Blog

Calcul instalatii termice

Calcule instalatii termice

Calcule generale pentru dimensionare rapida in instalatii de incalzire si preparare apa calda

Dimensionarea boilerului de acm, debitul pompei de circulatie pentru circuitul de incalzire, estimare putere centrala termica si radiatoare din otel, debitul de alimentare cu apa pentru grupuri de pompare sau hidrofor.

Dimensionarea boilerului de apa calda menajera

Prepararea apei calde menajere cu ajutorul surselor regenerabile de energie (panouri solare sau pompe de caldura) sau a combustibilor clasici, dimensionate pentru regimul de “acumulare”.

Volumul minim al boilerului Vb min, se poate calcula cu relatia:
Vb = f*Vb min = f*n*Czn (Tacm-Tar)/Tb-Tar
unde:
n – numarul de persoane;
Czn – consumul zilnic normat pe persoana, luat in considerare;
Tacm – temperatura apei calde menajere la punctul de consum;
Tar – temperatura apei reci la intrarea in boiler;
Tb – temperatura apei calde din boiler;
Vb min – vomumul minim al boilerului;

In cazul utilizarii energiei solare, sau energiei geotermale (pompe de caldura), boilerele se vor supradimensiona fata de volumul minim de apa, cu un factor de supradimensionare f=1,5…2.
In cazul instalatiilor de preparare a apei calde menejare cu ajutorul combustibililor clasici, a biomasei solide, a biogazului sau a energiei electrice, nu este necesara supradimensionarea boilerului (F = 1).
Exemplu: dimensionare a boilerului pentru apa calda menajera, folosind instalatiile solare, considerand o locuinta cu 4 persoane, un consum normal de apa calda Czn=50 litri/pers/zi.

Vb = 1,5…2*4*50 (45-10)/60-10 = 210…280 litri

Prepararea apei calde menajere cu centrale termice

Sarcina termica in cazul prepararii apei calde menajere cu centrale termice cu boiler, in regimul de “acumulare” – relatie de calcul universala.
1 kcal = cantitatea de caldura necesara pentru a ridica temperatura a 1 Kg de apa, cu 1°C
Considerand 1.000 kcal = 1,163 kW h sau 1 kW h = 3.598,240 kJ = 860 kcal (mai precis 859.8456 kcal).

Prepararea apei calde menajere cu centrale termice, in regimul de “instant” se poate determina cu relatia universala: Q = m*c*Δt
Avand in vedere ca:
c – caldura specifica a apei (la 15 °C) = 1 kcal/Kg*°C
m = V(Kg) – volumul de apa;
Δt = diferenta de temperatura (exemplu 30°C);
Q = sarcina termica – puterea centrale termice;

Q (kcal) = V(Kg) * 1 kcal/Kg°C * ΔT(°C)
Exemplu:
Centrala termica (28 kW h ) 24.080 kcal = 802.7 (litri/h) * 1 * 30 °C
V = 24.080 kcal / 30 °C = 802.7 litri/h (in regim de acumulare)
V = 24.080 kcal / 30 °C / 60 = 13,38 litri/min (in regim instant de preparare acm)

Alegerea pompei de circulatie pentru circuitul de incalzire

Plecand de la aceeasi formula de calcul, Q (kcal) = V(Kg) * 1 kcal/Kg°C * ΔT(°C), rezulta:

Centrala termica de 24 kW * 860 = 20.640 kcal / 20 °C = 1.032 litri/h sau 1,032 m3/h (debitul minim al pompei de circulatie, in circuite de incalzire sub presiune).
Pentru determinarea inaltimi de pompare se iau in calcul valori generale care insumeaza pierderile din instalatie, intre 2,5 si 4 mCA in cazul caselor unifamiliale sau a instalatiilor termice cu cazane de pana la 60 – 70 kW. Valorile pot fi usor supra-dimensionate.

Dimensionare grup de pompare, hidrofor

Calculul debitului optim de alimentare cu apa in cazul hidrofoarelor sau a grupurilor de pompare, in cladiri rezidentiale.
Pentru calcule mai exacte, in cazul instalatiilor de dimensiuni mari, este necesar intocmirea unui proiect de dimensionare sau folosirea unor diagrame de alegere, puse la dispozitie de catre producatorii de electropompe.
Insa pentru o estimare rapida putem folosi urmatoare formula de calcul:

V = Vap* √(n-1)
unde:
V ap – debitul max. = insumarea consumatorilor dintr-un apartament.
n – numarul total apartamente  (exemplu: 20)
Pentru determinarea V ap (debitul maxim/apartament) se considera urmatoarele debite:
1 x baterie bucatarie = 8 litri/min
1 x baterie cada = 12 litri/min
1 x rezervor vas wc = 6 litri/min
Total = 26 litri/min.

V = 26*√(20-1) = 26*4,3589 = 113,33 liri/min = 6.799,88 litri/h (debitul pompei de hidrofor sau a grupului de pompare).

In cazul cladirilor cu mai multe apartamente se recomanda grupuri hidrofor cu 2 pompe (1A+1R).

De asemenea, dimensionarea vasului de expansiune pentru grupul hidrofor este foarte importanta, avandu-se in vedere debitul minim continuu, timpul de utilizare a consumatorilor, respectiv durata de functionare a pompelor.