000 │ 2805 │ 23747 │ 2142 │ 16814 │ 1669 │ 11873 │ 961 │ 4463 │

└───────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘

Obs. Pentru un numar de ore de incalzire diferit de 5000, valorile se corecteaza cu un factor: f = Nr. ore/5000.

Anexa II.1.E

Factori de corectie pentru calculul sarcinii hidrodinamice

1.Factorul de corectie pentru corelarea temperaturii agentului termic in functie de variatia temperaturii exterioare f(V)

!Imagine

Figura E.1. Factorul de corectie f(v)

pentru sistemele cu posibilitate de corelare a temperaturii agentului termic in functie de variatia temperaturii exterioare: f(v) = 1

pentru sisteme fara posibilitate de corelare a temperaturii agentului termic in functie de variatia temperaturii exterioare (adica temperatura constanta a agentului termic) sau temperatura mai ridicata decat cea necesara, a se vedea fig. E.1.

2.Factorul de corectie corespunzator sistemului de conducte f(Sch)

f(Sch) = 1 pentru sistem de conducte bitubular cu distributie orizontala pe fiecare nivel

f(Sch) a se consulta tabelul E.1 pentru alte tipuri de configuratii inclusiv cele "in forma de stea".

Pentru sistem monofilar factorul de corectie este dat de:

f(Sch) = 8,6 * m + 0,7

m raportul intre debitul de agent termic din corpul de incalzire in raport cu debitul total din circuit [%]

3.Factor de corectie pentru dimensionarea suprafetelor de incalzire f(A)

f(A) = 1 pentru dimensionare in functie de sarcina termica calculata (necesarul termic)

f(A) = 0,96 in cazul unei supradimensionari a suprafetelor de incalzire

4.Factor de corectie pentru echilibrarea hidraulica a sistemului de distributie a caldurii f(Ab)

f(Ab) = 1 pentru sisteme echilibrate din punct de vedere hidraulic

f(Ab) = 1,25 pentru sisteme ne-echilibrate din punct de vedere hidraulic

5.Factorul de pierderi

Pentru a lua in considerare functionarea sistemului la sarcini partiale si reglarea functionarii sistemului in scopul optimizarii performantelor sistemului de pompare a agentului termic se aplica urmatoarea relatie

e(d,e) = f(eta) * f(TL) * f(Ausl) * f(R)

unde

f(eta) - factor de corectie al randamentului [-]

f(TL) - factor de corectie pentru sarcina partiala [-]

f(Ausl) - factor de corectie pentru alegerea punctului de functionare [-]

f(R) - factor de corectie pentru reglarea furnizarii caldurii [-]

Cu acesti 4 factori, factorul de pierderi ia in considerare cele mai importante influente asupra necesarului de energie - dimensiunile conductelor de transport, randamentul pompei, sarcina partiala si posibilitatea reglarii furnizarii caldurii (figura E.2).

Figura E.2. Corelatia dintre factorii de corectie

!Imagine

5.1.Factorul de corectie al randamentului f(eta)

Factorul de corectie pentru randament este dat de relatia intre valoarea puterii de referinta in punctul de functionare si pierderea de sarcina calculata in regimul nominal.

P(pumpe,ref)

f(eta) = ------------

P(hydr)

Puterea de referinta se calculeaza prin relatia liniarizata:

┌ ┐0,5

│ 200 │

P(pumpe,ref) = P(hydr) (1,25 + │ -------- │)

│ P(hydr) │

└ ┘

5.2.Factorul de corectie pentru sarcini partiale f(TL)

Acest factor ia in considerare imposibilitatea reglarii functionarii pompei adica modificarea randamentului la sarcini partiale.

Figura E.3 arata ca factorul de corectie pentru sarcini partiale de functionare depinde de sarcina medie in sistemul de distributie.

Figura E.3. Factor de corectie pentru sarcini partiale

!Imagine

5.3.Factorul de corectie pentru alegerea punctului de functionare, f(Ausl)

Factorul de corectie ia in considerare valoarea puterii pompei reale. Abaterea fata de puterea de referinta a pompei se calculeaza astfel:

P(pump)

f(Ausl) = -----------

P(pump,ref)

unde

P(pump) - puterea reala a pompei [W]

P(pump,ref) - puterea de referinta [W]

5.4.Factor de corectie pentru reglarea pompei f(R)

f(R) = 1 - pompe nereglabile

f(R) - pompe cu turatie variabila (a se vedea figura E.4)

Figura E.4 Factor de corectie pentru pompe cu turatie variabila

!Imagine

6.Functionarea cu intermitenta a pompelor

In furnizarea cu intermitenta a caldurii exista trei moduri de functionare (figura E.5):

–functionare la debit minim (set back mode)– functionare la debit maxim (boost mode)– mod de functionare normal

Figura E.5. Functionarea cu intermitenta

!Imagine

Necesarul de energie electrica pentru cele trei moduri de functionare este dat de suma energiilor pe fiecare faza de functionare:

W(d,e) = W(d,e,reg) + W(d,e,seth) + W(d,e,boost)

In modul de functionare normal, reglarea prin intermitenta este pusa in evidenta printr-un factor de timp:

W(d,e,reg) = α(r) * W(d,hy dr) * e(d,e)

In modul de functionare cu debit minim (set back) este necesar a se distinge intre:

> modul "oprit"

In acest mod de functionare cererea de energie este nula.

W(d,e,seth) = 0

> setarea temperaturii agentului termic si viteza minima a pompei

Cand pompa functioneaza cu viteza minima puterea este aproape o valoare constanta si se presupune ca:

P(pump,seth) = 0,3 * P(pump,max)

Energia electrica in acest mod este:

P(pump,seth)

W(d,e,seth) = α(seth) * ------------ t(H)

1000

> setarea temperaturii agentului termic

In cazul existentei robinetelor termostatice la corpurile de incalzire acestea vor actiona in sensul cresterii debitului pentru compensarea unei temperaturi mai scazute. Cererea de energie la debit minim (pentru modul set back) poate fi calculata ca pentru modul normal de functionare. Factorul de corectie pentru reglarea pompei este (figura E.4) f(R) = 1 pentru cazul in care reglarea se face in bucla inchisa (temperatura interioara este setata la o valoare constanta).

Cat timp pompa lucreaza in modul cu debit maxim (boost), puterea pompei P(boost) este egala cu puterea pompei in regimul de calcul P(pump).

Cererea de energie electrica in modul cu debit maxim (boost) este luata in considerare de factorul alpha(b) care depinde de timpul de functionare in acest mod din perioada de incalzire. Cererea de energie electrica este:

P(pump,boost)

W(d,e,boost) = α(b) * --------------- * t(H)

1000

Factorii de timp se calculeaza cu relatiile ce iau in calcul perioadele de functionare in modurile respective:

–factorul alpha(r) corespondent modului normal de functionare pe o perioada de timp t(r) ca numar de ore din timpul t(p) (perioada de timp poate fi zi, saptamana, luna din an):

t(R)

α(R) = ----

t(P)

–factorul de functionare cu debit maxim (boost) alpha(b) este in functie de numarul de ore de functionare in acest mod din perioada totala de incalzire

t(boost)

α(R) = --------

t(P)

–factorul α(seth) reprezinta atunci diferenta:

α(seth) = 1 - α(r) - α(b)

7.Aproximatii aplicate metodei de calcul

In anumite situatii se accepta anumite aproximari pentru sistemul de conducte sau de armaturi:

a)Sistem monofilar

Debitul total in circuitul de incalzire si al pompei este constant. Pompa lucreaza tot timpul in regim nominal. Factorul de sarcina partiala este β(D) = 1.b) Existenta robinetelor de limitare a debitului

Aceste robinete sunt utilizate pentru asigurarea unui debit minim la sursa sau o diferenta de presiune de valoare maxima pe consumator. Functionarea robinetului este dictata de pierderea de sarcina din sistem, caracteristicile pompei si modul in care este setat (programat) robinetul.

V(min)

β(D) = β'(D) + [ 1 - β'(D)] * --------

V debitul volumic nominal [mc/h]

V(min) - debitul minim volumic [mc/h]

Debitul minim este luat in considerare din cerintele sursei (cazanului) sau de pierderea maxima de sarcina la consumator.

8.Necesarul lunar de energie

Metoda detaliata de calcul ca si metoda simplificata se bazeaza pe necesarul anual de energie.

Atunci cand se cere calculul necesarului lunar se utilizeaza relatia urmatoare:

β(D,M) * t(H,M)

W(d,e,M) = W(d,e,Y) * -----------------

β(D,Y) * t(H,Y)

cu factorul de incarcare mediu lunar β(D,M) si cel anual β(D,Y) si timpii de functionare ai incalzirii corespunzatori. Calculul lui β(D) este prezentat in capitolul 7.8.

Tabel E.1. Factor de corectie pentru forma retelei de distributie,

sistem bitubular, f(sch)

┌──────────────────┬────────────────┬───────────────────┐

│ Forma retelei │Case individuale│ Apartamente │

├──────────────────┼────────────────┼───────────────────┤

│Retea inelara │ 1,0 │ 1,0 │

├──────────────────┼────────────────┼───────────────────┤

│Coloane │ 0,93 │ 0,92 │

├──────────────────┼────────────────┼───────────────────┤

│Radiala │ 0,98 │ 0,98 │

└──────────────────┴────────────────┴───────────────────┘

Tabel E.2. Pierderi de sarcina pentru cazane

┌────────────────────────────┬────────────────────────┐

│ Tip cazan │ DELTA[p(WE)] (kPa) │

├────────────────────────────┼────────────────────────┤

│Cazan standard │ 1 │

├────────────────────────────┼────────────────────────┤

│Cazan mural │ 20 │

├────────────────────────────┼────────────────────────┤

│Cazan in condensatie │ 20 │

└────────────────────────────┴────────────────────────┘

Tabel E.3. Constanta C(p) pentru calculul factorului de consum energetic al pompelor (metoda simplificata)

┌────────────────────────┬────────────────┬────────────────┐

│ Functionare │ C(P1) │ C(P2) │

├────────────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│Fara reglaj │ 0,25 │ 0,75 │

├────────────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│DELTA[p(const)] │ 0,75 │ 0,25 │

├────────────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│DELTA[p(varianil)] │ 0,90 │ 0,10 │

└────────────────────────┴────────────────┴────────────────┘

Anexa II.1.F

┌──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ Consumul auxiliar anual de energie [kWh/an] pentru 5000 ore de incalzire │

├──────┬────────────────────────────────────┬──────────────────────────────────┤

│ │ Cazane cu volum de apa standard │ Cazane cu volum redus de apa │

│ ├────────────────────────────────────┴──────────────────────────────────┤

│ A[mp]│ Sistem bitubular cu corpuri statice │

│ ├─────────┬────────────┬─────────────┬─────────┬────────────┬───────────┤

│ │ pompe │ Delta │ Delta │ pompe │ Delta │ Delta │

│ │ fara │ p(constant)│ p(variabil) │ fara │ p(constant)│p(variabil)│

│ │ reglaj │ │ │ reglaj │ │ │

├──────┼─────────┼────────────┼─────────────┼─────────┼────────────┼───────────┤

│ 100 │ 99 │ 64 │ 53 │ 105 │ 68 │ 57 │

│ 150 │ 126 │ 82 │ 68 │ 151 │ 98 │ 82 │

│ 200 │ 151 │ 98 │ 82 │ 206 │ 134 │ 112 │

│ 300 │ 196 │ 127 │ 106 │ 349 │ 226 │ 189 │

│ 400 │ 238 │ 154 │ 129 │ 544 │ 352 │ 294 │

│ 500 │ 278 │ 180 │ 150 │ 799 │ 517 │ 432 │

│ 600 │ 316 │ 205 │ 171 │ 915 │ 592 │ 495 │

│ 700 │ 354 │ 229 │ 192 │ 1021 │ 661 │ 553 │

│ 800 │ 391 │ 253 │ 211 │ 1125 │ 728 │ 609 │

│ 900 │ 427 │ 276 │ 231 │ 1226 │ 794 │ 664 │

│ 1000 │ 463 │ 299 │ 250 │ 1326 │ 858 │ 718 │

├──────┼─────────┴────────────┴─────────────┴─────────┴────────────┴───────────┤

│ │ Incalzire prin pardoseala cu sistem bitubular │

│ A[mp]│ pompe │ Delta │ Delta │ pompe │ Delta │ Delta │

│ │ fara │p(constant) │ p(variabil) │ fara │ p(constant)│p(variabil)│

│ │ reglaj │ │ │ reglaj │ │ │

│ 100 │ 193 │ 125 │ 105 │ 198 │ 128 │ 107 │

│ 150 │ 246 │ 159 │ 133 │ 263 │ 170 │ 142 │

│ 200 │ 294 │ 190 │ 159 │ 333 │ 215 │ 180 │

│ 300 │ 379 │ 245 │ 205 │ 497 │ 322 │ 269 │

│ 400 │ 458 │ 296 │ 248 │ 709 │ 459 │ 384 │

│ 500 │ 532 │ 344 │ 288 │ 979 │ 634 │ 530 │

│ 600 │ 602 │ 390 │ 326 │ 1122 │ 726 │ 607 │

│ 700 │ 671 │ 434 │ 363 │ 1254 │ 812 │ 679 │

│ 800 │ 738 │ 477 │ 399 │ 1384 │ 895 │ 749 │

│ 900 │ 803 │ 520 │ 435 │ 1510 │ 977 │ 817 │

│ 1000 │ 867 │ 561 │ 469 │ 1635 │ 1058 │ 885 │

│ │ Sistem monotubular cu corpuri statice │

│ A[mp]│ pompe │ Delta │ Delta │ pompe │ Delta │ Delta │

│ │ fara │ p(constant)│ p(variabil) │ fara │ p(constant)│p(variabil)│

│ │ reglaj │ │ │ reglaj │ │ │

│ 100 │ 109 │ - │ - │ 115 │ - │ - │

│ 150 │ 141 │ - │ - │ 164 │ - │ - │

│ 200 │ 170 │ - │ - │ 222 │ - │ - │

│ 300 │ 224 │ - │ - │ 369 │ - │ - │

│ 400 │ 274 │ - │ - │ 568 │ - │ - │

│ 500 │ 323 │ - │ - │ 827 │ - │ - │

│ 600 │ 370 │ - │ - │ 950 │ - │ - │

│ 700 │ 417 │ - │ - │ 1063 │ - │ - │

│ 800 │ 463 │ - │ - │ 1174 │ - │ - │

│ 900 │ 509 │ - │ - │ 1283 │ - │ - │

│ 1000 │ 554 │ - │ - │ 1390 │ - │ - │

└──────┴─────────┴────────────┴─────────────┴─────────┴────────────┴───────────┘

A - suprafata incalzita

* Valorile sunt prezentate in Anexa A

Anexa II.1.G

Exemplu de calcul pentru un subsistem (subsistemul de transmisie a caldurii) - Anexa A

1 Generalitati

Necesarul de caldura pentru transmisia caldurii realizata de consumator (corpurile de incalzire) include pierderile suplimentare de caldura cauzate de urmatorii factori:

–distributia neuniforma a temperaturii interioare in fiecare zona termica (exemple: stratificarea termica a aerului, corpuri de incalzire montate de-a lungul peretilor/ferestrelor);

–dispozitive de incalzire inglobate in ementele de constructie exterioare;

–strategia de reglare (locala, centralizata etc.).

Influenta acestor factori asupra necesarului de caldura depinde de:

–tipul corpului de incalzire;

–tipul strategiei de reglare a temperaturii incaperii/zonei si dispozitivele utilizate (vana termostatica, regulator P, PI sau PID) si capacitatea acestora de a reduce oscilatiile;

–amplasarea elementele de incalzire inglobate in peretii exteriori.

Pentru a respecta structura generala a calculului pierderilor de caldura, trebuie determinata performanta sistemului de transmisie tinand cont de:

–tipul sistemului de incalzire;

–tipul sistemului de reglare (regulator cu sau fara optimizare);

–caracteristicile dispozitivelor de incalzire incorporate in elementele de constructie.

Pe baza acestor date, se determina:

–pierderile de caldura ale sistemului de transmisie;

–consumul auxiliar de energie;

–pierderile recuperabile de caldura.

Figura 1 ilustreaza marimile necesare realizarii calculelor (INTRARI, INPUTuri) si marimile calculate (IEȘIRI, OUTPUTuri) pentru un sistem oarecare x.

Figura G.1 - Subsistemul x

!Imagine

Legenda:

B1, B2 - limitele posibile ale subsistemului pentru un bilant energetic

E - energia primara

Q - caldura

W - energia electrica

W(x) - consumul net de energie electrica al subsistemului

in - intrare de energie (INPUT)

out - consum de energie (OUTPUT)

nr - pierderi de caldura nerecuperate

X - se inlocuiste cu e pentru consumator (emisie, transmisie)

d pentru distributie

s pentru stocare

g pentru sursa (generare)

z pentru alte situatii.

Conversia unui consum in energie primara se face pe baza formulei:

E= Q . f(h) + W . f(w) (1)

in care f(h) si f(w) sunt factorii de conversie in energie primara a consumului de caldura, respectiv de electricitate (valori uzuale: f(h)≈1, f(w)≈2-3).

2 Bilantul energetic al unui subsistem

Bilantul energetic al unui subsistem se bazeaza pe relatia:

Q(outx) + Q(nrx) = Q(inx) + W(x) (2)

Notă

Nu se introduce factorul de conversie in energie primara in aceasta ecuatie.

3 Eficienta energetica primara a unui subsistem; abordare globala

B1 este granita energetica a sistemului descris ca un lant de subsisteme, pentru care produsul eficientelor subsistemelor este egal cu eficienta intregului sistem. Astfel, eficienta energetica primara []'(x) a fiecarui subsistem x este definita prin:

E(outx) f(h) . Q(outs) + f(w) . W(outs)

eta'(x) = --------- = --------------------------------------------- (3)

E(inx) f(h) . Q(inx) + f(x) . W(inx) + f(h) . Q(nrx)

Aceasta abordare prezinta dezavantajul ca eficienta unui subsistem depinde si de energia electrica utilizata de urmatoarele subsisteme. Calculul realizat in acest mod implica o eficienta de 100% a transferului de energie electrica catre urmatorul subsistem.

4 Eficienta energetica primara a unui subsistem; abordare individuala

B2 este granita energetica individuala a subsistemului. Corespunzator acestei granite, eficienta energetica primara este definita astfel:

f(h) . Q(outx)

eta'(x) = ----------------------------- (4)

f(h) . Q(inx) + f(x) . W(inx)

Aceasta abordare prezinta avantajul ca eficienta unui subsistem nu depinde si de performanta celorlalte subsisteme.

Totusi, in acest caz produsul eficientelor subsistemelor nu mai este egal cu eficienta globala a intregului sistem. Eficienta globala se va determina pe baza insumarii pierderilor de caldura si a intrarilor de energie.

5 Factorul de utilizare energetica a unui subsistem

Alta modalitate de a exprima performanta energetica a unui subsistem este de a calcula factorul de utilizare a energiei, e(h), ca raport intre caldura cheltuita de subsistem si caldura furnizata:

Q(inx)

e(h) = -------- (5)

Q(outx)

Daca se cunosc valorile acestui coeficient, ecuatia 5 se poate utiliza la determinarea pierderilor suplimentare de caldura sau a celor nerecuperate caracteristice subsistemului:

Q(nrx) = Q(inx) - Q(outx) = [e(h)-1]*Q(outx) (6)

6 Alti factori de performanta ai unui subsistem

In cazul calculelor aferente unui sistem de incalzire special se pot utiliza alti factori de performanta specifici metodei generate de calcul.

De regula se cunoaste valoarea caldurii furnizate de subsistem, Q(outx), fiind necesara calcularea lui Q(inx) si a consumului net de energie electrica, W(x).

Daca 2 din cele 3 marimi Q(inx), W(x) si Q(nrsx) sunt determinate, cea de-a treia valoare se poate calcula aplicand bilantul energetic dat de ecuatia A2. De obicei toate aceste valori sunt proportionate cu Q(outx).

De aceea valorile tabelate necesare pentru un subsistem se regasesc printre urmatoarele rapoarte (sau inversele lor):

Q(outx) Q(nrx) W(x)

eta(hx) = -------- I(hx) = ------- I(wx) = ------- (7)

Q(inx) Q(outx) Q(outx)

Anexa II.1.G2

Exemplu de formular de calcul pentru determinarea energiei consumate pentru incalzire si prepararea a.c.c.

┌─────┬───────────────────┬─────────────────────────┬──────────────────────────┐

│ │ │ INCALZIRE │ PREPARAREA A.C.C. │

│ │ ├────────┬───────┬────────┼─────────┬───────┬────────┤

│ │ │ A │ B │ C │ D │ E │ F │

│ ├───────────┬───────┼────────┼───────┴────────┼─────────┼───────┴────────┤

│ │ │ │ Necesar│ │ Necesar │ │

│ │ │ │ caldura│ │ a.c.c. │ │

├─────┤ Necesar ├───────┼────────┤ ├─────────┤ │

│Q(x) │ │kWh/pe-│ 100 │ │ 20 │ │

│ │ │rioada │ │ │ │ │

├─────┼───────────┼───────┼────────┼───────┬────────┼─────────┼───────┬────────┤

│ │ │ │Pierderi│Energie│Pierderi│Pierderi │Energie│Pierderi│

│ │Pierderile │ │de cal- │auxili-│recupe- │ de cal- │auxili-│recupe- │

│ │sistemului │ │ dura, │ ara │rabile, │ dura, │ ara, │rabile, │

│ │ │ │ Q(h,x) │ W(x) │ Q(rhh) │ Q(w,x) │ W(x) │ Q(rwh) │

├─────┼───────────┼───────┼────────┼───────┼────────┼─────────┼───────┼────────┤

│Sle │Pierderile │kWh/ │ │ │ │ │ │ │

│ │la consuma-│peri- │ 10 │ 2 │ 2 │ 0 │ 0 │ 0 │

│ │tor, Q(he) │oada │ │ │ │ │ │ │

│Ie │Energie │kWh/ │ │ │ │ │ │ │

│ │consumata │peri- │ 110 │ 2 │ 2 │ 20 │ 0 │ 0 │

│ │la transmi-│oada │ │ │ │ │ │ │

│ │sie, Q(x)+ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │Sle │ │ │ │ │ │ │ │

│Sld │Pierderi la│kWh/ │ │ │ │ │ │ │

│ │distrubuție│peri- │ 15 │ 4 │ 10 │ 10 │ 2 │ 5 │

│ │, Q(hd) │oada │ │ │ │ │ │ │

│Id │Energie │ │ │ │ │ │ │ │

│ │consumata │kWh/ │ 125 │ 6 │ 12 │ 30 │ 2 │ 5 │

│ │la distri- │peri- │ │ │ │ │ │ │

│ │butie, Ie │oada │ │ │ │ │ │ │

│ │+ Sld │ │ │ │ │ │ │ │

│Sls │Pierderi la│kWh/ │ │ │ │ │ │ │

│ │stocare, │peri- │ - │ 0 │ 0 │ 10 │ 1 │ 6 │

│ │Q(hs) │oada │ │ │ │ │ │ │

│Is │Energie │ │ │ │ │ │ │ │

│ │consumata │kWh/ │ 125 │ 6 │ 12 │ 40 │ 3 │ 11 │

│ │la stocare │peri- │ │ │ │ │ │ │

│ │Id + Sls │oada │ │ │ │ │ │ │

│Slg │Pierderi la│kWh/ │ │ │ │ │ │ │

│ │sursa, │peri- │ 15 │ 4 │ 10 │ 10 │ 2 │ 5 │

│ │Q(hg) │oada │ │ │ │ │ │ │

│Ig │Energie │ │ │ │ │ │ │ │

│ │consumata │kWh/ │ 125 │ 6 │ 12 │ 30 │ 2 │ 5 │

│ │la sursa, │peri- │ │ │ │ │ │ │

│ │Is + Slg │oada │ │ │ │ │ │ │

└─────┴───────────┴───────┼───┬────┼───────┼───┬────┼─────────┴───────┼───┬────┤

│ ▼ │ │ ▼ │ │ ▼ │

│Necesar │ ◄─ │Pierderi│ │Pierderi│

│net de │ │de cal- │ │de cal- │

│caldura │ │dura re-│ + │dura re-│

│ │ │cuperate│ │cuperate│

┌───────┼────────┼───────┼────────┤ ├────────┤

│kWh/pe-│ │ │ │ │ │

│rioada │ 133 │ │ 14 │ │ 3 │

└───────┴────────┴───────┴────────┴─────────────────┴────────┘

┌─────┬───────────┬───────┬────────┬───────┬────────┬─────────┬───────┬────────┐

│ │Energie │ │ │ │Energie │ │ │Energie │

│ │finala │ │ │ │totala │ │ │totala │

│ │ │ │ Q(f,h) │ W(h) │pentru │ Q(f,w) │ W(w) │pentru │

│ │ │ │ │ │incalzire │ │a.c.c. │

│Q │Caldura/ │kWh/pe-│ 133 │ 7 │ 140 │ 40 │ 3 │ 43 │

│ │energie │rioada │ │ │ │ │ │ │

│f │Factor │ │ │ │ │ │ │ │

│ │conversie │ │ │ │ │ │ │ │

│ │energie │ - │ 1 │ 3 │ - │ 3 │ 3 │ - │

│ │primara │ │ │ │ │ │ │ │

│E │Energie │kWh/pe-│ │ │ │ │ │ │

│ │primara, │rioada │ 133 │ 21 │ 154 │ 120 │ 9 │ 129 │

│ │Q.f │ │ │ │ │ │ │ │

├─────┼───────────┼───────┼────────┴───────┼────────┼─────────┴───────┼────────┤

│ │Coeficient │ │ │ 1,54 │ │ 6,45 │

│ │performanta│ - │ │ │ │ │

│ │e=E/Q │ │ │ │ │ │

└─────┴───────────┴───────┴────────────────┴────────┴─────────────────┴────────┘

II.2 CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE VENTILARE SI CLIMATIZARE

CUPRINS

II.2.1 Terminologie, clasificarea sistemelor de ventilare si climatizare si aer conditional.

II.2.2 Notatii

II.2.3 Calculul temperaturii interioare in perioada de vara; verificarea confortului interior; oportunitatea climatizarii

II.2.4 Calculul necesarului de energie pentru racirea cladirilor - metoda de calcul lunara

II.2.5 Calculul necesarului de energie pentru racirea cladirilor - metoda de calcul orara

II.2.6 Calculul debitelor de aer pentru ventilare naturala si mecanica

II.2.7 Calculul consumului de energie pentru ventilarea cladirilor

II.2.8 Calculul consumului anual de energie pentru sistemele centralizate si descentralizate de climatizare si aer conditionat

ANEXE

Anexa II.2.A. Date climatice

Anexa II.2.B. Calcul multizona utilizand cuplajul termic intre zone adiacente

Anexa II.2.C. Date pentru calculul aporturilor solare

Anexa II.2.D. Date de intrare conventionale

Anexa II.2.E. Ipoteze si valori necesare proiectarii instalatiilor de ventilare si climatizare

Anexa II.2.F. Date privind coeficientii de presiune dinamica C(p) datorati vantului

Anexa II.2.G. Caracteristici de permeabilitate ale cladirii

Anexa II.2.H. Calculul coeficientului de recirculare C(rec)

Anexa II.2.I. Degajari medii de umiditate de la surse interne, g/h,mp

Anexa II.2.J. Coeficient de consum specific de energie electrica pentru umidificare, Wh/g

Anexa II.2.K. Numar de ore de functionare pe an la sarcina nominala (echivalent energie)

Anexa II.2.L. Valori recomandate pentru puterea specifica a ventilatorului, Psp (W/mc/h)

Documente recomandate

II.2 CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE S1 AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE VENTILARE S1 CLIMATIZARE

II.2.1 Terminologie, clasificarea sistemelor de ventilare si climatizare si aer conditional.

Ventilarea este procesul prin care se aduce in incaperi, aer proaspat (exterior) si se elimina din incaperi aer poluat. Astfel se realizeaza diluarea/eliminarea poluantilor exteriori: umiditate, gaze, vapori, praf. In functie de energia care asigura deplasarea aerului, ventilarea poate fi naturala, mecanica sau hibrida.

Ventilarea naturala se realizeaza datorita diferentelor de presiune dintre interiorul si exteriorul cladirii, create de factori naturali: diferente de temperatura si vant. Ventilarea mecanica se realizeaza prin mijloace mecanice (ventilatoare). In cazul ventilarii hibride, mijloacele mecanice intra in functiune numai cand diferentele de presiune create de factorii naturali sunt insuficiente pentru realizarea debitului de aer necesar.

Ventilarea naturala poate fi organizata sau neorganizata. In cazul ventilarii organizate, sistemul de ventilare (deschideri, conducte) este conceput pentru a realiza procesul in conditiile cerute de normele sanitare (concentratii admise, grad de expunere admis etc). Ventilarea neorganizata, numita si aerisire, se face ca urmare a neetanseitatilor cladirii sau prin deschiderea ferestrelor. In functie de numarul de circuite de aer, ventilarea se poate face cu un circuit care asigura functia de introducere sau de evacuare a aerului sau cu doua circuite (de introducere si de evacuare). In cazul unui singur circuit, miscarea aerului pe acest circuit se face in general mecanic; cealalta functie se realizeaza natural.

In functie de presiunea aerului din interiorul incaperilor, in raport cu presiunea exterioara acestora, instalatiile sunt in suprapresiune, in depresiune sau echilibrate. Instalatiile de ventilare cu un circuit sunt sau in depresiune (cu circuit de aspiratie) sau in suprapresiune (cu un circuit de introducere). Instalatiile cu doua circuite pot fi in depresiune daca debitul introdus este mai mic decat cel evacuat, in suprapresiune daca debitul introdus este mai mare decat eel evacuat sau echilibrate, daca cele doua debite sunt egale.

Dupa dimensiunea spatiului ventilat, se poate realiza o ventilare locala (de exemplu prin aspiratie locala) sau generala. Prin folosirea ventilarii locale impreuna cu ventilarea generala, se obtine ventilarea combinata. In fig. 2.1 este redata schema de clasificare a instalatiilor de ventilare.

Climatizarea este procesul prin care se asigura in incaperi, o temperatura interioara prescrisa, inclusiv in perioada calda cand este necesara racirea. Climatizarea este de cele mai multe ori cuplata cu ventilarea; astfel, instalatiile de climatizare sunt in acelasi timp si instalatii de ventilare. Climatizarea se poate realiza cu controlul umiditatii interioare pe toata perioada de utilizare a instalatiei sau numai iarna (control partial al umiditatii) sau fara controlul umiditatii.

Climatizarea se poate realiza cu aparate de climatizare sau prin sisteme numai aer sau prin sisteme aer-apa (cu ventiloconvectoare, ejectoconvectoare, grinzi de racire). Debitul de aer al instalatiilor de climatizare poate fi constant sau variabil. Un caz particular il constituie climatizarea numai aer, de inalta presiune, cu debit de aer variabil (VRV). In fig. 2.2 este prezentata schema de clasificare a instalatiilor de climatizare.

Instalatiile de aer conditionat sunt un caz particular al instalatiilor de climatizare care asigura in interiorul incaperilor temperatura si umiditatea aerului, cu limite mici de variatie; de multe ori, se controleaza strict si viteza curentilor de aer si concentratia prafului. Din cauza consumurilor mari de energie, astfel de instalatii sunt justificate in salile de operatii, in laboratoare si in industrie, in cazul unor procese tehnologice cu cerinte speciale pentru conditiile interioare.

In functie de miscarea aerului din incaperile ventilate/climatizate/conditionate care determina modul in care sunt preluati poluantii interiori si eficientaa proceselor de tranrfer in interior, ventilarea se face prin amestec turbulent, prin miscare de tip piston sau prin deplasare.

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ criteriu - sursa de energie pentru circulatia aerului │

└──────────┬─────────┬─────────────┬──────────────────────────┘

┌───┘ │ └─────────┐

│ │ │

┌────────▼────┐ ┌─────▼─────┐ ┌─────────────▼─────────────────┐

│ VENTILAEE │ │ VENTILARE │ │ VENTILARE MECANICA │

│ NATURALA │ │ HIBRIDA │ │ MONOFLUX (CU UN CIRCUIT) │

│ ORGANIZATA │ │ │ │ DUBLU FLUX (CU DOUA CIRCUITE) │

│NEORGANIZATA │ │ │ │ │

└─────────────┘ └───────────┘ └──────┬────────────────────────┘

│

┌─────────────────────▼────────────────────────┐

│ criteriu - tratarea aerului │

└────────────────────┬┬────────────────────────┘

┌─────────┘└──────────┐

┌────────▼───────┐ ┌─────────▼──────────────┐

│ FARA TRATAEE │ │ CU TRATAEE SIMPLA │

│ NUMAI │ │ SAU COMPLEXA │

│ VENTILARE │ │ - CLIMATIZARE │

│ │ │- CONDITIONAREA AERULUI │

└────────────────┘ └────────────────────────┘

┌───────────────────────────────────────────────┐

│ criteriu - presiunea interioara din incapere │

└────────────────────┬──────┬─┬─────────────────┘

┌────────────────┘ ┌────┘ └────────────────┐

│ │ │

┌───────▼────────┐ ┌─────▼─────────────┐ ┌────▼─────────┐

│ IN DEPRESIUNE │ │ IN SUPRAPRESIUNE │ │ ECHILIBRATA │

└────────────────┘ └───────────────────┘ └──────────────┘

┌──────────────────────────────────────────────┐

│ criteriu - dimensiunea spatiului ventilat │

└───────────────────┬─┬─┬──────────────────────┘

┌────────────────┘ │ └─────────────────────┐

│ │ │

┌───────▼────────┐ ┌─────▼─────────────┐ ┌────▼─────────┐

│ VENTILARE │ │ VENTILARE │ │ VENTILARE │

│ LOCALA │ │ GENERALA │ │ COMBINATA │

└────────────────┘ └───────────────────┘ └──────────────┘

Fig. 2.1 Schema de clasificare a instalatiilor de ventilare

┌──────────────┐ ┌──────────────┐

│ AER-APA │ │ NUMAI AER │

└──────┬───────┘ └──────┬───────┘

│ ┌───────────▼───────────┐

┌───────▼──────────┐ │ sisteme cu presiune │

│ cu 2, 3 sau 4 │ │ joasa sau inalta │

│ conducte de apa │ └───────────┬───────────┘

│calda sau/si rece)│ ┌────────────▼────────────┐

└───────┬──────────┘ │ sisteme cu debit de aer │

│ │ constant sau variabil │

│ └───────────┬┬────────────┘

│ ┌─────────┘└──────────┐

┌───────▼──────────┐ ┌───────▼─────────┐ ┌────────▼─────────┐

│ cu sau fara aer │ │cu 1 canal de aer│ │cu 2 canale de aer│

│ primar (proaspat)│ │ (cald sau rece) │ │ (cald si rece) │

└───────┬──────────┘ └───────┬─────────┘ └────────┬─────────┘

│ ┌────────▼──────────┐ │

│ - cu baterii de │ │

┌────────▼──────┐ │ incalzire zonale │ ┌────────▼───────────┐

│ cu reglare pe │ │- cu baterii de │ │- cu 1 ventilator │

│ partea de apa │ │incalzire si racire│ │ de refulare │

│ sau de aer │ │ zonale │ │- cu 2 ventilatoare │

└──────┬─┬──────┘ │- cu ventilatoare │ │ de refulare │

┌────┘ └────┐ │ zonale │ │ │

│ │ └───────────────────┘ └────────────────────┘

│ ┌───▼────────────┐

┌────────▼─────┐ │ cu ejectoare │

│ cu ventilo - │ │(inclusiv grinzi│

│ convectoare │ │ de racire) │

└──────────────┘ └────────────────┘

Fig. 2.2 Clasificarea instalatiilor de climatizare

II.2.2 Notatii

Principalele notatii utilizate in capitolul 2 sunt cuprinse in tabelul 2.1. In tabelul 2.2 sunt dati indicii specifici. Datorita necesitatii unor precizari in utilizarea notatiilor, foarte importante pentru aplicarea corecta a diferitelor relatii de calcul, ca si pentru facilitarea folosirii acestor relatii, in text sunt explicate detaliat toate notatiile complexe folosite.

Tabelul 2.1 Principalele notatii utilizate in capitolul 2.

┌───────────┬───────────────────────────────────────────────────┬──────────────┐

│Simbol │ Marime │ UM │

├───────────┼───────────────────────────────────────────────────┼──────────────┤

│ A(F) │aria totala a elementului vitrat, inclusiv rama │ mp │

│ │(tamplaria) │ │

│ A(S) │aria de captare efectiva a radiatiei solare, pentru│ mp │

│ │o suprafata cu o orientare si un unghi de inclinare│ │

│ │date, in zona considerata │ │

│ b(1) │factor de reducere a aporturilor de caldura │ - │

│ c │coeficient de corectie cu indici specifici pentru │ │

│ │diferite situatii │ - │

│ C(m) │capacitatea termica interna a cladirii │ kJ/K │

│ F(cer) │factor de corectie ce tine cont de schimbul de │ mpK/W │

│ │caldura prin radiatie al peretelui catre bolta │ │

│ │cereasca │ │

│ F(f) │factor de forma dintre elementul opac si bolta │ - │

│ │cereasca │ │

│ f(p) │factor adimensional functie de caldura acumulata in│ - │

│ │fereastra, ce depinde de modul de operare orar al │ │

│ │dispozitivelor de protectie │ │

│ F(s,u) │factor de reducere a aporturilor solare datorata │ - │

│ │efectelor de umbrire pentru o aria de captare │ │

│ │efectiva │ │

│ F(t) │factor de tamplarie (de reducere a suprafetei │ - │

│ │ferestrei), egal cu raportul dintre aria tamplariei│ │

│ │(ramei) si aria totala a geamului │ │

│ F(u) │factor de umbrire al fereastrei datorat elementelor│ - │

│ │exterioare de umbrire cu care aceasta este prevazuta │

│ g │factor de transmisie a energiei solare totale al │ - │

│ │unui element de constructie │ │

│ H │coeficient de transfer de caldura (termic); │ │

│ │conductanta │ W/K │

│ h │coeficient de transfer de caldura superficial │ W/(mp.K) │

│ H(T) │coeficientul de transfer de caldura prin transmisie│ W/K │

│ H(V) │coeficientul de transfer de caldura prin ventilare │ W/K │

│ I │Intensitate a radiatiei solare │ W/mp │

│ I(s) │radiatiae totala primita de 1 mp de suprafata │ MJ/mp │

│ │receptoare, in conditiiile lipsei oricarui element │ │

│ │de umbrire exterior, integrate pe perioada de calcul │

│ K │coeficient de conductivitate termica │ W/(m.K) │

│ L │lungime │ m │

│ n(a) │numar de schimburi orare de aer dintre interior si │ h^-1 │

│ │exterior │ │

│ NGZ │numar de grade-zile │ °C zi │

│ p │presiune │ Pa │

│ P │putere electrica │ W │

│ q │flux termic unitar │ W/mp │

│ Q │cantitate de caldura (de energie) │ MJ │

│ q(v) │debit de aer de ventilare │ 1/s │

│ R │rezistenta termica │ mp.K/W │

│ t │timp │ s │

│ T │temperatura absoluta (termodinamica) │ K │

│ U │coeficient global de transfer de caldura (coeficient │

│ │de transfer termic) │ W/(mp.K) │

│ v │viteza │ m/s │

│ V │volum │ mc │

│ . │ │ │

│ V │debit volumic │ mc/s │

│ . │ │ │

│ V(v,extra)│debitul suplimentar pentru ventilarea nocturna │ │

│ │suplimentara │ mc/s │

│ x │umiditate absoluta │ g/kg │

│ X │capacitatea termica interna a unui element de │ │

│ │constructie │ kJ/(mpK) │

│ α │coeficient de absorbtie a radiatiei solare, al │ - │

│ │unei suprafete │ │

│ Epsilon │emisivitatea unci suprafete eficienta │ - │

│ │umiditate relativa │ % │

│ phi │flux de caldura unitar │ W/mp │

│ Φ │fluxul de caldura, puterea termica │ W │

│ Φ(I,R,V) │fluxul de caldura cedat (disipat) de instalatiile │ W │

│ │de incalzire, racire si ventilare │ │

│ tau │- Constanta de timp a cladirii │ s │

│ │- factorul de transmisie (sau transmitanta) a │ │

│ │energiei solare prin elementul vitrat │ - │

│ eta │randament │ % │

│ θ │temperatura, in grade Celsius │ °C │

│ rho │densitate / masa volumica │ kg/mc │

│ σ │Constanta Stefan-Bolzman (σ = 5,67x10^-8) │ W/(mp.K^4) │

│ khi │capacitate termica raportata la suprafata │ J/(mp.K) │

│ eta(R) │factorul de utilizare a pierderilor de caldura, │ - │

│ │in situatia racirii │ │

│ Lambda(R) │raportul dintre aporturile si pierderile de caldura│ - │

│ │ale cladirii (zonei) in modul de racire │ │

└───────────┴───────────────────────────────────────────────────┴──────────────┘

Tabelul 2.2. Indici utilizati pentru notatiile din capitolul 2

┌───────────┬────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ac │referitor la apa calda de consum │

├───────────┼────────────────────────────────────────────────────────────┤

│ap,e │de la aparatura electrica │

│ar │referitor la apa rece │

│an │anual │

│C │referitor la climatizare │

│c │convectie │

│can │referitor la canalizare │

│cer │referitor la bolta cereasca │

│circ │referitor la recircularea apei calde de consum │

│contr │care depinde de sistemul de control │

│cor │corectat │

│e │exterior │

│ev │evacuat │

│F │al fereastrei │

│I │referitor la incalzire │

│i │interior │

│il │de la iluminat │

│interm │intermitent │

│intr │intodus │

│j,k (cu, │indici ai unor elemente de insumare │

│inainte) │ │

│m │mediu │

│mz │multizona │

│nc │neclimatizat │

│nec │necesar │

│necirc │fara circulatie │

│nepref │nepreferential │

│oc │de la ocupanti │

│oe │obstacole exterioare │

│P │referitor la perete │

│pierd │pierderi │

│pref │preferential │

│p │protejat │

│proc │referitor la procese tehnologice │

│psv │protectie solara variabila │

│r │radiatie │

│R │racire │

│rec │recuperat │

│S │solar │

│s │de suprafata │

│se │suprafata exterioara │

│si │suprafata interioara │

│sist │referitor la sistem │

│supl │suplimentar │

│sursa │de la surse de caldura │

│T │transmisie (conductie) │

│tot │total, pe toata perioada de calcul │

│Tr │referitor la transferul de caldura │

│u │umbrit │

│V │referitor la ventilare │

│vac │vacanta │

│z │referitor la zona │

│0 │de referinta │

└───────────┴────────────────────────────────────────────────────────────┘

II.2.3 Calculul temperaturii interioare in perioada de vara; verificarea confortului interior; oportunitatea climatizariiII.

2.3.1.Domeniu de aplicare

Cladiri rezidentiale sau nerezidentiale sau parti ale acestora, care vor fi denumite generic "cladiri".II.

2.3.2.Obiectiv

Determinarea temperaturii care se realizeaza in interiorul unui local in perioada de vara, in absenta sistemului de climatizare (racire). Acest calcul permite astfel studiul evitarii supraincalzirii incaperilor pe timpul verii inca din faza de proiectare. De asemenea, pe baza rezultatelor obtinute se poate determina necesitatea utilizarii unei instalatii de climatizare (racire) pentru asigurarea confortul termic al ocupantilor in perioada de vara.

II.2.3.3 Metoda de calcul

2.3.3.1 Ipoteze de calcul

Ipotezele principale luate in considerare la elaborarea metodologiei de calcul:

–incaperea este considerate ca un spatiu inchis delimitat de elementele de constructie– temperatura aerului este uniforma in intreg volumul incaperii– suprafetele elementelor de constructie sunt considerate izoterme– proprietatile termofizice ale materialelor elementelor de constructie sunt constante– conductia caldurii prin fiecare element de constructie este monodimensionala– straturile de aer din cadrul elementelor de constructie sunt considerate ca fiind delimitate de suprafete izoterme– temperatura medie de radiatie este calculata ca media ponderata cu suprafetele a temperaturilor superficiale pentru fiecare element de constructie interior– distributia radiatiei solare pe suprafetele interioare ale incaperii nu depinde de timp– distributia spatiala a partii radiative a fluxului de caldura datorat surselor interioare este uniforma– coeficientii de schimb de caldura prin convectie si prin radiatie (lungime de unda mare) pentru fiecare suprafata interioara sunt considerati in mod separat– dimensiunile fiecarui element de constructie sunt considerate pe partea interioara pentru fiecare element de delimitare a incaperii– efectele puntilor termice asupra transferului de caldura sunt neglijate– valorile coeficientilor de schimb de caldura sunt:

–coeficient de schimb de caldura prin convectie la interior: h(ci) = 2,5 W/mpK– coeficient de schimb de caldura prin radiatie (lungime de unda mare) la interior: h(ri) = 5,5 W/mpk– coeficient de schimb de caldura prin convectie la exterior: h(ce) = 8 W/mpK– coeficient de schimb de caldura prin radiatie (lungime de unda mare) la exterior: h(re) = 5,5 W/mp K– coeficient de schimb de caldura la interior (convectie + radiatie): h(i) = 8 W/mpK– coeficient de schimb de caldura la exterior (convectie + radiatie): h(e) = 13,5 W/mpK

II.2.3.3.2 Metoda si principalele relatii de calcul

Etapele principale ale metodei de calcul sunt urmatoarele:

–definirea conditiilor de calcul privind datele climatice (in functie de amplasarea cladirii)– stabilirea incaperii pentru care se studiaza temperatura interioara– stabilirea elementelor de constructie care delimiteaza incaperea studiata (suprafete, orientare, conditii la limita)– calculul parametrilor termofizici (in regim permanent si in regim dinamic) si al parametrilor optici (pentru elementele de constructie opace si transparente)– definirea scenariului de ventilare– calculul degajarilor de caldura de la surse interioare– evaluarea temperaturii operative maxime, medii si minime zilnice pentru incaperea studiata (temperatura operativa este definita ca media dintre temperatura aerului si temperatura medie de radiatie) pe baza ecuatiilor de bilant termic scrise pentru incapere– determinarea temperaturii interioare conventionale a unei incaperi neclimatizate in perioada de vara pe baza valorilor de temperatura operativa stabilite conform punctului anterior (aceasta serveste la stabilirea supraincalzirii incaperii si necesitatea climatizarii).

Metoda de calcul se bazeaza pe analogia electrica pentru modelarea proceselor de transfer termic ce au loc la interiorul si exteriorul unei cladiri (fig. 2.3).

Pe baza schemei din figura, elementele componente ale anvelopei unei constructii sunt considerate in functie de inertia termica, de transparenta si de pozitie.

Din punct de vedere al inertiei termice si al transparentei, elementele de delimitare la exterior ale unui local se clasifica in:

–elemente exterioare opace usoare– elemente exterio are opace grele– elemente transparente (ferestre, luminatoare, usi vitrate)

Fig. 2.3 Schema de calcul pentru transferul de caldura prin elementele de constructie ale incaperii (analogie electrica)

!Imagine

De asemenea, in cadrul metodei se tine cont de prezenta elementelor de constmctie interioare pentru efectuarea bilantului termic al localului (denumite elemente interne sau interioare).

"Nodurile" de calcul din schema de mai sus reprezinta:

θ(i) - temperatura aerului interior

θ(e) - temperatura aerului exterior

θ(es), θ(cm) - temperatura echivalenta a aerului exterior pentru elementele exterioare "usoare", respectiv "grele" din punct de vedere al inertiei

θ(s) - temperatura medie dintre temperatura aerului si temperatura medie de radiatie, ponderata prin intermediul coeficientilor de transfer termic convectiv si prin radiatie

θ(m) - temperatura de "masa" (inertiala)

Notatiile utilizate pentru rezistentele termice (K/W) si capacitatile termice (J/K) din fig. 2.3 sunt urmatoarele:

R(ei) - rezistenta termica corespunzatoare ventilarii;

R(es), R(em) - rezistenta termica a elementelor exterioare usoare, respectiv grele;

R(is), R(ms) - rezistenta termica ce corespunde schimbului de caldura dintre suprafetele interioare ale elementelor de constructie si aerul interior;

C(m) - capacitatea termica medie zilnica a elementelor de constructie ale incaperii.

Fluxurile de caldura considerate sunt corespunzatoare nodurilor de calcul θ(i), θ(s) si θ(m).

In functie de tipul elementului de constructie, in cadrul metodei de calcul sunt necesare diferite marimi. In tabelul 2.3 sunt indicate marimile necesare pentru fiecare tip de element de constructie, cu notatiile corespunzatoare.

Ecuatiile de bilant termic scrise pentru fiecare nod de calcul din fig. 2.3 sunt obtinute pe baza integrarii in timp cu pas de 1 ora.

Pentru un moment de timp t, temperatura θ(m,t) se determina in functie de valoarea de la pasul de timp precedent θ(m,t-1) astfel:

C(m)

{ θ(m,t-1) [ ------------------------ ] + Φ(mtot) }

3600 - 0,5[H(3) + H(em)]

θ(m,t) = ---------------------------------------------------- (2.1)

C(m)

[ ------------------------- ]

3600 + 0,5[H(3) + H(em)]

Valorile medii ale temperaturilor in nodurile de calcul considerate se

obtin cu relatiile:

θ(m,t) + θ(m,t-1)

θ(m) = ------------------- (2.2)

Φ(i)

H(Ms)θ(m) + Φ(s) + H(es)θ(es) + H(1) [ θ(ei) + ------ ]

H(ei)

θ(s) = ------------------------------------------------------- (2.3)

[H(ms) + H(es) + H(1)]

H(is)θ(s) + Φ(i) + H(ei)θ(ei)

θ(s) = -------------------------------- (2.4)

[H(is) + H(ei)]

iar temperatura operationala (media dintre temperatura aerului si

temperatura medie de radiatie) se determina astfel:

h(ci) h(ci)

θ(i) + [ 1 + ----- ] θ(s) - ----- θ(i)

h(rs) h(rs)

θ(op) = ----------------------------------------------- (2.5)

unde: h(rs) = 1,2 h(ri) si:

1 1

H(1) = ----------------; H(2) = H(1) + H(es); H(3) = ---------------

1 1 1 1

[ ----- + ----- ] [ ----- + ---- ]

H(ei) H(is) H(2) H(ms)

Φ(i)

H(3){Φ(s) + H(es)θ(es) + H(1)[-------------]}

H(ei) + θ(ei)

Φ(mtot) = Φ(m) + H(em)θ(em) + ---------------------------------------------

H(2)

unde:

H(ei) = ---- coeficient de schimb de caldura datorat ventilarii

R(ei) (calculat cu relatia 2.6)

H(is) = ----- coeficient de schimb de caldura prin convectie si radiatie

R(is) (calculat cu relatia 2.7)

H(es) = ----- coeficient de schimb de caldura global intre interior si

R(es) exterior (cf 2.8)

H(ms) = ----- coeficient conventional de schimb de caldura la

R(ms) interior (cf 2.9)

H(em) = ----- coeficient de schimb de caldura intre exterior si

R(em) suprafata interioara (cf 2.10)

C(m) capacitate termica a elementelor din structura anvelopei (cf 2.11)

θ(es) temperatura echivalenta a aerului exterior pentru componentelor

exterioare usoare (cf 2.13)

θ(em) temperatura echivalenta a aerului exterior pentru componentelor

exterioare grele (cf 2.14)

Φ(i) fluxul de caldura in nodul de aer θ(i), datorat fie surselor

interioare, fie radiatiei solare directe sau aporturilor de caldura convective

datorate lamei de aer interioare ventilata a vitrajului (cf 2.21)

Φ(s) fluxul de caldura in nodul θ(s) datorat fie surselor interioare, fie

radiatiei solare directe (cf 2.22)

Φ(m) fluxul de caldura in nodul de "masa" θ(m) datorat fie surselor

interioare, fie radiatiei solare directe (cf 2.23)

Calculul este iterativ si este repetat pana cand este respectat criteriul de convergenta pentru temperatura interioara. Criteriul de convergenta se considera indeplinit daca diferenta dintre temperatura θ(m) la ora 24, pentru doua iteratii succesive este mai mica de 0,01°C.

Tabel 2.3 Parametrii necesari pentru efectuarea calculelor (elemente de constructie)

┌──────────────────────────────┬────────────────────────────────────┬──────────┐

│ Tip element de constructie │ Marime │ Notatie │

├──────────────────────────────┼────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Coeficient global de transfer termic│ U │

│Elemente exterioare opace │(transmitanta termica) │ │

│usoare (din punct de vedere al├────────────────────────────────────┼──────────┤

│inertiei) │Factor solar │ S(f) │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Radiatie solara incidenta │ R(si) │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Arie │ A │

│ │Coeficient global de transfer termic│ U │

│Elemente exterioare opace │(transmitanta termica) │ │

│grele (din punct de vedere al ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│inertiei) │Factor solar │ S(f) │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Radiatie solara incidenta │ R(si) │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Arie │ A │

│ │Coeficient global de transfer termic│ U │

│Elemente transparente │(transmitanta termica) │ │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Factor de transmisie pentru radiația│ S(b1) │

│ │solara (radiație directa de │ │

│ │lungime de unda mica) │ │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Factor de transmisie pentru radiația│ S(b2) │

│ │solara (radiație de lungime de │ │

│ │unda mare + convecție) │ │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Factor de transmisie pentru radiația│ S(b3) │

│ │solara (pentru lama de aer interi- │ │

│ │oara ventilata) │ │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Radiatie solara incidenta │ R(si) │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Arie │ A │

│ │Capacitatea termica specifica │ C │

│ Toate elementele │(raportata la suprafata) │ │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Arie │ A │

│ Incapere │Debit de aer (ventilare) │ n │

│ ├────────────────────────────────────┼──────────┤

│ │Volum incapere │ V │

└──────────────────────────────┴────────────────────────────────────┴──────────┘

In continuare se prezinta termenii care intervin in ecuatiile 2.1-2.5:

● coeficientii de transfer de caldura:

–coeficientul de transfer de caldura datorat ventilarii:

H(ei) = 0,34 q(v) (2.6)

unde q(v) (mc/h) reprezinta debitul volumic de aer de ventilare.– coeficientul de transfer de caldura prin convectie si radiatie:

A(t)

H(is) = ----------------

1 1

[ ---- - ----- ]

h(ei) h(is)

unde h(is) = h(ei) + h(rs) si A(t) = Σ A(i)

i=1

reprezinta suprafata totala a elementelor de constructie in contact cu

interiorul

–coeficientul de transfer de caldura global intre mediul interior si

cel exterior (acest coeficient corespunde componentelor opace exterioare usoare-

H(TI) si ferestrelor - H(Tf):

H(es) = H(TI) + H(Tf) (2.8)

l w

H(TI) = Σ [A(k)U(k)]; H(Tf) = Σ [A(j)U(j)]

k=1 k=1

–coeficient conventional de transfer de caldura la interior:

H(ms) = h(is)A(m) (2.9)

unde A(m) se determina cu relatia 2.12

–coeficient conventional de transfer de caldura intre exterior si

suprafata interioara:

H(em) = ------------------ (2.10)

1 1

[ ------ - ------ ]

H(Th) H(ms)

cu H(Th) = Σ [A(y)U(y)]

y=1

H(Th) corespunde componentelor exterioare opace grele.

Capacitatea termica echivalenta a incaperii C(m), se determina cu relatia

urmatoare, luand in considerare o perioada de 24 de ore si tinand cont de

inertia mobilierului, cu o valoare de 20 kJ/mpK de suprafata pe sol:

C(m) = Σ [A(i)C(i)] + 20 A(sol) (2.11)

i=1

unde: C(i) capacitatea utila jumaliera a componentului i,

A(i) suprafata componentului i,

c numarul de componente ce delimiteaza spatiul interior,

A(sol) suprafata utila a cladirii sau a zonei. Aceasta suprafata este luata

in considerare ca fiind egala cu suprafata incalzita pentru cladirile de locuit.

Suprafata echivalenta de transfer de caldura cu mediul ambiant A(m) este

determinata cu relatia:

C(m)

A(m) = --------------------

c 2

{ Σ [A(i)C(i)] }

i=1

Valorile pentru C(m) si A(m) sunt determinate in functie de clasa de inertie

a cladirii sau a zonei conform clasificarii din tabelul urmator (2.4):

Tabel 2.4 Valori conventionale pentru C(m) si A(m)

┌────────────────────────┬────────────────────────┬───────────────────────┐

│ Clasa de inertie │ C(m) │ A(m) │

├────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────────┤

│ Foarte usoara │ 80 * A(sol) │ 2,5 * A(sol) │

│ Usoara │ 110 * A(sol) │ 2,5 * A(sol) │

│ Medie │ 165 * A(sol) │ 2,5 * A(sol) │

│ Grea │ 260 * A(sol) │ 3,0 * A(sol) │

│ Foarte grea │ 370 * A(sol) │ 3,5 * A(sol) │

└────────────────────────┴────────────────────────┴───────────────────────┘

● temperaturi exterioare echivalente:

Φ(sl)

θ(es) = θ(ei) + ------ (2.13)

H(es)

Φ(sh)

θ(em) = θ(ei) + ------ (2.14)

H(Th)

Radiatia solara incidenta la nivelul suprafetelor exterioare este luata

in considerare prin:

I(sr) = f(s)I(D) + I(d) + I(r)

unde:

f(s) factorul de reducere a radiatiei solare directe

I(D) componenta directa a radiatiei solare

I(d) componenta difuza a radiatiei solare

I(r) componenta reflectata a radiatiei solare

Fluxul de caldura transmis incaperii, datorat radiatiei solare absorbite

dar si radiatiei reci (spre bolta cereasca) pentru componentele usoare (opace

si transparente) este determinat cu relatia:

l q(er)U w q(er)U

Φ(sl) = Σ { A[S(f)I(sr) + ------ ]}(k) + Σ { A[S(b2)I(sr) + ------- ]}(j)

k=1 h(e) j=1 h(e)

(2.15)

Fluxul de caldura transmis incaperii, datorat radiatiei solare absorbite si

radiatiei reci (spre bolta cereasca), pentru componentele grele este determinat

cu relatia:

h q(er)U

Φ(sh) = Σ { A[S(f)I(sr) + -------- ]}(y) (2.16)

y=1 h(e)

● fluxul de caldura in nodurile de temperatura:

Fluxul de caldura datorat radiatiei solare directe la nivelul elementelor

transparente se determina cu relatia:

Φ(sd) = Σ {A[1 - f(if)] S(b1)I(sr)}(y) (2.17)

y=1

Fluxul de caldura datorat radiatiei solare transmis incaperii datorita

cresterii temperaturii aerului ce trece prin straturile de aer ventilate din

ferestre, se determina cu relatia:

Φ(svl) = Σ [AS(b3)I(sr)], (2.18)

j=i

Fluxul de caldura datorat surselor de caldura interioare se determina:

Φ(i,c) = Σ Φ(i,c,f) (2.19)

j=1

Φ(i,r) = Σ Φ(i,r,j) (2.20)

j=i

unde:

n numarul de surse interioare de caldura

Φ(i,c) fluxul de caldura convectiv al fiecarei surse

Φ(i,r) fluxul de caldura radiativ al fiecarei surse

Fluxurile de caldura in nodurile de temperatura se determina cu relatiile:

Φ(i) = Φ(svl) + f(sa)Φ(sd) + Φ(int c) (2.21)

Φ(s) = P(rs)[1 - f(sa)] Φ(sd) + P(rsd)Φ(int r) (2.22)

Φ(m) = P(rm)[1 - f(sa)]Φ(sd) + P(rmd)Φ(int r) (2.23)

P(rs) si P(rm) reprezinta componentele radiative ale aporturilor interioare

in nodurile θ(s) si θ(m).

P(rs) = [A(t) - A(m) - H(es)/h(is)] / A(t)

P(rm) = A(m)/A(t)

P(rsd) si P(rmd) reprezinta partile radiative ale aporturilor solare directe

in nodurile θ(s) si θ(m)

P(rsd) = [A(t) - A(m) - A(w) - H(es)/h(is)] / A(t) - A(w)

P(rmd) = A(m) / [A(t) - A(f)]

unde A(f) este suprafata totala a elementelor vitrate:

A(f) = Σ A(j)

j=1

In ecuatiile de mai sus, notatiile corespund urmatoarelor marimi:

1 - numarul total de elemente interne usoare

h - numarul total de elemente opace grele

w - numarul total de elemente vitrate

S(f) - factor solar pentru fiecare element opac

S(b1) - factor de transmisie pentru radiatia solara (radiatie directa

de lungime de unda mica) a elementului vitrat

S(b2) - factor de transmisie pentru radiatia solara (radiatie de lungime

de unda mare + convectie) a elementului vitrat

S(b3) - factor de transmisie pentru radiatia solara (pentru lama de aer

interioara ventilata) a elementului vitrat

I(sr) - radiatia solara incidenta pe suprafata

f(If)- factor de pierdere solara a ferestrelor

f(s) - factor de umbrire datorat protectiilor solare

f(sa) - partea aporturilor solare transmise direct aerului din incapere

q(er) - flux specific de caldura de la exterior spre bolta cereasca

Se propun ca valori conventionale:

f(If) = 0

f(sa) = 0,1

II.2.3.4 Stabilirea temperaturii interioare a unei încaperi neclimatizate, in perioada de vara

Determinarea acestei temperaturi permite efectuarea de analize privind supraincalzirea incaperii pe perioada sezonului cald si oportunitatea prevederii unui sistem de climatizare.

Temperatura interioara conventionala a unei incaperi neclimatizate in perioada de vara este considerate ca fiind valoarea maxima a mediei pe trei ore consecutive a valorilor temperaturii operative:

t(ic) = max(h=1,24){ Σ(h) [[θ(op)[h) + θ(op)[h+1] + θ(op)[h+2]]/3] - D

(2.24)

In relatia (2.24), temperatura operativa este calculate conform relatiilor

prezentate la § 2.3.3.2. De asemenea, la calculul temperaturii interioare

conventionale se tine seama de influenta inertiei termice a cladirii prin

introducerea coeficientului D determinat astfel:

[1 + 4,76 . 10^-4 C^2 [1 - B(1)]^2]

D = 0,75 E { 1- [ ------------------------------------- ]^1/2 } (2.25)

[ 1 + 4,76 . 10^-4 C^2]

unde:

E - ecart de temperatura intre media zilei de calcul si media lunara

B(1) = ------------

[1 + R(ms)H]

C = 0,278 C(ms)/H - constanta de timp secventiala a volumului studiat

(incapere), cu:

C(ms) - capacitate termica secventiala ce caracterizeaza amortizarea

temperaturii in perioada de vara pe o perioada de 12 zile,

H - pierderi de caldura medii prin pereti si prin ventilare:

H = H(th) + H(es) + H(ei)

Temperatura interioara conventionala trebuie determinata cu o precizie de 0,1 °C, prin rotunjirea valorii obtinute la valoarea cea mai apropiata.

Pentru utilizarea metodologiei de calcul a temperaturii operationale, se dau mai jos valori recomandate pentru diverse marimi ce intervin in cadrul metodei.– debitul de aer de ventilare:

Pentru calculul temperaturii interioare este necesar sa se cunoasca debitul de aer de ventilare. Debitul de aer pentru ventilare mecanica se determina in conformitate cu reglementarile tehnice specifice, in vigoare. Debitul de aer pentru ventilare naturala neorganizata (aerisire) se poate considera astfel:

–ferestre doar pe o fatada - tabel 2.5– ferestre pe doua fatade - tabel 2.6

Marimea care intervine in mod direct la stabilirea debitului de aer este suprafata de deschidere a ferestrei S(fd), definita ca fiind raportul dintre suprafata de deschidere efectiva a ferestrei si suprafata totala a ferestrei.

In tabelele 2.5-2.6 sunt indicate valori uzuale pentru numarul de schimburi de aer n (h^-1) pentru incaperi in functie de pozitia ferestrelor pe fatade si suprafata lor de deschidere, S(fd).

Tabel 2.5 Schimburi de aer realizate prin aerisire, pentru ferestre pe o singura fatada:

–ferestre deschise ziua si noaptea:

┌───────────┬───────┬───────┬───────┐

│ S(fd) │ 0.1 │ 0.5 │ 0,9 │

├───────────┼───────┼───────┼───────┤

│ n(h^-1) │ 0,5 │ 1,5 │ 3 │

└───────────┴───────┴───────┴───────┘

–ferestre deschise noaptea si inchise ziua:

┌───────────┬───────────────┬────────────────┐

│ │ Ziua │ Noaptea │

├───────────┼───────┬───────┼───────┬────────┤

│ S(fd) │ 0,1 │ 0,5 │ 0,1 │ 0,5 │

├───────────┼───────┼───────┼───────┼────────┤

│ n(h^-1) │ 0,5 │ 1,0 │ 2,5 │ 2,5 │

└───────────┴───────┴───────┴───────┴────────┘

Tabel 2.6 Schimburi de aer realizate prin aerisire, pentru ferestre pe doua fatade:

–ferestre deschise ziua si noaptea:

┌───────────┬───────┬───────┬───────┐

│ S(fd) │ 0.1 │ 0.5 │ 0,9 │

├───────────┼───────┼───────┼───────┤

│ n(h^-1) │ 2,0 │ 4,0 │ 7,0 │

└───────────┴───────┴───────┴───────┘

–ferestre deschise noaptea si inchise ziua:

┌───────────┬───────────────┬────────────────┐

│ │ Ziua │ Noaptea │

├───────────┼───────┬───────┼───────┬────────┤

│ S(fd) │ 0,1 │ 0,5 │ 0,1 │ 0,5 │

├───────────┼───────┼───────┼───────┼────────┤

│ n(h^-1) │ 2,0 │ 4,0 │ 7,5 │ 7,5 │

└───────────┴───────┴───────┴───────┴────────┘

–puterea surselor interioare de caldura:

In tabelele de mai jos sunt date valori recomandate pentru estimarea fluxului de caldura provenit de la surse interioare.

Tabelul 2.7 Fluxul de caldura de la surse interioare, pentru cladiri rezidentiale (W/mp)

┌────────────┬────────────────┬────────────────┬──────────────┐

│ Ora │ Bucatarie │ Sufragerie │ Dormitor │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 1 │ 5 │ 0 │ 5 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 2 │ 5 │ 0 │ 5 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 3 │ 5 │ 0 │ 5 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 4 │ 5 │ 0 │ 5 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 5 │ 5 │ 0 │ 5 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 6 │ 5 │ 0 │ 5 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 7 │ 10 │ 1 │ 2 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 8 │ 10 │ 1 │ 2 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 9 │ 7 │ 1 │ 2 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 10 │ 7 │ 1 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 11 │ 7 │ 10 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 12 │ 10 │ 10 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 13 │ 15 │ 10 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 14 │ 15 │ 10 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 15 │ 10 │ 1 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 16 │ 5 │ 1 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 17 │ 5 │ 1 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 18 │ 15 │ 15 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 19 │ 15 │ 15 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 20 │ 15 │ 15 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 21 │ 10 │ 15 │ 0 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 22 │ 5 │ 10 │ 2 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 23 │ 5 │ 0 │ 5 │

├────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│ 24 │ 5 │ 0 │ 5 │

└────────────┴────────────────┴────────────────┴──────────────┤

Tabelul 2.8 Fluxul de caldura de la surse interioare, pentru cladiri nerezidentiale (W/mp)

┌─────────────────────┬────────────────┬────────────────┬──────────────┐

│ Tip cladire │ Oameni │ Iluminat │ Echipamente │

│ │ (W/pers) │ (W/mp) │ (W/mp) │

├─────────────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────────┤

│Birou de proiectare │ 155 │ 22 │ 7 │

│Birou informatica │ 130 │ 9 │ 35 │

│Birou personal de │ 130 │ 12 │ 7 │

│conducere │ │ │ │

│Sala de calculatoare │ 130 │ 9 │ 350 │

│Sala de conferinte │ 130 │ 9 │ 5 │

│Hol │ 130 │ 5 │ 5 │

│Birou │ 130 │ 15 │ 16 │

│Restaurant │ 150 │ 20 │ 3 │

└─────────────────────┴────────────────┴────────────────┴──────────────┘

Calculul se face pentru ziua cea mai calda din perioda de functionare a cladirii respective. Daca destinatia cladirii conduce la o functionare continua, se considera parametrii climatici exteriori pentru luna iulie. Temperatura obtinuta se apreciaza ca fiind acceptabila sau nu, calculand votul mediu previzibil PMV, nota de confort sau procentul de nemultumiti (PPD), in conformitate cu partea I a Metodologiei, § 13.

II.2.4 Calculul necesarului de energie pentru racirea cladirilor si al consumului de energie pentru sistemele de climatizare - metoda de calcul lunara

II.2.4.1 Domeniu de aplicare: cladiri climatizate, fara controlul umiditatii interioare.

Calculul se aplica la cladiri rezidentiale sau nerezidentiale sau parti ale acestora, care vor fi denumite generic "cladire".

Se considera numai caldura sensibila, nu si cea latenta.

II.2.4.2 Obiectiv: calculul energiei necesare racirii cladirilor pentru asigurarea unei temperaturi interioare prescrise precum si al energiei consumate de sistemul de climatizare in acest scop. Aceste determinari sunt necesare pentru rezolvarea urmatoarelor tipuri de aplicatii:

a)aprecierea masurii in care sunt atinse obiectivele energetice reglementare existente (ex. indici de proiectare);

b)compararea performantelor energetice pentru diverse variante de proiectare, pentru o cladire data;

c)propunerea unui nivel standard, privind performanta energetica a cladirilor existente (indici de evaluare);

d)evaluarea efectului implementarii unor masuri de conservare a energie la cladirea existenta, prin posibilitatea calcularii consumurilor in variantele "cu" si "fara" masuri de conservare;

e)predictia necesarului de resurse energetice la nivel regional, national sau international, prin calculul energiei consumate de cladiri reprezentative din fondul construit existent.

II.2.4.3 Continut general

Metoda include calculul urmatoarelor marimi definitorii pentru performanta energetica a cladirilor climatizate:

–fluxul de caldura prin transmisie si pentru ventilarea cladirii, atunci cand aceasta este racita la o temperatura interioara constanta;

–contributia surselor interne de caldura si a aporturilor solare la bilantul termic al cladirii considerate;

–necesarul anual de energie pentru racire, pentru mentinerea unei temperaturi interioare prescrise in cladire/zona - (la nivelul cladirii);

–consumul anual de energie al sistemelor de racire utilizate - (la nivelul surselor);

–consumul auxiliar anual de energie pentru racire si ventilare.

Cladirea poate avea mai multe zone termice, cu temperaturi interioare prescrise diferite si poate avea sisteme de racire cu functionare intermitenta.

II.2.4.3.1 Principalele date de intrare

Principalele date de intrare necesare pentru efectuarea calculelor sunt:

–caracteristicile elementelor de anvelopa si ale sistemelor de ventilare;

–sursele interne de caldura si umiditate,– climatul exterior;

–descrierea cladirii si a elementelor sale, a sistemelor de incalzire/racire si scenariului lor de utilizare;

–date privind sistemele de incalzire, racire, apa calda de consum, ventilare si iluminat:

● partitionarea cladirii in zone de calcul determinate de parametrii de confort diferti si/sau scenarii de functionare diferite;

● pierderi de energie la sursele de racire sau pe traseul de distributie al agentului termic pana la consumatori si eventuale recuperari ale acestei energii prin utilizarea recuperarii caldurii, surselor regenerabile sau degajarilor interioare;

● debitul de aer si temperatura aerului refulat (introdus) pe cale mecanica (fiind in prealabil preincalzit sau/si preracit);

● elementele de comanda si control utilizate pentru mentinerea parametrilor de confort la valorile prescrise, de proiectare.

II.2.4.3.2 Principalele date de iesire

Principalele date de iesire (rezultate) ale metodei de calcul sunt:

–necesarul de energie lunar si anual pentru racirea cladirilor;

–consumul de energie lunar si anual pentru racirea cladirilor;

–durata sezonului de racire;

–consumul de energie auxiliar pentru racire si ventilare.

II.2.4.3.3 Datele de iesire aditionale

Acestea sunt:

–valori lunare pentru principalele elemente ce intervin in bilanturile de energie: transmisie, ventilare, surse interne, aporturi solare;

–contributia surselor de energie regenerabile;

–pierderile din sistem (pe partea de incalzire, racire, apa calda, ventilare si iluminat) si eventualele recuperari ale acestora.

II.2.4.3.4 Descrierea procedurii de calcul

Necesarul de energie pentru racire va fi calculat pe baza bilantului termic efectuat pentru intreaga cladire sau pentru fiecare zona a cladirii. Aceste valori constituie date de intrare pentru bilantul de energie la nivelul sistemului de racire.

Structura procedurii de calcul este descrisa in cele ce urmeaza. Detalierea procedurii de calcul este prezentata in diferitele subcapitole mentionate in continuare:

–Definirea conturului tuturor spatiilor conditionate (racite) si a celor neconditionate, conform § 2.4.4.1,– Definirea partitionarii cladirii in mai multe zone; daca acest fapt este necesar, se va proceda conform § 2.4.4.2,– Calculul, pentru fiecare perioada si zona a cladirii, a energiei necesare pentru racire Q(R), conform § 2.4.5 precum si a duratei sezonului de racire, conform § 2.4.6, utilizand informatiile prezentate in § 2.4.7 - 2.4.12,– Combinarea rezultatelor obtinute in diverse perioade si pentru zone deservite de acelasi sistem si calculul consumului de energie pentru racire tinand cont de energia disipata, se face conform recomandarilor de la § 2.4.13.– Combinarea rezultatelor pentru diferite zone cu diferite sisteme se face de asemenea conform § 2.4.13.

Calculul poate fi realizat in doua etape, daca exista interactiuni semnificative intre zonele termice sau intre sisteme si bilantul energetic al cladirii (de exemplu caldura disipata de sisteme influenteaza bilantul de energie al cladirii).

De asemenea, pentru situatii deosebite, calculul necesarului de energie pentru racire se poate efectua in doua sau trei etape succesive: de exemplu, in prima etapa, se realizeaza calculul necesarului de energie, fara sa se ia in considerare ventilarea nocturna sau ventilarea care se realizeaza in afara perioadei de ocupare, iar in a doua si in a treia etapa, se pot integra efectele acestor tipuri de ventilare (daca ele exista), tinand cont de rezultatele obtinute in prima etapa.

Bilantul de energie la nivelul cladirii include urmatorii termeni (numai caldura sensibila):

–transferul de caldura prin transmisie, dintre spatiul climatizat si mediul exterior, datorat diferentelor de temperatura,– transferul de caldura pentru incalzirea/racirea aerului de ventilare introdus mecanic sau natural, datorat diferentelor de temperatura dintre spatiul climatizat si aerul introdus,– transferul de caldura prin transmisie si ventilare dintre zonele adiacente, datorat diferentelor de temperatura dintre zona climatizata si spatiile adiacente,– sursele interioare de caldura (inclusiv cele negative, care absorb caldura),– sursele de caldura solare, directe (radiatie solara patrunsa prin ferestre) sau indirecte (radiatie solara absorbita in elementele opace de inchidere ale cladirii),– caldura acumulata sau cedata in masa cladirii,– energia necesara pentru racirea cladirii sau a unei zone a acesteia; sistemul de racire extrage caldura pentru a micsora temperatura interioara sub un nivel maxim prescris.

Metoda de calcul prezentata este o metoda cvasi-stationara. Efectul inertiei termice a cladirii in cazul racirii intermitente sau a opririi sistemului de racire va fi luat in calcul prin introducerea unei ajustari a temperaturii interioare sau a unei corectii aplicate necesarului de frig calculat pentru cazul racirii continue a cladirii. Folosirea unui "factor de utilizare a caldurii" transferate prin transmisie si prin ventilare permite luarea in considerare a faptului ca numai o parte din aceasta caldura diminueaza necesarul de frig. Partea neutilizata a acestui transfer de caldura are loc in perioade in care climatizarea nu functioneaza (de exemplu noaptea). Bilantul nu ia in considerare parte neutilizata a transferului de caldura, care se considera ca este contrabalansat de nerespectarea perfecta a temperaturii prescrise la interior.

Perioada de calcul utilizata de metoda prezentata este de o luna. Calculele lunare ofera rezultate corecte la nivel anual, insa rezultatele obtinute pentru lunile de inceput si sfarsit ale perioadei de racire pot avea erori relative importante.

Necesarul de energie al cladirii pentru racire este asigurat prin furnizarea de energie de catre sisteme de racire adecvate.

Energia consumata la nivelul sistemului, rezulta din bilantul de energie pentru racire care include urmatorii factori:

–necesarul de energie pentru racirea cladirii sau zonei;

–energia furnizata de sistemele ce utilizeaza energie regenerabila;

–pierderile de energie care au loc la generare, stocare, distributie si emisie in sistemele de racire;

–energia introdusa in sistemele de racire;

–ca un caz particular, energia primara produsa de aceste sisteme de racire (de exemplu energie electrica ce rezulta dintr-un sistem de co sau trigenerare).

Bilantul de energie al fiecarui sistem cuprinde de asemenea si energia recuperata in sistem de la diverse surse si la diferite nivele. In diagrama din fig. 2.4 este reprezentat un bilant global de energie pentru cladire si sisteme (relativ simplificat, deoarece nu cuprinde toate recuperarile de energie, sursele regenerabile si o eventuala productie de energie prin cogenerare). La nivelul sistemului, s-a considerat echipamentul de generare termodinamica a frigului GTF. Acest echipament absorbe caldura din cladire, cu consum de energie primara introduse in sistem.

Fig. 2.4 Diagrama energetica pentru racire in cladiri climatizate:

!Imagine

Notatii:

Q(surse,R) - caldura totala patrunsa in incapere, provenita de la sursele de caldura, exterioare si interioare, in situatia racirii incaperilor, Q(s) - caldura provenita de la soare, Q(mt) - caldura degajata de sursele interioare; Q(Ti) - caldura totala schimbata de cladire cu exteriorul, prin transfer (poate avea si sens invers, in functie de temperatura interioara si exterioara), Q(rec,cl) - caldura evacuata la nivelul cladirii (de exemplu prin ventilare nocturna; din punct de vedere al racirii se poate considera o recuperare a energiei, deoarece micsoreaza sarcina de racire), Q(R) - energia necesara pentru racirea cladirii; Q(RsistCTA) - energia necesara pentru racire, la nivelul centralei de tratare a aerului; Q(RsistF) - energia necesara pentru racire la nivelul generatorului de frig (sursei de frig); Q(neconvCTA) - energie neconventionala utilizata pentru racire, la nivelul centralei de tratare a aerului CTA; Q(pierd aer) - energia consumata pentru tratarea pierderilor de aer prin neetanseitatile conductelor si datorita incalzirii aerului rece vehiculat in sistem; Q(pierd ar) - energia consumata datorita incalzirii apei in retelele de apa rece, la transport, distributie etc, datorita caldurii care patrunde in sistem; Q(pierdGTF) - pierderi in sistemul de generare a frigului, Q(aux) - energie primara consumata pentru echipamente auxiliare (pompe, ventilatoare), care include energia suplimentara datorita pierderilor de aer din sistem, prin neetanseitatile conductelor.

II.

2.4.4.Definirea conturului cladirii si a zonelor de calcul

Pentru o abordare corecta a calculului energetic, trebuie definit de la inceput conturul cladirii. De asemenea, in caz de necesitate, se delimiteaza zonele interioare de calcul, caracterizate prin temperatura prescrisa diferita si/sau de scenarii diferite de utilizare; in acest caz bilantul termic trebuie efectuat la nivelul fiecarei zone. Prin urmare, pentru calcul pot apare urmatoarele situatii:

–intreaga cladire poate fi modelata ca o singura zona,– cladirea poate fi divizata in mai multe zone interioare (calcul multi-zonal), tinand cont de cuplajul termic dintre zone,– cladirea poate fi divizata in mai multe zone interioare (calcul multi-zona), fara a tine cont de cuplajul termic dintre zone.

II.2.4.4.1 Limitele cladirii

Limitele cladirii cuprind toate elementele componente ale anvelopei ce separa spatiul racit sau incalzit (conditionat) de mediul exterior (aer, apa, sol), de alte zone climatizate sau de zonele adiacente neclimatizate.

Aria pardoselii A(p) corespunde pardoselii utile. Aria se va calcula utilizand dimensiunile interioare ale incaperii. (Pentru detalii vezi partea I a Metodologiei).

II.2.4.4.2 Definirea zonelor temiice ale cladirii

Din punct de vedere termic, cladirea poate fi considerata:

–ca o singura zona termica sau:

–cladirea poate fi divizata in mai multe zone interioare, tinand cont de cuplajul termic dintre zone,– cladirea poate fi divizata in mai multe zone interioare, fara a tine cont de cuplajul termic dintre zone.

Partitionarea cladirii in "zone termice" este necesara in cazul urmatoarelor situatii:

a)spatiile sunt racite pe cale mecanica si temperaturile prescrise pentru racire difera cu mai mult de 4 K;

b)exista mai multe sisteme de incalzire/racire ce functioneaza simultan si acopera arii diferite in interiorul cladirii climatizate,c) Exista mai multe sisteme de ventilare ce deservesc diferite zone ale cladirii climatizate; daca exista un sistem de ventilare ce deserveste mai mult de 80% din volumul cladirii (zonei), celelalte spatii se considera deservite de acelasi sistem, considerat ca "sistem principal",d) Debitele de ventilare a spatiilor climatizate, raportate la 1 mp de pardoseala utila, difera intre ele cu mai mult de 4 ori. Aceasta conditie nu este aplicabila atunci cand usile de separare dintre spatiile ventilate sunt supuse unor deschideri frecvente sau cand mai mult de 80% din aria pardoselii are aceeasi rata de ventilare (numar de schimburi orare).

Fiecare zona termica interioara poate fi caracterizata de parametri diferiti (temperatura) sau scenarii diferite de temperatura pe durata unei zile. In cazul definirii mai multor zone, bilantul termic se efectueaza separat pentru fiecare zona in parte.

Spatiile neclimatizate de dimensiuni reduse pot fi incluse in cadrul unui spatiu mare climatizat dar in acest caz trebuie privite si ele ca spatii climatizate.

Decizia cu privire la luarea in considerare sau nu a cuplajului termic dintre zone depinde de scopul calculului si de complexitatea cladirii si a sistemelor sale.

Daca o cladire este divizata in mai multe zone, fara cuplaj termic intre zone, calculul se face utilizand procedura monozona pentru fiecare zona in parte si presupunand frontiere adiabatice intre zonele adiacente.

Daca nici una dintre cele doua proceduri mai sus enuntate ("monozona", respectiv "multizona fara cuplaj termic intre zone") nu poate fi aplicata, se recurge la procedura de calcul multizona cu cuplaj termic intre zone.

II.2.4.4.2.1 Calculul monozona

Daca se aplica ipoteza de calcul a cladirii formate dintr-o singura zona, iar zona respectiva cuprinde spatii cu temperaturi prescrise diferite (cu diferente mai mici de 4K), temperatura interioara in perioada de racire se scrie ca o medie ponderata dintre temperaturile interioare din aceleasi zone θ(j) cu suprafetele pardoselilor zonelor j[A(p,j)]:

Σ A(p,j)θ(i,j)

θ = --------------- (2.26)

Σ A(p,j)

in care:

θ(i,j) - temperatura prescrisa a spatiului j in perioada de racire, [°C];

A(p,j) - aria pardoselii utile a spatiului j, [mp];

Daca se aplica procedura de calcul monozona iar zona respectiva cuprinde spatii cu utilizari diferite (relativ la surse de caldura interioare, ore de iluminat, de ventilare, debite de ventilare etc.) se va utiliza ca valoare a temperaturii zonei, o medie ponderata cu parametrii stabiliti in functie de utilizare, de acelasi tip cu media ponderata a temperaturilor.

II.2.4.4.2.2 Calculul multizona, fara cuplaj termic dintre zone

Pentru calculul multizona fara cuplaj termic intre zone, orice transfer termic prin transmisie sau prin transport de aer dintre zone nu este luat in considerare. Din acest motiv, calculul multizona fara cuplaj termic reprezinta o procedura de aplicare succesiva a calculului monozona. Cu toate acestea, conditiile la limita si initiale pot fi cuplate, de exemplu, pentru cazul zonelor deservite de acelasi sistem de racire sau care au aceleasi surse interioare de caldura.

Pentru zonele deservite de acelasi sistem de racire, energia necesara este egala cu suma energiilor necesare calculate pentru fiecare zona in parte (conform § 2.4.13).

Pentru zonele care nu sunt deservite de acelasi sistem de racire, energia consumata este egala cu suma energiilor consumate (utilizate) calculate pentru fiecare zona a cladirii in parte (conform § 2.4.13).

II.2.4.4.2.3 Calculul multizona, considerand cuplajul termic dintre zone

Pentru calculul multizona care considera cuplajul termic dintre zone, este luat in considerare orice transfer termic prin transmisie sau prin transport de aer interzone.

Procedura de calcul pentru acest caz este detaliata in Anexa II.2.B.

II.2.4.5 Necesarul de energie pentru racire

II.2.4.5.1 Procedura de calcul

Aceasta procedura este utilizata pentru a obtine necesarul de energie pentru racire pentru intreaga cladire sau pentru o zona a acesteia, conform urmatoarelor etape de calcul:

a)calculul transferului de caldura prin transmisie, conform § 2.4.7;

b)calculul transferului de caldura prin ventilare, conform § 2.4.8;

c)calculul aporturilor de caldura de la sursele interioare, conform § 2.4.9;

d)calculul aporturilor solare, conform § 2.4.10e) calculul parametrilor dinamici, conform § 2.4.11f) calculul necesarului total de energie pentru racire Q(R) conform § 2.4.12.

II.

2.4.5.2.Relatii generale de calcul

Pentru fiecare zona a cladirii, necesarul de energie pentru racire, pentru fiecare luna de calcul se calculeaza conform relatiei:

Q(R) = Q(surse,R) - Eta(R)Q(Tr,R) pentru situatia Q(R) > 0, (2.27)

in care:

Q(R) - energia necesara pentru racirea cladirii, [MJ];

Q(Tr,R) - energia totala transferata intre cladire si mediul exterior, in situatia racirii cladirilor, [MJ];

Q(surse,R) - energia totala furnizata de sursele de caldura, in situatia racirii cladirii, [MJ];

Eta(R) - factorul de utilizare a pierderilor de caldura, in situatia racirii; cf § 2.4.11

Observatie - Pentru simplificarea scrierii, in cele ce urmeaza nu se va mai utiliza indicele "R", caracteristic situatiei de racire, toate evaluarile fiind facute pentru aceasta situatie. Transferul de caldura total dintre cladire si mediul adiacent neclimatizat se scrie:

Q(Tr) = Q(T) + Q(V) (2.28)

in care, pentru fiecare zona si pentru fiecare perioada de calcul:

Q(Tr) - caldura totala transferata, [MJ];

Q(T) - caldura transferata prin transmisie, v, § 2.4.7, [MJ];

Q(V) - caldura transferata prin aerul de ventilare, v. § 2.4.8, [MJ];

In functie de diferentele de temperatura cu care se calculeaza termenii Q(T) si Q(v) si de coeficientii de transfer, (relatiile 2.30 si 2.33), termenul Q(Tr) poate fi negativ (caldura extrasa din cladire) sau pozitiv (caldura care patrunde in cladire) - vezi fig. 2.4.

Caldura totala de la sursele interioare, Q(surse):

Q(surse) = Q(int) + Q(s) (2.29)

in care:

Q(int) - caldura degajata de sursele interioare, [MJ];

Q(s) - caldura provenita de la soare, [MJ].

Sistemele de incalzire/racire constituie ele insele surse interioare de caldura, uneori negative (care absorb caldura). Deoarece caldura datorata acestor surse, depinde de necesarul de energie al cladirii, trebuie sa se faca un calcul in doua etape: initial se evalueaza necesarul de energie al cladirii fara aceste surse si dupa aceea se include si energia care provine de la aceste surse.II.

2.4.6.Durata sezonului de racire

Pentru aceasta metoda de calcul, durata sezonului de racire se determina prin numararea zilelor pentru care energia necesara pentru racire este mai mare ca zero; pentru lunile caracterizate de un raport "pierderi/surse interne" ridicat, se aplica un factor de corectie < 1. Metoda este similara celei expuse la § 1.5.11.2 pentru calculul duratei sezonului de incalzire.

Durata sezonului de racire poate fi redusa prin aplicarea unor tehnici care conduc la economii de energie pentru racire (de exemplu, prin utilizarea ventilarii nocturne); in aceste situatii este necesara evaluarea perioadelor de functionare ale eventualelor sisteme auxiliare, pastrand pentru calculul necesarului de energie, doar perioada de timp in care functioneaza sistemul de racire de baza.II.

2.4.7.Transferul de caldura prin transmisie (conductie)

II.

2.4.7.1.Calculul energiei disipate de cladire prin transmisie

Fluxul de caldura total prin transmisie este calculat pentru fiecare luna a anului si pentru fiecare cladire/zona, cu relatia:

Q(T) = Σ(k) {H(T,k . [θ(i) - θ(e,k)]} . t (2.30)

in care:

H(T,k) - coeficientul de transfer de caldura prin transmisie, al elementului k, catre spatiul sau zona de temperatura θ(e,k), [W/K];

θ(i) - temperatura interioara a cladirii sau a zonei, cf § 2.4.12,

θ(e,k) - temperatura spatiului, a mediului exterior sau a zonei adiacente elementului k,

t - durata de calcul, determinate conform Anexei II.2.A, [Ms].

II.

2.4.7.2.Coeficientii de transfer temiic prin transmisie

Valorile coeficientilor de transfer de caldura prin transmisie, H(T,k) ai elementelor k, se stabilesc conform partii I a Metodologiei, in continuare se fac numai cateva precizari importante.

Pentru fereastre, raportul dintre aria tamplariei si aria vitrata trebuie determinata de asemenea conform partii I a Metodologiei. Ca o simplificare, se admite utilizarea aceluiasi raport pentru toate ferestrele cladirii, de regula 0,3 sau 0,2, valori ce conduc in cazul racirii, la o valoare mai mica a coeficientului global de transfer termic prin fereastra U(F).

Transferul de caldura prin transmisie cuprinde atat transferul prin suprafetele corespunzatoare elementelor ce delimiteaza zonele de temperaturi diferite, cat si cel datorat puntilor termice punctuale sau liniare.

In cazul unor proprietati termofizice diferite ale elementelor de constructie pentru situatiile de incalzire si racire, trebuie considerate valori diferite ale coeficientilor de transmisie pentru fiecare mod in parte. Acest lucru apare evident in special in cazul ferestrelor cu jaluzele (sau alte elemente de umbrire) reglabile pe pozitii de iarna sau de vara, in cazul transferului prin sol sau catre spatii puternic vitrate.

In cazul transferului de caldura prin sol, se face o diferentiere intre coeficientul de transfer prin transmisie aferent situatiei de iarna si cel corespunzator situatiei de vara, intrucat acesti coeficienti includ atat efectele de regim stationar (caracteristice transferului perimetral) cat si pe cele periodice (caracteristice transferului prin suprafata).

In calculul coeficientului de transfer termic catre o zona adiacenta neclimatizata, se utilizeaza un factor de reducere b subunitar, pentru a tine cont de diferenta de temperatura mai redusa in realitate fata de cazul in care transferul are loc direct catre mediul exterior.

Valoarea temperaturii θ(e,k) se stabileste in functie de urmatoarele situatii:

–Transfer de caldura spre inediul exterior : in acest caz θ(e,k) este egala cu temperatura mediului exterior, determinata conform anexei II.2.A.– Transfer de caldura catre o zona adiacenta climatizata: temperatura θ(e,k) este egala in acest caz cu valoarea prescrisa a temperaturii din zona climatizata.– Transfer de caldura catre o zona adiacenta neclimatizata: temperatura θ(e,k) este egala cu temperatura mediului exterior, determinata conform anexei II.2.A;

–Transfer de caldura catre spatii adiacente foarte vitrate (tip sera): in acest caz, trebuie urmata aceeasi procedura ca in cazul spatiilor adiacente neclimatizate.

Efectul radiatiei solare asupra temperaturii ce se stabileste in interiorul spatiilor foarte vitrate este luat in considerare ca parte din calculul referitor la aporturile solare, dezvoltat in cadrul capitolului 2.4.10.– Pentru calculul cu zone cuplate termic, transferul de caldura catre spatiile adiacente climatizate tine cont de o temperatura θ(e,k) egala cu temperatura spatiului(ilor) adiacente, conform anexei II.2.B;

–Pentru calculul cu zone necuplate termic, transferul de caldura catre alte zone climatizate nu se ia in considerare;

–Transferul de caldura catre sol: in acest caz, temperatura θ(e,k) este egala cu temperatura mediului exterior, determinata conform anexei II.2.A.– Transfer de caldura catre cladirile adiacente: temperatura θ(e,k) reprezinta temperatura cladirii adiacente, bazata pe valori care corespund structurii si utilizarii acesteia din urma.

II.

2.4.7.3.Efectul protectiei nocturne

Efectul radiatiei nocturne trebuie luat in considerare mai ales in cazul ferestrelor protejate prin dispozitive exterioare (obloane sau jaluzele). Pentru aceasta, se introduce un factor adimensional stabilit in functie de caldura acumulata in fereastra, care la randul sau, depinde de modul de utilizare a dispozitivelor de protectie:

U(F,cor) = U(F+p) * f(p) + U(F)[1 - f(p)] (2.31)

in care:

U(F,cor): coeficientul global de transfer termic corectat pentru ansamblul fereastra-protectie [W/mpK];

U(F) coeficientul global de transfer termic pentru fereastra neprotejata, [W/mpK];

U(F+p) coeficientul global de transfer termic pentru fereastra + protectie, [W/mpK];

f(p) factor adimensional functie de caldura acumulata in fereastra si de temperatura interioara prescrisa.

Coeficientul global U(F+p) corespunde perioadei de la apusul Soarelui pana la ora 7 dimineata pentru toate zilele in care temperatura exterioara medie zilnica este mai mica de 10°C, iar coeficientul global al ferestrei, considerate neprotejata, este U(F) la toate orele.

Scenariile (orarele) de inchidere a jaluzelelor sunt in general diferite de la o regiune la alta si pot fi diferite de asemenea in functie de tipul de utilizare a cladirii.

II.

2.4.7.4.Situatii speciale

Sunt necesare metode particulare pentru a calcula influenta urmatoarelor elemente de constructie speciale:

–Pereti solari ventilati;

–Alte elemente ventilate ale anvelopei;

–Surse interioare de joasa temperatura.

Daca o sursa interioara de caldura cu potential important, are o temperatura apropiata de temperatura interioara, cantitatea de caldura transferata aerului interior este puternic dependenta de diferenta de temperatura dintre temperatura sursei si cea a aerului ambiant; in acest caz, sursa nu trebuie modelata ca orice sursa interioara, ci trebuie reprezentata in cadrul transferului de caldura prin transmisie. Temperatura θ(e,k) reprezinta in acest caz temperatura sursei, iar valoarea coeficientului de transmisie H(t,k) al elementului este egala cu produsul dintre suprafata expusa [mp] si coeficientul de transfer termic U [W/mpK].II.

2.4.8.Transferul de caldura prin ventilare

II.

2.4.8.1.Calculul energiei disipate de cladire prin ventilare

Energia disipata de cladire prin ventilare, se calculeaza in fiecare zona conform relatiei:

Q(v) = Σ(k) {H(V,k)[θ(i) - θ(intr,k)]} . t (2.32)

in care:

Q(v) energia totala transferata de zona z, prin ventilare, in MJ;

H(V,k) coeficientul de transfer prin ventilare datorat aerului refulat in zona z, prin elementul k, [W/K];

θ(intr,k) temperatura de introducere (refulare), [K];

θ(i) temperatura interioara a cladirii (zonei) conform § 2.4.12, [K];

t durata de calcul, determinata conform Anexei II.2.A, [Ms].

Observatie - Q(v) se va introduce cu semnul rezultat din calcul. Valoarea negativa a fluxului Q(v) indica un aport de caldura prin aerul de ventilare.

II.

2.4.8.2.Coeficientii de transfer termic prin ventilare

Valorile coeficientului de transfer pentru ventilare H(V,k) corespunzator elementului k traversat de debitul volumic de aer

V(V,k)

sunt date in § 2.6, in functie de valorile temperaturii de introducere θ(intr,k) ale acestui debit, pentru una din urmatoarele situatii:

–ventilare naturala inclusiv infiltratii de aer din exterior - in acest caz θ(intr,k) este egala cu temperatura aerului exterior θ(c) conform Anexei A;

–ventilare naturala ce include infiltratii de aer din incaperile adiacente neconditionate sau din poduri, mansarde sau alte spatii inchise insorite (sere) - in acest caz, θ(intr,k) este egala cu temperatura echivalenta a spatiilor adiacente, conform Anexei A;

–pentru calculul zonelor cuplate, ventilarea include infiltratia de la zonele adiacente - θ(intr,k) este egala cu temperatura acestor zone, conform Anexei B;

–ventilare provenita de la un sistem de ventilare mecanica - caz in care θ(intr,k) este egala cu temperatura de introducere a aerului ce intra prin acest tip de sistem, determinata conform § 2.6. Pentru sisteme ce utilizeaza recuperatoare de caldura, conditiile sunt precizate in continuare.

In cazul in care debitul de aer volumic

V(V,k)

este cunoscut (data de intrare), coeficientul de transfer de caldura prin

ventilare H(V,k) poate fi calculat pentru fiecare zona a cladirii si pentru

fiecare luna de calcul, conform relatiei:

H(V,k) = rho(a)c(a)V(V,k) (2.33)

in care:

V(V,k) debitul volumic aferent elementului aeraulic k, [mc/s], conform

§ 2.6;

rho(a)c(a) capacitatea calorica a aerului refulat poate fi considerata cu

valoarea de 1200 J/mcK

II.

2.4.8.3.Situatii speciale

In cazul unor proprietati diferite ale aerului in functie de sezon sau de tipul de sistem utilizat si scenariul sezonier sau zilnic de functionare (de ex. "vara/iama", "ventilare de zi/de noapte", "cu recuperarea caldurii/fara recuperarea caldurii"), trebuie considerate valori diferite pentru temperatura de refulare θ(intr,k) si pentru capacitatea calorica a aerului refulat, conform starii aerului refulat.

II.

2.4.8.3.1.Cazul utilizarii recuperatoarelor de caldura

Intrucat prezenta unei unitati de recuperare a caldurii reprezinta un element important in bilantul de caldura al cladirii sau zonei (influenteaza utilizarea aporturilor de la surselor interioare, supraincalzirea zonei etc.), efectul utilizarii recuperarii caldurii asupra temperaturii aerului introdus trebuie luat in considerare in mod particular in calculul necesarului de energie pentru racire. Recuperarea caldurii din aerul evacuat se ia in considerare prin reducerea debitului de aer real, proportional cu eficienta recuperatorului sau inlocuind temperatura exterioara cu temperatura aerului introdus, obtinuta ca functie de temperatura zonei si de eficienta recuperatorului.

Pentru a determina datele de intrare in situatia recuperarii caldurii, trebuie tinut cont de urmatoarele aspecte:

–valorile coeficientului de transfer termic pentru ventilare H(V,k) sau ale debitului de aer volumic refulat

V(V,k),

ale temperaturii aerului introdus si energia aditionala utilizata in sistem (aferenta puterii ventilatoarelor, dezghetului etc.) trebuie sa se foloseasca aceleasi date climatice utilizate pentru toate calculele din aceasta metoda, conform celor specificate in Anexa II.2.A;

–daca unitatea de recuperare a caldurii nu are un bypass actionat in functie de temperatura interioara sau in functie de sezon, acest lucru trebuie luat in considerare permanent prin calculul efectiv al temperaturii de introducere θ(intr,k) rezultata de trecerea aerului exterior prin recuperator;

–daca unitatea de recuperare a caldurii este oprita sau by-passata pentru a reduce riscul de inghet al aerului in recuperator, modelul de calcul trebuie sa tina cont de acest lucru; de asemenea, in masura posibilitatilor, trebuie sa se ia in considerare si eventualele surse de caldura din aerul exterior ce pot modifica temperatura aerului ce intra in recuperator si implicit, cea de de iesire din aparat θ(intr,k).

II.

2.4.8.3.2.Cazul ventilarii nocturne

Efectul ventilarii nocturne poate fi evaluat astfel:

–debitul volumic mediu suplimentar si factorii de corectie ce tin cont de diferenta de temperatura, de efectele dinamice si de eficienta sistemului, se calculeaza conform relatiei:

. .

Delta V(V,k) = c(temp)c(din)c(efic)V(V,extra,k) (2.34)

in care:

DeltaV(V,k) termen de debit suplimentar datorat ventilarii nocturne, in

mc/s;

c(temp) coeficient adimensional ce tine cont de temperatura nocturna in

raport cu temperatura medie pe 24 de ore; in lipsa unor valori bine precizate,

se poate lua c(temp) = 1;

c(din) coeficient adimensional ce tine cont de inertia constructiei; in

lipsa unor valori bine precizate, se poate lua c(din) = 1;

c(efic) coeficient adimensional ce tine cont de eficienta sistemului de

ventilare nocturna; in lipsa unor valori bine precizate, se poate

lua c(efic)= 1;

V(V,extra,k) debitul suplimentar datorat ventilarii nocturne, in mc/s;

–in timpul perioadei de racire, trebuie precizate ca date suplimentare de

intrare, scenariile de functionare "zilnic" si "saptamanal" ale sistemului de

ventilare nocturn, ca si debitul volumic de aer suplimentar.

Acest debit suplimentar poate fi calculat in functie de tipul cladirii,

climat, expunere la vant, utilizare etc. Debitul de aer noctum suplimentar

V(V,extra,k) trebuie insumat la debitul diurn

V(V,k)

pe perioada de noapte, adica intre orele 23 pm si 7 am, pentru toate zilele

corespunzatoare perioadei de racire.

Sunt posibile scenarii diferite de functionare in raport cu cel prezentat. Ele pot diferi functie de ziua saptamanii, de zilele de weekend si de tipul de utilizare al cladirii. Un exemplu in acest sens este redat in Anexa II.2.D

II.

2.4.8.3.3.Alte situatii speciale

Sunt necesare metode de calcul speciale atunci cand sunt intalnite urmatoarele situatii:

–pereti solari ventilati;

–alte elemente de anvelopa cu strat de aer ventilat;

–pompe de caldura ce utilizeaza aerul evacuat ca sursa termica; daca debitul de aer necesar functionarii corecte a pompei de caldura este mai mare ca debitul ce ar fi trebuit introdus in calcul ca data de intrare, trebuie utilizata valoarea maxima dintre cele doua debite.II.

2.4.9.Degajari de caldura de la surse interioare

II.

2.4.9.1.Calculul energiei disipate de sursele interioare de caldura

Sursele de caldura interioare, inclusiv cele cu contributii negative la bilantul termic, constau din orice tip de caldura degajata la interiorul spatiului conditionat, (altele decat caldura introdusa controlat pentru incalzirea si racirea acestui spatiu sau cea utilizata pentru prepararea apei calde de consum).

Aceste surse de caldura includ:

–caldura metabolica degajata de ocupantii spatiului;

–caldura degajata de aparate electrice aflate in incapere si de corpurile de iluminat;

–caldura degajata sau absorbita datorita curgerii apei calde si reci prin instalatiile ce strabat incaperea, inclusiv cele de canalizare;

–caldura disipata sau absorbita de instalatiile de ventilare, incalzire sau racire, in afara celei introduse controlat pentru climatizarea spatiului respectiv;

–caldura ce rezulta (sau care este absorbita) din procesele tehnologice desfasurate in incapere sau din prepararea hranei.

Energia totala disipata de sursele de caldura, in situatia racirii cladirii, intr-o zona a acesteia, Q(surse,R) se calculeaza cu relatia:

(Pentru simplificarea scrierii, in cele ce urmeaza, nu se va mai folosi indicele "R" corespunzator racirii)

Q(surse) = Σ Q(surse,k) + Σ [1 - b(l)] * Q(surse,nc,l) (2.35)

k l

in care:

Q(surse,k) = Φ(surse,med,k) t

Q(surse,nc,l) = Φ(surse,med,nc,l) t

unde:

Q(surse) - energia furnizata de sursele interioare de caldura in timpul lunii considerate, [MJ];

Q(surse,k) - energia furnizata de sursa k in spatiul climatizat, in timpul sezonului sau lunii considerate, [MJ];

Q(surse,nc,l) - energia furnizata de sursa interioara l dintr-un spatiu adiacent neclimatizat, in timpul sezonului sau lunii considerate, [MJ];

b(l) - factor de reducere al efectului sursei interioare l din spatiul adiacent neclimatizat;

Φ(surse,med,k) - fluxul de caldura mediu degajat de sursa interioara k, obtinut pe baza datelor definite la § 2.4.9.2, [W];

Φ(surse,med,nc,l) - fluxul de caldura mediu degajat de sursa interioara l, aflata in spatiul adiacent neclimatizat, obtinut pe baza datelor definite in § 2.4.9.2, [W];

t - durata perioadei de calcul (luna sau sezon), conform Anexei II.2.A, [Ms];

Un spatiu adiacent neclimatizat reprezinta un spatiu neclimatizat aflat in afara conturului ce delimiteaza spatiul pentru care se calculeaza necesarul de energie pentru racire. In cazul unui spatiu neclimatizat adiacent mai multor zone climatizate, valoarea fluxului de caldura Φ(surse,med,nc,l) cedat spatiului climatizat datorita sursei l, trebuie divizata pentru fiecare zona climatizata in parte.

II.

2.4.9.2.Fluxul de caldura mediu degajat de sursele interioare

Pentru calcularea degajarilor de caldura de la sursele interioare, se fac urmatoarele precizari:

–o parte din caldura degajata de sursele interioare, poate fi recuperata fie in cladire, fie chiar in sistemul care se calculeaza, fie in alt sistem; in cele ce urmeaza se considera numai caldura recuperata in cladire;

–pentru simplificare, cantitatile mici de caldura disipate in sistem si recuperate in cladire pot fi ignorate in calculul necesarului de energie pentru racire, putand fi evaluate in cadrul calculului performantei energetice globale a sistemului, prin introducerea unor factori de corectie;

–o sursa rece, ce contribuie la eliminarea unei cantitati de caldura din zona de calcul trebuie tratata ca o sursa obisnuita, dar de semn opus (negativa);

–daca o sursa calda de marime importanta are o temperatura apropiata de cea a mediului ambiant interior, fluxul de caldura degajat depinde in mod esential de diferenta de temperatura dintre sursa si mediu; in acest caz, acest flux va fi luat in considerare ca transfer de caldura prin transmisie, (cf. § 2.4.7.4.)

Cu aceste observatii, fluxul total de caldura datorat surselor interioare se scrie:

Φ(surse) = Φ(oc) + Φ(ap,e) + Φ(il) + Φ(acm+c) + Φ(i,r,V) + Φ(proc) (2.36)

in care:

Φ(surse) - fluxul de caldura total datorat surselor interioare, cedat incaperii climatizate, [W];

Φ(oc) - fluxul de caldura cedat de ocupanti, cf. § 2.4.9.2.1., [W];

Φ(ap,e) - fluxul de caldura cedat de aparatura electrica, cf. § 2.4.9.2.1., [W];

Φ(il) - fluxul de caldura cedat de iluminat, cf. § 2.4.9.2.2., [W];

Φ(acm+c) - fluxul de caldura cedat de instalatiile de apa calda menajera si canalizare, cf. § 2.4.9.2.3 si cap. 3, [W];

Φ(I,R,V) - fluxul de caldura cedat de instalatiile de incalzire, racire si ventilare, cf. § 2.4.9.2.4., [W];

Φ(proc) - fluxul de caldura cedat de procese tehnologice si prepararea hranei, cf. § 2.4.9.2.5., [W];

II.

2.4.9.2.1.Caldura metabolica degajata de ocupanti si caldura de la aparatura electrica

Valorile orare si saptamanale ale fluxului de caldura cedat de ocupanti si de aparatura electrica aflata in incapere trebuie determinate in functie de tipul si gradul de ocupare al cladirii, de modul de utilizare a cladirii, si de scopul calculului.

In absenta altor valori, pot fi utilizate datele din Anexa II.2.D, in care exista informatii detaliate pentru cladiri rezidentiale si din domeniul tertiar, cat si valori globale pentru un anumit numar de utilizari ale cladirilor.

II.

2.4.9.2.2.Caldura degajata de la iluminatul artificial

Valoarea fluxului de caldura degajat de la iluminat Φ(il) este suma dintre:

–fluxul de caldura cedat de corpurile de iluminat si– fluxul de caldura degajat de alte aparate de iluminat prezente in incapere si care nu fac parte din prima categorie: corpuri de iluminat decorative, iluminat de siguranta, lampi speciale, ingropate etc. Pentru toate aceste dispozitive, trebuie utilizate valorile existente in documentatia de specialitate, in functie de utilizarea cladirii si scopul calculului.

Observatie: Fluxul de caldura nu cuprinde caldura evacuata direct prin sistemul de ventilare utilizat pentru evacuarea caldurii de la corpurile de iluminat (daca este utilizat un astfel de sistem).

II.

2.4.9.2.3.Caldura degajata de la instalatiile de apa calda, apa rece si canalizare

Fluxul de caldura cedat/primit de instalatiile de apa rece, apa calda de consum si canalizare catre/de la incaperea climatizata, se scrie conform relatiei:

Φ(acm+c) + Φ(acm,circ) + Φ(acm,necirc) + Φ(ar+c) (2.37)

in care:

Φ(acm,circ) = phi(acm,circ) . L(acm,circ)

unde:

Φ(acm+c) - fluxul de caldura cedat/primit de instalatiile de apa rece, apa calda de consum si canalizare, [W];

Φ(acm,circ) - flux de caldura datorat apei calde din sistemul de circulatie permanenta, [W];

Φ(acm,necirc) - fluxul de caldura datorat apei calde de consum in afara sistemului de circulatie, [W];

Φ(ar+c) - fluxul de caldura datorat circulatiei apei reci si canalizarii interioare, [W];

phi(acm,circ) - fluxul de caldura unitar cedat de instalatia de apa calda de consum, [W/m];

L(acm,circ) - lungimea conductelor din sistemul de circulatie a apei calde menajere din zona de cladire considerata, [m].

Valoarea fluxului de caldura unitar phi(acm,circ) precum si fluxul de caldura datorat apei calde de consum in afara sistemului de circulatie, Φ(acm,necirc) precum si fluxul de caldura datorat circulatiei apei reci si canalizarii interioare, Φ(ar+c) se determina conform capitolului 3. Daca se apreciaza ca fiind neimportante in raport cu alte fluxuri de caldura, ele pot fi neglijate.

II.

2.4.9.2.4.Caldura disipata sau absorbita de la sistemele de incalzire, racire si ventilare

Fluxul de caldura disipat de la sistemele de incalzire, racire si ventilare se scrie:

Φ(I,R,V) = Φ(I) + Φ(R) + Φ(V) (2.38)

in care:

Φ(I,R,V) - fluxul de caldura total, disipat de la sistemele de incalzire, racire si ventilare

Φ(I) - flux de caldura de la sistemul de incalzire din spatiul climatizat, [W];

Φ(R) - flux de caldura de la sistemul de racire din spatiul climatizat, [W];

Φ(V) - flux de caldura de la sistemul de ventilare din spatiul climatizat, [W];

Observatii pentru incalzire:

Valoarea fluxului de caldura de la sistemul de incalzire Φ(I) se refera la disiparea de caldura in zona considerata, provenita de la surse de energie auxiliara (pompe, ventilatoare si componente electronice), precum si la caldura disipata in procesele de emisie, circulatie, distributie si inmagazinare a caldurii din sistemul de incalzire. Aceste date trebuie considerate, fie ca medii lunare, fie ca o medie pe intreg sezonul de incalzire.

Observatii pentru sistemul de racire:

Valoarea fluxului de caldura provenit de la sistemul de racire Φ(R) se refera la sursele de energie auxiliara (pompe, ventilatoare si componente electronice) din zona considerata precum si la caldura disipata in procesele de emisie, circulatie, distributie si stocare din sistemul de racire. Pentru aceasta metoda, aceste date trebuie obtinute ca valori medii lunare.

Observatii pentru ventilare:

Valoarea fluxului de caldura transferat de la sistemul de ventilare, Φ(V) se refera la caldura disipata in zona de calcul de catre sistemul de ventilare. Caldura disipata datorita aerului care este introdus in zona respectiva, trebuie luata in considerare printr-o crestere a temperaturii de introducere si de aceea nu trebuie considerate ca o sursa interioara in sine.

Caldura de la sistemul de ventilare care nu conduce la cresterea temperaturii aerului introdus, include de exemplu caldura disipata de motoarele ventilatoarelor plasate in afara curentului de aer si de ventilatoarele locale care braseaza aerul.

Observatie: inainte de a calcula caldura disipata sau absorbita de la sistemele de incalzire sau racire, este de multe ori nevoie de a calcula necesarul de energie de incalzire sau racire fara a lua in calcul aceste surse potentiale.

II.

2.4.9.2.5.Caldura degajata de la procese tehnologice si prepararea hranei

Fluxul de caldura transferat catre sau de la incapere ce rezulta din procese tehnologice sau de preparare a hranei - Φ(proc) - depinde de tipul de utilizare a cladirii si de scopul calculului si poate fi determinat pe baza documentatiei de specialitate.II.

2.4.10.Aporturi de caldura solare

II.

2.4.10.1.Calculul aporturilor solare totale

Aporturile de caldura solare sunt functie de radiatia solara la nivelul localitatii in care se afla cladirea, de orientarea suprafetelor receptoare, de coeficientii lor de transmitere, absorbtie si reflexie a radiatiei solare, precum si de caracteristicile de transfer ale acestor suprafete. Pentru a lua in considerare aria si caracteristicile suprafetei de captare a radiatiei solare, precum si efectul umbririi acesteia se introduce in calcule marimea denumita arie de captare efectiva.

Astfel, energia totala patrunsa in interior, intr-o zona a cladirii, datorita radiatiei solare (aportul solar) se calculeaza cu relatia:

Q(s) = Q(s,c) + Σ { [1-b(j)] Q(s,nc,j) } (2.39)

in care:

Q(s,c) = Σ [ I(s,k) F(su,k) A(s,k) ] si

Q(s,nc,j) = Σ [ I(s,j) F(su,j) A(s,j) ](nc)

unde:

Q(s) - energia solara totala patrunsa in zona de calcul climatizata, pentru luna considerata, datorata aporturilor solare ale zonei de calcul si de la zonele adiacente (neclimatizate), [MJ];

Q(s,c) - energia solara patrunsa in zona de calcul, prin elementele perimetrale exterioare ale cladirii, pentru luna considerata, [MJ];

Q(s,nc,j) - energia solara patrunsa in zona de calcul pentru luna considerata, datorata aporturilor solare din zona adiacenta "j", neclimatizata, [MJ];

b(l) - factor de reducere a aporturilor de la spatiul neclimatizat j,

F(su,k) - factor de reducere a aporturilor solare datorita umbririi prin elemente exterioare, a ariei de captare efectiva corespunzatoare suprafetei k,

A(s,k) - aria de captare efectiva a suprafetei k, pentru o orientare si un unghi de inclinare dat, in zona considerata, determinata conform § 2.4.10.2.1 (pentru suprafete vitrate), si § 2.4.10.2.2 (pentru elemente de anvelopa opace),

A(s,j) - aceeasi interpretare ca la A(s,k), pentru aporturi solare catre spatiul adiacent/neclimatizat, [mp];

I(s,k) - radiatia solara totala integrata pe perioada de calcul, egala cu energia solara captata de 1 mp al suprafetei k, pentru o orientare si inclinare data a acesteia, ce se determina conform Anexei A, [MJ/mp];

I(s,j) - aceeasi interpretare ca la I(s,k), pentru aporturi solare catre spatiul adiacent j neclimatizat, [mp];

Se ia in considerare in calcul un factor subunitar F(su) denumit factor de reducere al aporturilor solare datorat umbririi exterioare. Acest factor reprezinta reducerea fluxului de caldura solar patruns in incaperea climatizata datorita prezentei unor elemente de umbrire permanente cum ar fi:

–cladiri invecinate;

–forme de relief invecinate (dealuri, copaci etc.);

–elemente de constructie exterioare ale cladirii (cornise, aticuri, balcoane etc.);

–retragerea ferestrei fata de planul exterior al peretelui.

Factorul F(su) se exprima prin relatia:

F(su) = I(su)/I(s)

in care:

F(su) - factor de reducere al aporturilor solare datorat umbririi exterioare

I(su) - radiatia totala primita de planul captator in prezenta elementelor de umbrire exterioare, integrata pe perioada de calcul, [MJ/mp];

I(s) - radiatia totala primita de planul captator in conditiile lipsei oricarui element de umbrire exterior, integrata pe perioada de calcul, [MJ/mp];

Radiatia solara directa este singura componenta redusa de obstacolelor ce produc umbra; radiatia difuza si cea reflectata de sol raman neschimbate. Aceasta este echivalent cu un obstacol care, prin reflexie, produce aceeasi radiatie ca cea obstructionata.

II.

2.4.10.2.Arii de captare efective a radiatiei solare

Ariile de captare a radiatiei solare se determina pentru toate tipurile de elemente perimetrale ale unei cladiri, care capteaza radiatia solara (suprafete vitrate exterioare, elemente opace exterioare, pereti si plansee interioare din spatii tip sera, precum si pereti aflati in spatele unor elemente de acoperire sau izolatii transparente.

Caracteristicile de captare ale acestor suprafete depind de climatul local si de factori dependenti de perioada de calcul, cum ar fi pozitia soarelui sau raportul dintre radiatia directa si difuza, in consecinta, trebuie alese valori medii adecvate scopului urmarit (incalzire, racire sau verificarea confortului termic de vara).

II.

2.4.10.2.1.Aria de captare efectiva a radiatiei solare pentru elemente vitrate

Aria de captare efectiva a unui element de anvelopa vitrat se calculeaza cu relatia:

A(S,F) = F(u) tau[1 - F(t)] A(F) (2.41)

in care:

A(F) - aria totala a elementului vitrat, inclusiv rama, [mp];

F(t) - factor de tamplarie (de reducere a suprafetei ferestrei), egal cu raportul dintre aria ramei si aria totala a geamului;

F(u) - factor de umbrire al ferestrei datorat dispozitivelor de umbrire mobile, cu care aceasta este prevazuta;

tau - factor de transmisie (transmitanta) a energiei solare prin elementul vitrat

Relativ la factorul de tamplarie, pentru fiecare fereastra, ponderea ramei din aria efectiva de captare a ferestrei trebuie determinata conform specificatiilor tehnice ale ferestrelor. Ca o alternativa, se poate utiliza o pondere fixa a ramei pentru intreaga cladire F(t) = 0,2.

Transmitanta elementului vitrat reprezinta media temporala a raportului dintre energia solara transmisa prin elementul vitrat neumbrit si energia solara incidenta. Transmitanta maxima se obtine la incidenta normala a radiatiei solare (unghi de incidenta zero) si scade odata cu cresterea unghiului de incidenta. Pentru a modela acest fenomen, se introduce un factor de corectie a transmitantei in functie de unghiul de incidenta, folosind relatia:

tau = F(tau) tau(n) (2.42)

in care:

F(tau) - factor de corectie a transmitantei

tau(n) - transmitanta la incidenta normala a radiatiei solare

Partea I a metodologiei stabileste metodele de calcul pentru determinarea transmitantei totale a suprafetelor vitrate echipate cu dispozitive de protectie solara.

Reducerea aporturilor solare prin utilizarea elementelor de umbrire mobile, se ia in considerare prin factorul de reducere a aporturilor, care se calculeaza cu relatia:

F(u) = {[1 - f(u)]tau + f(u) tau(u)}/tau (2.43)

in care:

F(u) - Factorul de reducere a aporturilor solare datorat elementelor de umbrire mobile;

tau - transmitanta totala a ferestrei, in situatia in care elementele de umbrire mobile nu sunt utilizate;

tau(u) - transmitanta totala a ferestrei, in situatia in care sunt utilizate elementele de umbrire mobile;

f(u) - factor de corectie in functie de durata de utilizare a elementelor de umbrire mobile.

Factorul f(u) se determina pe baza unor asa cum este aratat in Anexa II.2.D.

Umbrirea elementelor vitrate trebuie luata in calcul atunci cand radiatia solara incidenta pe suprafata elementului la ora de calcul depaseste 300 W/mp si neglijata daca radiatia este inferioara acestei valori de prag.

Ca o alternativa la aceasta ipoteza, este posibila definirea unor alte valori de prag la nivel national, diferentiate in functie de de tipul de control solar existent, cum ar fi:

–fara nici un fel de control solar;

–control manual al elementelor de umbrire mobile;

–control automat motorizat al acestor elemente;

–control automat inteligent al elementelor mobile

II.

2.4.10.2.2.Aria de captare efectiva a radiatiei solare pentru elemente opace

Pentru situatiile de racire vara sau a determinarii conditiilor de confort de vara, aporturile solare prin elementele opace nu pot fi neglijate. Pe de alta parte, daca pierderile de caldura prin radiatie (catre bolta cereasca) sunt estimate ca importante, pierderile prin transmisie pot fi intensificate in acelasi timp, fapt modelat prin introducerea unui factor de corectie al efectului aporturilor solare asupra zonei climatizate.

Aria de captare efectiva a unui element opac de anvelopa (perete, terasa) A(s,p) (mp) se calculeaza cu formula:

A(s,p) = F(cer) α(p) R(p,se) U(p) A(p) (2.44)

in care:

F(cer) - factor de corectie ce tine cont de schimbul de caldura prin radiatie al peretelui catre bolta cereasca, [mpK/W];

α(p) - coeficient de absorbtie a radiatiei solare de catre elementul opac considerat;

A(p) - aria totala a peretelui considerat de calcul, [mp];

R(p,se) - rezistenta termica a elementului exterior opac, determinata conform Partea I a Metodologiei, [mpK/W];

U(p) - coeficientul global de transfer termic al peretelui, determinat conform Partea I a Metodologiei, [W/mp].

Factorul de corectie F(cer) se calculeaza cu relatia:

1 - phi(cer) t

F(cer) = -------------- (2.45)

α(p) I(s,p)

in care:

phi(cer) - fluxul de caldura unitar datorat transferului de caldura prin radiatie catre bolta cereasca, [W/mp];

I(s,p) - radiatia solara totala integrata (energia solara) la nivelul elementului opac, [M J/mp];

t - perioada de calcul, [Ms];

Fluxul de caldura unitar transferat prin radiatie catre bolta cereasca se srie sub forma:

phi(cer) = F(f) h(r,e) DELTA θ(e-cer) (2.46)

in care:

F(f) - factor de forma dintre elementul opac si bolta cereasca (1 pentru terasa orizontala deschisa, nemascata de vreun element constructiv, 0,5 pentru un perete exterior nemascat);

h(r,e) - coeficient de transfer de caldura prin radiatie la exterior, [W/mpK];

DELTA [θ(e-cer)] - diferenta medie de temperatura dintre aerul exterior si temperatura aparenta a boltii ceresti, [°C];

Coeficientul de transfer de caldura prin radiatie la exterior h(r,e) poate fi aproximat prin relatia:

h(r,e) = 4 epsilon σ [θ(se) + 273]^3 (2.47)

unde:

epsilon - emisivitatea suprafetei exterioare a peretelui;

σ - constanta Stefan-Boltzmann, egala cu 5,67 * 10^-8 W/(mpK^4);

θ(se) - media aritmetica dintre temperatura suprafetei exterioare a peretelui si temperatura boltii ceresti, [°C];

La o prima aproximare, h(r,e) poate fi luat egal cu 5 W/mpK, valoare ce corespunde la o temperatura medie a suprafetei exterioare de 10°C.

Atunci cand temperatura boltii ceresti nu este disponibila in bazele de date climatice, pentru conditiile Romaniei, diferenta medie de temperatura DELTA θ(e-cer) va fi luata egala cu 11K.

II.

2.4.10.2.3.Aporturi de caldura solare in incaperi puternic vitrate (sky-domuri)

Ariile de captare efectiva a radiatiei solare in incaperile cu grad mare de vitrare (sky-domuri) nu pot fi calculate in acelasi mod ca pentru ferestrele obisnuite; modul de calcul al aporturilor solare prin aceste elemente va fi descris de modele detaliate.II.

2.4.11.Calculul parametrilor dinamici

II.

2.4.11.1.Calculul factorului de utilizare a pierderilor de caldura

In metoda de calcul lunara, efectele dinamice sunt luate in considerare prin introducerea unui unui factor de utilizare a pierderilor de caldura in situatia racirii. Efectul inertiei termice a cladirii in cazul racirii intermitente sau opririi furnizarii frigului este luat in considerare prin introducerea unei ajustari (corectii) a temperaturii interioare prescrise sau a unei corectii aplicate necesarului de energie pentru racire; aceste aspecte sunt descrise in § 2.4.12.

Factorul de utilizare a pierderilor de caldura este functie de raportul dintre pierderile si aporturile de caldura si de inertia termica a cladirii, conform urmatoarelor relatii:

Notand:

lambda(R) - raportul dintre pierderile si aporturile de caldura in situatia racirii,

–data lambda(R) > 0 și lambda (R) ± 1 atunci

α(R)

1 - lambda

eta(Tr,R) = -------------------- (2.48)

α(R) + 1

1 - lambda

–daca lambda(R) = 0 atunci eta(Tr,R) = [α(R)]/[α(R) + 1];

–daca lambda(R) < 0 atunci eta(Tr,R) = 1

in care, pentru fiecare luna si pentru fiecare zona considerata:

eta(Tr,R) - factorul de utilizare a pierderilor de caldura in situatia racirii;

lambda(R) - raportul dintre aporturile si pierderile de caldura ale zonei in perioada de racire;

Q(surse,R)

gamma(R) = ---------- (2.49)

Q(t,R)

Q(surse,R) - aporturile de caldura totale pentru racire, determinate cf § 2.4.5.2, [MJ];

Q(Tr,R) - energia totala transferata intre cladire si mediul exterior, in situatia racirii cladirilor, [MJ] cf. § 2.4.5.2;

α(R) - parametru numeric adimensional ce depinde de constanta de timp a cladirii pentru racire tau(r) care se calculeaza cu relatia:

tau(R)

α(R) = α(0R) + ------- (2.50)

tau(0R)

unde:

α(0R) - parametru numeric de referinta, determinat conform tabelului 2.9;

tau(R) - constanta de timp pentru racire, determinata conform 12.2.1.3, in ore;

tau(0R) - constanta de timp de referinta pentru racire, determinata conform tabelului 2.9.

Tabelul 2.9: Valorile parametrului numeric α(0R) si ale constantei de timp de referinta tau(0R)

┌───────────────────────────────────────────────────────────┬─────────┬────────┐

│Tipul de cladire referitor la functionarea sistemului de │ α(0R) │ tau(0R)│

│racire │ │ [ore] │

├────┬──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┤

│ I │Cladiri racite continuu (mai mult de 12 ore pe zi): │ │ │

│ │cladiri rezidentiale, hoteluri, spitale, locuinte │ │ │

│ │ - metoda lunara │ 1,0 │ 15 │

│ │ - metoda sezoniera │ 0,8 │ 30 │

├────┼──────────────────────────────────────────────────────┼─────────┼────────┤

│ II │Cladiri racite numai pe parcursul zilei (mai putin de │ │ │

│ │12 ore/zi): scoli, birouri, sali de spectacole, │ 1,0 │ 15 │

│ │magazine │ │ │

├────┴──────────────────────────────────────────────────────┴────────-┴────────┤

│Valorile lui α(0r) si tau(0r) pot fi furnizate si la nivel national. │

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

In figura 2.5 este reprezentata variatia factorului de utilizare eta(tR) pentru o perioada de calcul lunara si pentru diverse constante de timp ale cladirilor din clasa I.

Notă

Factorul de utilizare a pierderilor de caldura pentru racire se defineste independent de caracteristicile sistemului de racire, presupunand un control perfect al temperaturii si flexibilitate optima a controlului. Un sistem de racire ce raspunde lent si un control imperfect al temperaturii interioare poate afecta utilizarea optima a pierderilor.

Fig. 2.5 Nomograma pentru determinarea factorului de utilizare a pierderilor pentru racire eta(tR) pentru constante de timp tau(R): 8, 24, 48 ore, o saptamana si infinit, valabile pentru perioade de calcul lunare si cladiri racite continuu (cladiri tip I).

!Imagine

II.

2.4.11.2.Constanta de timp a cladirii pentru racire

Constanta de timp a cladirii pentru modul de racire tau(R) caracterizeaza inertia termica cladirii/zonei in timpul perioadei de racire. Se calculeaza cu relatia:

C(m)/3,6

tau(R) = -------- (2.51)

H(T)

unde:

tau(R) - constanta de timp a cladirii pentru modul de racire, [ore];

C(m) - capacitatea termica a cladirii, [kJ/K];

H(T) - coeficient de transfer de caldura prin transmisie ale cladirii, in modul de racire, calculat conform § 2.4.7, [W/K];

Valori conventionale ale constantei de timp pentru diverse tipuri de cladiri pot fi calculate pentru tipuri de cladiri reprezentative construite. Valori curente sunt date in partea I a Metodologiei.

Capacitatea termica interna a cladirii sau a unei zone, C(m) se obtine prin insumarea capacitatilor termice ale tuturor elementelor de constructii aflate in contact cu aerul interior al zonei luate in considerare

C(m) = Σ X(j) A(j) = Σ Σ rho(ij) c(ij) d(ij) A(j) (2.52)

j j i

in care:

C(m) - capacitatea termica interna a cladirii, [kJ/K];

X(j) - capacitatea termica interna a elementului interior j, [kJ/(mpK)];

A(j) - aria elementului j, [mp];

rho(ij) - densitatea materialului din stratul i al elementului j, [kg/mc];

c(ij) - caldura specifica a materialului din stratul i al elementului j, [kJ/(kgK)];

d(ij) - grosimea stratului i al elementului j, [m];

Suma este realizata pentru toate straturile aceluiasi element de perete, incepand dinspre suprafata interioara si pana la primul strat izolant. Grosimea maxima luata in calculul capacitatii termice interioare este valoarea minima dintre cea data in tabelul 2.10 si jumatate din grosimea peretelui.

Tabelul 2.10 Grosimea maxima considerata in calculul capacitatii termice interioare

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┬──────────────┐

│ Aplicatie │Grosime maxima│

│ │ [m] │

├─────────────────────────────────────────────────────────────┼──────────────┤

│Determinarea factorului de utilizare pentru incalzire sau │ 0,10 │

│racire │ │

│Efectul incalzirii sau racirii intermitente │ 0,03 │

└─────────────────────────────────────────────────────────────┴──────────────┘

II.

2.4.12.Conditii interioare de calcul

II.

2.4.12.1.Cazul functionarii in regim continu

Pentru racirea continua a cladirii pe toata perioada sezonului de racire, trebuie utilizata ca temperatura interioara, temperatura prescrisa θ(i) (in grade Celsius).

II.

2.4.12.2.Cazul racirii in regim intermitent

Datorita variatiei diurne a parametrilor climatici in perioada de vara si a inertiei termice a cladirii, functionarea unui termostat programat pentru functionare de zi/noapte sau pornit/oprit are un efect mai mic asupra necesarului de racire decat ar avea pe perioada de iarna, asupra necesarului de incalzire. Acest fapt conduce la diferente importante in procedurile de calcul pentru modul de racire.

Energia necesara pentru racire in cazul racirii intermitente se calculeaza cu relatia:

Q(R,interm) = a(R,interm) Q(R) + [1 - a(R,interm)] Q(R,tot,interm) (2.53)

unde:

Q(R,interm) - energia necesara pentru racire tinand cont de efectul intermitentei, [MJ];

Q(R) - energia necesara pentru racire, calculata conform § 2.4.5.2. presupunand ca pentru toate zilele lunii, controlul si setarea termostatului de ambianta corespunde unei situatii de racire in regim continu, [MJ];

Q(R,tot,interm) - energia necesara pentru racire, calculata conform § 2.4.5, presupunand ca pentru toate zilele lunii, controlul si setarea termostatului de ambient corespund perioadei de intermitenta, [MJ];

a(R,interm) - factor adimensional de corectie pentru racirea intermitenta, determinat cu relatia:

Font 9

tau(0R) 1

a(R,interm) = 1 - b(R,interm) [ ------- ][ --------- ][1 - f(R,N)] (2.54)

tau(R) lambda(R)

avand ca valoare minima: a(R,interm) = f(R,N)

in care:

f(R,N) - factor reprezentand raportul dintre numarul de zile din saptamana cu racire normala si numarul de zile dintr-o saptamana (ex. 5/7);

b(R,interm) - factor de corelatie empiric cu valoare constanta b(R,interm) = 3;

tau(R) - constanta de timp pentru racire, determinata conform § 2.4.11. [ore]:

tau(0R) - constanta de timp de referinta pentru racire, determinata conform § 2.4.11., [ore];

lambda(R) - raportul dintre aporturile si pierderile de caldura ale cladirii (zonei) in modul de racire, determinat conform § 2.4.11.

NOTA 1:

Factorul de corectie a(R,interm) tine cont de faptul ca impactul intermitentei de functionare a sistemului de racire asupra necesarului de energie este functie de lungimea perioadei de intermitenta, de raportul dintre aporturile si pierderile de caldura si de inertia termica a cladirii - a se vedea figura 2.6.

Fig. 2.6 Nomograma de alegere a factorului de corectie a(R,interm) pentru racirea intermitenta: 1 - cladiri cu inertie mare; 2 - cladiri cu inertie mica

!Imagine

II.

2.4.12.3.Cazul racirii cu perioade mari de intrerupere a functionarii

In anumite cladiri cum ar fi scolile, perioadele de vacanta in timpul sezonului de racire conduc la o reducere importanta a necesarului de frig.

Necesarul de frig in timpul perioadei de vacanta se calculeaza astfel:

–pentru luna ce include o perioada de vacanta, calculul se face diferentiat:

a)pentru perioada de racire normala: si b) pentru perioada de vacanta:

–se interpoleaza liniar rezultatele obtinute tinand cont de raportul dintre perioada de timp de vacanta si perioada de timp normala, utilizand urmatoarea relatie:

Q(R,vac) = f(R,N) Q(R) + [1 - f(R,N)] Q(R,tot,vac) (2.55)

unde:

Q(R,vac) - necesarul de energie pentru racire ce tine cont de perioadele de vacanta, [MJ];

Q(R) - necesarul de energic pentru racire calculat conform § 2.4.5, presupunand ca pentru toate zilele lunii, setarile si controlul termostatului de ambianta sunt cele corespunzatoare perioadei normale, [MJ]:

Q(R,tot,vac) - necesarul de energie pentru racire calculat conform § 2.4.5, presupunand ca pentru toate zilele lunii, setarile si controlul termostatului de ambianta sunt cele corespunzatoare perioadei de vacanta, [MJ]:

f(R,N) - factor reprezentand numarul de zile din luna cu racire normala, raportate la numarul total de zile al perioadei (ex. 10/31);

Obs. Metoda nu este aplicabila pentru cazuri complexe.

II.

2.4.13.Energia utilizata (consumata) anual pentru racirea cladirilor

II.

2.4.13.1.Necesarul de energie anual pentru racire, pentru fiecare zona

Necesarul anual de energie pentru racire, pentru o zona de cladire data, se calculeaza insumand necesarul de energie pe perioadele distincte din an in care este necesara racirea, tinand cont de durata acestor perioade de-a lungul unui an calendaristic:

Q(R,an) = Σ Q(R,j) (2.56)

in care:

Q(R,an) - necesarul anual de racire pentru zona considerata, [MJ];

Q(R,j) - necesarul de racire al zonei considerate pentru luna j, determinat conform § 2.4.5, [MJ];

Lungimea sezonului de racire ce determina perioada de functionare a sistemelor de racire se obtine conform § 2.4.6.

II.

2.4.13.2.Necesarul de energie anual pentru racire, pentru o combinatie de sisteme

In cazul unui calcul multizona (cu sau fara interactiune termica intre zone), energia anuala necesara pentru racire, pentru o combinatie data de sisteme de racire si ventilare, care deservesc zone diferite, se obtine prin insumarea necesarului de energie al tuturor zonelor z deservite de aceeasi combinatie de sisteme considerate:

Q(R,an,mz) = Σ Q(R,an,z) (2.57)

in care:

Q(R,an,mz) - necesarul de caldura anual pentru racire pentru cladirea multizona deservita de aceeasi combinatie de sisteme ca si zona z, [MJ];

Q(R,an,z) - necesarul de caldura anual pentru racire pentru zona z, [MJ].

II.

2.4.13.3.Energia totala utilizata pentru sisteme de racire si de ventilare

II.

2.4.13.3.1.Pierderile de energie ale sistemului

In cazul existentei unei singure combinatii de sisteme de racire si ventilare in cladire, energia anuala utilizata pentru racire, Q(sist,R) (inclusiv pierderile de energie din sisteme), se determina in functie de energia necesara pentru racire, intr- una din urmatoarele 3 variante:

a)calcul direct al energiei totale utilizate de sistemul de racire Q(sist,R,i) pentru fiecare resursa de energie i, incluzand sau tratand separat energia auxiliara, [MJ];

b)calculul pierderilor de energie si energiei auxiliare consumate pentu racire: Q(sist,pierd,R) si Q(sist,aux,R) pentru fiecare resursa de energie i, exprimate in MJ; pierderile de energie si energia auxiliara consumata cuprind etapele de generare, transport, control, distributie, acumulare si emisie de energie din cadrul fiecarui sistem in parte;

c)pierderile de energie ale sistemului pot fi indicate prin intermediul unei eficiente globale a sistemului; in acest caz se utilizeaza relatia:

Q(sist,R) = Q(R)/eta(sist,R) (2.58)

unde:

Q(sist,R) - energia utilizata de sistemul de racire, inclusiv pierderile de energie ale sistemului, [MJ];

Q(R) - energia necesara pentru racire a cladirii sau zonei, [MJ];

eta(sist,R) - eficienta globala a sistemului de racire, incluzand pierderile de energie la generarea, partea electronica de comanda si control, transportul, acumularea, distributia si emisia de agent termic din sistem, cu exceptia cazului cand sunt raportate separat ca energie auxiliara.

Aceste trei optiuni de calcul ar trebui sa conduca la acelasi rezultat final, iar alegerea reprezinta doar o alegere personala. Prima varianta este totusi preferabila, intrucat conduce cel mai direct la calculul energiei totale utilizate.

Pierderea totala de energie a sistemului ar trebui luata egala cu pierderile de energie directe plus cele recuperate in sistem. Calculul separat al pierderilor este justificat deoarece:

–pierderile sistemului care sunt recuperate in cladire (ca surse calde sau reci) sunt luate deja in considerare in cadrul necesarului de energie pentru racirea cladirii,– in cazul a mai mult de un agent termic de transport a energiei in cladire poate sa nu apara in mod evident care parte din energia utilizata de unul din agenti este utilizata si care parte este pierduta,– pentru cladirile cu cogenerare, nu este rezonabil sa se atribuie cantitatea de combustibil utilizata pentru producerea caldurii si electricitatii ca pierdere de energie in sistem. O defalcare trebuie realizata intr-un mod cat mai rational.

In diagrama energetica din fig. 2.4 s-au pus in evidenta patru nivele la care trebuie calculate pierderile si aporturile de energie in sisteme si anume:

–nivelul cladirii,– nivelul centralei de tratare a aerului,– nivelul sursei de frig, pe partea de agent secundar (de racire)– nivelul sursei de frig, pe partea de agent primar (agent frigorific).

La acestea se adauga energia auxiliara necesara functionarii pompelor, ventilatoarelor, recuperatoarelor etc.

La nivelul generatorului termodinamic de frig, GTF sunt evidentiate doua intrari: pe de o parte este energia primara furnizata sistemului frigorific si pe de alta parte este energia (caldura) absorbita de circuitul secundar care va alimenta centrala de tratare a aerului, CTA.

De asemenea sunt puse in evidenta doua circuite energetice distincte:

–circuitul cladire - centrala de tratare - centrala frigorifica si– circuitul energie primara - centrala frigorifica.

Diferenta esentiala dintre cele doua circuite este ca in primul circuit, fluxul de energie care iese din sistem are un rol pozitiv, micsorand necesarul de racire la fiecare nivel iar pe circuitul al doilea, energia care iese din sistem reprezinta un consum suplimentar de energie.

Evaluarea la nivelul cladirii a energiei care iese din sistem (prin transfer de caldura si prin ventilare nocturna au fost detaliate la § 2.4. La nivelul centralei de tratare a aerului, trebuie evaluate in detaliu urmatoarele componente energetice:

–contributia energetica a surselor neconventionale, Q(neconv CTA),– consumul suplimentar de energie la nivelul CTA, datorita incalzirii aerului rece pe conducte,– consumul suplimentar de energie datorita pierderilor de aer prin neetanseitatile sistemului de transport si distributie a aerului, Q(pierd aer).

Evaluarea contributiei surselor neconventionale trebuie sa se faca cu luarea in considerare a tuturor componentelor sistemului de recuperare, inclusiv energia auxiliara suplimentara.

Pierderile de aer din sistem conduc la pierderi mari de energie in sistem deoarece aerul tratat, de cele mai multe ori, nu mai ajunge in incaperi. Aceste pierderi trebuie evaluate in functie de clasa de etansare a sistemului de conducte si de locul de montaj al acestora.

Pierderile de energie datorita incalzirii pe circuit a apei reci, Q(pierd ar), trebuie sa fie luata in considerare la nivelul circuitului secundar de racire.

Pierderile de energie ale sistemului pot include si pierderile energetice ale cladirii datorate distributiei neuniforme a temperaturii si controlului imperfect al temperaturii ambientale, daca acestea nu au fost deja considerate in cadrul corectiilor la temperatura interioara.

Se mentioneaza ca nu a fost introdus in bilantul de energie pentru racire, consumul de energie datorat condensarii vaporilor de apa pe bateria de racire din centrala de tratare a aerului; dupa cum s-a mentionat la inceputul § 2.4, acesta se refera numai la caldura sensibila.

II.

2.4.13.3.2.Rezultate pe grupuri de zone si pe intreaga cladire

Rezultatele calculelor sunt redate in tabelul 2.11, acest tabel fiind repetabil pentru diverse alte sisteme ce deservesc alte zone, rezultatele din toate aceste tabele putand fi la nevoie insumate pentru a afla valorile consumurilor de energie pentru intreaga cladire.

Liniile si coloanele din tabel trebuie adaptate pentru cladirea studiata. Coloanele includ date pentru cele mai importante resurse de energie. Liniile includ diversele zone sau grupuri de zone, deservite de catre fiecare grup de sisteme in parte.

Tabelul 2.11 Tabel centralizator al calculelor de consum de energie

┌──────────────────────────────┬───────────────────────────────────────────────┐

│ │ Sursa de energie │

│ ├────────┬──────┬───────┬──────┬──────┬─────────┤

│ Utilizarea energiei │ │ │ │ │ │ alte │

│ │electri-│ gaz │sistem │petrol│surse │ surse │

│ │ citate │ │urban │ │solare│neconven-│

│ │ │ │ │ │ │ tionale │

├──────────────────────────────┼────────┼──────┼───────┼──────┼──────┼─────────┤

│Energia necesara pentru racire│ │ │ │ │ │ │

│Energia utilizata racire │ │ │ │ │ │ │

│Pierderi energie racire │ │ │ │ │ │ │

│Sistem de ventilare, zonele A │ │ │ │ │ │ │

│Sistem de ventilare, zonele B │ │ │ │ │ │ │

│Sub-total │ │ │ │ │ │ │

│Productie solar termic │ │ │ │ │ │ │

│Productie solar fotovoltaic │ │ │ │ │ │ │

│Productie cogenerare │ │ │ │ │ │ │

│Total │ │ │ │ │ │ │

└──────────────────────────────┴────────┴──────┴───────┴──────┴──────┴─────────┘

Pentru fiecare sistem ce produce energie in-situ se adauga o linie in matricea cladirilor fara productie proprie. Energia primara consumata de sistem (ex. Gaz pentru cogenerare) este indicata in celula corespunzatoare din tabel. Pentru fiecare alta resursa de energie se adauga o coloana suplimentara in tabel, la dreapta. Energia produsa de sistem este indicata printr-o valoare negativa in celula corespunzatoare. Energia produsa si consumata in-situ este indicata printr-o valoare pozitiva in celula corespunzatoare. Un numar negativ in dreptul totalului pe o linie a tabelului semnifica energia exportata catre alte sisteme sau cladiri.

Cantitatile de energie exportate (electricitate sau caldura in majoritatea cazurilor) sunt contabilizate separat, din cauza factorilor de conversie ce trebuie aplicati acestor forme de energie.

Pentru energia utilizata in sistemele de ventilare, a se vedea § 2.6.

II.

2.4.13.3.3.Utilizarea anuala de energie suplimentara de catre sistemele de ventilare

Energia anuala aditionala ceruta de un sistem de ventilare include:

–energia utilizata la ventilatoare;

–energia utilizata pentru dezghet si in recuperatoarele de caldura;

–energia utilizata pentru preincalzirea aerului exterior;

–energia utilizata pentru preracirea aerului exterior;II.

2.5.Calculul necesarului de energie pentru racirea cladirilor - metoda de calcul orarII.

2.5.1.Domeniul de aplicare si obiectiv

Metoda de calcul orar este o alternativa de calcul a consumului de energie pentru racirea cladirilor. Domeniul de aplicare ca si obiectivul metodei orare sunt aceleasi ca pentru metoda lunara simplificata (v. § 2.4). Se fac in plus urmatoarele precizari:

–metoda orara permite introducerea unor scenarii de functionare orare referitoare la temperaturile prescrise, modul de ventilare, sursele interioare de caldura, utilizarea dispozitivelor de umbrire etc.– deoarece modelarea realizata este mai apropiata de fenomenele fizice si de regimul de utilizare, rezultatele obtinute sunt mai apropiate de realitate.

Metoda este in mod special de preferat celei lunare in cazul cladirilor cu inertie termica mare, cu intermitenta mare de functionare sau in alte situatii speciale.II.

2.5.2.Continut general

Metoda are la baza un model analogic termo-electric si utilizeaza o schema de tip R-C (Rezistente-Capacitati) - cf. fig.

2.7.Este o metoda dinamica ce modeleaza rezistentele si capacitatile termice precum si fluxurile de caldura emise de sursele interioare. Metoda este simplificata deoarece combina rezistenta la transfer termic si capacitatea termica a cladirii sau a unei zone, intr-o singura pereche "rezistenta-capacitate".

Prin modelul realizat, se urmareste:

–reprezentarea relativ simpla a fenomenelor de transfer de caldura dintr-o cladire si o formulare matematica usor de implementat informatic;

–realizarea unui nivel de acuratete ridicat, in special pentru incaperile climatizate in care comportamentul termic in regim dinamic are un impact semnificativ.

Pentru calcul, se utilizeaza un pas de timp orar, pentru intreaga cladire.

Datele de intrare privitoare la functionarea sistemului pot fi introduse cu variatii orare utilizand tabele de variatie (temperatura interioara prescrisa, degajari de la surse interioare de caldura etc.).

Modelul face distinctie temperatura aerului interior si temperatura medie a suprafetelor interioare (temperatura medie de radiatie). Aceasta abordare imbunatateste gradul de reprezentare a confortului termic interior si creste acuratetea reprezentarii schimburilor de caldura prin radiatie, datorita posibilitatii de a lua in considerare partea convectiva si radiativa pentru iluminat, aporturi solare sau degajari de caldura de la surse interioare.

Temperatura interioara prescrisa (de calcul) este temperatura aerului interior, deoarece majoritatea aparatelor de control si reglare reactioneaza la aceasta valoare. Energia necesara pentru incalzire/racire (pozitiva/negativa) se calculeaza ca fiind energia ce trebuie adaugata/extrasa la fiecare ora in/din nodul care reprezinta aerul interior [θ(i)] pentru a mentine temperatura interioara prescrisa. Energia totala pe perioada de calcul (luna, sezon de racire) se va calcula prin insumarea valorilor orare.

II.

2.5.2.1.Descrierea modelului

Modelul analogic conecteaza 5 noduri prin 5 conductante si o capacitate. Din punct de vedere termic, nodurile corespund temperaturilor urmatoare:

–temperatura aerului interior, θ(i)– temperatura aerului exterior, θ(e)– temperatura aerului introdus (refulat) pentru ventilare θ(intr)– temperatura medie de radiatie, θ(mr)– temperatura θ(s), scrisa ca o medie dintre temperatura aerului interior θ(i); si temperatura medie de radiatie θ(mr)

Transferul de caldura datorat ventilarii se scrie ca o conexiune intre nodul de temperatura al aerului θ(i) si nodul de temperatura caracteristica aerului refulat θ(intr), prin intermediul coeficientului de transfer prin ventilare (conductantei) H(V).

Transferul de caldura prin transmisie este divizat intre transferul prin fereastra, caracterizata prin inertie termica nula si conductanta H(F), si transferul prin elementele masive. Transferul prin fereastra are loc intre nodurile de temperatura exterioara θ(e) si nodul de temperatura θ(s). Transferul prin elementele masive care au o conductanta totala H(op) are doua componente:

–transferul dintre nodul de temperatura exterioara θ(e) si nodul de temperatura medie de radiatie a elementelor masive, θ(mr), prin conductanta H(em) si– transferul dintre nodul de temperatura θ(s), si cel cu temperatura medie de radiatie θ(mr), prin conductanta H(ms). Masa termica care caracterizeaza inertia elementelor masive este reprezentata printr-o capacitate unica C(m) plasata in nodul de temperatura θ(mr), intre H(ms) si H(em). Efectul surselor de caldura interioare este materializat prin impartirea in mod egal pe cele 3 noduri de temperatura: θ(i), θ(s) si θ(mr), a fluxului provenit de la soare si cel degajat de sursele interioare. O conductanta de cuplare H(is) este introdusa intre nodul aerului interior si cel al suprafetei interioare.

Fig. 2.7 Modelul simplificat cu 5 rezistente si o capacitate (5R-1C)

!Imagine

Marimile de intrare in model sunt obtinute pe baza urmatoarelor date:

–coeficientii de transfer termic prin ventilare H(V) si temperatura aerului introdus in incaperi (de refulare) θ(intr) obtinute conform § 2.4.8;

–coeficientii de transfer termic prin transmisie, pentru ferestre H(F) si elementele masive de anvelopa se determina H(T) conform § 2.4.7;

–conductanta de cuplare H(is) este egala cu:

H(is) = h(is) A(t) (2.59)

A(t) = R(at) * A(p)

unde:

H(is) - conductanta de cuplare dintre nodurile de temperatura θ(i) si θ(s),

A(t) - aria tuturor suprafetelor elementelor perimetrale ale incaperii/zonei de calcul, [mp]

A(p) - aria utila a pardoselii, [mp],

h(is) - coeficientul de transfer de caldura la interior (prin convectie), se poate considera cu valoarea h(is) = 3,45 W/(mpK),

R(at) - raport dintre aria tuturor suprafetelor si aria pardoselii, considerat R(at) = 4,5.

Divizarea conductantei H(T) intre H(ms) si H(em) se face considerand rezistentele 1/H(ms) si 1/H(em) inseriate si atunci:

H(em) = 1/[1/H(T) - 1/H(ms)] (2.60)

unde:

H(ms) = f(ms) * A(m)

pentru:

h(ms) - coeficientul de transfer de caldura dintre nodurile de temperatura θ(s) si θ(mr), care poate fi considerat h(ms) = 9,1 W(mpK)

A(m) - aria efectiva a elementelor masive se determina conform § 2.4.10.2 si 2.5.3.

II.

2.5.2.2.Ecuatiile modelului orar simplificat

Schema generala de calcul este aceeasi cu a modelului de calcul lunar (§ 2.4). In acest paragraf, se detaliaza procedura specifica de calcul pentru urmatoarele marimi:

–degajarile de caldura de la sursele interioare si aporturile solare ce vor fi distribuie ca solicitari pentru nodurile de calcul interioare,– temperaturile in nodurile interioare de calcul, atunci cand in aceste noduri exista o solicitare cunoscuta (un flux de cadura pentru incalzire/racire, Φ(I,R)– necesarul de incalzire sau racire Φ(nec,i,R), daca se impune o temperatura interioara prescrisa (de set-point) sau temperaturile interioare care se stabilesc daca se impune un disponibil de energie maxim pentru incalzire sau racire.

II.

2.5.2.2.1.Calculul fluxurilor de caldura care constituie solicitari ale nodurilor interioare de calcul: Φ(ia), Φ(st) si Φ(m)

Degajarile de la sursele interioare de caldura catre interiorul zonei climatizate, provenind de la iluminatul electric, prepararea hranei, metabolism etc., precum si caldura patrunsa in interior ca urmare a aporturilor solare, sunt divizate in cadrul modelului orar in trei componente, dupa cum urmeaza [corespunzatoare nodurilor cu temperaturile: θ(i), θ(m) si θ(s)]:

┌

│ Φ(ia) = 0,5 * Φ(surse)

│

│ A(m)

│ Φ(m) = ---- [ 0,5 Φ(surse) + Φ(S)], (2.61)

< A(t)

│

│ A(m) H(es)

│ Φ(st) = [1 - ---- - -------- ][0,5 Φ(surse) + Φ(S)]

│ A(t) 9,1 A(t)

└

in care:

Φ(surse) (W) si Φ(S) (W) reprezinta caldura totala degajata de sursele interioare (conform § 2.4.9), iar Q(s) caldura totala patrunsa la interior datorita aporturilor solare (conform § 2.4.10). Valorile obtinute conform § 2.4 sunt exprimate in MJ; pentru a fi introduse in relatiile (2.61) ca fluxuri de caldura exprimate in W, se vor diviza prin 0,036.

II.

2.5.2.2.2.Determinarea temperaturii aerului si a temperaturii operative pentru o valoare cunoscuta a unui flux de caldura disponibil, Φ(d)

Fluxul Φ(d) reprezinta un flux de caldura furnizat in incapere prin sistemele de incalzire/racire. Utilizarea acestui model permite sa se evalueze temperaturile interioare (temperatura aerului si temperatura operativa), in conditiile in care exista o sursa de incalzire/racire si trebuie sa se aprecieze daca aceasta este suficienta sau nu pentru asigurarea confortului interior. La limita, cand Φ(d) = 0, se pot obtine temperaturile interioare, in absenta sistemelor.

Solutia numerica a modelului de calcul se bazeaza pe o schema de rezolvare de tip Crank-Nicholson cu un pas de timp egal cu o ora. Temperaturile au valori medii orare cu exceptia θ(m,t) si θ(m,t-1) care sunt valori instantanee la momentele de timp t, respectiv t-1.

Pentru un pas de timp de o ora, θ(m,t) se calculeaza la sfarsitul pasului de timp in functie de valoarea la ora precedenta, θ(m,t-1), conform relatiei:

Font 8

[C(m)/3600 - 0,5 [H(3) + H(em)] + Φ(m,tot)]

θ(m,t) = θ(m,t-1) ------------------------------------------, (2.62)

[C(m)/3600 + 0,5 [H(3) + H(em)]]

in care:

┌ Φ(ia) + Φ(d)

│ Φ(m,tot) = Φ(m) + H(em) θ(e) + H(3) { Φ(st) + H(F) θ(e) + H(1) [------------ + θ(aer,r)]}/H(2)

│ H(niu)

│ 1

│ H(1) = ------------------

│ 1/H(niu) + 1/H(is)

│ H(2) = H(1) + H(F)

│

│ 1

│ H(3) = ----------------

│ 1/H(2) + 1/H(ms)

└

Marimile H(em), H(niu), θ(e), θ(aer,r) si C(m) se stabilesc conform relatiilor de la § 2.4.

Pentru pasul de timp considerat, valorile medii ale temperaturilor in nodurile de calcul se obtin cu urmatoarele relatii:

Font 8

┌

│ θ(e) = [θ(m,t) + θ(m,t-1)]/2

│ (2.63)

< Φ(ia)+Φ(d)

│ θ(s) = {H(ms) θ(m) + Φ(st) + H(F) θ(e) + H(1)[ ---------- + θ(int r)]}/[H(ms)+H(F)+H(1)]

│ H(niu)

└

in care H(ms) se calculeaza cu relatia (2.60).

Temperaturile interioara [θ(i)] si operativa [θ(op)] se obtin cu relatiile:

┌

│ θ(i) = [H(is) θ(s) + H(niu) θ(int r) + Φ(ia) + Φ(d)]/[H(is) + H(niu)]

< (2.64)

│ θ(op) = 0,3 θ(i) + 0,7 θ(s)

└

Temperatura operativa este egala cu media ponderata dintre temperatura aerului interior si temperatura medie de radiatie, cu coeficientii superficiali de schimb de caldura prin convectie si prin radiatie.

II.

2.5.2.2.3.Calculul temperaturii aerului si energiei necesare pentru incalzire/racire

Pentru fiecare ora, modelul de calcul tip R-C permite calculul temperaturii interioare θ(i) pentru orice flux de caldura furnizat de sistemul de incalzire sau racire Φ(I,R).

Schema de rezolvare presupune o dependenta lineara dintre Φ(I,R) si θ(i). Pentru o ora data, comportamentul termic al incaperii/zonei exprimat printr-o dreapta, se determina aplicand ecuatiile prezentate anterior la 2.5.2.2.2, pentru doua valori ale Φ(I,R).

Energia de incalzire sau racire furnizata incaperii/zonei poate fi reprezentata pe acelasi grafic cu temperaturile prescrise (de set-point) θ(i,set) si cu necesarul de energie maxim pentru incalzire sau racire la ora respectiva.

Temperatura interioara ce rezulta din acest grafic se afla la intersectia celor doua curbe.

Pot apare cinci cazuri distincte:

1) Incaperea necesita incalzire, iar energia de incalzire disponibila nu este suficienta pentru a se atinge temperatura prescrisa. In acest caz necesarul de incalzire este limitat superior la valoarea corespunzatoare energiei maxime disponibile pentru incalzire, iar temperatura interioara ce se stabileste in incapere/zona este inferioara valorii prescrise θ(i,set). Acest fenomen se intalneste de obicei in perioada de demarare din sezonul de incalzire, cand pierderile de caldura ale incaperii/zonei sunt maxime.

2) Incaperea necesita incalzire iar energia de incalzire disponibila este suficienta pentru a se atinge temperatura prescrisa. In acest caz necesarul de incalzire este mai mic decat energia maxima disponibila pentru incalzire, iar temperatura interioara ce se stabileste in incapere/zona este egala cu valoarea θ(i,set).

3) Incaperea/zona nu necesita nici incalzire, nici racire (regim "liber" de evolutie a temperaturii). Temperatura interioara se calculeaza din bilantul de energie pentru zona respectiva, fara a introduce in ecuatia de bilant nici un fel de energie auxiliara pentru incalzire sau racire.

4) Incaperea necesita racire iar energia de racire disponibila este suficienta pentru a se atinge temperatura prescrisa. In acest caz necesarul de racire este mai mic decat energia maxima disponibila pentru racire, iar temperatura interioara ce se stabileste in incapere/zona este egala cu valoarea θ(i,set).

5) Incaperea necesita racire, iar energia de racire disponibila nu este suficienta pentru a se atinge temperatura prescrisa. In acest caz necesarul de racire este limitat superior la valoarea corespunzatoare energiei maxime disponibile pentru racire, iar temperatura interioara ce se stabileste in incapere/zona este superioara valorii θ(i,set).

Procedura de calcul stabileste valoarea temperaturii interioare reale obtinute in incapere, θ(i,real) si valoarea necesarului de incalzire/racire real Φ(I,R,real). In toate cazurile, valoarea temperaturii θ(m,t) este calculata si stocata in memorie, fiind utilizata la pasul de timp urmator.

Pasii de calcul sunt urmatorii:

Pasul 1:– se verifica daca este nevoie de incalzire sau de racire (cazul 3)– se considera Φ(I,R) = 0 si se aplica setul de ecuatii 2.62-2.64.

Se considera θ(i) = θ(i0) (temperatura interioara in regim liber) si se verifica indeplinirea conditiei (dublei inegalitati):

θ(i,set,I) < θ(i0) < θ(i,set,R)

Daca aceasta conditie este satisfacuta atunci nu este nevoie de incalzire sau racire astfel incat Φ(I,R,real) = 0 si θ(i,real) = θ(i0) si calculul se opreste, in caz contrar se trece la pasul 2.

Pasul 2:

Se alege valoarea temperaturii prescrise si se calculeaza necesarul de incalzire si cel de racire.

Daca θ(i0) > θ(i,set,R) se considera θ(set) = θ(set,R).

Daca θ(i0) < θ(i,set,I) se considera θ(set) = θ(set,I).

Se aplica apoi setul de ecuatii 2.62-2.64 luand Φ(I,R) = Φ(nec I,R,10) cu Φ(nec I,R,10) calculat la o valoare a ariei pardoselii de 10 ori mai mare [10 * A(p)], pentru a calcula o temperatura interioara ce se va nota cu θ(i,10).

Se inlocuieste apoi θ(i) = θ(i,10) si se calculeaza Φ(nec,I,R,nelim) (nelimitat) adica necesarul de incalzire sau racire nelimitat inferior sau superior pentru a se obtine temperatura prescrisa:

θ(set) - θ(i0)

Φ(nec,I,R,nelim) = Φ(nec,I,R,10) ---------------- (2.65)

θ(i10) - θ(i0)

Pasul 3:

Se verifica dupa aceea daca energia disponibila pentru incalzire sau racire este suficienta (cazul 2 sau 4).

Daca Φ(nec,I,R,nelim) se situeaza intre valorile Φ(I,max) si Φ(R,max) atunci:

Φ(I,R,real) = Φ(I,R,nelim) si θ(i,real) = θ(i,set)

Astfel, s-au obtinut valorile fluxurilor orare necesare si calculul este incheiat.

Daca nu s-a indeplinit conditia, se trece la pasul 4 (ultimul).

Pasul 4:

Se calculeaza temperatura interioara (cazul 1 sau cazul 5).

Daca Φ(I,R,nelim) > 0 se ia Φ(I,R,real) = Φ(I,max); daca Φ(I,R,nelim) < 0 se ia Φ(I,R,real) = Q(R,max).

Se calculeaza apoi θ(i,real) utilizand ecuatiile (2.62-2.64).

Notă

In acest caz temperatura de prescrisa nu este niciodata atinsa.

Pe baza valorilor orare de energie calculate, care reprezinta energia ce trebuie adaugata/extrasa la fiecare ora in/din nodul care reprezinta aerul interior [θ(i)] pentru a mentine temperatura interioara prescrisa, se determina, prin insumarea valorilor orare, energia totala pe perioada de calcul (luna, sezon de racire).

II.

2.5.3.Precizari pentru aplicarea metodei orare

Fata de metoda lunara simplificata, prezentata la § 2.4, se fac urmatoarele precizari pentru aplicarea metodei de calcul lunare. Astfel:

● Durata sezonului de incalzire si de racire (numar de zile sau ore) se determina considerand momentul de inceput si de sfarsit al perioadei de incalzire/racire atunci cand necesarul de caldura sau frig depaseste 1 W/mp. Aceasta durata va fi luata in considerare si pentru calculul energiei auxiliare consumate in sisteme (pentru functionarea pompelor, ventilatoarelor etc).

● Conditiile la limita si datele de intrare se vor stabili dupa aceleasi reguli ca in cazul metodei lunare simplificate si anume:

–coeficientii de transfer termic prin transmisie si ventilare se vor lua in calcul cu valorile recomandate la § 2.4.7 si § 2.4.8,– transferul de caldura prin sol si luarea in considerare a puntilor termice asa cum se precizeaza la § 2.4.7,– degajarile de la sursele interioare de caldura se considera conform datelor de la § 2.4.9, dar se introduc la fiecare pas de calcul (ora de ora), conform scenariilor de functionare ale zonei/cladirii,– aporturile de caldura solare se considera conform datelor de la § 2.4.10, dar se introduc la fiecare pas de calcul (ora de ora); la o valoare a intensitatii radiatiei solare > 300 W/mp se considera ca trebuie utilizate protectii solare la ferestre, pentru diminuarea necesarului de energie pentru racire,

● Pentru calculul orar simplificat, efectul radiatiei nocturne trebuie luat in considerare direct la fiecare ora, in functie de graficul diurn de inchidere a jaluzelelor si corelat cu coeficientii de transfer ai ferestrei neprotejate respectiv complet protejate (cu jaluzele, obloane etc). Precizari referitoare la modul de calcul sunt date la § 2.4.8.3.

● Ca si in cazul metodei lunare simplificate, sunt necesare metode detaliate pentru a modela comportamentul dinamic al urmatoarelor elemente de constructie speciale:

–Pereti solari ventilati,– Alte elemente ventilate ale anvelopei,– Surse interioare de joasa temperatura.

● Metoda orara prezentata, cu un singur nod capacitiv, necesita determinarea "ariei masei interioare efective a cladirii", conform relatiei:

C(m)

A(m) = ---------------- (2.66)

Σ A(j) [X(j)]^2

in care:

C(m) - capacitatea termica interna a cladirii, determinata conform § 2.4.11.2, in kJ/K;

A(m) - aria masei interioare efective a cladirii, in mp;

A(j) - aria elementului j determinata conform § 2.4, in mp;

X(j) - capacitatea termica interna a elementului interior j, in kJ/(mpK);

● Pentru racirea continua a cladirii pe timpul sezonului de racire, trebuie utilizata ca temperatura interioara, temperatura prescrisa θ(i). In cazul perioadelor de intrerupere mare de functionare (de exemplu vacante scolare) se aplica metoda expusa la § 2.4.13. In cazul racirii intermitente, calculul se va face in conformitate cu programul orar de utilizare a cladirii.

● Calculul energiei utilizate anual pentru racirea cladirii se realizeaza in conformitate cu § 2.4.13.

Complexitatea datelor de intrare si modul in care se efectueaza calculul orar, pun in evidenta interesul aplicarii acestei metode pentru situatia unor cladiri cu sarcini interioare mari, cu un regim de solicitare diferit pe parcursul unei zile, a unei saptamani etc.

Pentru calcule mai riguroase, complexitatea fenomenelor termice si aeraulice din cladiri necesita utilizarea unor programe de calcul performante. Indiferent de modelul de calcul utilizat pentru integrarea ecuatiei caldurii si a modului in care sunt descrise solicitarile interioare si exterioare (conditiile la limita), pentru ca programele sa fie considerate conforme Metodologiei de calcul a eficientei energetice, ele trebuie sa fie testate conform prevederilor in vigoare.II.

2.6.Calculul debitelor de aer pentru ventilare naturala si mecanicaII.

2.6.1.Domeniu de aplicare: cladiri ventilate si climatizate– cladiri ventilate mecanic (sisteme cu un circuit: evacuare sau introducere mecanica sau dublu circuit: evacuare si introducere mecanica);

–evacuare naturala prin cosuri de ventilare (conducte de aer pasive);

–sisteme hibride care comuta in functionare naturala/mecanica;

–aerisire prin deschiderea manuala a ferestrelor.

Debitul de aer necesar pentru asigurarea calitatii aerului interior, pentru evacuarea fumului in caz de incendiu precum si permeabilitatea la aer a cladirilor, nu fac obiectul metodelor de calcul expuse in acest paragraf. De asemenea, nu sunt tratate sistemele de ventilare industriala. Debitele de aer necesare se stabilesc in conformitate cu normativele nationale (de exemplu I5). In completare se pot utiliza valorile din anexa II.2 E. Pentru bucatarii, metoda este valabila pentru situatiile de preparare a hranei pentru uz imediat si pentru restaurante.II.

2.6.2.Obiectiv: calculul debitelor reale de aer de ventilare din cladiri, necesare la calculul consumurilor de energie, a sarcinilor de racire/incalzire, la evaluarea confortului termic interior si a calitatii aerului interior.II.

2.6.3.Continut general

Debitele de aer sunt calculate pentru intreaga cladire sau pentru o zona a cladirii.

O cladire poate fi separata in diferite zone in situatia in care:

–zonele diferite sunt racordate fiecare la un sistem de ventilare propriu;

–zonele pot fi considerate ca independente din punct de vedere al transferului de aer (nu exista transfer de aer intre zone).

Calculul corect din punct de vedere fizic se bazeaza pe bilantul masic de aer uscat din zona sau cladirea considerata. Pentru simplificare, se permite si bilantul volumic de aer, in anumite situatii.

Bilantul masic de aer este obligatoriu pentru sistemele de incalzire cu aer cald si pentru sistemele de climatizare, datorita diferentelor mari de densitate dintre aerul introdus de sisteme si aerul interior.

Datele de intrare pentru calcul sunt debitele de aer ale sistemului de ventilare si caracteristicile debit-presiune ale orificiilor de ventilare sau ale neetanseitatilor prin care se infiltreaza aer.

Datele de iesire sunt debitele de aer ce intra sau ies din cladire prin:

–neetanseitati;

–orificii de ventilare;

–deschiderea ferestrelor;

–sistemul de ventilare, inclusiv neetanseitatile conductelor de aer.

Conventional, se noteaza cu valori pozitive debitele de aer ce intra in cladire si negative cele ce ies din cladire.

Calculul debitelor de aer ce traverseaza anvelopa cuprinde urmatoarele etape:

–stabilirea relatiilor de calcul pentru debitele de aer, pentru o presiune interioara de referinta– calculul presiunii interioare de referinta pe baza bilantului masic de aer pentru debitele care intra si ies din cladire– calculul debitelor de aer pentru presiunea interioara de referinta stabilita.

Divizarea interioara a cladirii se bazeaza la randul ei pe urmatoarele considerente:

–separarea cladirii in diferite zone independente aeraulic (intre care se poate neglija transferul aeraulic);

–descrierea, daca este cazul, fiecarei dintre aceste zone ca sub-zone conectate la o zona comuna (hol, casa scarii)

Schema generala a acestei ipoteze de calcul este reprezentata in figura 2.8.

Fig.

2.8.Schema de calcul pentru debitele de aer in ipoteza divizarii in zone interioare

!Imagine

Pentru toate tipurile de aplicatii ale acestei metode de calcul, s-a ales solutia de rezolvare implicita.

Solutii explicite se folosesc numai punctual, cand anumiti parametri pot fi clar identificati ca valoare pentru aplicatia respectiva.

Metoda de calcul iterativa este utilizata pentru a calcula debitul de aer al unei centrale de ventilare sau debitul care trec prin orificiile si neetanseitatile din anvelopa cladirii in conditiile in care sunt cunoscute:

–climatul exterior (vant si temperatura);

–conditiile interiore (temperatura);

–functionarea sistemului

Etapele de calcul ce trebuie parcurse sunt urmatoarele:

–calculul ventilarii mecanice;

–calculul pentru conductele pasive pentru cladiri rezidentiale sau nerezidentiale mici;

–calculul infiltratiilor/exfiltratiilor;

–debitele de aer pentru combustie in cladiri rezidentiale si nerezidentiale (daca este cazul);

–calculul debitelor de aer suplimentare provenite din deschiderea ferestrelor;

–calculul debitului total de aer

II.2.6.4 Calculul ventilarii mecanice

Acest calcul se bazeaza pe debitul de aer necesar (introdus q(intr) sau evacuat q(ev)) in fiecare incapere, stabilit conform normelor nationale (Normativ I.5), in ipoteza unui sistem de ventilare de tip "amestec complet". Pentru a transforma acest debit in debitul ce corespunde ventilatorului central, trebuie luati in considerare urmatorii coeficienti de corectie:1) C(util) : coeficient de utilizare corespunzator pozitiei "pornit" [C(util)=1] sau "oprit" [C(util)=0] a ventilatorului.2) Epsilon(v): indicele de eficienta a ventilarii3) C(contr): coeficient ce depinde de sistemul local de control al debitului de aer4) C(sist): coeficient ce depinde de imperfectiunile componentelor sistemului (ajustare, instalare, etc.)5) C(pierd): coeficient ce depinde de pierderile de aer din conductele de transport si din centrala de ventilare6) C(rec): coeficient de recirculare, in special pentru sistemele VAV (cu volum de aer variabil)

Coeficientul C(util) descrie starea de functionare ("pornit" sau "oprit") a ventilatorului. El depinde de scopul instalatiei de ventilare: consum redus de energie, igiena, asigurarea calitatii aerului si de obisnuintele ocupantilor. Din considerente igienice, instalatia ar trebui pornita inainte de inceperea perioadei de ocupare in scopul "curatirii" aerului interior de poluantii acumulati in perioada de neocupare si oprita la catva timp dupa plecarea ocupantilor, in vederea diluarii poluantilor acumulati. Din considerente energetice, se poate utiliza ventilarea pentru racirea nocturna.

Eficienta ventilarii Epsilon(v) este marimea care exprima relatia existenta intre concentratia de poluant din aerul introdus, cea din aerul evacuat si concentratia interioara din zona ocupata a incaperii. Eficienta se calculeaza pe baza relatiei:

C(ev) - C(intr)

Epsilon(v) = ──────────────── (2.67)

C(i) - C(intr)

unde:

C(ev) - concentratia de poluant in aerul evacuat din incapere,

C(intr) - concentratia de poluant in aerul introdus in incapere,

C(i) - concentratia de poluant in interior, in zona ocupata.

Aceasta marime depinde de concentratia din aerul evacuat si de cea din zona de ocupare. Pentru sisteme de ventilare eficiente, poate avea valori supraunitare. In lipsa unor date specifice se poate considera Epsilon(v)=1, valoare care corespunde sistemelor de tip "amestec complet".

Coeficientul de control local al debitului de aer C(contr) trebuie calculat in functie de eficienta sistemului de control al instalatiei. Pentru sistemele de ventilare cu volum de aer variabil, coeficientul C(contr) (<1) reprezinta raportul dintre debitul de aer realizat la un moment dat de instalatie q(intr) [sau q(ev)] si debitul necesar q(intr,nec) [sau q(ev,nec)], (valoare impusa din proiectarea instalatiei).

Coeficientul de permeabilitate a canalelor de transport ale aerului este dat de relatia:

A(cond) KdP(cond)^0,65

q(v,pierd) = ──────────────────────── (2.68)

1000

in care:

q(v, pierd) - debitul de aer pierdut din conducta in lungul traseului de distributie (dmc/s);

A(cond) - aria laterala a conductei de transport (mp);

dP(cond) - diferenta de presiune dintre aerul din conducta si aerul exterior [P(a)] - cu urmatoarele particularizari:

–pentru conducta de refulare, se considera ca media dintre diferenta de presiune masurata la iesirea din centrala de ventilare si diferenta de presiune masurata inainte de iesirea aerului din gura de refulare;

–pentru conducta de aspiratie-evacuare, se ia ca media dintre diferenta de presiune masurata imediat dupa intrarea aerului in gura de aspiratie si diferenta de presiune masurata la intrarea in centrala de ventilare– K = etanseitatea canalului de aer (mc/s.mp) pentru o diferenta de presiune de 1 Pa - determinata conform EN 12337 (pentru conducte circulare)

q(v, pierd)

C(pierd) = 1 + ──────────────────────── * Epsilon(v) (2.69)

q(v,nec) C(cont) C(sist)

Aceasta ecuatie poate fi aplicata fie pentru debitul refulat, fie pentru cel aspirat sau evacuat. Pentru calculul ariei canalului se recomanda standardul EN 14239a.

Coeficientul de permeabilitate la aer al centralei de ventilare C(pierd), este exprimat prin:

q(v, pierdCTA)

C(pierd) = 1 + ──────────────────────── * Epsilon(v) (2.70)

q(v,nec) C(cont) C(sist)

unde debitul care se pierde in centrala, q(v,pierdCTA) se determina cf. EN 1886.

Coeficient de permeabilitate la aer interior si exterior se considera:

Daca centrala de ventilare este amplasata la interior atunci:

C(pierd,int) = C(pierd_c) C(pierd_CTA) si C(pierd,ext) = 1 (2.71)

Daca centrala de ventilare CV este amplasata la exterior atunci:

C(pierd,int) = 1 + R(cond_int)[1 - C(pierd_cond)]

C(pierd,ext) = 1 + [1 - R(cond_int][1 - C(pierd_cond)]C(pierd_CTA) (2.72)

in care:

A(cond_int)

R(cond_int) = ─────────────

A(cond)

unde

A(cond_int) reprezinta aria laterala a conductelor situate la interior.

Notă

In dimensionarea ventilatoarelor si calculul debitelor de aer la ventilatoare, pierderile de aer ale conductelor de transport ale aerului si CTA-urilor trebuie adaugate la suma debitelor proiectate pentru refularea/aspiratie din incaperile ventilate.

Coeficientul de recirculare C(rec). Acest coeficient (>1) este utilizat in principal pentru sistemele cu debit de aer variabil, tip VAV cu recirculare. El ia in considerare necesitatea de a introduce mai mult aer proaspat decat cel recomandat. Anexa II.2.G ofera o metoda pentru determinarea acestui coeficient.

Pe baza coeficientilor enumerati, se determina debitele de aer.

Debitul de aer refulat si evacuat pe cale mecanica din zona ventilata

Aceste doua debite se calculeaza cu relatiile:

–debitul de ventilare introdus in zona de calcul,

q(v,r) = [q(v_sup,r)C(cont)C(pierd,int)C(rec)] / Epsilon(v) (2.73)

respectiv:

–debitul de ventilare evacuat din zona de calcul

q(v,ev) = [q(v_sup,ev)C(cont)C(pierd,int)C(rec)] / Epsilon(v) (2.74)

in care:

q(v_sup,r) = reprezinta debitul maxim ce trebuie refulat in zona (valoare de proiect) si

q(v_ev,r) = reprezinta debitul maxim ce trebuie evacuat din zona (valoare de proiect).

Debitul de aer refulat si evacuat pe cale mecanica din centrala de ventilare

Aceste doua debite se calculeaza cu relatii similare si anume:

q(v,r_CV) = [q(v_sup,r)C(cont)C(pierd)C(rec)] / Epsilon(v)

–debitul de ventilare refulat la iesirea din CTA, (2.75)

respectiv:

q(v,ev_CV) = [q(v_sup,ev)C(cont)C(pierd)C(rec)] / Epsilon(v)

–debitul de ventilare evacuat la iesirea din CTA (2.76)

unde:

C(pierd) = C(pierd,int) + C(pierd,ext) - reprezinta pierderile de aer totale din instalatie (la interior si la exterior).

II.2.6.5 Ventilarea pasiva si hibrida

Un sistem de ventilare naturala cu cos de ventilare este compus din:

1.guri de introducere a aerului;

2.dispozitiv de evacuare a aerului in exterior (caciula, deflector);

3.canal de transport al aerului;

4.guri de evacuare a aerului din incapere sau zona

Scopul calculului este de a determina debitul de aer din sistem, tinand cont de conditiile interioare si exterioare.

Un sistem de ventilare hibrida reprezinta un sistem ce comuta ventilarea naturala in ventilare mecanica si invers, in functie de tipul de control utilizat.

Pentru determinarea debitului din sistem, se urmareste curgerea aerului prin dispozitive de evacuare de tip "caciuli de ventilare".

O caciula de ventilare este caracterizata de urmatoarele marimi:

–coeficientul de pierderi de sarcina Xi– efectul de suctiune datorat vitezei vantului in jurul caciulii, dependent de viteza vantului de referinta v(v,ref) (dependenta de zona eoliana in care se gaseste cladirea studiata) si de viteza aerului in conducta de evacuare v(cond), acest efect este caracterizat de un coeficient adimensional C conform relatiei:

Delta p(caciula)

C[v(v),v(cond)] = ──────────────── (-) (2.77)

p(din)

in care

rho(aer)[v(v)]^2

p(din) = ──────────────── (Pa)

este presiunea dinamica datorata vantului, iar v(v) (m/s) viteza vantului de calcul; Delta p(caciula) (Pa) reprezinta diferenta de presiune (pierderea de sarcina) la nivelul caciulii de ventilare, ce se poate determina cu relatiile:

–pentru cazul absentei vantului [v(v)=0]:

rho(aer)[v(cond)]^2

Delta p(caciula) = Xi ─────────────────── (2.78)

–pentru cazul prezentei vantului:

rho(aer)[v(v,ref)]^2

Delta p(caciula) = C[v(v,ref)v(cond)] ─────────────────── (2.79)

Pentru diferite viteze ale vantului, este posibila utilizarea unei legi de similitudine dupa cum urmeaza:

Pentru o viteza a vantului v(v,real) diferita de cea de referinta v(v,ref) coeficientii C raman neschimbati daca v(cond) se inmulteste cu raportul v(v,real)/v(v,ref) ceea ce permite existenta relatiei de similitudine:

┌ ┐

│ v(v,real)│

C│v(v,real),v(cond),─────────│ = C[v(v,real),v(cond)] (2.80)

│ v(v,ref) │

└ ┘

Relatiile de mai sus se aplica dupa cum urmeaza:

–se cunoaste viteza reala a vantului v(v);

–se aplica legea similitudinii pentru a afla viteza reala a aerului in conducta:

v(v)

v(cond,1) = v(cond, max)────────── (2.81)

v(v,ref)

in care v(cond,max) este viteza maxima a aerului in conducta obtinuta la testare.

Cazuri posibile:1) pentru viteze ale aerului in conducta mai mici ca v(cond,1), Delta p(caciula) se calculeaza utilizand legea similitudinii si prin interpolare intre diferitele puncte obtinute in urma testarii experimentale.

2) pentru viteze ale aerului in conducta mai mari ca v(cond,1), este importanta tranzitia catre curba ce caracterizeaza situatia "fara vant" pastrand totusi o curba monotona; pentru aceasta se recomanda cautarea unui punct v(cond,2), pentru care Delta p(caciula) este mai mare decat Delta p(caciula)[v(cond,1)]. Accst lucru se poate face prin incercari, punand intai v(cond,2) = 2 v(cond,1) apoi: v(cond,2) = 3 v(cond,1) si asa mai departe.3) pentru v(cond) situat intre v(cond,1) si v(cond,2), valoarea lui C sc obtine prin interpolare liniara intre cele 2 puncte: {v(cond,1); Delta p(caciula)[v(cond,1)]} si {v(cond,2); Delta p(caciula)[v(cond,2)]}.4) pentru V(cond) mai mare decat v(cond,2), curba pierderii de sarcina este Delta p(caciula)[0,v(cond,)]

Se poate introduce un factor de corectie in functie de unghiul acoperisului si pozitia fata de coama a caciulii. Dispozitivele normale de evacuare a aerului in exterior (caciuli de ventilare, deflectoare) nu sunt pozitionate la nivelul coamei acoperisului, ci sunt suprainaltate cu o distanta de 0,1 pana la 2 m fata de aceasta. Presiunea dinamica a vantului exercitata asupra unui astfel de dispozitiv sau asupra unei guri de ventilare amplasate in fatada depinde si de unghiul de inclinare (panta) acoperisului - a se vedea figura 2.9.

Fig.

2.9.Pozitia unei caciuli de ventilare pe acoperis si a coeficientilor de presiune dinamica.

S-au notat:

1.Gura de evacuare sau dispozitiv de evacuare pe acoperis (caciula ventilare)

2.Inaltimea de amplasare a dispozitivului deasupra coamei acoperisului3. C(p) pentru caciula de ventilare C(p, caciula).

4.C(p) mediu pe inaltime C(p,inalt) (corectie pentru pozitionarea caciulii deasupra acoperisului)

5.C(p) la nivelul coamei acoperisului C(p,acop).

6.Panta acoperisului.

7.Conducta de evacuare a aerului pe acoperis.

!Imagine

Coeficientul de presiune datorat vantului la nivelul dispozitivului de evacuare se obtine prin insumarea celor trei coeficienti de presiune definiti anterior:

C(p) = C(p,caciula) + C(p,inalt) + C(p,acop)

Pentru C(p, inalt) (corectia de inaltime) a se vedea tabelul 2.12.

Tabelul 2.12 Corectii de inaltime

┌───────────────────────────────┬──────────────┐

│Inaltimea caciulii de ventilare│C(p,inalt) (-)│

│ deasupra coamei acoperisului │ │

├───────────────────────────────┼──────────────┤

│ < 0,5m │ -0,0 │

├───────────────────────────────┼──────────────┤

│ 0,5-1,0 m │ -0,1 │

├───────────────────────────────┼──────────────┤

│ > 1 m │ -0,2 │

└───────────────────────────────┴──────────────┘

II.

2.6.6.Debite de aer pentru combustie (ardere)

Debitul suplimentar de aer preluat din exterior, necesar pentru functionarea corecta a aparatelor de incalzire cu combustie locala (pe gaz sau alt combustibil) avand puterea instalata P (in kW) trebuie calculat astfel:

q(v,comb) = 3,6 Fas Ff P [mc/h] (2.82)

unde:

Fas = factor de aparat/sistem de combustie

Ff = factor de combustibil

P = puterea termica a aparatului [kW]

Factorul de aparat/sistem de combustie tine cont daca debitul de aer pentru combustie traverseaza sau nu incaperea, valorile pentru acest factor fiind date in tabelul 2.13.

Factorul de combustibil depinde de debitul specific de aer necesar pentru arderea tipului de combustibil utilizat (debit normalizat la temperatura interioara).

Tabel 2.13 Date pentru factorul de aparat/sistem de combustie

┌───────────────────────┬─────────────────────┬─────────────────────┬─────────┐

│Situatia aerului de │Situatia gazelor │Sistemul de combustie│Factor de│

│combustie │evacuate │utilizat │aparat/ │

│ │ │ │sistem │

├───────────────────────┼─────────────────────┼─────────────────────┼─────────┤

│Aerul de combustie este│Gazele de ardere sunt│- soba de bucatarie │ │

│preluat din interior │evacuate in incapere │- aparat functionand │ │

│ │ │cu gaz conform │ │

│ │ │CR 1749 tip A │ 0 │

│Aerul de combustie este│Gazele de ardere sunt│- loc de combustie │ │

│preluat din interior │evacuate prin conduc-│deschis (gaz) │ │

│ │ta separata catre │- aparat functionand │ │

│ │exterior │cu gaz conform CR │ │

│ │ │1749 tip B │ 1 │

│Aerul de combustie este│Gazele de ardere sunt│- aparat specific │ │

│preluat din interior │evacuate in aceeasi │functionand cu gaz │ *) │

│ │conducta in care este│ │ │

│ │evacuat aerul extras │ │ │

│ │din incapere pe cale │ │ │

│ │mecanica │ │ │

│Aerul de combustie este│Gazele de ardere sunt│- aparat functionand │ │

│preluat din exterior │evacuate prin conduc-│cu gaz conform CR │ │

│prin conducta separata,│ta separata catre │1749 tip C │ 0 │

│izolata fata de │exterior │- loc de combustie │ │

│incapere │ │inchis (lemn, carbune│ │

│ │ │sau alternativ) │ │

├───────────────────────┴─────────────────────┴─────────────────────┴─────────┤

│*) NOTA: Considerat ca sistem mecanic de evacuare, dar cu volum de aer │

│variabil, depinzand de sistemul de evacuare si de tipul de aparat de │

│combustie │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

II.2.6.7 Calculul debitelor de aer infiltrat/exfiltrat prin metoda iterativa

Debitele de aer sunt determinate de orientarea si inaltimea la care este amplasat fiecare element aeraulic (orificiu, fisura) precum si de caracteristicile cladirii, zonei si gradului de adapostire.

Fiecare component aeraulic al anvelopei exterioare este caracterizat prin:

–coeficientul sau de presiune dinamica C(p,comp) si– inaltimea sa fata de planul 0 al zonei considerate h(comp)

Diferenta de presiune la nivelul acestui component se va scrie ca o diferenta intre presiunea exterioara si presiunea interioara de o parte si de alta a componentului aeraulic:

dP(comp) = P(ext,comp) - P(int,comp) (2.83)

in care:

┌ ┐

│ 1 T(e,ref)│

P(est, comp) = rho(aer,ref)│─── C(p,comp)[v(v)]^2 - h(comp) g ────────│

│ 2 T(e) │

└ ┘

T(i,ref)

P(int, comp) = P(int,ref) - rho(aer,ref) h(comp) g ──────── ,

T(i)

in care:

P(est,comp): presiunea exterioara la nivelul componentului aeraulic (Pa);

P(int,comp): presiunea interioara la nivelul componentului aeraulic (Pa);

P(int,ref): presiunea interioara de referinta (Pa);

T(e,ref): temperatura exterioara de referinta, egala cu 293.15 K;

T(e): temperatura exterioara reala masurata, functie de ora zilei si localitatea respectiva;

T(i,ref): temperatura interioara de referinta, egala cu 293.15 K;

T(i): temperatura interioara reala masurata, in functie de ora;

rho(aer, ref): densitatea de referinta a aerului, egala cu 1,2 kg/mc (la 293.15 K), in functie de care se aplica corectiile necesare.

Fiecare component aeraulic al anvelopei exterioare, supus unei diferente de presiune va fi traversat de un debit de aer volumic care se calculeaza cu relatiile:

│ │0,667

q(v,inf) = C(inf)semn[dP(comp)]│dP(comp)│ (2.84)

│ │

pentru debite exfiltrate/infiltrate prin fisuri sau neetanseitati

ale anvelopei,

respectiv:

│ │0,5

q(v,inf) = C(inf)semn[dP(comp)]│dP(comp)│ (2.85)

│ │

pentru debite care patrund prin orificii mari din anvelopa.

In cazul unor deschideri particulare, aceasta ultima ecuatie poate fi inlocuita cu o alta mai precisa, in cazul cand componentul a fost testat conform normei EN 13141-1 (pentru debitul prin deschideri).

Rezolvand iterativ ecuatia:

q(vinf) + q(vev) + Σ[q(vcomp)] + q(vpas) + q(vcomp) = 0 (2.86)

unde singura necunoscuta este presiunea interna de referinta pref, se determina valoarea acestei presiuni. Debitul real de aer care traverseaza fiecare component (deschidere) se calculeaza cu relatiile (2.84) si (2.85), folosind diferentele de presiune raportate la presiunea de referinta calculate.

II.2.6.8 Calculul debitului de aer prin deschiderile ferestrelor (aerisire)

Pentru o fereastra amplasata pe o singura fatada a incaperii de calcul (absenta unei ventilari transversale) debitul volumic patruns prin fereastra q(F) (mc/h) se scrie:

q(F) = 3.6 * 500 * A(F) * [v(v)]^0,5 , (2.87)

in care v(v) (viteza vantului, in mc/h) se exprima prin relatia:

v(v) = C(t) + C(v) * v(ref) + C(tt) * H(F) * │T(i) - T(e)│ (2.88)

in care:

A(F): aria ferestrei (mp);

C(t)=0,01 coeficient functie de turbulenta vantului;

C(v)=0,001 coeficient functie de viteza vantului;

C(tt)=0,0035 coeficient functie de efectul tirajului termic (presiunii termice);

V(ref): viteza de referinta a vantului masurata la 10 m inaltime deasupra solului;

T(i): temperatura interioara (K);

T(e): temperatura exterioara (K).

Raportul dintre debitul de aer cu fereastra partial deschisa si debitul de aer cu fereastra complet deschisa se calculeaza in functie de unghiul de deschidere si este independent de raportul dintre latimea si inaltimea ferestrei:

q(F)(α)

C(k)(α) = ─────── (2.89)

q(F)

Acest raport se poate aproxima cu un polinom in functie de unghiul α:

C(k)(α) = 2.6 * 10^-7 * α^3 - 1.19 * 10^-4 * α^2 + 1.86 * 10^-2 * α (2.90)

cu conditiile la limita:

C(k)(α)=0 pentru α=0 (fereastra complet inchisa) si C(k)(α)=1 pentru α=180 (fereastra complet deschisa).

Ca alternativa, se poate folosi un calcul simplificat, dupa cum urmeaza:

Atunci cand criteriul de deschidere a ferestrei este imbunatatirea calitatii aerului interior, se considera ca utilizatorii recurg la un comportament in sensul maririi debitului de aer prin ferestre fata de cel stipulat in reglementari ca valoare minima. Coeficientul C(aerare) tine cont de acest comportament, conform relatiei:

q(F) = C(aer) * max[q(F,sup),q(F,nec)] (2.91)

Coeficientul C(aer) tine cont de frecventa si perioada diurna a deschiderii ferestrei de catre ocupanti, precum si de gradul diurn de ocupare al incaperii in care se afla fereastra respectiva. Acest coeficient trebuie definit pentru fiecare situatie in parte, in special daca ventilarea naturala prin deschiderea ferestrelor se considera un sistem de ventilare separat si autonom.

In lipsa altor valori in documentatia tehnica, pentru marimile utilizate in relatiile din § 2.6, se pot utiliza valorile din anexa II.2.E date de proiectare

II.2.6.9 Calculul consumului anual de energie pentru ventilare naturala si mecanica

● Valori de calcul pentru sistemele de distributie a aerului din incaperi

C(util)=0 pe perioada nefunctionarii sistemului de ventilare (ventilator oprit), respectiv C(util)=1 pe perioada de functionare;

Epsilon(v) = 1

C(contr) = 1;

C(sist) = 1.2;

C(aer) = 1.8;

Pentru ventilarea in regim liber si in regim de noapte nu se pot defini valori implicite, fiind necesara interventia unui expert tehnic autorizat la instalatia de ventilare, care sa evalueze strategia de control a sistemului pe perioada de functionare a acestuia.

● Valori implicite pentru sisteniul de ventilare centralizat (centrala de ventilare CV) sau local (ventilator local, aeroterma etc..)

–Pierderile de aer in canalele de transport ale aerului aflate in suprapresiune si CV

Se propune neglijarea pierderilor de aer in centrala de ventilare daca aceasta a fost testata conform normativului EN 1886 si a obtinut clase de etanseitate de minim L3.

Se recomanda urmatoarele valori pentru permeabilitatea K (mc/s*mp) a canalului de aer, raportul dintre debitul pierdut din canal catre exterior si debitul total transportat, r (%) si pentru coeficientul de pierdere de aer din canal C(pierd,c).

Tabel 2.15 Marimi necesare pentru calculul pierderilor de aer in conducte

┌────────────────────────┬──────────────────┬─────────────────┬────────────┐

│ │K │r │C(pierd,c) │

├────────────────────────┼──────────────────┼─────────────────┼────────────┤

│Valoare implicita= │6.75*10^-5 │0.150 │1.15 │

│2.5* valoare clasa A │ │ │ │

│Clasa A │2.7*10^-5 │0.060 │1.06 │

│Clasa B │9*10^-6 │0.020 │1.02 │

│Clasa C sau superioara │3*10^-6 │0.00 │1.0 │

└────────────────────────┴──────────────────┴─────────────────┴────────────┘

Valorile pentru CV sunt redate in tabelul de mai jos:

Tabel 2.16 Marimi necesare pentru calculul pierderilor de aer in CV

│ │K │r │C(pierd,CV) │

│Valoare implicita= │6.75*10^-5 │0.150 │1.06 │

│2.5* valoare clasa A │ │ │ │

│Clasa A │2.7*10^-5 │0.060 │1.02 │

│Clasa B │9*10^-6 │0.020 │1.01 │

│Clasa C sau superioara │3*10^-6 │0.00 │1.0 │

● Valori ale coeficientului de presiune dinamica C(p) tinand cont si de posibila ventilare transversala

–Valori C(p) pentru cladiri cu ventilare transversala

Valorile lui C(p) vor fi indicate in Anexa II.2.F atat pentru fatadele neadapostite la vant cat si pentru cele adapostite (opuse directiei vantului). Pentru acoperis, valoarea lui C(p) se considera egala cu cea a fatadei adapostite.

–Valori ale C(p) pentru cladiri fara ventilare transversala

In acest caz, pentru a lua in considerare suprapresiunea vantului pe fatada neadapostita, se majoreaza C(p) din cazul anterior cu 0.05 pentru aceasta, si se scade C(p) cu 0.05 pentru fatada adapostita.

● Repartizarea rosturilor si neetanseitatilor la nivelul intregii anvelope

In cazul necunoasterii amplasarii exacte a rosturilor si neetanseitatilor anvelopei prin care se produc infiltratii/exfiltratii, se considera o repartizare conventionala a acestora pe cele doua fatade, dupa cum urmeaza:

C(infiltr/exfiltr,zona)(pierderea de aer din zona) = 0.67 (conventional);

–pentru fatada

A(fatade)

C(infiltr/exfiltr,fatada)=C(infiltr/exfiltr,zona)────────────────────── (2.92)

A(acoperis) + A(fatade)

–pentru acoperis

A(acoperis)

C(infiltr/exfiltr,acoperis)=C(infiltr/exfiltr,zona)────────────────────── (2.93)

A(acoperis) + A(fatade)

–In functie de pozitia pe inaltime a unui component aeraulic fata de zona respectiva (H(c) fata de H(z) inaltimea zonei), se considera urmatorii coeficienti de pierderi aeraulice, in functie de tipul fatadei si de prezenta acoperisului tip sarpanta:

Tabel 2.17

┌────────────────┬───────────────────────┬───────────────────────┬─────────────┐

│Inaltime │ Fatada neadapostita │ Fatada adapostita │ Acoperis │

│component │ │ │ │

├────────────────┼───────────────────────┼───────────────────────┼─────────────┤

│H(c) = 0.25*H(z)│0,25*C(infiltr/exfiltr,│0,25*C(infiltr/exfiltr,│ │

│ │ fatada)│ fatada)│ │

│H(c) = 0.75*H(z)│0,25*C(infiltr/exfiltr,│0,25*C(infiltr/exfiltr,│ │

│ │ fatada)│ fatada)│ │

│H(c) = H(z) │ │ │C(infiltr/ │

│ │ │ │exfiltr, │

│ │ │ │acoperis) │

└────────────────┴───────────────────────┴───────────────────────┴─────────────┘

–Repartizarea gurilor de ventilare naturala la nivelul intregii anvelope

Tabel 2.18

│Inaltime │ Fatada neadapostita │ Fatada adapostita │ Acoperis │

│component │ │ │ │

│H(c) = 0.25*H(z)│0,25*C(intr,fatada) │0,25*C(intr,fatada) │ │

│H(c) = 0.75*H(z)│0,25*C(intr,fatada) │0,25*C(intr,fatada) │ │

● Concentratii exterioare de calcul pentru poluantii gazosi

Deoarece nu exista recomandari sau reglementari pentru totalitatea poluantilor si cele existente nu sunt omogene intre tari, sunt necesare interpretari documentate din partea proiectantului. Se ia in considerare impactul potential al amestecurilor de poluanti si nu numai al poluantilor individuali.

Poluantii gazosi tipici care se iau in considerare la evaluarea aerului exterior pentru proiectarea instalatiilor de ventilare si de climatizare a incaperilor sunt monoxidul de carbon, bioxidul de carbon, bioxidul de sulf, oxizi de azot si compusi organici volatili (VOC - de exemplu benzen, solventi si hidrocarburi poliaromatice). Impactul asupra mediului interior al acestor poluanti exteriori depinde de reactivitatea acestora. De exemplu, monoxidul de carbon este relativ stabil si prezinta o absorbtie redusa la nivelul suprafetelor interioare. Prin contrast, ozonul din aerul exterior nu este in mod uzual luat in calcul pentru proiectarea instalatiei datorita reactivitatii sale ridicate si reducerii foarte rapide a concentratiei acestuia in instalatia de ventilare si in incapere. Alti poluanti gazosi sunt in cele mai multe cazuri intre aceste extreme.

Prin continut de particule se intelege cantitatea totala a particulelor solide si lichide din aer, de la praful vizibil si pana la particulele sub un micron. Majoritatea ghidurilor se refera la PM(10) (continut de particule cu un diametru aerodinamic de pana la 10 μm), insa se accepta din ce in ce mai mult faptul ca, in scopul asigurarii protectiei sanatatii, o atentie deosebita trebuie acordata particulelor mici. In cazul in care este necesar sa se tina seama de particulele biologice, ghidurile PM(10) nu sunt aplicabile si cel mai important aspect il constituie riscul imunologic sau infectios reprezentat de aceste particule.

Ca o recomandare, in tabelul 2.19 sunt prezentate exemple de niveluri pentru calitatea aerului exterior.

Tabelul 2.19: Exemple de concentratii ale poluantilor din aerul exterior

┌───────────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────┐

│Descrierea │Concentratie │

│amplasamentului │ │

├───────────────────┼──────────┬──────┬──────────┬──────────┬──────────┬───────┤

│ │CO(2) │CO │NO(2) │SO(2) │TOTAL │PM(10) │

│ │ppm │mg/mc │μg/mc │μg/mc │PM │μg/mc │

│ │ │ │ │ │mg/mc │ │

├───────────────────┼──────────┼──────┼──────────┼──────────┼──────────┼───────┤

│Mediu rural; fara │350 │< 1 │5-35 │< 5 │< 0,1 │< 20 │

│surse importante │ │ │ │ │ │ │

│Oras mic │375 │1-3 │15-40 │5-15 │0,1-0,3 │10-30 │

│Centrul orasului - │400 │2-6 │30 - 80 │10-50 │0,2 - 1,0 │20 - 50│

│poluat │ │ │ │ │ │ │

└───────────────────┴──────────┴──────┴──────────┴──────────┴──────────┴───────┘

Notă

Valorile indicate pentru poluantii aerului reprezinta concentratii anuale si nu trebuie sa fie utilizate pentru proiectarea instalatiilor. Concentratiile maxime sunt mai ridicate. Pentru informatii suplimentare se utilizeaza masurarile locale si ghidurile nationale.

Debite specifice de aer proaspat (exterior) pentru o persoana

Aceasta metoda este o metoda practica bine fundamentata pentru toate situatiile in care incaperile sunt destinate ocuparii umane tipice. Debitele de aer exterior (furnizate de instalatia de ventilare) pentru o persoana in cazul activitatii normale intr-un birou sau in casa, cu o rata metabolica de 1,2 met, sunt indicate in tabelul 2.20. Aceste valori sunt utilizate in mod curent la proiectarea instalatiei. Valorile trebuie sa fie respectate in zona ocupata. Debitele indicate pentru zone de nefumatori tin seama atat de metabolism, cat si de emisiile tipice in cladiri cu poluare redusa. In cazuri cu niveluri ridicate de activitate (met > 1,2), debitele de aer exterior trebuie sa fie majorate cu un factor de (valoare reala met)/1,2.

Tabel 2.20 Debitul specific de aer proaspat pe persoana

┌─────────┬───────────┬────────────────────────────────────┐

│Categorie│Unitate de │Debit de aer pentru o persoana │

│ │masura │Zona nefumatori Zona fumatori │

│ │ ├─────────┬───────┬──────────┬───────┤

│ │ │Domeniu │Valoare│Domeniu │Valoare│

│ │ │tipic │prin │tipic │prin │

│ │ │ │lipsa │ │lipsa │

├─────────┼───────────┼─────────┼───────┼──────────┼───────┤

│INT 1 │mc/(s*pers)│> 54 │72 │> 108 │144 │

│ │l/(s*pers) │> 15 │20 │> 30 │40 │

├─────────┼───────────┼─────────┼───────┼──────────┼───────┤

│INT 2 │mc/(s*pers)│36 - 54 │45 │72 -108 │90 │

│ │l/(s*pers) │10 - 15 │12,5 │20 - 30 │25 │

├─────────┼───────────┼─────────┼───────┼──────────┼───────┤

│INT 3 │mc/(s*pers)│22 - 36 │29 │43 - 72 │58 │

│ │l/(s*pers) │6 - 10 │8 │12 - 20 │16 │

├─────────┼───────────┼─────────┼───────┼──────────┼───────┤

│INT 4 │mc/(s*pers)│< 22 │18 │< 43 │36 │

│ │l/(s*pers) │< 6 │5 │< 12 │10 │

└─────────┴───────────┴─────────┴───────┴──────────┴───────┘

Este recomandata in mod special alegerea materialelor de constructie nepoluante sau cu poluare redusa, inclusiv mobila, covoarele si instalatia de ventilare propriu-zisa, in locul cresterii debitului de aer exterior in scopul diluarii acestor emisii posibil a fi evitate.

Debitele indicate pentru zonele de fumatori sunt valabile pentru zonele in care este permis fumatul. Se recomanda definirea zonelor de fumatori si nefumatori si adaptarea instalatiei la situatia corespunzatoare.

Debitele specifice de aer exterior raportate la aria pardoselii

Aceasta metoda poate fi utilizata in anumite cazuri la proiectarea instalatiei pentru incaperi fara ocupare umana si fara o destinatie clara (de exemplu incaperi de depozitare). Debitele de aer pe unitate de arie a pardoselii sunt indicate in tabelul 2.21. Acestea se bazeaza pe un timp de functionare de 50% si pe o inaltime a incaperii de 3 m. Pentru timp de functionare mai mic si pentru incaperi mai inalte, debitele de aer trebuie sa fie mai mari.

Tabelul 2.21 Debite de aer exterior sau transferat pe unitate de arie utila a pardoselii pentru incaperi cu alta destinatie decat ocupare umana

┌─────────┬───────────┬────────────────────────────────────┐

│Categorie│Unitate de │Debit de aer exterior sau transferat│

│ │masura │pe unitate de arie a pardoselii │

│ │ ├─────────────────┬──────────────────┤

│ │ │Domeniu tipic │Valoare prin lipsa│

├─────────┼───────────┼─────────────────┼──────────────────┤

│INT 1 │mc/(s*pers)│* │* │

│ │l/(s*pers) │* │* │

├─────────┼───────────┼─────────────────┼──────────────────┤

│INT 2 │mc/(s*pers)│> 2,5 │3 │

│ │l/(s*pers) │> 0,7 │0,83 │

├─────────┼───────────┼─────────────────┼──────────────────┤

│INT 3 │mc/(s*pers)│1,3 - 2,5 │2 │

│ │l/(s*pers) │0,35 - 0,7 │0,55 │

├─────────┼───────────┼─────────────────┼──────────────────┤

│INT 4 │mc/(s*pers)│< 1,3 │1 │

│ │l/(s*pers) │< 0,35 │0,28 │

└─────────┴───────────┴─────────────────┴──────────────────┘

II.

2.7.Calculul consumului de energie pentru ventilarea cladirilor

II.

2.7.1.Domeniu de aplicare: cladiri dotate cu sisteme de ventilare si climatizate, fara controlul umiditatii interioare in perioada de vara. Pot fi incluse si sistemele de incalzire si racire cu aer, daca acestea au si rol de ventilare.

Calculul se aplica la cladiri rezidentiale sau nerezidentiale sau parti ale acestora.

II.

2.7.2.Obiectiv: evaluarea impactului energetic al sistemelor de ventilare din cladiri, ca parte a procedurilor complexe de evaluare energetica a cladirilor si sistemelor aferente. In acest scop sunt detaliate:

–temperatura si umiditatea aerului de ventilare care patrunde in cladiri,– calculul consumului de energie pentru vehicularea aerului si– calculul energiei pentru pretratarea aerului de ventilare/climatizare.

II.

2.7.3.Continut general

In acest paragraf se dau metodele de calcul pentru:

–necesarul de energie la ventilatoare si alte elemente auxiliare ale sistemului de ventilare;

–energia necesara pentru dezghetul bateriilor de preincalzire si preracire;

Necesarul de energie pentru incalzirea aerului infiltrat nu face obiectul prezentului paragraf.

Aceste energii vor depinde de sistemul si de combustibil utilizat si vor fi defalcate pe tipuri de procese termodinamice (incalzire, racire sau ventilare). In unele cazuri este necesar de precizat ipotezele de calcul, de exemplu daca un ventilator este utilizat in cadrul unor procese de incalzire, racire sau ventilare simpla.

II.2.7.4 Metoda de calcul

Pe baza debitelor de introducere considerate cunoscute, procedura de calcul:

–temperaturile si umiditatile debitelor de aer ce sunt refulate in zonele incalzite sau racite;

–energia consumata pentru a realiza aceasta tratare

In cazul in care aerul este introdus in incaperi prin deschideri pasive (guri pentru ventilarea naturala) sau ferestre, se considera ca acest aer are caracteristicile termodinamice ale aerului exterior.

Daca acest aer este preluat dintr-un spatiu adiacent zonei de calcul, temperatura acestui spatiu se calculeaza conform § 2.4.

Daca aerul este introdus in incaperi printr-un sistem de ventilare echilibrat sau nu aeraulic se determina modul in care se modifica parametrii termodinamici ai aerului, precum si modul de calcul al energiei necesare pentru tratarea acestuia.

II.2.7.4.1 Pierderi de caldura prin suprafata canalelor de transport al aeruluia) Pierderi de caldura prin conductele (canalele) situate in incaperea/zona climatizata. Aceste pierderi trebuie luate in considerare doar atunci cand diferenta dintre temperatura aerului transportat si temperatura incaperii sau zonei climatizate este semnificativa. Ele pot fi neglijate in cazul cand sistemul nu asigura incalzirea sau racirea aerului, ci doar ventilarea simpla.

b)Pierderi de caldura prin conductele situate in afara incaperii/zonei climatizate:

Temperatura si umiditatea aerului din conducta se calculeaza cu relatiile:

θ(2) = θ(1) + Delta T(cta) (2.94)

X(2) = X(1)

┌ ┐

│ H(cta) │

│ ──────────── │

│ 0,34q(v,cta) │

Delta T(cta) = [θ(1) - θ(ext)]│1 - e │S (2.95)

│ │

└ ┘

unde:

θ(1), X(1) - temperatura si continutul de umiditate al aerului la intrare in conducta, [°C, respectiv g(vapori)/Kg(aer uscat)],

θ(2), X(2) - temperatura si continutul de umiditate al aerului la iesire din conducta, [°C, respectiv g(vapori)/Kg(aer uscat)],

H(cta) - pierderea de caldura a aerului prin peretii conductei, catre mediul ambiant, [W/K],

q(v,cta) - debitul de aer din conducta [mc/h].

c)Pierderi de aer din conductele de transport ale aerului

Aerul infiltrat in/din conductele de transport de aer se calculeaza conform § 2.6.7. Daca aerul este exfiltrat din conducta, nu exista o modificare a parametrilor termodinamici ai aerului transportat de aceasta. Daca insa se infiltreaza aer in conducta, acesti parametri se modifica in functie de parametrii aerului infiltrat, care se amesteca cu cel transportat.

II.2.7.4.2 Ventilatoare

Cresterea de temperatura a aerului la trecere prin ventilator, Delta T(vent) se calculeaza cu relatia:

F(vent) R(rc)

Delta T(vent) = ────────────── (2.96)

rhocq(v,vent)

unde:

Delta T(vent) - diferenta de temperatura cu care se incalzeste aerul in ventilator, [°C],

rho(aer) (kg/mc) - este densitatea aerului,

C(rho,aer) (J/kgK) - caldura specifica masica a aerului.

Se cunosc:

–debitul volumic la ventilator q(v,vent) (mc/h);

–puterea instalata la ventilator P(vent) (W);

–rata de transformare a energiei electrice in caldura, absorbita de aer R(rc) - (valori in tabelul 2.22)

La 20°C, produsul rho(aer)C(p,aer) este aproximativ egal cu 1215 J/mcK.

Tabel 2.22 Rata de recuperare e e puterii ventilatorului

┌────────────────────┬───────────────┐

│Motor plasat in │ 0,9 │

│curentul de aer │ │

├────────────────────┼───────────────┤

│Motor plasat in │ │

│afara curentului │ 0,6 │

│de aer │ │

├────────────────────┼───────────────┤

│Pozitie │ 0,75 │

│necunoscuta │ │

└────────────────────┴───────────────┘

Pentru ventilarea mecanica controlata cu volum de aer constant (sistem CAV - Constant Air Volume) sau variabil (sistem VAV - Variable Air Volume) fara aer recirculat (adica 100% aer exterior) se poate afirma ca puterea medie consumata este similara cu cea obtinuta pentru un debit volumic de aer C(cont)q(v) (mc/h), pentru simplificarea calculului.

Pentru sistemele VAV cu recirculare, C(cont) depinde de actiunea asupra clapetei de reglare pe aerul exterior in timp ce puterea absorbita de ventilator depinde de raportul dintre debitul mediu refulat si debitul maxim refulat.

In orice situatie, reglarea ventilatorului trebuie luata in calcul pentru a determina cat de mult scade puterea absorbita de ventilator in raport cu puterea absorbita in conditii nominale de functionare.

Daca nu este disponibila nici o informatie, urmatoarele curbe caracteristice q(v) - P(abs) (%) pot da o idee asupra diverselor tipuri de reglare posibile la ventilator - figura 2.10.

Figura 2.10: Curbe de dependenta q(v) - P(abs) in diverse cazuri de reglare a ventilatoarelor

PB - Palete curbate inapoi;

PI - Palete curbate inainte;

TV - Turatie variabila;

CV PB - Control variabil al paletelor curbate inapoi;

SR - Sibar de reglaj;

IV - Inclinare variabila a paletelor de pe aspiratie;

!Imagine

De exemplu, daca s-a determinat un coeficient C(cont) = 0,5 pentru un sistem de tip CAV, se poate presupune ca puterea consumata este echivalenta cu puterea nominala la un raport de 50%, adica in acest caz 30% din puterea maxima cu variatia turatiei.

In tabelul 2.23 este redat raportul ce trebuie aplicat puterii absorbite la viteza maxima in functie de valoarea C(cont) si de tipul de reglare.

Tabelul 2.23 Exemplu de rapoarte de putere absorbita in functie de reglare si de raportul de debite

┌─────────────────────────────────────┬─────────┬─────────┬────────┬─────────┐

│Raport de debit │0,2 │0,4 │0,6 │0,8 │

├─────────────────────────────────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┤

│Control clapete reglare la ventilator│55% │75% │90% │100% │

│cu palete inclinate inapoi │ │ │ │ │

│Control clapete reglare la ventilator│50% │55% │70% │100% │

│cu palete inclinate inainte │ │ │ │ │

│Variatia turatiei │10% │18% │35% │65% │

└─────────────────────────────────────┴─────────┴─────────┴────────┴─────────┘

II.2.7.4.3 Schimbatoare de caldura (recuperatoare)

● Recuperatoare de caldura sensibila

marimi de intrare:

–θ(ev,1); X(ev,1) - temperatura si continutul de umiditate al aerului evacuat inainte de intrarea in recuperator;

–θ(ref,1); X(ref,1) - tempcratura si continutul de umiditate al aerului exterior inainte de intrarea in recuperator;

–q(v,ref); q(v,ev) - debitul volumic refulat si evacuat ce trec prin recuperator;

–Epsilon(rec) - eficienta de transfer termic a recuperatorului pentru un set de debite refulat/evacuat aproximativ egale– P(el,nec) - puterea electrica necesara la recuperator (in W)– Delta θ(recup) - cresterea de temperatura a aerului datorata prezentei ventilatorului in curentul de aer (considerata atat pentru circuitul de refulare cat si pentru cel de evacuare).

Pentru unitatile de recuperare din sectorul rezidential (testate conform EN 13141-7) eficienta globala include cresterea de temperatura la ventilator.

Elemente de calcul:

┌

│ Deltaθ(recup,ref) = Epsilon(recup)[θ(ev,1) - θ(ref,1)]

│

│ θ(ref,2) = θ(ref,1) + Deltaθ(recup,ref)

│

│ Deltaθ(recup,ev) = -Deltaθ(recup,ref)

< (2.97)

│ θ(ev,2) = θ(ev,1) + Deltaθ(recup,ev)

│

│ X(ref,2) = X(ref,1)

│

│ X(ev,2) = X(ev,1)

└

marimi de iesire:

–θ(ev,2); X(ev,2) - temperatura si continutul de umiditate al aerului evacuat dupa iesirea din recuperator;

–θ(ref,2); X(ref,2) - temperatura si continutul de umiditate al aerului exterior dupa iesirea din recuperator;

II.2.7.4.4 Recuperatoare de caldura sensibila si latenta (entalpice)

● Probleme legate de dezghet

Prevenirea inghetului apei in instalatiile de ventilare/climatizare se poate face in doua moduri:

a)Control direct al dezghetului prin actiune asupra recuperatorului de caldura (prin montarea unui bypass, a altor baterii auxiliare de incalzire sau a unui schimbator rotativ);

b)Prin utilizarea unei baterii de pre-incalzire a aerului exterior, inainte de intrarea acestuia in recuperator

In ambele cazuri, valoarea temperaturii la iesirea din compartimentul de preincalzire - θ(ref,2) este limitata la +5 °C pentru cladirile rezidentiale si la 0 °C pentru cele rezidentiale. Valoarea de referinta pentru recuperatoarele cu regenerare higroscopica din cladirile comerciale este de -5 °C.

Valori de referinta pentru θ(ref,2);

–5 °C pentru sectorul rezidential;

–0 °C pentru schimbatoare cu placi din sectorul non-rezidential;

–-5 °C pentru schimbatoare rotative din sectorul non-rezidentiala) Control direct al dezghetului– in acest caz trebuie aplicata o corectie Delta[Deltaθ(recup,ev)] asupra temperaturii de iesire θ(ev,2):

Delta[Deltaθ(recup,ev)] = max[0; θ(ev,min) - θ(ev,2)] daca

–daca debitul refulat si evacuat sunt egale, aceeasi corectie trebuie aplicata si lui θ(ref,2):

Delta[Deltaθ(recup,ref)] = -Delta[Deltaθ(recup,ev)]

–in cazul lipsei oricarui element pentru dezghet, este suficient de a seta temperatura θ(ev,2) la o valoare foarte scazuta:

–ex. - 100°C.b) baterie de preincalzire pentru dezghet

In acest caz aerul exterior este preincalzit pana la o valoare θ(dezghet), ce serveste la calculul θ(ev,2), corespunzatoare iesirii aerului evacuat din recuperator.

● Limitarea temperaturii de refulare la regimul de evolutie libera "free-cooling"

Temperatura θ(ref,2) poate fi limitata maximal la o valoare θ(ref,2,max) pentru a opri incalzirea excesiva a aerului refulat in timpul perioadei de racire. Valoarea diferentei de temperatura Deltaθ(recup,ref) pe circuitul de refulare inainte si dupa recuperator trebuie corectata cu valoarea:

Delta[Deltaθ(recup,ref)] = min 0; max[θ(ref,2,max)-θ(ref,2); θ(ref,1)-θ(ref,2)]

Daca nu se impune o limitare, este suficient sa se aplice aceeasi formula de calcul setand θ(ref,2,max) la o valoare maxima, de ex. 100°C. Noua valoare controlata a temperaturii de refulare θ(ref,2,c) se va scrie in aceasta ipoteza:

θ(ref,2,c) = θ(ref,2) + Delta[Deltaθ(recup,ref)]

II.2.7.4.5 Camere de amestec

In aceste aparate componente ale CTA, aerul recirculat din incaperile climatizate este amestecat cu aerul exterior (proaspat) in vederea recuperarii energiei. Camerele de amestec sunt echipate cu clapete de reglare a debitului atat pe partea aerului exterior, cat si pe cea a aerului recirculat.

Marimi de intrare:

–θ(ev,1); X(ev,1) - temperatura si continutul de umiditate al aerului evacuat din incaperea (zona) climatizata inainte de intrarea in camera de amestec;

–θ(ref,1); X(ref,1) - temperatura si continutul de umiditate al aerului exterior inainte de intrarea in camera de amestec;

–q(rec) - [echivalent ca notatie cu q(ev,1)] - debitul masic de aer recirculat prin camera de amestec;

–q(ext) [echivalent ca notatie cu q(ref,1)] - debitul masic de aer exterior (proaspat) prin camera de amestec, in functie de conditiile de diluare a nocivitatilor din aerul interior respirabil (conditii igienico-sanitare).

Calculul raportului de recirculare al camerei de amestec:

q(rec)

R(rec) = ─────── (-)

q(ext)

–reprezinta raportul de recirculare in camera de amestec, scris ca raport dintre debitul masic de aer recirculat q(rec) si debitul masic de aer exterior, ce patrund in camera de amestec

Marimi de iesire:

–θ(ref,2); X(ref,2) - temperatura si continutul de umiditate al aerului exterior la iesirea din camera de amestec, calculate pe baza relatiilor de bilant masic si de umiditate la nivelul camerei de amestec:

┌

│ θ(ref,2) = θ(ev,1) + [1 - R(rec)θ(ref,1)]

< (2.98)

│ X(ref,2) = X(ev,1) + [1 - R(rec)X(ref,1)]

└

–q(ref,2) = q(ext)[1 + R(rec)] - debitul de refulare la iesirea din camera de amestec;

–q(ev,2) = q(ext) - debitul evacuat in exterior.

II.2.7.4.6 Preincalzirea aerului

In urma preincalzirii, aerul este incalzit la o temperatura impusa θ(preinc)

Marimi de intrare:

θ(1), X(1) - temperatura si continutul de umiditate al aerului la intrarea in baterie de preincalzire (aer exterior sau iesit din camera de amestec pe circuitul de refulare);

q(preinc) - debitul masic de aer ce trece prin bateria de preincalzire (aer exterior sau iesit din camera de amestec pe circuitul de refulare).

Calculul puterii termice necesare preincalzirii:

P(preinc) = max{0; q(preinc)[θ(preinc) - θ(1)]} (kW) (2.99)

Marimi de iesire:

θ(2) = θ(preinc) - temperatura aerului la iesirea din bateria de preincalzire

X(2) = X(1) - continutul de umiditate la iesirea aerului din bateria de preincalzire, egal cu cel de la intrarea in baterie (nu exista schimb de energie latent)

II.2.7.4.7 Preracirea aerului

In general, in situatia de vara, aerul exterior este preracit pana la o temperatura θ(prerac) impusa.

Marimi de intrare:

θ(1), X(1) - temperatura si continutul de umiditate al aerului la intrarea in baterie de preracire (aer exterior);

q(v,prerac) - debitul volumic de aer ce trece prin bateria de preracire (aer exterior);

θ(BR) - temperatura medie a bateriei de racire, functie de temperaturile de tur/retur ale apei de racire (in cazul prezentei unui agregat frigorific de preparare a apei racite) sau egala cu temperatura de vaporizare a fluidului frigorific (in cazul racirii prin detenta directa).

Calcul:

–variatia temperaturii aerului in timpul procesului de preracire Deltaθ(prerac):

Deltaθ(prerac) = max[0; θ(1) - θ(prerac)] (2.100)

–θ(2) - temperatura aerului la iesirea din bateria de preracire:

θ(2) = θ(1) - Deltaθ(prerac) (2.101)

–eficienta procesului de preracire epsilon(prerac):

┌ ┐

│ θ(prerac) - θ(BR) │

epsilon(prerac) = min│ 1; ───────────────── │ (2.102)

│ θ(1) - θ(BR) │

└ ┘

–continutul de umiditate al aerului la suprafata exterioara a bateriei de racire X(BR):

┌ ┐

│ 4110.34 │

X(BR) = EXP│18.8161 - ────────────│

│ θ(BR) + 235 │ (2.103)

└ ┘

–variatia continutului de umiditate al aerului in urma preracirii DeltaX(prerac):

DeltaX(prerac) = min{0; [x(BR) - x(1)][1 - epsilon(prerac)]} (2.104)

–continutul de umiditate al aerului la iesirea din bateria de preracire X(2):

X(2) = X(1) - DeltaX(prerac) (2.100)

–puterea necesara pentru a asigura procesul de preracire P(prerac) (kW):

P(prerac) = q(v,prerac){0.83[X(2) - X(1)] + 0.34[θ(2) - θ(1)]} (2.105)

Marimi de iesire:

θ(2), X(2), P(prerac)

II.2.7.4.8 Umidificarea izoterma a aerului iarna

In special in situatia de iarna, atunci cand aerul exterior are un continut de umiditate redus, acesta trebuie umidificat pana la o valoare setata impusa X(umidif). Acest proces se realizeaza tehnic prin injectarea de abur saturat in curentul de aer, procesul termodinamic de evolutie a aerului in camera de umidificare fiind cvasi-izoterm.

Marimi de intrare:

θ(1), X(1) - temperatura si continutul de umiditate al aerului la intrarea in camera de umidificare (aer exterior sau nu);

q(v,umidif) - debitul volumic de aer in procesul de umidificare;

X(umidif) - valoare setata a continutului de umiditate al aerului dupa umidificare.

Calcul:

θ(2) = θ(1) (temperatura la iesirea din umidificator este egala cu cea la intrare, in conditiile mentionate);

X(2) = max[X(1); X(umidif)] - continutul de umiditate al aerului la iesirea din umidificator;

P(umidif) = 0.83 * q(v,umidif) * max{0; [X(umidif) - X(1)]}

–puterea termica necesara umidificarii izoterme a debitului

de aer volumic q(v,umidif). (2.106)

Aceste formule se vor aplica exclusiv in situatia de iarna, la crestera umiditatii aerului inainte de a fi refulat in incaperile climatizate, pentru a se evita senzatia de uscaciune la interior din cauza unei umiditati relative scazute. In conditii de vara, nu se utilizeaza umidificarea aerului.

Marimi de iesire

θ(2), X(2), P(umidif)

II.

2.7.5.Aplicatii

Domeniile principale de aplicare ale metodelor prezentate in acest paragraf sunt urmatoarele:

–pentru metodele de calcul orare;

–pentru metodele lunare;

–pentru metodele anuale;

–pentru metodele statistice

● Metode orare

Daca aerul nu este introdus prin intermediul unui sistem de ventilare mecanica, caracteristicile termodinamice ale aerului de ventilare corespund celor pentru aerul exterior. In acest caz, se va calcula numai energia necesara pentru antrenarea ventilatorului montat pe circuitul de evacuare al aerului viciat din incaperi (daca acesta exista).

In restul cazurilor (ventilare mecanica controlata pe circuitul de refulare, cu sau fara tratarea termodinamica a aerului), pasii de calcul trebuie sa urmeze urmatoarea ordine cronologica:

1.se definesc la inceputul calculului anual, caracteristicile sistemului de ventilare, cu exceptia conditiilor privind climatul exterior si interior;

2.se definesc, ca valori orare:

–caracteristicile aerului exterior (temperatura si continut de umiditate) θ(ext), X(ext)– caracteristicile aerului interior (temperatura si continut de umiditate) θ(int), X(int); pentru a evita probleme de convergenta, se recomanda preluarea valorilor calculate pentru ora precedenta– valorile de temperatura si/sau continut de umiditate pre-setate (impuse);

–debitele de aer din sistem (exterior, recirculat, evacuat, refulat)

In continuare se procedeaza astfel:

a)se calculeaza caracteristicile termodinamice ale aerului dupa recuperatorul de caldura (daca el exista) atat pe circuitul de refulare, cat si pe cel de evacuare;

b)se calculeaza caracteristicile termodinamice si energiile necesare pentru desfasurarea urmatoarelor procese termodinamice:

–preincalzire;

–preracire;

–umidificare;

–pierderi de energie prin suprafata exterioara a conductelor de transport ale aerului amplasate la exterior;

–incalzirea suplimentara a aerului la trecerea prin ventilator(oare).

Aceasta ordine poate sa nu fie respectata de functionarea reala a instalatiei, insa ea este corecta principial tinand cont de urmatoarele ipoteze:

–controlul preincalzirii si preracirii este realizat pentru aerul refulat in zona incalzita sau racita; in acest caz, impactul pierderilor de energie la suprafata conductelor si castigurilor de energie in ventilator sunt astfel compensate;

–temperatura setata pentru preracire este mai mica decat cea prevazuta pentru preincalzire;

–continutul de umiditate setat pentru umidificare este mai mic decat cel corespunzator temperaturii de saturatie izoterme;

● Metode anuale si lunare– Sistem fara impact asupra umiditatii

Se mentin aceleasi ipoteze de calcul ca in cazul metodelor orare, tinand cont de distributia anuala (lunara) a temperaturii exterioare si aplicand aceeasi ipoteza la calculul temperaturilor interioare.

Rezultatele finale vor fi sub forma unor energii anuale (lunare) necesare pentru preincalzire, preracire si auxiliarele acestora.– Sistem cu impact mediu sau mare asupra umiditatii

Se mentin aceleasi ipoteze de calcul, tinand cont de distributia anuala (lunara) a temperaturii si umiditatii exterioare si aplicand aceeasi ipoteza la calculul temperaturilor si umiditatilor interioare.

Rezultatele finale vor fi sub forma unor energii anuale (lunare) necesare pentru preincalzire, preracire, umidificare si auxiliarele acestora.

II.

2.8.Calculul consumului anual de energie pentru sistemele centralizate si descentralizate de climatizare si aer conditionat.

II.

2.8.1.Domeniu de aplicare: cladiri climatizate, cu controlul umiditatii, echipate cu unul din urmatorele tipuri de sisteme de climatizare:

–sisteme de climatizare de tip "numai aer",– sisteme de climatizare de tip "aer-apa" cu aparate terminale - ventiloconvectoare

Calculul se aplica la cladiri rezidentiale sau nerezidentiale sau parti ale acestora, care vor fi denumite generic "cladire".

Metoda de calcul poate fi dezvoltata pentru estimarea consumurilor energetice si in cazul altor tipuri de sisteme de climatizare.

II.

2.8.2.Obiectiv: calculul energiei necesare climatizarii cladirilor pentru asigurarea unei temperaturi si a unei umiditati interioare prescrise precum si energia consumata de sistemul de climatizare in acest scop.

II.

2.8.3.Continut general

Metoda de calcul pentru necesarul de energie pentru racire si dezumidificare este de tip "grade-zile".

Sunt luati in calcul factori specifici, corespunzatori domeniului de aplicare si anume:

–consumurile de energie datorate sarcinilor de caldura latenta– existenta unor sarcini importante datorate debitelor mari de aer proaspat– utilizarea in cadrul sistemelor de climatizare a recuperatoarelor de caldura (sensibila sau sensibila si latenta)– inertia termica a elementelor de constructie– varietatea mare de tipuri de instalatii de climatizare si a surselor de frig utilizate (sisteme centralizate "numai aer", sisteme cu aparate terminale de tip "aer-apa", chillere cu compresie mecanica, chillere cu absorbtie, chillere reversibile - pompe de caldura, etc.)

Metoda de calcul a consumului de energie este lunara.

Pentru a se putea evalua consumul total de energie corespunzator tuturor echipamentelor din cadrul unui sistem de climatizare, se introduce de asemenea o metodologie de calcul pentru energia necesara proceselor de umidificare si vehiculare aer.

II.

2.8.3.1.Principalele date de intrare necesare pentru efectuarea calculelor

Datele necesare de calcul sunt:

–caracteristicile elementelor de anvelopa pentru incaperea climatizata;

–scenariul de ocupare al incaperii climatizate;

–sursele interne de caldura si umiditate;

–climatul exterior;

–date privind sistemul de climatizare:

● debitul de aer; debitul de aer proaspat,

● valorile prescrise pentru parametrii de confort (temperatura, umiditate),

● temperatura si umiditatea aerului refulat in incapere,

● coeficientul de performanta al instalatiei frigorifice,

● pierderea de sarcina din sistem,

● randamentul ventilatorului,

● modul de functionare al ventilatorului (1 treapta de turatie, 2 trepte de turatie, variatie continua turatie),

● eficacitatea recuperatorului de caldura (daca exista).

II.

2.8.3.2.Principalele date de iesire (rezultate) sunt:

–necesarul de energie lunar si anual pentru climatizarea cladirilor (racire, incalzire, umidificare, vehiculare aer)

II.

2.8.4.Necesarul de energie pentru climatizare

II.

2.8.4.1.Necesarul de energie pentru racire si dezumidificare

Calculul de tip grade-zile se efectueaza pe baza relatiei:

N x [θ(aem) - θ(b)]

NGZ = ────────────────────────── (grade-zile) (2.107)

-k x [θ(aem) - θ(b)]

1 - e

unde:

N - numar de zile (pentru luna de calcul considerata) (zile)

θ(aem) - temperatura medie lunara a aerului exterior (pentru luna de calcul considerata) (°C)

θ(b) - temperatura de baza calculata conform metodologiei de mai jos, in functie de tipul sistemului de climatizare (°C)

K - constanta, valoare utilizata de regula: 0,71

Calculul consumului de energie pentru racire si dezumidificare se efectueaza pe baza numarului de grade-zile si a valorii coeficientului de performanta al chiller-ului, astfel:

Q(r)

Q(chiller) = ─── (kWh) (2.108)

COP

Q(r) = 24 . mc(p)NGZ (kWh) (2.109)

unde:

Q(chiller) - necesarul de energie la sursa de frig a sistemului de climatizare (kWh)

Q(r) - necesarul de energie pentru racire si dezumidificare (kWh)

COP - coeficient de performanta al chiller-ului

m - debitul masic de aer vehiculat in sistemul de climatizare (kg/s)

c(p) - caldura specifica a aerului (kJ/kg°C)

Temperatura de baza se calculeaza in functie de tipul sistemului de climatizare dupa cum urmeaza:

a)sisteme de climatizare "numai aer":

Temperatura de baza utilizata in metoda de calcul grade-zile depinde de:

–temperatura de confort a aerului interior (valoarea setata) din incaperea climatizata,– sarcina de racire sensibila datorata aerului proaspat,– incalzirea aerului in ventilatorul de introducere (termenul al doilea din ecuatia de mai jos),– degajarile de caldura sensibila de la surse interioare din incaperea climatizata si aporturile de caldura datorate radiatiei solare (termenul al treilea din ecuatia de mai jos),– aporturile de caldura prin transmisie pentru incaperea climatizata (termenul al patrulea din ecuatia de mai jos),– degajarile de caldura latenta de la surse interioare din incaperea climatizata si sarcina de racire latenta datorata aerului proaspat (ultimul termen din ecuatia de mai jos).

vDeltaP Q(sm) U'

θ(b) = θ(ai) - ───────── - ─────── - ───── [θ(aezi) - θ(ai)] - 2400 DeltaX (°C)

. . .

mc(p)eta(v) mc(p) mc(p)

(2.110)

unde:

θ(ai) - temperatura prescrisa a aerului interior din incaperea climatizata (°C)

v - debitul volumic de aer vehiculat in sistemul de climatizare (mc/s)

DeltaP - presiunea introdusa in sistem de ventilator (Pa)

eta(v) - randamentul ventilatorului

Q(sm) - degajari de caldura sensibila de la surse interioare: ocupanti, iluminat, echipamente - si aporturi de caldura de la radiatia solara (kW); pe baza valorilor calculate se determina valoarea medie lunara (pentru luna de calcul considerata) (kW)

U' = AU (kW/K), A - suprafata elementului de constructie prin care au loc aporturi de caldura prin transmisie (mp); U - coeficient global de transfer termic al elementului de constructie prin care au loc aporturi de caldura prin transmisie (kW/mp°C)

θ(aezi) - temperatura medie a aerului exterior pe perioada de ocupare a incaperii climatizate (pentru luna de calcul considerata) (°C)

DeltaX = X(e) - X(s), diferenta medie lunara de continut de umiditate (pentru luna de calcul considerata), (kg/kg), X(e) - continutul de umiditate al aerului exterior (kg/kg) si X(s) - continutul de umiditate la iesirea din bateria de racire (kg/kg); diferenta medie de continut de umiditate se determina utilizand relatia:

─

───────────── X(e) - X(s)

[X(e) - X(s)] = ────────────────────── (kg/kg) (2.111)

─

-k[X(e) - X(s)]

1 - e

cu X(e) - continutul de umiditate mediu lunar al aerului exterior (pentru

luna de calcul considerata) (kg/kg) si k - parametru calculat pe baza expresiei:

2,5

k = ────── (2.112)

σ(x)

σ(x) - deviatia standard pentru continutul de umiditate lunar al aerului

exterior; valoarea depinde de amplasarea geografica a cladirii climatizate

Obs.1) Pentru luarea in considerare a inertiei termice, expresia de calcul a temperaturii de baza se modifica astfel:

Font 8

v DeltaP Q(sm) U' Q(c)

θ(b) = θ(ai) - ────────── - ──────── - ────── [θ(aezi) - θ(ai)] - 2400 DeltaX + ───── (°C) (2.113)

. . . .

mc(p)eta(v) mc(p) mc(p) mc(p)

unde:

CDeltaθ(i)

Q(c) = ─────────── (kW)

24 x 3600

Q(c) - rata medie zilnica de stocare termica a elementelor de

constructie (kW)

C = rhoc(pm)V (kJ/°C), capacitatea termica a elementelor de constructie

ale incaperii climatizate

rho - densitatea materialelor elementelor de constructie (kg/mc)

c(pm) - caldura specifica a materialelor elementelor de

constructie (kJ/kg°C)

V - volumul elementelor de constructie (mc)

–───

tau

Deltaθ(i) = e [θ(ai) - θ(aen)] (°C) (2.114)

Deltaθ(i) - rata de racire a elementelor de constructie (diferenta de

temperatura intre temperatura elementelor de constructie si

temperatura aerului interior) (°C)

t - perioada de neocupare a incaperii climatizate (h)

tau - constanta de timp a elementelor de constructie (h)

θ(aen) - temperatura medie a aerului exterior noaptea (pentru luna de

calcul considerata) (°C)

2) in cazul in care exista in cadrul sistemului de climatizare recuperatoare de caldura (numai sensibila sau sensibila si latenta) calculul numarului de grade-zile se realizeaza pe baza relatiei:

Font 8

┌ ┐

│ │

│ θ(aem) - θ(b) epsilon [θ(aem) - θ(ai)] │

NGZ = N│ ─────────────────────────── - ──────────────────────────── │(grade-zile)*) (2.115)

│ -k x [θ(aem) - θ(b)] -k x [θ(aem) - θ(ai)] │

│ 1 - e 1 - e │

└ ┘

unde:

epsilon - eficacitatea recuperatorului de caldura; in absenta unei valori,

se poate determina conform relatiei:

m(AP)

epsilon = 1 - ────────────

. .

m(AP) + m(R)

m(AP) - debitul de aer proaspat (kg/s; mc/s)

m(R) - debitul de aer recirculat (kg/s; mc/s)

*)Notatiile din aceasta ecuatie sunt identice cu cele utilizate anterior,

cu mentiunea ca in expresia temperaturii de baza se modifica calculul

diferentei medii de continut de umiditate dupa cum urmeaza:

─ ─

───────────── X(e) - X(s) epsilon [X(e) - X(r)]

[X(e) - X(s)] = ────────────────────── - ─────────────────────── (kg/kg) (2.116)

─ ─

-k[X(e) - X(s)] -k[X(e) - X(r)]

1 - e 1 - e

unde:

X(r) - continutul de umiditate din aerul recirculat (considerat egal cu

continutul de umiditate din incaperea climatizata) (kg/kg)

b)sisteme de climatizare de tip "aer-apa" cu aparate terminale ventiloconvectoare

Exista doua situatii de calcul, in functie de configuratia sistemului de climatizare:

–cazul in care ventiloconvectoarele din incaperi preiau sarcinile latente; in aceasta situatie metoda de calcul este similara metodologiei descrisa mai sus pentru determinarea temperaturii de baza, considerand toate ventiloconvectoarele prin intermediul unui ventiloconvector echivalent si utilizand sarcini medii la nivelul intregii cladiri– cazul in care ventiloconvectoarele asigura doar partea sensibila, bateria de racire a centralei de tratare pentru aerul proaspat asigurand sarcina latenta; in aceasta situatie expresia de calcul a temperaturii de baza pentru calculul numarului de grade-zile se scrie:

┌ ┐

│ . . │

│ m(R) m(AP) │

θ(b) = │θ(s) + ──── [θ(ae) - θ(r)] - ───── 2400 DeltaX │ (°C) (2.117)

│ . . │

│ m m │

└ ┘

unde:

θ(s) - temperatura aerului la iesirea din bateria de racire a ventiloconvectorului (°C)

θ(r) - temperatura aerului din incaperea climatizata (°C)

II.

2.8.4.2.Necesarul de energie pentru umidificarea aerului

Consumul energetic se determina in functie de urmatorii parametrii:

–valoarea minima a umiditatii aerului din incapere– sursele de umiditate din incapere– umiditatea aerului exterior– debitul de aer proaspat al incaperii

In cadrul metodologiei de calcul se considera valori medii zilnice pentru aceste marimi.

Metoda de calcul tine seama si de eventuala prezenta a unui recuperator de caldura latenta in cadrul sistemului de climatizare.

Umiditatea transferata aerului din instalatia de climatizare prin intermediul echipamentelor specifice se calculeaza conform relatiei:

X(g)

X(z) = X(i,min) - ───── (g/mc) (2.118)

m'(e)

unde:

X(z) - umiditatea adaugata aerului tratat de sistemul de climatizare, g/mc

X(i,min) - valoarea minima a umiditatii din aerul interior, g/mc

X(g) - degajarile medii de umiditate de la surse interne, g/h, mp (valori recomandate conform Anexa II.2.I)

m'(e) - debitul de aer proaspat raportat la unitatea de suprafata, mc/h,mp

Cantitatea totala anuala de apa utilizata pentru umidificare se determina pe baza debitului de aer tratat si a diferentei zilnice intre valoarea continutului de umiditate al aerului refulat in incapere si valoarea continutului de umiditate al aerului exterior:

W = 24hΣ{m'(e)[X(z) - X(e)]} = 24hΣ{[m'(e)[X(i,min) - X(e)]- x(g)}(g/an) (2.119)

Obs.

Relatia de mai sus este utilizata numai pentru momentele de timp pentru care este satisfacuta inegalitatea:

X(g)

[X(z) - X(e)] = X(i,min) - X(e) - ───── > 0 (2.120)

m'(e)

Daca sistemul de climatizare este prevazut cu un recuperator de caldura latenta, umidificarea aerului exterior pe baza schimbului de masa din recuperator se determina astfel:

Delta X = eta(recuperator)[X(i,min) - X(e)] (2.121)

unde:

eta(recuperator) - eficienta schimbului de caldura latent la nivelul recuperatorului

In acest caz, cantitatea de apa necesara pentru umidificare este:

Font 9

W = 24 h Σ{[[m'(e)[X(i,min) - X(e)][1 - eta(recuperator)]] - x(g)}(g/an) (2.122)

Obs.

Calculul pe baza relatiei anterioare se efectueaza pentru momentele de timp pentru care:

X(g)

[X(i,min) - X(e)][1 - eta(recuperator)] - ───── > 0 (2.123)

m'(e)

Energia consumata pentru umidificare se determina pe baza consumului de apa necesar pentru umidificare estimat cu relatiile de mai sus, in functie de configuratia sistemului de climatizare:

Q(h) = C(h)W (Wh/an) (2.124)

unde:

C(h) - coeficient de consum specific de energie electrica pentru umidificare, in functie de tipul procesului de umidificare folosit (umidificare cu abur sau umidificare cu apa) (Wh/g). Valorile recomandate sunt date in Anexa II.2.J.

II.

2.8.4.3.Necesarul de energie pentru vehicularea aerului

Consumul de energie pentru vehicularea aerului se bazeaza pe calculul consumului specific de energie electrica. Consumul specific de energie electrica se determina pentru fiecare incapere sau grup de incaperi cu aceeasi destinatie. Consumul specific de energie electrica pentru cladirea climatizata sau o parte din aceasta rezulta prin medierea consumului specific pentru fiecare incapere sau grup de incaperi prin intermediul suprafetei pardoselii. Consumul total de energie electrica pentru vehicularea aerului dintr-un sistem de climatizare se obtine prin inmultirea consumului specific cu suprafata totala a spatiilor climatizate din cladire:

Q(vt) = Q(v)S

Relatia de calcul pentru consumul specific de energie electrica al motoarelor ventilatoarelor din cadrul sistemelor de climatizare este:

Q(v) = P(v) . N(h)/1000 (kWh/mp,an) (2.125)

unde:

Q(v) - consum specific de energie electrica al ventilatorului (kWh/mp, an)

[Delta(p) . V']

P(v) = ──────────────── (W/mp) (2.126)

[eta(v)3600]

P(v) - putere electrica specifica pentru antrenarea ventilatorului (W/mp)

Delta(p) - pierderea de presiune din sistem (Pa) valoarea luata in calcul este valoarea medie intre doua schimburi ale filtrului de praf

V' - debit volumic specific de aer (raportat la suprafata incaperii, mc/mp, h)

eta(v) - eficienta ventilarii (pentru intregul sistem de climatizare)

N(h) - numar de ore de functionare la sarcina nominala (h/an) - valoarea se considera conform datelor de functionare ale sistemului de climatizare; valorile indicate sunt date in Anexa II.2.K.

Observatii:1) Daca nu sunt date disponibile privind pierderea de presiune si eficienta ventilarii, puterea electrica specifica se determina conform relatiei:

P(v) = P(sp)V' (W/mp) (2.127)

unde

Delta(p)

P(sp) = ──────── (W/mc/h) (2.128)

eta

P(sp) - putere specifica ventilator (W/mc/h)

eta - randament ventilator

Valorile indicate pentru puterea specifica a ventilatorului (pentru intregul sistem de climatizare) sunt date in Anexa II.2.L in functie de tipul instalatiei (destinatia incaperii) si eficienta energetica a instalatiilor.

2) Numarul de ore de functionare la sarcina nominala este echivalat cu o valoare energetica echivalenta astfel incat pentru numarul de ore de functionare la sarcina partiala trebuie sa se tina cont de raportul dintre puterea electrica specifica la sarcina redusa si cea la sarcina nominala pentru a obtine o marime echivalenta. Daca nu sunt disponibile date privind functionarea in sarcina redusa si eficienta energetica pentru aceasta, se recomanda utilizarea valorilor din Anexa II.2.K.

Anexa II.1.H

Energia primară și factorul de emisie CO(2) atribuit energiei primare

Pentru determinarea cantității de energie primară necesară/consumată pentru încălzirea unei clădiri, factorii de conversie a energiei finale (la nivelul consumatorului) în energie primară, corespunzător fiecărui tip de combustibil sau sursă energetică, sunt prevăzuți în tabelul 1.

Tabelul 1

Factorul de conversie a energiei finale în energie primară

┌──────────────────────────────────────────┬───────────────────────────────────┐

│ Combustibil/Sursa de energie │ Factor │

│ ├──────────────┬────────────┬───────┤

│ │neregenerabilă│regenerabilă│ total │

├──────────────────────────────────────────┼──────────────┼────────────┼───────┤

│Lignit*) │ 1,30 │ 0,00 │ 1,30 │

│Huila*) │ 1,20 │ 0,00 │ 1,20 │

│Păcură* │ 1,10 │ 0,00 │ 1,10 │

│Gaz natural*) │ 1,17 │ 0,00 │ 1,17 │

│Deșeuri*) │ 0,05 │ 1,00 │ 1,05 │

│Biomasă - lemne de foc*) │ 0,18 │ 0,90 │ 1,08 │

│Biomasă - brichete/peleți*) │ 0,28 │ 0,80 │ 1,08 │

│Energie electrică din SEN │ 2,62 │ 0,00 │ 2,62 │

│Termoficare (cogenerare) │ 0,92 │ 0,00 │ 0,92 │

│Energie termică produsă cu panouri │ │ │ │

│termice solare │ 0,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│Energie electrică produsă cu panouri │ │ │ │

│fotovoltaice │ 0,00 │ 2,62 │ 2,62 │

│Energie termică pentru răcire │ │ │ │

│(free cooling) │ 0,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│Energie termică pentru încălzire │ │ │ │

│furnizată de pompe de căldură │ │ │ │

│alimentate electric │ 0,86 │ 0,67 │ 1,53 │

└──────────────────────────────────────────┴──────────────┴────────────┴───────┘

Pentru determinarea cantității de CO(2) atribuită energiei primare necesară/consumată, factorul de emisie CO(2) atribuit acesteia este prevăzut în tabelul 2.

Tabelul 2

Cantitatea de CO(2) atribuită energiei primare necesară/consumată

┌─────────────────────────────────────────────────────────┬────────────────────┐

│ Tip combustibil/sursa de energie │ Factor de emisie │

│ │ [Kg CO(2)/kWh] │

├─────────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────┤

│Lignit*) │ 0,334 │

│Huila*) │ 0,341 │

│Păcură*) │ 0,279 │

│Gaz natural*) │ 0,205 │

│LPG = GLP │ 0,230 │

│Biomasă - lemne de foc │ 0,019 │

│Biomasă - deșeuri lemnoase, rumeguș │ 0,016 │

│Biomasă - brichete/peleți*) │ 0,039 │

│Biomasă - deșeuri agricole │ 0,010 │

│Biogaz │ 0,145 │

│Energie electrică din SEN │ 0,299 │

│Termoficare (cogenerare) │ 0,220 │

│Energia solară │ 0,000 │

│Energia eoliană │ 0,000 │

│Energia geotermală, aerotermală │ 0,000 │

│Energie termică pentru încălzire și preparare apă caldă │ │

│menajeră furnizată de pompe de căldură alimentate │ │

│electric**) │ 0,257 │

└─────────────────────────────────────────────────────────┴────────────────────┘

Pentru determinarea cantității de CO(2) atribuită scăpărilor (pierderilor) de agenți frigorifici (refrigerenți) din instalațiile frigorifice și de aer condiționat, factorul de emisie se determină pentru fiecare agent frigorific (refrigerent) și tip de instalație, utilizând tabelele 3 și 4.

Tabelul 3

Scăpările anuale de agent frigorific la

utilizarea echipamentelor de refrigerare și aer condiționat

┌───────────────────────────────────┬────────────────────────┬─────────────────┐

│ Tipul echipamentului │Capacitatea de încărcare│ Rata anuală de │

│ │ cu refrigerent, în kg │ pierderi de │

│ │ │refrigerent, în %│

├───────────────────────────────────┼────────────────────────┼─────────────────┤

│Răcire domestică cu R134a │ 0,05-0,5 │ 0,3 │

│Sisteme pentru supermarket │ 50-2000 │ 18,0 │

│Unități mici de AC │ 0,5-100 │ 3,0 │

│Unități medii de AC │ 0,5-100 │ 6,0 │

│Chillere │ 10-2000 │ 3,0 │

│Pompe de căldură │ 0,5-100 │ 6,0 │

└───────────────────────────────────┴────────────────────────┴─────────────────┘

Tabelul 4

Factorul de emisie asociat agenților frigorifici

┌─────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────────┐

│ Tipul refrigerentului │ Emisia de CO(2) echivalent, │

│ │ în kg CO(2)/kg refrigerent pierdut │

├─────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────────┤

│ CO(2) │ 1 │

│ R 134 a │ 1.300 │

│ R 152 a │ 140 │

│ R 407 A │ 1.770 │

│ R 407 C │ 1.526 │

│ R 410 A │ 1.725 │

└─────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────────┘

11.04.2017Actul a fost completat de Punctul 7, Articolul I din ORDINUL nr. 2.641 din 4 aprilie 2017, publicat în MONITORUL OFICIAL nr. 252 din 11 aprilie 2017

Anexa II.2.A

Date climatice

Date generale - timpul total de simulare pe parcursul anului

Font 9

┌───────────┬───────────┬──────────┬───────────┬───────────┬───────────┬──────────┬─────┐

│ Luna │ Nr. de │ Nr. de │ Timp │ Luna │ Nr. de │ Nr. de │Timp │

│ │ zile │ ore │ total │ │ zile │ ore │total│

├───────────┼───────────┼──────────┼───────────┼───────────┼───────────┼──────────┼─────┤

│Ianuarie │ 31 │ 744 │ │Iulie │ 31 │ 744 │ │

│Februarie │ 28 │ 672 │ │August │ 31 │ 744 │ │

│Martie │ 31 │ 744 │ │Septembrie │ 30 │ 720 │ │

│Aprilie │ 30 │ 720 │ │Octombrie │ 31 │ 744 │ │

│Mai │ 31 │ 744 │ │Noiembrie │ 30 │ 720 │ │

│Iunie │ 30 │ 720 │ │Decembrie │ 31 │ 744 │ │

└───────────┴───────────┴──────────┴───────────┴───────────┴───────────┴──────────┴─────┘

Date climatice

In ceea ce priveste datele climatice, indispensabile simularii regimului termic al cladirilor si a consumurilor de energie pentru incalzire/racire, sunt necesare urmatoarele marimi climatice orare:

–temperatura exterioara orara, [°C];

–radiatia totala orara pe un plan orizontal, [W/mp];

–indicatori pentru conversia radiatiei totale in radiatie incidenta pe suprafete verticale, cum ar fi, de exemplu: radiatia directa orara perpendiculara pe directia razei solare si gradul de acoperiri cu nori a cerului (grad de nebulozitate);

–viteza si directia locala a vantului, [m/s];

–albedoul (raportul dintre radiatia solara reflectata si radiatia incidenta) solului;

–umiditatea relativa a aerului exterior, [%].

Datele climatice orare pentru un an reprezentativ trebuiesc selectate din baze de date recente, prelucrate corespunzator cerintelor de calcul.

Anexa II.2.B

Calcul multizona utilizand cuplajul termic intre zone adiacente

B.1. Generalitati

Un calcul multizona al cuplajului termic dintre zonele unei cladiri trebuie utilizat cu precautie si pentru situatii bine cunoscute, in contextul unei proceduri simplificate de evaluare a consumurilor de energie.

a)date de intrare precum: proprietati de transfer termic prin transmisie, debite de aer inter-zone (cu valoare si sens)

b)cunoasterea sistemului de reglare a temperaturilor din zone si regulile de partitionare interna a zonelor, cu restrictii speciale de temperatura (ex. Restaurante, spitale etc.)

O complicatie in plus o reprezinta prezenta unor sisteme diferite de incalzire, racire si ventilare pentru zone diferite, conducand la o complexitate a calculului ce depaseste granita impusa pentru calculul global simplificat al consumurilor de energie.

B.2. Metoda lunara

In cazul calculului multizona cu cuplaj termic intre zone, procedura de calcul lunara este descrisa in cele ce urmeaza.

In primul rand, trebuie colectate datele referitoare la transferurile inter-zone, conform celor descrise in B.2.

Ulterior, trebuie adaugate la transferul de caldura prin transmisie si ventilare caracteristice zonei z luate separat, termeni ce reprezinta transferurile de caldura prin transmisie si ventilare dinspre zonele adiacente zonei z catre zona z:

Q(T,z-y) = H(T,z-y)[θ(z) - θ(y,med)]T

Q(V,z-y) = H(V,z-y)[θ(z) - θ(y,med)]T

in care:

θ(y,med) - reprezinta temperatura medie din zona y adiacenta zonei z incluzand orice supraincalzire (in modul de incalzire) sau supraracire (in modul de racire) fata de valoarea prestabilita de set-point.

Aceasta temperatura se determina conform urmatoarelor doua relatii:

–pentru modul de incalzire:

Q(ap,inc) + Q(nec,inc) + Σ H(y,inc,k)θ(a,k)

θ(y,med) = ───────────────────────────────────────────

Σ H(y,inc,k)

–pentru modul de racire:

Q(ap,rac) + Q(nec,rac) + Σ H(y,rac,k)θ(a,k)

θ(y,med) = ───────────────────────────────────────────

Σ H(y,rac,k)

in care:

Q(inc) - necesarul de energie pentru incalzire pentru zona y, determinat conform 7.2.1.1, in MJ;

H(y,inc,k) - coeficientul de transfer global (transmisie + ventilatie) pentru elementul k catre zona y determinat conform 7.2.2, in MJ/K;

Q(ap,inc) - suma totala a surselor de caldura interioare in modul incalzire pentru zona y, conform 7.2.1.2, in MJ;

Q(rac) - necesarul de energie pentru racire pentru zona y, determinat conform 7.2.1.1, in MJ;

θ(a,k) - pentru un element k ce transfera caldura prin transmisie este egala cu θ(e,k), temperatura pe suprafata exterioara a elementului k;

–pentru un element k ce transfera caldura prin ventilatie este egala cu θ(a,ref,k), temperatura de refulare a aerului in zona z prin elementul k.

Calculul necesarului de energie pentru incalzire si racire trebuie realizat iterativ (doua sau trei iteratii sunt in general suficiente):1) se face ipoteza initiala ca temperatura medie a zonei la pasul de timp curent este egala cu temperatura de set-point pentru incalzire sau racire in zona respectiva (sau cu temperatura echivalenta interioara, daca avem un sistem de incalzire sau racire intermitenta);2) calculul energiei necesare pentru incalzire sau racire pentru fiecare zona in parte, tinand cont de contributia transferurilor de caldura prin transmisie si ventilatie dintre zone, asa cum s-a specificat;3) pe baza acestor rezultate, se calculeaza pentru fiecare zona temperatura medie interioara, conform relatiilor deja prezentate;4) daca temperatura medie calculata difera cu mai mult de o eroare relativa acceptabila fata de temperatura impusa la pasul 1), se seteaza aceasta noua temperatura ca data de intrare si se reia calculul de la pasul 2), pana cand eroarea relativa devine cea minim acceptata.

B.3. Date de intrare pentru toate metodele de calcul

Aceste date de intrare au fost deja detaliate in cadrul normativului, de aceea aici vor fi doar re-enumerate:

H(T,z-y) - coeficient de transfer de caldura prin transmisie intre zonele z si y, in W/K;

H(V,z-y) - coeficient de transfer de caldura prin ventilatie intre zona z si zona y, in W/K;

H(V,y-z) - coeficient de transfer de caldura prin ventilatie intre zona y si zona z, in W/K;

Notă

H(V,z-y) si H(V,y-z) pot fi diferite daca debitele de aer ce traverseaza interfata de aer dintre zona y si zona z in cele doua sensuri sunt diferite.

Acesti doi coeficienti se pot determina cu relatiile:

H(V,z-y) = rho(aer)c(aer)q(v,z-y),

respectiv:

H(V,y-z) = rho(aer)c(aer)q(v,y-z),

in care:

q(v,z-y) si q(v,y-z) (in mc/s) sunt debitele de aer ce trec din zona z catre zona y, respectiv din zona y catre zona z.

Font 9

┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────┬────────────┬────────────┐

│ Tipul de cladire din punct de vedere a functionarii │ α(0,rac) │ tau(0,rac) │

│ sistemului de racire │ │ (ore) │

├─────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┼────────────┤

│ I │Cladiri racite continuu (mai mult de 12 ore pe zi), precum cladiri│ 1,0 │ 15 │

│ │rezidentiale, hoteluri, spitale, locuinte si penitenciare │ │ │

│ │ - metoda lunara │ │ │

├─────┼──────────────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┼────────────┤

│ II │Cladiri racite numai pe parcursul zilei (mai putin de 12 ore pe │ 1,0 │ 15 │

│ │zi), precum scoli, birouri, sali de spectacole sau magazine │ │ │

├─────┴──────────────────────────────────────────────────────────────────┴────────────┴────────────┤

│Valorile lui α(0,rac) si tau(0,rac) pot fi furnizate si la nivel national. │

└──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Anexa II.2.C

Date pentru calculul aporturilor solare

C.1. Energia solara totala transmisa printr-o suprafata vitrata

Energia solara transmisa catre incaperea climatizata printr-o suprafata vitrata transparenta depinde esential de tipul de geam utilizat (calitate, grosime, emisivitate, tratamente termice), de tipul de protectie solara (jaluzele, rulouri, obloane), daca aceasta exista (vezi G.2), si de umbrirea suprafetei vitrate datorata prezentei unor obstacole exterioare in calea radiatiei solare incidente (alte cladiri invecinate sau elemente de arhitectura exterioare ale cladirii) - vezi G.3. Rata de transmitere (sau transmitanta) energiei solare prin elementele vitrate, definita in EN 410, se calculeaza cu EN 13363-2, tinand cont de radiatia solara incidenta normala (perpendiculara) pe suprafata exterioara elementului respectiv, in (W/mp) si de radiatia patrunsa in incaperea climatizata prin transmisie, I(t) (W/mp). Aceasta transmitanta "normala" se noteaza cu tau(n) si cateva valori ale sale sunt redate in tabelul G.1, pentru elemente vitrate uzuale, presupunand ca au suprafata curata si geamuri normale netratate.

Pentru metodele de calcul lunare, se utilizeaza un factor F(v) (definit in 11.4.1), definit ca raportul dintre transmitanta totala tau la un unghi de incidenta oarecare, si transmitanta normala tau(n) la un unghi de incidenta egal cu 90°:

tau

F(v) = ─────

tau(n)

Acest factor depinde de tipul de geam, de latitudine si de orientarea elementului vitrat.

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┬────────────┐

│ Tipul ferestrei │ tau(n) │

├─────────────────────────────────────────────────────────────────┼────────────┤

│Fereastra simpla │ 0,85 │

│Fereastra termoizolanta dubla │ 0,75 │

│Fereastra termoziolanta dubla cu o tratare selectiva a geamului │ 0,67 │

│Fereastra termoizolanta tripla │ 0,7 │

│Fereastra termoizolanta tripla cu doua tratari selective │ 0,5 │

│Fereastra dubla obisnuita (doua ferestre) │ 0,75 │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────┴────────────┘

Tabelul C.1: Valori ale transmitantei normale "tau(n)" pentru tipuri uzuale de elemente vitrate

O alta metoda de calcul a energiei solare transmise utilizeaza raportarea la energia transmisa printr-o fereastra de referinta simpla sau dubla, de la caz la caz; in acest mod, energia solara transmisa printr-o fereastra oarecare, Q(s,t) (in MJ) se va scrie:

tau

Q(s,t) = Q(s,t,ref) ────────

tau(ref)

in care:

Q(s,t,ref) - energia solara transmisa prin fereastra de referinta (simpla sau dubla, dupa caz), in MJ;

tau - transmitanta totala a ferestrei oarecare (-);

tau(ref) - transmitanta totala a ferestrei de referinta (-);

C.2. Efectul elementelor de umbrire permanente

Aceste elemente de umbrire (ecranare) a ferestrelor, care pot fi de tipul: perdele, jaluzele, storuri, obloane, reprezinta accesorii optionale, manevrabile de ocupantii cladirii, pentru reducerea sau dimpotriva intensificarea aporturilor solare catre interior, in functie de sezon. Ele pot fi plasate la fata interioara sau exterioara a ferestrelor sau intre foile de geam (la ferestre duble).

Aceste elemente introduc o reducere a energiei solare transmise catre interior, cu un factor de umbrire g(u) ce depinde de tipul de element utilizat, de culoarea si proprietatile optice ale acestuia, precum si de pozitionarea sa in cadrul ferestrei (la interior, exterior sau intre geamuri). In tabelul G.2 sunt date cateva valori ale acestui coeficient g(u) pentru tipuri uzuale de elemente de umbrire permanente (de ex. Jaluzele).

Font 9

┌────────────────────────────┬─────────────────────────────┬─────────────────────────────┐

│ │ Proprietati optice: │ Factor g(u) pentru: │

│ Tip jaluzea │ Absorbtie Transmisie │ Jaluzele Jaluzele │

│ │ │ interioare exterioare │

├────────────────────────────┼──────────────┬──────────────┼──────────────┬──────────────┤

│Jaluzele venetiene de │ 0,1 │ 0,05 │ 0,25 │ 0,10 │

│culoare alba │ │ 0,1 │ 0,30 │ 0,15 │

│ │ │ 0,3 │ 0,45 │ 0,35 │

├────────────────────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┼──────────────┤

│Jaluzele obisnuite albe │ 0,1 │ 0,5 │ 0,65 │ 0,55 │

│ │ │ 0,7 │ 0,80 │ 0,75 │

│ │ │ 0,9 │ 0,95 │ 0,95 │

│Jaluzele textile colorate │ 0,3 │ 0,1 │ 0,42 │ 0,17 │

│ │ │ 0,3 │ 0,57 │ 0,37 │

│ │ │ 0,5 │ 0,77 │ 0,57 │

│Jaluzele de aluminiu │ 0,2 │ 0,05 │ 0,20 │ 0,08 │

└────────────────────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┴──────────────┘

Tabel C.2: Factor de reducere a energiei solare transmise la interior datorat prezentei unor elemente de umbrire permanente [g(u)]

Alte elemente de umbrire cu utilizare intermitenta, precum si protectiile solare reglabile, sunt luate in calcul in cadrul factorului de utilizare pentru modul de racire.

C.3. Factori de umbrire datorati unor obstacole exterioare

C.3.1. Principiu de calcul

Prezenta unor cladiri invecinate sau a unor elemente de arhitectura anexe ce depasesc planul ferestrei la exterior (cornise, balcoane, stalpi exteriori) conduce la aparitia unei suprafete umbrite in planul ferestrei, ce impiedica patrunderea prin fereastra a radiatiei solare directe la nivelul acestei suprafete, permitand totusi trecerea radiatiei difuze prin intreaga suprafata vitrata, in vederea evaluarii acestui tip de umbrire, se introduce un factor de umbrire adimensional datorat obstacolelor exterioare cladirii F(u,oe), exprimat prin relatia:

F(u,oe) = F(u,oe-orizont)F(u,oe-v)F(u,oe-l),

in care:

F(u,oe-orizont) - factor de umbrire datorat obstacolelor exterioare cladirii aflate la orizont (copaci, forme de relief sau alte cladiri);

F(u,oe-v) - factor de umbrire datorat obstacolelor exterioare apropiate in plan vertical, de tip: retragerea ferestrei in plan vertical fata de planul fatadei, balcoane, caschete etc.

F(u,oe-l) - factor de umbrire datorat obstacolelor exterioare apropiate in plan lateral, de tip: retragerea ferestrei in plan lateral fata de planul fatadei, stalpi exteriori etc.

C.3.2. Umbrirea datorata obstacolelor exterioare aflate la orizont

Efectul de umbrire datorat obstacolelor exterioare cladirii aflate la orizont depinde de unghiul la orizont, latitudine, climatul local si sezonul de incalzire. In tabelul C.3 sunt redate valorile factorului de umbrire datorat obstacolelor exterioare de la orizont, F(u,oe-orizont), pentru trei latitudini diferite si patru orientari verticale diferite ale ferestrei. Unghiul la orizont este un unghi mediu fata de orizontala sub care "se vede" obstacolul exterior din planul fatadei cladirii studiate (vezi figura C.1).

Font 9

┌────────────┬──────────────────────────┬──────────────────────────┬──────────────────────────┐

│ Unghi │ 45° N latitudine │ 55° N latitudine │ 65° N latitudine │

│ la ├────────┬────────┬────────┼────────┬────────┬────────┼────────┬────────┬────────┤

│ orizont │ S │ E/V │ N │ S │ E/V │ N │ S │ E/V │ N │

├────────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│ 0° │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│ 10° │ 0,97 │ 0,95 │ 1,00 │ 0,94 │ 0,92 │ 0,99 │ 0,86 │ 0,89 │ 0,97 │

│ 20° │ 0,85 │ 0,82 │ 0,98 │ 0,68 │ 0,75 │ 0,95 │ 0,58 │ 0,68 │ 0,93 │

│ 30° │ 0,62 │ 0,70 │ 0,94 │ 0,49 │ 0,62 │ 0,92 │ 0,41 │ 0,54 │ 0,89 │

│ 40° │ 0,46 │ 0,61 │ 0,90 │ 0,40 │ 0,56 │ 0,89 │ 0,29 │ 0,49 │ 0,85 │

└────────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘

Tabelul C.3: Valori ale factorului de umbrire partiala datorat obstacolelor exterioare aflate la orizont

Figura C.1: Unghiul la orizont α

C.3.3. Factorul de umbrire datorat elementelor exterioare ale cladirii

Font 9

│ Unghi │ 45° N latitudine │ 55° N latitudine │ 65° N latitudine │

│ orizont │ S │ E/V │ N │ S │ E/V │ N │ S │ E/V │ N │

│ 0° │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│ 30° │ 0,90 │ 0,89 │ 0,91 │ 0,93 │ 0,91 │ 0,91 │ 0,95 │ 0,92 │ 0,90 │

│ 45° │ 0,74 │ 0,76 │ 0,80 │ 0,80 │ 0,79 │ 0,80 │ 0,85 │ 0,81 │ 0,80 │

│ 60° │ 0,50 │ 0,58 │ 0,66 │ 0,60 │ 0,61 │ 0,65 │ 0,66 │ 0,65 │ 0,66 │

Tabelul C.4: Valori ale factorului de umbrire partiala datorat obstacolelor exterioare verticale, F(u,oe-v)

Font 9

│ Unghi │ 45° N latitudine │ 55° N latitudine │ 65° N latitudine │

│ orizont │ S │ E/V │ N │ S │ E/V │ N │ S │ E/V │ N │

│ 0° │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│ 30° │ 0,94 │ 0,92 │ 1,00 │ 0,94 │ 0,91 │ 0,99 │ 0,94 │ 0,90 │ 0,98 │

│ 45° │ 0,84 │ 0,84 │ 1,00 │ 0,86 │ 0,83 │ 0,99 │ 0,85 │ 0,82 │ 0,98 │

│ 60° │ 0,72 │ 0,75 │ 1,00 │ 0,74 │ 0,75 │ 0,99 │ 0,73 │ 0,73 │ 0,98 │

Tabelul C.5: Valori ale factorului de umbrire partiala datorat obstacolelor exterioare laterale, F(u,oe-l)

Anexa II.2.D

Date de intrare conventionale

D.1. Introducere

Aceasta anexa contine datele de intrare conventionale pentru anumiti parametri din cadrul normativului, in lipsa unor valori reglementate la nivel national.

D.2. Surse de caldura interioare de la ocupanti si aparatura de birou

Scenariile zilnice si saptamanale privind degajarile de caldura provenite de la ocupanti datorita activitatii metabolice, precum si degajarile provenite de la aparatura electrica de birou, trebuie in general definite la scara nationala, in functie de utilizarea cladirii, gradul de ocupare si scopul calculului.

In absenta unor valori nationale, trebuie utilizate datele din prezenta anexa, ce sunt detaliate pentru cladiri rezidentiale, birouri, precum si pentru o gama mai larga de utilizari a cladirilor. In tabelele J1, J2, J3 si J4 sunt date valori ale acestor degajari, in W pentru un mp de pardoseala ocupata.

Font 9

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│Cladiri rezidentiale │

├───────────────────────┬─────────────────┬─────────────────────────┬─────────────────────────┤

│ Zile │ Ore │ Camera de zi + │Alte incaperi climatizate│

│ │ │ bucatarie │ (ex. Dormitoare) │

├───────────────────────┼─────────────────┼─────────────────────────┼─────────────────────────┤

│ Luni - Vineri │ 07.00 - 17.00 │ 8,0 │ 1,0 │

│ │ 17.00 - 23.00 │ 20,0 │ 1,0 │

│ │ 23.00 - 07.00 │ 2,0 │ 6,0 │

│ │ Medie │ 9,0 │ 2,67 │

│ Sambata - Duminica │ 07.00 - 17.00 │ 8,0 │ 2,0 │

│ │ 17.00 - 23.00 │ 20,0 │ 4,0 │

│ │ 23.00 - 07.00 │ 2,0 │ 6,0 │

│ │ Medie │ 9,0 │ 3,83 │

│ Medie │ │ 9,0 │ 3,0 │

└───────────────────────┴─────────────────┴─────────────────────────┴─────────────────────────┘

Tabelul D.1: Densitatea fluxului de caldura degajat de ocupanti si aparatura electronica (in W/mp) - valori conventionale pentru cladiri rezidentiale

Font 9

│Birouri │

│ │ │ Spatii de birou │ Alte spatii, holuri, │

│ Zile │ Ore │ (60% suprafata │coridoare (40% suprafata │

│ │ │ utilizata) │ utilizata) │

│ Luni - Vineri │ 07.00 - 17.00 │ 20,0 │ 8,0 │

│ │ 17.00 - 23.00 │ 2,0 │ 1,0 │

│ │ 23.00 - 07.00 │ 2,0 │ 1,0 │

│ │ Medie │ 9,5 │ 3,92 │

│ Sambata - Duminica │ 07.00 - 17.00 │ 2,0 │ 1,0 │

│ │ 17.00 - 23.00 │ 2,0 │ 1,0 │

│ │ 23.00 - 07.00 │ 2,0 │ 1,0 │

│ │ Medie │ 2,0 │ 1,0 │

│ Medie │ │ 7,4 │ 3,1 │

Tabelul D.2: Densitatea fluxului de caldura degajat de ocupanti si aparatura electronica (in W/mp) - valori conventionale pentru birouri

Font 9

┌─────────────────────┬───────────────────────┬───────────────────────┬───────────────────────┐

│ Gradul de │ mp de suprafata utila │ Coeficient de │ Φ(oc)/A(pard) │

│ ocupare │ per persoana │ simultaneitate │ W/mp │

├─────────────────────┼───────────────────────┼───────────────────────┼───────────────────────┤

│ I │ 1,0 │ 0,15 │ 15 │

│ II │ 2,5 │ 0,25 │ 10 │

│ III │ 5,5 │ 0,27 │ 5 │

│ IV │ 14 │ 0,42 │ 3 │

│ V │ 20 │ 0,40 │ 2 │

├─────────────────────┴───────────────────────┴───────────────────────┴───────────────────────┤

│In care: │

│Φ(oc) este fluxul de caldura degajat de la ocupanti, [W]; │

│A(pard) este aria suprafetei utile, definita in 6.3.2, [mp]; │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Tabelul D.3: Densitatea fluxului de caldura degajat de ocupanti (in W/mp) - valori conventionale globale pentru sectorul non-rezidential, in functie de gradul de ocupare

Font 9

┌────────────────────────────┬────────────────────────┬───────────────────┬───────────────────┐

│ │ Flux de caldura unitar │ │ Fluxul unitar │

│ Tip de utilizare │ emis de aparatura │ Fractia de timp │ emis pe mp │

│ a cladirii │ electronica pe timpul │ f(app) │ Φ(app)/A(pard) │

│ │ de operare W/mp │ │ W/mp │

├────────────────────────────┼────────────────────────┼───────────────────┼───────────────────┤

│Birou │ 15 │ 0,20 │ 3 │

│Unitate de invatamant │ 5 │ 0,15 │ 1 │

│Unitate medicala clinica │ 8 │ 0,50 │ 4 │

│Unitate medicala non-clinica│ 15 │ 0,20 │ 3 │

│Catering │ 10 │ 0,25 │ 3 │

│Magazin │ 10 │ 0,25 │ 3 │

│Sala de sedinte │ 5 │ 0,20 │ 1 │

│Sala de relaxare │ 4 │ 0,50 │ 2 │

│Celula si penitenciar │ 4 │ 0,50 │ 2 │

│Sala se sport │ 4 │ 0,25 │ 1 │

├────────────────────────────┴────────────────────────┴───────────────────┴───────────────────┤

│In care: │

│Φ(app) - este fluxul de caldura degajat de la ocupanti, [W]; │

│A(pard) - este aria suprafetei utile, definita in 6.3.2, [mp]; │

Tabelul D.4: Densitatea fluxului de caldura degajat de aparatura electronica (in W/mp) - valori conventionale globale pentru sectorul non-rezidential, in functie de gradul de ocupare

D.3. Factori de reducere a radiatiei solare datorati protectiilor solare variabile

Perioada de timp in care protectia solara de tip: jaluzele, rulouri etc. este utilizata sau nu depinde in general de luna de calcul. Pentru fiecare tip de climat se pot utiliza valori conventionale (implicite) ale factorului pentru protectii solare variabile in timp, F(psv), pentru diferite orientari si inclinari ale ferestrei fata de planul orizontal. Tabelul J.4 cuprinde aceste valori medii pentru toate lunile anului (exemplu preluat din Danemarca).

Font 9

│ Factor de umbrire F(psv) │

├─────────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┤

│ │ Ian │ Feb │ Mar │ Apr │ Mai │ Iun │ Iul │ Aug │ Sep │ Oct │ Nov │ Dec │

├─────────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┤

│90° N │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 0,98 │ 0,96 │ 0,98 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│90° NE/NV│ 1,00 │ 1,00 │ 0,94 │ 0,66 │ 0,51 │ 0,53 │ 0,57 │ 0,69 │ 0,84 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│90° E/V │ 0,41 │ 0,48 │ 0,36 │ 0,34 │ 0,29 │ 0,32 │ 0,34 │ 0,29 │ 0,36 │ 0,36 │ 0,42 │ 0,53 │

│90° SE/SV│ 0,22 │ 0,37 │ 0,25 │ 0,32 │ 0,26 │ 0,32 │ 0,32 │ 0,24 │ 0,31 │ 0,28 │ 0,26 │ 0,34 │

│90° S │ 0,20 │ 0,36 │ 0,26 │ 0,32 │ 0,29 │ 0,32 │ 0,33 │ 0,23 │ 0,30 │ 0,24 │ 0,23 │ 0,31 │

│45° N │ 1,00 │ 1,00 │ 0,99 │ 0,98 │ 0,63 │ 0,39 │ 0,58 │ 0,93 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│45° NE/NV│ 1,00 │ 1,00 │ 0,87 │ 0,47 │ 0,31 │ 0,28 │ 0,32 │ 0,40 │ 0,71 │ 1,00 │ 1,00 │ 1,00 │

│45° E/V │ 0,82 │ 0,65 │ 0,41 │ 0,31 │ 0,22 │ 0,21 │ 0,24 │ 0,25 │ 0,37 │ 0,48 │ 0,74 │ 0,96 │

│45° SE/SV│ 0,33 │ 0,43 │ 0,29 │ 0,24 │ 0,18 │ 0,17 │ 0,19 │ 0,16 │ 0,29 │ 0,29 │ 0,32 │ 0,47 │

│45° S │ 0,26 │ 0,39 │ 0,25 │ 0,23 │ 0,18 │ 0,16 │ 0,17 │ 0,14 │ 0,26 │ 0,25 │ 0,28 │ 0,37 │

│ORIZ. │ 1,00 │ 0,78 │ 0,44 │ 0,27 │ 0,19 │ 0,16 │ 0,18 │ 0,19 │ 0,38 │ 0,58 │ 0,93 │ 1,00 │

└─────────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┘

Tabelul D.4: Valori ale factorului de umbrire F(psv) datorat protectiilor solare variabile

Anexa II.2.E

Ipoteze si valori necesare proiectarii instalatiilor

de ventilare si climatizare

E.1. Cele mai importante ipoteze de proiectare cu referire la calitatea aerului interior sunt informatiile cu privire la ocuparea umana, faptul ca fumatul este permis sau nu, si emisiile din partea surselor altele decat metabolism si fumat. De asemenea trebuie sa se tina seama de faptul ca perceperea calitatii aerului interior se face intr-o maniera negativa pe masura cresterii temperaturii si umiditatii.

Valori tipice pentru ocuparea umana sunt indicate in tabelul E.1. Valorile de proiectare se bazeaza oriunde este posibil pe date reale specifice proiectului. Oricum, in cazul in care nu este declarata nici o valoare, se aplica valorile prin lipsa indicate in tabelul E.1. Daca nu se specifica nici o informatie cu privire la fumat, se presupune ca fumatul este interzis pentru toate destinatiile indicate in tabelul E.1. In cazul in care fumatul este permis, se recomanda cu tarie defalcarea clara intre zonele de fumatori si cele de nefumatori.

┌─────────────────────┬────────────────────────────────────────────────────────┐

│ │ Aria pardoselii pentru o persoana, in mp/persoana*) │

│ Destinatie ├──────────────────────────────┬─────────────────────────┤

│ │ Domeniu tipic │ Valoare prin lipsa │

├─────────────────────┼──────────────────────────────┼─────────────────────────┤

│Birou │de la 7 pana la 20 │ 12 │

│Birou mic │de la 8 pana la 12 │ 10 │

│Sala de sedinte │de la 2 pana la 5 │ 3 │

│Magazin │de la 3 pana la 8 │ 4 │

│Sala de clasa │de la 2 pana la 5 │ 2,5 │

│Salon de spital │de la 5 pana la 15 │ 10 │

│Camera de hotel │de la 5 pana la 20 │ 10 │

│Restaurant │de la 1,2 pana la 5 │ 1,5 │

└─────────────────────┴──────────────────────────────┴─────────────────────────┘

*)Aria utila a pardoselii pe incapere.

Tabelul E.1: Ipoteze de proiectare a debitelor de aer in functie de densitatea de ocupare a incaperii

Emisiile din partea altor surse decat metabolism si fumat trebuie sa fie specificate cat se poate de clar. Daca nu se specifica nimic, trebuie clarificat cu beneficiarul faptul ca nu trebuie sa fie luate in considerare emisii suplimentare.

E.2. Debite de introducere a aerului

E.2.1. Generalitati

Debitul de ventilare (debitul de aer exterior si introdus) se determina utilizand urmatoarele criterii:

● ocupare umana cu sau fara fumat

● alte emisii cunoscute

● degajarile pentru incalzire sau racire sunt disipate prin ventilare.

In vederea prevenirii pierderilor necontrolate de aer introdus, conductele si canalele trebuie sa fie etanse.

E.2.2. Ocupare umana

Debitul de ventilare pentru ocupare umana se determina utilizand informatiile din 5.2.5 sau utilizand valori specifice pentru debitul de aer pe baza reglementarilor sau de experientei.

E.2.3. Alte emisii cunoscute

Debitul de ventilare necesar pentru debitul emisiilor si pentru nivelul admisibil al concentratiei in incapere conduce la diluarea emisiilor cunoscute dupa cum urmeaza:

q(m,E)

q(v,ref) = ───────────────,

C(int) - C(ref)

in care:

q(v,ref) - debitul volumic de aer refulat, in mc/s;

q(m,E) - debitul masic al emisiilor in incapere, in mg/s;

C(int) - concentratia maxima admisibila din incapere, in mg/mc;

C(ref) - concentratia din aerul refulat, in mg/mc;

In cazul poluantilor diferiti este necesara verificarea tuturor poluantilor relevanti in vederea determinarii celui mai critic dintre acestia. De regula, se prefera reglarea sursei in loc de ventilare.

Relatia indicata mai sus, este valabila pentru regim stationar (situatie prin lipsa) cu emisie constanta pe o durata lunga de timp. Atunci cand durata emisiei este scurta, concentratia de echilibru in regim stationar nu poate fi atinsa sau debitul de aer poate fi redus pentru un nivel maxim de concentratie precizat. Dependenta de timp a nivelului concentratiei in incapere se determina cu relatia urmatoare (debit de aer introdus = debit de aer extras):

┌ ┐

│ q(v,ref) │

│ ──────── t │

q(m,E) │ V(inc) │

C(int)(t) - C(ref) = C(int)(0) + ──────── │1 - e │,

q(v,ref) │ │

└ ┘

in care:

C(int)(t) - concentratia in incapere la momentul t, in mg/mc;

C(ref) - concentratia din aerul refulat, in mg/mc;

C(int)(0) - concentratia in incapere la momentul t = 0, in mg/mc;

q(v,ref) - debitul volumic de aer refulat, in mc/s;.

q(m,E) - debitul masic al emisiilor in incapere, in mg/s;

V(inc) - volumul incaperii, in mc;

t - timpul, in s;

E.2.4. Sarcina de incalzire si de racire

In anumite cazuri degajarile de caldura pentru incalzire sau racire care trebuie sa fie disipate prin instalatia de ventilare conduc la determinarea debitului de ventilare. Daca din acest motiv debitul de ventilare devine mult mai mare decat cel precizat in 6.4.2.2, atunci poate fi mai eficienta din punct de vedere energetic o solutie alternativa de disipare a caldurii.

Debitul de ventilare necesar pentru incalzire sau racire se determina dupa cum urmeaza:

q(v,ref) = ──────────────────────────────────────

rho(aer) * c(p,aer) * [θ(int) - θ(ref)]

in care:

q(v,ref) - debitul volumic de aer refulat, in mc/s;

Φ - sarcina termica a incaperii, in kW;

rho(aer) - densitatea aerului din incapere, in kg/mc;

c(p,aer) - caldura specifica a aerului, ≈ 1 Kj/kgK;

θ(int) - temperatura interioara din incapere, in°C;

θ(ref) - temperatura de refulare, in°C;

Densitatea si capacitatea termica a aerului depind de temperatura si presiunea acestuia. Calculul se efectueaza cu valorile aplicabile pentru situatia reala.

E.3. Debite de evacuare a aerului

Intr-o instalatie de ventilare mecanica la echilibru cu aer introdus si extras, debitul de aer extras este determinat de debitul de aer introdus si de conditiile de presiune necesare.

Pentru instalatiile cu extractie a aerului, debitele de aer extras se calculeaza in conformitate cu principiile precizate in paragrafele de la 6.4.2.2 pana la 6.4.2.4. Valori tipice de proiectare pentru bucatarii si toalete/grupuri sanitare sunt indicate in tabelul E.2. Aerul extras poate fi inlocuit cu aerul exterior sau cu aer din alte incaperi. Pentru aplicatii specializate (de exemplu anumite cladiri industriale si spitalicesti), debitele de aer extras trebuie sa fie calculate conform unor cerinte specifice, tinand seama de asemenea de influenta posibila asupra mediului exterior.

Aceasta este in afara domeniului de aplicare al acestui document.

Tabelul E.2: Valori de proiectare pentru debitele de aer aspirat din incaperi poluate

Font 9

┌───────────────────────────────────────┬─────────┬──────────────────┬──────────────────┐

│ Destinatie │ UM │ Domeniu tipic │Valori prin lipsa │

├───────────────────────────────────────┼─────────┼──────────────────┼──────────────────┤

│Bucatarie: │ │ │ │

│- Utilizare obisnuita (de ex. bucatarie│ mc/h │ > 72 │ 108 │

│ pentru prepararea meselor calde); │ l/s │ > 20 │ 30 │

│- Utilizare profesionala │ * │ * │ * │

│Toaleta/grup sanitar** │ │ │ │

│- pe incapere (minim) │ mc/h │ > 24 │ 36 │

│ │ l/s │ > 6,7 │ 10 │

│- pe arie de pardoseala │mc/(h*mp)│ > 5,0 │ 7,2 │

│ │l/(s*mp) │ > 1,4 │ 2,0 │

└───────────────────────────────────────┴─────────┴──────────────────┴──────────────────┘

* Debitele de aer extrase pentru bucatarii se dimensioneaza in conformitate

cu situatia specifica.

** In utilizare cel putin 50% din timp. Pentru durate de functionare mai

mici sunt necesare debite mai mari. Valori mai mici sunt posibile pentru aer

extras direct din cabina de WC (valoare tipica: de la 10 pana la

20 mc.h^-1 pentru o cabina de WC).

E.4. Umiditatea aerului interior

In domeniul tipic al temperaturilor aerului dintr-o incapere intre 20°C si 26°C evaporarea joaca un rol minor in reglarea temperaturii corpului omenesc. Prin urmare in mod normal apar putine probleme cu referire la confortul termic atunci cand umiditatea relativa este intre 30% si 70%.

Limita inferioara de 30% este precizata pentru a preveni uscarea ochilor si iritarea mucoaselor. Totusi, in climate severe se permite convenirea unei umiditati mai scazute pe o durata limitata, intre beneficiar si proiectant, tinand seama de normele locale si de preferinte. Reclamarea aerului prea uscat este adesea cauzata de praf sau de alti poluanti din aer. Umiditatea relativa este adesea prea scazuta datorita temperaturii din incapere si/sau debitului de aer exterior prea mari. Toate aceste cauze trebuie sa fie luate in considerare inainte de prevederea umidificarii.

Datorita faptului ca umiditatea relativa ridicata stimuleaza dezvoltarea fungilor si a acarienilor, precum si degradarea materialelor de constructie, perioade prea lungi cu umiditate relativa prea ridicata trebuie sa fie evitate. Concentratii prea ridicate in particule din aceste organisme pot constitui de asemenea un risc pentru persoanele sensibile si trebuie sa fie evitate. In lipsa unor informatii alternative, proiectarea se bazeaza pe ipoteza ca exista alte surse de umiditate decat ocuparea umana si aerul introdus si infiltrat.

Anexa II.2.F

Date privind coeficientii de presiune dinamica C(p) datorati vantului

Descrierea procedurii

In cadrul acestui calcul, trebuie urmati urmatorii pasi:

–calculul vitezei vantului la o inaltime de 10 m deasupra solului, pentru amplasamentul respectiv;

–determinarea existentei si caracteristicilor de adapostire a fatadelor de catre elemente de constructie sau obstacole exterioare (de tipul: adapostire mica, medie sau mare);

–gasirea valorilor C(p) pentru aceste trei tipuri de adapostire, si– determinarea valorilor C(p) pe ansamblul intregii zone.

Viteza de referinta a vantului pe amplasament v(site)

Trebuie introdusa o corectie pentru viteza vantului din amplasament v(site) in raport cu cea masurata, v(meteo), in functie de diferentele dintre rugozitatea terenului corespunzator amplasamentului investigat si rugozitatea terenului corespunzator amplasamentului meteorologic unde se face masuratoarea v(meteo).

Pentru aceasta se considera trei tipuri de terenuri:

–teren deschis, neadapostit;

–teren amplasat in mediu rural sau suburban;

–teren amplasat in mediu urban.

Legea logaritmica de variatie a vitezei vantului cu inaltimea este data de relatia de similitudine:

h(2)

ln ────

v(1) z(0)

───── = ──────────── ,

v(2) h(1)

ln ────

z(0)

in care:

v(1) - viteza vantului la inaltimea h(1), in m/s;

V(2) - viteza vantului la inaltimea h(2), in m/s;

h(1) - inaltimea h(1), in m;

h(2) - inaltimea h(2), in m;

z(0) - rugozitatea terenului, in m;

Aceasta lege este valabila strict de la o inaltime de 60-100 metri deasupra solului, insa ea poate fi aplicata si pentru viteze ale vantului > 2 m/s si pentru inaltimi h > 20 z(0); de exemplu, pentru un teren situat la altitudinea de 80 metri, in tabelul A1 sunt dati factorii de corectie in functie de rugozitatea terenului la o inaltime de 10 m deasupra solului.

┌───────────────────────────────────┬───────────────────────┬─────────────────┐

│ Clasa terenului │ Rugozitatea terenului │v(site)/v(meteo) │

│ │ z(0) (m) │ │

├───────────────────────────────────┼───────────────────────┼─────────────────┤

│Teren deschis │ 0,03 │ 1,0 │

│Teren in mediu rural sau suburban │ 0,25 │ 0,9 │

│Teren in mediu urban │ 0,5 │ 0,8 │

└───────────────────────────────────┴───────────────────────┴─────────────────┘

Tabelul F.1: Factor de corectie pentru v(site)/v(meteo) la 10 m inaltime deasupra solului

Clase de adapostire

Pe inaltime, fatadele cladirilor sunt divizate in trei parti, in functie de adapostire:1) partea joasa (inferioara), intre 0 si 15 m inaltime;2) partea medie, intre 15 si 50 m inaltime;3) partea inalta (superioara), la mai mult de 50 m inaltime.

La randul ei, fiecare parte de fatada, mai putin cea inalta, poate fi adapostita de un obstacol, daca sunt indeplinite conditiile:

–daca H(obstacol) > 0,5 * min[H(cladire); 15], partea inferioara a fatadei este adapostita– daca H(obstacol) - 15 > 0,5 * min [H(cladire) - 15; 35], partea medie a fatadei este adapostita

Pentru o viteza a vantului data, un obstacol este definit ca orice structura sau cladire invecinata pentru care L(obstacol)/L(cladire) > 0,5. Clasa de adapostire depinde de raportul H(obstacol)/D(obstacol), in care (figura A.1):

H(obstacol) - inaltimea obstacolului cel mai apropiat (m);

L(obstacol) - latimea celui mai apropiat obstacol (m);

L(cladire) - latimea cladiri (m);

D(obstacol) - distanta dintre cel mai apropiat obstacol si cladire (m);

Figura F.1: Cladirea si obstacolul1. Partea inalta2. Vant3. Partea medie (15-50 m)

4.Inaltimea H(obstacol)

5.Latimea L(obstacol)

6.Partea joasa (0-15 m)

7.Distanta D(obstacol)

8.Latimea L(obstacol)

!Imagine

┌──────────────────────────────────────┬───────────────────────────────────────┐

│ Clasa de adapostire │ Distanta relativa │

│ a cladirii │ D(obstacol)/H(obstacol) │

├──────────────────────────────────────┼───────────────────────────────────────┤

│Neadapostita │ > 4 │

│Normala │ 1,5 - 4 │

│Adapostita │ < 1,5 │

└──────────────────────────────────────┴───────────────────────────────────────┘

Tabel F.2: Clase de adapostire functie de inaltimea obstacolului si de distanta relativa dintre obstacol si cladire

Valori ale coeficientilor C(p) pentru fatade

In functie de partea de fatada considerata (dependenta de inaltime, asa cum s-a afirmat anterior), valorile coeficientului de presiune dinamica C(p) datorata vantului sunt redate in tabelul F.3:

Font 9

┌─────────┬────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ │ │ Coeficienti de presiune adimensionali C(p) │

│ Partea │ ├──────────────┬──────────────┬────────────────────────────────────────┤

│ de │ Adapostire │Pentru fatada │Pentru fatada │Pentru acoperis (functie de panta) C(p3)│

│ fatada │ │batuta de vant│ adapostita ├─────────────┬────────────┬─────────────┤

│ │ │ C(p1) │ C(p2) │ < 10° │ 10° - 30° │ > 30° │

├─────────┼────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┼────────────┼─────────────┤

│ │Neadapostita│ +0,50 │ -0,70 │ -0,70 │ -0,60 │ -0,20 │

│ ├────────────┼──────────────┼──────────────┼─────────────┼────────────┼─────────────┤

│Joasa │Normala │ +0,25 │ -0,50 │ -0,60 │ -0,50 │ -0,20 │

│ │Adapostita │ +0,05 │ -0,30 │ -0,50 │ -0,40 │ -0,20 │

│ │Neadapostita│ +0,65 │ -0,70 │ -0,70 │ -0,60 │ -0,20 │

│Medie │Normala │ +0,45 │ -0,50 │ -0,60 │ -0,50 │ -0,20 │

│ │Adapostita │ +0,25 │ -0,30 │ -0,50 │ -0,40 │ -0,20 │

│Inalta │Neadapostita│ +0,80 │ -0,70 │ -0,70 │ -0,60 │ -0,20 │

└─────────┴────────────┴──────────────┴──────────────┴─────────────┴────────────┴─────────────┘

Tabelul F.3 - Coeficientii de presiune dinamica C(p)

Notă

Coeficientii de presiune dinamica datorati vantului sunt valabili pentru o deviere a vitezei vantului de ±60° fata de normala la planul fatadei.

Valori ale C(p) pentru zone

Pentru fiecare zona, valorile coeficientului C(p) sunt luate in considerare tinand cont de inaltimea medie a fatadelor corespunzatoare acelei zone:

–daca inaltimea medie este mai mica de 15 m, C(p)-urile zonei sunt luate egale cu cele corespunzatoare partilor joase ale fatadei;

–daca inaltimea medie este cuprinsa intre 15 si 50 m (inclusiv), C(p)-urile zonei sunt luate egale cu cele corespunzatoare partilor medii ale fatadei;

–daca inaltimea medie este mai mare de 50 m, C(p)-urile zonei sunt luate egale cu cele corespunzatoare partilor inalte ale fatadei.

Anexa II.2.G

Caracteristici de permeabilitate ale cladirii

Caracteristicile de permeabilitate ale unei cladiri depind de numarul si tipul neetanseitatilor anvelopei exterioare (rosturi de dilatare, fisuri, infiltratii de aer prin tamplaria exterioara), fiind exprimate prin debitul de aer total ce patrunde in cladire la o diferenta de presiune exterior-interior data.

Se pot defini la nivel national sau se pot prelua ca valori implicite din tabelul B.1, urmatoarele valori:

–numarul de schimburi de aer orare datorat infiltratiilor n(infiltr) (in vol/h) sau debitul de aer infiltrat q(v,infiltr) raportat la aria laterala a anvelopei cladirii sau la aria pardoselii (in mc/h*mp);

–debitul de aer infiltrat q(v,infiltr) corespunzator unor diferente de presiune exterior-interior de 4, 10 sau 50 Pa.

Font 9

┌──────────────────────────────────────────────────┐

│ L/s per mp de anvelopa exterioara │

│ (exp. debit = 0,667) │

┌──────────────┼────────────────┬────────────────┬────────────────┤

│Permeabilitate│ q(v,infiltr) │ q(v,infiltr) │ q(v,infiltr) │

│ │ pt. 4 Pa │ pt. 10 Pa │ pt. 50 Pa │

┌──────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│ │ Mica │ 0,15 │ 0,25 │ 0,8 │

│ Cladire ├──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│ unifamiliala │ Medie │ 0,3 │ 0,5 │ 1,6 │

│ ├──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│ │ Mare │ 0,6 │ 1 │ 3,2 │

├──────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│ │ Mica │ 0,15 │ 0,25 │ 0,8 │

│multifamiliala│ Medie │ 0,3 │ 0,5 │ 1,6 │

│nerezidentiala├──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│ │ Mare │ 0,6 │ 1 │ 3,2 │

│ │ Mica │ 0,3 │ 2 │ 5 │

│ industriala │ Medie │ 0,6 │ 3,5 │ 10 │

│ │ Mare │ 1,2 │ 7 │ 20 │

└──────────────┴──────────────┴────────────────┴────────────────┴────────────────┘

┌──────────────────────────────────────────────────┬──────────┐

│ n(infiltr) (vol/h) (exp. debit = 0,667) │ │

┌──────────────┼────────────────┬────────────────┬────────────────┤ Suprafata│

│Permeabilitate│ n(infiltr) │ n(infiltr) │ n(infiltr) │ laterala/│

│ │ pt. 4 Pa │ pt. 10 Pa │ pt. 50 Pa │ Volum │

┌──────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────┤

│ │ Mica │ 0,4 │ 0,7 │ 2,2 │ 0,75 │

│ Cladire ├──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────┤

│ unifamiliala │ Medie │ 0,8 │ 1,4 │ 4,3 │ 0,75 │

│ ├──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────┤

│ │ Mare │ 1,6 │ 2,7 │ 8,6 │ 0,75 │

├──────────────┼──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────┤

│ │ Mica │ 0,2 │ 0,4 │ 1,2 │ 0,4 │

│multifamiliala│ Medie │ 0,4 │ 0,7 │ 2,3 │ 0,4 │

│nerezidentiala├──────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┼──────────┤

│ │ Mare │ 0,9 │ 1,4 │ 4,6 │ 0,4 │

│ │ Mica │ 2,2 │ 5,4 │ 5 │ 0,3 │

│ industriala │ Medie │ 3,8 │ 10,8 │ 10 │ 0,3 │

│ │ Mare │ 7,6 │ 21,6 │ 20 │ 0,3 │

└──────────────┴──────────────┴────────────────┴────────────────┴────────────────┴──────────┘

┌──────────────────────────────────────────────────┬──────────┐

│ n(infiltr) (vol/h) (exp. debit = 0,667) │ │

│Permeabilitate│ n(infiltr) │ n(infiltr) │ n(infiltr) │pardoselii│

│ │ pt. 4 Pa │ pt. 10 Pa │ pt. 50 Pa │ │

│ │ Mica │ 0,7 │ 1,2 │ 4 │ 1,8 │

│ unifamiliala │ Medie │ 1,5 │ 2,4 │ 8 │ 1,8 │

│ │ Mare │ 3 │ 5 │ 16 │ 1,8 │

│ │ Mica │ 0,2 │ 0,4 │ 1,3 │ 1,1 │

│multifamiliala│ Medie │ 0,5 │ 0,8 │ 2,5 │ 1,1 │

│ │ Mare │ 1,0 │ 1,6 │ 5 │ 1,1 │

│ │ Mica │ 0,5 │ 3 │ 8 │ 1,5 │

│ industriala │ Medie │ 1,0 │ 6 │ 16 │ 1,5 │

│ │ Mare │ 2,0 │ 10 │ 30 │ 1,5 │

Tabelul G.1: Valori ale debitului specific infiltrat sau numarului de schimburi de aer infiltrate pentru diverse clase si geometrii de cladiri

Anexa II.2.H

Calculul coeficientului de recirculare C(rec)

In cazul utilizarii unor debite de aer variabile in incaperile climatizate si a aerului recirculat in CTA, coeficientul de recirculare C(rec) (-) tine cont de necesitatea ca in fiecare incapere sa fie asigurat debitul minim de aer proaspat.

Daca q(v,nec,i) este debitul minim de aer proaspat necesar pentru incaperea i si q(v,ref,i) este debitul volumic total refulat in aceeasi incapere i, se poate calcula si impune o valoare C(rec) data prin relatia:

┌ ┐

│ q(v,nec,i) │

C(rec) = 1 - max │ ─────────── │

│ q(v,ref,i) │

└ ┘

In scopul de a mentine un nivel de poluare echivalent in toate incaperile climatizate de acelasi sistem de ventilare, se poate impune o valoare a C(rec) data de relatia:

C(rec) = ────────────────────────

Σ q(v,nec,i)

──────────────

Σ q(v,ref,i)

1 + ────────────────────────

┌ ┐

│q(v,nec,i)│

1 - max(i)│──────────│

│q(v,ref,i)│

└ ┘

Aceasta relatie se bazeaza pe respectarea concentratiei limite admise de poluant in fiecare incapere.

Anexa II.2.I

Degajari medii de umiditate de la surse interne, g/h, mp

Font 9

┌────────────────┬────────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────┐

│ Clasa │ Degajarea │ │

│ de │ de umiditate │ Destinatie incapere │

│ umiditate │ (g/h, mp) │ │

├────────────────┼────────────────┼───────────────────────────────────────────────────────────┤

│ scazuta │ 2 │locuinte (numar de ocupanti redus, numar de plante redus), │

│ │ │birouri, magazine, depozite │

│ medie │ 4 │locuinte (numar de ocupanti marit, numar mare de plante), │

│ │ │scoli, baruri │

│ ridicata │ 6 │restaurante, bucatarii, sali de sport, spitale │

│foarte ridicata │ > 10 │spalatorii, procese cu degajare de umiditate │

└────────────────┴────────────────┴───────────────────────────────────────────────────────────┘

Anexa II.2.J

Coeficient de consum specific de energie electrica pentru umidificare, Wh/g

Font 9

┌───────────────────┬──────────────────┬────────────────────────────┬─────────────────────────────┐

│ │ Consum specific │ Consum specific de energie │ Total (Wh/g) │

│ Proces de │de energie pentru │ pentru tratare apa (Wh/g) │ │

│ umidificare │ evaporare ├──────────────┬─────────────┼──────────────┬──────────────┤

│ │ (Wh/g) │ online │ offline │ online │ offline │

├───────────────────┼──────────────────┼──────────────┼─────────────┼──────────────┼──────────────┤

│umidificare cu abur│ 1,0 │ 0,02 │ 0,03 │ 1,02 │ 1,03 │

│umidificare cu apa │ 0,0 │ 0,02 │ 0,03 │ 0,02 │ 0,03 │

└───────────────────┴──────────────────┴──────────────┴─────────────┴──────────────┴──────────────┘

Anexa II.2.K

Numar de ore de functionare pe an la sarcina nominala (echivalent energie)

Font 9

┌───┬─────────────────────────────┬───────────────────┬───────────┬─────────────────────────┬───────────┐

│ │ │ │ Numar │ │ Numar │

│Nr.│ Tip instalatie │ Functionare │ de ore │ Functionare │ de ore │

│ │ (destinatie incapere) │ instalatie │(echivalent│ instalatie │(echivalent│

│ │ │ │ energie) │ │ energie) │

│ │ │ │ (h/an) │ │ (h/an) │

├───┼─────────────────────────────┼───────────────────┼───────────┼─────────────────────────┼───────────┤

│ 1 │locuinte │1 treapta turatie │ 8760 │1 treapta turatie │ 8760 │

│ 2 │birouri individuale/colective│1 treapta turatie │ 2750 │1 treapta turatie │ 2750 │

│ 3 │birouri tip "open-space" │1 treapta turatie │ 2750 │1 treapta turatie │ 2750 │

│ 4 │sali de conferinte │1 treapta turatie │ 1500 │2 trepte de turatie │ 730 │

│ 5 │retail │1 treapta turatie │ 3600 │2 trepte de turatie │ 1140 │

│ 6 │retail cu produse refrigerate│1 treapta turatie │ 3600 │2 trepte de turatie │ 1140 │

│ 7 │supermarket │1 treapta turatie │ 3600 │2 trepte de turatie │ 1140 │

│ 8 │sala de curs │1 treapta turatie │ 2000 │2 trepte de turatie │ 1240 │

│ 9 │atelier de practica │1 treapta turatie │ 1800 │1 treapta turatie │ 1800 │

│10 │sala de spectacole │2 trepte de turatie│ 640 │variatie continua turatie│ 510 │

│11 │camin │2 trepte de turatie│ 6650 │2 trepte de turatie │ 6650 │

│12 │camera hotel │1 treapta turatie │ 4370 │1 treapta turatie │ 4370 │

│13 │cantina │2 trepte de turatie│ 670 │variatie continua turatie│ 340 │

│14 │restaurant │2 trepte de turatie│ 1250 │variatie continua turatie│ 470 │

│15 │bucatarie cantina │2 trepte de turatie│ 1090 │variatie continua turatie│ 700 │

│16 │bucatarie restaurant │2 trepte de turatie│ 1250 │variatie continua turatie│ 1020 │

│17 │workshop │1 treapta turatie │ 2250 │2 trepte de turatie │ 1890 │

│18 │WC │2 trepte de turatie│ 1110 │variatie continua turatie│ 610 │

│19 │zona de circulatie (hol) │1 treapta turatie │ 1250 │1 treapta turatie │ 1250 │

│20 │depozit (zona de depozitare) │1 treapta turatie │ 1460 │1 treapta turatie │ 1460 │

│21 │parcare pt. birouri │1 treapta turatie │ 2250 │1 treapta turatie │ 2250 │

│22 │parcare publica │1 treapta turatie │ 4730 │2 trepte de turatie │ 1670 │

│23 │camera server │1 treapta turatie │ 8760 │1 treapta turatie │ 8760 │

└───┴─────────────────────────────┴───────────────────┴───────────┴─────────────────────────┴───────────┘

Anexa II.2.L

Valori recomandate pentru puterea specifica a ventilatorului, P(sp) (W/mc/h)

┌───┬────────────────────────────────────┬────────────────┬────────────────────┐

│Nr.│ Tip instalatie │ P(sp) │Eficienta energetica│

│ │ (destinatie incapere) │ (W/mc/h) │ instalatie │

├───┼────────────────────────────────────┼────────────────┼────────────────────┤

│ 1 │locuinte │ 0,42 │ 0,17 │

│ 2 │birouri individuale/colective │ 0,56 │ 0,35 │

│ 3 │birouri tip "open-space" │ 0,56 │ 0,35 │

│ 4 │sali de conferinte │ 0,56 │ 0,35 │

│ 5 │retail │ 0,35 │ 0,22 │

│ 6 │retail cu produse refrigerate │ 0,35 │ 0,22 │

│ 7 │supermarket │ 0,90 │ 0,56 │

│ 8 │sala de curs │ 0,35 │ 0,22 │

│ 9 │atelier de practica │ 0,35 │ 0,22 │

│10 │sala de spectacole │ 0,35 │ 0,22 │

│11 │camin │ 0,35 │ 0,22 │

│12 │camera hotel │ 0,56 │ 0,35 │

│13 │cantina │ 0,35 │ 0,22 │

│14 │restaurant │ 0,35 │ 0,22 │

│15 │bucatarie cantina │ 0,42 │ 0,28 │

│16 │bucatarie restaurant │ 0,42 │ 0,28 │

│17 │workshop │ 0,35 │ 0,22 │

│18 │WC │ 0,14 │ 0,08 │

│19 │zona de circulatie (hol) │ 0,28 │ 0,17 │

│20 │depozit (zona de depozitare) │ 0,28 │ 0,17 │

│21 │parcare pt. birouri │ 0,14 │ 0,0* │

│22 │parcare publica │ 0,28 │ 0,0* │

│23 │camera server │ 0,14 │ 0,08 │

└───┴────────────────────────────────────┴────────────────┴────────────────────┘

* ventilare naturala.

Documente recomandate

1 SR EN ISO 7730:2001 Ambiante termice moderate. Determinarea indicilor PMV

si PPD si specificarea conditiilor de confort termic

2 SR EN 12237:2004 Ventilarea in cladiri. Retele de canale. Rezistenta

si etanseitatea canalelor circulare de tabla

3 SR EN 12599 Ventilarea in cladiri. Proceduri de incercare si

metode de masurare pentru receptia instalatiilor de

ventilare si climatizare a aerului

4 SR EN 13779 Ventilarea cladirilor cu alta destinatie decat de

locuit.

Cerinte de performanta pentru instalatiile de

ventilare si de climatizare a incaperilor

5 EN ISO 12237 Ventilation for buildings - Ductwork - Strength and

leakage of circular sheet metalducts

6 EN ISO 12599 Ventilation for buildings - Test procedures and

measuring methods for handing over installed

ventilation and air conditioning systems

7 EN ISO 12792 Ventilation for Buildings - Symbols, Terminology and

Graphical Symbols

8 EN ISO 13363 Solar protection devices combined with glazing -

Calculation of total solar energy transmittance and

light transmittance - Part 2: Detailed calculation

method

9 EN ISO 13465 Ventilation for buildings - Calculation methods for

the determination of air flow rates in dwellings

10 EN ISO 13600 Technical energy systems - Basic concepts

11 EN ISO 13601 Technical energy systems - Structure for analysis -

Energy ware supply and demand sectors

12 EN ISO 13779 Ventilation for non residential buildings -

Performance requirements for ventilation and room

conditioning systems

13 EN ISO 13790 Thermal performance of buildings - Calculation of

energy use for space heating

14 EN ISO 13791 Thermal performance of buildings - Calculation of

internal temperatures of a room in summer without

mechanical cooling - General criteria and

validation procedures (ISO 13791:2004)

15 EN ISO 15927 Hygrothermal performance of buildings - Calculation

and presentation of climatic data - Part 4: Hourly

data for assessing the annual energy use for

heating and cooling

16 EN 13779 Ventilation for Non-residential Buildings -

Performance Requirements for

Ventilation and Room Conditioning Systems

II.

3.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE APA CALDA DE CONSUM

CUPRINS

II.

3.1.Obiect, domeniul de aplicare, acte normative conexe, terminologii, notatiiII.

3.2.Clasificarea instalatiilor de alimentare cu apa calda de consumII.

3.3.Energia utila pentru instalatiile de alimentare cu apa calda de consumII.

3.4.Recuperarea pierderilor de calduraII.

3.5.Energia auxiliara totala necesara pentru instalatia de alimentare cu apa calda de consumII.

3.6.Necesarul de caldura pentru prepararea apei calde de consum (energia utila neta)II.

3.7.Pierderile de caldura aferente furnizarii la consumator a apei calde de consumII.

3.8.Metoda de calcul a necesarului de energie termica aferent sistemelor de distributie a apei calde de consumII.

3.9.Pierderile de caldura pe conductele de distributie a apei calde de consumII.

3.10.Pierderile de caldura aferente unei retele de distributie a apei calde de consum, in cazul prezentei retelei de recirculare a apei calde de consumII.

3.11.Pierderile de caldura aferente echipamentelor montate la punctele de consumII.

3.12.Pierderile auxiliare de energie aferente sistemelor de distributie a apei calde de consumII.

3.13.Pierderi auxiliare de energie necesara pentru incalzirea electrica a traseelorII.

3.14.Energia auxiliara necesara functionarii pompelorII.

3.15.Pierderi de caldura recuperabile, recuperate si nerecuperabileII.

3.16.Metoda de calcul a necesarului de energie termica aferent echipamentelor de preparare si acumulare a apei calde de consumII.

3.17.Pierderile de caldura aferente echipamentelor de preparare a apei calde de consumII.

3.18.Pierderile de caldura aferente conductelor de distributie a agentului termic primarII.

3.19.Pierderile de caldura aferente echipamentelor de preparare a apei calde de consumII.

3.20.Proportiile de calcul ale caldurii necesare prepararii apei calde menajere in sistemele combinateII.

3.21.Pierderile de caldura recuperabile, recuperate si nerecuperabile

Anexe

Anexa II.3.A. Utilizarea valorilor specifice de apa calda pentru consum din STAS 1478

Anexa II.3.B. Valori pentru "a" si N(u) pentru diferite tipuri de cladiri si activitati, cu exceptia cladirilor de locuit

Anexa II.3.C. Indicele mediu de ocupare a locuintelor din Romania

Anexa II.3.D. Necesarul/consumul zilnic de apa calda de consum

Anexa II.3.E. Volumul necesar de apa calda de consum calculat pentru locuinte unifamiliale

Anexa II.3.F. Pierderi de energie la consumator in raport cu temperatura de utilizare, numarul de utilizatori pe zi si volumul de apa estimat la o utilizare

Anexa II.3.G. Calculul pierderilor de caldura aferente conductelor de distributie

Anexa II.3.H. Calculul pierderilor de caldura aferente conductelor de distributie a apei calde de consum, in functie de lungimea conductelor

Anexa II.3.I. Calculul pierderilor de caldura aferente conductelor de distributie a apei calde de consum, in functie de lungimea conductelor, pentru cladiri de locuit

Anexa II.3.J. Calculul pierderilor de caldura din sistemul de distributie, in functie de marimea consumului anual de energie pentru producerea apei calde de consum

Anexa II.3.K. Calculul pierderilor de caldura aferente conductelor de distributie a apei calde de consum, utilizand o metoda detaliata de calcul

Anexa II.3.L. Calculul consumului de energie electrica necesara pompelor de circulatie

Anexa II.3.M. Calculul pierderilor de caldura pe traseele conductelor de transport a agentului termic primar

II.

3.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE APA CALDA DE CONSUM

II.

3.1.Obiect, domeniul de aplicare, acte normative conexe, terminologii, notatii

II.

3.1.1.Obiectul metodologiei si domeniul de aplicare

Aceste prevederi cuprind metode de evaluare a performantei energetice a sistemelor de incalzire si de alimentare cu apa calda de consum a cladirilor si isi propune sa precizeze metodele pentru calculul necesarului de energie si de eficienta a sistemelor. Metodologia trateaza, pe de o parte, atat pierderile de energie (caldura) aferente sistemului de distributie cat si cele corespunzatoare unitatilor de stocare a apei calde, respectiv energia utilizata de generatoarele pentru producerea apei calde de consum.

Partea II3 se refera la calculul necesarului de energie corespunzator instalatiilor de alimentare cu apa calda de consum din cladiri si se refera la urmatoarele aspecte:

–calculul necesarului de energie aferenta consumului de apa calda, pentru o zona sau pentru o cladire avand o anumita destinatie, Q(ac);

–calculul pierderilor de energie pe traseele distributiei si recircularii pentru alimentarea cu apa calda, Q(ac,p,d);

–calculul pierderilor de energie corespunzatoare sursei de producere a caldurii; stocarii (acumularii) sau furnizarii cu intermitenta a apei calde de consum, Q(ac,p,s) si Q(ac,p,g).

Pentru de a fi in concordanta cu calculul consumurilor de energie din sistemele de incalzire, se vor lua in considerare si pierderile de energie datorate risipei si pierderilor de apa la armaturile de utilizare si control.

II.

3.1.2.Acte normative conexe, terminologii, notatii

Referinte la actele normative sunt citate in locul cel mai indicat din text si sunt listate la final. Acestea se refera la calculul consumurilor de energie termica, si a pierderilor de caldura in instalatiile si sistemele de preparare si distributie apa calda menajera.

Domeniul de aplicare este constituit de toate activitatile din domeniul constructiilor prevazute de legislatia in vigoare: Legea nr. 10/1995 privind calitatea in constructii, Legea nr. 372/2005 privind performanta energetica a cladirilor.

II.

3.1.3.Notatii, unitati de masura

Se aplica urmatoarele simboluri, unitati de masura si indici.

Tabelul 3.1 - Simboluri si unitati de masura

┌──────────┬─────────────────────────────────────────────┬─────────────────────┐

│ Simbol │ Denumirea │ Unitate de masura │

├──────────┼─────────────────────────────────────────────┼─────────────────────┤

│ A │suprafata │ mp │

│ a │necesar specific de apa calda de consum │ │

│ c │caldura specifica masica │ J/(kgK) │

│ D │diametrul conductei │ mm │

│ s │grosimea peretelui conductei │ mm │

│ e │grosimea termoizolatiei │ mm │

│ E │energia primara │ J │

│ f │factor de conversie │ - │

│ m │masa │ kg │

│ . │ │ │

│ M │debitul masic │ Kg/s │

│ t │timpul, perioada de timp │ s │

│ T │temperatura absoluta (termodinamica) │ K │

│ Q │cantitatea de caldura, energie │ J │

│ Φ │puterea termica │ W │

│ P │puterea electrica │ W │

│ V │volumul │ mc │

│ . │ │ │

│ V │debitul volumic │ mc/s │

│ W │energia electrica auxiliara │ J │

│ eta │eficienta │ - │

│ θ │temperatura, in grade celsius │ °C │

│ rho │Densitate (masa volumica) │ Kg/mc │

│ lambda │conductivitate termica │ W/(m.K) │

│ [] │conductanta termica │ W/(mp.K) │

│ h(ie) │Coeficientul de transfer convectiv │ W/(mp.K) │

│ K │Coeficient global de transfer de caldura │ W/(mp.K) │

└──────────┴─────────────────────────────────────────────┴─────────────────────┘

Tabelul 3.2 - Indici utilizati

┌──────────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ ac │apa calda pentru consum menajer │

├──────────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────┤

│ c │consum la punctele de furnizare a apei calde de consum │

│ d │distributie │

│ s │stocare, acumulare │

│ g │preparare, generare │

│ ar │apa rece pentru consum menajer │

│ p │pierderi │

│ arm │armatura, punct de consum │

│ loc │locuinta, apartament │

│ amb │ambiant │

└──────────┴───────────────────────────────────────────────────────────────────┘

II.

3.2.Clasificarea instalatiilor de alimentare cu apa calda de consum

Instalatiile de alimentare cu apa calda pot fi clasificate in functie de urmatoarele criterii:

● in functie de numarul de surse de energie utilizate pentru prepararea apei calde de consum si a numarului de zone de distributie;

● in functie de sistemele de incalzire adoptate pentru cladire;

● in functie de combustibilul utilizat;

● in functie de regimul de furnizare al apei reci.

II.

3.2.1.Sisteme de preparare a apei calde de consum in functie de numarul de surse de energie si de zone de distributie

Instalatiile de alimentare cu apa calda de consum sunt constituite, in general, dintr-un echipament de preparare a apei calde de consum, eventual un rezervor de acumulare, un sistem de conducte de distributie (eventual recirculare a apei calde de consum) si din puncte de consum (armaturi sanitare) (vezi fig. 3.1).

Energia corespunzatoare instalatiilor de alimentare cu apa calda de consum poate fi apreciata, separat, pentru fiecare din cele patru sisteme constitutive importante ale instalatiei de alimentare, respectiv:

–sistemul de furnizare a apei calde de consum (respectiv punctele de consum - bateriile amestecatoare etc.);

–sistemul de distributie a apei calde de consum, inclusiv recircularea;

–sistemul de preparare/acumulare a apei calde de consum;

–sistemul de producere a energiei termice necesare prepararii apei calde de consum (ex: cazane, panouri solare, pompe de caldura, unitati de cogenerare).

Fig.

3.1.Cladire cu o singura zona de consum si o singura instalatie de preparare a apei calde de consum

!Imagine

In cazul in care cladirea are mai multe functiuni sau instalatia de alimentare cu apa calda de consum serveste mai multi utilizatori, atunci calculul performantei energetice poate fi aplicat intregii cladiri sau unei parti a cladirii, dupa caz. In vederea realizarii acestor calcule, cladirile sunt clasificate in functie de numarul zonelor de consum existente in cladire, precum si in functie de numarul instalatiilor de alimentare cu apa calda corespunzatoare acestor zone.

O zona este definita ca o cladire sau o parte a cladirii cu functiune distincta, pentru care se calculeaza necesarul de energie utilizata pentru prepararea apei calde de consum.

II.

3.2.1.1.O singura zona si o singura instalatie de alimentare cu apa calda de consum

Cea mai simpla instalatie supusa analizei corespunde cazului unei singure instalatii de alimentare cu apa calda de consum care deserveste o singura zona; de exemplu, o instalatie de alimentare cu apa calda care presupune o preparare centralizata a apei si o distributie catre consumatorii unui singur apartament.

II.

3.2.1.2.O singura zona si mai multe instalatii de alimentare cu apa calda de consum

Acest caz corespunde unei zone in care necesarul de apa calda este asigurat de mai multe echipamente de preparare a apei calde de consum. Intr-o cladire de locuit, acest caz corespunde unui incalzitor de apa calda pentru baie si, separat, un alt incalzitor pentru bucatarie (vezi fig. 3.2). In celelalte tipuri de cladiri, zonarea depinde de modul de organizare functionala si de echiparea cu instalatii.

Fig.

3.2.Cladire cu o singura zona de consum si mai multe instalatii1. sursa de energie termica;

2.acumulator de apa calda de consum;

3.retea de distributie;

4.retea de recirculare a apei calde de consum;

5.echipamente (armaturi) pentru consumul de apa calda.

!Imagine

Calculul necesarului de energie trebuie efectuat, separat, pentru fiecare instalatie de alimentare cu apa calda de consum. In fiecare caz, volumul de apa calda necesar consumului este determinat de tipul armaturilor si destinatia consumului (e.g. bucatarie sau baie).

Necesarul total de energie corespunzator zonei de consum se obtine prin insumarea necesarurilor de energie termica corespunzatoare sistemelor componente ale instalatiilor de alimentare cu apa calda de consum.

II.

3.2.1.3.Mai multe zone si o singura instalatie de alimentare cu apa calda de consum

Aceasta situatie corespunde cazului in care cladirea este impartita in mai multe zone cu functiuni distincte/unitati functionale independente si in care exista o singura instalatie de alimentare cu apa calda de consum (exemplu: bloc de locuinte avand spatii cu alte destinatii, deservite in sistem local centralizat) - vezi fig. 3.3.

Fiecare unitate functionala se constituie intr-o zona de consum, iar necesarul total de energie corespunzatoare instalatiei de alimentare cu apa calda se calculeaza prin insumarea necesarului de energie al fiecarei zone.

Fig.

3.3.Cladire cu mai multe zone si o singura instalatie de alimentare cu apa calda de consum1. sursa de energie termica;

2.acumulator de apa calda de consum;

3.retea de distributie;

4.retea de recirculare a apei calde de consum;

5.echipament (armaturi) pentru consumul de apa calda de consum.

!Imagine

Cazurile enuntate mai sus se pot concretiza in urmatoarele situatii:

1.cladiri (apartamente) cu preparare locala a apei calde de consum, cu/fara contorizare a consumurilor de apa:

● cu centrale termice individuale;

● cu incalzitoare locale de apa calda.

2.cladiri cu preparare centralizata a apei calde de consum:

● cu contorizarea consumurilor de apa calda la nivelul centralizat;

● cu contorizarea consumurilor de apa calda la nivelul scarii sau al tronsonului de bloc;

● cu contorizarea consumurilor de apa calda la nivelul apartamentului (unitatii functionale);

● fara contorizare.

II.

3.2.2.Sisteme centrale de preparare a apei calde de consum in functie de sistemele de incalzire

II.

3.2.2.1.Sisteme centrale de preparare a apei calde de consum cu ajutorul centralelor termice

In general sistemele centrale de preparare a apei calde de consum sunt caracterizate prin existenta sursei centrale de preparare a apei calde si de existenta unei retele de distributie a apei calde de consum.

Sistemele centrale de preparare a apei calde de consum cu centrale termice, dupa locul de amplasare a centralei termice, pot fi clasificate in doua categorii:

1.Centrale termice pentru ansambluri de cladiri;

2.Centrale termice pentru o singura cladire, cu centrala termica amplasata in cladire sau alipita cladirii.

Diferenta dintre cele doua tipuri de centrale termice, din punct de vedere al alimentarii cu apa calda de consum, consta in urmatoarele:a. In cazul centralei termice pentru ansambluri de cladiri, exista urmatoarele particularitati ale instalatiei:

● sunt necesare retele exterioare de alimentare cu apa calda, amplasate de obicei in canale de distanta sau direct in pamant;

● prezenta retelelor exterioare de alimentare cu apa calda are drept consecinta creșterea lungimii conductei de alimentare cu apa calda;

● se impune montarea de contoare de apa calda la fiecare racord de intrare in cladire a retelei de apa calda;

● existenta unei centrale termice pentru ansambluri de cladiri conduce la creșterea pierderilor de caldura datorita lungimii mai mari a retelei de alimentare cu apa calda cat și a modului de amplasare a conductelor;

● in cazul centralelor termice pentru ansambluri de cladiri, existenta unei retele exterioare obliga la prevederea unor conducte de recirculare a apei.b. In cazul centralelor termice pentru o singura cladire, reteaua de distributie a apei calde este de regula amplasata in subsol sau in canale tehnice, sub pardoseala parterului cladirii.

II.3.2.2.2 Schemele de preparare a apei calde de consum adoptate in cazul utilizării centralelor termice locale sau centrale

Din punct de vedere al schemei de preparare a apei calde de consum, nu exista nici o diferenta intre schemele de preparare cu centrala termica pentru ansambluri de cladiri și cele cu centrala pentru o singura cladire. Echipamentele pentru prepararea apei calde de consum sunt:

–cu acumulare cu serpentina de tip boilere;

–fara acumulare de tip schimbatoare tubulare, schimbatoare cu placi;

–cu acumulare fara serpentina (rezervor de acumulare fara serpentina) și schimbatoare de caldura de tip recuperativ (tubulare sau cu placi).

Utilizarea schimbatoarelor de caldura cu acumulare determina creșterea pierderilor de caldura in perioada in care apa calda este acumulata.

Cazanele in care se prepara agentul termic nu depind de schema de preparare a apei calde de consum, ci de sistemele de incalzire adoptate.

Cazanele utilizate sunt de tipul:

–nerecuperativ;

–recuperativ in condensatie.

Randamentul termic al cazanelor recuperative este mai mare cu pana la 5%, fata de celelalte cazane.

II.3.2.2.3 Sisteme centrale de preparare a apei calde de consum cu centrale termice cu cogenerare

O unitate de cogenerare presupune instalarea acesteia in scopul producerii de energie electrica, termica pentru incalzire, pentru prepararea apei calde și eventual pentru instalatii de climatizare. Unitatea poate functiona independent sau poate fi cuplata cu alte surse de caldura (cazane clasice sau chillere).

Spre deosebire de domeniul sistemelor de alimentare centralizata cu caldura, in care energia termica si electrica sunt generate de o sursa si sunt transmise prin intermediul unui sistem de retele unui numar de cladiri, mai mult sau mai putin indepartate, unitatile de cogenerare integrate cladirii produc caldura numai pentru utilizarea acesteia in interiorul cladirii. Energia electrica produsa poate fi utilizata in interiorul cladirii sau exportata in cazul in care sursa produce in exces acest tip de energie (și depașește necesarul consumatorului).

II.3.2.2.4 Sisteme centrale/locale de preparare a apei calde de consum utilizand energii neconventionale

Surse de energie neconventionale utilizate indirect pentru preparea apei calde de consum pot fi:

–Solara– Biomasa– Geotermala etc.

II.3.2.3 Combustibilul utilizat pentru cazanele centralelor termice

Combustibilul utilizat pentru cazanele centralelor termice poate fi:

–combustibil gazos (gaze naturale combustibile, gaze petroliere lichefiate);

–combustibil lichid;

–combustibil solid natural, brichetat (lemne, carbune, etc).

II.3.2.4 Regimul de alimentare cu apa rece

Regimul de furnizare a apei reci poate fi continuu sau intermitent. In consecinta, și regimul de furnizare al apei calde poate fi asigurat cel putin in aceleasi conditii ca și pentru apa rece.

In conditiile furnizarii intermitente a apei calde de consum (intre anumite ore din timpul zilei), s-a constatat o creștere a debitului de apa calda consumata in regim de furnizare intermitenta comparativ cu regimul de furnizare continuu.

In ceea ce privește temperatura apei reci, aceasta este cuprinsa intre 5 și 18°C.

11.3.3 Energia utila pentru instalatiile de alimentare cu apa calda de consmn

Energia utila corespunzatoare instalatiilor de alimentare cu apa calda de consum reprezinta suma energiilor utile pentru fiecare din cele patru sisteme constitutive importante ale instalatiei de alimentare, respectiv:

–sistemul de furnizare a apei calde de consum (respectiv punctele de consum - bateriile amestecatoare etc);

–sistemul de distributie a apei calde de consum, inclusiv recircularea;

–sistemul de preparare/acumulare a apei calde de consum;

–sistemul de producere a energiei termice necesare prepararii apei calde de consum (ex: cazane, panouri solare, pompe de caldura, unitati de cogenerare).

Energia utila pentru instalatia de alimentare cu apa calda de consum depinde de:

–volumul de apa calda solicitat de utilizatori, furnizat la punctele de consum in cantitati determinate de tipul armaturilor sanitare sau de numarul utilizatorilor și norma specifica de consum (energia utila neta).– volumul pierderilor de apa calda de consum, care depinde de caracteristicile și starea tehnica a instalatiei de alimentare cu apa calda.– volumul total al pierderilor de energie (energie termica + energie electrica) aferente sistemelor de preparare și distributie a apei calde de consum.

II.3.3.1 Elementele componente ale instalatiei de alimentare cu apa calda de consum

Orice instalatie de alimentare cu apa calda de consum poate fi descrisa cu ajutorul a patru sisteme componente, definindu-se astfel și modul de utilizare a energiilor. Impartirea instalatiei in sisteme componente și utilizarea energiei sunt ilustrate in figura 3.4.

Metodologia și pașii de calcul urmaresc in sens invers directia de transmitere a energiei in instalatia de alimentare cu apa calda, respectiv directia de calcul este inversa directiei fluxului de energie. Calculul incepe cu evaluarea consumurilor de energie necesara volumului de apa calda furnizat la consumator (baterii amestecatoare montate la punctele de consum) și se finalizeaza cu evaluarea energiei consumate pentru fiecare din sistemele componente ale instalatiei, prin calculul pierderilor de energie corespunzatoare fiecarui sistem.

In final, cantitatea de energie utila reprezinta consumul total de energie pentru furnizarea necesarului de apa (energia utila neta) și acoperirea pierderilor și risipei din sistem.

Energia necesara acoperirii pierderilor cuprinde, pe de o parte, pierderile de caldura aferente sistemelor, cat și energiile auxiliare (electrice) necesare alimentarii agregatelor de pompare și/sau servomecanismelor, W(ac,e), care se calculeaza separat (in cazul in care se apreciaza ca este necesara estimarea lor).

Fig. 3.4. - Forme de energie consumate in instalatia de alimentare cu apa calda de consum, directia de calcul si impartirea in sisteme componente a instalatiei de alimentare cu apa calda de consum.

!Imagine

Pe perioada sezonului de incalzire, sau in lunile in care necesarul de caldura pentru incalzirea spatiului este semnificativ ca valoare, o parte din pierderile de caldura aferente instalatiei de alimentare cu apa calda de consum și o parte din energia auxiliara pentru fiecare din sistemele componente devin energii recuperabile.

Calculele se considera definitivate, pentru fiecare din sistemele considerate, in momentul obtinerii valorii finale de energie utila in sistem (utila neta + pierderi).

II.3.3.2 Pierderile de caldura aferente instalatiei de alimentare cu apa calda de consum

Pierderile totale de caldura corespunzatoare instalatiei de alimentare cu apa calda de consum, Q(ac,p) se exprima prin suma pierderilor de caldura al fiecarui sistem component, dupa cum urmeaza:

Q(ac,p) = Q(ac,c) + Q(ac,d) + Q(ac,s) + Σ [Q(ac,g)] [J] (3.1)

In care:

Q(ac,c) pierderea de caldura datorata furnizarii/utilizarii la consumator a apei calde la temperatura diferita de temperatura nominala de calcul [ J ]

Q(ac,d) pierderea de caldura pe conductele de distributie [ J ]; pierderea de caldura depinde de lungimea retelei sistemului de distributie a apei calde de consum, de amplasare a conductelor de distributie, de izolarea lor termica, de temperatura apei calde și de sistemul de control aferent;

Q(ac,s) pierderea de caldura corespunzatoare sistemelor de acumulare a apei calde de consum [ J ];

Q(ac,g) pierderea de caldura aferenta echipamentului de preparare a apei calde de consum cat și pe circuitul de agent termic primar, atat pe perioada de functionare a acestuia cat și pe perioada de nefunctionare.

In unele situatii, aceste sisteme se combina sau se separa, dupa cum se poate exemplifica:

* Q(ac,c) (necesarul de caldura corespunzator furnizarii apei calde la punctele de consum) și Q(ac,d) (pierderile de caldura din reteaua de distributie a apei calde de consum) pot fi combinate, din motive practice (de exemplu, in cazul prepararii locale a apei calde de consum, in care lungimea conductelor de distributie a apei calde este nesemnificativa);

* In cazul instalatiilor de alimentare cu apa calda de consum in care distributia apei este insotita de o instalatie de recirculare, este importanta considerarea distincta a zonelor din instalatie in care exista recircularea apei calde și celor in care recircularea lipsește.

Pentru evaluarea instalatiilor cu sisteme de recirculare, Q(ac,d) trebuie sa fie determinat distinct pe zone din instalatie cu și fara recirculare;

* In cazul prezentei sistemelor locale de incalzire și preparare a apei calde de consum (de exemplu centrale murale), este mai greu de realizat o distinctie clara intre cantitatile de energie necesare producerii Q(ac,g) și stocarii acni Q(ac,s), astfel ca in final, cei doi termeni Q(ac,s) și Q(ac,g) trebuie sa fie exprimati cumulat.

II.3.3.3 Perioadele de calcul

In final, se urmarește stabilirea consumului anual de energie pentru instalatia de alimentare cu apa calda de consum.

Acest obiectiv poate fi atins in doua moduri, dupa cum urmeaza:

–utilizand informatii privind perioada de functionare anuala a instalatiei, care permit determinarea unor valori medii globale (metoda aplicabila cladirilor existente pentru care exista date privind consumurile facturate de apa calda de consum etc);

–impartind anul intr-un numar de perioade de calcul (ex: luni, saptamani), și determinand consumul total prin insumarea energiilor corespunzatoare pentru fiecare perioada (metoda utilizabila pentru cladiri noi și pentru cele existente).

II.3.4 Recuperarea pierderilor de caldura

Cand se analizeaza o cladire sau o parte a cladirii, nu toate pierderile de caldura ale instalatiei de alimentare cu apa calda de consum reprezinta pierderi efective; acest fapt se datoreaza recuperarilor partiale. De exemplu, pierderile de caldura ale conductelor sunt pierderi efective in cazul in care conductele sunt amplasate in exteriorul cladirii. Daca conductele sunt amplasate in interiorul spatiilor incalzite, degajarea de caldura de la conducte poate contribui la incalzirea spatiului; in acest caz, pierderile de caldura sunt considerate recuperate, și pot fi luate in considerare pentru reducerea necesarului de caldura pentru incalzire. In mod similar, in cazul in care cladirea studiata are un sistem de racire, pierderile de caldura ale instalatiei de alimentare cu apa calda de consum pot majora sarcina de racire corespunzatoare.

II.3.5 Energia auxiliara totala necesara pentru instalatia de alimentare cu apa calda de consum

Energia auxiliara este energia necesara echipamentelor electrice prezente in instalatia de alimentare cu apa calda, respectiv pompele de distributie, circulatie, vanele și echipamentele de control și automatizare. Necesarul de energie auxiliara se calculeaza pentru fiecare sistem component al instalatiei de alimentare cu apa calda de consum: W(ac,x). Totalul energiei auxiliare se obtine prin insumarea energiei utilizate in fiecare element component a instalatiei. Energia auxiliara este exprimata in kWh/an sau in kWh/luna. O parte din energia auxiliara poate fi recuperata sub forma de caldura, Q(r,x).

W(ac,p) = W(ac,c) + W(ac,d) + W(ac,s)

Σ [W(ac,g)] [kWh/an] sau [kWh/an] (3.2)

In care:

W(ac,c) energia electrica utilizata in sistemul de furnizare, la punctul de consum, a apei calde la consumator (de exemplu armaturile cu celula fotoelectrica)

W(ac,d) energia electrica utilizata in sistemul de distributie (ex. pompa necesara distributiei și recircularii apei calde de consum);

W(ac,s) energia electrica utilizata in sistemul de acumulare a apei calde de consum (exemplu sistemul de control și automatizare pentru boilere);

W(ac,g) energia electrica utilizata in sistemul de preparare a apei calde de consum, care poate fi tratata separat sau poate fi considerata impreuna cu energia auxiliara necesara instalatiilor de incalzire a cladirii, daca acelasi echipament satisface ambele cerinte (incalzire și preparare a apei calde de consum).

II.3.6 Necesarul de caldura pentru prepararea apei calde de consum (energia utila neta)

In acest capitol se descriu metode de calcul a energiei termice necesare pentru livrarea apei calde la consumatori.

II.3.6.1 Necesarul de caldura pentru prepararea apei calde de consum, pe baza volumului de apa furnizat la consumator

Necesarul de caldura pentru prepararea apei calde de consum corespunde energiei necesare incalzirii apei calde ceruta de consumator, la temperatura dorita.

In cazul in care exista un sistem de contorizare al volumului de apa calda consumata, atunci necesarul de apa calda poate fi determinat direct, prin aplicarea formulei 3.3.

In cazul lipsei unui sistem de contorizare, necesarul de apa calda de consum poate fi determinat in functie de numarul și de tipul consumatorilor. Energia totala pentru incalzirea necesarului de apa calda de consum se determina prin insumarea cerintelor individuale.

Formula generala de determinare a necesarului de caldura pentru prepararea apei calde de consum, Q(ac), este data de relatia:

Q(ac) = Σ rho x c x V(ac) x [θ(ac) - θ(ar)] (3.3)

i=1

in care:

rho - densitatea apei calde de consum[kg/mc] (tabel 3.3);

c - caldura specifica a apei calde de consum [J/kg K] (tabel 3.3);

V(ac) - volumul necesar de apa calda de consum pe perioada considerata [m];

θ(ac) - temperatura de preparare a apei calde [°C];

θ(ar) - temperatura apei reci care intra in sistemul de preparare a apei calde de consum [°C];

i - 1, n reprezinta indice de calcul pentru categoriile de consumatori.

Tabel 3.3 - densitatea și caldura specifica a apei calde in functie de

temperatura

┌───────────┬─────────┬─────────┬────────┬─────────┬────────┬────────┬───────┐

│ θ[°C] │ 5°C │ 10°C │ 15°C │ 40°C │ 50°C │ 55°C │ 60°C │

├───────────┼─────────┼─────────┼────────┼─────────┼────────┼────────┼───────┤

│ rho[kg/mc)│ 999,9 │ 999,7 │ 999,1 │ 992,2 │ 988,0 │ 985,6 │ 983,2 │

│ c[J/kgK)] │ 4,200 │ 4,188 │ 4,184 │ 4,182 │ 4.182 │ 4,182 │ 4,183 │

└───────────┴─────────┴─────────┴────────┴─────────┴────────┴────────┴───────┘

Relatia de calcul (3.3) poate fi aplicata diferitelor perioade de timp reprezentative pentru consum. De exemplu, acolo unde volumul de apa V(ac) reprezinta volumul anual de apa, atunci necesarul de caldura pentru preparare a apei calde are valoarea anuala.

II.3.6.2 Temperatura de utilizare a apei calde

Temperatura de preparare a apei calde de consum se diferentiaza fata de temperatura de utilizare a apei calde; pentru preparare, se adopta temperaturi de 45-60°C, iar pentru utilizare, temperaturile se incadreaza in intervalul 35 și 60°C, dupa cum urmeaza:

–pentru igiena corporala - 35 - 40°C;

–pentru spalat/degresat - 50-60°C.

Temperatura de preparare a apei calde menajere este cuprinsa in intervalul 45-60°C, in functie de pozitia echipamentului de preparare in raport cu punctele de consum. In scopul definirii unei date comparabile de calcul, se va folosi ca temperatura nominala de preparare a apei calde de consum, temperatura de 60°C.

II.3.6.3 Temperatura apei reci

Variatia temperaturii apei reci poate avea un efect important in evaluarea necesarului de caldura pentru producerea apei calde de consum.

In mod conventional, aceasta se considera egala cu 10°C.

Pentru a tine seama de diferitele zone geografice se pot lua in considerare variatii locale in functie de categoria sursei, conform datelor din tabelul 3.4.

Tabelul 3.4 - Temperatura apei reci

┌─────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────────┐

│Captare a apei din: │ Temperatura apei reci (°C), in lunile anului: │

│ │ I │II │III│IV │ V │VI │VII│VIII│IX │ X │XI │XII│Medie│

├─────────────────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼────┼───┼───┼───┼───┼─────┤

│Ruri de munte │ 5 │ 8 │ 9 │11 │12 │13 │14 │ 14 │13 │11 │ 9 │ 7 │10,5 │

│Rauri de campie sau │ 5 │ 8 │10 │12 │15 │18 │20 │ 18 │15 │12 │10 │ 7 │12,5 │

│lacuri │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Puturi de mica │ 7 │ 9 │10 │11 │12 │13 │13 │ 14 │13 │12 │10 │ 8 │11,0 │

│adancime │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Puturi de medie │10 │10 │11 │11 │11 │12 │12 │ 12 │12 │11 │11 │10 │11,5 │

│adancime │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└─────────────────────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴────┴───┴───┴───┴───┴─────┘

II.3.6.4 Volumul necesar de apa calda de consum

Volumul teoretic de apa calda necesara consumului se determina in functie de destinatia cladiri, de tipul consumatorului de apa calda de consum și de numarul de utilizatori/unitati de folosinta.

II.3.6.4.1 Volumul necesar de apa calda de consum calculat cu debite specifice [l/om,zi]

Pentru cladiri noi, volumul de apa calda de consum se detemiina cu urmatoarea relatie de calcul:

V(ac) = a x N(u)/1000 [mc] (3.4)

in care:

a - necesarul specific de apa calda de consum, la 60°C [mc], pentru unitatea de utilizare/folosinta, pe perioada considerata;

N(u) - numarul unitatilor de utilizare/folosinta a apei calde de consum (persoana, unitatea de suprafata, pat, portie etc)

Valorile pentru a și N(u) depind de:

–tipul și destinatia cladirii;

–tipul activitatii desfașurate in cladire;

–tipul activitatilor, pe zone ale cladirii, atunci cand in cladire exista mai multe activitati care diferentiaza volumele de apa calda consumate in cladire;

–standardele sau clasa de activitate, ca de exemplu numarul de stele pentru hoteluri sau categoria restaurantelor.

Valorile lui a sunt prezentate in anexa II.3.A.

Numarul de persoane N(u) aferent cladirilor de locuit se determina ca valoare medie, in functie de indicele mediu de ocupare a suprafetei utile a cladirilor, utilizand unnatoarea procedura de calcul:

–se determina suprafata utila Su[mp] (camere de zi, dormitoare, holuri, bucatarie, baie etc; nu se considera suprafata balcoanelor și teraselor);

–se apreciaza indicele mediu de locuire, i(Loc), ca avand valori cuprinse in intervalul 0,04 - 0,055 (valoarea corespunde unei suprafete utile pentru o persoana de 18-25 mp, in functie de tipul cladirii (individuala, inșiruita sau bloc) și de amplasarea acesteia (judet și mediu - urban sau rural);

–se determina numarul mediu normat de persoane aferent cladirii, utilizand urmatoarea relatie de calcul;

N(u) = S(u) x i(lic) [persoane/ap] (3.5)

II.3.6.4.2 Volumul necesar de apa calda de consum calculat pentru locuinte unifamiliale

In cazul apaitamentelor, se pot utiliza valori medii, statistice, care ilustreaza consumul mediu zilnic de apa calda. Acest calcul poate utiliza indici care tin seama de urmatoarele:

* de consumul specific de apa calda de consum, considerand valorile din anexa II.3.B, tabel B.1;

* in functie de suprafata locuintei unifamiliale, conform metodologiei și valorilor din anexa II.3.C.

II.3.7 Pierderile de caldura aferente furnizarii la consumator a apei calde de consum

Modul de evaluare a termenului, respectiv pierderea de caldura datorata furnizarii/utilizarii la consumator a apei calde la temperatura diferita de temperatura nominala de calcul [ J ] se

Q(ac,c) reprezinta pierderea de caldura datorata furnizarii/utilizarii la consumator a apei calde la temperatura diferita de temperatura nominala de calcul și se determina cu relatia:

Q(ac,c) = Σ rho x c x V(ac,c) x [θ(ac,c) - θ(ar)] (3.6)

1=1

in care:

rho - densitatea apei calde de consum[kg/W] (tabel 3.3 );

c caldura specifica a apei calde de consum [J/kg K] (tabel 3.3);

Vacc volumul corespunzator pierderilor și risipei de apa calda de

consum pe perioada considerata [mc];

θ(ac,c) temperatura de furnizare/utilizare a apei calde la punctul de

consum [°C];

θ(ar) temperatura apei reci care intra in sistemul de preparare a apei

calde de consum [°C];

i = l,n reprezinta indicele de calcul pentru categoriile de consumatori.

Pentru evaluarea termenului V(ac,c) se tine seama de umiatoarele aspecte:

● starea tehnica a echipamentelor de consum

● prezenta retelei de recirculare a apei calde de consum

II.3.7.1.1 Volumul de apa calda de consum corespunzator pierderilor și risipei de apa, calculat cu pierderi specifice de apa calda de consum

Pierderile de apa se estimeaza dupa starea tehnica a armaturilor din imobilul vizat dupa cum urmeaza:

● in cazul armaturilor intr-o stare tehnica buna in proportie de 30%, atunci se estimeaza pierderi de 5 l/om,zi x [n(ac)/24], unde n(ac) reprezinta numarul zilnic de ore de livrare a apei calde menajere (valoare medie anuala);

● in cazul amiaturilor intr-o stare tehnica precara (armaturi defecte) și in cazul in care se constata ca subsolul blocului/scarii expertizate este umed, atunci se considera pierderi de 30 l/om,zi x [n(ac) 24], unde Uac reprezinta numarul zilnic de ore de livrare a apei calde menajere (valoare medie anuala).

Aceste valori corespund unor coeficienti de pierderi și risipa de apa de 10-25% din volumul de apa normat.

II.3.7.1.2 Volumul de apa calda de consum corespunzator pierderilor și risipei de apa, calculat cu coeficienti adimensionali

Pierderile de apa calda de consum se pot estima și cu ajutorul unor coeficienti de calcul, astfel incat volumul real de apa calda necesara consumului este determinat de valoarea teoretica a volumului de apa calda amendata de coeficienti supraunitari, care majoreaza valoarea teoretica, in functie de timpul de așteptare pentm furnizarea, la punctele de consum (datorita lipsei sistemelor de recirculare a apei calde și datorita starii tehnice a armaturilor)

V(ac) + V(ac,c) = V(ac) * f(1) * f(2) [mc]; (3.7)

Se pot adopta urmatoarelor valori pentru coeficientii f:

–f(1) = 1,30 pentru obiective alimentate in sistem centralizat, fara recirculare– f(1) = 1,20 pentru obiective aliment ate in sistem local centralizat– f(1) = 1,10 pentru obiective alimentate in sistem local– f(2) = 1,10 pentru instalatii echipate cu baterii clasice– f(2) = 1,05 pentni instalatii echipate cu baterii monocomanda

in care:

f(1) depinde de tipul instalatiei la care este racordat punctul de consum

f(2) depinde de starea tehnica a armaturilor la care are loc consumul de apa calda

11.3.7.13 Volumul de apa calda de consum corespunzator pierderilor și risipei de apa, cu valori tabelare

Pierderile de apa calda de consum se pot estima și cu ajutorul unor valori predefinite, mediate in functie de temperatura de utilizare, numarul de utilizatori pe zi si volumul de apa estimat la o utilizare. In anexa II.3.D sunt prezentate valori ale energiei pierdute la consumator, in tabelul D.1

II.3.8 Metoda de calcul a necesarului de energie termica aferent sistemelor de distributie a apei calde de consum

Pierderile de caldura pe traseul conductelor de distributie a apei calde de consum

Pierderile totale de energie termica [Q(ac,d)] prin sistemul de distributie se calculeaza prin insumarea energiei termice pierdute prin fiecare sectiune.

Q(ac,d) = Σ Q(ac,d,ind) + Q(ac,d,com) (3.8)

in care:

Q(ac,d,ind) pierderile de caldura pentru fiecare sistem de distributie independent, racordat la traseul comun de distributie (de exemplu conductele de distributie aferente unui apartament, racordate la reteaua de distributie a cladirii);

Q(ac,d,com) pierderile de caldura pentru traseele comune de distributie a apei calde de consum.

II.3.9 Pierderile de caldura pe conductele de distributie a apei calde de consum

II.3.9.1 Generalitati

Conductele de distributie a apei calde de consum sunt reprezentate de conductele de transport a apei calde de consum, pornind de la echipamentele de preparare a apei calde (de tip instantaneu sau cu acumulare) și continuand cu traseele pana la punctele de consum; conductele de distributie a apei calde de consum sunt insotite, in unele cazuri, de retele de recirculare a apei, in vederea mentinerii temperaturii apei calde la valoarea necesara consumului (furnizarii).

Conductele de distributie a apei calde de consum pot alimenta unul sau mai multi consumatori. Fiecare conducta sau parti ale conductei sunt tratate separat. Pierderile totale de energie se obtin prin insumarea pierderilor pe toate tronsoanele de conducte luate in calcul.

De cele mai multe ori, in primele momente ale furnizarii apei calde la consumatori, temperatura apei calde de consum nu are valorile necesare consumului; in general, acest volum de apa este evacuat la canalizare. Energia utilizata pentru incalzirea initiala a acestui volum de apa este considerata pierduta, și determina o intarziere in furnizarea apei calde la punctul de consum, la temperatura dorita de consumator. La aceasta se adauga pierderile de caldura pe traseul conductelor de distributie și in elementele de imbinare a acestora (fitinguri, armaturi etc).

De asemenea, cand apa calda de consum din sistemul de distributie a atins temperatura dorita, apar pierderi de caldura ale sistemului pe toata perioada de livrare a apei calde. Dupa ce s-a furnizat apa calda necesara, energia termica ramasa in sistemul de distributie se pierde in mediul inconjurator. Energia termica ramasa in sistemul de distributie este data de continutul de apa din sistemul de distributie și de capacitatea termica a materialelor din sistemul de distributie. Ca ordin de marime, insa, pierderile de caldura corespunzatoare sistemului de distributie a apei calde de consum sunt mai mici ca valoare in comparatie cu cantitatea de caldura continuta de volumele de apa calda de consum ramase in sistem intre doua utilizari pana la obtinerea temperaturii dorite/de contorizare.

Valorile pierderilor de caldura corespunzatoare conductelor de distributie pot fi reduse in cazul in care reteaua de distributie este astfel conceputa incat exista un numar mare de consumatori repartizati pe toata lungimea retelelor, iar cantitatile de apa calda de consum sunt extrase din retea la intervale de timp relativ scurte, impiedicandu-se astfel stagnarea apei in conducte.

Izolarea conductelor componente ale sistemului de distributie poate reduce semnificativ pierderile de energie termica ale sistemului. Energia termica totala pierduta in timpul furnizarii apei calde pentru consum se va diminua. Izolarea conductelor de distributie nu va anula insa pierderile de caldura (aferente volumelor) de apa stagnante in conducte (evacuate pana la obtinerea temperaturii normale de utilizare) (in absenta consumurilor de apa calda menajera).

In acest capitol sunt descrise metode de calcul al pierderilor de energie termica. Aceste metode difera atat prin abordarile de calcul, cat și prin datele necesare calculului. Pentru calcule practice, se va alege metoda de calcul ce va fi cea mai potrivita in functie de datele disponibile și de tipul consumatorului.

II.3.9.2 Pierderile de caldura a conductelor de distributie calculate in functie de marimea suprafetei locuibile

Aceasta metoda, bazata pe valoarea suprafetei la care se face raportarea, poate fi utilizata doar in cazul locuintelor unifamiliale in care exista un sistem propriu de preparare a apei calde menajere, amplasat intr-un spatiu incalzit, interior cladirii. Se presupune, de asemenea, ca traseul conductelor catre punctele de consum este cel mai scurt posibil, iar alte detalii ale traseului devin nesemnificative in calcul. Relatiile de calcul sunt prezentate in anexa II.3.E.

II.3.93 Pierderile de caldura aferente conductelor determinate pe baza lungimii conductelor de alimentare cu apa calda

Se pot defini doua metode de calcul a emisiei de caldura, bazate doar pe lungimea traseelor de distributie a apei calde de consum; prima metoda utilizeaza formule de calcul, in timp ce a doua utilizeaza date centralizate in tablele. Aceste metode pot fi utilizate doar in cazul cladirilor de locuit.

II.3.9.3.1 Metoda de calcul simplificata

Aceasta metoda va lua in considerare atat pierderea de caldura datorata traseelor de distributie cat și pierderea de caldura aferenta volumului de apa acumulat in conducte. In vederea utilizarii acestei metode, sunt necesare date privind atat diametrele tuturor trosoanelor de distributie cat și lungimile acestora. Aceasta metoda de calcul aproximeaza și valorile volumelor de apa calda risipite la punctele de consum, datorita racirii apei calde de consum. Metoda este descrisa anexa II.3.F.

II.3.9.3.2 Metoda cu date intabulate

Aceasta metoda este valabila doar pentru cladirile de locuit și se bazeaza pe estimarea proportiei intre cantitatile de energie termica necesare diferitelor echipamente montate intr-o locuinta in functie de tipul punctului de consum, și lungimea conductelor, și se specifica separat pentru punctele de consum amplasate in bucatarii și pentru grupurile sanitare. Valorile necesare calculului sunt prezentate in anexa II.3.G.

II.3.9.4 Pierderile de caldura pe traseul conductelor de distributie calculate pe baza tipurilor de armaturi pentru consumul apei calde

Pierderile de caldura aferente sistemului de distributie a apei calde de consum pot fi exprimate proportional cu necesarul de energie termica aferenta furnizarii apei calde de consum la punctele de consum. Nu este necesara o cunoaștere detaliata a geometriei sistemului de distributie, daca se cunosc date suficiente care sa permita o estimare a lungimilor medii ale conductelor; in schimb, sunt necesare date privind pozitionarea acestor trasee, prin spatii incalzite sau prin spatii neincalzite și lungimile distributiei aferente acestor spatii. In plus, este necesara cunoașterea cantitatii de caldura necesara consumului de apa calda menajera la armaturi, respectiv Q(ac). Metoda de calcul este detaliata in anexa II.3-H.

II.3.9.5 Pierderile de caldura pe traseul conductelor de distributie calculate utilizand o metoda detaliata de calcul

Pierderea de caldura aferenta unei conducte i de apa calda de consum Q(ac,c,t) [kWh/luna] se calculeaza cu relatia:

Q(ac,d,i) = [1/1000] * U(i) * L(i) * [θ(m,ac,d,i) -

–θ(amb)] * t(ac) * z [kWh/luna] (3.9)

in care:

U(i) - coeficientul specific de pierderi de caldura pe unitatea de lungime de conducta [W/m K];

L(i) - lungimea conductei i [m];

θ(m,ac,d,i) - temperatura medie a apei in conducta respectiva [°C];

θ(amb) - temperatura aerului ambient din zona de amplasare a conductei [°C];

t(ac) - durata de furnizare a apei calde de consum, respectiv intervalul de timp pentru care se face evaluarea [zi/luna];

z - timpul efectiv de furnizare a apei calde [ore/zi].

Pentru intreaga instalatie de distributie, pierderea de caldura totala se va calcula prin insumarea pierderilor de caldura aferente tronsoanelor de calcul componente:

Q(ac,d) = Σ[Q(ac,d,i)] [kWh/luna] (3.10)

Detalii privind determinarea termenilor componenti sunt prezentate in anexa II.3-I.

II.3.10 Pierderile de caldura aferente unei retele de distributie a apei calde de consum, in cazul prezentei retelei de recirculare a apei calde de consum

Un sistem de distributie a apei calde de consum cu recirculare se definește printr-un circuit in care recircularea se realizeaza in mod continuu sau automat, in functie de valoarea temperaturii apei calde de consum in conductele de distributie, astfel incat temperatura la consumator sa nu scada sub o valoare prestabilita. Recircularea apei in sistemul astfel inchis se realizeaza cu ajutorul unei pompe. Din circuitul astfel format, se alimenteaza, prin intermediul unor tronsoane independente, consumatorii de apa calda de consum. In anumite situatii, sistemul de recirculare se poate extinde pana la punctele de consum/receptori.

II.3.10.1 Determinarea pierderilor de caldura pe conductele de recirculare a apei calde de consum utilizand lungimea tronsoanelor

Pierderile de caldura pentru retelele de recirculare pot fi evaluate in functie de diametrul conductelor și de materialul din care sunt realizate acestea, cu ajutorul datelor precalculate, oferite tabelar sau grafic. Pentru calcule orientative/informative, se poate aproxima o pierdere de caldura pe conductele de recirculare de 40 W/m.

II.3.10.2 Determinarea pierderilor de caldura pe conductele de recirculare a apei calde de consum

Pierderile de caldura pentru retelele de circulatie pot fi apreciate utilizand o metoda de calcul similara cu cea descrisa la punctul II.3.9.5, și este detaliata in anexa II.3.I.

II.3.10.3 Determinarea pierderilor de caldura pe o conducta de recirculare a apei calda de consum in perioada de nefunctionare a pompei

Daca sistemul de recirculare a apei calde de consum nu functioneaza continuu, atunci se vor inregistra pierderi de caldura suplimentare de la traseele de distributie și circulatie catre mediul exterior, in perioadele de nefunctionare a pompelor.

Pierderile de caldura corespunzatoare se pot aprecia cu urmatoarea relatie de calcul:

Q(ac,d,fara_c) = c(ac) * V(ac) *

* [θ(m,ac,d) - θ(amb)] * N(n) [W/luna] (3.11)

in care:

V(ac) volumul de apa calda de consum continut in conductele de distributie și circulatie [mc];

N(n) perioada de nefunctionare a instalatiei de recirculare a apei calde.

Aceste pierderi de caldura suplimentare, aferente perioadei de nefunctionare a sistemului de circulatie se adauga pierderilor de caldura totale pe distributie.

II.3.11 Pierderile de caldura aferente echipamentelor montate la punctele de consum

Alimentarea consumatorilor cu apa calda de consum se realizeaza prin intermediul armaturilor (robinete, baterii, paneluri de ajutaje pentru duș etc). In functie de constructia acestora si de materialul din care sunt realizate, aceste echipamente vor disipa, in timpul furnizarii apei calde la consumator, la randul lor, o parte din caldura continuta de apa calda de consum, determinand o intarziere in furnizarea, la punctul de consum, a apei calde la temperatura minima necesara. Efectul imediat il reprezinta marirea pierderilor de caldura in sistemul de alimentare cu apa calda.

Avand in vederea ponderea redusa a acestor pierderi de caldura, acestea pot fi apreciate in calcul impreuna cu cele corespunzatoare retelelor de distributie, și nu sunt necesare calcule suplimentare; in acest caz, metoda de calcul este prezentata in anexa II.3 I.

II.3.12 Pierderile auxiliare de energie aferente sistemelor de distributie a apei calde de consum

Pierderile auxiliare de energie corespunzatoare sistemelor de distributie a apei calde de consum sunt reprezentate de consumurile de energie electrica a sistemelor cu cordoane electrice incalzitoare a traseelor sau de consumurile electrice ale pompelor. Pompele sunt necesare fie pentru acoperirea pierderilor de presiune in sistemele de recirculare a apei calde, fie pentru ridicarea presiunii apei din sistemele de distributie a apei calde de consum, respectiv pompele din instalatiile de ridicare a presiunii cuplate cu recipiente de hidrofor, in vederea asigurarii presiunii necesare apei la punctele de consum. Pompele se pot regasi fie la intrarea in sistemul de distributie a apei, crescand presiunea apei livrate la consumatori, fie intr-un singur punct (spre exemplu zona aferenta dușului sau bailor matrimoniale cu duze de masaj).

II.3.13 Pierderi auxiliare de energie necesara pentru incalzirea electrica a traseelor

Atunci cand se utilizeaza cordoane electrice incalzitoare in vederea reducerii pierderilor de caldura de-a lungul traseelor de distributie a apei calde, consumul de energie este echivalent pierderilor de caldura corespunzatoare situatiei in care aceste sisteme electrice nu ar fi instalate. Cordonul incalzitor nu este utilizat in vederea producerii de apa calda de consum. In consecinta, aceste pierderi de energie nu vor fi adaugate termenilor care dau, in final, cantitatea de caldura necesara prepararii apei calde, ci vor reprezenta consumuri auxiliare de energie ale sistemului, fiind de natura electrica.

Energia necesara poate fi calculata cu formula:

Q(ac,d,i) = L(i,ce) * U(ac,d) * [θ(m,ac,d,i) - θ(amb)] * t(ac) [Wh] (3.12)

in care:

L(i,ce) - lungimea cordonului incalzitor [m];

U(ac,d) - coeficientul specific de pierderi de caldura pe unitatea de lungime de conducta [W/m K];

θ(m,ac,d,j) - temperatura medie in sectiunea tevii [°C];

θ(amb) - temperatura aemlui ambient din zona de amplasare a conductei [°C];

t(ac) - durata de alimentare cu apa calda de consum [zi/luna].

Se presupune ca perioada de functionare a cordonului electric incalzitor coincide cu perioada de furnizare a apei calde de consum, in cazul in care aceasta furnizare nu este continua.

II.3.14 Energia auxiliara necesara functionarii pompelor

II.3.14.1 Metoda simplificata de calcul a energiei electrice necesare pompelor

Consumul de energie electrica al pompelor poate fi determinat cu relatia:

W(ac,d,pompa) = n(0) * P(pompa) (3.13)

In care

W(ac,d,pompa) - energia electrica necesara actionarii pompei [kWora/an]

n(o) - numarul de ore de functionare/an [ore/an]

P(pompa) - puterea pompei [kW]

II.3.14.2 Metoda detaliata de calcul a energiei electrice necesare pompelor

In cazul in care se cunoaște configuratia geometrica a sistemului de distributie a apei calde menajere, atunci se poate utiliza o metoda complexa de calcul pentra determinarea energiei electrice necesare functionarii pompelor. Acest necesar de energie electrica poate fi calculat poniind de la energia hidraulica necesara in sistem și randamentul pompei.

Relatia de calcul pentru a determina energia electrica aferenta pompei de circulatie este urmatoarea:

W(ac,d,pompa) = W(ac,d,hidr) * e(ac,hidr) [kWh] (3.14)

in care:

W(ac,d,pompa) - energia electrica necesara actionarii pompei [kWh/luna];

W(ac,d,hidr) - energia hidraulica necesara in sistem [kWh/luna];

e(ac,hidr) - (coeficientul de performanta) randamentul pompei.

Detalii sunt oferite in Anexa II.3.J.

II.3.15 Pierderi de caldura recuperabile, recuperate și nerecuperabile

Pierderile de caldura ale instalatiei de alimentare cu apa calda de consum nu sunt in intregime pierdute, raportandu-le la sistemul cladirii. O parte dintre ele poate fi recuperata și utilizata, spre exemplu, pentru incalzirea spatiului. Putem considera ca anumite pierderi sunt recuperabile doar in anumite perioade ale anului, atunci cand necesarul de incalzire a spatiilor este important. In unele cazuri insa, pierderile de caldura recuperabile pot deveni sarcina suplimentara in calculul sistemelor de racire a cladirilor.

Daca anumite pierderi pot fi recuperate sau nu, se stabilește in functie de amplasarea conductelor de transport a apei calde de consum fata de cladire. Pierderile de caldura provenind de la sistemul de distributie a apei calde devin recuperabile daca acestea sunt amplasate in spatiul incalzit al cladirii.

II.3.16 Metoda de calcul a necesarului de energie termica aferent echipamentelor de preparare și acumulare a apei calde de consum

Metodele de calcul ale consumurilor de energie din sistemul de preparare a apei calde de consum se refera la evaluarea urmatorilor termeni:

–pierderile de caldura aferente echipamentelor de preparare a apei calde de consum (boilere, schimbatoare de caldura, rezervoare de acumulare fara serpentina, aparate de preparare instantanee a apei calde etc);

–pierderile de caldura aferente conductelor de distributie a agentului termic primar, estimate in capitolul II.1.

Prepararea apei calde de consum poate sa fie realizata fie cu ajutorul unui echipament cu preparare instantanee (schimbator de caldura, aparate electrice instantanee etc) fie cu ajutorul unui echipament cu acumulare (boiler). Sursa de energie pentru prepararea apei calde de consum poate fi asigurata fie de catre un agent termic primar, produs de o centrala termica aferenta cladirii/apartamentului in care are loc consumul de apa, fie de catre un arzator de gaze naturale combustibile (in cazul boilerelor cu arzator), ori de catre un echipament electric.

In cazul utilizarii echipamentelor de preparare a apei calde de consum cu acumulare, pierderile de caldura prin suprafata exterioara a acestor echipamente devine importanta, avand drept efect atat o scadere a eficientei globale a instalatiei de alimentare cu apa calda de consum, cat și o reducere a performantei energetice a cladirii.

II.3.16.1 Pierderile de caldura prin mantaua acumulatorului de apa calda de consum

Pierderile de caldura ale unui recipient de preparare și acumulare a apei calde menajere sunt reprezentate de pierderile de energie prin mantaua recipientului. Aceste pierderi pot fi cuantificate pe perioada unui an.

Cantitatea anuala de caldura disipata prin mantaua boilerului amplasat in subsolul unei cladiri existente (intr-un spatiu rece) se determina cu relatia:

Font 9

0,001 x S(Lat)

Q(ac,s) = ──────────────────────────── n(h) * [θ(acb) - θ(amb)], [kWh/an] (3.15)

δ(m) δ(iz)

0,10 + ───────── + ──────────

lambda(m) lambda(iz)

in care:

S(Lat) - suprafata laterala a acumulatorului [mp]

δ(m) - grosimea peretelui acumulatorului (metal) [m]

Lamda(m) ~ conductivitatea termica a peretelui [W/mK]

δ(iz) - grosimea medie a izolatiei [m]

Lamda(iz)- conductivitatea termica a izolatiei, in functie de starea acesteia [W/mK]

n[h(k)] - numarul mediu de ore de livrare a apei corespunzatoare pentru fiecare luna k din sezonul de incalzire [h/luna]

θ(acb) - temperatura medie a apei in acumulatorul de apa calda de consum, determinata cu relatia:

θ(acb) = 0,70 x θ(ac0), (3.16)

unde θ(ac0) reprezinta temperatura de preparare a apei calde de consum, in sectiunea de iesire din echipamentul de stocare; se considera θ(ac0) = 55- 60°C.

II.3.16.2 Pierderile de caldura aferente generatoarelor de preparare a apei calde de consum

Necesarul de apa calda de consum este asigurat cu ajutorul unei surse de caldura, prin intermediul unui echipament generator de caldura. Acesta poate fi un cazan alimentat de un combustibil (solid, lichid, gazos), un echipament folosind energia electrica sau, ca varianta suplimentara, utilizand energia provenind de la o sursa neconventionala de energie (energie solara, de exemplu).

II.3.16.3 Pierderile aferente sistemelor de preparare a apei calde de consum pentru alte tipuri de cladiri

In cazul cladirilor cu mai multe instalatii de preparare a apei calde de consum, performanta energetica corespunzatoare se calculeaza tinand seama de toate tipurile de instalatii de preparare a apei calde existente in cladire (exemplu: cazul cladirilor de locuit cu apartamente cu preparare individuala de apa calda; cladiri cu mai multe functiuni: de ex. apartamente + magazine la parter, magazine + birouri etc).

II.3.17 Proportiile de calcul ale caldurii necesare prepararii apei calde menajere in sistemele combinate

Daca apa calda de consum este preparata de mai multe echipamente, racordate fiecare la un alt tip de energie, atunci trebuie evaluata ponderea, in preparare, a fiecarui sistem. Contributia fiecarui sistem pleaca de la premiza ca apa calda de consum poate fi furnizata de maxim trei tipuri de echipamente interconectate intre ele; de exemplu, preincalzirea apei calde de consum poate fi realizata cu ajutorul energiei solare, cea de a doua treapta de preparare este asigurata de un alt tip de echipament și in final, un al treilea echipament de preparare a apei calde in perioada varfurilor de consum. Suma acestor ponderi nu trebuie sa depașeasca valoarea 1.

II.3.17.1 Instalatii cu generatoare multiple

Daca intr-o instalatie se utilizeaza mai multe echipamente pentru generarea cantitatii de caldura aferente necesarului pentru apa calda de consum, se calculeaza contributia proportionala a fiecarui echipament, α[T(ac,g)]; in final, energia termica necesara totala se calculeaza cu formula:

Q = Σ α[T(ac,g,i)] * Q(i) (3.17)

II.3.17.1.1 Pierderile de energie termica pentru generatoare alternative

In cazul in care o parte sau intreaga cantitate de apa calda de consum este produsa de un generator de caldura functionand cu alt combustibil decat gaz natural combustibil, eficienta generatorului de caldura se calculeaza similar eficientei pentru sistemele de incalzire conform capitolului II.1.

Anexa II.3.A (informativ)

Tabel A.1 - Necesarurile specifice de apa calda in functie de destinatiile cladirilor

┌────┬─────────────────────────────────────────────────┬─────────────────────┐

│Nr. │ Destinatia cladirii │Necesar specific a,1 │

│crt.├─────────────────────────────────────────────────┼─────────────────────┤

│ │ │apa calda de consum │

├────┼─────────────────────────────────────────────────┼─────────────────────┤

│ │ │ de 60°C │

├────┼─────────────────────────────────────────────────┴─────────────────────┤

│ 1 │Cladiri de locuit (pentru o persoana pe zi) │

├────┼─────────────────────────────────────────────────┬─────────────────────┤

│ │a) in cazul prepararii centrale a apei calde de │ 75 │

│ │ consum │ │

│ │b) in cazul prepararii locale a apei calde: │ │

│ │- in cazane functionand cu gaze sau in incalzi- │ 60 │

│ │toare electrice │ │

│ │- in cazane fuctionand cu lemne, carbuni sau │ 55 │

│ │combustibil lichid │ │

│ 2 │Cladiri pentru birouri (pentru un functionar pe │ 5 │

│ │schimb │ │

│ 3 │Cluburi, case de cultura și teatre │

├────┼───────────────────────────────────────────────────────────────────────┤

│ │a) cu prepararea centrala a apei calde: │

│ │- actori (pentru o persoana pe zi) │ 15 │

│ 4 │Cantine, restaurante, bufete: │

│ │- bufete │ 6 │

│ │- cantine și restaurante (pentru o persoana, o │ 10 │

│ │masa la pranz pe zi) │ │

│ │- cantine și restaurante (pentru o persoana, │ 20 │

│ │trei mese pe zi) │ │

│ │Restaurante 2 mese pe zi, bucatarie traditionala │ 36 │

│ │(pentru o persoana) │ │

│ │Restaurante 1 masa pe zi, bucatarie traditionala │ 18 │

│ │(pentru o persoana) │ │

│ │Restaurante cu autoservire, 2 mese pe zi │ 15 │

│ │(pentru o persoana) │ │

│ │Restaurante cu autoservire, 1 masa pe zi │ 7 │

│ │(pentru o persoana) │ │

│ 5 │Camine (pentru un ocupant pe zi) │

│ │- cu obiecte sanitare in grupuri sanitare comune │ 40 │

│ │- cu lavoare in camere │ 50 │

│ │- cu grupuri sanitare in camere │ 60 │

│ 6 │Internate scolare (pentru un ocupant pe zi) │

│ │- cu obiecte sanitare in grupuri sanitare comune │ 30 │

│ │- cu lavoare in camere │ 40 │

│ 7 │Hoteluri si pensiuni (pentru un pasager pe zi) │

│ │Hotel 1 stea fara spalatorie │ 95 │

│ │Hotel 1 stea cu spalatorie │ 120 │

│ │Hotel 2 stele fara spalatorie │ 130 │

│ │Hotel 2 stele cu spalatorie │ 150 │

│ │Hotel 3 stele fara spalatorie │ 165 │

│ │Hotel 3 stele cu spalatorie │ 190 │

│ │Hotel 4 stele fara spalatorie │ 200 │

│ │Hotel 4 stele cu spalatorie │ 225 │

│ 8 │Creșe, gradinite cu intemat (pentru un copil │ 50 │

│ │pe zi) │ │

│ 9 │Gradinite cu copii extemi (pentru un copil pe │ 8 │

│ │schimb) │ │

│ 10 │Spitale, sanatorii, case de odihna (pentru un │

│ │bolnav pe zi) │

│ │- cu cazi de baie si dusuri in grupuri sanitare │ 115 │

│ │- cu cazi de baie in fiecare camera, pentru │ 165 │

│ │bolnavi │ │

│ │- cu cazi de baie in fiecare camera, pentru │ 225 │

│ │tratamente balneologice │ │

│ 11 │Dispensare, policlinici (pentru un bolnav pe zi) │ 3 │

│ 12 │Bai publice (pentru o persoana) │

│ │- cu dusuri │ 30 │

│ │- cu cazi de baie │ 100 │

│ 13 │Scoli (pentru un elev pe program) fara dusuri │ 5 │

│ │sau bai │ │

│ 14 │Terenuri de sport, stadioane (pentru o manifestare sportiva) │

│ │- pentru un sportiv │ 20 │

│ │- complex sportiv (locuri de cazare pentru │ 170 │

│ │sportivi in cantonament) │ │

│ 15 │Spalatorii (pentru un kilogram de rufe uscate) │

│ │- cu spalare manuala │ 20 │

│ │- cu spalare semimecanizata │ 25 │

│ │- cu spalare mecanizata │ 30 │

└────┴─────────────────────────────────────────────────┴─────────────────────┘

Notă

1.Datele din tabelul Al se iau in considerare la calculul necesarului de caldura și de combustibil pentru prepararea apei calde de consum și la stabilirea capacitatii rezervorului de acumulare (pentru apa rece și apa calda de consum).

2.Necesarurile specifice de apa din tabel pot fi reduse daca se prevad masuri de reducere a pierderilor și a risipei de apa.

Anexa II.3.B (informativ)

Tabel B.1 - Evaluarea necesarului zilnic de apa calda de consum, pentru o persoana, in cladiri de locuit unifamiliale, pentru nevoi igienico - sanitare și gospodaresti.

┌────────────────────────────────┬────────────────┐

│ │ Consum zilnic │

│ Natura folosintei │[litri/persoana]│

├──────────────┬─────────────────┼────────────────┤

│ │ Dimineata │ 6 │

│ Toaleta ├─────────────────┼────────────────┤

│ │ Seara │ 6 │

├──────────────┼─────────────────┼────────────────┤

│ │ Dimineata │ 6 │

│ Spalat maini ├─────────────────┼────────────────┤

│ │ Seara │ 6 │

├──────────────┴─────────────────┼────────────────┤

│ Dus │ 30 │

├────────────────────────────────┼────────────────┤

│ Baie la cada │ (75)/15 │

├────────────────────────────────┼────────────────┤

│ Preparare hrana │ 2 │

├──────────────┬─────────────────┼────────────────┤

│ │ Dimineata │ 1 │

│ ├─────────────────┼────────────────┤

│Spalat vesela │ Pranz │ 3 │

│ ├─────────────────┼────────────────┤

│ │ Seara │ 2 │

├──────────────┴─────────────────┼────────────────┤

│ Curatenie si spalari usoare │ 5 │

├────────────────────────────────┼────────────────┤

│ Total mediu [litri/om zi] │ 75 │

└────────────────────────────────┴────────────────┘

Necesar anual:

–apa calda = 75 x 365 = 27375 litri / om x an

–energie pentru preparare = 27375 x (60-10) = 1368, 75 x 10^3 Kcal/an

= 1368,75 x 4,186 x 10^6 = 5729,58 x 10^6 J/an

= 5730 x 10^6 J/an

Anexa II.3.C (informativ)

Volumul necesar de apa calda de consum calculat pentru locuinte unifamiliale, in functie de suprafata

Pentru stabilirea volumului necesar de apa calda de consum calculat pentru locuinte unifamiliale, in functie de suprafata, se pornește de la relatia de calcul:

V(ac) = a * N(u)/1000 [mc/saptamana] (C.1)

in care:

a - necesarul specific de apa calda de consum, la 60°C [mc], pentru unitatea de suprafata locuibila si saptamana

N(u) - suprafata locuibila a locuintei unifamiliale, respectiv S(Loc) [mp]; in acest caz, termenul N(u) devine suprafata de calcul (suprafata locuibila), respectiv S(Loc) [mp]

Pentru "a" se pot utiliza urmatoarele relatii de calcul:

X * ln[S(Loc)] - Y

a = ────────────────── daca N(u) [sau S(Loc)] > 40 mp (C.2)

S(Loc)

a = Z daca 14 < N(u) [sau S(Loc)] < 40 mp (C.3)

Pentru coeficientii X, Y și Z se pot utiliza umiatoarele valori:

X = 1715;

Y = 4825;

Z = 45

In final, pentru calculul volumului de apa calda de consum, se utilizeaza expresia:

V(ac) = a * S(Loc)/1000 [mc/zi]

Valorile rezultate pentru "a" si pentru V(ac), in functie de suprafata locuintei unifamiliale N(u)[S(Loc)], se regasesc in tabel C.1.

Tabel C.1. - Volumul necesar saptamanal de apa calda de consum calculat pentru locuinte unifamiliale, in functie de suprafata

┌────────────┬─────────┬───────────────┬────────────┬─────────┬──────────────┐

│Suprafata │Indice │Volum │Suprafata │Indice │Volum │

│locuibila │specific │saptamanal de │locuibila │specific │saptamanal de │

│ │de consum│apa calda de │ │de consum│apa calda de │

│ │ │consum │ │ │consum │

├────────────┼─────────┼───────────────┼────────────┼─────────┼──────────────┤

│S[L(oc)][mp]│ a[l/mp] │V(ac) = a x │S[L(oc)][mp]│ a[l/mp] │V(ac) = a x │

│ │ │S[L(oc)][l/zi] │ │ │S[L(oc)][l/zi]│

│ 14-40 │ 45 │ 630-1800 │ 145.00 │ 26.97 │ 3910.10 │

│ 41.00 │ 42.53 │ 1743.78 │ 150.00 │ 26.45 │ 3968.24 │

│ 45.00 │ 42.30 │ 1903.43 │ 155.00 │ 25.96 │ 4024.47 │

│ 50.00 │ 41.68 │ 2084.12 │ 160.00 │ 25.49 │ 4078.92 │

│ 55.00 │ 40.87 │ 2247.58 │ 165.00 │ 25.04 │ 4131.70 │

│ 60.00 │ 39.95 │ 2396.80 │ 170.00 │ 24.61 │ 4182.89 │

│ 65.00 │ 38.99 │ 2534.07 │ 175.00 │ 24.19 │ 4232.61 │

│ 70.00 │ 38.02 │ 2661.17 │ 180.00 │ 23.78 │ 4280.92 │

│ 75.00 │ 37.06 │ 2779.49 │ 185.00 │ 23.39 │ 4327.91 │

│ 80.00 │ 36.13 │ 2890.18 │ 190.00 │ 23.02 │ 4373.65 │

│ 85.00 │ 35.23 │ 2994.15 │ 195.00 │ 22.66 │ 4418.19 │

│ 90.00 │ 34.36 │ 3092.17 │ 200.00 │ 22.31 │ 4461.61 │

│ 95.00 │ 33.53 │ 3184.90 │ 205.00 │ 21.97 │ 4503.96 │

│ 100.00 │ 32.73 │ 3272.87 │ 210.00 │ 21.64 │ 4545.29 │

│ 105.00 │ 31.97 │ 3356.54 │ 215.00 │ 21.33 │ 4585.64 │

│ 110.00 │ 31.24 │ 3436.32 │ 220.00 │ 21.02 │ 4625.07 │

│ 115.00 │ 30.54 │ 3512.56 │ 225.00 │ 20.73 │ 4663.61 │

│ 120.00 │ 29.88 │ 3585.55 │ 230.00 │ 20.44 │ 4701.31 │

│ 125.00 │ 29.24 │ 3655.56 │ 235.00 │ 20.16 │ 4738.19 │

│ 130.00 │ 28.64 │ 3722.82 │ 240.00 │ 19.89 │ 4774.30 │

│ 135.00 │ 28.06 │ 3787.55 │ 245.00 │ 19.63 │ 4809.66 │

│ 140.00 │ 27.50 │ 3849.92 │ 250.00 │ 19.38 │ 4844.31 │

└────────────┴─────────┴───────────────┴────────────┴─────────┴──────────────┘

Anexa II.3.D (informativ)

Pierderi de energie la consumator in raport cu temperatura de

utilizare, numarul de utilizatori pe zi si volumul de apa estimat

la o utilizare

Font 8

┌──────┬───────┬────┬──────────────┬───────────────────┬────────────────────────────────────────┐

│Recep-│Consum │Tem-│ Număr de │ Consum total acc │ Pierderea de energie la utilizare │

│tor │[l/uti-│pe- │ utilizări/zi │ [l/zi] ├───────────────────┬────────────────────┤

│ │lizare]│ra- │ │ │ [Kcal/zi] │ [KW/zi] │

│ │ │tura├────┬────┬────┼────┬────┬─────────┼────┬────┬─────────┼────┬─────┬─────────┤

│ │ │de │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │uti-│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │li- │1-2 │3-4 │5-6 │1-2 │3-4 │ 5-6 │1-2 │3-4 │ 5-6 │1-2 │ 3-4 │ 5-6 │

│ │ │zare│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ │ │[°C]│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├──────┼───────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼─────────┼────┼────┼─────────┼────┼─────┼─────────┤

│Lavoar│ 6-10 │ 40 │ 4 │ 6 │ 10 │ 24 │ 36 │ 60 │480 │720 │ 1200 │0,55│0,84 │ 1,4 │

│Bideu │ 6 │ 40 │ - │ 2 │ 3 │ - │ 12 │ 18 │ - │240 │ 360 │ - │0,27 │ 0,42 │

│Dus │ 30-40 │ 35 │ 1 │1,5 │ 3 │ 30 │ 45 │ 90-120 │750 │1125│2250-3000│0,87│1,31 │2,6-3,5 │

│Cada │120-150│ 40 │0,3 │0,6 │0,8 │ 36 │ 72 │ 96-120 │720 │1440│1920-2400│0,84│1,68 │2,24-2,79│

│baie │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Spala-│ 20-30 │ 60 │ 2 │ 2 │ 4 │ 40 │ 40 │ 80 │ - │ - │ - │ - │ - │ - │

│tor │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Masina│ 100 │ 70 │0,15│0,15│0,3 │ 15 │ 15 │ 30 │ - │ - │ - │ - │ - │ - │

│de │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│spalat│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└──────┴───────┼────┼────┴────┴────┼────┼────┼─────────┼────┼────┼─────────┼────┼─────┼─────────┤

│CON-│ Litri/zi │145 │220 │ 374-428 │1950│3525│5730-6960│2,26│ 4,1 │6,66-8,1 │

│SUM │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│TO- │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│TAL │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

├────┼──────────────┼────┼────┼─────────┼────┼────┼─────────┼────┼─────┼─────────┤

│CON-│ Litri/om x zi│72,5│73,5│74,8-71,5│975 │1175│1146-1390│1,13│1,36 │1,33-1,61│

│SUM │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│ME- │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

│DIU │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │

└────┴──────────────┴────┴────┴─────────┴────┴────┴─────────┴────┴─────┴─────────┘

Anexa II.3.E

Calculul pierderilor de caldura aferente conductelor de distributie, calculate in functie de suprafata locuibila, pentru cladiri unifamiliale, in lipsa sistemului de recirculare a apei calde

Metoda se aplica pentru locuinte unifamiliale, considerand cantitatile de apa eliminate pana la obtinerea temperaturii de confort.

S(u)

Q(ac,d) = p * ─────── * Q(ac) [J/an]

i(Loc)

unde:

p = ponderea pierderilor

S[L(oc)] = aria utila [mp]

i[L(oc)] = indicele de ocupare [persoane/mp], conform II.3.6.4.1

Q(ac) = consumul anual de energie pentru prepararea apei calde de consum [J/pers x an]

Ponderea pierderilor se adopta in functie de valoarea ariei utile, cu următoarele valori:

┌────────────────────┬────────────────────┐

│ p │ S(u) │

│ [%] │ [mp] │

├────────────────────┼────────────────────┤

│ 10 │ ≤ 50 │

├────────────────────┼────────────────────┤

│ 8 │ 50 - 100 │

├────────────────────┼────────────────────┤

│ 5 │ > 100 │

└────────────────────┴────────────────────┘

Consumul specific mediu anual de energie pentru prepararea apei calde de consum se adopta cu valoarea:

q(an)= 5730 x 10^6 [J/pers x an] - pentru 75 l/om, zi

Anexa II.3.F (informativ)

Calculul pierderilor de caldura aferente conductelor de distributie a apei calde de consum, in functie de lungimea conductelor

Metoda simplificata

Acest tip de calcul ia in considerare energia pierduta pe traseele de distributie a apei calde de consum cat și de la volumul de apa calda transportat de aceste conducte.

Pentru aplicarea acestei metode, sunt necesare date privind lungimea și diametrele tronsoanelor componente ale retelei de distributie.

Pierderile de caldura pentru fiecare tronson de conducta i se calculeaza cu formula:

Q(ac,d,i) = [rho(ac) * c(ac) * V(a,i) + c(M) * M(M,i)] * [θ(ac,nom,i) -

–θ(amb,i)] * n(i) * 365 [J/an]

in care:

rho(ac) - masa specifica (densitatea) a apei [kg/mc]

C(ac) - caldura specifica a apei [J/kg K]

V(a,i) - volumul de apa continut de tronsonul i de conducta de distributie

a apei calde [mc]

C(M) - caldura specifica a materialului din care este realizata conducta

de distributie i [J/kg K]

M(M,i) - masa efectiva a tronsonului de conducta i al retelei

de distributie [kg]

θ[ac,nom,i) - temperatura nominala a apei calde de consum, in tronsonul de

distributie i [°C]

θ(amb,i) - temperatura ambianta in care este amplasata conducta i de

distributie [°C]

n(i) - numarul de intervale de racire sub temperatura de utilizare a apei

calde de consum (40°C)

Nu sunt incluse in acest calcul pierderile de caldura aferente risipei de apa din intervalul de timp necesar furnizarii la punctul de consum a apei la temperatura de utilizare.

In cazul in care se evalueaza și pierderile de caldura absorbite de armaturile montate la punctele de consum, atunci acest termen suplimentar se adauga la Q(ac,d,i).

Anexa II.3.G (informativ)

Calculul pierderilor de caldura aferente conductelor de distributie a apei calde de consum, in functie de lungimea conductelor, pentru cladiri de locuit

Metoda tabelara

Aceasta metoda este destinata doar cladirilor de locuit. Metoda se bazeaza pe estimari ale proportiei energiei termice distribuite intre diferitele armaturi montate intr-o locuinta, in functie de lungimea tevilor. Se va face o diferentiere intre conductele de alimentare cu apa a armaturilor montate in bai (grupuri sanitare) și in bucatarii.

[1 - eta(distributie)]

Q(ac,d) = Q(ac) * ──────────────────────

eta(distributie)

in care :

Q(ac,d) - pierderea de caldura aferenta sistemului de distributie;

Q(ac) - necesarul de caldura corespunzator consumurilor de apa calda de consum;

eta(distributie) - randamentul sistemului de distributie.

Pentru eta(distributie) se sugereaza urmatoarea formula de calcul:

eta(distributie) = ────────────────────────────────────────────

f(bucatarie) f(baie)

────────────────────── + ──────────────────

eta(distrib,bucatarie) eta(distrib,baie)

in care:

f(bucatarie) - fractiunea, din necesarul de apa calda, aferenta bucatariei

f(baie) - fractiunea, din necesarul de apa calda, aferenta baii

eta(distrib,bucatarie), eta(distrib,baie) - reprezinta randamentul de transport al conductelor de distributie, estimat distinct pe tronsoane functie de diametre, lungimi și destinatie (bucatarie, baie) conform tabelului G.1.

Valorile recomandate pentru f(bucatarie) si f(baie) sunt:

f(bucatarie) = 0,20

f(baie) = 0,80

Aceste valori ale ponderilor sunt determinate considerand o medie de 2 utilizari ale bateriei din bucatarie, fiecare cu un consum de 1 litru și o utilizare de 8 litri la armaturile din baie, estimare pentru fiecare 10 litri de apa calda menajera consumata.

In vederea utilizarii acestei metode, este necesara estimarea lungimilor conductelor de legatura de la sistemele de distributie/circulatie a apei calde de consum pana la armatura de consum, și se vor utiliza notatiile L(bucatarie) respectiv L(baie).

Tabel G.1 - Valori pentru eta(distrib, bucatarie), eta(distrib,baie) respectiv pentru randamentul de transport al conductelor de distributie, estimat distinct pe tronsoane functie de diametre, lungimi și destinatie (bucatarie, baie); valorile sunt exprimate ca ponderi (valori subunitare)

Font 9

┌────────────────────────┬─────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬───────┐

│Lungimea conductelor │ < 2 │ 2

4 │ 4

6 │ 6

8 │8

10 │10

12│12

14│ > 14 │

│L(bucatarie) (m) │ │ │ │ │ │ │ │ │

├────────────────────────┴─────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴───────┤

│Bucatarie eta(distrib,bucatarie) │

├────────────────────────┬─────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬─────────┬───────┤

│D(int) ≤ 8 mm │ 1 │ 0,86 │ 0,75 │ 0,67 │ 0,6 │ 0,55 │ 0,5 │ 0,46 │

│(pentru 2/3 din lungimea│ │ │ │ │ │ │ │ │

│conductelor) │ │ │ │ │ │ │ │ │

├────────────────────────┼─────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼─────────┼───────┤

│D(int) ≤ 10 mm │ 1 │ 0,79 │ 0,65 │ 0,55 │ 0,48 │ 0,43 │ 0,38 │ 0,35 │

│(pentru 2/3 din lungimea│ │ │ │ │ │ │ │ │

│conductelor) │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Alte diametre │ 1 │ 0,69 │ 0,53 │ 0,43 │ 0,36 │ 0,31 │ 0,27 │ 0,21 │

│Lungimea conductelor │ < 2 │ 2

4 │ 4

6 │ 6

8 │8

10 │10

12│12

14│ > 14 │

│L(baie) (m) │ │ │ │ │ │ │ │ │

│Baie eta(distrib,baie) │

│Toate diametrele │ 1 │ 0,95 │ 0,9 │ 0,86 │ 0,82 │ 0,78 │ 0,75 │ 0,72 │

└────────────────────────┴─────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴─────────┴───────┘

Anexa II.3.H (informativ)

Calculul pierderilor de caldura din sistemul de distributie, in functie de marimea consumului anual de energie pentru producerea apei calde de consum

Pierderile de caldura aferenta sistemului de distributie a apei calde de consum pot fi exprimate in functie de cantitatea de energie termica inglobata in volumul de apa calda consumata la punctele de furnizare a acesteia. Cunoasterea detaliata a sistemului de distributie nu este necesara, atata vreme cat se cunosc urmatoarele:

● date necesare estimarii lungimii medii a traseelor conductelor.

● date privind pozitionarea retelelor de distributie, respectiv lungimea traseelor de distributie amplasate in spatii incalzite si lungimea traseelor de distributie amplasate in spatii neincalzite;

● date privind cantitatea de de energie termica corespunzatoare consumurilor de apa calda de consum la armaturi, Q(ac).

In cazul in care se pot estima si pierderile de cadura aferente bateriilor pentru consum (armaturii), atunci necesarul de energie pentru prepararea apei calde menajere va fi data de suma intre energia termica necesara asigurarii consumului de apa calda menajera plus pierderea la dispozitivul care exista la consumator.

Necesarul de energie pentru apa calda menajera se bazeaza pe numarul mediu de utilizari ale armaturilor, stabilite la nivel european. Desi aceste date nu vor fi identice pentru toate tipurile de cladiri in studiu, si pentru toate tipurile de dotari (consumatori), pot oferi valori reprezentative in ceea ce priveste proportia intre tipurile de consumuri si respectiv, de energii termice corespunzatoare, inregistrate pentru diferite tipuri de armaturi.

Pierderile de caldura aferente retelelor de distributie se estimeaza cu expresia:

Q(ac,d) = α(ac,d) x Q(ac)

in care:

α(ac,d) - factor de pierdere de caldura exprimat ca o fractiune din energia termica necesara consumului de apa calda la punctele de consum

Exista trei valori reprezentative pentru α(ac,d), respectiv:

α(ac,d1) - factorul care exprima pierderea de caldura pentru ciclul de utilizare a armaturilor de tipul 1, caruia ii corespunde un consum de 2100 Wh/zi; in consecinta, Q(ac,d1) aprox. 700 kWh/an.

α(ac,d2) - factorul care exprima pierderea de caldura pentru ciclul de utilizare a armaturilor de tipul 1, caruia ii corespunde un consum de 5845 Wh/zi; in consecinta, Q(ac,d2) aprox. 1930 kWh/an.

α(ac,d3) - factorul care exprima pierderea de caldura pentru ciclul de utilizare a armaturilor de tipul 3, caruia ii corespunde un consum de 11655 Wh/zi; in consecinta, Q(ac,d3) aprox. 3850 kWh/an.

In consecinta,

Q(ac,d1) = α(ac,d1) x Q(ac1)

Q(ac,d2) = α(ac,d2) x Q(ac2)

Q(ac,d3) = α(ac,d3) x Q(ac3)

in care se apreciaza pentru coeficientii de pondere urmatoarele relatii:

α(ac,d1) = 0,09 + 0,005 [L(med) - 6] + 0,008 x L(sni)

α(ac,d2) = 0,10 + 0,005 [L(med) - 6] + 0,008 x L(sni)

α(ac,d3) = 0,05 + 0,005 [L(med) - 6] + 0,008 x L(sni)

in care:

L(med) - lungimea medie a traseului de distributie plasat in interiorul unui spatiu incalzit;

L(sni) - lungimea medie a traseului de distributie plasat intr-un spatiu neincalzit (daca este cazul).

Relatiile de mai sus se pot exprima cu ajutorul unei singure relatii, exprimate sub forma:

α(ac,d) = β + 0,005 [L(med) - 6] + 0,008 x L(sni)

in care:

β = coeficient variabil functie de necesarul anual avand valori diferite, ilustrate in tabelul H.1.

Tabel H.1 - Valori pentru beta, in functie de necesarul anual de caldura Q(ac)

┌──────────────────────────────────────────────┬───────────────────────────────┐

│ Q(ac) │ │

├──────────────────────┬───────────────────────┤ β │

│ [J/an] │ [KWh/an] │ │

├──────────────────────┼───────────────────────┼───────────────────────────────┤

│ ≤ 2500 x 10^6 │ 700 │ 0,09 │

│ 7000 x 10^6 │ 1950 │ 0,10 │

│ ≥ 13500 x 10^6 │ 3850 │ 0,05 │

└──────────────────────┴───────────────────────┴───────────────────────────────┘

Pentru valori intermediare, se face un calcul de interpolare liniara; dupa cum urmeaza:

daca Q(ac) < Q(ac2), atunci α(ac,d) = α(ac,d2) - 0,01 * [[Q(ac2) - Q(ac)]/

[Q(ac2) - Q(ac1)]]

daca Q(ac) > Q(ac2), atunci α(ac,d) = α(ac,d2) - 0,05 * [[Q(ac) - Q(ac2)]/

[Q(ac3) - Q(ac2)]]

Anexa II.3.I

Calculul pierderilor de caldura aferente conductelor de distributie a apei calde de consum, utilizand o metoda detaliata de calcul

I.1. Calculul pierderilor de caldura

Pierderea de caldura aferenta unei conducte i de apa calda de consum Q(ac,c,i) [kWh/luna] se calculeaza cu relatia:

Q(ac,d,i) = (1/1000) x U(i) * L(i) * [θ(m,ac,d,i) - θ(amb)] *

t(ac) * z [kW/luna] (I.1)

in care:

U(i) - coeficientul specific de pierderi de caldura pe unitatea de lungime de conducta [W/mK];

L(i) - lungimea conductei i [m],

θ(m,ac,d,i) - temperatura medie a apei in conducta respectiva [°C];

θ(amb) - temperatura mediului ambiant din zona de amplasare a conductei [°C],

t(ac) - durata de alimentare cu apa calda de consum, respectiv durata de functionare a instalatiei intr-o luna [zi/luna]:

z - numarul orelor de furnizare a apei calde [ore/zi].

Pentru reteaua de distributie, pierderea de caldura totala se va calcula prin insumarea pierderilor de caldura aferente tronsoanelor de calcul componente:

Q(ac,d) = Σ Q(ac,d,i) [kWh/luna] (I.2)

I.2. Determinarea lungimii conductelor de distributie

In vederea efectuarii calculelor, reteaua de distributie se imparte in trei zone de calcul, respectiv: zona conductelor de distributie orizontale, pornind de la generatorului de caldura catre coloanele de distributie a apei calde de consum [L(V)]; coloanele de distributie a apei calde, respectiv [L(S)] si zona distributiei apei calde de la coloana catre consumator, respectiv zona L(SL).

Fig. I.1 - Delimitarea zonelor semnificative ale retelei de distributie

!Imagine

Conductele de distributie din zona L(V) pot fi amplasate fie intr-un spatiu incalzit (de exemplu la plafonul parterului locuit al cladirii) fie intr-un spatiu neincalzit (in subsolul sau podul neincalzit al cladirilor). Conductele componente ale zonei L(S) pot avea trasee atat verticale cat si orizontale, si, in general, sunt amplasate in spatii incalzite.

Traseele cuprinse in zonele L(V) si L(S) sunt, in general, insotite de sistemul de circulatie a apei calde de consum; nu se considera prezenta circulatiei apei calde in zona L(SL).

In cazul in care nu exista date privind geometria retelelor de transport a apei calde de consum, atunci pot fi utilizate valori reprezentative, apreciate in functie de marimea suprafetei locuibile a cladirii, respectiv S(Loc), care considera ca unei suprafete locuibile de 80 mp ii corespunde o lungime a conductei de distributie de 6 m.

Tabelul I.1 - Valori caracteristice pentru determinarea lungimii de calcul a conductelor de distributie si recirculare

Font 7

┌──────────────────────────────────────┬──────────┬──────────┬────────────────┬────────────┬──────────────┐

│ Valori caracteristice │ Simbol │Unitate de│ Zona V │ Zona S │ Zona SL │

│ │ │ masura │ │ │ │

├──────────────────────────────────────┼──────────┼──────────┼────────────────┼────────────┼──────────────┤

│Temperatura medie ambientala │ θa(amb) │ °C │ 13 sau 20 │ 20 │ 20 │

│Lungime pentru trasee cu recirculare │ L │ m │26 + 0,02 x A(N)│0,075 x A(N)│ --- │

│Lungime pentru trasee fara recirculare│ L │ m │13 + 0,01 x A(N)│0,038 x A(N)│ --- │

│Lungime legaturi in cazul deservirii a│ L │ m │ --- │ --- │4 x [A'(N)/80]│

│doua incaperi adiacente │ │ │ │ │ │

│Lungime legaturi individuale │ L │ m │ --- │ --- │6 x [A'(N)/80]│

└──────────────────────────────────────┴──────────┴──────────┴────────────────┴────────────┴──────────────┘

In tabel se folosesc urmatoarele marimi:

A(N) = suprafata medie a pardoselii spatiului deservit

A'(N) = suprafata peretelui

Sistemele locale de preparare si transport ale apei calde de consum presupun amplasarea surselor de preparare a apei in apropierea consumatorilor, astfel ca nu exista sisteme de circulatie sau de distributie centralizata. Singurele pierderi din sistemul de distributie sunt asociate ramurilor individuale.

Echipamentul de preparare a apei calde menajere poate alimenta unul sau multi consumatori. In unele cazuri, acesta poate fi amplasat in zone incalzite din cladire. Pentru a calcula aceste pierderi, lungimea reala a tevilor trebuie cunoscuta.

Daca nu exista un plan detaliat al retelei, se pot considera valori reprezentative pentru lungimea tevilor, exprimate in functie de suprafata locuibila; aceste valori sunt date in tabel I.2.

Tabelul I.2 - Valori caracteristice pentru determinarea lungimii de calcul a conductelor de distributie in apartamente

Font 9

┌─────────────────────────────────────────────────────────┬──────────┬──────────┬─────────────┐

│ Parametru │ Simbol │Unitate de│ Zona SL │

│ │ │ masura │ │

├─────────────────────────────────────────────────────────┼──────────┼──────────┼─────────────┤

│Temperatura medie ambianta │ θ(amb) │ °C │ 20 │

│Lungimea conductelor in cazul in care exista in incapere │ L │ m │1 x [A(N)/80)│

│un singur punct de consum (de exemplu de la incalzitorul │ │ │ │

│instantaneu de apa calda de consum montat sub spalator │ │ │ │

│catre bateria spalatorului) │ │ │ │

│Lungimea conductelor pentru o incapere in care exista mai│ L │ m │3 x [A(N)/80)│

│multe puncte de consum (ex. baie) │ │ │ │

│Lungimea conductelor pentru deservirea in comun a mai │ L │ m │4 x [A(N)/80)│

│multor puncte de consum in camere adiacente │ │ │ │

│Lungimea pentru conducte de distributie comune, in afara │ L │ m │6 x [A(N)/80)│

│unitatii functionale │ │ │ │

└─────────────────────────────────────────────────────────┴──────────┴──────────┴─────────────┘

in care A(N) = suprafata medie a pardoselii spatiului deservit.

I.3. Determinarea coeficientilor specifici de transfer de caldura pentru conducte.

In functie de caracteristicile geometrice (diametru, grosimi) natura materialului (conductivitate termica) starea conductei (izolata, neizolata) si regimul functional (dinamic, stationar) au fost calculate valorile corespunzatoare ale pierderilor specifice de caldura, cantitatilor de caldura cedate si timpilor de racire pana la temperatura minima admisibila (40°C).

Relatiile de calcul utilizate si rezultatele transpuse grafic si analitic sunt prezentate in anexe pentru conducte din otel, cupru, polipropilena, polietilena, policlorura de vinil si multistrat.

In cazul in care nu se cunosc valorile pentru coeficientii de pierderi de caldura se pot utiliza valorile din tabelul I.3.

I.3.1. Tevi neizolate dar protejate

Pentru tevile neizolate montate sub tencuiala, este necesar sa se considere urmatoarele cazuri:

–Tevi neizolate, montate sub tencuiala, pe un perete exterior neizolat al cladiri vechi;

–Tevi neizolate, montate sub tencuiala, pe un perete exterior izolat al unei cladiri noi sau vechi– Tevi montate intr-un perete exterior al unei cladiri

I.3.2. Tevi izolate

Coeficientul specific de pierderi de caldura poate fi calculat cu relatia:

U(R) = ────────────────────────────────── [W/mK] (I.3)

1 d(A) 1

──────── ln ────── + ────────────

2 lambda d(R) α(A) x d(A)

in care:

lambda - conductivitatea termica a izolatiei

d(A) - diametrul exterior al conductei, inclusiv izolatia (m)

d(R) - diametrul tevii (m)

α(A) - coeficientul de transfer de caldura (W/mpK)

Se poate considera α(A) = 8 W/mpK

Valorile pentru coeficientul specific de pierderi de caldura se regasesc in Tabelul I.3.

I.3.3. Metoda simplificata pentru determinarea coeficientului specific de pierderi de caldura, cu valori tabelare

Coeficientul specific de pierderi de caldura se poate determina cu ajutorul unei formule simplificate de calcul, care are urmatoarea structura:

U(ac,v) = A(ac,dU) * d(R) + B(W,dU) [W/mK] (I.4)

in care:

coeficientii A(ac,dU) si B(W,dU) sunt specificati in tabelul I.4.

Tabelul I.3 - Coeficienti specifici de pierdere de caldura pentru sisteme de distributie a apei calde de consum

Font 9

┌────────────┬───────────────────┬─────────┬──────────────────────────┬───────────┬───────────┐

│ │ │ │ │ Diametrul │Coeficient │

│ │ Amplasare │ │ │exterior al│specific de│

│ │ conducte │ │ Descriere │ conductei │pierdere de│

│ │ │ │ │ neizolate │ caldura U │

│ │ │ │ │ [mm] │ [W/m°C] │

├────────────┼───────────────────┼─────────┼──────────────────────────┼───────────┼───────────┤

│ │ │ │ │ D < 18 │ 0,6 │

│ │ │ │ ├───────────┼───────────┤

│ │ Aparente │ IMAGINE │ Conducte din otel │18 < D < 35│ 1,0 │

│ │ neizolate │ │ sau cupru ├───────────┼───────────┤

│ │ │ │ │35 < D < 64│ 2,0 │

│ Sisteme │ │ │ ├───────────┼───────────┤

│ realizate │ │ │ │ 64 < D │ 3,0 │

│ in ├───────────────────┼─────────┼──────────────────────────┼───────────┼───────────┤

│ perioada │Ingropate in perete│ IMAGINE │ Conducte din otel, cupru │ │ 1,4 │

│ 1950-1979 │ exterior neizolat │ │ sau material plastic │ │ │

│ ├───────────────────┼─────────┼──────────────────────────┼───────────┼───────────┤

│ │Ingropate in perete│ IMAGINE │ Conducte din otel, cupru │ │ 1,0 │

│ │ exterior izolat │ │ sau material plastic │ │ │

│ │ Aparente izolate │ IMAGINE │ Conducte izolate cu vata │ │ 0,4 │

│ │ │ │minerala si manta metalica│ │ │

│ │Ingropate in perete│ IMAGINE │ Conducte din otel, cupru │ │ 0,8 │

│ │ exterior neizolat │ │ sau material plastic │ │ │

│ │Ingropate in perete│ IMAGINE │ Conducte din otel, cupru │ │ 1,0 │

│ │ exterior izolat │ │ sau material plastic │ │ │

│ Sisteme │ Conducte izolate │ │ Conducte amplasate pe │ │ 0,3 │

│ realizate │ Grosime izolatie │ │ pereti si tavan │ │ │

│ in │e = 1/2 e(standard)│ │ │ │ │

│ perioada ├───────────────────┤ ├──────────────────────────┼───────────┼───────────┤

│1980-prezent│ Conducte izolate │ │ Conducte amplasate in │ │ │

│ │ Grosime izolatie │ IMAGINE │ zone neincalzite │ │ 0,2 │

│ │e = 1/2 e(standard)│ │ │ │ │

│ ├───────────────────┤ ├──────────────────────────┼───────────┼───────────┤

│ │ Conducte izolate │ │ Imbunatatirea eficientei │ │ │

│ │ Grosime izolatie │ │ energetice │ │ 0,15 │

│ │ e = 2 e(standard) │ │ │ │ │

└────────────┴───────────────────┴─────────┴──────────────────────────┴───────────┴───────────┘

!Imagine

Tabelul I.4 - Valorile coeficientilor A(ac,dU) si B(W,dU) necesari metodei simplificate de calcul pentru coeficientul specific de pierderi de caldura U (W/mK)

┌──────────────────────┬─────────────┬─────────────┬─────────────┬─────────────┐

│ Tipul izolatiei │ d(R min) │ d(R max) │ A(ac,dU) │ B(W,dU) │

├──────────────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┼─────────────┤

│Clasa 2 │ 10 │ 300 │ 2,60 x 10^-3│ 0,2 │

│Clasa 3 │ 10 │ 300 │ 2,00 x 10^-3│ 0,18 │

│Clasa 4 │ 10 │ 300 │ 1,50 x 10^-3│ 0,16 │

│Clasa 5 │ 10 │ 300 │ 1,10 x 10^-3│ 0,14 │

│Clasa 6 │ 10 │ 300 │ 8,00 x 10^-4│ 0,12 │

└──────────────────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────┴─────────────┘

I.4. Determinarea temperaturii medii ambientale

Temperatura medie ambianta se calculeaza in exclusivitate in functie de pozitia conductei.

θ(amb) = θ(int) - b(ac,d) * [θ(int) - θ(ext)] [°C] (I.4)

θ(int) - temperatura interioara [°C]

θ(ext) - temperatura exterioara [°C]

b(ac,d) - factor in functie de locul de amplasare al conductelor,

dat in tabelul I.5.

Tabel I.5 - Factor in functie de locul de amplasare al conductelor

┌───────────────────────────────────────────────────────┬────────────────────────────────┐

│ Pozitia conductelor de distributie │ b(ac,d) │

├───────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────────────┤

│ In exteriorul cladirii │ 1 │

│In afara spatiului incalzit, pentru conducte orizontale│ 0,8 │

│ In interiorul spatiului incalzit │ 0 │

│ Alta pozitie (de exemplu, in tub de protectie) │ se calculeaza sau se apreciaza │

└───────────────────────────────────────────────────────┴────────────────────────────────┘

Anexa II.3.J

Calculul consumului de energie electrica necesara pompelor de circulatie

Evaluarea consumului de energie electrica necesara pompelor de circulatie se poate realiza cu ajutorul relatiei de calcul:

W(ac,d,pomp) = W(ac,d,hidr) * e(ac,d) [kWh/luna] (J.1)

in care:

W(ac,d,pomp) - energia electrica necesara pompei [kWh/luna]

W(ac,d,hidr) - energia hidraulica necesara pompei [kWh/luna]

e(ac,d) - coeficient de performanta al pompei de circulatie

Energia hidraulica necesara instalatiei depinde de rezistenta hidraulica aferenta sistemului si de timpul de functionare al pompei:

W(ac,d,hidr) = P(hidr) * t(ac) * z [kWh/luna] (J.2)

in care:

P(hidr) - puterea hidraulica a pompei [kW]

t(ac) - durata de furnizare a apei calde de consum [zi/luna]

z - durata de functionare a pompei [h/zi]

Puterea hidraulica necesara pompei de circulatie pentru a acoperi necesarul hidrodinamic din sistem se estimeaza cu relatia:

P(hidr) = 0,2778 * DELTA [p] * V [kW] (J.3)

in care:

V - debitul volumetric de apa calda de consum din sistem [mc/h]

DELTA [p] - inaltimea de pompare a pompei [kPa]

Debitul volumetric depinde de sarcina termica furnizata de echipamentul de preparare a apei calde de consum, Q(D), de temperatura apei calde de consum la iesirea din echipament

cat si de diferenta maxima de temperatura aferenta acestuia, DELTA [theta(z)].

. Q(D)

V = ─────────────────────── [mc/h] (J.4)

1,15 * DELTA [theta(z)]

Termenul DELTA [p], respectiv inaltimea de pompare a pompei, depinde de configuratia geometrica a retelei, respectiv lungimea tronsoanelor si numarul si tipul de piese de legatura, care dau marimea pierderilor de sarcina liniare si locale in inelul distributie-circulatie a apei calde de consum, si se aproximeaza cu relatia de calcul:

Delta [p] = 0,10 * L(max) Σ{Delta [p(RV,TH)] + Delta [p(App)]} [kPa] (J.5)

in care:

L(max) - lungimea traseului de distributie-recirculare [m];

Delta [p(RV,TH)] - pierderea de presiune in fitinguri (piese de legatura, echipamente montate pe traseu: clapete de sens, robinete termostatate) [kPa];

Delta [p(App)] - pierderea de presiune in echipamentul de preparare a apei calde de consum [kPa].

Lungimea maxima a conductelor din instalatia de distributie si de circulatie a apei calde de consum aferenta unei cladiri rectangulare poate fi apreciata cu valoarea distantei intre coltul cel mai de jos al cladirii si coltul opus, cel mai de sus.

L(max) = L(V,max) + L(S,max) [m] (J.6)

in care:

L(V,max) - suma intre lungimea si latimea cladirii [m]

L(S,max) - inaltimea totala a cladirii [m]

Coeficientul de performanta al pompelor de circulatie poate fi determinat cu relatia:

e(d,e) = f(e) * C(p) * β(D)^-0,94 (J.7)

in care:

f(e) - factor ce exprima eficienta, poate fi determinat cu relatiile (J.8) sau (J.9);

C(p) - constanta (a se vedea tabelul J.1);

β(D) - factor de incarcare.

Factorul de eficienta se determina cu relatia de calcul:

1,50 * b

f(e) = ──────────────────────────── daca nu se cunoaste tipul pompei (J.8)

0,015 * [P(hidr)^0,74] + 0,04

in care:

b = 1 pentru cladiri noi

b = 2 pentru cladiri existente

Daca se cunoaste tipul pompei, atunci factorul de eficienta al pompei se calculeaza cu relatia:

P(pompa)

f(e) = ───────── (J.9)

P(hidr)

in care

P(pompa) - reprezinta puterea pompei [kW]

Pentru calculul lui C(p) se utilizeaza valorile din J.1.

Tabel J.1 - Valori pentru constanta C(p)

Font 9

│ Pompa │ Pompa │ DELTA [p(constant)] │ DELTA [p(variabil)] │

│ cu automatizare │ fara automatizare │ │ │

│ C(p) │ 0,97 │ 0,66 │ 0,52 │

└─────────────────────┴───────────────────────┴───────────────────────┴───────────────────────┘

Factorul de incarcare β(D) al pompei se determina facand raportul intre debitul de apa recirculat in conditii nominale si debitul maxim de recirculare a apei. In cazul in care pompa nu are sisteme de automatizare in functie de nivelul debitului de apa recirculat, atunci se considera β(D) = 1.

Daca exista date privind consumurile de energie electrica ale pompei, atunci acestea pot fi direct utilizate.

Functionarea intermitenta a pompei

Daca nu este necesara o furnizare continua a apei calde de consum (24 h/zi), atunci se pot considera ca ipoteze de calcul, doua situatii de functionare, una pe durata zilei si cealalta pe durata noptii. In consecinta, energiile electrice consumate pot fi evaluate cu urmatoarea relatie de calcul:

W(ac,d,pomp) = W(ac,d,hidr) * e(ac,d) * [α(zi)

0,60 * α(noapte)] [kWh/luna] (J.10)

in care:

α(noapte) = 1 - α(zi) [kWh/luna] (J.11)

iar α(zi) si α(noapte) reprezinta ponderile in functionarea intermitenta a pompei. Se presupune ca perioada semnificativa de functionare apare pe durata zilei. Timpul ramas este considerat "timp de noapte", in care incarcarea pompei este minima.

Daca pompa este oprita pe durata noptii, atunci α(noapte) = 0.

II.

4.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI AL EFICIENTEI ENERGETICE A INSTALATIILOR DE ILUMINAT

CUPRINSII.

4.1.IntroducereII.

4.2.Normative si standarde conexeII.

4.3.Definitii, simboluriII.

4.4.Calculul energiei electrice anuale utilizate pentru iluminatII.

4.5.Recomandari privind reabilitarea sistemelor de iluminat din punct de vedere energetic cu respectarea conditiilor de confort vizual

Anexe

Anexa II.4.A.1. Metoda simplificata

Anexa II.4.B.1. Puteri specifice consumate pentru iluminatul interior general recomandate in vederea reabilitarii sistemelor de iluminat

II.

4.CALCULUL CONSUMULUI DE ENERGIE SI EFICIENTIZAREA ENERGETICA A SISTEMELOR DE ILUMINAT INTERIOR

II.

4.1.Introducere

Metoda de calcul poate fi utilizata pentru urmatoarele aplicatii:

● evaluarea conformitatii cu normele care prevad limite de consum energetic;

● optimizarea performantei energetice a unei cladiri in proiectare prin aplicarea metodei pentru mai multe variante posibile de realizare;

● stabilirea unui nivel conventional de performanta energetica pentru cladirile existente;

● certificarea energetica a cladirilor;

● evaluarea efectului asupra unei cladiri existente al masurilor posibile de conservare a energiei, prin calcularea necesarului energetic cu sau fara implementarea masurilor de reabilitare;

● predictia resurselor energetice necesare in viitor la scara nationala sau internationala prin calcularea necesarului energetic al unor cladiri reprezentative pentru intregul segment de cladiri.

Realizarea confortului vizual se face pe baza unor criterii de performanta si a unor valori normate specifice sistemelor de iluminat artificial sau integrat interior.

II.

4.2.Normative si standarde conexe

EN 12193, Light and Lighting - Sports Lighting;

EN 12646-1, Light and Lighting - Lighting of work places - Part 1. Indoor work places;

EN 12665, Light and Lighting - Basic terms and criteria for specifying lighting requirements;

EN 13032-1, Lighting applications - Measurement and presentation of photometric data of lamps and luminaires Part 1: Measurement and file format;

EN 60598, Luminaires

EN 60570, Electrical supply track systems for luminaires;

EN 61347, Lamp control gear

Vocabulaire Electrotechnique International CIE Publ. No. 17.4

NP-061-02, Normativ pentru proiectarea si executarea sistemelor de iluminat artificial din cladiri

II.

4.3.Simboluri, terminologie, notatii:II.

4.3.1.Fluxul luminos, Φ(v) - Marime derivata din fluxul energetic prin evaluarea radiatiei dupa actiunea sa asupra observatorului fotometric de referinta CIE.

Unitate de masura: lumenul, [lm].II.

4.3.2.Iluminarea, E - Raportul dintre fluxul luminos d[Φ] incident pe un element de suprafata care contine punctul considerat si aria d[A] a acestui element de suprafata.

Unitate de masura: luxul, [lx].II.

4.3.3.Intensitatea luminoasa (a unei surse, intr-o directie data), I(v) - Raportul dintre fluxul luminos d[Φ(v)] emis de sursa in unghiul solid d[Ω], pe directia data si acest unghi solid elementar;

Unitate de masura: candela, [cd].II.

4.3.4.Luminanta, L - Marime definita de relatia:

d[I(θ)]

L = ─────────────────

[d[A] * cos(θ)]

in care d[I(θ)] este intensitatea luminoasa emisa de suprafata elementara d[A] catre ochiul observatorului sau catre un alt punct de interes.

Unitate de masura: [cd/mp].II.

4.3.5.Puterea nominala a unei surse de lumina, P(c) - reprezinta valoarea puterii declarate de fabricant pentru o sursa de lumina care functioneaza in conditiile specificate. Puterea nominala este uzual marcata pe sursa de lumina.

Unitate de masura: wattul, [W].II.

4.3.6.Puterea electrica a corpului de iluminat P(i) - este reprezentata de puterea consumata de sursele de lumina care echipeaza corpul de iluminat, balast (balasturi) si alte aparate electrice necesare functionarii acestora, masurata in situatia functionarii normale sau in cazul emisiei unui flux luminos maxim, atunci cand corpurile de iluminat pot fi actionate prin intermediul unui variator de tensiune.

Unitatea de masura [W].II.

4.3.7.Puterea parazitara P(pi) este puterea nominala a corpului de iluminat masurata cand acesta este in "stand-by". Pentru corpurile de iluminat cu detector de prezenta, puterea parazitara este puterea absorbita de detector, iar pentru cele din iluminatul de siguranta puterea parazitara este puterea necesara pentru a incarca bateriile.

Unitatea de masura [W].II.

4.3.8.Puterea instalata a unui sistem de iluminat dintr-o zona delimitata sau incapere, P(n) - care deserveste o incapere reprezinta suma puterilor nominale ale tuturor surselor de lumina montate in corpurile de iluminat aferente sistemului de iluminat la care se cumuleaza puterea totala a aparatajului auxiliar.

Relatia de calcul este:

P(n) = N{n[P(c) + P(a)]}

unde:

N - numarul de corpuri de iluminat;

n - numarul de surse de lumina montate in corpul de iluminat;

P(c) - puterea nominala a unei surse de lumina;

P(a) - putere aparataj auxiliar;

Unitate de masura: wattul, [W].

II.

4.3.9.Puterea specifica a unui sistem de iluminat, p(s) - reprezinta raportul dintre puterea instalata a acestuia si suprafata totala a incaperii iluminate;

Relatia de calcul este:

P(n)

p(s) = ─────

Unitate de masura: [W/mp].II.

4.3.10.Timp de functionare t(o) - numarul de ore de functionare a corpului de iluminat. Acest numar depinde de destinatia cladirii si de programul de lucru.

Unitate de masura: [h].II.

4.3.11.Timp standard anual t(y) - durata unui an standard - 8760 hII.

4.3.12.Timp efectiv de utilizare - t(n)

Timpul de utilizare a sistemului de iluminat

Unitate de masura: [h].II.

4.3.13.Timpul operational al puterii parazitare, t(p) este timpul de utilizare efectiva a puterii parazitare

Unitate de masura: [h].II.

4.3.14.Aria totala a pardoselii folosite a cladirii, A - cuprinsa intre peretii exteriori excluzand spatiile nefolosite si spatiile neiluminate

Unitate de masura: [mp].II.

4.3.15.Factor de dependenta de lumina de zi, F(D) - exprima gradul de utilizare a puterii sistemului de iluminat dintr-o incapere in functie de cantitatea de lumina naturala admisa in incapere.II.

4.3.16.Factor de dependenta de durata de utilizare F(o)

Exprima gradul de utilizare al puterii instalate a sistemului de iluminat luand in considerare durata de utilizare a sistemului de iluminat aferent unei incaperi sau unei zone.II.

4.3.17.Indicatorul numeric al iluminatului, LENI - reprezinta raportul dintre energia electrica consumata de sistemele de iluminat aferente unei cladiri in scopul crearii mediului luminos confortabil necesar desfasurarii activitatii in cladire si aria totala a pardoselii folosite a cladirii, A.

Indicatorul LENI poate fi utilizat pentru a compara consumul de energie electrica pentru doua sau mai multe cladiri cu aceeasi destinatie, de dimensiuni si configuratii diferite.

Indicatorul LENI se stabileste din relatia:

W(ilum)

LENI = ──────── [kWh/mp/an]

unde:

W(ilum) - reprezinta energia electrica consumata de sistemele de iluminat din cladire.II.

4.3.18.Flux luminos nominal (al unui tip de sursa de lumina) - reprezinta fluxul luminos initial declarat de fabricant, lampa functionand in conditiile specificate de fabricant. Fluxul luminos nominal este uneori marcat pe lampa.

Unitate de masura: lumenul, [lm].II.

4.3.19.Eficacitatea luminoasa a unei surse de lumina, e - Raportul dintre fluxul luminos nominal Φ(v) emis de o sursa de lumina si puterea nominala P(c) - consumata de aceasta, fara sa se ia in consideratie puterea consumata de aparatajul auxiliar.

Φ(v)

e = ─────

P(e)

Unitate de masura: [lm/W].

II.

4.3.20.Eficacitatea luminoasa globala a unei surse de lumina, e(g) - Raportul dintre fluxul luminos nominal Φ(v) emis de o sursa de lumina si puterea nominala P(c) - consumata de aceasta la care se cumuleaza puterea consumata de aparatajul auxiliar (balast)

Φ(v)

e = ────────────── ;

[P(c) + P(a)]

Unitate de masura: [lm/W].

II.

4.3.21.Randament optic al unui corp de iluminat, eta - raportul dintre fluxul total emis de corpul de iluminat, masurat in conditiile specificate de fabricant si suma fluxurilor individuale ale surselor de lumina, componente considerate in functiune in interiorul acestuia.II.

4.3.22.Unghi de ecranare, γ - unghiul dintre axa de referinta a corpului de iluminat si linia vederii (cea mai dezavantajoasa) de la care sursele de lumina si suprafetele luminoase ale corpului de luminat nu mai sunt vizibile;

II.

4.4.Calculul energiei electrice anuale utilizata pentru iluminat

Determinarea consumului de energie electrica utilizata se poate face in doua moduri: prin calcul si prin masurari directe.

Metodele de calcul pentru estimarea energiei electrice necesare se vor aplica urmatoarelor tipuri de cladiri:

–birouri;

–cladiri de invatamant;

–spitale;

–hoteluri si restaurante;

–sali de sport;

–cladiri pentru servicii de comert;

–alte tipuri de cladiri consumatoare de energie electrica.

Pentru consumul specific mediu anual de energie electrica al locuintelor unifamiliale si apartamente din blocuri de locuit se vor utiliza valorile din tabel 4 Anexa II.4.A1.

In cazul cladirilor mai sus mentionate puterea electrica absorbita din reteaua electrica poate fi considerata, din punct de vedere al performantei energetice, ca fiind: puterea nominala a corpului de iluminat P(i) si puterea parazitara P(p).

Puterea nominala a corpului de iluminat este formata din puterea nominala a sursei (surselor de lumina), puterea nominala a balastului (balasturilor) montate in circuitul de alimentare, puterea nominala a altor receptoare consumatoare de energie electrica, masurate in cazul functionarii la parametrii nominali a corpului de iluminat sau in cazul emisiei unui flux luminos maxim atunci cand se poate varia fluxul luminos emis de sursele de lumina.

Puterea parazitara este puterea absorbita de intregul sistem (corp de iluminat + aparate necesare functionarii) si trebuie masurata cand corpul de iluminat este in stand-by. Pentru corpurile cu senzor de prezenta aceasta poate fi puterea nominala a detectorului de prezenta, iar in cazul iluminarii de siguranta puterea necesara pentru a incarca bateriile.

Calculul energiei electrice necesare realizarii unui iluminat adecvat destinatiei cladirii se face cu ajutorul a doua metode de calcul, prezentate in continuare.II.

4.4.1.Metoda complexa

Pentru calculul cu acuratete a estimarilor consumului de energie electrica pentru iluminat se foloseste relatia:

Font 9

{Σ [P(p) x t(p)] + Σ P(n){[t(D) x F(D) * F(O)] + [t(N) * F(O)]}}

W(ilum) = ──────────────────────────────────────────────────────────────── kWh/an (4.15)

1000

unde:

P(p) - puterea parazitara, [W];

t(p) - timpul operational al puterii parazitare;

P(n) - puterea instalata a unui sistem de iluminat;

t(D) - timpul de utilizare al luminii de zi in functie de tipul cladirii;

t(N) - timpul in care nu este utilizata lumina naturala;

F(O) - factorul de dependenta de durata de utilizare;

F(D) - factorul de dependenta de lumina de zi.

Determinarea factorilor t(D) si t(N) care intervin in relatia de calcul complexa se va face prin stabilirea riguroasa a timpului de utilizare a luminii naturale sau a timpului in care lumina naturala nu este utilizata pentru completarea iluminatul general al spatiilor aferente cladirii, in functie de conditiile existente si de anotimp.

De asemenea, se determina cu precizie timpul de operare a puterii parazitare, luandu-se in consideratie situatia existenta (de exemplu: regimul de functionare a corpului de iluminat de siguranta etc.).

Factorii F(O) si F(D) vor fi apreciati cu ajutorul tabelelor 2 si 3 din Anexa II.4.A1)

II.

4.4.2.Metoda simplificata

Aceasta metoda este o metoda rapida de calcul si consta in aplicarea urmatoarei relatii de calcul:

t(u)Σ [P(n)]

W(ilum) = 6A + ───────────── [kWh/an] (4.14)

1000

unde:

t(u) = [t(D) * F(D) * F(O)] + [t(N) * F(O)]

P(n) - puterea instalata;

t(D) - timpul de utilizare al luminii de zi in functie de tipul cladirii

(tabel 1, Anexa II.4.A1)

t(N) - timpul in care nu este utilizata lumina naturala (tabel 2,

Anexa II.4.A1)

F(D) - factorul de dependenta de lumina de zi (tabel 2 Anexa II.4.A1) care

depinde de sistemul de control al iluminatului din cladire si de

tipul de cladire.

F(O) - factorul de dependenta de durata de utilizare (tabel 3 Anexa II.4.A1)

A - aria totala a pardoselii folosite din cladire [mp].

Numarul 6 din relatia de calcul reprezinta 1 kWh/mp/an (consumul de energie estimat pentru incarcarea bateriilor corpurilor de iluminat de siguranta) la care se adauga 5 kWh/mp/an (consumul de energie electrica pentru sistemul de control al iluminatului).

Notă

1.Consumul specific de energie electrica se calculeaza raportand energia electrica calculata la aria totala a pardoselii folosite a cladirii, A, ceea ce conduce la determinarea indicatorului LENI, definit anterior.

2.Aprecierea corecta a performantei energetice si incadrarea cladirii intr-o clasa de consum energetic se face numai in conditiile in care sistemele de iluminat din cladire realizeaza gradul de confort vizual minim impus prin reglementarile tehnice in vigoare. In cazul in care confortul vizual nu este realizat, incadrarea energetica a cladirii intr-una din clase nu este relevanta si trebuie sa se impuna masuri de reabilitare a sistemelor de iluminat.

Realizarea confortului vizual in incaperile aferente cladirilor la care se face referire in prezentul document este impusa prin normativ, fiind obligatorie.

Pentru cladirile de locuit, se va opta pentru stabilirea unui consum mediu de energie electrica, in functie de tipul apartamentului, conform tabel 4 Anexa II.4.A1.

Pentru estimarea acestui consum specific s-a considerat utilizarea unui iluminat incandescent, preponderent in locuinte. Auditorul va face recomandari privind cresterea eficientei energetice a sistemelor de iluminat aferente locuintelor, in vederea reducerii consumului de energie electrica.II.

4.5.Recomandari privind reabilitarea sistemelor de iluminat din punct de vedere energetic cu respectarea conditiilor de confort vizual

Mediul luminos confortabil este determinat de o serie de factori cantitativi si calitativi care caracterizeaza un sistem de iluminat artificial interior conducand la asigurarea confortului vizual, functionalitatii si esteticii incaperii in care se desfasoara activitatea umana.

Reabilitarea corespunzatoare a sistemelor de iluminat artificial in vederea asigurarii confortului vizual prin respectarea factorilor cantitativi si calitativi impusi de normativul in vigoare, precum si a implementarii unor solutii performante din punct de vedere energetic se fac luand in considerare urmatoarele aspecte:

● alegerea adecvata a echipamentelor electrice din punct de vedere functional;

● alegerea judicioasa a echipamentelor electrice utilizate, astfel incat instalatia de iluminat sa prezinte un grad ridicat al eficientei energetice;

● alegerea adecvata a tipului de sistem de iluminat din punct de vedere al distributiei fluxului luminos in spatiu;

● utilizare metode de calcul precise pentru stabilirea solutiei luminotehnice;

● utilizarea programelor de calcul specializate pentru o dimensionare corecta a solutiilor de iluminat in vederea evitarii supradimenionarii sau subdimensionarii sistemelor de iluminat artificial;

II.

4.5.1.Alegerea echipamentelor electrice din punct de vedere functional

II.

4.5.1.1.Alegerea sursei de lumina

Sursa de lumina sau lampa electrica realizeaza conversia energiei electrice in energie luminoasa.

Pentru realizarea unui mediu luminos adecvat se recomanda ca, in alegerea sursei de lumina sa se ia in consideratie parametrii luminotehnici ai surselor de lumina:

● culoarea aparenta;

● temperatura de culoare;

● redarea culorii caracterizata prin indicele de redare a culorilor, Ra;

● durata de functionare;

● durata de punere in functiune;

● geometrie si dimensiuni CIL.

Alegerea parametrilor enumerati anterior se face de catre specialistul in tehnica iluminatului in functie de destinatia incaperii, activitatea desfasurata, in consecinta, de conditiile minime de confort pe care trebuie sa le asigure sistemul de iluminat.

II.

4.5.1.2.Alegerea corpului de iluminat

Din punct de vedere functional, tipul corpului de iluminat se alege in functie de o serie de criterii:

● activitatea desfasurata in incaperea respectiva;

● estetica;

● unghiul minim de protectie vizuala;

● luminanta;

● modul de distributie al fluxului luminos (direct, semi-direct, direct-indirect, semi-indirect, indirect).

● tipul suprafetei pe care va fi montat;

● grad de protectie la agentii de mediu;

● grad de protectie la electrocutare.

II.

4.5.1.3.Alegerea aparatajului auxiliar

Aparatajul auxiliar necesar functionarii adecvate a surselor de lumina este reprezentat de balast si condensator.

Balastul trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: sa asigure stabilizarea descarcarii, sa prezinte un factor de putere ridicat, sa introduca un procentaj redus de armonici, sa fie echipat cu sisteme de atenuare a parazitilor radio sau TV, sa prezinte o functionare silentioasa o perioada cat mai lunga de timp, atenuarea fenomenului de palpaire.

Din punct de vedere functional, aceste echipamente electrice trebuie sa prezinte compatibilitate electrica, astfel incat functionarea surselor de lumina sa se faca la parametrii nominali.

In general, corpurile de iluminat sunt distribuite de catre furnizorii de echipamente, complet echipate.

II.

4.5.2.Alegerea echipamentelor electrice din punct de vedere al performantei energetice

II.

4.5.2.1.Alegerea sursei de lumina

In functie de natura producerii radiatiilor luminoase, sursele de lumina pot fi: surse cu radiatii produse pe cale termica (surse cu incandescenta) sau surse cu radiatii produse prin agitatie moleculara (surse cu descarcari).

Din punct de vedere al eficientei luminoase, sursele cu descarcari folosite in interiorul cladirilor sunt net superioare celor cu incandescenta, eficacitatea luminoasa a acestora fiind de cca 3

6 ori mai mare. Deci, se recomanda utilizarea cu preponderenta a surselor cu descarcari, cu conditia realizarii conditiilor de confort vizual impuse de prevederile reglementarilor tehnice in vigoare.

Utilizarea surselor cu incandescenta este permisa numai in cazuri speciale (ex: foaierele teatrelor, localuri de lux etc.), acolo unde conditiile de confort (redare excelenta a culorilor, culoarea aparenta calda etc.) impun aceasta solutie neeconomica atat din punct de vedere al consumului de energie cat si din punct de vedere al costurilor de intretinere.

II.

4.5.2.2.Alegerea corpului de iluminat

Din punct de vedere al performantei energetice, alegerea corpului de iluminat se va face in functie de randamentul optic al acestuia, eta. Randamentul optic al corpurilor de iluminat variaza in functie de tipul corpului de iluminat si de firma producatoare, acesta avand o gama de valori cuprinsa intre 0,28 si 0,98. Alegerea unor corpuri de iluminat cu randament necorespunzator duce la reducerea eficientei energetice a sistemului de iluminat.

In consecinta, se va opta cu preponderenta pentru corpuri de iluminat cu randament optic mare, in conditiile in care calitatea mediul luminos a unei incaperi (oricare ar fi destinatia acesteia) este cea indicata prin normativul in vigoare.

II.

4.5.2.3.Alegerea aparatajului auxiliar

Balasturile utilizate in circuitul de alimentare ale surselor de lumina pot fi: balasturi electromagnetice si balasturile electronice.

Din punct de vedere al eficientei energetice, balasturile electronice au un consum energetic redus, utilizarea acestora conducand la o importanta reducere a consumului global de energie electrica (pentru intreaga cladire) si, de asemenea, la o serie de avantaje din punct de vedere functional, cum ar fi: cresterea eficacitatii luminoase a lampilor fluorescente, cresterea duratei de functionare a acestor surse, posibilitatea varierii fluxului luminos in functie de necesitatile utilizatorului.

Balasturile electromagnetice pot fi utilizate, dar numai cele performante, in vederea gestionarii judicioase a energiei electrice.

II.

4.5.3.SISTEME DE ILUMINAT ARTIFICIAL

Sistemele de iluminat interior trebuie, prin mod de conceptie si realizare, sa asigure mediul luminos functional, confortabil si estetic, in functie de activitatea desfasurata in incapere, luand in considerare criteriile de realizare a performantei energetice.

Reabilitarea sistemelor de iluminat se va face cu respectarea nivelurilor de iluminare impuse de normativ in vigoare. In tabelul 1 din anexa II.4.B1 sunt indicate valorile puterii specifice necesare realizarii nivelului de iluminare impus, in functie de destinatie si in functie de inaltimea incaperii.

Sistemele de iluminat interior pot fi clasificate din punct de vedere functional, astfel:

● sisteme de iluminat normal - care asigura desfasurarea activitatii umane in conditii optime de confort vizual, in cazul in care iluminatul natural nu este satisfacator sau lipseste.

● sisteme de iluminat de siguranta - care trebuie sa asigure conditii optime pentru evacuarea persoanelor din cladire in caz de urgenta, continuarea lucrului etc.

Sistemele de iluminat normale pot fi sisteme de iluminat principale care realizeaza iluminatul general al incaperii necesar desfasurarii activitatii, completate sau nu cu sisteme de iluminat secundare cu rol in realizarea unor efecte luminoase decorative, de accent etc.

Sistemele de iluminat principale se realizeaza pentru orice incinta, cele secundare au un domeniu mai restrans de aplicabilitate cum ar fi: expozitii, magazine, muzee etc.

II.

4.5.3.1.Alegerea tipului de sistem de iluminat normal

Reabilitarea sistemului de iluminat normal se face luand in consideratie situatia de seara/noapte, atunci cand componenta naturala lipseste, astfel incat aceasta sa indeplineasca factorii cantitativi si calitativi ce caracterizeaza un sistem de iluminat.

Din punct de vedere al performantei energetice, sistemul de iluminat trebuie dimensionat astfel incat consumul de energie electrica sa fie minim, in conditiile realizarii unui mediu luminos adecvat activitatii umane desfasurate.

La alegerea sistemului de iluminat se au in vedere urmatoarele aspecte:

● sarcina vizuala specifica activitatii desfasurate in incaperea respectiva;

● clasa de calitate a sistemului de iluminat (A - foarte inalta calitate, B - inalta calitate, C - calitate medie, D - calitate scazuta, E - calitate foarte scazuta)

● nivelul de iluminare impus prin normativ;

● modul de distributie a fluxului luminos ( SIL direct, SIL semi-direct, SIL direct-indirect, SIL semi-indirect, SIL indirect);

● estetica.

II.

4.5.3.2.Clasificarea sistemelor de iluminat normal

Sistemele de iluminat normal se clasifica dupa mai multe criterii:

● distributia fluxului luminos in spatiu;

● distributia iluminarii (a fluxului luminos) in plan util.

II.

4.5.3.2.1.Clasificarea sistemelor de iluminat dupa distributia spatiala a fluxului luminos

Clasificarea sistemelor de iluminat dupa distributia spatiala a fluxului luminos se face in functie de raporturile dintre cele doua fluxuri semisferice, flux inferior Φ(i), flux superior Φ(s) si fluxul emis de corpul de iluminat Φ(c).

A. Sistemul de iluminat direct (SIL-D) se caracterizeaza prin proportie mare de flux luminos dirijat in emisfera inferioara [Φ(i)/Φ(c) ≥ 0.9] si o proportie mica de flux emis in emisfera superioara [Φ(s)/Φ(c) < 0.1]. Acest sistem de iluminat este cel mai eficient din punct de vedere al utilizarii fluxului luminos emis de corpurile de iluminat, deoarece acesta este dirijat direct catre planul util. Datorita acestui fapt, sistemul de iluminat direct mai prezinta avantajul unei reliefari tridimensionale, deci o mai buna modelare spatiala a sarcinilor vizuale.

Acest tip de sistem de iluminat se recomanda si este folosit, in general, in cazul cladirilor de tip industrial, acolo unde se impune o reliefare buna a sarcinii vizuale, depozite etc.

Eficienta energetica este mare in cazul realizarii unui sistem de iluminat direct, dar confortul vizual scade, daca nu se adopta masuri corespunzatoare pentru evitarea aparitiei orbirii de inconfort sau incapacitate, dupa caz.

Inconvenientul pe care-l prezinta acest tip de sistem de iluminat este acela ca realizeaza o distributie necorespunzatoare a luminantelor in campul vizual al utilizatorului (plafonul ramane slab iluminat, luminanta acestuia contrastand puternic cu luminanta mare a corpului de iluminat)

Daca se adopta masurile necesare realizarii unui mediul luminos calitativ, acest tip de sistem poate fi utilizat si pentru iluminatul unor incaperi cu activitate intelectuala cum ar fi: sali de clasa, birouri, sali de biblioteca etc.

Se recomanda in acest caz utilizarea pentru finisajul interior a unor vopsele care sa asigure un factor de reflexie ridicat, astfel incat cantitatea de flux luminos reflectat de suprafetele peretilor si care ajunge pe plafon sa fie cat mai mare, pentru a reduce contrastul de luminante.

B. Sistemul de iluminat semi-direct (SIL-SD) se caracterizeaza printr-o distributie mai echilibrata a luminantelor in spatiu (creste proportia de flux luminos emis de corpurile de iluminat in emisfera superioara:

Φ(i) Φ(s)

0.6 < ──── < 0.9 si 0.1 < ──── < 0.4).

Φ(c) Φ(c)

Deoarece cantitatea de flux luminos emisa catre plafon este mai mare, luminanta acestuia creste, ceea ce asigura o diferenta mai mica intre luminanta plafonului si cea a corpului de iluminat precum si a altor suprafete ale incaperii, conducand la cresterea confortului luminos.

Acest tip de sistem de iluminat este recomandat in cazul incaperilor cu activitate intelectuala fiind o solutie echilibrata atat din punct de vedere al confortului luminos cat si din cel al eficientei energetice. Sistemul de iluminat semi-direct se recomanda si in cazul unor incaperi de tip industrial, acolo unde sarcina vizuala are dimensiuni mici, iar performanta vizuala este importanta, influentand in acest mod productivitatea muncii.

C. Sistemul de iluminat direct-indirect (SIL-DI) asigura o distributie foarte buna a luminantelor in spatiu datorita emisiei de flux luminos catre emisfera superioara intr-o proportie mai mare (0.4 < Φ(i)/Φ(c) < 0.6, 0.4 < Φ(s)/Φ(c) < 0.6). Astfel, diferenta intre luminantele suprafetelor existente in campul vizual al utilizatorului scade, ceea ce asigura, din acest punct de vedere, un confort vizual foarte bun. Se recomanda o astfel de solutie in cazul incaperilor in care se impune un confort luminos deosebit, de exemplu: incaperi cu activitate intelectuala, incaperile destinate odihnei, divertismentului etc.

D. Sistemul de iluminat semi-indirect (SIL-SID) dirijeaza fluxul luminos intr-o proportie semnificativa catre emisfera superioara (0.1 < Φ(i)/Φ(s) < 0.4, 0.6 < Φ(s)/Φ(c) < 0.9). Acest sistem de iluminat se utilizeaza, in general, in incaperi unde se impune un confort luminos deosebit. Din punct de vedere al consumului de energie electrica aceasta este o solutie dezavantajoasa, de aceea se recomanda adoptarea unei astfel de solutii numai in incaperi deosebite din punct de vedere al confortului ce trebuie asigurat.

E. Sistemul de iluminat indirect (SIL-ID)

Acest sistem de iluminat dirijeaza fluxul luminos catre emisfera superioara in proportie foarte mare Φ(i)/Φ(c) ≤ 0.1, Φ(s)/Φ(c) ≥ 0.9. Fluxul luminos ajunge pe planul util prin reflexie.

Lipsa suprafetei de luminanta mare a corpurilor de iluminat din campul vizual al utilizatorului conduce la diminuarea la minim a orbirii de inconfort, ceea ce presupune realizarea unui mediu luminos placut.

Din punct de vedere al consumului energetic acest tip de sistem de iluminat prezinta eficienta cea mai mica, de aceea, aceasta solutie se recomanda numai in incaperile in care considerente de ordin estetic o impun, in incaperi deosebite din punct de vedere arhitectural (cladiri monument de arhitectura, muzee, hoteluri de lux etc.).

II.

4.5.3.2.2.Clasificarea sistemelor de iluminat dupa distributia in planul util a iluminarii (respectiv a fluxului luminos)

Repartizarea uniforma a iluminarii (sau a fluxului luminos) in planul util conduce la o distributie echilibrata a luminantelor in planul in care se desfasoara activitatea, ceea ce influenteaza in mod determinant confortul vizual.

Repartizarea neuniforma a luminantei in planul util are efecte negative asupra utilizatorului, manifestandu-se in timp sub forma orbirii de inconfort.

Controlul acestui aspect cantitativ al sistemului de iluminat se face prin intermediul factorilor de uniformitate C1, C2.

A. Sistemul de iluminat general uniform distribuit se realizeaza printr-o amplasare simetrica a corpurilor de iluminat, dupa o regula bine definita, conform careia distantele dintre primul sir de corpuri de iluminat si perete sa fie jumatate din distanta dintre doua siruri de corpuri de iluminat.

Acest sistem se recomanda ca o solutie adecvata si din punct de vedere energetic pentru incaperile avand dimensiunile normale.

Se poate adopta o astfel de solutie si in cazul incaperilor de dimensiuni mai mari cum ar fi salile de sport, depozite, hale industriale in care se desfasoara acelasi tip de activitate.

In aceste cazuri, acolo unde exista suprafete vitrate puternic, se recomanda actionarea (automata sau manuala) sectorizata a corpurilor de iluminat (in siruri paralele cu suprafetele vitrate), astfel incat sa se realizeze un sistem integrat de iluminat artificial si natural, in care fluxul luminos provenit de la sistemul de iluminat artificial sa completeze necesarul de flux luminos pentru incaperea respectiva.

Sistemul de iluminat general uniform distribuit nu se recomanda ca solutie in cazul incaperilor de tip industrial de dimensiuni mari, unde se desfasoara activitati diverse, deoarece sistemul este ineficient din punct de vedere al eficientei energetice. In astfel se situatii se recomanda alte tipuri de sisteme de iluminat.

B. Sistemul de iluminat general localizat sau zonat

Aceste sisteme de iluminat se caracterizeaza prin realizarea unor niveluri de iluminare diferite, conform normativ in vigoare, pe zone in care se desfasoara activitati diferite (zone cu sarcini vizuale diferite ce necesita niveluri de iluminare diferite, zone de circulatie, zone de depozitare). In acest mod se realizeaza o utilizare mai eficienta a fluxului luminos printr-o dirijare corespunzatoare si in cantitatea dorita catre zona de interes.

In cazul incaperilor de dimensiuni mari, de tip industrial, unde consumul de energie electrica pentru iluminatul artificial al spatiilor este important, se recomanda, ori de cate ori este posibil, adoptarea unor solutii de sisteme integrate de iluminat artificial si natural.

C. Sistemul de iluminat local face parte din sistemul de iluminat al incaperii care devine astfel un sistem de iluminat combinat ce asigura un iluminat general pentru planul util al incaperii completat de un iluminat local si are ca scop realizarea unui nivel mai mare al iluminarii (corespunzator normativ) pe suprafete restranse de lucru, acolo unde se desfasoara efectiv activitatea utilizatorului.

Performanta energetica a acestui sistem este buna, in conditiile in care mediul luminos este confortabil si corespunde factorilor cantitativi si calitativi caracteristici.

Un astfel de sistem de iluminat se utilizeaza atunci cand nivelul de iluminare impus de normativ pentru o anumita activitate este foarte mare si un iluminat general care sa realizeze acest nivel de iluminare ar fi ineficient din punct de vedere energetic.

II.

4.5.4.SISTEMUL INTEGRAT DE ILUMINAT ARTIFICIAL SI NATURAL

Sistemele integrate de iluminat au ca scop realizarea mediului luminos confortabil in conditiile utilizarii echilibrate a luminii naturale, iar din punct de vedere al confortului vizual si al performantei energetice reprezinta solutia cea mai indicata. Desi sistemul de iluminat al unei incaperi este conceput pentru situatia de seara/noapte (iluminatul natural lipseste sau este insuficient), proiectantul sistemului de iluminat trebuie sa conceapa sistemul de iluminat ca pe un sistem integrat prin implementarea unor solutii agreate si de beneficiar. Cresterea performantei energetice a sistemelor integrate de iluminat se face prin implementarea unui tip de control, in functie de care se poate face diferentierea acestora din punct de vedere al gestionarii judicioase a energiei electrice.

II.

4.5.4.1.Controlul sistemului de iluminat in functie de timpul de utilizare al incaperii.

Acest tip de control se poate realiza prin:

● sisteme fara detectare automatizata a prezentei utilizatorilor in incapere

Actionarea corpurilor de iluminat se face prin intermediul:

–intreruptoarelor manuale,– intreruptoarelor manuale, la care se adauga stingerea automata la sfarsitul programului, pentru a se evita functionarea sistemului de iluminat dupa terminarea programului.

Stingerea automata se poate realiza prin intermediul unui ceas programator care sa comande intreruperea alimentarii cu energie electrica.

Scoaterea corpurilor de sub tensiune se face etapizat, prin reducerea treptata a nivelului de iluminare.

Sistemul este eficient si se realizeaza cu costuri suplimentare reduse.

● sisteme cu detectare automata a prezentei utilizatorilor in incapere

Actionarea corpurilor de iluminat se poate face, in acest caz, prin intermediul senzorilor care detecteaza prezenta utilizatorilor in incapere.

Senzorul de prezenta comanda punerea sub tensiune a corpurilor de iluminat in momentul in care sesizeaza prezenta utilizatorilor in incapere si apoi scoaterea de sub tensiune a acestora atunci cand ultima persoana paraseste incaperea.

Avantajul consta in faptul ca utilizarea corpurilor de iluminat se face numai pe perioada utilizarii incaperii, neexistand consumuri inutile de energie electrica.

Implementarea acestui sistem presupune insa costuri de investitie suplimentare, costuri ce se amortizeaza in timp prin economia de energie ce se realizeaza.

II.

4.5.4.2.Controlul sistemului de iluminat in functie de accesul luminii naturale

Acest tip de control se poate realiza prin:

● actionarea sectorizata a corpurilor de iluminat

Acest lucru presupune actionarea corpurilor de iluminat in siruri paralele cu ferestrele, astfel incat corpurile de iluminat sa fie puse sub tensiune pe masura ce iluminarea produsa de lumina naturala scade in intensitate.

Acest tip de control nu presupune costuri suplimentare, se poate implementa inca din faza de proiectare printr-o conceptie corecta a sistemului de iluminat.

Eficientizarea sistemului prin implementarea acestui sistem ramane insa la latitudinea utilizatorilor prezenti in incapere, existand riscul ca functionarea sistemului de iluminat sa nu se realizeze la parametrii nominali sau sa nu se realizeze parametrii de confort luminos.

Deci implementarea acest tip de control presupune o urmarire atenta a acestui aspect de catre utilizatori, actionarea corpurilor de iluminat fiind manuala.

● reglarea automata a fluxului luminos emis de sursele de lumina ce echipeaza corpurile de iluminat dintr-o incapere prin intermediul unor fotocelule montate in incapere care comanda variatia tensiunii la bornele surselor de lumina artificiala in functie de aportul de lumina naturala.

Se realizeaza astfel un iluminat integrat artificial natural, cu efecte pozitive asupra confortului vizual al utilizatorilor si eficient din punct de vedere al consumului de energie electrica.

Costul investitiei este mai ridicat dar, amortizarea acestora se face intr-un timp relativ scurt prin reducerea semnificativa a consumului de energie pentru iluminatul spatiilor.

II.

4.5.4.3.Controlul mixt al sistemului de iluminat in functie de timpul de utilizare al incaperii si de accesul luminii naturale

Acest tip de control se poate realiza prin:

● control local la nivelul fiecarei incaperi

Prin combinarea celor doua tipuri de control al iluminatului pot fi obtinute alte variante de control, cea mai eficienta fiind aceea in care se folosesc senzori de prezenta pentru actionarea corpurilor de iluminat si celule fotoelectrice pentru reglarea fluxului luminos in functie de aportul de lumina naturala.

● control centralizat al instalatiei de iluminat din cladire

Un alt tip de control al iluminatului, pe tipuri de incaperi avand destinatii diferite deci programe diferite de functionare, se poate realiza prin intermediul implementarii unei instalatii BMS.

Controlul si gestiunea instalatiei de iluminat se poate realiza prin intermediul unui program de calcul specializat care confera acesteia eficienta si flexibilitatea, permite masurarea consumului real de energie electrica, inregistrarea curbelor de sarcina.

Anexa II.4.A.1 METODA SIMPLIFICATA

Font 9

Tabel 1: Timpul de utilizare anual, in functie de tipul cladirii

┌─────────────────────────────────┬──────────────────────────────────────────────────┐

│ │ Orele de functionare, anual │

│ Tipul cladirii ├────────────────┬────────────────┬────────────────┤

│ │ t(D) │ t(N) │ t(total) │

├─────────────────────────────────┼────────────────┼────────────────┼────────────────┤

│Cladiri de birouri │ 2250 │ 250 │ 2500 │

│Cladiri de invatamant │ 1800 │ 200 │ 2000 │

│Spitale │ 3000 │ 2000 │ 5000 │

│Hoteluri │ 3000 │ 2000 │ 5000 │

│Restaurante │ 1250 │ 1250 │ 2500 │

│Sali de sport │ 2000 │ 2000 │ 4000 │

│Cladiri pentru servicii de comert│ 3000 │ 2000 │ 5000 │

└─────────────────────────────────┴────────────────┴────────────────┴────────────────┘

Tabel 2: F(D) - Factorul de dependenta de lumina de zi

┌───────────────────────────────┬───────────────────────────────────┬────────────────┐

│ Tipul cladirii │ Tipul sistemului de control │ F(D) │

├───────────────────────────────┼───────────────────────────────────┼────────────────┤

│ │ Manual │ 1,0 │

│ ├───────────────────────────────────┼────────────────┤

│ Birouri, cladiri sportive │ Celula foto iluminare constanta │ 0,9 │

│ ├───────────────────────────────────┼────────────────┤

│ │ Celula foto iluminare cu senzor │ 0,8 │

│ │ lumina naturala │ │

│ Hoteluri, restaurante, │ Manual │ 1,0 │

│ magazine ├───────────────────────────────────┼────────────────┤

│ │ Celula foto iluminare constanta │ 0,9 │

│ │ Manual │ 1,0 │

│ ├───────────────────────────────────┼────────────────┤

│ Cladiri de invatamant, │ Celula foto iluminare constanta │ 0,9 │

│ spitale ├───────────────────────────────────┼────────────────┤

│ │ Celula foto iluminare cu senzor │ 0,7 │

│ │ lumina naturala │ │

├───────────────────────────────┴───────────────────────────────────┴────────────────┤

│Nota: Se considera ca cel putin 60% din iluminat este controlat prin intermediul │

│sistemul considerat. │

└────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Tabel 3: F(O) - Factorul de dependenta de durata de utilizare

│ Tipul cladirii │ Tipul sistemului de control │ F(O) │

│ │ Manual │ 1,0 │

│ Birouri, cladiri de ├───────────────────────────────────┼────────────────┤

│ invatamant │ Automat < 60% din incarcatura │ 0,9 │

│ │ conectata │ │

│ │ │ 1,0 │

│ Cladiri sportive, restaurante │ Manual ├────────────────┤

│ │ │ 0,7 │

│ Hotel │ Manual │ 0,7 │

│ Spital │ Manual (controlul automat prezent │ 0,8 │

│ │ in procent redus) │ │

│Nota: Se considera control automat cu senzori de prezenta, cel putin unul in fiecare│

│incapere, iar pe suprafete mari, cel putin unul la 30 mp. │

Font 7

Tabel: Consumul mediu de energie electrica estimat pentru spatiile de locuit

┌───────────────────┬───────────┬─────────────────────┬─────────────────┬─────────────────────┬────────────┐

│ │ Suprafata │ Consumul specific │Consumul specific│ │ │

│ Tip locuinta │considerata│ mediu de energie │mediu de energie │ W(light) │ W(light) │

│ │ │ electrica │ electrica │ │ │

│ │ [mp] │ [kWh/sezon/mp] │ [kWh/an/mp] │ [kWh/sezon] │ [kWh/an] │

├───────────────────┼───────────┼─────────────────────┼─────────────────┼─────────────────────┼────────────┤

│ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │

├───────────────────┼───────────┼──────────┬──────────┼─────────────────┼──────────┬──────────┼────────────┤

│ │ │Sezon rece│Sezon cald│ │Sezon rece│Sezon cald│ │

├───────────────────┼───────────┼──────────┼──────────┼─────────────────┼──────────┼──────────┼────────────┤

│Garsoniera │ 25 │ 8.7 │ 6.2 │ 14.8 │ 217 │ 155 │ 372 │

│Apartament 2 camere│ 40 │ 6.3 │ 4.5 │ 10.8 │ 255 │ 180 │ 433 │

│Apartament 3 camere│ 60 │ 6.5 │ 4.5 │ 11 │ 390 │ 270 │ 660 │

│Apartament 4 camere│ 80 │ 5.3 │ 3.6 │ 8.9 │ 420 │ 294 │ 714 │

│Apartament 5 camere│ 120 │ 4.2 │ 2.9 │ 7.1 │ 498 │ 350 │ 848 │

└───────────────────┴───────────┴──────────┴──────────┴─────────────────┴──────────┴──────────┴────────────┘

Valorile corespund unui raport S(v)/S(p) (suprafata vitrata/suprafata pardoselii incaperii) intre 0,30 si 0,45 si existenta grupurilor sanitare cu ferestre exterioare.

Pentru cazul unui raport S(v)/S(p) mai mic de 0,30, valorile din tabel se maresc cu 10%.

Pentru apartamente cu grupuri sanitare fara ferestre exterioare, valorile din tabel se maresc cu 5%.

Anexa II.4.B.1

PUTERI SPECIFICE PENTRU ILUMINATUL INTERIOR GENERAL

RECOMANDATE ÎN VEDEREA REABILITĂRII SISTEMELOR DE ILUMINAT

┌──────────────────────────────────────┬───────────┬─────────────────────────┐

│ Tipuri de destinații │ E(m) │ Putere specifică │

│ │ [lx] │ P(i)[W/mp] │

│ │ │ pentru încăperi având │

│ │ │înălțimea cuprinsă între:│

│ │ ├─────────────┬───────────┤

│ │ │ 2,4÷4m │ 3÷5m │

├──────────────────────────────────────┼───────────┼─────────────┼───────────┤

│ 0 │ 1 │ 2 │ 3 │

├──────────────────────────────────────┴───────────┴─────────────┴───────────┤

│ 1. Arii comune ale clădirilor │

├──────────────────────────────────────┬───────────┬─────────────┬───────────┤

│Birou │ 500 │ 13,7...17,2 │ │

│Holuri de intrare │ 200 │ 3,5...5,9 │ │

│Holuri hotel │ 100 │ 3,3...4,2 │ │

│Zone de circulație, coridoare │ 100 │ 3,3...4,2 │ │

│Platforme de încărcare │ 150 │ 3,9...5,0 │ │

│Scări, scări rulante │ 100 │ 3,3...5,3 │ │

│Cantine │ 150 │ 3,3...5,9 │ │

│Camere de odihnă │ 200 │ 3,5...4,2 │ │

│Săli pentru exerciții fizice │ 100 │ 5,0...10,6 │ │

│Săli de baie, toalete │ 300 │ 3,3...5,9 │ │

│Infirmerii │ 200 │ 13,7...17,2 │ │

│Săli consiliu medicale │ 500 │ 13,7...17,2 │ │

│Sălile mașinilor │ 200 │ 5,0...6,7 │ │

│Săli cu panouri de comandă │ 500 │ 13,7...17,2 │ │

│Depozite, magazii │ 100 │ 2,5...3,3 │ │

│Spații pentru ambalare │ 300 │ 5,0...10,6 │ │

│Puncte de control │ 150 │ 3,3...5,9 │ │

│ 2. Birouri │

│Scris, citit, procesare de date │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Desen tehnic │ 750 │ 13,8...17,2 │ │

│ │ (iluminat │ │ │

│ │ general │ │ │

│ │ 500lx) │ │ │

│Birouri/săli de proiectare asistată │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│de calculator │ │ │ │

│Săli de conferințe și reuniuni │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Birouri de primire │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Arhive │ 200 │ 5,0...6,7 │ │

│ 3. Spații comerciale │

│Spații comerciale mici │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Spații comerciale mari │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│ 0 │ 1 │ 2 │ 3 │

│Zone case de plată │ 500 │ 11,9...13,4 │ │

│Zone de împachetare │ 500 │ 11,9...13,4 │ │

│ 4. Restaurante și hoteluri │

│Recepții │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Bucătării │ 500 │ 10,0...12,6 │ │

│Restaurante, spații funcționale │ 200 │ 5,04...7,5 │ │

│Restaurant auto-servire │ 200 │ 5,04...7,5 │ │

│Bufet │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de conferință │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Coridoare │ 100 │ 3,3...4,2 │ │

│ 5. Spații de divertisment │

│Teatre și săli de concert │ 200 │ │ │

│Săli polivalente │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli pentru repetiții, cabine artiști │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Muzee │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│ 6. Biblioteci │

│Rafturi cărți │ 200 │ 5,0...7,5 │ │

│Locuri pentru lectură │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Ghișee │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│ 7. Parcări interioare │

│Rampe intrare/ieșire pe timp de zi │ 300 │ 6,3...7,9 │ │

│Rampe intrare/ieșire pe timp de noapte│ 75 │ 1,2...1,6 │ │

│Banda de circulație │ 75 │ 1,2...1,6 │ │

│Spații de parcare │ 75 │ 1,2...1,6 │ │

│ 8. Instituții de învățământ │

│Camere de joacă │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de clasă în creșe și grădinițe │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de consultații │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de clasă │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de clasă pentru cursuri de seară │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│sau pentru adulți │ │ │ │

│Săli de lectură │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Tablă │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Ateliere │ 500 │ 11,9...13,4 │ │

│Ateliere de artă în școli de artă │ 750 │ 16,8...21,0 │ │

│Săli de desen tehnic │ 750 │ 13,8...17,2 │ │

│ │ (iluminat │ │ │

│ │ general │ │ │

│ │ 500lx) │ │ │

│Laboratoare │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Amfiteatre │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Săli de muzică │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de calculatoare │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Laboratoare lingvistice │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de studiu │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Camere comune pentru studenți și săli │ 200 │ 3,3...4,2 │ │

│de reuniune │ │ │ │

│Cancelarii │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de sport și bazine de înot │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│ 9. Spitale și clinici │

│Săli de așteptare │ 200 │ 3,5...5,9 │ │

│Coridoare, ziua │ 200 │ 3,5...5,9 │ │

│Coridoare, noaptea │ 50 │ 1,6...2,5 │ │

│Birouri personal │ 500 │ 3,8...17,2 │ │

│Camere personal │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Iluminat general saloane │ 100 │ 3,3...4,2 │ │

│Băi și toalete pentru pacienți │ 200 │ 3,5...5,9 │ │

│Iluminat general săli de consultație │ 500 │ 3,8...17,2 │ │

│Examinarea ochilor și urechilor │ 1000 │ 13,8...17,2 │ │

│ │ (iluminat │ │ │

│ │ general │ │ │

│ │ 500lx) │ │ │

│Teste de vedere (citit și culoare) │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Saloane dializă │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Saloane de dermatologie │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Saloane de endoscopie │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de pansare │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Saloane de masaj și radioterapie │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Saloane preoperator și de reanimare │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Săli de operații: │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│ - iluminat general; │ │ │ │

│Terapie intensivă: │ │ │ │

│ - iluminat general │ 100 │ 3,3...4,2 │ │

│ - examinări simple │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│ - supraveghere pe timp de noapte │ 20 │ 1,6...2,5 │ │

│Stomatologie: │ │ │ │

│iluminat general │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Controlul culorii (laboratoare) │ 1000 │ 13,8...17,2 │ │

│ │ (iluminat │ │ │

│ │ general │ │ │

│ │ 500lx) │ │ │

│Camere sterilizate/dezinfectate │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de autopsie și morgă │ 750 │ 13,8...17,2 │ │

│ │ (iluminat │ │ │

│ │ general │ │ │

│ │ 500lx) │ │ │

│ 10. Aeroporturi │

│Terminale plecări, sosiri, spații de │ 200 │ │ 5,0...6,7 │

│recuperare a bagajelor │ │ │ │

│Zone de legatură, scări rulante │ 200 │ │ 5,0...6,7 │

│Birouri de informații și de │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│înregistrare │ │ │ │

│Posturi de control pașapoarte │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Spații de așteptare │ 200 │ │ 5,0...6,7 │

│Spații de depozitare a bagajelor │ 200 │ │ 5,0...6,7 │

│Posturi de verificare și control │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Turnul de control │ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Camere de urmărire a traficului aerian│ 500 │ 13,8...17,2 │ │

│Platforme și pasaje pietonale │ 50 │ 1,3...2,0 │ │

│Holul caselor de bilete │ 200 │ 3,5...5,9 │ │

│Case de bilete și birouri bagaje │ 300 │ 7,6...10,6 │ │

│Săli de așteptare │ 200 │ 3,5...5,9 │ │

└──────────────────────────────────────┴───────────┴─────────────┴───────────┘

Consumul specific de energie electrică se obține luând în considerație numărul de ore de funcționare specific fiecărui tip de încapere.

11.5.METODE SIMPLIFICATE DE CALCUL AL PERFORMANȚEI ENERGETICE A INSTALAȚIILOR DIN CLĂDIRI

CUPRINSII.

5.1.Variația temperaturii interioare în spații locuite/ocupate nedotate cu sisteme de climatizare. Metodă orară analitică simplificatăII.

5.2.Necesarul de frig al unui spațiu ocupat (metoda orară simplificată)II.

5.3.Necesarul de caldură anual normal pentru încălzireII.

5.4.Metodologie de determinare a consumului anual normal de căldură pentru prepararea apei calde de consum

Anexe

Anexa II.5.A. Caracteristicile termofizice echivalente ale materialelor

care intră în componența elementelor de constructie opace

afectate de punți termice

Anexa II.5.B. Transformarea unei structuri neomogene (multistrat) într-o

structură echivalentă omogenă. Metodă aproximativă

Anexa II.5.C. Temperatura exterioară de referință modificată a unui element

de închidere opac adiacent mediului exterior

Anexa II.5.D. Parametrii climatici exteriori utilizati în scopul

verificării temperaturii în spațiile ocupate/locuițe, în

lipsa dotării acestora cu instalații și sisteme de

condiționare a aerului

Anexa II.5.E. Determinarea aporturilor interioare de caldură

II.5 METODE SIMPLIFICATE DE CALCUL AL PERFORMANȚEI ENERGETICE A CLĂDIRILOR

II.5.1 Variația temperaturii interioare în spații locuite/ocupate nedotate cu sisteme de climatizare. Metodă orară analitică simpliflcată

Algoritmul de calcul vizează spații ale căror elemente de construcție despărțitoare de alte spații ocupate și neocupate sunt adiabatice. Ipoteza este acceptabilă deoarece, în lipsa echipamentelor de climatizare, temperaturile interioare sunt relativ apropiate între categoriile de spații menționate.

A doua ipoteză constă în a admite temperatura uniformă a elementelor de construcție interioare din spațiile analizate (pereți, planșee). Se neglijează capacitatea termică a aerului. Relația de determinare a variației în timp a temperaturii aerului este următoarea:

θ(a)[t(j)] = δ(1)[t(j)] * θ(e)[t(j)] + δ(2)[t(j)] * θ(p)[t(j)]

δ(3)[t(j)] * a(cv)[t(j)] (5.1)

Notațiile sunt prezentate la sfârșitul paragrafului.

Variația în timp a temperaturii elementelor de construcție interioare se determină cu relația:

┌ C(2j-1) C(2j)-C(2j-1) 1 ┐

θ(p)[t(j)] = │θ(p)[t(j)] - ─────── + ───────────── * ───────│*

└ C(1) Delta(t) C(1)^2 ┘

C(2j) C(2j)-C(2j-1) 1

* exp{-C(1)* Delta(t) + ───── - ───────────── * ──────── (5.2)

C(1) Delta (t) C(1)^2

Pasul de timp utilizat în calcul se recomandă a fi de o oră (Delta[t] = 3600 s). Coeficienții din relația (5.2) se determină cu relațiile:

A(T)- A(E) ┌ ┐

C(1)[t(j)] = ───────── * {α(cv)│1-δ(2)[t(j)]│

M(p)*C(p) └ ┘

_ ┌ ┐

α(r) * F(R){1-β│γ(1)*δ(2)[t(j)]+γ(3)│}} (5.3)

└ ┘

A(T)-A(E) ┌ _ _

C(2)[t(j)] = ───────── * {│δ(1)[t(j)] * [α(cv)+α(r)F(R)βγ(1)]θ(e)[t(j)]

M(p)*c(p) └

_ . ┐

α(r)F(R)[1+β*γ(2)]θ(e)[t(j)]│ + + δ(3)[t(j)] * a(cv)[t(j)] *

┘

_ A(Loc)

* [α(cv)+α(r)F(R)βγ(1)]} + a(r)[t(j)]* ───────── (5.4)

M(p)*C(p)

Calculul se desfășoară conform următorului algoritm:

1.Se determină coeficienții numerici care sunt funcție de timp;

2.Se determină parametrii variabili în raport cu timpul avându-se în vedere valorile parametrilor climatici la

intervale de Delta[t] = 3600 s. Se obțin valorile

. _

θ(e)[t(j)] și θ(e)[t(j)];

3.Se determină valorile orare ale coeficienților C(1)[t(j)] și C(2)[t(j)] pe baza valorilor orare δ(1)[t(j)], δ(2)[t(j)], δ(3)[t(j)], a(cv)[t(j)] și a(r)[t(j)]. Valorile orare δ(1)[t(j)], δ(2)[t(j)], δ(3)[t(j)], se determină în funcție de profilul orar al ratei de ventilare (numărului de schimburi de aer), n(a)[t(j)] considerat adecvat menținerii temperaturii interioare în apropierea valorilor de confort termic, pe de o parte și în scopul realizării condițiilor de confort fiziologic, pe de alta parte.

4.Se determină valorile orare ale temperaturii elementelor de construcție interioare θ(p)[t(j)] cu relația (5.2);

5.Se determină valorile orare ale temperaturii aerului interior θ(a)[t(j)] cu relația (5.1).

Aplicarea practica a metodei prezentate implica exclusiv calcul tabelar (de tip EXCEL).

Verificarea regimului termic din spațiile ocupate se referă exclusiv la spații incluse în zona principală a unei clădiri. În cazul în care clădirea este de tip multietajat, verificarea se efectuează pentru spațiile ocupate amplasate la fiecare nivel. În acest caz, capacitatea termică a elementelor de tip planșeu se împarte în părți egale între două niveluri consecutive.

Din punct de vedere al parametrilor climatici, se consideră intensitatea radiației solare din zilele senine din lunile martie, mai și iulie, cărora li se asociază temperaturile exterioare cu gradul de asigurare propriu activității de dimensionare a instalațiilor de climatizare. În cazul clădirilor foarte vitrate și cu grad de ocupare ridicat (de exemplu cladiri de birouri) este necesar a se efectua verificarea variației temperaturii interioare și în sezonul rece, cu referire la zilele senine și la spații defavorabil orientate (S,SV).

Verificarea variației temperaturilor interioare în spațiile ocupate este o operație necesară în special în cazul clădirilor existente de tip social administrativ și în cazul oricărei clădiri noi. În ambele cazuri se au în vedere clădiri amplasate în localități situate sub paralela de 45° N, zona de câmpie.

Practic se va verifica variația în timp a temperaturilor interioare în lunile mai și iulie (pentru sezonul cald) și în luna martie (pentru sezonul rece).

Valorile orare ale temperaturii exterioare precum și valorile intensității radiației solare totală, globală și difuză sunt prezentate în tabelele D.1

D.4 din Anexa 11.5.D. Valorile sunt specifice localităților din zone urbane situate în campia Română la latitudinea de 45° N.

Temperatura interioară a aerului, care reprezintă starea de confort termic acceptabil în sezonul cald, se poate considera cu valoarea θ(ic) = 26°C.– Verificarea valorii θ(a[t]) reprezintă un diagnostic dat clădirii ocupate/locuițe în ceea ce privește starea de confort termic în lipsa instalațiilor de condiționare a aerului. Dacă max{θ(2)[t]}-26 > 1°C pe o durată care depășește 5 h/zi în ziua reprezentativă din luna iulie și 2 h/zi în ziua reprezentativă din luna mai, se impune dotarea clădirii cu instalație de climatizare a aerului;

–În cazul clădirilor de locuit existente (individuale sau colective) nu se efectuează verificarea stării de confort interior, dar se recomandă soluții de modernizare energetică care conduc la reducerea temperaturii interioare a aerului în sezonul estival:

–În cazul proiectării clădirilor noi se adoptă soluții tehnice care fac posibilă menținerea stării de confort termic fără intervenția instalațiilor de condiționat a aerului. Se recomandă ca, verificarea performanței soluțiilor realizată prin testarea condiției susmenționate, să se facă indiferent de categoria clădirii;

–Pentru clădiri existente cu regim de ocupare special (clădiri aglomerate - clădiri de birouri foarte vitrate, clădiri administrative) se recomandă verificarea condiției de realizare a confortului termic în perioada de vară, asociată condiției de confort în sezonul rece (luna martie), dată de relația:

max{θ(i)[t]}-23 < 1°C pe o durată care depășește 5 h/zi în ziua reprezentativă din luna martie.

Schema de calcul detaliată asociată metodei de verificare a temperaturilor interioare din spațiile ocupate în lipsa dotării cu echipamente sau instalații de climatizare/condiționare, este următoarea:

1.Se determină zona principală (a spațiilor ocupate/locuite) a clădirii supusă verificării și se precizează spațiile care formează obiectul analizei;

2.Se determină suprafața de transfer de caldură A[E(k)] a fiecărui element de închidere exterior opac și transparent cu azimutul "k";

3.Se determină suprafața totală de transfer de căldură a elementelor de închidere perimetrale exterioare:

A(E) = Σ A[E(k)]

4.Se determină suprafața elementelor interioare de construcție incluse în spațiul locuit/ocupat avându-se în vedere dimensiunile aparente ale elementelor de connstrucție. Pentru fiecare spațiu delimitat se au în vedere elementele de construcție orizontale și verticale.

5.Capacitatea termică a elementelor de construcție interioare despărțitoare de alte spații se determină până la planul de simetrie vertical al elementelor de construcție. Pentru elementele de construcție interioare incluse în spațiul analizat se ia în calcul întreaga capacitate termică. Se însumează valorile capacităților termice și rezultă valoarea totală a capacității termice a elementelor de construcție interioare, M(p)*c(p).

6.Se determină valorile rezistențelor termice corectate ale elementelor de închidere exterioare opace și transparente R(k) în raport cu azimutul "k";

7.Se determină factorul de formă mediu al spațiului locuit:

F(R) ≈= 0,2(6-N(Pi))

în care N(Pi) este numărul mediu al pereților interiori din incintele care formează spațiul analizat.

8.Se determină volumul liber al spațiilor locuite/ocupate, V;

9.Se determină temperaturile exterioare de referință modificate ale elementelor de construcție opace și transparente, cu relația (2) din Anexa II.5.C, respectiv relațiile (5.5), (5.6) și (5.7) de mai jos:

. ┌

θ[EF(k)][t(j)] = [α(L)*(tau)] * R[F(k)]│{1-C[u(k)]}*I[T(k)][t]

└

┐

C[u(k)]*I[dif(k)][t]│ + θ(e)[t(j)] (5.5)

┘

pentru fereastră fără oblon;

α^(0)┌

{θ(EF(k))^(OE) [t(j)] = ───── │[1-C(u(k))] * I(T(k))[t(j)]

α(e) └

┐

C(u(k)) * I(dif(k)) [t(j)]│ + θ(e)[t(j)] (5.6)

┘

pentru fereastră cu oblon opac exterior;

. ┌ 1 4 ┐

θ(EF(k))^(OI) [t(j)] = [α^(0)*(tau)] * │R(F(k)) - ──── + ────│ *

└ α(i) α(e)┘

┌ ┐

* │[1-C(u(k))] * I(T(k))[t(j)] + C(u(k)) * I(dif(k))[t(j)]│ + θ(e)[t(j)]

└ ┘

(5.7)

pentru fereastră cu oblon opac interior;

în care:

α(L) este coeficientul de absorbție a radiației solare al elementelor de construcție interioare, pentru ferestre libere;

α^(0) este coeficientul de absorbtie a radiatiei solare al suprafetei oblonului interior/exterior;

(tau) este transmisivitatea vitrajului la radiația electromagnetică de undă scurtă (spectrul vizibil).

În lipsa unor valori precizate prin proiect/cartea tehnică se pot utiliza valorile:

α(L)= 0,40

α^(0)= 0,60 - pentru oblon cu suprafață nereflectorizantă;

α^(0)= 0,20 - pentru oblon cu suprafață reflectorizantă;

(tau) = 0,70 (valoare medie atat pentru componenta directă cât și pentru componenta difuză)– pentru ferestre duble confecționate din geam cu grosimea de 3 mm, relativ curate;

_ A(T)

α(i) = 3,5 + 4,5 * F(R)* ──── [W/(mpK)]

A(E)

α(e) = 17 [W/(mpK)]

C(u(k)) este coeficientul de umbrire;

C(u(k)) = 0,20 - pentru suprafețe orizontale;

C(u(k)) = 0,30 - pentru suprafețe verticale;

θ(e), I(T) și I(dif) - sunt conform tabelelor D.1

D.4 din anexa II.5.D.

A(T) = A(E) + A(p)

în care A(p) este suprafața elementelor de construcție interioare, în mp.

10.Se determină temperatura exterioară de contur:

Formulele (5.8) si (5.9)

!Imagine

11.Se determină temperatura exterioară medie de referință:

_ α(cv)*[1+β*γ(2)] .

θ(e)[t(j)] = θ(e)[t(j)] + ────────────────────────── * θ(e)[t(j)] (5.10)

n(a)[t(j)] ──── (rho)*c(pa)

A(E)

12.Se determină valorile orare ale coeficienților C(1)[t(j)] și C(2)[t(j)];

13.Se determină variația orară a temperaturii θ(p)[t(j)] a elementelor de construcție interioare cu relația (5.2);

14.Se determină variația orară a temperaturii aerului θ(a)[t(j)] cu relația (5.1).

Valorile orare ale ratei de ventilare n(a)[t(j)] se aleg în funcție de specificul activităților care se desfășoară în spațiile analizate (conform capitolului 9.7 din "Metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor - Partea I").

NOTA 1: În cazul în care ventilarea spațiilor analizate se realizează prin ventilare naturală și prin infiltrații de aer exterior, rata de ventilare este condiționată de gradul de etanșare al rosturilor elementelor de includere mobile (uși, ferestre), în cazul în care aceste elemente sunt în poziția închis și de diferența de temperatură dintre spațiul interior și exterior, în cazul în care elementele de includere sunt în poziția deschis. Rezultă că relațiile de calcul nu vor mai include explicit rata de ventilare naturală a spațiilor analizate. În scopul utilizării modelului analitic prezentat se vor lua în considerare valorile ratei de ventilare prezentate în capitolul 9.7 din "Metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor - Partea I".

Pentru intervalul de timp cuprins între orele 23.00-7.00 în care se practică ventilarea naturală controlată (uși și ferestre deschise) se va utiliza valoarea n(a) = 0,5 h^(-1). Pentru n(a)[t(j)] se recomandă relația:

A(F)

n(a) = 2,99 * U {Delta[θ]} * ──── [h^(-1)]

în care:

Delta[θ] = θ(i) - θ(e)

U{Delta[θ]} = 27[θ(i)-θ(e)]^0,32 [W/(mpK)]

A(F) este suprafața deschiderii ușilor și ferestrelor, în mp.

NOTA 2: Determinarea variației temperaturii elementelor de construcție interioare respectă următoarea procedură:

1.Se determină pentru fiecare moment t(j)∈[0,24] valorile C(1)[t(j)] și C(2)[t(j)] conform relațiilor (5.3) și (5.4);

2.Se propune o valoare (arbitrară) pentru valoarea θ(P)[t(j-1)=0] la momentul t(j-1)=0 (se recomandă

θ[P(0)] = 26°C );

3.Se determină valorile {θ(P)}^(1){t(j)= Delta[t]}; {θ(P)}^(1){t(j)=2 * Delta[t]} s.a.m.d cu relația (5.6) până la momentul t(j) = 24 h;

4.Se utilizează valoarea {θ(P)}^(1)[t(j)=24] ca valoare de inițializare pentru a doua iterație. Se obțin valorile orare {[θ(P)]^(2)}[t(j)] ;

5.Calculul se consideră încheiat la iterația (p) prin îndeplinirea condiției:

│

│{[θ(P)^p][t(j)]} - {θ(P)^(p-1)}[t(j)]} ≤ epsilon

│

cu epsilon ≤ 0,1

Coeficienți numerici:

β = β(P) + β(FL) + β(F)^(oE) + β(F)^(oI);

┌ ┐

Σ A(P(k)) │1-{α(i)*R'(P(k))}^-1│

k └ ┘

β(P) = ──────────────────────────────── ;

A(E)

┌ ┐

Σ A(F(k))+│1-{α(i)*R'(F(k))}^(-1)│

k └ ┘

β(FL) = ────────────────────────────────── ;

A(E)

┌ ┐

Σ A(F(k))^(oE) │1-{α(i)*R(F(k))^(oE)}^-1│

k └ ┘

[β(F)]^(oE) = ───────────────────────────────────────── ;

A(E)

┌ ┐

Σ A(F(k))^(oI)+│1-{α(i) * R(F(k))^(oI)}^-1│

k └ ┘

[β(F)]^(oI) = ─────────────────────────────────────────── ;

A(E)

α(cv) α(r)

───── ─────

α(i) α(i) ┌ A(T) ┐

γ(1)= ─────────────── ; γ(2)= ─────────────── ; γ(3)= γ(2)*│ ──── - 1│;

α(r) _ α(r) _ └ A(E) ┘

1- ──── *F(R)*β 1- ──── *F(R)*β

α(i) α(i)

n(a)[t(j)]* ──── *(rho)*c(pa)

A(E)

δ(1)[t(j)] = ──────────────────────────── ;

N(um2)

┌ A(T) ┐

a(cv)│ ──── - 1 + β*γ(3)│

└ A(E) ┘

δ(2)[t(j)] = ───────────────────────── ;

N(um2)

A(Loc)

──────

A(E)

δ(3)[t(j)] = ──────── ;

N(um2)

V ┌ A(T) ┐

N(um2) = n(a)[t(j)]* ──── *(rho)*c(pa)+α(cv)│ ──── - β*γ(1)│;

A(E) └ A(E) ┘

_ A(T)

α(i) = α(cv) + α(r) * F(R) * ────;

A(E)

Se recomandă:

α(cv) = 3,5 W/(mpK)

α(r) = 4,5 W/(mpK)

II.5.2 Necesarul de frig al unui spațiu ocupat (metoda orară simplificată)

II.5.2.1 Necesar sensibil de frig

Necesarul de frig (sensibil) al unei incinte se determină cu relația:

A(E) ┌ ┐ .

Q(F)[t] ≈= ──── │θ[i(o)]-θ[eRc(j)][t]│+1,1*n(a)[t]*V(a)*(ro)[a]*

R └ ┘

┌ ┐

* c(pa)│θ(i(o))-θ(e(j))[t]│ + a(s)[t]*A(Loc) [W] (5.11)

└ ┘

în care:

A(E) - aria elementelor de construcție exterioare opace și transparente, în mp;

A(Loc) - aria suprafeței locuibile a spațiului ocupat, în mp;

V(a) - volumul liber al aerului, în mc;

n(a)[t] - rata de ventilare a spațiului ocupat, în s^(-1);

θ[i(o)] - temperatura interioară de confort, în °C;

θ(e)[t] - temperatura exterioară, în °C;

θ(eRc)[t] - temperatura exterioară de referință a elementelor exterioare (temperatura exterioară echivalentă pentru elemente vitrate și temperatura exterioară modificată pentru elemente opace determinată cu relația A.15.3.2 din Anexa A.15.3), în °C;

a(s)[t] - degajările sensibile de căldură liberă, în W/mp;

j - indice care specifică luna din sezonul cald.

Durata procesului de răcire se determină ca urmare a analizei variației temperaturii aerului interior în spații ocupate în lipsa dotării cu instalații/sisteme de racire. Egalitatea:

θ(a)[t] = θ[i(o)] (5.12)

conduce la determinarea intervalului zilnic de funcționare a instalației/sistemului de racire.

Cantitatea de căldură sensibilă extrasă zilnic în luna "j" din spațiul ocupat se determină cu relația:

. _

Q(zij) = 0,001*Q(j)*D[R(j)] [kWh] (5.13)

în care:

Q(j) - valoarea medie a necesarului sensibil de frig pe durata

de climatizare, din cursul unei zile, în W;

D[R(j)] - durata intervalului de răcire, în h.

Cantitatea de căldură (sensibilă) extrasă în fiecare lună se determină cu relația:

. .

Q(sz(j)) = N(z(j)) * Q(zi(j)) [kWh/luna] (5.14)

în care:

N[z(j)] - numarul de zile senine din luna "j"

Cantitatea de căldură extrasă (sensibilă) pe durata sezonului cald se determină cu relația:

. .

Q(sz) = Σ Q(sz(j)) [kWh] (5.15)

II.5.2.2 Necesar latent de frig

Căldura latentă se determină în funcție de numărul de persoane din spațiul ocupat N(pers) și în funcție de debitul de vapori de apă care se degajă în spațiul ocupat (altul decât cel provenit metabolismul uman).

Rezultă:

Q(L)[t] = N(pers)[t]*a(L)+δ(v)*G(v)*i(v) [W] (5.16)

în care:

N(pers) - numarul de persoane din spațiul ocupat;

a(L) - debitul de căldură latentă [în funcție de θ(a)], în W/pers

i(v) - entalpia vaporilor de apă, în J/kg;

G(v) - debitul de vapori de apă, în kg/s;

δ(v) - simbolul Weierstrass-Kroneclier.

┌─ 1 - există degajări de vapori

│

δ(v) <┤

│

└─ 0 - nu există degajări de vapori

Cantitatea de căldură latentă, necesară a fi preluată de instalația/sistemul de climatizare este dată de relația:

. _

Q(Lz) = 0,001 Σ [N(z(j))*Q(L(j))*D(R(j))] [kWh] (5.17)

în care:

Q(L(j)) - valoarea medie a necesarului latent de frig pe durata de

climatizare, din cursul unei zile, în W.

II.5.2.3 Necesarul total de frig

Necesarul total de frig se determină cu relația:

. . .

Q = Q(sz)+Q(Lz) [kWh] (5.18)

II.5.3 Necesarul de căldură anual normal pentru încălzire

Metoda de calcul se bazează pe următoarele ipoteze:

–Transferul de căldură prin elementele de construcție care constituie anvelopa spațiului analizat ține seama de caracterul nestaționar al proceselor;

–Intervalul maxim de timp utilizat ca reper al analizei este luna iar intervalul minim este ziua;

–Bilanțul termic specific spațiilor ocupate ține seama de influența aporturilor datorate radiației solare și activității umane;

–Modelul de calcul adoptat este unul multizonal în care se disting:

–zona principală în care se desfăoșoară activitatea proprie destinației clădirii;

–zona secundară formată din una sau mai multe subzone care sunt adiacente zonei principale și adiacente sau nu între ele.

Zona principală este considerată ca ansamblu al tuturor spațiilor ocupate caracterizate de un microclimat asemănător, nefăcându-se distincția pe camere, conform proiectului de arhitectură. Anvelopa zonei principale este adiacentă mediului exterior natural și subzonelor secundare încalzite direct sau indirect și caracterizate de un microclimat sensibil diferit de cel al zonei principale. Între zone se produce transfer de caldură și masă. Microclimatul din zona principală se caracterizează prin parametrii termodinamici specifici stării de confort termic și fiziologic, indiferent de starea clădirii și a instalațiilor termice aferente acesteia și de modul de exploatare de către ocupanții clădirii. Microclimatul din subzonele secundare este condiționat de starea anvelopei proprie subsonelor (elemente de construcție opace și transparente, fixe și mobile, SET a corpurilor de încălzire etc) și se exprimă sub forma temperaturilor interioare medii lunare din aceste spații, determinate prin rezolvarea ecuațiilor de bilanț termic propriu subzonelor secundare.

Principiile metodologice menționate anterior se aplică atât clădirilor existente care se modernizează cât și clădirilor noi.

Parametrii climatici exteriori se utilizează sub forma mediilor lunare ale temperaturilor exterioare sau ale spațiilor solare (atunci când este cazul) și ale intensității radiației solare. Cei doi parametrii se utilizează atât independent cât și sub forma temperaturilor exterioare echivalente care combină efectele simultane ale temperaturii exterioare și ale intensității radiației solare.

Ecuațiile de bilanț termic utilizate se referă la bilanțul fluxurilor termice iar durata sezonului de încălzire se determină din condiția egalității temperaturii caracteristică mediului interior al zonei principale cu cea caracteristică mediului exterior adiacent anvelopei zonei principale.

Necesarul anual normal de căldură se determină ca însumare a fluxurilor termice la nivelul anvelopei zonei principale la care se adaugă cantitatea de căldură furnizată de instalațiile termice din subzonele secundare, de asemenea la nivelul conturului termodinamic al acestora. Activitatea umană este caracterizată de fluxuri termice proprii care se scad din valoarea determinată anterior. Consumul normal de căldură rezultă din valoarea necesarului anual de căldură corectată cu randamentul instalației termice și se referă la cantitatea de căldură la nivelul surselor de căldură (sobe, centrală termică sau racord la instalația de încălzire districtuală) incluse în spațiul clădirii. Conform celor de mai sus, necesaml anual normal de căldură este un parametru termodinamic extensiv a cărui valoare depinde exclusiv de raspunsul termic al anvelopei clădirii și de componentele convectivă și radiativă ale aporturilor de căldură datorate activității umane din zona principală a clădirii.

Procedura de evaluare a necesarului anual de căldură este următoarea:

II.5.3.1 Încălzire continuă

Necesarul de căldură al unei incinte pe durata sezonului de încălzire se determină cu relația:

┌A(E) ┐ _ _

Q(s) = 0,024*C│──── + 0,33*n(a)*V*B(1s)│*[θ(iRs)-θ(eRs)]*D(z) [kWh/an] (5.19)

│_ ┘

└R(s)

în care:

n(a) este rata de ventilare a spaților care formează zona principală, sch/h;

D(z) este durata sezonului de încălzire, în zile;

Parametrii termodinamici și caracteristicile termice conținute în relația (5.28) sunt:

C - coeficient de corecție dat de expresia:

C = 0,96*C(R)*C(b) (5.20)

Coeficientul C(R) ține seama de reducerea temperaturii interioare pe durata nopții și se determină din graficul din figura 5.1, în care N(12)^20 este numărul normal de grade-zile. Standardul național de referință este SR 4839-97.

Fig. 5.1 - Influența reducerii temperaturii interioare pe durata nopții

!Imagine

cu [Delta]T(i)=2°C {[Delta]T(imax)=3°C}, regim de încălzire continuă

1 - Punct termic/stație termică compactă/centrală termică locală - automatizate/sobe;

2 - Punct termic cu reglaj manual;

3 - Centrală termică de cartier neautomatizată.

Coeficientul C(b) reprezintă coeficientul de corecție datorat prezenței balcoanelor deschise pe fațadele clădirii și are valorile:

C(b) = 1,00 - clădiri fară balcoane sau cu balcoane închise;

C(b) = 1,03 - clădiri cu balcoane deschise.

A(E) - suprafața laterală totală a anvelopei incintei (inclusiv suprafața adiacentă spațiului solar), în mp

_ A(E)

R(s) = ──────────────────── (5.21)

A(E)-A(ss) A(ss)

──────────

─────

_ R'(p)

R(CL)

în care:

A(ss) - suprafața aferentă spațiului solar, în mp;

R(CL) - rezistența termică corectată a structurii

clasice (nesolare), în mpK/W;

R'(p) - rezistența termică corectată a elementelor de construcție

care formează peretele solar, în mpK/W.

Temperatura exterioară medie corectată θ(eRs) în luna "k" se determină cu relația:

Font 8

┌ A[E] ┐ _ _

│ ──── +n(a)*V*(rho)*c(pa)*[B(1S)-1]│*θ(ES(k))+n(a)*V*(rho)*c(pa)*θ(eS(k))

│ _ │

_ └ R(s) ┘

θ[eRS(k)] = ────────────────────────────────────────────────────────────────────────── (5.22)

A(E)

──── + n(a)*V*(rho)*c(pa)*B(1S)

R(s)

în care:

_ ┌ V(s)┐ V(s) _

θ(eS(k)) = │1- ────│*θ(e(k))+ ──── * θ(s(k)) (5.23)

└ V ┘ V

V - volumul liber al spațiului ocupat, în mc;

V(s) - volumul liber al spațiului ocupat care beneficiază de spațiul solar, în mc;

θ(e) - temperatura aerului exterior, în °C;

θ(s) - temperatura aerului provenit din spațiul solar, care se determină din graficul din figura 5.2, în °C;

Figura 5.2 - Temperaturi caracteristice spațiului solar cu circulație de aer - perete SUD (gc=lW/mp.K).

!Imagine

θ(ES(k)) temperatura echivalentă a elementelor de anvelopă

determinată cu relația (5.24), în °C.

A(E(j)) A(ss) │

Σ θ(ES(j))* ─────── + θ(Ess(k))* ───── │

_ j R(p(j)) R'(p) │

θ(ES(k)) = ────────────────────────────────────── │ (5.24)

A(E) │

────── │

_ │

R(s) │k

Indicele "k" semnifică numărul de ordine al unei luni calendaristice.

Suma de la numărător având indicele de însumare "j" compune din elemente de anvelopă adiacente mediului exterior natural precum și din elemente de construcție adiacente spațiilor din zona secundară a clădirii (casa scărilor, culoare de trecere, subsol neîncălzit, pod neîncălzit etc.). În cazul în care clădirea este amplasată pe sol, valorile rezistențelor termice aferente transferului de căldură către pânza de apă freatică și către mediul exterior natural se determină în conformitate cu cele prevăzute la cap. 10 din "Metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor - Partea I".

Temperaturile spațiilor care constituie zona secundară (maxin 3 spații) se determină în conformitate cu metodologia prezentată în cap. 10 din "Metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor - Partea I".

Prezența rosturilor închise/deschise implică și determinarea temperaturii aerului din aceste zone adiacente clădirii, după cum urmează:

Figura 5.3 - Temperatura rostului de dilatație θ(e)[C] funcție de temperatura exterioară, t(e), și de produsul R[R(j)]*d

!Imagine

Figura 5.4 - Temperatura rostului de dilatație deschis funcție de temperatura exterioară, t(e) și de compl

θ(e)[C]*R[R(f)]

───────

!Imagine

Temperatura echivalentă a spațiului solar,

θ(Ess(k))

se determină cu relația:

_ _

θ(Ess(k)) = θ(S(k)) + C(abs)*I(k) (5.25)

în care:

C(abs) - caracteristica de absorbție a peretelui captator, în mpK/W;

I(k) - intensitatea radiației solare pe plan vertical

(valoare medie zilnică) în luna "k", conform Anexe,

Partea Ia Metodologiei de calcul al eficienței energetice

a clădirilor, în W/mp.

Caracteristica de absorbție depinde de temperatura peretelui absorbant (care se determină din graficul din figura 5.2) și se prezintă în graficul din figura 5.5.

Fig. 5.5 - Variația caracteristicii de absorbție în funcție de temperatura suprafeței captatoare - suprafață captatoare neselectivă, vitraj simplu selectiv

!Imagine

Coeficientul B(1s) se determină cu relația:

4,5*F(R)

────────────

_ _

1 3,5+4,5*F(R) F(R)

B(1S) = 1+ ─── * ─────────────────────────── ≈= 1+1,3* ──── (5.26)

_ R

_ ┌ A(T) ┐ 4,5*F(R)

R 1+│ ──── - 1│- ────────────

└ A(E) ┘ _

3,5+4,5*F(R)

în care:

A(T) - suprafața laterală totală a spațiului ocupat, în mp;

F(R) - factor de formă mediu al spațiului ocupat, determinat cu relația:

F(R)=0,2*[6-N(Pi)] (5.27)

în care:

N(Pi) - numarul de pereți interiori din zona principală a clădirii.

Temperatura interioară redusă se determină cu relația:

aA(loc)

θ(i(RS)) = θ(i(o)) - ────────────────────────────── (5.28)

A(E)

──── + n(a)*V*(rho)*c(pa)*B(1S)

R(s)

în care:

a - aportul de căldură liberă, (determinată conform Anexei II.5.E), în W/mp;

A(loc) - suprafața locuibilă, în mp

Durata sezonului de încălzire D(z) rezultă din intersecția curbelor

_ _

θ[i(Rsk)] și θ[e(Rsk)] ,

într-o diagramă în care în ordonată se înscriu valorile medii lunare ale celor două temperaturi și în abscisă lunile calendaristice. Suprafața cuprinsă între cele două curbe constituie numarul de grade-zile corectat caracteristic unei clădiri (cu referire la zona principală a clădirii) care are în dotare elemente pasive de captare a radiației solare, N(GZC).

În funcție de valoarea N(GZC), necesarul anual de căldură al zonei principale a unei clădiri se determină cu relația:

┌ A(E) ┐

Q(S) = 0,024*C*│ ──── + 0,33*n(a)*V*B(1S)│*N(GZC) [kWh] (5.29)

│ _ │

└ R(S) ┘

Necesarul de căldură lunar al spațiilor secundare dotate cu sistem de încălzire directă se determină cu relația:

Font 9

┌ ┐

Q(S(k)) = 0,024*δ(SC)*Q(0SC)│(omega)[θ(e(k))]*[θ(SC)]^(k)-γ[θ(e(k)0]│*D(z)^(k) (5.30)

└ ┘

în care coeficienții (omega)[θ(e(k))] și γ[θ(e(k) se determină din graficele a) și b) din figura A.10.2.1 din Anexa A.10.2 ("Metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor - Partea I"), în funcție de zona climatică în care se află amplasată clădirea.

Q(0SC) reprezintă necesarul de căldură de calcul al incintelor încălzite din zona secundară, determinat conform SR 1907-1 sau puterea termică reală instalată în aceste incinte, în W.

Valoarea medie lunară a temperaturii din spațiile secundare încălzite direct se determină cu relația 10.29 din cap. 10 din "Metodologia de calcul a performanței energetice a clădirilor - Partea I".

┌─ 1 - zona secundară este încălzită direct

│

δ(SC) ┤

│

└─ 0 - zona secundară nu este încălzită direct

Necesarul anual de căldură pentru o clădire încălzită continuu se determină cu relația:

Q = Q(S) + Σ Q(S(k)) (5.31)

II.5.3.2 Încălzire discontinuă

Corectarea necesarului anual nomial de căldură pentru încălzirea cu intermitență în funcție de programul de utilizare a clădirii se face numai pentru clădiri caracterizate de un program de ocupare discontinuu. Astfel în cazul funcționării cu intermitență a instalației de încălzire interioară (după un program stabilit), se determină un coeficient de corecție a necesarului de căldură, β(k) pentru fiecare lună "k" a sezonului de încălzire, cu relația:

t(f) + t(a(k)) * α(0(k)) + t(G(k)) * (xi)(k) * T(i(R(k)))^(-1)

β(k) = ──────────────────────────────────────────────────────────────── (5.32)

t(P)

în care

t(f) - durata medie de ocupare a clădirii în perioada t(p) considerată, cu funcționare continuă a instalației de încălzire interioară [h],

t(a(k)) - durata optimă de reîncălzire a clădirii în condiții climatice medii caracteristice lunii "k"

t(G(k)) - durata totală de funcționare a instalației de încălzire pentru asigurarea temperaturii interioare de gardă, θ[i(G)], în condiții climatice medii caracteristice lunii "k" [h/zi],

t(p) - durata considerată pentru determinarea coeficientului de corecție (ex. pentru o clădire de birouri: zi a săptămânii - 24h, sfarșit de săptămână - 72h),

T(c) - constanta de timp a construcției [h].

Mc - capacitatea termică a elementelor de construcție interioare și exterioare care influențează variația temperaturii aerului interior în cazul intermitenței în funcționare a instalației de încălzire, determinată ca suma produselor dintre masa activă, M[kg], a elementelor de construcție care resimt variațiile diurne ale temperaturii aerului și capacitatea termică, c [J/kg K], a acestora.

┌ ┐

Mc = Σ │A(m) * Σ(rho)(pm) * δ(pm) * c(m)│ (5.33)

m └ p ┘

(rho)(p) - densitatea materialului "p" din zona activă [kg/mc];

δ(p) - grosimea materialului "p" din zona activă [m];

A(m) - suprafața interioară a elementului de construcție "m" [mp]

Pentru beton, cărămidă, BCA, δ(pm) ≤ 0,10 m

Pentru materiale termoizolante δ(pm) ≤ 0,05 m

Q(0)

α(0(k)) = ─────────── (5.34)

Q(înc)^(k)

┌ ┐

│A(E) │ ┌ ┐

Q(înc)^(k) = │──── + 0,33*B(1)*n(a)*V│* C *│θ(i(R)) - [θ(e(R))]^(k)│ (5.35)

│ _ │ └ ┘

└ R ┘

θ(i(R)) - θ(e(R))^(k)

T(i(R(k)) = ──────────────────────────── (5.36)

θ(i) - θ(e(R))^(k)

1 Mc

T(c) = ──── * ───────────────────────────── [h] (5.37)

3600 A(E)

──── + 0,33*B(1S)*n(a)*V(înc)

┌ 24 - t(f)┐

E = exp │- ─────────│ (5.38)

└ T(c) ┘

θ(i(G)) - θ(e(R))^(k)

(xi)(k) = ─────────────────────── (5.39)

θ(i) - θ(e(R))^(k)

θ(i(G)) reprezintă temperatura interioară de gardă, necesar a fi realizată de instalația de încălzire pe durata de neocupare a spațiului încălzit. Pentru cazul general se poate considera valoarea:

θ(i(G)) = 12°C (5.40)

Determinarea duratelor t[a(k)] și t[G(k)] se face în funcție de verificarea următoarei inegalități:

θ(e(R))^(k) + [θ(i) - θ(e(R))^(k) * ─────────────────────── ≥ θ(i(G)) (5.41)

E - 1

1 + ──────────────────

α(0(k))*T(i(R(k)))

Cazul 1: Inegalitatea (5.41) se verifică:

┌ E - 1 ┐

t(a(k)) = -T(c) * In│1 + ──────────────────│ (5.42)

└ α(0(k))*T(i(R(k)))┘

t(G(k)) = 0

Cazul 2: Inegalitatea (5.41) nu se verifică:

┌ 1 - α(0(k))*T(i(R(k)) ┐

t(a(k)) = -T(c) * In│──────────────────────────────│ (5.43)

└(xi)(K) - α(0(k))*T(i(R(k)) ┘

t(G(k)) = t(p) - t(f) + T(c)*In[(csi)(k)] - t(a(k))

Coeficienții β(k) determinați pentru fiecare lună k din sezonul de încălzire vor afecta numărul de grade zile aferent fiecărei luni în parte. Numărul corectat anual de grade zile caracteristic clădirii considerate pentru încălzirea cu intermitență a spațiilor va fi determinat conform pct. 5.3.2.

II.

5.4.Metodologie de determinare a consumului anual normal de căldură pentru prepararea apei calde de consum

II.

5.4.1.Clădiri de locuit

II.

5.4.1.1.Ipoteze fundamentale ale metodei propuse

A. Cantitatea de căldură facturată este cantitatea de căldură consumată la nivelul clădirii expertizate indiferent de dotarea acesteia cu aparatură de masură.

B. Temperatura apei calde livrate la consum se consideră cu valoarea utilă t(ac0) care poate să coincidă sau nu cu valoarea reală a temperaturii apei calde. Ipoteza se susține prin faptul că analiza nu vizează consumul de apă, ci exclusiv bilanțul cantitativ de căldură (având ca suport ipoteza A.), iar cantitatea de căldură nu se consideră ca fiind o funcție de temperatura de livrare a apei calde de consum.

C. Valorile cantităților de căldură considerate în calcule vizează cel putin 5 ani consecutivi, în scopul apropierii de condițiile climatice caracteristice anului tip utilizat pentru determinarea consumului de căldură pentru încălzirea spațiilor locuite.

D. Numărul de persoane aferent clădirilor de locuit, N(p), se determină ca valoare medie, printr-o procedură de normalizare, în funcție de indicele mediu (statistic) de ocupare a suprafeței locuibile a clădirilor.

II.

5.4.1.2.Tipuri de clădiri reprezentativeI) În cazul blocurilor de locuințe ale căror instalații sunt racordate la sistemul de încălzire districtuală (PT/CT), la care instalația de apă caldă nu este dotată cu contor de căldură general la nivel de bloc/scară de bloc, procedura utilizată este următoarea:a. Se determină pierderea de apă caracteristică instalației interioare de distribuție a apei calde de consum. Măsurările se realizează pe durata de 5-10 zile consecutive și vizează valorile cvasiconstante ale consumului de apă din intervalul de noapte 1.00-5.00.

Condiții necesare:

------------------– accesibilitate la racordul de apă caldă din subsolul tehnic;*)– livrarea apei calde în regim continuu de la PT/CT fără întreruperi de noapte;)– racord unic pentru blocul/scara de bloc care face obiectul expertizei*)b. Se determină cantitatea de căldură disipată de la conductele de distribuție din subsol (inclusiv conducta de recirculare, dacă este funcțională) și de la coloanele de distribuție din clădire:

2*pi ┌ ┐

Q(Psb) = ──── * A(sb) * Σ n(h(k))│t(ac(0)) - t(sb(k))│, [kWh/an] (5.44)

1000 k └ ┘

2*pi ┌ ┐

Q(Pcol) = ──── * A(col) * Σ n(h(k))│t(ac0) - t(i(k)) - 5│, [kWh/an] (5.45)

1000 k └ ┘

în care:

t(ac0) = 55°C (5.46)

L(j)

A(sb[col]) = Σ ────────────────────────────────────── , [W/K] (5.47)

j 1 ┌ δ(izj)┐ 0,33

──────────

* ln│1 + 2* ──────│ + ─────

lambda(izj) └ d(cj)┘ d(ej)

n(h(k)) - numărul mediu de ore de livrare a apei calde în luna "k" [h/lună]

t(sb(k)) - temperatura medie a subsolului tehnic în luna "k" a anului tip din clădirea analizată determinată după cum urmează:

–în sezonul rece, conform procedurii de calcul pentru determinarea consumului de căldură pentru încălzirea spațiului locuit;

–în sezonul cald se consideră valorile medii astfel:

*)În cazul în care nu este posibilă realizarea măsurării (subsol inundat condiții de igienă nerespectate, oponența locatarilor etc.) se consideră o pierdere arbitrară de 30 l/pers.zi (cu referire la Np).

**)În cazul livrării apei conform unui program limitativ:

–vizita în câteva apartamente (-30%): armături în stare bună - pierderile reprezintă 5 l/pers.zi x [n(apă)/24); n(apă) - număr zilnic de ore de livrare a apei calde (medie anuală),– armături defecte în apartamentele vizitate (subsol umed) pierderea va fi de 30 l/pers.zi x [n(apă)/24]

***)În cazul unei distribuții care excede blocul expertizat pierderile măsurate se repartizează proporțional cu apartamentele racordate la sistem sau se utilizează măsurarea diferențială cu două debitmetre (amonte, aval) înregistratoare.

Tabel 5.1

┌────────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┐

│ Zona climatică │ I │ II │ III │ IV │

├────────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤

│ t(sb)[°C] │ 23 │ 23 │ 23 │ 19 │

└────────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┘

t(i(k)) - temperatura din spațiul locuit egală cu valoarea normală t(i(0)) în sezonul rece și cu valorile din tabelul 5.2 pentru sezonul cald.

Tabel 5.2

┌────────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┐

│ Zona climatică │ I │ II │ III │ IV │

├────────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┤

│ t(i)[°C] │ 25 │ 25 │ 22 │ 21 │

└────────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┘

c. Se determină cantitatea de căldură normalizată corectată

N(P)

Q(acm)^(f.c) = Q(acm)^f * ────────── - (Q(Psb) + Q(Pcol), [kWh/an] (5.48)

N(P)^Real

în care:

Q(acm)^(f) - cantitatea anuală medie de căldură facturată la nivel de bloc [kWh/an],

N(P)^(Real) - numărul real de persoane aferent clădirii, determinat ca valoare medie pe perioada de facturare considerată (minim 5 ani),

N(P) - numărul mediu normalizat de persoane aferent clădirii, determinat funcție de indicele mediu (statistic) de ocupare a locuințelor, după cum urmează:

–se determină suprafața utilă a camerelor de locuit (camere de zi, dormitoare etc.), S(Loc)[mp]– Se determină indicele mediu de locuire, i(Loc), din tabelul C.1 din anexa II.3.C, în funcție de tipul clădirii (individuală, înșiruită sau bloc) și de amplasarea acesteia (județ și mediu - urban sau raral);

–Numărul mediu normalizat de persoane aferent clădirii se determină cu relația:

N(p)=S(Loc)*i(Loc) (5.49)

d. Se determină consumul de apă normalizat la temperatura convențională t(ac0):

3,6 * 10^6 * Q(acm)^(f.c)

V = ──────────────────────────── [mc/an] (5.50)

(rho) * c * [t(ac(0)) - t(r)

(rho) - densitatea apei la temperatura t = 0,50 * t(ac(0)) + t(r)}, [kg/mc]

c - căldura specifică masică a apei la temperatura t [J/kgK]

t(r) - temperatura medie a apei reci pe durata anului [°C].

Observație:

Conceptul de echivalare a debitului de apă caldă la temperatura t(ac) la temperatura t(ac0) se bazează pe echivalența entalpiei masice:

q(ac) * t(ac) * c = q(ac(0)) * t(ac(0)) * c și (5.51)

t(ac)

q(ac(0)) = q(ac) * ────────

t(ac(0))

În procedura de față se utilizează echivalarea prin necesar de căldură:

_ _

q'(ac) * c * [t(ac)-t(r)] = q'(ac(0)) * c * [t(ac(0))-t(r)] și

t(ac) - t(r)

q'(ac(0)) = q(ac) * ─────────────── (5.52)

t(ac(0)) - t(r)}

Rezultă:

t(ac)-t(r)] t(ac(0))

q'(ac(0)) = q(ac(0)) * ────────────── * ──────── (5.53)

_ t(ac)

t(ac0)-t(r)

e. Se determină pierderea de apă măsurată sub forma cantității de apă pierdută pe durata unui an.

V(P) = g(P) * n(h(z)) * 365 [mc/an] (5.54)

g(p) - pierderea medie de apă masurată [mc/h]

n(h(z)) - numar mediu de ore de livrare a apei într-o zi [h/zi]

f. Se determină cantitatea de apă caldă normalizată, la nivelul punctelor de consum din apartamente, la temperatura t(ac(0)):

V(Loc) = V - V(P), [mc/an] (5.55)

g. Se determină consumul specific normalizat de apă caldă echivalent din punct de vedere al entalpiei masice:

1 V(Loc)

q(acL) = ───── * ──────, [l/pers.zi] (5.56)

0,365 N(P)

h. Se determină consumul mediu specific normalizat de căldură pentru apă caldă:

[Q(acm)]^f N(P)

i(acm) = ──────────── * ──────────, [kWh/mp*an] (5.57)

S(Inc) N(P)^Real

i. Se determină eficiența energetică a instalațiilor de livrare a apei calde:

V(Loc) * rho * c * [t(ac(0)) - t(r)]

epsilon(acm) = ────────────────────────────────────────────────, [-] (5.58)

N(P)

3,6 * 10^6 * Q(acm)^f * ─────────────

N(P)^Real

Observații:

----------1. În lipsa contorizării se admite ca efectivă valoarea Q(acm)^f [kWh/an].

2.Din același motiv se admite ca efectivă valoarea V determinată pe baze convenționale, asociată însă cu valoarea V(p) care este reală și obiectivă indiferent de valorile de mai sus.

II) În cazul blocurilor de locuințe ale căror instalații sunt racordate la sistemul de încălzire districtuală (PT/CT), la care instalația de apă caldă este dotată cu contor general de căldură, procedura utilizată este următoarea:a. Identic cu pet. I) a.b. Se determină temperatura medie a apei calde livrate la consum din ecuația:

V _ _

Q(acm)^(f) = ───────── * rho * c * [t(ac) - t(r)] + Q(Psb) + Q(Pcol),

3,6*10^6

[kWh/an] (5.59)

în care:

t(ac) - temperatura medie a apei calde consumate [°C]

t(r) - temperatura medie a apei reci (anuală) [°C]

V - consumul anual de apă caldă, conform citirii debitmetrului

contorului de căldură [mc/an]

Q(Psb), Q(Pcol) - "pierderi de căldură" către subsol și coloanele

verticale de distribuție, conform pct. I) b. [kWh/an].

c. Se determină pierderea efectivă de apă caldă:

V(P) = g(P) * n(h(zi)) * 365 [mc/an] (5.60)

d. Se determină consumul normalizat de apă caldă în apartamente:

N(P)

V(Loc) = V * ───────────── - V(P), [mc/an] (5.61)

N(P)^Real

e. Se determină indicele specific normalizat de consum de apă caldă la echivalență entalpică:

V(Loc) t(ac)

q(ac(L)) = 2,74 * ────── * ────── , [l/pers.zi] (5.62)

N(P) t(ac0)

în care:

t(ac) - temperatura medie efectivă a apei calde determinată

conform ec. (5.59) pct. II) b.

t(ac0) - temperatura convențională a apei calde (-55°C)

f. Se determină indicele mediu specific normalizat de căldură:

Q(acm)^(f) N(P)

i(acm) = ──────────── * ───────────, [kWh/mp*an] (5.63)

S(Înc) N(P)^Real

g. Se determină eficiența energetică a instalației:

t(ac) _

V(Loc) * ────── * (rho) * c * [t(ac(0)) - t(r)]

t(ac(0))

epsilon(acm) = ──────────────────────────────────────────── [-] (5.64)

N(P)

3,6 * 10^6 * Q(acm)^(f) * ─────────────

N(P)^Real

Observații:

----------1. Indicele q[ac(L)] este comparabil cu cel determinat la cazul I) deoarece s-a admis (în cazul I) temperatura de livrare t(ac0) .

2.Valorile (epsilon)(acm) (caz II și caz I) sunt comparabile.III) Cazul blocurilor de locuințe dotate cu centrală termică proprie cu boilerIII.1) Combustibilul utilizat - gazele naturalea. În cazul blocurilor cu mai multe apartamente (n(ap) ≥ 10) se determină pierderile de apă din instalație conf. I) a *1); pentru n(ap) < 10 acestea se estimează.

*1) cu adaptare la situația concretă.

b. Se determină consumul mediu zilnic de gaze naturale pentru prepararea hranei, utilizând procedura următoare:

–prepararea apei calde se concentrează în orele de noapte (23.00 - 5.00) pe durata de 10 - 14 zile consecutive, în restul orelor cazanul nu funcționează (se întrerupe fie alimentarea electrică - la cazane modeme, fie alimentarea cu gaze - la cazane vechi);

–în fiecare zi se urmărește consumul de gaze la contorul central între orele 6.00 - 23.00.– Se stabilește consumul mediu de gaze pe zi de sezon cald c(gaz hv) [mc/zi]

c. Se determină consumul de gaze pentru prepararea hranei în sezon cald:

C(gaz.h.v) = c(gaz hv) * N(zv), [mc/sezon.v] (5.65)

în care:

N(zv) - numarul de zile din sezonul cald [zile/an]

N(zv) = 365 - N(zi) (5.66)

d. Se determină consumul normal de gaze pentru prepararea hranei în sezonul rece *):

*)opțional.

C(gaz.h.i) = α * c(gaz.h.v) * N(zi), [mc/sezon.i] (5.67)

în care:

α ≈ 1,20 (5.68)

N(zi) - numărul de zile din sezonul rece [zile/an]

e. Se determină consumul de gaze normalizat pentru prepararea apei calde în sezonul cald:

N(P)

C(gaz.acm.v) = [C(gaz.v)]^f - C(gaz.h.v)] * ───────── ,

N(P)^Real

[mc/sezon.v] (5.69)

în care:

C(gaz.v)^f - consumul de gaze facturat în sezonul cald (mediu) [mc/sezon]

C(gaz.h.v) - consumul de gaze pentru prepararea hranei în sezonul cald [mc/sezon] conf. III.1) c.

f. Se admite pentru apa caldă temperatura convențională de livrare t(ac0). Consumul de gaze este proporțional cu consumul de apă și cu temperatura apei reci. Rezultă:

n(h(i)) * [t(ac(0)) - t(r(i))]

C(gaz.acm.i) = C(gaz.acm.v) * ────────────────────────────── (5.70)

n(h(v)) * [t(ac(0)) - t(r(v))]

în care:

C(gaz.acm.i) - consumul de gaze pentru producerea apei calde de consum în sezonul rece [mc/sezon]

n(h(i)) - numărul de ore din sezonul rece:

n(h(i)) ≈ N(z.i) (5.71)

n(h(v)) - numărul de ore din sezonul cald:

n(h(v)) ≈ [365 - N(z.i)] (5.72)

t[r(i)] - temperatura medie a apei reci în sezonul de încălzire [°C]

t[r(v)] - temperatura medie a apei reci în sezonul cald [°C]

t(ac(0)) ≈ = 55°C (5.73)

C(gaz.acm.v) - consumul de gaze mediu normalizat pentru prepararea

apei calde în sezonul cald [mc/sezon] - conf. relației (5.69) pet. III.1) e.

g. Se determină consumul anual normalizat de gaze pentru prepararea apei calde [mc/an]:

N(P) ┌ ┐

C(gaz.acm.an) = ───────────│C(gaz.v)^f - c(gaz.h.v) * [365-N(z.i)]│*

N(P)^Real └ ┘

┌ N(zi) * [t(ac(0))-t(r(i))] ┐

*│1+ ─────────────────────────────── │ (5.74)

│ _ │

└ [365-N(zi)] * [t(ac(0))-t(r(v))]┘

h. Consumul de căldură normalizat se determină funcție de tipul și vechimea cazanului:

Q(acm) = eta(cz) * P(ci.gaz) * C(gaz.acm.an) * β (5.75)

eta(cz) - randamentul mediu al sistemului de preparare a apei calde de consum– eta(cz) (vechi cu funcționare manuală și fără reglare a excesului de aer) = 0,65– eta(cz) (noi cu funcționare automatizată) = 0,80

P(ci) - putere calorifică inferioară , [J/mc];

β = ──────── (5.76)

3,6*10^6

i. Se determină pierderile de căldură din subsol și pe traseul coloanelor de distribuție (Q(Psb) și Q(Pcol)), conform I) b, și specifice boilerului Q(Pboiler), conform cap. 5.4.3.

j. Se determină consumul normalizat de apă caldă:

3,6 * 10^6 * Q(acm)^(c)

V = ─────────────────────────── , [mc/an] (5.77)

(rho) * c * [t(ac(0))-t(r)]

în care

Q(acm)^(c) = Q(acm) - [Q(Psb) + Q(Pcal) + Q(boiler)] (5.78)

k. Se determină consumul normalizat de apă caldă (la temperatura convențională t(ac(0))):

V(Loc) = V - V(P), [mc/an] (5.79)

în care:

V(p) - pierderea de apă determinată conform III.1) a. Pentru blocuri cu număr redus de apartamente (n(ap) < 10) - se estimează pierderile funcție de starea armăturilor:

–Stare bună: v(p) ≈ 2 l/pers.zi,– Stare mediocră (reparații frecvente, armături vechi):

v(p) ≈ 5 l/pers.zi,– Stare proastă (scurgeri evidente): v(p)≈ 10 l/pers.zi.

I. Se determină indicele de consum normalizat de căldură:

Q(acm)

i(acm) = ──────, [kWh/mp*an] (5.80)

S(Înc)

m. Se determină indicele mediu normalizat de consum de apă caldă conform relației (5.56), pct. I)g.

n. Se determină eficiența instalației de preparare a apei calde:

V(Loc) * (rho) * c * [t(ac(0)) - t(r)]

epsilon(acm) = ───────────────────────────────────' [-] (5.81)

P(ci(gaz)) * C(gaz.acm.an)

III.2) Combustibilul utilizat la cazan - combustibil lichid - (boiler în dotare)

a. Idem III.1) a - cu adaptare la situația concretă.b. Calculul se desfășoară conform pct. III.1) g

III.1)n, cu diferența ca în relația (5.74) în locul termenului "C(gaz.v)^f - c(gaz.h.v)*[365 - N(z.i)]" se utilizează cantitatea de combustibil lichid consumată pentru producerea apei calde de consun în sezonul cald, conform facturilor care atestă cantitățile de combustibil cumpărate în sezonul cald sau conform determinărilor care se desfășoară pe o durata de 10-14 zile consecutive din sezonul cald. Aceste măsurări vizează cantitatea de combustibil consumată în medie într-o zi în sezonul cald, care se utilizează apoi în relația (5.74).

IV) Cazul clădirilor de locuit individuale/șir (duplex) dotată cu încălzire centrală (boiler)

IV.1) Combustibil - gaze naturale

Conform III.1) b

III.1) n, cu valorile V(p) determinate conform III.1) k - blocuri cu număr redus de apartamente - fără efectuarea de măsurări de pierderi de apă.

IV.2) Combustibil lichid

Conform III.2), cu observația de la IV.1).

V) Cazul clădirilor de locuit individuale/șir (duplex) dotate cu sisteme locale de preparare a apei calde

V.1) Combustibil gazos

Determinarea consumului de căldură pentru prepararea apei calde de consum se face conform IV.1), dar fără pierderi de căldură în spațiul subsolului și a coloanelor de distribuție a apei. Randamentul este (eta) = 0,60 pentru cazane vechi și (eta) = 0,80 pentru aparate de tip Vaillant. În cazul preparării instantanee a apei calde, se exclud și pierderile datorate boilerului.

Observație: Determinarea consumului zilnic de gaze pentru prepararea apei calde se face printr-un program fixat de comun acord cu ocupanții.

V.2) Combustibil lichid

Conform IV.2), fără pierderi de căldură în subsol și pe coloane. Se mențin pierderile din boiler, în cazul existenței acestuia.

V.3) Combustibil solid (cazan local în baie)

Se cuantifică consumul de lemne/cărbuni pe durata de vară de 10 - 14 zile cu identificarea tipului de lemn și de cărbune. Randamentul (eta)(cazan) ≈ 0,50.

VI) Cazul clădirilor de locuit individuale fără sistem de preparare a apei calde

Se consideră un consum de 20 l/pers.zi apă de 60°C, preparată:

–pe aragaz: (eta)= 0,50– pe sobe cu gaze: [eta](sobe) = 0,65*)– pe sobe cu combustibil solid: [eta](sobe) = 0,50

*)Nu se utilizează soba exclusiv pentru încălzirea apei - se utilizează și pentru prepararea hranei.

II.

5.4.2.Clădiri cu altă destinație decât cea de locuit– Procedura este similară cu cea aplicată în cazul clădirilor de locuit, utilizându-se facturile de căldură sau combustibil precum și pierderile de apă din instalație, determinate conform metodei prezentate - pentru clădiri independente;

–Pentru spații din cadrul unor clădiri având destinații diferite, se utilizează tot sistemul de facturi, ținându-se seama de procedurile legale de defalcare a cheltuielilor (magazine, birouri etc.). Practic fiecare spațiu devine independent din punct de vedere al facturării căldurii, apei calde și combustibilului (după caz).

II.

5.4.3.Determinarea pierderilor prin mantaua boilerului

II.

5.4.3.1.Boiler amplasat în subsolul clădirii

Cantitatea anuală de căldură disipată prin mantaua boilerului amplasat în subsolul unei clădiri existente (spațiu rece) se determină cu relația:

0,001 * S(Lat)

Q(P.boiler) = ─────────────────────────────── *

δ(m) δ(iz)

0,10 + ─────────── + ──────────

lambda(m) lambda(iz)

┌ ┐

* Σ │n(h(k)) * [t(acb) - t(sb(k))]│, [kWh/an] (5.82)

k └ ┘

în care:

S(lat) - suprafața laterală a boilerului fără izolație termică [mp]

δ(m) - grosimea peretelui boilerului (metal) [m]

δ(iz) - grosimea medie a izolației [m]

lambda(m) - conductivitate termică a metalului [W/mK]

lambda(iz) - conductivitatea temică a izolației funcție de starea acesteia [W/mK]

t(acb) - temperatura medie a apei din boiler

t(acb) ≈ 0,70*t(ac0) (cu t(ac0) = 55°C

60°C)

II.

5.4.3.2.Boiler amplasat în spațiul locuit al clădirii

Cantitatea anuală de căldură disipată prin mantaua boilerului amplasat în spațiul locuit al unei clădiri existente se determină cu o relație similară cu (5.82), cu diferența că t(sbk) se înlocuiește cu t(i) conform cap. 5.4.2, pct. I) b.

BIBLIOGRAFIE

1.***, Studiu pentru realizarea unui proiect de reabilitare energetică a unei clădiri de locuit,

Contr. INCETC - EIEE Denmark Nr. 6641/1993, Ian. 1994.2. *, Studiu privind utilizarea rațională și eficientă a energiei termice la consumatori casnici, instituții și industriali, contr. INCERC - Primăria Municipiului București nr. 563/1999.3. *, Energy Auditor Workbook, W.S.U.E.P., 1994.4. ***, Architect's and Engineer's Guide for Energy Conservation in Existing Buildings, US DOE, 1989.5. NP 048-2000, Normativ pentru expertizarea termică și energetică a clădirilor existente și a instalațiilor de încălzire și preparare a apei calde de consum aferente acestora.

Anexa II.5.A

Caracteristicile termofizice echivalente

ale materialelor care intră în componența elementelor de

construcție opace afectate de punți termice

1.Conductivitatea termică

În cazul elementelor de închidere de tip omogen conductivitatea termică echivalentă se determină cu relația:

. δ

lambda = ──────────────────────────────────── (A.1)

┌ ┌ δ ┐ ┐

R' - │R(si) + R(se) + Σ │────── │ │

└ i └lambda ┘i┘

în care:

δ este grosimea materialului omogen, în m;

δ(i) este grosimea stratului de protecție/finisaj (tencuială), în m;

R' este rezistența termică corectată a elementului de închidere, în mpK/W;

R(si) este rezistența termică superficială la fața adiacentă mediului interior, în mpK/W;

R(s) este rezistența termică superficială la fața adiacentă mediului exterior, în mpK/W;

lambda(i) este conductivitatea termică a materialului stratului de finisaj, în W/(mK).

În cazul elementelor de construcție neomogene (multistrat) efectul punților termice se transferă stratului de material termoizolant a cărui conductiviate termică se determină cu relația:

. δ(iz)

lambda(iz) = ──────────────────────────────────── (A.2)

┌ ┌ δ ┐ ┐

R' - │R(si) + R(se) + Σ │────── │ │

└ i └lambda ┘i┘

în care:

δ(iz) este grosimea stratului de material termoizolant, în m;

δ(i) este grosimea straturilor de material altele decât stratul termoizolant, în m;

lambda(i) este conductivitatea termică a straturilor de material altele decât stratul termoizolant, în W/(mK).

Restul notațiilor se păstrează ca și în cazul 1.

2.Densitatea

Elemente de închidere omogene:

── - Σ δ(i) * rho(i)

. A i

rho = ─────────────────────── (A.3)

în care:

δ(i) este grosimea stratului de finisaj/protecție, în m;

δ este grosimea stratului de material omogen, în m;

A este aria suprafeței de transfer de căldură, în mp;

rho(i) este densitatea stratului de material de finisaj/protecție, în kg/mc;

M este masa totală a elementului de închidere, în kg.

Elemente de închidere neomogene (multistrat):

── - Σ δ(i) * rho(i)

. A i

rho(iz) = ─────────────────────── (A.4)

δ(iz)

în care notațiile sunt cele anterioare

3.Căldura specifică masică

Elemente de închidere omogene:

┌ ┐

│Σ M(j) * c(j) - Σ M(i) * c(i)│

└j i ┘

───────────────────────────────────

. A

c = ─────────────────────────────────── (A.5)

── - Σ δ(i) * rho(i)

A i

în care:

M(j) este masa fiecărui strat de material din structura reală, în kg;

c(j) este căldura specifică masică a fiecărui material din structura reală, în J/(kgK);

M(i) este masa fiecărui strat de material de finisaj/protecție, în kg;

c(i) este căldura specifică masică a fiecărui material din straturile de finisaj/protecție, în J/(kgK);

Restul notațiilor sunt ca la pct. 1.

Elemente de închidere neomogene:

┌ ┐

│Σ M(j) * c(j) - Σ M(i) * c(i)│

└j i ┘

───────────────────────────────

. A

c(iz) = ─────────────────────────────── (A.6)

── - Σ δ(i) * rho(i)

A i

în care:

M(i) este masa fiecărui strat de material mai puțin stratul termoizolant, în kg;

c(i) este căldura specifică masică a fiecărui material din straturile paralele mai puțin cel din stratul termoizolant, în J/(kgK);

(ro)

(i)este densitatea fiecărui material din straturile paralele mai puțin cel din stratul termoizolant, în kg/mc.

Anexa II.5.B

Transformarea unei structuri neomogene (multistrat) într-o

structură echivalentă omogenă. Metodă aproximativă

Simbolul "M" semnifică structura echivantă modificată. Restul indicilor se referă la structura reală multistrat. Structura echivalentă omogenă este caracterizată de o succesiune de straturi ale căror proprietăți temofizice sunt identice, respectiv lambda(M), rho(M), c(M). Straturile reale sunt caracterizate de valorile lambda(j), rho(j), c(j).– Conductivitatea termică echivalentă lambda(M) se determină cu relația:

δ(j)

Σ ───────────────────────────────

j radical[a(j) * rho(M) * c(M)]

lambda(M) = ───────────────────────────────── (B.1)

δ(j)

Σ ───────────

j lambda(j)

în care:

δ este grosimea oricărui strat de material din strucutra, în m;

lambda(j) este conductivitatea termică a straturilor de material cu valorile reale pentru materialele straturilor de finisaj/protecție din componenta structurilor omogene, respectiv ale tuturor straturilor din stracturile neomogene cu excepția stratului termoizolant și cu valorile echivalente (determinate conform Anexei A.15.1) ale straturilor de material omogen din structurile omogene, respectiv ale stratului termoizolant din structurile multistrat, în W/mK:

a(j) este difuzivitatea termică a materialului din fiecare stat "j" determinată cu relația:

lambda(j)

a(j) = ─────────── [mp/s] (B.2)

rho(j)*c(j)

în care ro(j) și c(j) sunt densitatea și căldura specifică masică a straturilor de material din structura reală (cu valori echivalente după caz ale stratului de material omogen și ale stratului de termoizolație).

Valorile echivalente ro(M) și c(M) ale structurii omogene echivalente se aleg arbitrar (se recomandă să fie ale unui material real de construcție).– Grosimea echivalentă a fiecărui strat de material omogen corespunzător fiecărui strat de material real se determină cu relația:

┌lambda(M) rho(j) * c(j)┐^0,50

δ(M(j)) = δ(j) *│─────────── * ───────────│ (B.3)

└lambda(j) rho(M) * c(M)┘

–Difuzivitatea termică a materialului din care este confecționată structura omogenă echivalentă se determină cu relația:

lambda(M)

a = ─────────── (B.4)

rho(M)*c(M)

Anexa II.5.C

Temperatura exterioară de referință modificată a

unui element de închidere opac adiacent mediului exterior

Temperatura exterioară de referință este propie transferului de căldură în regim nestaționar prin elemente de construcție opace neomogene. Valoarea sa este determinată de proprietățile termofizice ale materialelor din structura elementului de închidere și de funcția de variație a parametrilor climatici sub forma temperaturii exterioare echivalente. Temperatura exterioară echivalentă a unui element de construcție opac, caracterizat de azimutul "k", se determină cu relația:

θ(EP(k))[t(j)] = θ(e)[t(j)] + ──── *

α(e)

┌ ┐

* │[1-C(u(k))] * I(T(k))[t(j)] + C(u(k))*I(dif(k))[t(j)]│ (C.1)

└ ┘

în care:

θ(e) este temperatura aerului exterior:

I(T(k)) este intesitatea totală a radiație solare pe un plan orientat "k", în W/mp;

I(dif(k)) este intesitatea difuză a radiație solare pe un plan orientat "k", în W/mp;

α(e) este coeficientul de transfer de căldură superficial către mediul exterior, în W/(mpK);

α este coeficientul de absorbție a radiației solare;

Coeficientul de absorbție a radiației solare depinde de culoarea și starea (netedă sau omogenă) suprafeței elementului de construcție opac.

C(u(k)) este coeficientul de umbrire a planului orientat "k" (se poate utiliza valoarea zilnică constantă).

Temperatura exterioară de referință modificată a unui element de închidere opac adiacent mediului exterior se determină cu relația:

θ(ev(k))[t(j)] = θ(io) - R*q(k)[t(j)] (C.2)

în care:

θ(io) este temperatura interioară rezultantă a spațiului ocupat considerată cu valoare arbitrară constantă (se recomandă valoarea θ(io) = 20°C indiferent de sezon - rece, cald), în °C;

t(j) este momentul (ora);

q(k) este densitatea de flux termic la suprafața interioară a elementului exterior opac cu azimut "k", în W/mp;

R este rezistența termică a elementului de construcție opac, în mpK/W, determinată cu relația:

δ(M)

R = R(si) + R(se) + ───────── (C.3)

lambda(M)

în care:

lambda(M) este conductivitatea termică a materialului din structura echivalentă (conform Anexa II.5.B), în W/(mK):

δ(M) este grosimea structurii realizată din material omogen echivalent (conform Anexa II.5.B), în m.

Densitatea de flux termic la suprafața interioară a elementului exterior opac cu azimut "k" se determină cu relația:

q(k)[t(j)] = q(k)[t(j-1)] * exp[A(1) * Delta(t)]

B(1k) ┌ ┐

──────── │exp[A(1)*Delta(t)] - 1│

. └ ┘

R * A(1)

B(2k) ┌ ┐

──────────── │exp[A(1)*Delta(t)] - [1 + A(1)*Delta(t)]│ (C.4)

. └ ┘

R * A(1)^2

în care:

. δ(M)

R = ───────── (C.3.1)

lambda(M)

q(k)[t(j-1)] este densitatea de flux termic la momentul {t(j) - (Delta)[t]}, în W/mp;

Delta(t) este pasul de timp (se recomandă 3600s), în s.

Coeficienții din relația (C.4) se determină cu relațiile:

┌ ┐

3│1 + B(ie)[1 + B(ii)^-1]│* N(um)^-1

a(M) └ ┘

A(1) = ──────── * ──────────────────────────────────── [s^(-1)] (C.5)

δ(M)^2 3 + B(ie)

B(ie)

A(2) = ──────────── * N(um)^-1 [-] (C.6)

4[3 + B(ie)]

1 + B(ie)[1 + B(ii)^-1]

N(um) = ─────────────────────────── - 0,50 - [B(ii)]^(-1) (C.7)

4 [3 + B(ie)]

┌ ┐

B(1k) = A(2)│θ(E(k))[t(j)] - θ(E(k))[t(j-1)]│[Delta t^-1 -

└ ┘

┌ ┐

–A(3)│θ(io) - θ(E(k))[t(j-1)]│ (C.8)

└ ┘

┌ ┐

B(2k) = A(3)│θ(E(k))[t(j)] - θ(e(k))[t(j-1)]│* Delta t^-1 (C.9)

└ ┘

a(M) 3B(ie)

A(3) = ──────── * ──────── * N(um)^-1 [s^(-1)] (C.10)

δ(M)^2 3+B(ie)

în care:

B(ii) este numărul adimensional Biot pentru suprafața interioară a elementului de construcție exterior opac, determinat cu relația:

α(i) * δ(M)

B(ii) = ─────────── (C.11)

lambda(M)

B(ie) idem pentru suprafața exterioară, determinat cu relația:

α(e) * δ(M)

B(ie) = ─────────── (C.12)

lambda(M)

Procedura de determinare a variației temperaturii exterioare de referință modificată a unui element de închidere opac în ziua reprezentativă caracterizată de valorile orale ale temperaturii exterioare echivalente θ[EP(k)][t(j)] determiate cu relația (C.1) este:

1.În funcție de valoarea α a coeficientului de absorbție a radiației solare caracteristic suprafeței elementului de construcție opac (vertical/orizontal) și de valorile orare ale temperaturii exterioare θ(e)[t(j)] și ale intensității radiației solare totale/globale și difuze se determină variația orară a temperaturii exterioare echivalente θ[EP(k)][t(j)]. Pentru coeficienții de umbrire se recomandă a se utiliza urmatoarele valori aproximative:

C(u) =0,3 - pentru suprafețe verticale;

C(u) =0,2 - pentru suprafețe orizontale;

2.Se determină valorile numerelor B(ii) și B(ie) cu relațiile (C.11) și (C.12);

3.Se determină valoarea "N(um)" cu relația (C.7);

4.Se determină coeficienții A(1), A(2) și A(3) cu relațiile (C.5), (C.6) și (C.10);

Notă

(lambda)(M)

Valorile δ(M), (lambda)(M) și a(M) = ────────────

(ro)(M)*c(M)

se determină conform Anexei II.5.B;

5.Se determină valorile orare ale coeficienților B(1) și B(2) cu relațiile (C.8) și (C.9);

6.Se determină valoarea rezistenței termice a elementului de construcție R, cu relația (C.3.1);

7.Se propune o valoare arbitrară a densității de flux termic la momentul t(j-1) = 0 q(k)[0] = q(0k)^(1) și se determină q(k)^(1)[t(j) = Delta(t)] relația (C.4), în care Delta(t) = 3600s. Se determină apoi valoarea q(k)^(1)[2 Delta(t)] ș.a.m.d. până la finele zilei reprezentative. Rezultă mulțimea valorii {q(k)^(1)[t(j)]} în care indicele (1) semnifică prima iterație.

8.Se reia calculul cu valoarea q(k)^(1)[t(j) = 24] ≈= q(0k)^2 și rezultă mulțimea valorilor {q(k)^(2)[t(j)]} ș.a.m.d.9. Calculul se consideră încheiat la iterația "p" în care se constată că se îndeplinește condiția:

│ │

│{q(k)^(p)[t(j)} - {q(k)^(p-1)[t(j)]}│ ≤ epsilon (C.13)

│ │

în care: (epsilon) ≤ 0,01.

Valorile orare ale densității de flux termic sunt elementele mulțimii {q(k)^(p)[t(j)]} pentru fiecare element de închidere opac caracterizat de azimutul "k".

Anexa II.5.D

Parametrii climatici exteriori utilizați în scopul

verificării temperaturii în spațiile ocupate/locuite în

lipsa dotării acestora cu instalații și sisteme

de condiționare a aeralui

În tabelele D.1

D.4 se prezintă valorile temperaturilor exterioare și ale intesității radiației solare (totale, globale și difuză) în zilele reprezentative din lunile martie, mai și iulie.

Tabelul D.1

┌────┬──────────────────────────────────────┐

│ │ Temperatura exterioară în luna: │

│Ora ├────────────┬────────────┬────────────┤

│ │ martie │ mai │ iulie │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 1 │ 4.8 │ 16.8 │ 21.8 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 2 │ 4.2 │ 16.2 │ 21.2 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 3 │ 3.6 │ 15.6 │ 20.6 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 4 │ 3.2 │ 15.2 │ 20.2 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 5 │ 3.0 │ 15.0 │ 20.0 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 6 │ 3.4 │ 15.4 │ 20.4 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 7 │ 4.5 │ 16.5 │ 21.5 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 8 │ 7.2 │ 19.2 │ 24.2 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 9 │ 9.6 │ 21.6 │ 26.6 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 10 │ 11.7 │ 23.7 │ 28.7 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 11 │ 13.1 │ 25.1 │ 30.1 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 12 │ 14.0 │ 26.0 │ 31.0 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 13 │ 14.5 │ 26.5 │ 31.5 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 14 │ 14.8 │ 26.8 │ 31.8 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 15 │ 15.0 │ 27.0 │ 32.0 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 16 │ 14.8 │ 26.8 │ 31.8 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 17 │ 14.2 │ 26.2 │ 31.2 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 18 │ 13.2 │ 25.2 │ 30.2 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 19 │ 11.6 │ 23.6 │ 28.6 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 20 │ 9.5 │ 21.5 │ 26.5 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 21 │ 8.0 │ 20.0 │ 25.0 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 22 │ 6.9 │ 18.9 │ 23.9 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 23 │ 6.1 │ 18.1 │ 23.1 │

├────┼────────────┼────────────┼────────────┤

│ 24 │ 5.5 │ 17.5 │ 22.5 │

└────┴────────────┴────────────┴────────────┘

Tabelul D.2

┌───┬───────────────────────────────────────────────────────────────────────┐

│ │ Intensitatea radiației solare - luna martie │

│ │ [W/mp] │

│Ora├────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┬────────┤

│ │Totală-E│Totală- │Totală-S│Totală- │Totală-V│Globală │Difuză- │Difuză- │

│ │ │SE │ │SV │ │ │Vert. │Oriz. │

├───┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┼────────┤

│ 7 │ 344.5 │ 290.5 │ 50.8 │ 18.5 │ 18.5 │ 78.65 │ 18.5 │ 37 │

│ 8 │ 481.65 │ 488.45 │ 196.05 │ 32 │ 32 │ 199.15 │ 32 │ 64 │

│ 9 │ 478.05 │ 596.2 │ 359.9 │ 42 │ 42 │ 339 │ 42 │ 84 │

│10 │ 364.5 │ 617.8 │ 497.95 │ 79.75 │ 50 │ 463.8 │ 50 │ 100 │

│11 │ 177.4 │ 559.05 │ 582.85 │ 232.65 │ 55 │ 546.9 │ 55 │ 110 │

│12 │ 56 │ 432.55 │ 611.9 │ 432.55 │ 56 │ 559.95 │ 56 │ 112 │

│13 │ 55 │ 232.65 │ 582.85 │ 559.05 │ 177.4 │ 546.9 │ 55 │ 110 │

│14 │ 50 │ 79.75 │ 497.95 │ 617.8 │ 364.5 │ 463.8 │ 50 │ 100 │

│15 │ 42 │ 42 │ 359.9 │ 596.2 │ 478.05 │ 339 │ 42 │ 84 │

│16 │ 32 │ 32 │ 196.05 │ 488.15 │ 481.65 │ 199.15 │ 32 │ 64 │

│17 │ 18.5 │ 18.5 │ 50.8 │ 290.5 │ 341.5 │ 78.65 │ 18.5 │ 37 │

└───┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┴────────┘

Tabelul D.3

│ │ Intensitatea radiației solare - luna mai │

│ │ [W/mp] │

│ │Totală-E│Totală- │Totală-S│Totală- │Totală-V│Globală │Difuză- │Difuză- │

│ │ │SE │ │SV │ │ │Vert. │Oriz. │

│ 6 │ 352.05 │ 186.3 │ 26.5 │ 18.5 │ 26.5 │ 128.65 │ 26.5 │ 53 │

│ 7 │ 522.8 │ 354.5 │ 40 │ 18.5 │ 40 │ 284.85 │ 40 │ 80 │

│ 8 │ 540.25 │ 449.3 │ 86.35 │ 32 │ 51.5 │ 426.85 │ 51.5 │ 103 │

│ 9 │ 484.8 │ 498.4 │ 196.65 │ 42 │ 61.5 │ 575.2 │ 61.5 │ 123 │

│10 │ 355.3 │ 480.25 │ 336.6 │ 97.75 │ 68 │ 685.95 │ 68 │ 136 │

│11 │ 195.4 │ 407.05 │ 373.9 │ 577.05 │ 195.4 │ 750.35 │ 73 │ 146 │

│12 │ 73.5 │ 278.35 │ 408.4 │ 450.05 │ 73.5 │ 770.9 │ 73.5 │ 147 │

│13 │ 73 │ 122.3 │ 373.9 │ 577.05 │ 195.4 │ 750.35 │ 73 │ 146 │

│14 │ 68 │ 68 │ 336.6 │ 635.8 │ 355.3 │ 685.95 │ 68 │ 136 │

│15 │ 61.5 │ 61.5 │ 196.65 │ 615.7 │ 484.8 │ 575.2 │ 61.5 │ 123 │

│16 │ 51.5 │ 51.5 │ 86.35 │ 507.95 │ 540.25 │ 426.85 │ 51.5 │ 103 │

│17 │ 40 │ 40 │ 40 │ 312 │ 522.8 │ 284.85 │ 40 │ 80 │

│18 │ 26.5 │ 26.5 │ 26.5 │ 18.5 │ 352.05 │ 128.65 │ 26.5 │ 53 │

Tabelul D.4

│ │ Intensitatea radiației solare - luna iulie │

│ │ [W/mp] │

│ │Totală-E│Totală- │Totală-S│Totală- │Totală-V│Globală │Difuză- │Difuză- │

│ │ │SE │ │SV │ │ │Vert. │Oriz. │

│ 6 │ 352.05 │ 186.3 │ 26.5 │ 26.5 │ 26.5 │ 128.65 │ 26.5 │ 53 │

│ 7 │ 522.8 │ 354.5 │ 40 │ 40 │ 40 │ 284.85 │ 40 │ 80 │

│ 8 │ 540.25 │ 449.3 │ 86.35 │ 51.5 │ 51.5 │ 426.85 │ 51.5 │ 103 │

│ 9 │ 484.8 │ 498.4 │ 196.65 │ 61.5 │ 61.5 │ 575.2 │ 61.5 │ 123 │

│10 │ 355.3 │ 480.25 │ 336.6 │ 97.75 │ 68 │ 685.95 │ 68 │ 136 │

│11 │ 195.4 │ 407.05 │ 373.9 │ 250.65 │ 73 │ 750.35 │ 73 │ 146 │

│12 │ 73.5 │ 278.35 │ 408.4 │ 450.05 │ 73.5 │ 770.9 │ 73.5 │ 147 │

│13 │ 73 │ 122.3 │ 373.9 │ 577.05 │ 195.4 │ 750.35 │ 73 │ 146 │

│14 │ 68 │ 68 │ 336.6 │ 635.8 │ 355.3 │ 685.95 │ 68 │ 136 │

│15 │ 61.5 │ 61.5 │ 196.65 │ 615.7 │ 484.8 │ 575.2 │ 61.5 │ 123 │

│16 │ 51.5 │ 51.5 │ 86.35 │ 507.95 │ 540.25 │ 426.85 │ 51.5 │ 103 │

│17 │ 40 │ 40 │ 40 │ 312 │ 522.8 │ 284.85 │ 40 │ 80 │

│18 │ 26.5 │ 26.5 │ 26.5 │ 26.5 │ 352.05 │ 128.65 │ 26.5 │ 53 │

Anexa II.5.E

Determinarea aporturilor interioare de căldură

Pentru clădiri de locuit și în general pentru clădiri cu ocupare continuă și funcționare continuă a instalației de încălzire, aporturile interne de căldură se determină ca valoare medie zilnică. Pentru clădiri cu ocupare discontinuă, respectiv cu funcționare cu intermitență a instalației de încălzire (după un program stabilit), aporturile interne de căldură se determină ca valoare medie pe perioada de ocupare a clădirii.

1.Ocupanți

Fluxul termic emis de o persoană adultă variază între 65 W (perioada somnului) și 200 W (activitate fizică moderată). Valoarea depinde și de suprafața corpului și de gradul de îmbrăcare al acesteia. Pentru o persoană adultă tipică (suprafața corpului cca. 1,6 mp), valorile fluxului termic emis funcție de activitatea desfășurată de aceasta sunt date în tabelul E.1.

Tabelul E.1

┌───┬────────────────────────────────────────────────────────────┬───────────┐

│Nr.│ Activitate considerată │Flux termic│

│crt│ │emis/ │

│ │ │persoană[W]│

├───┼────────────────────────────────────────────────────────────┼───────────┤

│ 1 │ Somn │ 65 │

│ 2 │ Repaus lungit │ 74 │

│ 3 │ Repaus, așezat pe scaun │ 93 │

│ 4 │ Activitate sedentară (muncă de birou, audierea cursurilor │ │

│ │ sau conferințelor etc.) │ 112 │

│ 5 │ Activitate normală desfășurată stând în picioare (munca │ │

│ │ personalului din servicii, obligat să nu se așeze: │ │

│ │ vânzători, recepționeri etc.) │ 140 │

│ 6 │ Activitate desfășurată stând în picioare și care implică │ │

│ │ concentrare intelectuală (muncă desfășurată de │ │

│ │ conferențiari, doctori în operație etc.) │ 158 │

│ 7 │ Activitate desfășurată stând în picioare și care implică │ │

│ │ efort fizic: │ │

│ │ 7.1. - treabă la bucătărie │ 186 │

│ │ 7.2. - curățenie în locuințe, camere de hotel │ 167 │

│ │ 7.3. - serviciu în restaurante │ 233 │

│ │ 7.4. - spălat manual rufe ușoare (lenjerie) │ 233 │

│ │ 7.5. - spălat rufe grele (cearșafuri, draperii etc.) │ 279 │

│ │ 7.6. - transport greutăți (30

50 kg) │ 372 │

│ 8 │ Activități sportive și muncă foarte grea │ 279...420 │

└───┴────────────────────────────────────────────────────────────┴───────────┘

Pentru clădiri de locuit, ținând seama de absența din locuință pe o durată medie zilnică de 10 h, rezultă valoarea tipică:

65*N(p) [W]

în care N(p) este numărul mediu normalizat de persoane aferent clădirii expertizate, determinat conform pct. A.17.2.6.

Pentru clădiri de birouri, numărul de persoane are valoarea medie pe perioada de ocupare a clădirii.

2.Utilizerea apei calde

Ținând seama de sistemul de preparare a apei calde și de activitatea casnică ce implică utilizarea acesteia, pentru clădiri de locuit se recomandă relația:

20 + 15*N(p) [W]

cu N(p) determinat conform pct. A.17.2.6

3.Prepararea hranei

Ținând seama că prepararea hranei se efectuează prioritar prin utilizarea combustibilului gazos, valoarea recomandată este de 100 W pentru un apartament (o bucatarie).

4.Activități casnice care implică utilizarea energiei electrice

Radio și TV 35 W Fier de călcat 20 W

Frigider 40 W Aspirator 20 W

Congelator 90 W Aparate diverse 20 W

Mașină de spălat 20 W

Aparatură de birou diversă (funcționare continuă):

Computer + monitor 210 W Aparat fotocopiere 1500 W

Mașină de scris Mașină de scris

electrică 45 W electronică 90 W

Pentru calcule rapide, pentru clădiri de locuit, poate fi utilizată relația:

270 + 40*N(p) [W]

cu N(p) determinat conform pct.6

5.Iluminat

Tabelul E.2

│ Tipul apartamentului │ Aporturi [W] │

│ Fără copii │ │

│ Apartament de mici dimensiuni (< 50 mp) │ 15 │

│ Apartament mediu (50-100 mp) │ 30 │

│ Apartament de mari dimensiuni (> 100 mp) │ 45 │

│ Cu copii │ │

│ Se adaugă │ 15 │

Pentru un apartament mediu (familie cu copil) poate fi utilizată valoarea medie: 45 W

6.Determinarea numărului mediu normalizat de persoane pentru clădiri de locuit

Numărul mediu nominalizat de persoane aferent clădirii se determină ținând seama de indicele mediu (statistic) de ocupare a clădirii (conform tabelului C.1, anexa II.3.C), cu referire la suprafața totală a camerelor de locuit. Procedura practică de determinare a N(p) este următoarea:

–se determină suprafața utilă a camerelor de locuit (camere de zi, dormitoare etc, A(loc)[mp];

–Se determină indicele mediu de locuire, i(Loc), din tabelul C.1 anexa II.C.3, în funcție de tipul clădirii (individuală, înșiruită sau bloc) și de amplasarea acesteia (județ și mediu - urban sau rural);

–Numărul mediu normalizat de persoane aferent clădirii se determină cu relația:

N(p) = A(Loc)*i(Loc) [W]