BULETIN BULETIN BULETIN DE INFORMARE DE INFORMARE DE INFORMARE NR. 1/2006 STR. CAVAFII VECHI NR. 15, STR. CAVAFII VECHI NR. 15, STR. CAVAFII VECHI NR. 15, SECTOR 3, BUCUREŞTI SECTOR 3, BUCUREŞTI SECTOR 3, BUCUREŞTI TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala) TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala) TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala) FAX: 312.30.18 FAX: 312.30.18 FAX: 312.30.18 www.radet.ro; [email protected]www.radet.ro; [email protected]www.radet.ro; [email protected]
Transcript
BULETIN BULETIN BULETIN
DE INFORMAREDE INFORMAREDE INFORMARE
NR. 1/2006
STR. CAVAFII VECHI NR. 15, STR. CAVAFII VECHI NR. 15, STR. CAVAFII VECHI NR. 15, SECTOR 3, BUCUREŞTISECTOR 3, BUCUREŞTISECTOR 3, BUCUREŞTI TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala)TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala)TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala) FAX: 312.30.18FAX: 312.30.18FAX: 312.30.18 www.radet.ro; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Str. Cavafii Vechi nr. 15, Sector 3, Bucureşti Tel: 313.99.06; 314.76.00 (centrala) Fax: 312.30.18 www.radet.ro; [email protected] B
ing. Mihail POPESCU - Secretar General RADET Bucureşti Ianuarie 2006
Planeta Terra se manifestă ca un imens circuit electric. Între suprafaŃă şi ultimul strat al atmosferei, aflat la aproximativ 55 km distanŃă, există un fel de cavitate electromagnetică. ProprietăŃile rezonante ale acestei cavităŃi magnetice care au fost descoperite de fizicianul german W. O. Schuman între 1952 şi 1957 permit măsurarea frecvenŃei vibratoare medie a planetei Terra. RezonanŃa Schuman sau pulsul Terrei a fost de 7,83 cicli/secundă, constanta fiind folosită în domeniul militar. Însă din 1980 rezonanŃa a început să crească încet, acum fiind de 12 cicli/secundă. Acest lucru înseamnă că ziua are numai 16 ore în loc de 24 de ore, cât avea odinioară. De altfel, fiecare dintre noi şi-a dat seama de accelerarea timpului. MulŃi se plâng că nu le ajunge ziua pentru tot ceea ce au de făcut.
În aceste condiŃii ne întrebăm dacă e bine sau nu să adoptăm nişte sisteme ce şi-au dovedit performanŃa. Întrebări de tot felul mai puŃin bazate pe ştiinŃă şi progres încearcă cu orice mijloace să reducă sistemul de încălzire urbană la sisteme bazate pe focul direct în apartamente („centrale de apartament“).
Aşteptăm în continuare o ofensivă a fabricanŃilor de sobe!? Şi din păcate toate
acestea, realizate de un management comunicaŃional eficient, reuşesc să zăpăcească multe minŃi şi să scuture multe buzunare ale unora neinformaŃi direct în puşculiŃa unor vânători de interese strict comerciale.
Revista noastră este un forum, îşi doreşte să fie un strigăt de retrezire a interesului pentru soluŃiile moderne şi pentru o încălzire curată la nivelul oraşelor din România. Prin studiile făcute încercăm să reparăm răul făcut prin debranşări. Specialiştii în domeniul medical (posibil candidaŃi la premiul Nobel) demonstrează efectele nocive provocate prin folosirea soluŃiilor improprii pentru încălzirea imobilelor condominiale, profesori universitari de prestigiu identifică soluŃii termo-economice eficiente, specialiştii iscodesc preocupări în domeniu din principalele Ńări europene. În contextul expus, noi nu mai avem timp. Toate acestea trebuie rezolvate. Se pune problema integrării europene şi în esenŃă
intrarea noastră în civilizaŃie. În 16 ore trebuie să facem cât alŃii au făcut odinioară în 24. Şi nu mai avem timp. SoluŃia pentru încălzirea urbană e una singură, cogenerarea, şi noi în jurul ei trebuie să rezolvăm toate cerinŃele clienŃilor noştri.
„...soluŃia pentru încălzirea urbană e una singură, cogenerarea....“
Mihail POPESCU
sumar - nr. 3/2006
4
5 Adaptarea sistemelor centralizate de alimentare cu căldură la efectele debranşării unor consumatori şi la cerinŃele modernizării - Prof. dr. ing. MIRCEA BELDIMAN, Conf. dr. ing. RODICA FRUNZULICĂ, Conf. dr. ing. MIRELA SANDA łOROPOC, Facultatea de InstalaŃii- U.T.C.B.
12 Efectele nocive asupra vieŃii şi sănătăŃii produse prin dispozitivele casnice
individuale de încălzire alimentate cu gaz natural („MICROCENTRALE DE APARTAMENT“, CONVECTOARE) în blocurile de locuinŃe din România - Prof. dr. Gheorghe BENGA, Universitatea de Medicină şi Farmacie „Iuliu HaŃieganu, Cluj-Napoca
16 Problematica microcentralelor de apartament, articol prelucrat după
Prof. univ. dr. Constantin CODREANU, preşedintele AsociaŃiei Pro Eco-Sanitas
18 Încălzirea urbană în Europa - ing. Daniela ROTARIU, Serviciul Tehnic,
RADET Bucureşti
20 SoluŃii de distribuŃie descentralizată a căldurii - Prof. dr. ing. Victor ATHANASOVICI, Conf. dr. ing. Ion-Sotir DUMITRESCU , Catedra Producerea şi Utilizarea Energiei -Universitatea Politehnică Bucureşti
24 O metodă de diagnosticare şi auditare hidraulica a reŃelelor termice de
distribuŃie (I) - Prof. dr. ing. Florin IORDACHE, Şef lucr. dr. ing. Bogdan CARACALEANU-Facultatea de InstalaŃii -U.T.C.B.
DIRECTOR DE REVISTĂ Ing. Mihail POPESCU Secretar General RADET Bucureşti REDACTOR ŞEF Prof. univ. dr. ing. Florin IORDACHE COMITETUL DE REDACłIE Ing. Adrian BUCUR Arh. Dana FANEA Ing. Mihai ANTONESCU SECRETARI DE REDACłIE Ing. Daniela ROTARIU Arh. Viorica HIGEA
La realizarea acestei reviste au mai colaborat: Prof. dr. ing. Mircea BELDIMAN Facultatea de InstalaŃii – U.T.C.B. Ing. Virgil RAMBA Director General RADET Bucureşti
Conf. dr. ing. MIRELA SANDA łOROPOC, Facultatea de InstalaŃii- U.T.C.B. Prof. dr. Gheorghe BENGA, Universitatea de Medicină şi Farmacie „Iuliu HaŃieganu, Cluj-Napoca Conf. dr. ing. Rodica FRUNZULICĂ Facultatea de InstalaŃii – U.T.C.B.
As. dr. ing. Bogdan CARACALEANU Facultatea de InstalaŃii – U.T.C.B.
Prof. dr. ing. Victor ATHANASOVICI - Catedra Producerea şi Utilizarea Energiei – Universitatea Politehnică Bucureşti
Conf. dr. ing. Ion-Sotir DUMITRESCU - Catedra Producerea şi Utilizarea Energiei – Universitatea Politehnică Bucureşti Tehnoredactare: Carmen PUIU Cosmin NIłU Servicul RelaŃii Publice RADET Bucureşti
buletin de inform
are
5
Adaptarea sistemelor centralizate de alimentare cu căldură la efectele debranşării unor consumatori şi la cerinŃele modernizării
Prof. dr. ing. MIRCEA BELDIMAN, UTCB - Facultatea de InstalaŃii Conf. dr. ing. RODICA FRUNZULICĂ, UTCB - Facultatea de InstalaŃii Conf. dr. ing. MIRELA SANDA łOROPOC, UTCB - Facultatea de InstalaŃii
I ntroducere
În ultima perioadă de 3-4 ani, s-a constatat că o serie de abonaŃi solicită debranşarea (separarea) de la sistemul centralizat de alimentare a instalaŃiilor de încălzire şi de furnizare a apei calde de consum din apartamentele (spaŃiile) proprii. Aceste debranşări şi modernizări produc, în funcŃie de amploarea lor, modificări în structura internă a sistemelor centralizate de alimentare, sub aspectul necesarului de energie şi al debitelor de agent termic. De asemenea, apar schimbări în regimurile termice şi hidraulice de funcŃionare la nivelul schimbătoarelor de căldură, pompelor de circulaŃie din PT-uri, reŃelelor de distribuŃie şi instalaŃiilor interioare de încălzire. O altă cauză a generării de perturbaŃii hidraulice o constituie modernizarea instalatŃiilor prin robinete termostatice de radiator şi repartitoare de costuri. Dintre aceste efecte, cele mai importante prin dificultăŃile de corectare ce le implică sunt dereglările hidraulice ale coloanelor din instalaŃiile interioare de încălzire şi ale reŃelelor de distribuŃie. 1.Efectele debranşării unor abonaŃi asupra regimurilor termice şi hidraulice de funcŃionare 1.1.Reducerea sarcinii termice a sistemelor de alimentare cu căldură
Prin debranşarea unor apartamente dintr-un ansamblu necesarul de căldură ce trebuie acoperit de sistem scade corespunzător cu necesarul de căldură aferent acestora. În cazul în care, în unele încăperi, există ca sursă de căldură, conducte cu diametru mărit integrate în coloanele instalaŃiei de încălzire, se impune izolarea termică a acestora în zona de traversare a apartamentului debranşat. 1.2.Reducerea debitului de agent termic
łinând seama de relaŃiile de calcul al debitului de agent, atât pe circuitul primar cât şi pe cel secundar, rezultă că reducerea acestuia este proporŃională cu micşorarea necesarului de căldură. Pe reŃeaua primară debitul de agent termic este corectat prin efectul funcŃionării buclelor de reglare automată a proceselor din PT-uri. Pe reŃeaua secundară, implicit în instalaŃiile interioare de încălzire, debitul de agent depinde de necesarul de căldură ce rămâne în sistem cu condiŃia în plan practic a echilibrării hidraulice a circuitelor de alimentare aferente corpurilor de încălzire din apartamente. Aşa cum se ştie, prin echilibrarea hidraulică a circuitelor de alimentare se înŃelege realizarea de pierderi de sarcină identice pe toate circuitele de alimentare în condiŃiile vehiculării, la fiecare corp de încălzire, a debitului necesar de agent termic. 1.3.Dereglarea hidraulică a reŃelelor termice secundare şi a instalaŃiilor interioare de incălzire
Într-un sistem existent cu circuitele echilibrate se produc perturbaŃii mai mari sau mai mici în funcŃie de numărul corpurilor de încălzire debranşate şi de poziŃia acestora pe verticală în coloanele de care sunt separate. PerturbaŃiile se manifestă prin
creşterea debitului de agent termic la radiatoarele care rămân în sistem. PerturbaŃiile sunt mai ample dacă radiatoarele debranşate se află în partea superioară a coloanelor instalaŃiei şi mai reduse în cazul debranşării radiatoarelor din partea inferioară a acestora. În fig. 1 se prezintă o coloană a instalaŃiei de încălzire pentru care se face calculul pierderilor de sarcină în 3 ipoteze: • fără nici o debranşare • debranşarea a trei radiatoare amplasate la partea superioară a
coloanei • debranşarea a trei radiatoare amplasate la partea inferioară a
coloanei Varianta a (fără debranşare)
În tabelul 1 se prezintă calculul hidraulic al coloanei în ipoteza prevederilor iniŃiale de proiect, fără debranşări.
Din analizarea datelor din tabel rezultă că pentru radiatorul de la parter apare o presiune disponibilă excedentară (determinată de circuitul cel mai defavorabil) de: 310,6 – 65,4 = 245,2 mmH2O.
Această presiune disponibilă excedentară se elimină prin acŃionarea la punerea în funcŃiune a instalaŃiei a robinetului de radiator cu prereglaj de la parter. Aceeaşi corecŃie, dar cu valori mai mici, se aplică şi la radiatoarele de la alte etaje (et.1...7), utilizând capacitatea robinetelor cu dublu reglaj.
Fig. 1
buletin de inform
are
6
Tabelul nr.1 În cazurile în care apar presiuni disponibile excedentare între coloane se pot folosi, între anumite limite, robinetele cu dublu
reglaj de radiator. Dacă nu a fost posibil, în trecut, s-au utilizat teuri de reglaj, robinete cu ventil de reglare sau diafragme de laminare.
Varianta b
În această variantă se consideră debranşate trei corpuri de încălzire de la partea superioară a coloanei.
Tabelul nr.2 ObservaŃie: Se constată că pentru radiatorul de la parter apare o presiune disponibilă excedentară (determinată de circuitul cel mai defavorabil) de: 84,6 – 36,8 = 47,8 mmH2O
Presiunea disponibilă excedentară creşte pentru toate radiatoarele coloanei ca urmare a cerinŃelor de acoperire a pierderilor de sarcină aferente coloanelor fără debranşări şi datorită schimbării caracteristicii reŃelei şi deci şi a punctului de funcŃionare din caracteristica pompelor de circulaŃie. Astfel, dacă la baza coloanei cu debranşări se produce o presiune disponibilă determinată de coloana fără debransşări (de exemplu de 350 mmH2O) presiunea disponibilă excedentară în varianta b este:
• pentru radiatorul de la ultimul etaj (etaj 5): 350 – 85 = 275 mmH2O • pentru radiatorul de la parter: 350 – 37 = 313 mmH2O În acest sens este posibil ca presiunea disponibilă excedentară să ajungă pentru toate coloanele inclusiv pentru cele fără debranşări la
valori de 0,5 - 1,5 mH2O. În general presiunile disponibile excedentare ajungând până la 2 - 2,5 mH2O la nivelul radiatoarelor favorizate, acestea pot fi preluate cu ajutorul robinetelor de radiator cu prereglaj fără să apară pericolul de vibraŃii, poziŃia la prereglaj modificându-se pe măsura avansării spre etajele superioare. Dacă apare acest pericol, se prevăd robinete de echilibrare la baza coloanelor sau pe grupuri de coloane. Pentru a Ńine seama atât de efectul debranşărilor de la alte scări de bloc din ansamblul alimentat de un PT cât şi de efectul modificării caracteristicii reŃelei, este necesar un studiu de regim hidraulic.
Varianta c
În această variantă se consideră debranşate trei corpuri de încălzire de la partea inferioară a coloanei. ObservaŃie: Se constată că pentru radiatorul de la et.3 apare o presiune disponibilă excedentară (determinată de circuitul cel mai dezavantajos) de: 271,5 – 121 = 150,5 mmH2O. Presiunea disponibilă excedentară creşte faŃă de valoarea de mai sus pentru toate radiatoarele coloanei ca urmare a cerinŃelor de acoperire a pierderilor de sarcină aferente coloanelor fără debranşări şi totodată schimbării caracteristicii reŃelei (schimbării modului de rezistenŃă hidraulică) şi deci a punctului de funcŃionare din caracteristica pompelor de circulaŃie.
Astfel, dacă la baza coloanei cu debranşări se produce o presiune disponibilă determinată de coloane fără debranşări de circa 350 mmH2O, presiunea disponibilă excedentară în varianta c este:
• pentru radiatorul de la ultimul etaj (etajul 8) : 350 – 272 = 78 mmH2O
• pentru radiatorul de la etajul 3 (la cota minimă): 350 – 121 = 229 mmH2O.
Pentru a Ńine seama şi de efectul debranşărilor de la alte scări de bloc din ansamblul alimentat de un PT şi de efectul modificării caracteristicii reŃelei este necesar un studiu de regim hidraulic. În acest sens este posibil ca presiunea disponibilă excedentară să ajungă, pentru toate coloanele, inclusiv pentru cele fără debranşări, la valori de 0,5-4 mH2O. În general presiunile disponibile excedentare ajungând până la 2mH2O la nivelul radiatoarelor, pot fi preluate cu ajutorul robinetelor cu dublu reglaj fără să apară pericolul de vibraŃii, poziŃia de prereglaj modificându-se pe măsura avansării spre etajele superioare. Dacă apare acest pericol se prevăd robinete de echilibrare la baza coloanelor sau pe grupuri de coloane, în scopul preluării unei cote din presiunea disponibilă. În cele menŃionate mai sus s-au considerat robinete de reglare cu prereglaj performante cu care s-ar înlocui robinetele vechi, de slabă calitate, cum sunt cele de pe radiatoarele existente. 2. SoluŃii pentru echilibrarea hidraulică a instalaŃiilor de încălzire a clădirilor
InstalaŃiile de încălzire a clădirilor având ca surse de căldură centrale termice sau PT integrate în sisteme centralizate au fost supuse, la punerea în funcŃiune, operaŃiei de reglare; aceasta operaŃie are ca scop echilibrarea hidraulică a circuitelor de alimentare a radiatoarelor; ceea ce se obŃine constă în asigurarea vehiculării debitelor nominale de agent termic la fiecare corp de încălzire. Cronologic, operaŃia de reglare se desfăşoară astfel: • echilibrarea pe verticală, la fiecare coloană prin
acŃionarea dispozitivului de prereglaj al robinetelor cu care acestea au fost echipate. OperaŃia se verifică la cald măsurând, cu un termometru de contact, ca temperatura de ieşire sa fie aproximativ aceeaşi la radiatoarele de pe verticală.
• echilibrarea hidraulică între coloane, acŃionând asupra teurilor de reglaj sau robinetelor cu care acestea sunt prevăzute, prin proiecte, la baza lor (în subsolul tehnic). Se urmăreşte ca temperatura din conducta de retur la baza coloanelor să aibă aproximativ aceeaşi valoare.
În această stare instalaŃiile de încălzire funcŃionează cu debit constant de agent termic.
În cazul producerii de modificări în structura instalaŃiei de încălzire fie prin debranşarea (separarea) unor apartamente de la sistemul centralizat, fie prin echiparea radiatoarelor cu robinete de reglare termostatice, se schimbă regimul hidraulic de funcŃionare a instalaŃiei de încălzire. Se disting deci două situaŃii: • cazul instalaŃiei în care se fac debranşări care provoacă
dereglări • cazul instalaŃiilor modernizate prin prevederea de
robinete de reglare termostatice şi repartitoare de costuri.
2.1. Echilibrare hidraulică în cazul regimurilor permanente de funcŃionare.
Regimul hidraulic permanent de funcŃionare este caracterizat prin vehicularea, la consumatori, a debitului nominal de agent fără variaŃii (cu valoare constantă). În situaŃia schimbării structurii sistemului prin debranşări (separări) de radiatoare se produc dereglări în instalaŃiile interioare şi în reŃeaua de distribuŃie. Dacă nu se intervine, se produce o nouă repartizare a debitului de agent, tendinŃa
fiind de creştere a acestuia faŃă de debitul nominal, la toŃi consumatorii care ramân în sistemul centralizat. Problema care apare, constă în refacerea echilibrării hidraulice a circuitelor de alimentare începând cu radiatoarele care au rămas în sistem pe coloanele afectate de debranşări. În acest scop se folosesc robinetele cu prereglaj existente. Dacă robinetele de radiator existente sunt defecte, este necesară înlocuirea lor prin grija utilizatorilor. În cazul echipării radiatoarelor cu robinete fără a avea funcŃia de prereglaj (dublu reglaj) este necesar să se prevadă, la ieşirea agentului termic din corpul de încălzire, robinete cu ventil care să îndeplinească rolul de a prelua disponibilul excedentar local de presiune. În scopul calculului dereglării hidraulice generate de debranşări se consideră ca ipoteză de lucru o reŃea termică secundară prin care se alimentează 14 scări de bloc (vezi fig.2).
Puterea termică nominală pentru încălzire, asigurată de un PT, este de cca 3220 kW (2.77Gcal / h). Calculul hidraulic se referă, iniŃial, la regimul nominal de funcŃionare (fără debranşări); se efectuează apoi calculul hidraulic în ipoteza modificării structurii instalaŃiilor prin debranşări de la instalaŃiile interioare dintr-o serie de scări de bloc. Aceste calcule se prezintă în subcapitolul 2.1.1.
buletin de inform
are
8
2.1.1. Calculul hidraulic al unei reŃele hidraulice secundare (de distanŃă) A: Regimul normal de funcŃionare
Tabelul nr. 4
Cu ajutorul acestor calcule se poate deduce disponibilul excedentar de presiune la fiecare nod de distribuŃie aferent scărilor de bloc: ∆pex = 2 (∆p0-S1 - ∆p0-Sx) - ∆pSx unde Sx – scara de bloc S1.....S12. Se face ipoteza că pierderea de sarcină din scara de bloc (pe reŃeaua de distribuŃie şi coloanele aferente scării de bloc) este aproximativ aceeaşi, adică ∆pSx = ct = 700 mm H2O.
Tabelul nr. 5 Desigur că, în mod concret, această pierdere de sarcină se deduce, prin calcul, la fiecare scară de bloc. Disponibilul
excedentar de presiune, la fiecare nod de distribuŃie din scările de bloc, se prezintă în tabelul nr.5. Pentru echilibrarea circuitelor care alimentează nodurile de distribuŃie ale scărilor de bloc se prevăd diafragme de
laminare sau, mai indicat, unde este posibil, robinete de reglare manuală, în scopul preluării presiunilor disponibile excedentare; acestea se amplasează în zona fiecărui nod. Pentru acest regim de funcŃionare, cel nominal, pompa de circulaŃie trebuie să aibă caracteristicile : G= 138 m3/h şi Hp= ∆pPT + ∆prd + ∆ps (mH2o) în care: Hp= înălŃimea de pompare; ∆pPT= pierderea de sarcină în PT; ∆prd = pierderea de sarcină în reŃeaua de distribuŃie; ∆ps = pierderea de sarcină în conductele de distribuŃie şi coloanele instalaŃiei de încălzire din scara de bloc. Se consideră: ∆pPT= 5 mH2o – apreciat; ∆prd = 4,1 mH2o – conform calculelor ; ∆ps = 0.7 mH2o – apreciat, Hp = 5+4,1+0,7= 9.8 mH2O.
Se alege pompa de circulaŃie tip WILO - ∆pn 100 / 200 – 3 / 4 cu două rotoare: G= 140 m3/ h ; Hp= 9.6 mH2o În cazul analizării unei situaŃii existente se preiau caracteristicile pompei de circulaŃie de la cel ce exploatează sistemul. În
fig. 3 se prezintă caracteristicile pompă–reŃea; se pun în evidenŃă pierderile de sarcină în PT, ale reŃelei de distribuŃie şi în scara de bloc.
B.Regimul de funcŃionare în cazul debranşării de la sistemul centralizat a unor consumatori
Pentru a pune în evidenŃă efectul perturbaŃiei hidraulice generate de debranşări, se consideră o ipoteză de calcul şi anume reducerea debitului de agent termic necesar ca urmare a debranşării unei puteri termice egale cu 30 % din puterea nominală a scărilor de bloc S12, S13, S14 (apropiate de PT1), S3 şi S4 (amplasate la extremitatea ramurii principale), (vezi schema din fig. 2) celelalte scări de bloc rămânând neschimbate (fără debranşări). Pe ansamblul sistemului, puterea termică nominală şi respectiv, debitul de agent, se reduc cu 20 %.
Puterea termică nominală ulterior debranşărilor este egală cu 2584 kW. În tabelul 6 se prezintă calculul hidraulic al reŃelei secundare în acest regim de funcŃionare:
Se constată că cea mai dezavantajoasă scară de bloc este S3 (fără debranşări) la care pierderea de sarcină în instalaŃia interioară (distribuŃia în subsol şi coloane) este de 700 mm H2O. Debitul de agent termic necesar în cazul debranşărilor menŃionate este 111 m3/h. În PT, la debitul nominal iniŃial de 138 m3/h s-a considerat pierderea de sarcină de 5 mH2O. În cazul reducerii debitului (cu 20%), egal cu 111m3/h, pierderea de sarcină devine egală cu 3.2 mH2O. În fig. 3 se prezintă caracteristica C’ a reŃelei în cazul regimului de funcŃionare generat de debranşări, această caracteristică se intersectează cu caracteristica pompei în punctul corespunzător parametrilor G’ = 111 m3/h şi H*p = 10.4 mH2O. Se deduce că datorită modificării caracteristicii reŃelei, apare o presiune disponibilă excedentă la toate scările de bloc: ∆pex= HpI – (∆pPT + ∆pI
rd + ∆ps) = 10.4 – (3.2 +2.9 +0.7) = 3.6 m H2O
Dacă se Ńine seama şi de presiunea disponibilă excedentară generată şi de poziŃia scărilor de bloc în reŃea, se poate stabili presiunea disponibilă excedentară totală în fiecare din nodurile de distribuŃie a scărilor de bloc (Tabelul 7):
Tabelul nr.7
Este indicat ca aceste presiuni disponibile excedentare sa fie eliminate prin rezistenŃe locale, respectiv prin robinete de reglare
amplasate pe conducta de ducere în cadrul nodului de ramificaŃie către scara de bloc. DiferenŃele de presiuni disponibile necesare, între coloanele scărilor de bloc în care s-au executat debranşări, se elimină cu ajutorul robinetelor cu prereglaj cu care sunt dotate radiatoarele. Aceste rezistenŃe au valori între 20 – 300 mmH2O, în funcŃie de înaălŃimea construcŃiei şi poziŃia radiatoarelor delimitate în cadrul coloanelor respective. În principiu există posibilitatea de a elimina presiunile disponibile excedentare între coloane prin robinete de reglare amplasate la baza coloanelor din scara de bloc.
Sx ∆pex m H2O Sx ∆pex m H2O Sx ∆pex m H2O S1 3.658 S5 4.55 S9 4.738
S2 3.692 S6 4.602 S10 4.776
S3 3.600 S7 4.582 S11 4.840
S4 3.652 S8 4.716 S12 4.516
buletin de inform
are
10
Această soluŃie este mai puŃin recomandabilă deoarece: • căderea de presiune pe robinet este indicat să fie de min.300 mm
H2O (3 k Pa) în timp ce presiunile disponibile excedentare între coloanele unei scări de bloc sunt în general mai mici decât această valoare chiar la un număr semnificativ de debranşări.
• provocându-se dezechilibre între radiatoarele fiecărei coloane cu debranşări este în orice caz obligatorie eliminarea mai întâi a acestora prin utilizarea robinetelor cu prereglaj cu care sunt dotate radiatoarele; aceste robinete pot corecta şi dezechilibrele dintre coloanele unei scări de bloc.
LEGENDA : C - contor de debit; I - integrator electronic; (C+I) - bucla de contorizare; RD - robinet de reglare pt eliminarea presiunii excedentare între scări de bloc; RP – robinet de radiator cu prereglaj; RG – robinet de golire; RT – robinet de trecere (izolare); ∆p – presiunea disponibilă necesară la intrarea în instalaŃia scării de bloc; ∆prd – presiunea disponibilă ce decurge din reŃeaua secundară.
• robinetele de reglare sunt scumpe; de ex. Robinetele ASV.M (Danfoss) au costul, în funcŃie de diametru (1/2…1 ½”) sc 35 – 90 € / buc; robinetele de reglare STROMAX – GM(Herz) au costul 30 – 80 € / buc. În plus mai apare costul montării lor în instalaŃia existentă şi costul operaŃiei de măsurare a căderii de presiune şi a debitului, efectuate de o firmă de specialitate.
În figura 4 se prezintă soluŃia de echilibrare a sistemului
alimentat de la un PT, respectiv a instalaŃiei din scările de bloc şi a nodurilor de distribuŃie în cazul regimului hidraulic permanent de funcŃionare cu debit constant de agent termic.
În această rezolvare se prevede un robinet de reglare (RD) pe conducta de ducere din nodul de bifurcaŃie al scării de bloc în vederea preluării presiunii disponibile excedentare.
Această presiune disponibilă rezultă din studiul regimului hidraulic impus de debranşările din toate clădirile alimentate prin PT; se Ńine seama şi de modificarea caracteristicilor, ceea ce conduce la creşterea presiunii disponibile excedentare.
Utilizarea robinetelor cu prereglare de radiator (existente sau noi) la echilibrarea, pe verticală, a radiatoarelor rămase în sistemul centralizat şi pentru echilibrarea între coloanele scării de bloc. Aceste robinete pot prelua căderi de presiune de până la 2 mH2O fără să apară pericolul de apariŃie a zgomotului. În cazul echipării radiatoarelor cu robinete fără a avea funcŃia de prereglare (dublu reglaj) este necesar să se prevadă la ieşire din corpul de încălzire robinete cu ventil care să îndeplinească rolul de a prelua disponibilul excedentar local de presiune. 2.2 Echilibrarea hidraulică în cazul regimurilor nepermanente (variabile) de funcŃionare
Regimurile hidraulice nepermanente de funcŃionare (cu debit variabil) sunt generate de intervenŃiile utilizatorilor în sensul adoptării unui nivel opŃional al temperaturii din încăperile apartamentelor, cu ajutorul robinetelor termostatice. Ca urmare, instalaŃiile aferente tuturor scărilor de bloc sunt supuse unei presiuni disponibile variabile influenŃată atât de pierderile de sarcină pe circuitele reŃelei de
distribuŃie şi coloane, cât şi de modificarea punctului de intersecŃie dintre caracteristicile pompă–reŃea. Acest fenomen apare şi în zona scărilor de bloc în care nu s-au introdus, la radiatoare, robinete termostatice. Măsura în care este afectată echilibrarea iniŃială a circuitelor reŃelei şi coloanelor, prin debranşări şi prin introducerea robinetelor termostatici rezultă din analizarea, sub aspect termic şi hidraulic, a ansamblului format din PT, reŃea secundară de distribuŃie şi instalaŃiile interioare din scările de bloc. În rezolvarea problemei echilibrării se prevăd (vezi fig.5):
LEGENDA : C - contor de debit; I - integrator electronic; (C+I) - bucla de contorizare; RD - robinet de reglare ; RR – robinet de reglare; RD+RR – bucla de echilibrare automată; RG – robinet de golire; RT – robinet termostatic de radiator ; ∆p – presiunea disponibilă necesară la intrarea în instalaŃia scării de bloc (se menŃine constantă); prd – presiunea disponibilă la intrarea în nodul de distribuŃie în scara de bloc (variabilă). Robinete termostatice şi repartitoare de căldură la fiecare radiator (corp de încălzire).
Căderea de presiune pe un robinet termostatic, folosind funcŃia de prereglare (cu 7-8 trepte), fără a fi generate vibraŃii (zgomote) este cuprinsă în domeniul 0.2 – 2 mH2O. Aceste robinete, în cadrul etapei de prereglare, pentru debitul maxim la fiecare radiator, în afaraă de echilibrarea pe verticală (între radiatoarele coloanei) pot servi şi la echilibrarea pierderilor de sarcină între coloanele aceleaşi scări de bloc.
Robinete de reglare (RD) pe conducta de ducere şi robinet de reglare (RR) pe conducta de întoarcere, în fiecare nod de distribuŃie din scările de bloc.
Cele doua robinete formează o buclă de echilibrare „automata“ răspunzând cerinŃei ca la intrarea în conductele de distribuŃie din scara de bloc să menŃină o presiune disponibilă (∆p) constantă. Pentru a obŃine rezultate bune, bucla având şi funcŃia de indicare (măsurare) a debitului de agent termic, se recomandă ca pierderea de sarcină să fie de cel puŃin 300 mmH2O în robinetul RD şi de cel puŃin 1 000 mmH2O în robinetul RR (conf. Danfoss). Deoarece aceste robinete se prevăd şi la nodul de distribuŃie cel mai dezavantajat, este necesar să se verifice, Ńinând seama şi de alte implicaŃii (căderea de presiune în robinetele termostatice, modificarea caracteristicii reŃelei, etc.) ale caracteristicilor pompelor de circulaŃie din PT. În acest sens este recomandabil ca pompele de circulaŃie să fie de tipul „cu turaŃie variabilă“ realizându-se schimbarea caracteristicii pe opŃiunea „∆p – variabil“ în funcŃie de debit. De asemenea se recomandă ca raportul dintre presiunea disponibilă ∆p (la debitul maxim de agent termic) şi disponibilul de presiune din reŃeaua de distribuŃie ∆prd să fie de cel mult 0,3-0,35, ceea ce rezultă din condiŃiile ce se pun privind pierderea minimă de sarcină în bucla de echilibrare hidraulică automată şi din valorile uzuale ale pierderilor de sarcină din reŃeaua de distribuŃie şi coloanele aferente scării de bloc.
RD
nod de distributie in
scara de bloc
retea de distributie
secundara
PPrdC
I
RD
retea + coloane in scara
de bloc
RT RTRG
RP
RG
RP
RP
RP
Radiator
debransat
Radiator
debransatFig. 4 Echilibrarea instalatiei de incalzire in cazul regimului hidraulic permanent
(cu debit constant) de functionare
RT
RT
RT
RTRT
RT
RT
RT
RGRG
RD
RR
I
CPrd P
Fig. 5 Echilibrarea instalatiei de incalzire in cazul regimului hidraulic nepermanent
(cu debit variabil) de functionare
retea de distributie
secundara
nod de distributie in
scara de bloc
retea + coloane in scara
de bloc
DR
buletin de inform
are
11
3. Concluzii 1. EvoluŃia actuală a sistemelor centralizate de alimentare cu căldură a clădirilor se concretizează prin demersul tot
mai des iniŃiat de către unii consumatori de a se debranşa (separa) de la aceste sisteme. De asemenea există tendinŃa de modernizare a instalaŃiilor interioare de încălzire ca o completare a introducerii contoarelor de căldură la fiecare scară de bloc, prin montarea de robinete termostatice şi repartitoare de costuri la fiecare radiator.
2. Ca urmare a debranşărilor şi a introducerii robinetelor termostatice, reŃelele termice secundare (intre PT şi instalaŃiile interioare de încălzire) au un regim hidraulic de funcŃionare cu debit variabil de agent termic, fapt ce impune necesitatea efectuării, anual, de studii (analize) în vederea echilibrării hidraulice a circuitelor de alimentare.
3. În studiu trebuie să se Ńină seama de efectele generate de debranşări asupra fluxurilor de debit de agent termic, implicit asupra pierderilor de sarcină, la nivelul corpurilor de încălzire al ramificatiilor între PT şi nodurile de distribuŃie din scările de bloc.
4. Ordinea obligatorie în care se efectuează şi se verifică măsura de echilibrare a circuitelor de alimentare este următoarea:
• echilibrarea circuitelor de alimentare a radiatoarelor de pe fiecare coloană, folosind funcŃia de prereglaj a robinetelor cu care corpurile de încălzire sunt dotate.
• echilibrarea circuitelor de alimentare a coloanelor (echilibrarea între coloane) folosind robinetele de radiator, în limitele permise prin funcŃia de prereglaj, sau în condiŃiile ce rezultă din studiu, robinetele de reglare manuală montate la baza coloanelor.
• echilibrarea circuitelor reŃelei termice secundare (între PT şi nodurile de distribuŃie din scările de bloc folosind robinete de reglare manuală (în cazul regimurilor hidraulice permanente din sezonul rece analizat) sau robinetele de echilibrare automată (în cazul regimurilor hidraulice variabile) generate de robinetele termostatice de radiator.
5. SoluŃiile de echilibrare propuse prin prezentul studiu sunt prezentate în cap.2. 6. Efectele generate de debranşări şi de robinetele termostatice de radiator sunt amplificate de funcŃionarea corelată pompă-reŃea (vezi cap.2) din PT. Pentru a diminua aceste efecte este recomandabil ca prin măsurile de modernizare să se înlocuiască pompele existente cu pompe cu turaŃie variabilă, ceea ce va conduce şi la economii de energie electrică pentru pompare.
publicitatepublicitatepublicitatepublicitate
buletin de inform
are
12
Este documentat prin mii de rapoarte ştiinŃifice şi în mass media din diverse Ńări că dispozitivele casnice de încălzire alimentate cu gaz natural sunt potenŃial periculoase pentru viaŃa şi sănătatea oamenilor, animalelor şi plantelor. Pericolele inerente ale folosirii gazului natural în case pentru încălzire şi gătit sunt mult crescute dacă dispozitivele termice individuale (“microcentrale de apartament”, convectoare), pe care le vom prescurta cu DTI, care sunt produse pentru case familiale, vile şi case de vacanŃă, sunt instalate în apartamentele din blocurile care nu sunt prevăzute cu coşuri interioare special construite pentru evacuarea gazelor arse mult deasupra nivelului acoperişului. Aceasta este situaŃia cu aproape toate apartamentele din blocurile de locuinŃe din România, unde din nefericire, încălzirea centrală este înlocuită cu DTI. Deoarece un drept fundamental al omului este accesul liber la informaŃie considerăm de datoria noastră să facem publice pericolele la care sunt expuse milioane de cetăŃeni ai României datorită DTI instalate în blocurile de locuinŃe. Continua creştere a numărului de DTI instalate în blocurile de locuinŃe din România a creat o problemă majoră de sănătate publică şi este datoria autorităŃilor din România de a lua măsuri urgente de protejare a vieŃii şi sănătăŃii
populaŃiei. Putem rezuma unele efecte nocive asupra vieŃii şi sănătăŃii produse prin DTI alimentate cu gaz natural. 1. MorŃi violente prin explozii sau incendii (datorate DTI sau instalaŃiilor de gaz ce alimentează DTI), afectând familiile din apartamentul cu DTI, d a r ş i d i n apartamentele vecine. Riscurile exploziilor şi ale incendiilor cresc odată cu creşterea n u mă r u l u i de conducte de gaz natural la interiorul
unui bloc de locuinŃe şi de asemenea prin instalarea contoarelor de gaz în interiorul clădirii, echivalând în mod greşit casa scării a unui bloc cu un spaŃiu ventilat. Mai mult, instalarea unei conducte noi de gaz într-un bloc de locuinŃe pe lângă cea deja instalată prin construcŃia originală, necesită modificări profunde ale clădirii (goluri în pereŃi, podele, tavane, diafragme etc. adică în structura de rezistenŃă a clădirii), astfel că este necesară cu siguranŃă o autorizaŃie legală de construire. Mai mult, casa scării este o proprietate comună indiviză într-un condominiu (cum este cazul apartamentelor de pe aceeaşi scară a unui bloc de locuinŃe), în consecinŃă este necesar acordul scris al tuturor proprietarilor din condominiu, altfel sunt încălcate drepturile constituŃionale fundamentale de proprietate.
Pentru motive de siguranŃă (riscul scăpărilor accidentale de gaz ducând la explozii şi incendii) conductele de gaz suplimentare şi contoarele de gaz necesare pentru alimentarea “microcentralelor de apartament” sau a convectoarelor trebuie instalate în afara clădirii, nu pe casa scării.
Creşterea cantităŃii de gaz natural folosit de către DTI duce la scăderea presiunii în conducte, astfel că atât sistemul centralizat de alimentare cu căldură, cât şi DTI se vor opri şi aceasta se întâmplă când temperatura exterioară este foarte scăzută (s-a întâmplat la Cluj-Napoca în ianuarie 2003). Aceasta reprezintă un risc crescut de explozii ale DTI când se restabileşte fluxul gazului.
În caz de cutremur (se cunoaşte faptul că zone întinse din România sunt seismice, dar un cutremur poate apare ORIUNDE) instalaŃiile de gaz distruse pot produce victime prin explozii şi/sau incendii. Proprietarul DTI trebuie să poarte întreaga răspundere legală (civilă şi penală) pentru toate daunele produse oamenilor, bunurilor acestora şi clădirii prin explozii sau incendii datorate DTI.
2. MorŃi violente prin intoxicaŃia acută cu monoxid de carbon
Monoxidul de carbon este un gaz incolor, inodor, insipid şi neiritant, dar este foarte toxic, asfixiant; acŃiunea sa toxică se datorează legării de hemoglobina (Hb proteina din celulele roşii care în mod normal este “cărăuşul oxigenului” la Ńesuturi) formând carboxihemoglobina (COHb), blocând astfel oxigenarea tuturor celulelor corpului. ConcentraŃia
Efectele nocive asupra vieŃii şi sănătăŃii produse prin dispozitivele casnice individuale de încălzire alimentate cu gaz natural („MICROCENTRALE DE APARTAMENT“, CONVECTOARE) în blocurile de locuinŃe din România
Prof. dr. Gheorghe BENGA, Universitatea de Medicină şi Farmacie „Iuliu HaŃieganu“, Cluj-Napoca
buletin de inform
are
13
normală a COHb la nefumători este ~0,5% (rezultă din producŃia endogenă de CO din catabolismul hemului, partea neproteică a Hb). ConcentraŃia COHb creşte în funcŃie de concentraŃia CO din aer, ca şi în funcŃie de lungimea expunerii şi de frecvenŃa respiratorie; practic tot CO din aerul inspirat se leagă de Hb, deoarece afinitatea Hb pentru CO este de 200-240 de ori mai mare decât pentru oxigen. Blocarea Hb prin CO se menŃine câteva ore după ce a încetat expunerea, de aceea CO este un poluant deosebit de periculos.
IntoxicaŃia acută cu CO este o cauză frecventă de morŃi violente, iar cei ce işi revin prezintă suferinŃă cerebrală ireversibilă “brain damage”; anual în lume mor mii de persoane asfixiate cu CO, chiar familii întregi, grupuri şi chiar colectivităŃi prin arderea gazului metan în încaperi prost ventilate sau în care a fost instalat un cazan de centrală termică.
3. MorŃi prin infarct miocardic, stop cardiac (prin aritmii ventriculare) în intoxicaŃia cronică cu CO: efectele toxice ale COHb se manifestă la concentraŃii sanguine peste 2%, care se ating după 8 ore (timpul considerat necesar pentru atingerea echilibrului COHb) de expunere continuă la o concentraŃie de 10 ppm CO (acesta este şi nivelul maxim admis în SUA şi în alte Ńări). La 20 ppm CO se atinge în 8 ore concentraŃia de 3,7% COHb în sânge, la 30 ppm 5% COHb. La concentraŃii mai mari de CO în aer se depăşeşte mai rapid nivelul de 2% COHb (de pildă la 50 ppm CO se ajunge la 2,5% COHb în 90 min).
La concentraŃia de 2,5% COHb este afectată capacitatea omului de a distinge intervalele de timp; la ~ 5% sunt afectate alte facultăŃi psihomotorii: pierderea echilibrului prin ameŃeli duce la căderi, ceea ce la bătrâni se soldează adesea cu fracturi ale colului femural, ce reprezintă o cauză importantă de invaliditate şi de mortalitate la vârstnici. La 5% COHb este redusă capacitatea de efort şi consumul maxim de oxigen. Peste 5% COHb apar modificări cardiovasculare: creşterea volumului cardiac şi a fluxului sanguin în vasele coronare la oameni fără boala coronariana. La pacienŃii cu boli cardiovasculare (boala coronariană) scăderea presiunii oxigenului în sângele din coronare afectează metabolismul oxidativ al miocardului ceea ce agravează boala cardiacă şi produce crize de angină pectorală cu riscul producerii infarctului miocardic. Efortul fizic moderat (ceea ce fac adesea oamenii acasă) la subiecŃii cu boli cardiovasculare având concentraŃii de COHb de 2-6% a dus la apariŃia crizelor de angină pectorală şi de aritmii ventriculare.
MorŃi subite ale oamenilor (prin aritmii urmate de stop cardiac) au fost raportate în intoxicaŃia cronică cu CO produs prin arderea gazului natural. Cele mai sensibile sunt persoanele în vârstă (care pot să prezinte şi ameŃeală, căderi şi fracturi de col femural ducând la deces), dar şi cei cu boli cardiorespiratorii, copiii mici şi cei mari, gravidele, pacienŃii cu boli hematologice, persoanele cu sensibilitate chimică şi/sau alergii. Toate acestea sunt categoriile de oameni cu risc crescut prin expunerea la poluanŃii din gazele arse. Studii electrocardiografice la Cluj-Napoca au găsit aritmii la
cei ce locuiesc în apartamentul cu DTI sau în apartamentele vecine.
4. DTI trebuie recunoscute ca dispozitive potenŃial periculoase pentru viaŃă nu numai datorită deceselor prin explozii sau incendii, dar şi datorită efectelor ce apar în timp (mai lung sau mai scurt) ale multor compuşi rezultaŃi din arderea gazului natural şi eliminaŃi în gazele arse. Aceste gaze conŃin mii de compuşi, toŃi poluanŃi, afectând viaŃa şi sănătatea oamenilor, animalelor şi plantelor, de asemenea degradând clădirile dacă gazele arse nu sunt evacuate prin coşuri mult deasupra acoperişului. De aceea, în SUA gazele arse de la fiecare dispozitiv domestic de încălzire sau gătit (inclusiv cele alimentate cu gaz natural) sunt eliminate prin tuburi de evacuare conectate la coşuri ce se termină deasupra acoperişului. Normele inginereşti şi americane cer ca înălŃimea coşului să fie de 1,3 ori înălŃimea clădirii (de exemplu la o clădire înaltă de 10 m coşul trebuie să fie ridicat cu 3 m deasupra nivelului acoperişului).
5. Coşurile orizontale ce străpung pereŃii exteriori ai blocurilor de locuinŃe din România, evacuând gazele arse direct în vecinătatea ferestrelor, balcoanelor şi a altor deschideri în anvelopa clădirii eliberează toŃi poluanŃii în zona de respirat a oamenilor ce locuiesc în clădiri. De aceea concentraŃiile de poluanŃi în gazele evacuate (coşul) DTI nu trebuie comparate cu VALORILE LIMITĂ DE EMISIE (aşa cum ar fi cazul dacă gazele arse ar fi eliminate prin coşuri deasupra nivelului acoperişului), ci cu CONCENTRAłIILE DE IMISIE (adică cu concentraŃiile poluanŃilor în aerul respirabil!). AutorităŃile de sănătate publică şi agenŃiile de mediu din România au făcut o greşeală serioasă şi au dezinformat guvernul, autorităŃile publice şi pe toŃi cetăŃenii (inclusiv pe aceia care au făcut reclamaŃii simŃind efectele poluanŃilor din gazele arse) comparând concentraŃiile
buletin de inform
are
14
compuşilor în coşuri sau în afara coşurilor “microcentralelor de apartament” cu NIVELE DE EMISIE.
6. Este bine cunoscut din multe măsurători efectuate în SUA că scăderea concentraŃiei compuşilor din gazele arse eliminate printr-un coş scade cu distanŃa de la coş prin dispersia gazelor în aer. Scăderea este în funcŃie de diametrul coşului şi de distanŃa de la capătul coşului. ConcentraŃia scade de 10 ori (deci la 10% din CONCENTRAłIILE DE EMISIE) la o distanŃă egală cu 30 de diametre ale coşului. De exemplu, poluanŃii evacuaŃi printr-un coş având 6 cm diametru (cum au multe dintre coşurile “microcentralelor de apartament”) vor scădea de 10 ori la o distanŃă de 180 cm, care poate fi chiar distanŃa până la fereastra sau balconul vecinului într-un bloc de locuinŃe din România. 10% din CONCENTRAłIA DE EMISIE este de zeci de ori (sau de sute de ori) peste nivelul acceptat pentru aerul respirabil (aerul protejat din vecinătatea clădirilor) în toate normele, inclusiv cele din România!
Oamenii care locuiesc în apartamentul cu DTI pot fi ei înşişi intoxicaŃi cu gaze arse, deoarece acestea pot reintra în clădire în acelaşi apartament, sau în alte apartamente în funcŃie de mişcările aerului. Mai mult, gazele arse pot fi purtate prin mişcările aerului deasupra acoperişului şi pot atinge partea opusă a clădirii. În acest fel se formează o “pătură de aer poluat” în jurul clădirii.
7. ToŃi compuşii ce rezultă din arderea gazului natural în DTI sunt poluanŃi şi efectele lor nocive asupra sănătăŃii oamenilor sunt bine cunoscute de câteva decenii prin studii şi observaŃii făcute pe mii de oameni din SUA, Canada, Ńările Uniunii Europene etc. De aceea, în aceste Ńări gazul natural a fost adesea înlocuit cu electricitatea nu numai pentru încălzire, dar chiar şi la bucătărie pentru gătit. Încălzirea prin dispozitive alimentate cu gaz natural fără coşuri care să descarce gazele arse deasupra acoperişului au rămas numai în gospodăriile celor cu statut socioeconomic redus. S-a dovedit că aparatul respirator al femeilor şi copiilor din familiile ce folosesc gazul natural pentru gătit a fost afectat
semnificativ în comparaŃie cu familiile ce folosesc electricitatea pentru gătit.
Argumentul folosit de către ”avocaŃii” folosirii “microcentralelor de apartament” în blocurile de locuinŃe din România este că oricum se foloseşte gazul pentru gătit. Dar calculul şi măsurarea cantităŃii de gaz natural ars pe zi pentru gătit şi, respectiv, ars în “microcentrala de apartament” arată clar că în medie aceasta foloseşte de 10 ori mai mult gaz decât soba de gătit dacă microcentrala este folosită pentru încălzirea apartamentului şi pentru prepararea apei calde menajere.
8. Studii făcute de zeci de cercetători au arătat că în oricare condiŃie se arde metanul chimic pur (chiar şi în oxigen pur) arderea nu este completă. Pe de altă parte, având în vedere temperatura mare a flăcării şi mecanismul de reacŃie radicalic se formează mulŃi alŃi compuşi. Dacă se arde gazul natural în aer, rezultă sute, chiar mii de compuşi chimici. De aceea chimiştii au şi spus: “flacăra este un coşmar!” Printre aceşti compuşi se numără: CO2, H2O (apa), CO (monoxidul de carbon), NO(x) (care cuprinde NO, monoxidul de azot şi NO2, dioxidul de azot), NO(y) care cuprinde NO, NO2, PAN (peroxiacetil nitrat), HNO3 (acidul azotic), HNO2 (acidul azotos), NO3 (trioxidul de azot), N2O5 (pentaoxidul de azot), PM (“particulate matter”, particulele), SO2 (dioxidul de sulf, care apare când gazul natural conŃine compuşi cu sulf), aldehidele, acizi concentraŃi (HNO3, H2SO4), radicali liberi (cu viaŃă lungă!).
Evident că aceşti compuşi apar şi în gazele arse emise de DTI.
9. Principalii produşi rezultaŃi din arderea metanului sunt dioxidul de carbon (CO2) şi apa (H2O). Depăşirea concentraŃiei de CO2 peste o anumită limită înseamnă un aer de proastă calitate, fiindcă dioxidul de carbon impiedică legarea oxigenului pe hemoglobina din sânge, astfel nu se mai asigură oxigenarea normală a organismului. În mod normal hemoglobina, proteina din celulele roşii ale sângelui, este cărăuşul gazelor, ea preia oxigenul de la plămân, îl transportă în tot organismul, iar la nivelul vaselor mici (capilare) oxigenul este cedat celulelor (pentru a le asigura metabolismul normal), şi preia în schimb dioxidul de carbon (rezultat din metabolismul celular). Evident că dacă aerul din plămân are conŃinut mare de dioxid de carbon, o parte din hemoglobină este blocată cu acesta în loc să preia oxigenul. Peste o anumită concentraŃie a CO2 din aer viaŃa devine imposibilă.
În cazul MTA emisia CO2 sub ferestrele şi balcoanele locatarilor de la nivelele superioare înseamnă vicierea calităŃii aerului din aceste apartamente, ceea ce înseamnă că locatarii de aici au afectată capacitatea de muncă, efort şi starea de sănătate. Acest lucru este valabil nu numai pentru camere, ci şi pentru bucătării, fiindcă prin arderea gazului în sobele de gătit se consumă oxigenul şi se elimină şi aici aceiaşi produşi de ardere a gazului metan, dar în loc să se asigure primenirea normală a
Exemplu de poluare a unei ferestre cu gaze de ardere emise de o microcentrală termică murală
buletin de inform
are
15
aerului de afară vine aerul poluat de la MTA.
Apa rezultată din arderea metanului este pe de o parte solventul pentru o mare parte din compuşii nocivi şi toxici rezultaŃi din poluarea primară, este participant la unele reacŃii de formare a poluanŃilor secundari şi solvent pentru aceştia, pe de altă parte vaporii de apă constituie o parte importantă din aerosolii care deplasează poluanŃii de la surse la receptori situaŃi chiar la distanŃe foarte mari.
10. Gazul natural conŃine m e t a n d r e p t c o m p o n e n t p r i n c i p a l , d a r ş i a l t e hidrocarburi, odoranŃi ce conŃin sulf, radon (radioactiv), ca şi o varietate de impurităŃi după s u r s a g a z u l u i ( c o m p u ş i organometalici etc). Pe lângă aceasta, în DTI gazul natural este ars in aer, care conŃine ca o componentă majoritară azot, ce generează oxizi de azot. Arderea metanului este un proces foarte complex, implicând zeci de reacŃii chimice, multe dintre ele bazate pe mecanisme prin radicali liberi, astfel că în mod inerent sunt generaŃi radicali liberi prin arderea gazului natural în aer.
11. Oxizii de azot (NO, NO2) produşi prin arderea gazului natural în aer şi compuşii formaŃi ulterior (HNO3, HONO, OH + NO) au timpi de viaŃă de ore şi sunt solubili în apă. Ei se dizolvă în apa rezultată din arderi, rezultând astfel aerosoli ce pot fi purtaŃi pe distanŃe mari. Ei pot intra în tractul respirator al oamenilor din clădire, producând iritaŃia şi inflamaŃia tractului respirator, scăzând rezistenŃa împotriva infecŃiilor şi producând exacerbarea astmului şi a altor boli pulmonare. Copiii şi indivizii cu boli respiratorii au risc crescut din expunerea la NO2.
12. AlŃi compuşi din gazele arse, PAH, PAC, VOC (precum formaldehida), funinginea şi PM, la fel şi radonul, sunt cancerigeni (produc în special cancer pulmonar) şi mutageni (având de asemenea efecte genotoxice). Este astfel clar că există efecte pe termen
lung ale poluării prin arderea gazului natural efecte ce pot foarte bine apărea în anii sau deceniile ce vin, sau chiar la generaŃiile viitoare.
13. Studii recente au dem ons t ra t că cr e ş t erea numărului de particule în aerul din multe oraşe ale lumii a fost clar corelată cu creşterea mortalităŃii generale, ca şi cu creşterea morbidităŃii prin boli cardiorespiratorii şi alte boli, în special la copii şi persoane în vârstă.
14. Gazele arse conŃin radicali liberi (unii dintre ei cu viaŃă lungă) şi este cunoscut azi că radicalii liberi sunt implicaŃi în toate procesele patologice, de la efecte genotoxice la îmbătrânire, de la bolile cardiorespiratorii, digestive, endocrine, neurologice la cancer.
15. Pe lângă efectele directe asupra sănătăŃii, gazele arse de la D T I a f e c t e a ză hab i t a t u l oamenilor din blocurile de locuinŃe, coşurile orizontale ce ies prin faŃada clădirilor producând poluare arhitecturală, nu numai din punct de vedere estetic, dar şi fiindcă gazele arse produc degradarea mortarului faŃadei, de asemenea vegetaŃia de lângă clădire este afectată.
16. Prejudiciul produs vecinilor de către cei care folosesc DTI sunt surse de tensiune, uneori de certur i mari , deteriorând climatul social într-un condominiu, generând stress tuturor colocatarilor. Totuşi, cele mai stresate persoane vor fi cele care nu au DTI instalate în
apartamentele lor, dar trebuie să suporte povara pericolelor şi a toxicităŃii produse de către vecinii lor cu DTI.
17. Consumatorii ale căror apartamente rămân conectate la sistemul centralizat de încălzire trebuie să plătească mai mult pentru servicii, deoarece costul este mai mare când sunt serviŃi mai puŃini utilizatori. Dacă sunt deconectate de la sistemul centralizat de alimentare cu căldură din ce în ce mai multe apartamente întregul sistem devine neeconomic şi va fi oprit. Aceasta lasă o mulŃime de oameni mai săraci fără nici un fel de încălzire, ceea ce duce la boli datorate frigului sau neîndeplinirii normelor de igienă (lipsa apei calde).
18. Evacuarea gazelor arse din DTI prin pereŃii exteriori ai blocurilor de locuinŃe este comparabilă cu evacuarea gazelor prin Ńeava de eşapament de la un automobil aflată în aceeaşi poziŃie!
În consecinŃă, nu putem aştepta câteva decenii până când se v a a c u m u l a e v i d e n Ń a epidemiologică de a se vedea efectele expunerii populaŃiei din blocurile de locuinŃe din România la gazele arse de la DTI.
Principiul 15 din DeclaraŃia de la Rio a Întâlnirii la nivel înalt pe probleme de mediu din 1992 afirma: “Unde există ameninŃări de alterare serioasă sau ireversibilă, lipsa siguranŃei ştiinŃifice cu siguranŃă nu va fi folosită ca un motiv pentru amânarea măsurilor de prevenire a degradării mediului”.
buletin de inform
are
16
Problematica microcentralelor de apartament
Prelucrat după Prof.univ.dr. Constantin CODREANU, preşedintele AsociaŃiei Pro Eco-Sanitas
C entralele de apartament, subiect de mare interes promovat în toate mijloacele media de cele mai multe ori nu ia în seamă o serie întreagă de elemente, parte din ele chiar constatări ale problemelor ce le ridică acest sistem.
Trebuie să deschidem un capitol referitor numai la microcentrale şi să arătăm toate aspectele care nu sunt în ordine. Aspectul ecologic, foarte deranjant este doar o parte a multiplelor inconveniente şi nereguli care ar trebui semnalate. În primul rând schimbarea arbitrară a destinaŃiei, domeniului de utilizare a acestor aparate. Aceste microcentrale au fost anume concepute pentru încălzirea caselor monofamiliale. Pentru construcŃiile condominiale se utilizează centrala de scară sau de bloc. De altfel, siguranŃa în exploatare precum şi refacerea şi protecŃia mediului, a igienei şi sănătăŃii oamenilor sunt două dintre principalele criterii de calitate prevăzute de Legea nr. 10/1995 a calităŃii în construcŃii şi care au fost încălcate în mod grosolan. Prin utilizarea centralelor de apartament este asigurată refacerea şi protecŃia mediului şi a sănătăŃii oamenilor prin eliminarea sutelor de m3 de gaze de ardere în aerul respirabil, în imediata vecinatate a ferestrelor cetăŃenilor? Din fiecare m3 de gaz natural ars rezultă 15 m3 de gaze de ardere. O microcentrală consumă în medie cca 6-7 m3 de gaz metan pentru încălzirea unui apartament de cca 50-70 m2 .
O SINGURĂ MICROCENTRALĂ elimină prin peretele construcŃiei, în direcŃia ferestrelor vecinilor ZILNIC 7 x 15 m2 gaze de ardere, respectiv 105 m3 gaze de ardere. Dacă într-un bloc, în vecinatatea unei ferestre, sunt mai multe tuburi de evacuare a gazelor de la mai multe microcentrale, adică 9 tuburi de evacuare, acestea elimină ZILNIC ÎN AERUL RESPIRABIL 105 x 9 m3 gaze de ardere, respectiv 945 m3 gaze de ardere în fiecare zi de iarnă, luni în şir. Acest lucru se numeşte protejarea mediului înconjurator şi a sănătăŃii oamenilor?
În ceea ce priveşte siguranŃa în exploatare a clădirii, instalarea acestor microcentrale în condiŃiile binecunoscute, fără asigurarea unor condiŃii tehnice adecvate, ci totul lăsat la latitudinea utilizatorului în cele mai multe cazuri (persoane fără cunoştinte de specialitate) introduce un element generator de incendii şi explozii. 1. Microcentralele au fost instalate în spaŃiul locuibil, cu toate elementele de racordare, coturi, nipluri, robineŃi, REGULATOARE DE PRESIUNE, etc. La acestea pot avea acces până şi copiii lăsaŃi fără supraveghere. Instalarea microcentralei de regulă nu s-a făcut într-un spaŃiu separat, ventilat (cum ar fi subsolurile caselor familiale sau nişe special construite în cazul unor clădiri prevăzute prin proiectare cu astfel de aparate). Mai nou, microcentralele au început să fie instalate în cămările de alimente, pentru a fi izolate de mediul existent în bucătării, prin această masură însă utilizatorul a trebuit să renunŃe la cămară. 2. S-au instalat zeci de contoare, conducte de gaz, diferite racorduri (posibilitate de scăpare de gaze la orice îmbinare)
în casa scărilor, spaŃiu comun, neventilat. 3. MulŃi utilizatori de microcentrale au montat geamuri t e r m o p a n, r e d u c â n d circula Ń ia aerului prin rosturile ferestrelor, fără să monteze dispozitiv de avertizare a unor acumulări de gaze naturale. 4. Este suficient într-un bloc să existe o singură centrală, instalată defectuos, care să producă distrugeri de proporŃii. Cazurile sunt însă numeroase, aşa cum semnalează „Tribuna construcŃiilor“ , numai în ultimii trei ani au avut loc 33.000 de incendii şi explozii din cauza nerespectării prescripŃiilor tehnice şi a unor instalări defectuoase. Decizia unor utilizatori de a-şi instala microcentrale în situaŃia existenŃei unor sisteme de încălzire centralizată modernizate sau în curs de modernizare, chiar şi centrale de cvartal modernizate, duc la diminuarea sarcinii proiectate a centralei în urma ieşirii unor utilizatori din sistemul comun, implicit scăderea randamentului termic al centralei şi creşterea costurilor pentru ceilalŃi care nu doresc instalări de microcentrale. Şi acestor utilizatori ar trebui să le fie respectată opŃiunea, nu numai a celor care vor instalări de microcentrale. Cu toate acestea, nu puŃine sunt cazurile când centrale noi, modernizate şi automatizate, de bloc sau de cvartal, au fost scoase din funcŃiune în urma debranşărilor, lăsând zeci şi sute de familii fără încalzire, forŃându-le să investeasca zeci de milioane în microcentrale, atunci când aceste familii au avut rezolvată problema încălzirii prin modernizarea centralei de bloc sau de cvartal. Cine plăteşte paguba acestor cetăŃeni expuşi unor asemenea situaŃii, numai pentru că unii îşi permit orice în detrimentul altuia?
łevile rămase în apartamentele celor care şi-au instalat microcentrale au o anumită suprafaŃă radiantă, care echivalează cu suprafaŃa mai multor elemenŃi de calorifer. Posesorii microcentralelor au beneficiat de caldura cedată de aceste suprafeŃe radiante fără să platească nimic, iar căldura consumată de ei au suportat-o ceilalŃi vecini rămaşi în sistemul centralizat. Au avut loc mai multe procese în diferite localităŃi şi efectuarea unor expertize tehnice în acest sens, care au scos la iveală procentul de căldură aferentă spaŃiilor comune şi Ńevilor, care trec prin apartamentele debranşate şi care se ridică la cca 25-30% din cantitatea totală de căldură primită de clădirea condominială. Această cantitate de căldură trebuie plătită de toŃi proprietarii din bloc, exceptând cazurile în care prin modificările efectuate în apartament Ńevile au fost înzidite sau izolate special din punct de vedere termic.
Referitor la evacuarea gazelor arse, teoria vehiculată de comercianŃi potrivit căreia microcentrala turbo este nepoluantă şi nu necesită coş de fum este falsă, prin urmare gazele vor fi evacuate direct prin perete sub fereastra vecinilor de la etajele superioare.
Microcentrala cu tiraj natural (sau cu focar deschis) preia aerul necesar arderii gazelor naturale din interiorul încăperii în care este instalat, prin urmare o condiŃie
Bu s i n e s s N ame Page 17
buletin de inform
are
17
în casa scărilor, spaŃiu comun, neventilat.
esenŃială a bunei funcŃionări a acestui tip de microcentrală este asigurarea volumului de aer necesar arderii gazelor naturale utilizate de microcentrală din încăperea respectivă, printr-o ventilare corespunzătoare a acesteia şi cu respectarea prescripŃiilor tehnice în vigoare.
Conform Ghidului de proiectare, execuŃie şi exploatare a centralelor termice mici GP-051-2000 pct.4.2.4. modul de evacuare a gazelor de ardere trebuie realizat astfel încât să se elimine „PERICOLUL CA ACESTEA SĂ PĂTRUNDĂ ÎN CLĂDIRI PRIN FERESTRE, UŞI, GURI DE VENTILARE“. Alin.4.5.14 al aceluia şi ghid de proiectare prevede că „MONTAREA ORIFICIILOR DE EVACUARE SE FACE ASTFEL ÎNCÂT SĂ NU POLUEZE SPAłIILE CONSTRUITE ÎNVECINATE “.
S-ar putea menŃiona că astfel de scheme de montaj precum şi lista accesoriilor omologate pentru realizarea lor sunt prezentate în documentaŃiile tehnice ale microcentralelor, rolul proiectantului instalaŃiei de încălzire fiind alegerea schemei potrivite de la caz la caz. Marea majoritate a microcentralelor au fost instalate însă fără a Ńine cont de instrucŃiunile de utilizare şi montaj, precum şi alte indicaŃii ale producătorului microcentralei, toate schemele posibile de evacuare a gazelor de ardere reducându-se astfel la una singură, evacuarea directă a gazelor de ardere prin pereŃii exteriori ai blocurilor de locuinŃe, în imediata vecinătate a ferestrelor balcoanelor şi gurilor de ventilare ale apartamentelor din blocuri.
Î m b o l n ă v i r i c r e a t e d e MCT Produşi de ardere şi probabilitatea de inducere a cancerului la mamifere, după Society of Fire Protection Engineers Handbook. LC înseamnă Lethal Concentration = concentraŃia letală iar LC_50 înseamnă formarea cancerului cu probabilitate de 50%.
Îmbolnăvirile - consecinŃe ale inhalării aerului poluat. 1). D.I.- 83 ani - a prezentat debutul unor tulburări cardiace cu insuficienŃă circulatorie şi aritmie cardiacă pentru care de un an urmează tratament de specialitate la recomandarea Clin ic i i de Cardiologie. De remarcat că până în 2002 n-a necesitat tratament medicamentos; 2). D.Z. - 91 ani - p r e z i n t ă se mn e evidente de astenie, paloare, tulburări de vedere a căror apariŃie e s t e m a i e v i d e n t ă î n ultimul an ; 3). B.S. - 67 ani - pentru alergodermie apărută tot după ins ta larea M.T.A. a fos t obligat să se prezinte de urgenŃă la Clinica Dermatologică pentru tratament; 4). V.M.- 67 a n i - l e u c e m i e ac u tă, cu d e c e s d u p ă 4 - 5 l uni de s uf e r i nŃ ă ; 6). C. V. -78 ani - prezintă o tumore malignă operată iar la examenul histopatologic: Carcinom scvamos bine deferenŃiat (grad 1-OMS) invaziv intradermic; 7). C.M.-72 ani - tulburări vasculo-cerebrale şi hipertensiune arterială până la max. 24 şi min. 11 - ameŃeli, tulburări de vedere, paloare, astenie, insomnii; 8). N.A.-72 ani - a necesitat 2 internări în ultimele 6-7 luni pentru exacerbarea suferinŃei cardio-vasculare în
care au apărut tulburări de ritm cardiac, pneumopatie cu colecŃie pleurală şi exacerbarea suferintŃei anterioare;
9). T.I. - 64 a n i - p r e z i n t ă a s t e n i e-vertij încâ t de 2 a n i n u m a i poat e i eşi di n casă ; 10). M.E.- 79 ani - suportă cu greu mirosul de gaze arse emise de M.T.A. de la parter deşi locuieşte la etajul V şi pe această latură a clădirii nu mai este alt M.T.A.
Mai putem incrimina două neoplazii gastrice la doi bărbaŃi decedaŃi (T.V.- 69 ani şi V.A. - 90 ani), unul operat, altul nu, în ambele cazuri aparând metastaze. Din aceste două cazuri unul avea în bucătărie M.T.A. şi aragaz şi servea mesele tot în bucătărie iar celălalt lua masa în bucătărie în care înainte de apariŃia bolii a înlocuit plita cu aragaz.
N.Gh. - 30 ani - după instalarea M.T.A. în bucătăria apartamentului propriu a fost nevoit să se mute din camera alăturată M.T.A. în cea mai îndepărtată din cauza unor tulburări generale, astenie, indispoziŃie, somnolenŃă, iritabilitate, scăderea puterii de concentrare.
Este vorba despre apărarea sănătăŃii oamenilor agresaŃi de gazele de ardere emise de microcentralele individuale, de tip turbo, care elimină gazele de ardere prin pereŃii exteriori, fără a fi dispersate deasupra imobilelor cu destinaŃie de locuinŃă colectivă.
Fenomenul debranşărilor de la sistemul public de încălzire şi instalarea microcentralelor individuale are deja o dimensiune naŃională. Efectele sunt multiple, începând cu cele tehnice şi economice şi terminând cu cele de natură socială, arhitecturală şi, mai ales, socială. Prin statutul său, AsociaŃia Pro Eco Sanitas şi-a focalizat atenŃia asupra efectelor negative de natură medicală, care nu pot fi separate de efectele în plan social.
Baza ştiinŃifică de la care am pornit constă în rezultatele cercetărilor ştiinŃifice, teoretice şi clinice, publicate în reviste de specialitate sau dezbătute în diverse consfătuiri, sesiuni şi simpozioane naŃionale sau internaŃionale. Un alt izvor de informaŃie l-am găsit şi în legislaŃia sau practica unor Ńări europene, şi nu numai, care reglementează problema dată, încă de prin anii 70-80.
Apărarea sănătăŃii oamenilor, în special a locatarilor din blocurile cu mai multe niveluri, în ale căror locuinŃe intră gazele de ardere incriminate, nu se poate realiza altfel decât prin montarea unor coşuri de dispersie (împrăştiere) a acestora deasupra acoperişurilor construcŃiilor respective. Evident, aşa cum este practica europeană, acest lucru nu se poate face fără existenŃa unor norme tehnice elaborate de foruri competente. Este de la sine înŃeles că astfel de coşuri implică şi cheltuieli financiare suportate de către cei ce beneficiază de un astfel de sistem.
Până atunci, cetăŃenii vizaŃi să-şi deschidă ferestrele şi uşile cu mare precauŃie, să meargă la medic de îndată ce simt că apar probleme noi de îmbolnăvire, posibil din cauza gazelor intrate în locuinŃele lor, să conştientizeze problema şi să încerce o înŃelegere între colocatari pentru a rezolva problema protejării sănătăŃii lor .
buletin de inform
are
18
Î n articolul “Încălzirea urbană în Europa” din numărul 2/2005 al revistei Buletin de Informare, au fost prezentate câteva dintre caracteristicile generale ale sistemelor de încălzire centralizată din Europa. Partea a doua a articolului prezintă problemele specifice ale unor Ńări cu o lungă tradiŃie în domeniul încălzirii cen-tralizate, modele care ar putea constitui exemple pentru dezvoltarea viitoare a siste-melor de încălzire centralizată în Ńara noas-tră. S-au ales spre exemplificare Ńări cu sisteme de încălzire reprezentative, Germania şi Danemarca (Ńări din categoria ”vechilor state membre UE”), Polonia şi Letonia (Ńări din categoria “noilor state membre UE”) si România (Ńară în curs de aderare la UE). GERMANIA
PriorităŃile politicii energetice ale Ger-maniei sunt domi-nate de obiective precum: securitatea în furnizare, protec-Ńia mediului şi economisirea ener-giilor primare. Lupta împotriva schimbărilor cli-matice şi protejarea
mediului înconjurător constituie elemente importante pe agenda politicilor energetice germane. Prin semnarea Protocolului de la Kyoto, Germania s-a angajat să reducă emisiile gazelor cu efect de seră cu 21% până în 2012, comparativ cu anul 1990. Producerea combinată de energie termică şi electrică constituie un instrument impor-tant în atingerea Ńintei propuse. În com-paraŃie cu producerea separată de căldură şi electricitate, producerea în cogenerare conduce la o economie de energie primară de aproximativ 117.000 TJ în 2000, core-spunzând unor reduceri a emisiilor cu 7,5 milioane tone de CO2.
Creşterea anuală a furnizării căldurii în sistem centralizat este de aproximativ 1%. Totuşi, luând în conside-rare condiŃiile existente pe piaŃa de energie şi cadrul politic, nu se aşteaptă o creştere spectaculoasă a potenŃialului pentru siste-mul de încălzire centralizată. Dezvoltarea încălzirii centralizate va depinde de extin-derea viitoare a aglomeraŃiilor urbane şi de consumul specific al consumatorilor. Studiile realizate în acest domeniu demon-strează că există o diferenŃă importantă între ceea ce este tehnic posibil, privind
eficienŃa energetică în clădiri, şi ceea ce este economic şi politic fezabil. Trendul construirii clădirilor de locuit indică prefe-rinŃa amplasării acestora spre periferia oraşelor şi nu în centru, existând un poten-Ńial important pentru dezvoltarea siste-melor mici de încălzire centralizată, ca o alternativă la încălzirea cu păcură sau gaz natural. În prezent încălzirea centralizată reprezintă doar 12% din sectorul reziden-Ńial (gazul natural fiind sursa principală – 40% din 37,1 milioane de locuinŃe).
În ciuda competiŃiei puternice pe piaŃa interna de încălzire a Germaniei, înălzirea centralizată se bucură de o ima-gine bună în rândul clienŃilor, trecând drept un sistem curat de furnizare a energiei termice.
Sectorul încălzirii centralizate ger-man are următoarea structură: • numărul companiilor de încălzire cen-
tralizată: 224 • cantitatea de energie termică livrată
reŃelei de conducte: 89,829 TWh/an • lungimea totală a reŃelelor de conducte:
18.702 km • sistemele de încălzire centralizată
furnizează energie termică pentru: • 46% consumatori rezidenŃiali • 36% clădiri publice, inclusiv
sectorul terŃiar • 18% consumatori industriali
• combustibil folosit în cogenerare şi încălzirea centralizată:
• cărbune 57% • gaz natural 36% • deşeuri 7%.
DANEMARCA
Sistemul de încălzire cen-tralizată din Danemarca a atins nivelul de m a t u r i t a t e furnizând ener-gie termică pentru 48% din necesarul total pentru încăl-zirea spaŃiilor.
60% din numărul total al locuinŃelor este alimentat de către sistemele centralizate pentru încălzire şi pentru prepararea apei calde de consum, şi nu se întrevede vreo extindere în viitor, în afara unor ajustări privind împărŃirea geografică între încăl-zirea centralizată şi gazul natural, stabilită prin planul de încălzire.
După o perioadă de investiŃii puter-nice în reabilitarea şi modernizarea siste-melor de producere în cogenerare şi dis-tribuŃie centralizată a căldurii, Danemarca a ajuns una din Ńările a căror sisteme de încălzire se ridică la cele mai înalte stan-darde.
Pentru mult timp încălzirea cen-tralizată a constituit unul dintre instrumen-tele politicii energetice ale cărei scopuri au fost: securitatea furnizării energiei pri-mare, creşterea eficienŃei prin intermediul cogenerării şi reducerea efectelor asupra mediului înconjurător.
Sectorul este reglementat ca mo-nopol, datorită numărului mare de locuinŃe individuale conectate la sistemul centrali-zat, fără o altă opŃiune realistă pentru încăl-zire.
Viitoarele provocări apar datorită liberalizării şi internaŃionalizării pieŃelor de energie care afectează şi forma dominantă de producere a căldurii: cogenerarea. Prin-cipala provocare tehnlogică viitoare este îmbunătăŃirea eficienŃei distribuŃiei ener-giei termice, având în vedere descreşterea consumului de căldură ca urmare a îmbu-nătăŃirii standardelor de izolare a clădirilor.
Dacă înainte de marile crize ale petrolului, Danemarca era o Ńară de-pendentă de importuri energetice, prin aplicarea unor politici energetice coerente, a devenit o Ńară exportatoare de energie, având producŃia de energie cu 44% mai mare decat consumul.
Sistemul de încălzire centralizată are următoarea componenŃă: • numărul companiilor de încălzire cen-
tralizată: 400 • cantitatea de energie termică livrată
reŃelei de conducte: 32,527 TWh/an • cantitatea de căldura livrată consuma-
torilor: 26,111 TWh/an • lungimea totală a reŃelelor de con-
ducte: 26.824 km • piaŃa de energie termică pentru sectorul
rezidenŃial: • 36% sistem centralizat de
încălzire • 16,2% încălzire cu gaz natu-
ral • 19,8% încălzire electrică • 28% altele.
• combustibil folosit în cogenerare şi încălzirea centralizată:
Ing. Daniela ROTARIU - Serviciul Tehnic, RADET Bucureşti
buletin de inform
are
19
POLONIA Încălzirea centralizată reprezintă un sector im-portant al economiei poloneze, în special în
domeniul producerii energiei electrice. Sis-temele centralizate asigură în medie 72% din necesarul de încălzire din oraşe. Aproxi-mativ 13 milioane de polonezi sunt alimen-taŃi cu căldură din sistemele centralizate, doar 27% din necesarul de căldură fiind produs în centrale termice. Cu o producŃie anuală în sistem centralizat de incălzire de 105 TWh, Polonia se situează pe primul loc în Europa. 83,6% din energia primară folosită în cogenerare şi centrale termice o reprezintă cărbunele.
Guvernul preconizează o scădere a necesarului de căldură, în principal datorită modernizării proceselor, scăderii necesaru-lui tehnologic de căldură, utilizării raŃio-nale a energiei şi restructurării industriei. În consecinŃă necesarul de căldură pentru sec-torul încălzirii centralizate se va stabiliza în următorii ani datorită faptului că reducerea consumului specific de căldură va fi com-pensată de conectări de noi consumatori la sistemul centralizat de încălzire.
În concordanŃă cu tendinŃele din lumea întreagă, este de prevăzut o creştere a utilizării energiilor regenerabile, însă tren-dul crescător nu va fi semnificativ.
Promovarea mecanismelor cogener-ării prevede obligativitatea cumpărării elec-tricităŃii şi căldurii produse. Totuşi structura preŃurilor gazului metan şi al electricităŃii nu au fost prea favorabile dezvoltării siste-melor de cogenerare. Implementarea na-Ńională a Directivei 2004/8/EC a cogenerării poate crea condiŃii mai favorabile pentru promovarea producerii combinate de ener-gie electrică şi termică.
Sistemul de încălzire centralizată polonez se prezintă astfel: • numărul companiilor de încălzire cen-
tralizată: 1117 • cantitatea de energie termică livrată
reŃelei de conducte: 105 TWh/an • cantitatea de căldură livrată consumato-
rilor: 92,4 TWh/an • pierderea pe reŃelele de transport: 12% • lungimea totală a reŃelelor de conducte:
20.000 km • sistemele de încălzire centralizată
furnizează căldura pentru aproximativ 13 milioane locuitori
• combustibilul folosit în cogenerare şi încălzirea centralizată:
LETONIA P r i n c i p a l e l e tendinŃe ale poli-ticii energetice sunt: promovarea
competiŃiei, creşterea siguranŃei în alimen-tarea cu energie, promovarea utilizării re-surselor regenerabile locale şi protecŃia mediului.
Crearea condiŃiilor de piaŃă în secto-rul energiei electrice este una din priorităŃile guvernului, şi se va îndeplini prin realizarea unui mediu legal care să asigure drepturi egale pentru toŃi utilizatorii de energie din Letonia, de a-şi alege liber furnizorii de energie. De asemenea se mai urmăreşte punerea la dispoziŃia consumatorilor a unor servicii energetice sigure şi de calitate la cele mai mici preŃuri posibile.
Sistemul de încălzire centralizată formeaza coloana vertebrală a pieŃei de încălzire în Letonia (Ńara cu cea mai mare cotă de participare pe piaŃa internă de ener-gie termică din Europa). Aproximativ 70% din consumatorii casnici sunt conectaŃi la reŃelele de distribuŃie centralizată a căldurii, iar pentru obŃinerea necesarului de căldură distribuită în sistem centralizat se consumă 39% din energia primară a Ńării. Alte câteva caracteristici ale încălzirii centralizate în Letonia: • numărul companiilor de încălzire cen-
tralizată: 40 • cantitatea de energie termică livrată
reŃelei de conducte: 9,18 TWh/an • cantitatea de caldură livrată consumato-
rilor: 5,408 TWh/an • lungimea totală a reŃelelor de conducte:
Datorită costurilor mari de construc-Ńie, nu au mai apărut noi sisteme de încăl-zire centralizată în ultimii ani, doar la Riga vânzările au continuat să crească.
Deoarece încălzirea electrică nu este competitivă, încălzirea centralizată trebuie să concureze cu încălzirea individuală cu gaz şi cu palete de lemn.
ROMÂNIA În ultimii 2 – 3 ani în domeniul încălzirii centrali-zate din România au apărut schim-bări majore. Ast-fel, până în 2002
– 2003, majoritatea centralelor electrice de termoficare aparŃineau SocietăŃii Termoe-lectrica, iar sistemele de distribuŃie a ener-giei termice erau gestionate de departa-mente locale controlate de municipalităŃi. După 2003, centralele de cogenerare au fost descentralizate (cu excepŃia CET-urilor din Bucureşti care încă aparŃin Termoelectrica), şi acest proces a creat condiŃiile unificării
activităŃilor de producere şi distribuŃie a căldurii. Noii operatori apăruŃi aparŃin pri-măriilor, ceea ce le oferă o mai mare flexi-bilitate şi posibilitatea de a acŃiona liber de restricŃiile autorităŃii centrale.
În iunie 2004 a fost finalizată şi aprobată “Strategia naŃională privind dis-tribuŃia energiei termice la consumatori prin intermediul sistemelor centralizate de pro-ducere şi distribuŃie’.
În România operează un număr de 144 operatori de încălzire centralizată care furnizează energie termică pentru încălzirea spaŃiilor şi prepararea apei calde de consum pentru aproximativ 24% din populaŃia Ńării. În România sistemul de alimentare centrali-zată cu energie termică are urmatoarea structură: • cantitatea de energie termică livrata
reŃelei de conducte: 23,01 TWh/an • cantitatea de căldură livrată consumato-
rilor: 18,591 TWh/an • lungimea totală a reŃelelor de conducte:
11.901 km • sistemul de încălzire centralizată
furnizeaza energie termică la aproxima-tiv 5,5 milioane locuitori.
• combustibilul folosit în cogenerare şi încălzirea centralizată:
Cea mai mare problemă a ultimei perioade a fost aceea de a stopa deconec-tarea consumatorilor casnici de la reŃelele sistemelor de încălzire centralizată. PreŃul tot mai mare al combustibilului şi, în con-secinŃă, preŃul tot mai ridicat al furnizării căldurii, starea sistemului de incălzire cen-tralizată, la care se adaugă lipsa contorizării consumului de căldură, au condus la decizia consumatorilor casnici de a se deconecta de la sistemele de încălzire centralizată, şi astfel la dispariŃia acestor sisteme din multe oraşe din România (mai ales acolo unde producerea energiei termice nu se realiza în cogenerare).
La ora actuală numărul deconec-tărilor s-a redus substanŃial datorită procesu-lui avansat de montare de contoare de ener-gie termică la nivel de branşament, montare de repartitoare de costuri şi robineŃi termo-statici pe corpurile de încălzire, precum şi datorită trendului crescător al preŃului gazu-lui natural; mai mult, au început să apară cereri de rebranşări şi branşări de noi consu-matori la sistemul centralizat.
O altă provocare pentru sistemul centralizat de încălzire românesc este dis-pariŃia graduală a subvenŃiei până la începu-tul anului 2007. Pentru a diminua impactul social al dispariŃiei subvenŃiei, autorităŃile locale vor sprijini familiile cu venituri re-duse, prin diverse programe suport. Aceste ajutoare vor permite familiilor sărace să-şi plătească facturile la căldură, şi astfel furnizorul de energie termică nu va mai fi pus în situaŃia de a nu-şi putea recupera datoriile de la populaŃie. S u r s a i n f o r m a Ń i i l o r p r e z e n t a t e : Euroheat&Power, District Heating and Cooling Country by Country / 2005 Survey.
buletin de inform
are
20
SoluŃii de distribuŃie descentralizată a căldurii
Prof. dr. ing. Victor ATHANASOVICI Conf. dr. ing. Ion-Sotir DUMITRESCU Catedra Producerea şi Utilizarea Energiei -Universitatea Politehnică Bucureşti
T ransportul şi distribuŃia căldurii produse centralizat, indiferent de natura sursei de căldură, pot fi făcute, în principiu, în două moduri, şi anume:
SoluŃia clasică, în care transportul se face cu ajutorul unei reŃele care utilizează drept agent termic de transport apa fierbinte (reŃeaua primară), iar distribuŃia se face cu ajutorul unor reŃele (reŃeaua secundară de încălzire şi reŃeaua de apă caldă, inclusiv recircularea acesteia – dacă există), care utilizează drept agent termic de transport apa caldă la parametrii de consum (încălzire – 90/70°C sau 95/75°C şi apă caldă de consum - 60°C). Livrarea căldurii din reŃeaua primară în cea secundară se face prin intermediul punctelor termice centralizate (vezi fig.1.a);
SoluŃia modernă, în care atât transportul cât şi distribuŃia căldurii se fac cu ajutorul unei reŃele care utilizează drept agent termic de transport apa fierbinte. Livrarea căldurii consumatorilor, la parametrii de consum (încălzire – 90/70°C sau 95/75°C şi apă caldă de consum - 60°C) se face prin intermediul unor puncte termice descentralizate sau module termice (vezi fig.1.b) instalate la consumatori. În această situaŃie, reŃeaua primară ajunge practic la consumatori (la blocuri), reŃeaua secundară lipsind.
Fig.1. SoluŃii de transport şi distribuŃie a căldurii: a – soluŃia clasică, b – soluŃia modernă: 1 – sursa de căldură; 2 – reŃeaua termică primară; 3 – puncte termice centralizate; 4 – reŃeaua termică secundară; 5 – consumatori de căldură (blocuri); 6 – reŃeaua interioară de distribuŃie a căldurii; 7 – puncte termice descentralizate sau module termice.
buletin de inform
are
21
Există şi o variantă intermediară, mai puŃin utilizată, şi anume: există atât puncte termice centralizate, cât
şi module termice. Punctele termice centralizate prepară agent termic de transport – apa caldă la parametrii de consum pentru încălzire (90/70°C sau 95/75°C) – cu ajutorul căruia se transportă atât cantitatea de căldură necesară încălzirii, cât şi preparării apei calde de consum, iar modulele termice prepară apa caldă de consum din agentul termic pentru încălzire.
Aspectele comparative ale utilizării punctelor termice centralizate sau descentralizate se tratează diferit, după cum sistemul de alimentare cu căldură este nou proiectat sau este un sistem existent în curs de reabilitare şi modernizare. Având în vedere că în România nu sunt în curs de proiectare sisteme de alimentare cu căldură noi (şi nici nu vor fi, cel puŃin în viitorul apropiat), lucrarea de faŃă se referă la problematica înlocuirii punctelor termice centralizate cu puncte termice descentralizate (module termice) în sistemele de alimentare cu căldură supuse reabilitării şi modernizării.
Consumul urban de căldură se caracterizează prin indicele de structură, definit prin raportul:
(1)
în care: şi sunt consumurile nominale (maxime) de căldură pentru prepararea apei calde de
consum şi pentru încălzire, - gradul de neuniformitate zilnică a consumului de apă
caldă, iar - consumul mediu zilnic de căldură pentru prepararea apei calde.
Raportul este o caracteristică a consumatorilor de căldură alimentaŃi şi nu depinde de gradul
de centralizare a consumului, în schimb, gradul de neuniformitate zilnică a consumului de apă caldă depinde esenŃial de gradul de centralizare a consumului de căldură [2], [3] – vezi fig.2.
Fig.2. DependenŃa dintre gradul de neuniformitate zilnică a consumului de apă caldă şi numărul de apartamente convenŃionale alimentate de punctul termic.
Schemele de realizare a punctelor termice, indiferent de gradul lor de centralizare, sunt diferenŃiate prin
modul de racordare al instalaŃiior de livrare a căldurii pentru încălzire şi pentru prepararea apei calde de consum. Adoptarea uneia dintre schemele cunoscute, este influenŃată esenŃial de structura consumului de căldură acoperit de punctul termic respectiv. Pentru consumatorii de căldură urbani, în mod obişnuit, pentru
condiŃiile din România, raportul are valori cuprinse în domeniul 0,15 – 0,25, ca urmare, valorile indicilor de structură a consumurilor acoperite de punctele termice se situează în domeniile: • 0,3 – 0,7 – pentru punctele termice centralizate (de regulă alimentând peste 500 apartamente convenŃionale);
ci
mdacm
acmci
cacmc
acm q
q
q
q⋅== δρ
cacmq c
iq
mdacm
cacmacm qq /=δ
mdacmq
ci
mdacm qq /
acmδ
acmδ
ci
mdacm qq /
0
1
2
3
4
5
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Număr de consumatori [ap. convenŃionale]
Gra
d ne
unifo
rmita
te c
onsu
m
a.c.
m.
buletin de inform
are
22
• 0,7 – 1,2 - pentru punctele termice descentralizate. Literatura de specialitate [1] recomandă, pentru
primul interval de valori, schema de realizare a punctelor termice cu prepararea apei calde în două trepte serie – serie cu sau fără corecŃia graficului de reglaj, iar pentru cel de al doilea interval, schema de realizare a punctelor termice cu prepararea apei calde într-o singură treptă paralel cu sau fără acumularea apei calde sau schema două trepte serie – paralel cu sau fără acumularea apei calde (inclusiv subvarianta cu injecŃie a agentului termic de pe conducta de tur).
Ca urmare a distribuŃiei căldurii sub formă de apă fierbinte (a trecerii de la punctele temice centralizate la puncte termice descentralizate - module termice) apar următoarele apecte:
1. Aspecte legate de proiectarea elementelor sistemului de transport şi distribuŃie.
a) Necesitatea modificării schemelor de realizare a punctelor termice, respectiv renunŃarea la shemele două trepte serie – serie şi utilizarea schemelor o treaptă paralel sau două trepte serie – paralel (inclusiv varianta cu injecŃie). Principala consecinŃă a modificării shemei de realizare a punctului termic o constituie creşterea debitului de apă fierbinte necesar transportului căldurii [2] – vezi fig.3.
Fig. 3 VariaŃia raportului dintre debitul nominal de apă fierbinte necesar PT în funcŃie de indicele de structută a consumului pentru diverse scheme de puncte termice 1 – o treaptă paralel fără acumulare; 2 – idem 1 cu acumulare; 3 – o treaptă serie; 4 – două trepte mixt fără acumulare; 5 – idem 4 cu acumulare; 6 – două trepte serie – serie cu grafic de reglaj pentru încălzire (fără corecŃia graficului de reglaj); 7 – idem 6 cu grafic de reglaj corectat.
b) InvestiŃia în reŃeaua termică de distribuŃie (de
la vechile PT, devenite simple distribuitoare, la blocuri) scade faŃă de cazul în care distribuŃia se făcea utilizând apă caldă – vezi fig. 4.
Aceasta se explică prin:
• reducerea numărului de conducte necesar de la trei sau patru conducte în soluŃia clasică (tur şi retur secundar încălzire, tur apă caldă şi recircularea acesteia, dacă există), la două conducte (tur şi retur apă fierbinte);
Fig. 4. InvestiŃiile specifice în reŃeaua de distribuŃie a căldurii pentru indici de structură ai consumului de
căldură de 0,6 (a) şi de 1 (b): 1 – PT centralizat; 2 – PT descentralizate o treaptă paralel; 3 - PT descentralizate două trepte mixt. • creşterea diferenŃei nominale de temperatură dintre
tur şi retur de la cca 20 °C în cazul secundarului de încălzire şi cca 50 °C în cazul apei calde la cca 70 – 80 °.
Reducerea investiŃiei totale depinde de distanŃa de transport, respectiv de lungimea traseului reŃelei de distribuŃie.
c) ReŃeaua primară de transport (de la sursă la vechile PT-uri centalizate) este puŃin influenŃată din punctul de vedere al dimensionării de creşterea debitului de agent termic primar (scara de diametre în zona valorilor mari este relativ rară) şi ca urmare
cacmρ
0 .50
1.00
1.50
2 .00
2 .50
3 .00
3 .50
0 0 .5 1
Indicele de structură a consumului
Deb
itul
de
apă
fier
bint
e ne
cesa
r P
T f
aŃă
de
cel p
entr
u în
călz
ire
1
2
3
4
5
6
7
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 5 10 15 20
Mărime zonă distribuŃie [MW]
Inve
stiŃ
ie s
pec
ific
ă în
reŃ
eau
a de
dis
trib
uŃie
[$
/m tr
aseu
]
1
2
3
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 5 10 15 20
Mărime zonă distribuŃie [MW]
Inve
stiŃ
ie s
peci
fică
în r
eŃea
ua d
e di
stri
buŃie
[$
/m t
rase
u]
1
2
3
buletin de inform
are
23
investiŃiile aferente nu sunt influenŃate de descentralizarea punctelor termice.
d) InvestiŃiile totale aferente realizării punctelor termice descentralizate cresc comparativ cu cazul celor centralizate. ExplicaŃia acestui fapt o constituie creşterea investiŃiilor specifice, în special în schimbătoarele de căldură, odată cu reducerea capacităŃii nominale a acestora (vezi fig. 5.).
Fig. 5. InvestiŃia specifică în schimbătoarele de căldură cu plăci
În cazul punctelor termice centralizate, capacităŃile nominale ale schimbătoarelor de căldură utilizate sunt de regulă peste 1 – 2 MWt, iar în cazul punctelor termice descentralizate sub cca.0,5 MWt. Conform fig.5. rezultă o creştere substanŃială a investiŃiilor specifice în schimbătoarele de căldură, respectiv a investiŃiilor totale în punctele termice descentralizate.
2. Aspecte legate de exploatarea elementelor sistemului de transport şi distribuŃie.
a) Creşterea debitului de agent termic transportat de reŃeaua primară având diametrele nemodificate conduce la creşterea pierderilor de presiune la transport (cu pătratul raportului debitelor) şi la reducerea presiunilor disponibile pentru distribuŃia căldurii (în cazul PT-urilor descentralizate vehicularea agentului termic în reŃeaua de distribuŃie se face pe baza presiunii disponibile din reŃeaua primară). Creşterea debitelor pompate (vehiculate) şi creşterea presiunilor de refulare a staŃiilor de pompare conduce la creşterea consumului de energie electrică pentru pompare (cu raportul debitelor la cub), respectiv a cheltuielilor anuale pentru transportul şi distribuŃia căldurii. Este posibil ca pompele instalate în staŃiile de pompare să nu permită creşterea debitelor pompate, caz în care, la decentralizarea punctelor termice, consumatorii de căldură să nu mai poată fi alimentaŃi corespunzător;
b) Reducerea numărului de conducte, respectiv a diametrelor acestora (consecinŃă a creşterii diferenŃei de temperatură tur – retur) conduce la reducerea pierderilor de căldură la transport, chiar dacă temperatura medie a fluidului este mai mare.
c) DistanŃele de distribuŃie (de la modulele termice la punctele de consum efectiv) sunt reduse, ca urmare consumul de energie electrică pentru
pomparea agentului termic la parametrii de consum este mult mai mic decât în cazul punctelor termice centralizate;
d) Modulele termice reprezintă o separare distinctă între instalaŃiile distribuitorului de căldură şi instalaŃiile interioare ale consumatorului, putându-se evidenŃia corect starea acestor instalaŃii din punctul de vedere al pierderilor masice de agent termic.
e) Instalarea modulelor termice permite rezolvarea problemelor legate de răcirea apei calde de consum în conducte în perioadele în care consumul este nul – respectiv rezolvă problema recirculării apei calde de consum;
f) ÎmbunătăŃeşte contorizarea energiei termice prin posibilitatea reducerii numărului de contoare instalat şi prin creşterea preciziei de măsură (precizia contoarelor este influenŃată esenŃial de precizia măsurării temperaturilor, respectiv a diferenŃelor de temperatură).
Conform celor prezentate anterior, înlocuirea punctelor termice centralizate cu puncte termice descentralizate are o serie de efecte contradictorii şi dificil de cuantificat printr-o reŃetă general valabilă. Ca urmare, trecerea de la punctele termice centralizate la puncte termice descentralizate trebuie decisă numai în urma unor studii tehnico – economice care să Ńină cont de toate condiŃiile particulare fiecărui caz în parte, respectiv de: • capcitatea nominală a punctului termic centralizat
ce urmează a fi înlocuit; • capacităŃile nominale ale punctelor termice
descentralizate ce urmează a fi realizate (dependente de numărul şi tipul blocurilor alimentate de punctul termic centralizat respectiv). Analize de caz efectuate pentru o serie de localităŃi din România au relevat faptul că instalarea de module termice este justificată doar dacă ele alimentează peste 40 – 50 de apartamente;
• configuraŃia şi lungimile de traseu ale reŃelei de distibuŃie;
• capacitatea staŃiilor de pompare de la sursa de căldură de a asigura debitele şi presiunile de refulare necesare în condiŃiile noii circulaŃii de debite;
• presiunea disponibilă la punctul termic centralizat respectiv în condiŃiile noii circulaŃii de debite şi modul în care aceasta asigură distribuŃia corectă a debitului la toate punctele termice descentralizate.
Bibliografie
[1] Athanasovici, V., Muşatescu, V., Dumitrescu, I.S., Termoenergetică industrială şi termoficare, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1981. [2] Dumitrescu, L., InstalaŃii sanitare pentru ansambluri de clădiri, Editura Tehnică, Bucureşti, 1980. [3] *** Teplotehniceskii spravocinik, Ed. Energhiia, Moskva, 1975.
0
2000
4000
6000
8000
10000
0 1 2 3 4
Capacitate schimbător de căldură [MW]
Inve
stiŃ
ie s
peci
fică
[$/
MW
]
Apă caldă
Încălzire
buletin de inform
are
24
O metodă de diagnosticare şi auditare hidraulica a reŃelelor termice de distribuŃie (I)
Prof. dr. ing. Florin IORDACHE -Facultatea de InstalaŃii -U.T.C.B Şef lucr. dr. ing. Bogdan CARACALEANU-Facultatea de InstalaŃii -U.T.C.B
A limentarea raŃională şi eficientă cu căldură a consumatorilor urbani este un obiectiv intens urmărit în ultimul timp în România. Se are în vedere în acest fel, livrarea cantităŃilor de căldură necesare cerute de consumatori şi în acelaşi timp reducerea la minim posibil a pierderilor de energie.
Cauzele principale care fac ca instalaŃiile districtuale de încălzire existente să livreze neraŃional şi ineficient căldură către consumatori sunt de regulă:
• deprecierea fizică a cazanelor din centralele termice (randament termic în exploatare 50¸60%);
• deprecierea fizică a schimbătoarelor de căldură (depuneri de piatră pe suprafaŃa de schimb de căldură pe cele 2 circuite; Ńevi din fascicul blocate);
• reŃele termice dezechilibrate hidraulic, debit insuficient, degradarea izolatiei pe porŃiuni mari de conducte, pierderi de apă în canal sau subsol;
• corpuri de încălzire cu depuneri de piatră şi parŃial înfundate;
• majorarea pe parcurs a numărului de consumatori racordaŃi la acelaşi punct termic;
• agent termic cu temperatură necorespunzătoare condiŃiilor climatice exterioare.
După cum rezultă din cele de mai sus, una
din condiŃiile importante care provoacă
alimentarea neraŃională şi ineficientă cu căldură a
consumatorilor este circulaŃia defectuoasă a agentului termic prin arterele reŃelelor
arborescente din distribuŃie. Se are în vedere două
aspecte mai importante:
• diminuarea generală a debitului de agent
termic ca urmare a creşterii rezistenŃelor
hidraulice în reŃea, în urma depunerilor
de piatră şi impurităŃi sau a modificărilor
survenite în timp asupra diafragmelor de echilibrare de la branşamentele
consumatorilor;
• alimentarea consumatorilor cu debite
diferite faŃă de cele de proiect atestând o
echilibrare improprie a reŃelei.
Fiecare din cele două aspecte are consecinŃe negative în ceea ce priveşte alimentarea raŃională şi eficientă cu căldură a consumatorilor. Scăderea debitului total de agent termic transportat prin reŃea conduce la scăderea puterii termice totale livrate consumatorilor. De asemenea, dispersia debitelor prin tronsoanele reŃelei ca urmare a echilibrării improprii a sistemului de conducte, induce:
• diminuarea puterii termice totale livrate; • alimentarea neadecvată cu putere
termică a fiecărui consumator în parte. În lucrarea de faŃă se va prezenta o metodă
de stabilire a stării reŃelei termice din punct de vedere hidraulic, a consecinŃelor asupra circulatiei agentului termic şi livrării de căldură către consumatori. Metoda care va fi prezentată include şi procedura de reabilitare a circulaŃiei agentului termic.
Procedura de expertiză şi diagnoză
a stării hidraulice a unei reŃele termice
Prin starea hidraulică a unei reŃele termice înŃelegem o serie de aspecte constructiv-funcŃionale, de natură hidraulică, capabile să reflecte gradul de conformitate cu varianta proiectată. Efectiv ne referim la debitele de agent termic şi la presiunile diferenŃiale la branşamentele consumatorilor şi la baza reŃelei termice. 1. Etapa de Expertizare
Etapa de expertizare presupune identificarea constructiv-funcŃională a reŃelei termice analizate: • identificarea geometriei reŃelei termice şi a
funcŃionării proiectate; • prelevarea debitelor efective de agent termic
şi a presiunilor diferenŃiale la branşamentele consumatorilor şi la baza reŃelei termice;
buletin de inform
are
25
1.1 Identificarea geometriei reŃelei termice şi a funcŃionării proiectate Pe baza planurilor din proiect sau pe bază de releveu se stabileşte geometria reŃelei termice. De
asemenea se culeg sistematic şi centralizat datele constructiv funcŃionale de proiectare: • număr tronson; • diametru tronson (De x δ, mm); • lungime tronson (L, m); • debit nominal agent termic tronson (G0, l/h); • putere termică circulată tronson (Q0, kW); • diametru orificiu diafragmă în varianta de proiect, mm; • pierdere de sarcină tronson (∆p, Pa); • pierdere de sarcină pe traseu (Pa); • pierdere de sarcină în instalaŃia de încălzire a consumatorului (Pa); • pierderea de sarcină în diafragma de la branşamentul consumatorului (Pa).
1.2 Stabilirea cuplurilor de valori: debit agent termic (G), presiune diferenŃială (∆p), la branşamentele consumatorilor şi la baza reŃelei termice
Măsurarea debitelor de agent termic la branşamentele consumatorilor se face, după caz, utilizând
dotarea existentă la branşamentele blocurilor (contor de căldură) sau în cazurile în care o astfel de dotare nu există se va utiliza un debitmetru portabil cu ultrasunete. Măsurarea debitelor şi a presiunilor diferenŃiale se face la branşament. Efectuarea măsurătorilor se va realiza în situaŃii de exploatare obişnuită, caracteristice funcŃionării curente a sistemului, evitându-se cazurile accidentale în care din diferite motive (reparaŃii sau intervenŃii în sistem) circulaŃia agentului termic este flagrant perturbată.
Se vor măsura două presiuni diferenŃiale la branşamentele consumatorilor. O presiune diferenŃială se va realiza în aval de diafragma de echilibrare, presiune diferenŃială care reprezintă de fapt căderea de presiune în instalaŃia de încălzire propriu-zisă a consumatorului şi o presiune diferenŃială în amonte de diafragma de echilibrare, presiune diferenŃială care reprezintă căderea de presiune în diafragmă şi instalaŃia de încălzire a consumatorului. 2. Etapa de Diagnosticare
Etapa de diagnoză presupune prelucrarea datelor prelevate în sensul obŃinerii unor parametri termo-hidraulici care, comparaŃi cu valorile omoloage din varianta de proiect, reflectă modificarea performanŃelor sistemului şi permite identificarea cauzelor.
2.1 Stabilirea rapoartelor G/G0 pentru fiecare consumator şi reŃea
Cunoaşterea debitelor de agent termic la consumatori este un element extrem de important şi necesar în aprecierea performanŃelor sistemului de încălzire districtuală prin faptul că permite stabilirea valorilor relative ale acestora prin raportarea la valorile omoloage nominale. Abaterea valorilor debitelor de la valorile de proiect face ca puterile termice livrate să se abată de la valorile normale, temperaturile interioare ale consumatorilor suferind modificări în consecinŃă. 2.2 Stabilirea valorilor raportate ale puterilor termice livrate efectiv (Q/Q0) şi ale temperaturilor interioare relative (ti-ti0)
Diagrama din figura 2.1 permite stabilirea abaterilor puterilor termice livrate consumatorilor ca urmare
a abaterilor debitelor de agent termic de la valorile proiectate. De asemenea abaterile puterilor termice implică abateri ale valorilor temperaturilor interioare de la valorile normate, abateri care vor fi stabilite cu diagrama din figura 2.2.
2.3 Stabilirea modulilor de rezistenŃă proprii ai consumatorilor şi compararea cu valorile iniŃiale omoloage.
Pe baza cuplurilor de valori prelevate (debit – presiune diferenŃială în aval de diafragma) la branşamentele consumatorilor se stabilesc modulii de rezistenŃă - efectivi (consumator propriu-zis) conform relaŃiei:
buletin de inform
are
26
(1)
Pe baza cuplurilor de valori prelevate (debit – presiune diferenŃială în amonte de diafragmă) şi (debit – presiune diferenŃială în aval de diafragmă) la branşamentele consumatorilor se stabilesc modulii de rezistenŃă efectivi ai diafragmelor conform relaŃiilor:
(2)
Pe baza cuplurilor de valori nominale (debit – cădere de presiune în diafragmă) şi (debit - cădere de presiune în instalaŃia de încălzire propriu-zisă a consumatorului) la branşamentele consumatorilor se stabilesc modulii de rezistenŃă ai diafragmelor şi consumatorilor conform relaŃiilor:
(3)
2_
910296,1eCk
eCke
Ck G
pM
∆⋅⋅=
2_
9)( 10296,1 ;
eCk
eDke
DkeCk
ekCD
eDk G
pMppp
∆⋅⋅=∆−∆=∆ +
2_
92
_
9 10296,1 ;10296,1nCk
nCkn
CknCk
nDkn
Dk G
pM
G
pM
∆⋅⋅=
∆⋅⋅=
Fig.2.1
0.6
0.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1
1.05
1.1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
G/Go
Q/Q
r
te=-15 C
te=-10 C
te=-5 C
te=0 C
te=5 C
te=10 C
Fig.2.2
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
0 0.5 1 1.5 2
G/Go
ti-tio
[oC]
te=-15 C
te=-10 C
te=-5 C
te=0 C
te=5 C
te=10 C
În cazul în care nu se dispune de presiunea diferenŃială aferentă consumatorului propriu-zis se va utiliza diagrama din fig. 2.3 care oferă posibilitatea stabilirii directe a unei valori aproximative a modulului de rezistenŃă a consumatorului (MCk
n) în funcŃie de debitul de agent termic al acestuia. Se prezintă comparativ valorile modulilor de rezistenŃă propriu-zişi ai consumatorilor în varianta
efectivă de exploatare şi de proiectare; rezultă din comparaŃie gradul de colmatare al instalaŃiilor interioare de încălzire centrală ale consumatorilor.
Se prezintă comparativ valorile modulilor de rezistenŃă ai diafragmelor în varianta de exploatare efectivă şi în varianta nominală de proiect; rezultă gradul de afectare în timp al diafragmelor.
2.4 Stabilirea modulului de rezistenŃă global propriu al reŃelei şi compararea cu valoarea iniŃială omoloagă
Se stabileşte modulul de rezistenŃă al întregii reŃele cu consumatori în varianta de exploatare efectivă şi de proiect cu relaŃiile:
(4)
În cazul în care nu se dispune de presiunea diferenŃială aferentă reŃelei din calculul de proiectare se va utiliza diagrama din fig. 2.3 care oferă posibilitatea stabilirii directe a unei valori aproximative a modulului de rezistenŃă global al reŃelei (MR
g-n) în funcŃie de debitul de agent termic al acesteia. Se prezintă comparativ valorile modulilor de rezistenŃă hidraulică totală a reŃelei termice, în
varianta efectivă de exploatare şi de proiectare; rezultă din comparaŃie gradul de colmatare general existent în reŃeaua propriu-zisă şi în instalaŃiile interioare de încălzire centrală ale consumatorilor.
Se stabileşte o valoare medie a presiunii diferenŃiale la nivelul consumatorilor în condiŃii de exploatare efectivă şi în condiŃii nominale, utilizând relaŃiile:
(5) Se stabileşte valoarea efectivă aproximativă şi nominală aproximativă a modulului de rezistenŃă
propriu al reŃelei termice utilizând relaŃiile:
(6)
2_
92
_
9 10296,1 ;10296,1nR
ngRng
ReR
egReg
R G
pM
G
pM
−−
−− ∆
⋅⋅=∆
⋅⋅=
∑
∑
∑
∑
=
=
+
+
=
=
+
+
∆⋅
=∆
∆⋅
=∆n
knCk
n
k
nkCDnCk
nmCDn
keCk
n
k
ekCDeCk
emCD
G
pGp
G
pGp
1_
1)(_
)(
1_
1)(_
)( ;
( ) ( )2
_
)(92
_
)(9 10296,1 ;10296,1nR
nmCD
ngRnp
RETEA
eR
emCD
egRep
RETEA G
ppM
G
ppM +
−
−+
−
−∆−∆
⋅⋅=∆−∆
⋅⋅=
Fig.2.3
Mck = 2*1013*G
c-2,1355
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
5000 10000 15000 20000
G[l/h]
Mcons
[s2/m 5]
buletin de inform
are
27
buletin de inform
are
28
Se prezintă comparativ cele două valori, efectivă şi nominală ale modulilor de rezistenŃă proprii
reŃelei termice şi se apreciază gradul de colmatare a reŃelei.
3. Identificarea modulilor de rezistenŃă ai tronsoanelor reŃelei termice
Modulul de rezistenŃă este din punct de vedere fizic suma dintre modulul de rezistenŃă al diafragmei şi modulul de rezistenŃă al consumatorului propriu-zis.
Dat fiind faptul că de la un experiment la celălalt se modifică parŃial sau total diafragmele, aceşti moduli globali ai consumatorilor sunt şi ei diferiŃi între cele 2 experimente.
Se vor nota modulii de rezistenŃă globali ai consumatorilor în cele 2 experimentări cu: şi . 3.1 Stabilirea modulilor de rezistenŃă globali ai consumatorilor în cele 2 experimente:
(7) 3.2 Se identifică bifurcaŃiile cu tronsoane terminale şi pentru fiecare din ele se stabilesc modulii de rezistenŃă proprii acestor tronsoane
Se marchează superior cu * una din părŃile bifurcaŃiei şi se stabilesc modulii de rezistenŃă ai
tronsoanelor terminale urmărind etapele:
- calculul expresiilor B şi B*:
(8)
- calculul expresiilor ∆, ∆1 şi ∆2 .
(9)
(10) - calculul modulilor de rezistenŃă proprii ai celor 2 tronsoane ale bifurcaŃiei
(11) 3.3 Se stabilesc modulii de rezistenŃă echivalenŃi la intrarea (amonte) în aceste tronsoane în cele două variante experimentale:
(12) 3.4 Se stabilesc modulii de debit la intrarea (amonte) în aceste tronsoane în cele 2 variante experimentale:
(13)
3.5 Se stabilesc modulii de debit la ieşirea (aval) din tronsoanele "tată" ai bifurcaŃiilor formate din tronsoane terminale, în cele 2 variante experimentale:
KCM *
KCM
( ) ( )2*
*6*
26 10296.1 ;10296.1
CK
CKCK
CK
CKCK
G
pM
G
pM
∆⋅⋅=
∆⋅⋅=
( ) ( ) ( ) ( ) *2
2*2
*1
2*1
*2
221
21 ; CCCC MGMGBMGMGB ⋅+⋅−=⋅+⋅−=
( ) ( ) ( ) ( )2*2
21
22
2*1 GGGG ⋅−⋅=∆
( ) ( ) ( ) ( )2*1
21
*2
2*2
22
*1 ; GBGBGBGB ⋅−⋅=∆⋅−⋅=∆
∆∆=∆∆= 2211 ; TT MM
TKCKamonteEKTKCKamonteEK MMMMMM +=+= **__ ;
*_
*_
_
_
1 ;
1
amonteEK
amonteEK
amonteEK
amonteEKM
KvM
Kv ==
buletin de inform
are
29
(14)
3.6 Se stabilesc modulii de rezistenŃă la ieşirea (aval) din tronsoanele "tată" ai bifurcaŃiilor formate din tronsoane terminale.
(15)
Aceşti moduli de rezistenŃă joacă pentru tronsoanele "tată" rolul modulilor de rezistenŃă globali ai consumatorilor legaŃi la trosoanele terminale. Ş.a.m.d. se merge pe arborele reŃelei în „sus“ spre bază, trecând la bifurcaŃiile de rang superior care sunt bifurcaŃii cu ambele tronsoane de câmp sau un tronson de câmp şi un tronson terminal. În final se ajunge la tronsonul de bază al reŃelei unde determinarea modulului de rezistenŃă propriu al acestui tronson se face pe baza datelor dintr-un singur experiment urmând etapele: 3.7 Se stabileşte modulul de rezistenŃă echivalent al reŃelei:
(16)
3.8 Se stabileşte modulul de rezistenŃă propriu al tronsonului de bază:
(17)
Aici se încheie etapa de identificare a valorilor efective ale modulilor de rezistenŃă proprii ai tronsoanelor reŃelei. 4. Alegerea şi setarea noilor echipamente de echilibrare la branşamentele consumatorilor şi eventual a noii pompe la baza reŃelei.
Stabilirea noilor echipamente de echilibrare se face urmând acelaşi procedeu ca în cazul
dimensionării iniŃiale a reŃelei termice, baza fiind de această dată însă modulii de rezistenŃă proprii efectivi ai tronsoanelor; modulii de rezistenŃă efectivi ai consumatorilor propriu-zişi şi debitele nominale de agent termic care reprezintă condiŃia funcŃionării hidraulice normale a reŃelei termice. Astfel se urmează etapele:
4.1 Se stabilesc pierderile de sarcină pe fiecare tronson al reŃelei în condiŃiile menŃionate (valori efective ale modulilor de rezistenŃă proprie ai tronsoanelor şi consumatorilor şi valori nominale pentru debitele de agent termic); 4.2 Se stabilesc pierderile de sarcină pe fiecare traseu (între baza reŃelei termice şi consumator, inclusiv consumatorul propriu-zis), prin însumarea pierderilor de sarcină de pe tronsoanele înseriate componente; 4.3 Se identifică traseul cu pierderea de sarcină cea mai mare şi se consideră în avalul tronsonului terminal al acestui traseu o setare a echipamentului de echilibrare care să realizeze o pierdere de sarcină de cca. 2000…3000 Pa, stabilindu-se pierderea de sarcină totală pe acest traseu, pierdere care va trebui să fie realizată pe fiecare din celelalte trasee; 4.4 Pe fiecare traseu se stabilesc deficitele de pierderi de sarcină care trebuie acoperite de pierderile de sarcină în echipamentele de echilibrare alese;
4.5 Pe baza debitelor nominale la consumatori şi a pierderilor de sarcină în echipamentele de echilibrare noi, (stabilite în etapa anterioară), se determină setările ce trebuiesc efectuate la fiecare echipament de echilibrare in parte. LISTA DE NOTAłII
- valoarea nominală a debitului de agent termic la branşamentul consumatorului k, l/h;
- valoarea efectivă a debitului de agent termic la branşamentul consumatorului k, l/h;
- valoarea nominală a debitului de agent termic la baza reŃelei, l/h;
- valoarea efectivă a debitului de agent termic la baza reŃelei, l/h;
- valoarea nominală a presiunii diferenŃiale la branşamentul consumatorului k, în aval de diafragma de echilibrare, Pa;
- valoarea efectivă a presiunii diferenŃiale la branşamentul consumatorului k, în aval de diafragma de echilibrare, Pa;
- valoarea efectivă a căderii presiunii statice în diafragma consumatorului k, Pa;
- valoarea nominală a presiunii diferenŃiale la branşamentul consumatorului k, în amonte de diafragma de echilibrare, Pa;
- valoarea efectivă a presiunii diferenŃiale la branşamentul consumatorului k, în amonte de diafragma de echilibrare, Pa;
- valoarea nominală medie a presiunii diferenŃiale la branşamentele consumatorilor, în amonte de diafragmele de echilibrare, Pa;
- valoarea efectivă medie a presiunii diferenŃiale la branşamentele consumatorilor, în amonte de diafragmele de echilibrare, Pa;
- valoarea nominală a presiunii diferenŃiale la baza reŃelei termice, Pa;
- valoarea efectivă a presiunii diferenŃiale la baza reŃelei termice, Pa;
- valoarea nominală a modulului de rezistenŃă hidraulică al consumatorului k, s2/m5;
- valoarea efectivă a modulului de rezistenŃă hidraulică al consumatorului k, s2/m5;
- valoarea efectivă a modulului de rezistenŃă hidraulică a diafragmei consumatorului k, s2/m5;
- valoarea nominală a modulului de rezistenŃă global al reŃelei termice, s2/m5;
- valoarea efectivă a modulului de rezistenŃă global al reŃelei termice, s2/m5;
- valoarea nominală a modulului de rezistenŃă a reŃelei propriu-zise, s2/m5;
nCkG _
eCkG _
nRG _
eRG _
nCkp∆
eCkp∆
eDkp∆
nkCDp )( +∆
ekCDp )( +∆
nmCDp )( +∆
emCDp )( +∆
ngRp _∆
egRp _∆
nCkM
eCkM
eDkM
ngRM _
egRM _
npRETEAM _
publicitatepublicitatepublicitatepublicitate
publicitatepublicitatepublicitatepublicitate
STR. CAVAFII VECHI NR. 15, STR. CAVAFII VECHI NR. 15, STR. CAVAFII VECHI NR. 15, SECTOR 3, BUCUREŞTISECTOR 3, BUCUREŞTISECTOR 3, BUCUREŞTI TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala)TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala)TEL: 313.99.06; 314.76.00 (centrala) TELVERDE: 08008 72338TELVERDE: 08008 72338TELVERDE: 08008 72338 FAX: 312.30.18FAX: 312.30.18FAX: 312.30.18
![e - BULETIN SEMESTRIAL DE INFORMARE - muzeulteleorman.ro09] e-Buletin 1-2016.pdf · Bibliotecii Judeţene „Marin Preda”, împlinirea a 50 de ani de la înfiinţarea Muzeului Municipal](https://static.documente.net/doc/80x56/5e0d06efd26e4d5b6b5aec0b/e-buletin-semestrial-de-informare-09-e-buletin-1-2016pdf-bibliotecii-judeene.jpg)
