_dimens unei retele de distributie_23feb2009

10
SINTEZA DIMENSIONARII UNEI RETELE (INSTALATII) Aceasta sistematizare are scopul de a familiariza absolventii cu metodologia tehnicist pragmatica de solutionare a dimensionarii/proiectarii Retelelor in ansamblul (functionarii) lor. Motto: Odata ce se identifica citeva criterii care pot jalona cerintele, se trece la alegerea initial informala a doua tipodimensiuni diferite pentru pachetul de elemente constitutive [ex. debit(apa menaj)__conducta__pompa], si apoi verificinduse d.p.d.v. al raportului costurilor per <<Investitie__Consum energetic>>, se “cade”(iterativ) pe o a treia tipodimensiune a pachetului de componente –care va fi si cel mai probabil solutia asteptata /”optima ”. Altfel spus, prezenta expunere subliniaza modul in care definirea unei solutii, porneste pragmatic de la o modalitate recunoscuta a “cautarii” iterative a solutiei, pornindu-se de la un prim set de valori atribuite necunoscutelor. In loc sa se caute prin carti normative si formule de calcul –este mult mai sanatos ca de la bun inceput sa se incerce intelegerea ratiunii problematicii, pornindu-se cu o analiza decurgind din alegerea initial informala a 2 tipodimensiuni pt. pachetul de echipamentele “constitutive” ale ansamblului. Trebuie sa ne dotam cu Nomogramele caracteristicii de produs, nomograme in care este oglindita comportarea fizica reala a componentelor constitutive. “Insotind” o astfel de caracteristica de produs (“best fit”-ata), cu o forma restrinsa/tintita a unei Ec. fundamentale (n.b. ec.conservarii energiei ex. Pfl =p*V), se porneste la drum cu doua seturi de tip “Guess values” atribuite tandemului/pachetului constitutiv, si in final printr-o verificare bazata pe un criteriu de performanta <<Investitie__Consum energetic>>, se va ajunge la un al treilea set al tipodimensiunilor componentelor instalatiei. Fig.1 Nomograma de corelatie a parametilor curgerii printr-un produs – Ex: Teava. Fig.2 Nomograma de corelatie a parametilor curgerii printr-un produs (echipament ) - Ex: “Pompa”

Upload: delia-si-gabi-berende

Post on 04-Jul-2015

85 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: _Dimens Unei Retele de Distributie_23feb2009

SINTEZA DIMENSIONARII UNEI RETELE (INSTALATII)

Aceasta sistematizare are scopul de a familiariza absolventii cu metodologia tehnicist pragmatica de solutionare a dimensionarii/proiectarii Retelelor in ansamblul (functionarii) lor.

Motto: Odata ce se identifica citeva criterii care pot jalona cerintele, se trece la alegerea initial informala a doua tipodimensiuni diferite pentru pachetul de elemente constitutive [ex. debit(apa menaj)__conducta__pompa], si apoi verificinduse d.p.d.v. al raportului costurilor per <<Investitie__Consum energetic>>, se “cade”(iterativ) pe o a treia tipodimensiune a pachetului de componente –care va fi si cel mai probabil solutia asteptata /”optima ”.

Altfel spus, prezenta expunere subliniaza modul in care definirea unei solutii, porneste pragmatic de la o modalitate recunoscuta a “cautarii” iterative a solutiei, pornindu-se de la un prim set de valori atribuite necunoscutelor. In loc sa se caute prin carti normative si formule de calcul –este mult mai sanatos ca de la bun inceput sa se incerce intelegerea ratiunii problematicii, pornindu-se cu o analiza decurgind din alegerea initial informala a 2 tipodimensiuni pt. pachetul de echipamentele “constitutive” ale ansamblului.

Trebuie sa ne dotam cu Nomogramele caracteristicii de produs, nomograme in care este oglindita comportarea fizica reala a componentelor constitutive. “Insotind” o astfel de caracteristica de produs (“best fit”-ata), cu o forma restrinsa/tintita a unei Ec. fundamentale (n.b. ec.conservarii energiei ex. Pfl =p*V), se porneste la drum cu doua seturi de tip “Guess values” atribuite tandemului/pachetului constitutiv, si in final printr-o verificare bazata pe un criteriu de performanta <<Investitie__Consum energetic>>, se va ajunge la un al treilea set al tipodimensiunilor componentelor instalatiei.Fig.1 Nomograma de corelatie a parametilor curgerii printr-un produs – Ex: Teava.

Fig.2 Nomograma de corelatie a parametilor curgerii printr-un produs (echipament ) - Ex: “Pompa”

Page 2: _Dimens Unei Retele de Distributie_23feb2009

DIMENSIONAREA RETELELOR DE ALIMENTARE

“…criterii care pot jalona cerintele”: O dimensionare corecta presupune satisfacerea neconditionata stabila a unui nivel de consum per fiecare gospodarie. Acest nivel este cuantificat/indexat univoc per gospodarie, si este in legatura cu standardul de civilizatie -istoriceste asumat de Primarie. Astfel, in zilele de astazi anii 2000 intr-un oras ca si Clujul :

-Distrib. Electrica /familie se impune satisfacerea unei Simultaneitati foarte probabile a functionarii rezistentei de incalzire din masina de spalat(~2kW), cu functioarea cuptorului cu microunde(~1kW), a televizorului(~0,3kW), a calculatorului(~0,3kW), a trei becuri(de cite 100W), si respectiv a combinei frigorifice (~100W). Toate acestea putind fi la un moment dat in simultaneitate, inseamna un consum de ~4kW/gospodarie. Aceasta cerinta de nivel “Cluj2000” se jaloneaza/limiteaza prin dimensiunea “protectiei/litei” din contorul de consum al gospodariei, in termenii tandemului <<Curent 20A___220Volti>>.

-Distrib. Gaz metan/ familie se impune satisfacerea unui debit minimal pentru dusul din baie =o curgere de apa fierbinte de ~0.2kg/sec. la 40grd. -ceea ce din punct de vedere energetic ar insemna asigurarea unui flux de caldura de 0,2kg/sec*4,186J/kggrd*(40-10)oC =~24kW. Un astfel de flux de energie poate fi asigurat prin cele mai raspindite centrale termice de astazi functionind (chiar si intr-o simultaneitate cu aragazul). Aceasta cerinta de nivel “Cluj2000” se indexeaza/limiteaza prin intermediul “regulatorului de gaz” in termenii tandemului <<Debit 2,6m3CH4/ora___la Presiunea 0.02bar>> (presiune ceruta de functionarea corecta a arzatoarelor standardizate pt. centrale de 24kW).

-Distrib. Apa/ familie se impune satisfacerea unui debit minimal de dus la baie =o curgere de apa de ~0.2kg/sec (deoarece 0,2kg/sec*4,186J/kggrd*(40-10)oC =~24kW), si la o presiune de min.0,7bar -presiune impusa atit din cerinta de a putea face un dus sub jet uniform distribuit, cit si din conditia ca pompa circuitului din centrala termica sa functioneze corect. Aceasta cerinta de nivel “Cluj2000” se jaloneaza/limiteaza prin intermediul unui regulator/limitator de presiune (un fel de ventil restrictional). Spre exemplu la 0,7bar pentru dus, se va adauga spre ex. 0,8bar pentru o inaltime de 8m –corespunzatoare unei case cu trei nivele, (pres. care ar reprezenta orientativ necesitatea de a duce acest debit pina la ultimul etaj), plus aprox 0,08bar –care ar reprezenta pierderea de pres. (vezi Nomograma de corelatie din Fig.1) aferenta curgerii debitului de 0,2kg/sec printr-o teava de 25mm avind 100m de la poarta pina la imobil. In total 0,7bar+0,8bar+0,08bar=~1,6bar. Aceasta jalonarea se inscrie univoc in termenii tandemului <<Debit 0,2kg/sec___la Pesiunea de 1,6bar>>.

Obs.: Este de neacceptat ca d.p.d.v. contractual precizarea consumului in termenii tandemul distributiei (un <<Debit de …___la un Nivel/presiune de …>>), sa fie ocolita printr-o precizare contractuala incompleta, in care s-ar preciza doar una dintre valorile acestui tandem. Chiar si din punctul de vedere al Administratiei locale -administratorul retelei trebuie sa aiba reteaua jalonata prin limitatoare prevazute per gospodarie (familie), nu numai pentru ca ulterior sa se poata evita nerespectarea standardului contractual pe fiecare consumator, ci si pentru solutionarea optima (d.p.d.v. al Raportului cost investitie/recuperare) a oricarei solicitari ulterioare de extindere.

DIMENSIONAREA UNEI RETELE DE ALIMENTARE CU APA

Raportul cost investitie/recuperare se apreciaza printr-o analiza comparata a costului suplimentarii pe partea de consum(electric) la pompare, visavis de inlocuirea sau suplimentarea de conducta de retea. Astfel, cuplind informatia din Nomogramelor de corelatie a curgeri [ P otential, D iametru, D ebit, P ierdere de presiune] cu lungimea traseului, se poate vedea daca suplimentarea se mai poate incadra in Panta de variatie liniara a sarcinii -acceptabila d.p.d.v. al unui consum domestic. Daca Da, atunci mai trebuie apreciat daca suplimentarea poate fi asigurata la modul curent sau numai la restrictii de ora cu hidrofor. Daca Nu -atunci se impune o suplimentarea a conductei.

Puterea fluidica (Pfl) de vehiculare este produsul dintre Debitul volumic si Pierderea de presiune insumata pa traseu, iar pentru puterea electrica (Pel) de vehiculare se va tine cont de un randament foarte probabil de 80% -putere care insa trebuie suplimentata cu un surplus care sa acopere un consum consistent legat de dinamica aspectului inertial al dizlocarii intregii mase de fluid in curgere. Pentru evitarea unei astfel de supradimensionari a statiilor de pompare, acestea sint prevazute cu rezervoare tampon de acumulare in care se stocheaza (“pe inaltime”) o cantitate semnificativa de apa. Prin interpunerea pe traseul distributiei a acestor rezevoare tampon, se asigura o stabilizare a asigurarii

Page 3: _Dimens Unei Retele de Distributie_23feb2009

componentei inertiale/dinamice a regimului de curgere.Concret, sa analizam distributia de apa reativ la o gospodarie. In situatia alegerii unei tevi de 25mm (justificata si d.p.d.v. al rezistentei la manipulare) sintem pe o

corelatie “Debit_Diametru_Pierdere de pres.” [0,2kg/s_25mm_80Pa/m -vezi Nomograma de corelatie]. Aceasta pierdere de 80Pa (0,0008bar sau 0,8mm H2O) per metru liniar de conducta pentru 100 de metri liniari ar fi 100m*80Pa = 8000Pa (0,08bar), ceea ce ar insemna ca la o casa cu trei nivele (~8m) un necesar/potential de presiune la poarta de 0,08bar+0,8bar+0,7bar =~1,6bar -ATENTIE- in contextul celor prezentate s-ar impune contractual un nivel de pres. de 1,6bar in simultaneitate cu o curgere de 0,2kg/sec.

Echivalentul acestui consum pe partea de actionare electrica a pomparii ar fi Pel = [[100m*80Pa]*[0,2kg/sec/1000kg/m3]]/0,8 ~2W / alimentare apa per gospodarie

-ceea ce este cit se poate de acceptabil d.p.d.v. al prestigiului “Cluj’2000”. Acceptarea consemnarii contractuale numai prin mentionarea valoarii presiunii (fie ea oricit de mare) poate induce confuzii si inconveniente nedorite atit pe partea de confort/consumator (un dus cu temperatura fluctuanta), cit si pe partea de acuratete a evaluarii administrative -la momentul aparitiei unei solicitari ulterioae de extindere cu ceva mai consistenta.

Obs: Daca s-ar fi optat initial/informal pentru o conducta de doua ori mai subtire -de 12,5mm (care d.p.d.v. al rezistentei la manipulare ar fi inacceptabila), atunci am fi fost trimisi la o corelatie “Debit_Diametru_Pierdere de pres.” [0,2kg/s_12,5mm_2000Pa/m -vezi Nomograma de corelatie]. Aceasta pierdere de 2000Pa (0,02bar sau 20mm H2O) per metru liniar de conducta pentru 100 de metri liniari ar fi 100*2000Pa=2*10e5Pa (2bar), ceea ce ar insemna ca la o casa cu trei nivele (~8m) un necesar/potential de presiune la poarta de 2bar+0,8bar+0,7bar = 3,5bar inr-o simultaneitate cu o curgere de 0,2kg/s. Echivalentul acestui consum pe partea de actionare electrica a pomparii ar fi

Pel= [[100*2000Pa]*[0,2kg/sec/1000kg/m3]] /0,8 ~50W / alimentare apa per gospodarie. Aceast necesar de putere este de neacceptat din punctul de vedere al consumului electric pt. distributia de utilitati domestice, si se poate evita prin selectarea unei tevi de sectiune mai mare (ex: 20mm sau 25mm).

Obs. –sa observam ca o tentativa de economisire la jumatate pe sectiunea teavii –ar determina o crestere de aproape 25 de ori mai mare pe partea de consum electroenergetic de pompare.

Obs. –sa observam ca asigurarea unui debit de apa constant de 40oC, in contextul inducerii unor presiuni fluctuante –determina o manipulare problematica a robinetului dusului.

Concluzie generala: in situatia in care am fi pusi sa dimensionam de la bun inceput o retea stradala, odata ce s-a facut o estimare a consumului (ex. 0,2kg/s/familie la un cumul aferent simultaneitatii de seara ora 8p.m.), moment critic/maxim pentru consumul domestic, se poate opta initial/informal pentru doua diametre diferite de conducta pe fiecare tronson –urmind ca mai apoi sa se verifice cu Nomograma de corelatie –pentru a nu se ajunge dincolo de asa-zisa Panta de variatie liniara a sarcinii =adica “prea departe” de o combinatia “sectiune conucta_debit” care, ar trebui d.p.d.v. al pierderii de presiune foarte probabile sa se situeze sub limita maxim acceptabila domestic -sa zicem in jurul a 300Pa/m liniar.

Obs: -tentativa de a se raspunde beneficiarilor printr-o eludare a precizarii contractuale a ambilor parametri <<Debit de ....__la Presiunea de…>>, singura cale prin care se poate asigura in mod univoci un confort neconditionat stabil minim insusit la nivelul (Cluj’2000). Cu atit mai mult cu cit –spre exemplu- la un moment data s-ar putea solicita o extindere iesita din scara (ex. aparitia unei Pensiuni cu un semnificativ risc de exces la simultaneitate). O dimensionare corecta a bazinului / hiroforului Pensiunii ar putea fi insotita si de o restrictionarea a umplerii lui –numai intre orele 3 si 5 dimineata.

DIMENSIONAREA UNEI RETELE (INSTALATII) DE TERMOFICARE

este similara cu aceea a dimensionarii unei retele de alimentare, cu deosebirea ca de data aceasta circuitul de vehiculare a agentului este in bucla inchisa, si atunci pierderea de presiune se evalueaza prin simpla insumare a pierderi pe “orizontala” a tuturor lungimilor, la care se adauga o echivalare a pierderilor pe coturi si reductii cu caderi de presiune echivalate in aprox.1m pina la 4m liniari per fiecare cot/reductie –in functie de viteza care poate fi mai mica sau mai mare.

Debitul este impus prin insumarea Puterii termice Q[w] care trebuie asigurata (N.b. -un confort de 20oC__visavi de un extrem de -25oC) tuturor spatiilor, si apoi impartirea acestei Puteri termice Q[w} la 4186J/kg*grd si la o diferenta de temp. tur-retur de max.20oC. Aceasta diferenta de 20oC este recunoscut ca fiind acceptabila d.p.d.v. al unui consum rational pe pompa –in limitele unui nivel asa-zis “domestic”.

Pe de alta parte, puterea de vehiculare a debitului agentului termic va trebui si ea suplimentata, pe considerentul dislocarii intregii cantitati de apa din circuit, a accelerarii raspunsului dinamic la comanda

Page 4: _Dimens Unei Retele de Distributie_23feb2009

“run”. Puterea reiesita din calcul va trebui a fi supradimensionata de la 2 pina la 10 ori, in functie de cantitatea de apa mai mica sau mai mare din circuitul inchis.

Spre ex.la o vila pe trei nivele (cu inaltimea totala de ~8m) si cu un contur perimetral de aprox. 10m pe 10m,

care defineste suprafata de separatie int.20oC_ext.-25oC, puterea termica care ar trebui sa poata fi asigurata (in cea mai critica situatie cind afara pot fi -25oC), ar fi de Q =[20-(-25)]*[4*10m*8m + 10m*10m]*k [W] , unde k[W/m2grd] este un coeficient echivalent de transfer termic,

coeficient care poate fi suficient de bine clasificat in trei mari categorii de izolatii a constructiilor: k=0,5 pentru constructii de tip hale (~izoterme), k=1 pentru case f.bine izolate si cu pina in 30% supraf.vitrata, sau k=2 pentru constructii foarte prost izolate sau cu arhitectonica neconventionala –peste 50% vitrare si spatii deschise pe doua nivele.

Deci pentru niste spatii avind tipodimensiuni apropiate de cele mentionate mai sus, puterea termica care ar trebui asigurata, este f.usor aproximabila cu una din cele trei clase de izolatie a constructiei:

Q =(45*420)*0,5 ~10kW, sauQ =(45*420)*1 ~19kW, sauQ =(45*420)*2 ~38kW. ATENTIE: -Nu trebuie sa fim prea scrupulosi in aprecierea suprafetelor (a coeficientului global de transfer termic, a expunerii, si respectiv a gradului de vitrare), avind in vedere ca marimea centralei termice care se va alege va trebui sa fie intr-o tipodimensiune imediat superioara.

Nota: Singura cale de cistigare definitiva a increderii in privinta dobindirii unui grad acceptabil de expertiza in evaluarea globala a incadrarii constructiei in una din cele trei clase generice a gradului de izolatie (F.bine izolata k=0,5W/m*grd, Bine izolata k=1W/m*grd, sau Prost izolata k=2W/m*grd), se recomanda citirea simultana a contoarelor de gaz din 24 in 24 de ore pe parcursul unei luni de iarna friguroasa. –pentru diteva tipuri de constructii cu destinatii diferite. Aceste citiri –prin inmultirea cantitatii de gaz [m3/24 de ore] cu puterea calorica a gazului (~36*103kJ/m3CH4) si impartirea la 24*3600sec, se afla puterea termica Q[kW] la care centrala a facut fata visavis de diferenta de temperatura [20oC-(-?grade exterior]. Daca se imparte aceasta putere la Suprafata exterioara estimata a cladirii, se “cade” peste o valore a coekicientului global de transfer termic k –foarte sugestiva din prisma caegorisirii cladirii in una din cele trei grupe generice.

Spre exemplificare, o dimensionare a unei distributii de putere termica de 38kW bazata pe o diferenta tur_retur de 20oC, ar putea fi asigurata prin vehicularea unui debit de agent termic de 38kW / (4kJ/kggrd * 20grd) =0,48kg/sec. Dar, intr-o astfel de situautie –fie se opteaza pentru o centrala de 50kW, fie si mai bine (si in siguranta sporita) pentru o “in-cascadare” cu doua centrale de cite 24kW.

Acest debit implica o putere fluidica de antrenare care depinde de teava aleasa si de modul in care se concepe distributia pa calorifere. Sa presupunem ca se alege informal mai intii o singura centrala de 50kW, si o distributie pe teava de15mm prin cite o bucla de aprox.60m per fiecare nivel, la un debit uniform repartizat (de 0,16kg/sec) per nivel.

Fig.3 Schita orientativa a constructiei

2,5

2,5

2,5

5 5

5

5

Page 5: _Dimens Unei Retele de Distributie_23feb2009

Astfel-daca s-ar opta initial pentru teava de 15mm, conform Nomogramei de Corelatie din Fig.1 se

observa ca debitul de 0.16kg/sec prin aceasta teava induce o pierdere de presiune de 600Pa/m. Fiecare cot/reductie ar putea fi substituit cu echivalentul unei pierderi de presiune pe un tronson echivalat de aprox. 4m liniari de teava –la aceste viteze relativ mari. Deci pierderea insumata de presiune pe toata lungimea de teava si cite 12 reductii per etaj, este [(60m+12*3m)+(60m+12*3m)+(60m+12*3m)]*600Pa/m =~1,8*105Pa sau 1,8bar sau 18mH2O, astfel ca puterea pt antrenare ar fi Pfl = 1,8*105Pa*[0,48kg/sec /1000kg/m3] =~100W . -daca s-ar opta pentru teava de 20mm, conform Nomogramei de Corelatie din Fig.1 se observa ca debitul de 0.16kg/sec prin aceasta teava induce o pierdere de presiune de 150Pa/m. Fiecare cot/reductie ar putea fi substituit cu echivalentul unei pierderi de presiune pe un tronson echivalat de aprox. 1m liniar de teava –la aceste viteze relativ mici. Deci pierderea insumata de presiune pe toata lungimea de teava si cite 12 reductii per etaj, este [(60m+12*1m)+(60m+12*1m)+(60m+12*1m)]*150Pa/m =~0,33*105Pa sau 0,33bar sau 3,3mH2O, astfel ca puterea pt antrenare ar fi Pfl = 0,33*105Pa*[0,48kg/sec /1000kg/m3] =~16W

Concluzie –teava potrivita pentru acest proiect, va fi accea cu diametrul de 20mm.ATENTIE: Avind in vedere cantiatea relativ mare de apa care trebuie dislocata in cit mai scurt timp,

este indicat sa ne gindim la o putere electrica de antrenare de 2_10 ori mai mare, astfel ca ne vom astepta ca o centrala de 50kw sa fie dotata cu o pompa avind Pel=8*16W/0,8 ~160W

Observatie: Prin tronsonul care ridica agentul la etaj trebuie sa treaca un debit de 0,48 - 0,16 =0,32kg/sec ceea ce printr-o teava de 15mm atunci (conform Nomogramei din Fig.1) ar insemna o pierdere de pres. de 2000Pa/m –pierdere care pe traseul celor 2*5m induce o pierdere de pres de 0,2 bar (adica 2m coloana de apa), Adica aproape la fel de mult pe cit de mare este pierderea de presiune pe toata reteaua. Acest lucru este inacceptabil si ca atare aceast tronson de teava de ridicare la etaj, va trebui sa se faca cu teava de 20mm ceea ce ar induce o pierdere de presiune acceptabila de 400Pa/m (adica 2*5m*400Pa/m =4000Pa/m sau 0,04bar sau 0,4m -ceea ce este in vecinatatea maxim rezonabila a consumului domestic.

Totalul pierderii de presiune se situeaza undeva in jurul a 3,7m coloana de apa pentru debitul de 0,48kg/sec, ceea ce analizind Nomogramele Pompelor (Fig.2) poate fi asigurat la limita acceptabilului cu o pompa Grundfoss UPS 25-40, sau cu doua pompe tip UPS 25-20 amplaste una pe tur si a II-a pe retur. Concluzie: vehicularea debitului de 0,48kg/sec necesar pentru a “duce” 38kW intr-o diferenta de 20oC se poate face printr-o retea de tava de 20mm, implicind o pierdere totala de 3,7m la un consum de 160W.

Consideratii legate de Controlul adaptiv: Corelatia <<Temperatura 20oC in spatiu de locuit___Confort___Economie>>, sau <<Controlul adaptiv jalonat “prozaic” cu atributele locatiei si cele ale sensibilitatii starii fiziologice >>.

Trebuie subliniat ca in conditiile de civilizatie moderna –omul in mediul de confort al locuintei, devine un termometru

extrem de sensibil in plaja 20+ -1oC, de aceea trebuie facuta distinctie intre referinta ca temperatura si respectiv aceea de confort.

Prima observatie pe care trebuie sa o intelgem este ca factura nu depinde de intentia de a mentine in interior constant 19oC sau 21oC, deoarece aportul diferentei de doua grade in diferenta Tint-Text: [19-(-10)]oC visavis de [21-(-10)]oC, este cu totul neglijabila.-sub 3%. Aceasta constatare lamureste orice disputa pe tema comparatiei consumului intre o setare fixa pe 21oC sau 19oC –Nici o diferenta !!! –cu atit mai mult cu cit afara este mai frig. Obs- diferenta ar fi cu atit mai mare, cu cit afara ar fi mai cald -ex. daca afara ar fi +10oC, atunci cele 2 grade diferenta (intre optiunea in interior 19oC sau optiunea 21oC) ar reprezenta o diferenta semnificativa de ~20% pe partea de consum.

Iata de ce Diferenta substantiala de consum, provine din modul in care mentinerea temperaturii de ~20oC se <<controleaza>>. Aceasta observatie de natura economica, corelata cu constatarea cresterii sensibilitatii umane in jurul starii de echilibru domestic iarna (–in casa 20oC), trebuie sa ne faca sa ne gindim la fapul ca propagarea caldurii are un profund aspect de propagare sub forma de unda. Astfel structura peretelui despartitor intre interior si exterior, este supus unei solicitari (de “extractie”) cu o manifestare pe o perioada diurna (noapte -10oC___zi -2oC), iar pe de cealalta parte asupra structurii peretelui avem o incidenta a fluxului de caldura provenind de la Corpul radiant (Centrala), sursa care se manifesta ca o unda de o frecventa mult mai mare.

Tratarea optima a efectului rezulat, ca urmare a juxtapunerii acestor “surse” sub forma undelor incidente, se face cu descompunerea in SeriiFourier, si are ca rezultat depistarea unui otim al comutarii termostatului de ambient –in asa fel incit consumul de energie in jurul unei stari echilibrate de confort, sa se reduca cu un maxim posibil. Nota: Aceasta economisire nu poate depasi un 30% avind in vedere ca “totul se joaca” /se combina in jurul unei stari de echilibriu la ~20oC.

Practic -spre simplicitate, iata o expunere a citorva dintre reperele practice cele mai semnificative, care ar trebui avute in vedere in scopul obtinerii unei reduceri de pina la ~30% din consum.

O corelare adecvata a activarii-dezactivarii alternante a sursei(centralei), NU trebuie sa ne duca “acrunce” pina sub 15oC___deoarece sub aceasta limita am intra in plaja de dezastru –recunoscut ca si o “casa neincalzita”. Din asfel de situatii, reabilitarea starii normale de confort, va implica intotdeauana un consum mult mai mare.

O alternanta a presetaii activarii sursei (pentru perioadele de ~12 ore cind persoanele lipsesc), care ne-ar duce pina la nivelul rezonabil al ~17oC (in functie si de incarcarea din camera), asigura intradevar o incalzire mai economicoasa –cu pina in max.30%, daca nu se accepta o depreciere a starii de confort sub nivelul de tip “pereti reci”.

Page 6: _Dimens Unei Retele de Distributie_23feb2009

Deci, ATENTIE Supradimensionarea de aproape doua_trei ori a sursei(centralei) NU trebuie inteleasa ca fiind cauzata de luarea unei decizii asiguratoare (provenite din incertitudinea calculului de evaluare a necesarului), ci din dorinta de a putea folosi centarala in regim mai economicos –adica prin alternarea setarii pe o temperatura inferioara iar apoi revenirea pentru o reabilitare “urgenta” a starii de confort. ATENTIE –in momentul in care vrem sa refacem starea de confort corespunzatoare temp. de 20oC, va trebui sa mutam referinta doar pe o pozitie intermediara (ex.18oC) deoarece sursa porneste cu toata capacitatea si daca nu se opreste “din timp” –va depasi echilibrul. Pe de cealalta parte –supradimensionarea centralei/sursei implica (pentru conformitate) o decizie similara si pt. cazul corpurilor radiante: adica sa presetam o temperatura a agentului la 80oC, si tototdata sa supradimensionam de 2 pina la 3 ori dimensiunea geometrica a caloriferelor.

ATENTIE: -o intentie de a schimba echilibrul global a temperaturii casei de la un nivel formal situat imediat sub 20oC, la un nivel global cu 2 grade mai ridicat (adica 22oC) –ar duce de asemenea la un consum exagerat in primele 24 de ore pina cind acest nou prag al referintei /echilibrului ar fi pe delin atins, dupa care diferenta de consum ar rezulta tot din modul in care se controleaza noua referinta (22oC).

In concluzie, pentru n consum optim se poate merge pe varianta “<<Imi etse frig>> –rotesc termostatul cu doar atita cit este necesar sa pornasca centarala___<<Imi este cald> –rotesc inapoi termostatul dar nu sub 17oC”.

Pe de alta parte echilibrarea si setarea discretionara a confortului (diferit de la o incapere la alta) necesita un control dinamic care se

poate ineplini numai prin intermediul robinetilor cu reglaj automat prin “cap termostatat”. Se evita astfel disputa legata de deschiderea geamurilor –ceea ce se intimpla cel mai des in institutii de stat.

Obs. Mentinerea unui confort sporit, adica mentinerea “cit mai constanta” a referintei la un 20oC cu +- 0,5oC este posibila doar cu setarea centralei pe regim de termoficare cu agentul setat pe 40oC, adica functionarea la jumatate sau cu o treime mai putin din cita putere termica ar putea duce caloriferele [vezi diferenta (40-20)oC visavis de (80-20)oC].

Obs: Din punct de vedere al confortului, optiunea pentru o incalzire a spatiilor de locuit prin pardoseala –ofera intotdeauna un grad sporit de confort. Prin pardoseala temperatura agentului nu poate depasi 50oC –ceea ce este mai aproape de mentinerea constanta a regimului de confort maxim in limitele unei tolerante de +-0,5oC.

In generalDimensionarea / alegerea componentelor oricarei retele care “leaga” un ciclu termotehnic, se poate

urmari printr-o analiza bazata pe formalismul acordarii specifice de tip “Punte Weathstone” (propusa in detaliu sub format .ppt), reglare care vizeaza satisfacerea concomitenta a Ec.Cons. energiei si respectiv a Caracteristicii de produs in conditii de cost minim –ca investitie si respectiv ca si consum in exploatare.

Fig.4. Reprezentarea formala a metodologiei de decizie la dimensionare (la alegerea componentelor unei instalatii), bazata pe formalismul reprezenatrii Ec.Conservarii energiei in schematizarea “Puntii Weathstone”.

DIMENSIONAREA UNEI RETELE DE DISTRIBUTIE DE GAZ

Se face pe aceleasi principiu ca si Dimensionarea Retelei de Apa, doar ca la alegerea tevilor se va folosi Momograma de corelatie aferenta curgerii gazelor (CH4), iar tandemul de nivel ‘Cluj2000’ este <<Debit 2,6m3/ora __la Presiunea 0,02bar>>. Obs: desi pentru asiguarea acestui debit de la poarta la consumatorul din casa, se va alege o tipodimensiune de teava de min. 20mm (cu toate ca nici pe departe nu ar fi nevoie de atita), doar din considerenta de precautie la rezistenta mecanica pe un traseu neprotejat.

Pentru a evita rutina, sa exemplificam tratarea unei solicitari de dimensionare pentru o situatie de

Page 7: _Dimens Unei Retele de Distributie_23feb2009

solicitare a unei extinderi consistente la nivel de retea mare –intre localitati –intre posturi de reglare. Sa raspundem unei solicitari de extindere pentru bransarea unui nou cartier (cu 300 de familii)

proiectat a se deschide in extravilan, care ar necesita la postul de transformare un debit cumulat de <<780m3CH4/ora__la presiunea de 2bar>>. Solicitarea trebuie sa raspunda in sensul precizarii unei tipodimensiuni de teava care “s-ar preta” pentru asigurarea suplimentarii distributiei cu acest debit pe lungimea de 2km de la proximul “punct de intepare” in magistrala, si pina la postul de reglare de la intrarea in noul cartier.

DIMENSIONAREA UNEI RETELE DE DISTRIBUTIE DE VENTILATIE PENTRU CLIMATIZARE