Cuprins
Introducere………………………………………………………………………… pag.3
CAPITOLUL I
Determinarea sarcinii termice de iarnă.......................................................................pag.3
1.1 Fluxul termic cedar prin transmisie.......................................................................pag.7
1.2 Coeficienții Ao și Ac ……………………………………………………….…..pag.8
1.3 Sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat prin neetanșeități....................pag.9
Capitolul II
Determinarea sarcinii de umiditate
2.1 Debite de umiditate degajată...............................................................................pag.12
2.2 Debite de umiditate preluate……………………………………………...……pag.13
Bibliografie…………………………………………………………………………pag.16
Introducere
O cameră de cămin este încălzită pentru perioada iarnă cu aer cald. Camera e amplasată
în zona mediană a clădirii și are următoarele dimensiuni.
Lungime (L)- 5,5 m
Lățime (l)- 4,2 m
Temperatura interioară a camerei (t)- 220C
Număr persoane (n)- 4
Înălțimea (h) geam- 1,3 m
Lățime (l) geam- 1,5 m
Înălțimea (h) ușă- 2,2 m
Lățime (l) ușă- 0,9 m
Capitolul I
Determinarea sacinii termice de iarnă
Pentru calculul sarcinii termice se utilizează relația (1), conform indicațiilor din stasurile
SR 1907 – 1/1997; SR 1907 – 2/1997:
Q = QT ( Ao+Ac100 )+Qi [W ] (1)
În care:
Q = necesarul de căldură exprimat în [W];
QT = fluxul termic cedat prin transmisie datorită diferenței de temperatură interior- exterior;
Qi = sarcina termică pentru încălzirea aerului pătruns prin neetanșeități și la deschiderea ușilor și
geamurilor;
2
Ao și Ac = indici
1.1 Fluxul termic cedat prin transmisie
Se calculează ca sumă a fluxurilor termice cedate prin fiecare element al construcției
( pereți, plafon, tavan, tâmplărie) cu relația.
QT = ∑i=1
p
Cmm Ati−teR}¿
¿ [W] (2)
În care:
Cm – coeficientul de corecție în funcție de densitatea elementelor de construcție:
- Pentru zidărie și pereți beton: Cm= 0,94
- Pentru tâmplărie: Cm= 1
m- coeficient de masivitate termiă:
- Pentru zidărie și beton; n= 1
- Pentru tâmplărie; m= 0,5
A – aria suprafeței frecării element al construcției m2 ;
ti- temperatura din interior;
te- temperatura din exterior - 180;
Pentru mediul extern 1907/1 – tabelul (8)
Pentru încăperile alăturate: te = ti - (2-50C)
Temperatura în camerele alăturate este de 2- 50 C.
R”- rezistența termică specifică corectată a elementelor de construcție.
Peretele exterior se consideră o structură ca în (Figura.1).
d1 și d2- grosimile stratului
3
Figura 1. – Perete exterior cu polistiren
Rezistența termică specifică se calculează cu formula:
R” = Rse + Rst gradm2/[W] (3)
În care:
Rse = rezistența specifică la propagare termică spre exterior, conform statusului STAS 6472/3-89;
Rse = 0,042 [gradm2/ w];
Rst = rezistența termică specifică la permeabilitatea termică se calculează cu relația:
Rst = d1
b1∗λ1 +
d 2b2 λ2
(4)
În care: D1 și D2 reprezintă grosimile straturilor (polistiren și zid);
D1- 0,05 m;
D2- 0,30 m;
b1 = 1,1 (coeficient de corecție termică);
b2 = 1,0;
1 = coeficient de conductibilitate termică = 0,04 w/mk;
2 = 0,80 [w/mk] (cărămidă);
4
Figura 2. - Prerete interior
Relația (3), devine:
Rse = 0,042
Rst = d2
b2∗λ 2 [ gradm2/w]
b2 = 1
= 0,80 [w/mk]
Pentru podea și tavan confecționate din beton armat cu grosimea de 0,2m. Relația (3)
devine:
Rse = 0,042
Rst = d3
b3∗λ3
d3 = 0,2 m
b3 = 1
3 = 2,03 [wmk
]
Pentru tâmplărie:
R” = 0,39 [gradm2/w]
5
QT = 0,941(Lhhglg) ti−(−18)
0,042+ 0,051,1 0,04
+ 0,31 0,8
=¿
QT = 0,941(5,5 2,8 1,3 1,5)
22−(−18)
0,042+ 0,051,1 0,04
+ 0,310,8
+2[0,94 1 (4,2 2,8 ) 22−20
0,042+ 0,310,8 ]+0,94 1 (4,2 2,8−2,2 0,9 ) 22−(−18)
0,042+ 0,31 1,8
+2[0,94 1 (5,5 4,2 ) 22−20
0,042+ 0,21 2,03 ]+1 0,5 (1,3 1,5 ) 22−(−18)
0,39+10,5 (2,2 0,9 ) 22−18
0,39=1249,268[W ]
QT = 1239,268 [W ]
1.2 Coeficienții Ao și Ac
Coeficienții Ao se numește adaos pentru orientare și se determină cu ajutorul tabelului 2
din SR 1907 -1/1997 * , pentru peretele exterior
(-2/1997 **)
cu orientarea cea mai nefavorabilă, peretele exterior este orientat spre S deci; Ao = -5
Orientare N E S V
Ao 5 0 -5 0
Tabel. 1 – Perete exterior cu orientarea cea mai favorabila
Coeficientul Ac, se numește coeficient pentru compensarea suprafețelor reci. Și se
calculează numai în cazul în care rezistența termică medie a încăperii Rm e mai mică de
10m2grad/w.
Rezistența termică a încăperii:
Rm = At (ti−te )Cm
QT¿ grad/w] (5)
AT- aria totală a încăperii;
AT = 2 (L h) + (l h) + (L l)
AT = 100,52 [m2]
6
Rm = 100,52 (22+18 )0,94
1249,268=3,025[m2
gradw ]
Valoarea lui Ac este obținută cu ajutorul (fig.3) din STAS - 1/1997; Ac = 6,5
Figura 3. – Adaosul de compensare a efectului suprafețelor reci.
1.3 Sarcina termică pentru încălzirea aerului infiltrat prin neetanșeități.
Se determină alegând valoarea maximă dintre 2 sarcini termice calculate.
Qi1 – reprezintă sarcina termică determinată în funcție de debitul de aer proaspăt impus de
condițiile de confort;
Qi2 – reprezintă sarcina termică determinată în funcție de viteza convențională a vântului;
Sarcina Qi1 se calculează cu relația:
Qi1 = [mAo Cm V Cp (ti - te) + Qg] (1+ Ac
100) [W] (6)
7
mAo = 0,22 10-3[m 3/sm 3
]; Cp = 917 [J/kgk]
mAo – debitul de aer proaspăt impus de limitele confortului fiziologic.
Qg = 0,36 Ag n (ti - te) Cm [W] (7)
V- volumul încăperii;
- densitate aer (1,26 kg/m3);
Cp – reprezintă căldura specifică la presiune constantă (917 J/kg k);
Qg – sarcina termică pentru încălzire aerului pătruns la deschiderea ușilor sau geamurilor;
Se calculează cu relația:
Qg = 0,36 Ag n (ti-te) Cm [W] (7)
n – numărul de deschideri într-o oră ( = 2 )
Ag – aria geamului
Qg = 0,36 (1,3 1,5) 2 (22+18) 1 = 56,16 [W]
Qi1 = [ 0,00022 0,94 64,68 1,26 917 (20+18)+56,16] (1+6,5100
) = 718,179 [W]
Pentru Qi2 se folosește relația: (8)
Qi2 = {Cm [E Σ i Lv 4 /3 ( ti−te ) ]+Og } (1 Ac100 ) [W] (8)
În care:
Cm = 0,94
E – fctorul de corecție în funcție de înălțimea clădirii; E = 1
i – coeficientul de infiltrare a aerului prin rosturile ferestrei, valoarea se alege din tabelul 5, din
STAS - 1/1997
8
Tabel 2. – Coeficienți de infiltrație
i = 0,0864
L – lungimea rosturilor de la ferestră.
L = 2 Lg+3 hg (m) (9)
L = 2 1,5+3 1,3= 6,9 (m)
v – viteza convețională a vântului funcție de zona eolică a țării (fig. 4)
v = 8,55
Tabel 3. – Viteza convențională a vântului.
Qi2 = {0,94∗[1∗0,0864∗6,9∗8,55∗¿(22−(−18 ))]+56,16 }*(1+ 6,5100 ) [W]
9
Qi2 = 264,606 [W]
Qi se alege ca valoarea maximă dintre Qi1 și Qi2 deci Qi = 718,179 [W]
Figura 4. – Zonarea eoliana a României
Numărul de căldură se calculează cu relația:
Q = QT*(1+ Ac+Ao100 )+Qi [W] (10)
Q = 1249,268*(1+ 6,5+(−5)100 )+ 718,179 [W]
Q = 1986,186 [W]
Capitolul II
Determinarea sarcinii de umiditate
Sarcina de umiditate totală din încăpere se calculează cu relația.
Gv = Gd-Gp [kg/h] (11)
10
În care:
Gd – debit de umiditate degajată;
Gp – debit de umiditate preluată;
2.1 Debite de umiditate degajată
Se consideră că degajarea de umiditate în încăpere se datorează doar prezenței oamenilor;
și se calculează cu relația.
Gd = Gom = n gom [kg/h] (12)
În care:
n = numărul persoanelor aflate în încăpere;
gom = degajarea de umiditate a unei persoane (fig. 5), din STAS - 1/1997;
gom = 95 [g/h];
gom = 0,095 [kg/h];
Gd = 4 0,095 [kg/h];
Gd = 0,38 [kg/h];
Figura 5. – Degajările de căldură și umiditate ale oamenilor.
11
1- stare de repaus; 2- muncă ușoară; 3- muncă medie; 4- muncă grea.
2.2 Debite de umiditate preluate
Se neglijează procesul de absorbție a vaporilor de apă și procesele de condensare a acestor
vapori, astfel încât Gp = 0 deci Gv = Gd =0,38 [kg/h]
Parametri aerului infiltrat. Se utilizează diagrama entalpie titlu de vapori (i-x), conform etapelor
descrise în figura 6.
Figura 6. – Diagrama entalpie – titlu de vapori
Temperatura ti (oC) 18 19 20 21 22
Umiditatea i (%) 54 56 60 62 64
Tabelul 4. – Parametri aerului infiltrat.
Conform (fig. 6), urmărim etapele:
1. Se determină punctul I, ce caracterizează condițiile existente în interiorul încăperii,
cunoscând (ti) și umiditatea relativă (i) din (fig. 6).
2. Se calculează coeficient de termodinamică cu relația:
= QGv
[Kj/Kg ] (13)
12
3. Prin punctul I, se trasează o paralelă, la dreapta corespunzătoare de pe casetă diagramei
coeficientului calculat .
4. Punctul C, care caracterizează parametri aerului refulat de instalația de climatizare se
determină la intersecția dintre paralela trasată prin punctul I și dreapta corespunzătoare
temperaturii tc a aerului refulat determinat cu telația:
tc = ti + (6 ÷ 10) [oC] (14)
5. Debitul de aer necesar încălzirii se calculează cu relația:
L = Qi
[Kg/h] (15)
i = 50
= 1986,186[w ]
0,38 = 5226,805 [W] ; =18.816,498 [k/kg]
Q = 1968,186 [W]
tc = ti + 8 tc = 22+8 = 30 [oC]
i = ic- ii
C = 60
i = 60-50 =10 [Kj/Kg]
L = 1986,186[w ]
10[ KjKg
] = 715,026 [Kg/h]
13
Bibliografie
1. Badea A. ş.a., 1986 - Manualul inginerului termotehnician (vol. 2). Edit.
Tehnică, Bucureşti
*** - SR 1907-1/1997 – Instalaţii de încălzire. Necesarul de căldură de
calcul.Prescripţii de calcul.
*** - SR 1907-2/1997 – Instalaţii de încălzire. Necesarul de căldură de calcul.
Temperaturi interioare convenţionale de calcul.
*** - STAS 6472/3-89 – Calculul termotehnic al elementelor de construcţie ale
clădirilor.
*** - STAS 6648/1-82 – Calculul aporturilor de căldură din exterior.
14