sisteme de preparare apa calda de consum generalitati_2010_1
TRANSCRIPT
Sisteme/instalatii de alimentare cu apa calda de consum
ansamblul de elemente structural-functional-tehnologic-logic interconectate, care servesc la:
Prepararea apei calde de consum (incalzirea apei la temperatura de prepare)Tratarea apei calde produse (apa calda de consum=apa potabila)Acumularea de apa calda de consum in scopul
diminuarii sarcinii termice instantanee sauprepararii in perioade cu disponibil de energie (solare)prepararii in perioade cu tarife de energie reduse (electric)
Transportul apei calde de consumDistributia apei calde de consumFurnizarea apei calde de consumControlul parametrilor asigurati
Ce doreste utilizatorul? (Exigenta utilizatorului in ceea ce priveste nevoile de apa calda de consum)
1. Sa dispuna de apa calda:La temperatura de utilizare:
35-40 °C , daca vine in contact cu corpul (la baie, dus, lavoar…)55 °C la spalator vase (spalare fara detergenti)……..
La debitul solicitat la punctul de consumIn momentul solicitatPe durata solicitataCu temperatura constanta in timp formularii solicitarii (deschiderii armaturii…)Care sa prezinte calitatea de apa potabila
2. Sa intervina cat mai putin in exploatarea sistemului: sistem fiabil
3. Sistemul sa prezinte siguranta in exploatare4. Sa aibe relatie contractuala direct cu furnizorul5. Sa plateasca cat mai putin
Relatia exigente utilizator-masuri conceptie.Exigentele utilizatorului sunt variabile, de la utilizator la utilizator (acesta nu admite sa se adapteze particularitatilor sistemului de preparare a apei calde: regim de furnizare redus, temperatura de preparare variabila...) : apare necesitatea posibilitatii de adaptare a sistemului de preparare la exigentele
utilizatoruluiExigentele de confort sanitar sunt in crestere, Pretul de producere a apei calde de consum (ron/m3) creste din ce in ce mai mult apare necesitatea gasirii unui compromis optim intre satisfacerea exigentelor utilizatorului
referitoare la nevoile de apa, costul de investitie si costul de exploatare.Gasirea/conceperea solutiei (de compromis) optime revine proiectantului care trebuie sa respecte urmatoarele principii de conceptie sistemul/instalatia/aparatul de preparare trebuie sa faca fata cererilor de consum previzibile, cu o rata
de esec limitata asigurarea, in conditiile de functionare cele mai frecvente, a unui randament de functionare maxim,
si posibilitatea adaptarii la ritmuri de utilizare aleatorii. Reducerea insatisfactiei generate de timpul de asteptare pana la realizarea cererii formulate, respectiv
asigurarea debitului si temperaturii solicitate/reglate observatie:
In cazul locuintelor, timpul de asteptare cel mai mare este legat de umplerea cazii de baie (≥10 minute). Daca acesta este mare, senzatia de confort a utilizatorului scade si respectiv imaginea asupra performantei sistemului de preparare este perceputa prin prisma acestui disconfort.
Exigente de calitate . Intereseaza:
Care sunt exigentele?:
Care sunt criterii de calitate ale instalatiilor de preparare a apei calde de consum?
Ce vizeaza prevederile reglementare referitoare la asigurarea igienei apei?
Exigente de calitate :
Care sunt Exigentele?
Asigurarea debitului si temperaturii solicitate la punctul de consum
Apa calda furnizata trebuie sa indeplineasca conditiile de potabilitate
In timpul procesului de preparare si distributie a apei calde nu trebuie sa fie alterate conditiile de potabilitate ale apei reci folosite
Aparatele de preparare si reteaua de distributie trebuie protejate impotriva antartrajului si coroziunii.
Rezulta ca aceasta trebuie tratata in acest scop.
Tratamentele fizico-chimice aplicate nu trebuie sa afecteze calitatile de potabilitate ale apei distribuite.
Exigente de calitate :
Criterii de calitate
ale instalatiilor de preparare a apei calde de consum :
Reglajul temperaturii trebuie sa fie posibi, precis si fidel
Temperatura apei produse trebuie sa fie stabila
Timpul de asteptare pana la realizarea parametrilor solicitati sa fie cat mai mic posibil .
Asigurarea fiabilitatii sistemului in momentul conceptiei, prin utilizarea de materiale si echipamente fiabile precum si scheme cu un grad de asigurare ridicat
Exigente de calitate :
Prevederile reglementare referitoare la asigurarea igienei apei vizeaza
Produsele de constructie
Produsele aditionale
Calitatea tehnico-sanitara a instalatiei
Tratamentele aplicate apei
Sistemele de producere a apei calde de consum
Parametrii apei calde de consum:1. Temperatura:
Temperatura de utilizare la punctul de consum/armatura de distributie :35 si 40 °C daca aceasta vine in contact cu corpul uman (37 °C pentru nou nascuti), si de 55 °C lin cazul spalarii grasimilor fara detergenti.
• ≤60 °C din motive de siguranta in exploatare (peste 60 °C apare riscul de oparire)
Temperatura de producere≠ temperatura de utilizare si este in corelatie cu particularitatile si exigentele procesului de producere a apei calde de consum :
sa nu depaseasca 60 °C pentru a nu favoriza depunerea intensiva de tartru in echipamentele de producere, sa nu fie mai mica de 60 °C pentru a nu favoriza producerea legionellei.
Temperatura de distributie: recomandat ≤ 55 °C, pentru a limita viteza de coroziune.
( aceasta creste: de 3 ori cand temperatura de distributie creste de la 50 la 55 °C si 20 de ori daca aceasta creste de la 55 la 60 °C.)
Temperatura apei reci folosite pentru prepararea apei calde de consum variaza functie de anotimp, zona climatica, sursa de apa... Se adopta valoarea de 10 °C.
2. Debitul instantaneu este functie de :tipul armaturii de distributie (dus, cada baie, spalator, lavoar….), regimul de furnizare a apei calde de consum, destinatia cladirii, respectiv simultaneitatea in functionare si gabaritul instalatiei, respectiv puncte de consum deservite.
3. Cantitatea disponibila, 4. Calitatea apei asigurate
Asigurarea perenitatii instalatiilor :Toate instalatiile de producere si distributie a apei calde de consum sunt foarte sensibile la formarea tartrului si la coroziune. Gradul de sensibilitate este dependent de caracteristicile fizico-chimice ale apei si de temperatura acesteia. Principalele caracteristici ale apei sunt :Duritatea : aceasta exprima continutul de sari de calciu si magneziu dizolvate. Cu cat o apa este mai dura cu atat fenomenul de depunere de tartru este mai intens.Agresivitatea : este legata de prezenta gazului carbonic dizolvat, care ataca tartrul. Prin incalzire agresivitatea scade.Corozivitatea : caracterizata prin aptitudinea de a ataca materialele. Se datoreaza unui complex de factori de influenta (pH, rezistivitatea, continutul in oxigen). Creste odata cu temperatura, stagnarea, prezenta depunerilor, adaosul de apa pe circuitele primare.Consecinte:Antartrajul afecteaza in special aparatele de productie instantaneeCoroziunea se manifesta in general la aparatele cu acumulare.Problemele apar cand temperatura depaseste 60 °C sau cand apa este agresiva.Tuburile de cupru trebuie montate totdeauna in aval de tuburile din otel galvanizat, pentru a nu produce pile electrice.
Asigurarea perenitatii instalatiilor :
Solutii de prevenire :Tratamentele se aplica :– Apei– Instalatiei
Protectia impotriva coroziunii : tratarea apei sau tratarea instalatiilorTratamentele anti-tartaru trebuie completate cu tratamentele anticoroziune.Valorile limita maxime ale caracteristicilor chimice sunt normate.Reglementari europene pentru obtinerea unor instalatii de preparare a apei calde de consum de calitate vizeaza: – Instalatii pentru cladiri– Conducte de cupru. Distributie apa rece si apa calda de consum– Instalatii pentru substatiile tehnice– Instalatii de transport
Monitorizarea parametrilor si Controlul calitatii apei calde:
Conform normelor europene, trebuie asigurata calitatea apei pana la punctele de consum.
In Romania, trebuie asigurata calitatea apei la bransamentul consumatorului.
Structura generala a unui sistem de alimentare cu apa calda de consum:
Toate sistemele se pot descompune in:
Partea de generare/productie a.c.c, Sursa de energie:Instalatia/Aparatul de generare, respectiv
transfer de energieAnsamblu facultativ de stocare
Distributia
Furnizarea
Ce tipuri de sisteme se pot utiliza? Clasificare:
1. Dupa resursa energetica utilizata la preparare:Combustibili conventionali:
Gaze: naturale sau artificialeCombustibili lichiziCombustibili solizi: carbune, lemne
Biomasa/biocombustibili/biocarburantialge:Boabe de porumb....
Resurse energetice regenerabile:Energia solara:Energia geotermala: de suprafata, de adancimeEnergia de joasa temperatura a lacurilor…
Deseuri energetice: Din recuperari si valorificari ale energiei continuta in diverse medii
Energie electrica…
Clasificare :
2. Dupa locul de preparare:Local, la punctul de consum
Local-centralizat La nivel de consumator facturabil
la nivel de cladire
Centralizat:La nivel de ansamblu de cladiri
La nivel de zona
Clasificare :Local, la punctul de consum:
Direct: Cu energie electrica Cu gaz solar
Indirect, cu agent termic intermediar cu module cu schimbator de caldura cu placi Cu preparatoare cu acumulare/boilere solar
Ex:Preparatoare directe cu energie solara
principiu
Vedere generală
Preparator solar de apă caldă cu autostocare
principiu
Vedere generală
Preparator solar de apă caldă cu termosifon
Clasificare :Local-centralizat
La nivel de consumator facturabil la nivel de cladire
Local-centralizat La nivel de consumator facturabil (casa)
Local-centralizat La nivel de cladire
Clasificare :2. preparare: Centralizata:
La nivel de ansamblu de cladiriLa nivel de zona
Clasificare :3. Dupa modul de preparare:
Instantaneu Cu preparatoare cu gaze sau electrice cu centrale murale Cu schimbatoare de caldura regenerative
Intr-o anumita perioada de timpSemiinstantaneu: =10-30minuteCu semi-acumulare: =30minute-1 oraCu acumulare: =1 – 8 -24 ore
Ex: schema de preparare instantanee. cu centrale murale sau preparator instantaneu cu gaz
Ex: schema de preparare instantanee. cu agent intermediar si schimbatoare de caldura cu placi
Sistemul nu dispune de rezerva de a.c.c, puterea instalata trebuie sa permita deservirea consumatorilor prin prepararea apei calde in momentul in care utilizatorul actioneaza armaturile de distributie, respectiv extrage a.c.c. din sistem.Necesita putere instalata mare neexploatata rational datorita variatiilor mari de consum. Schimbatorul de caldura trebuie dimensionat la debitul maxim instantaneu. Schimbatorul de caldura este alimentat cu agent primar cu debit constant si temperatura variabila (vana de amestec trei cai)O sonda de temperatura controleaza temperatura apei calde produse prin actionarea asupra vanei cu trei cai.
Clasificare :
3. Dupa modul de preparare:
Intr-o anumita perioada de timpSemiinstantaneu: =10-30minuteCu semi-acumulare: =30minute-2 oreCu acumulare: =2 – 8 ore
Ex: schema de preparare semiinstantanee.
cu agent intermediar, schimbatoare de caldura cu placi si rezervor de acumulare
Schimbatorul de caldura trebuie dimensionat la debitul solicitat in ora de consum maxim.
Ex. Preparare indirecta cu agent termic
Ex: boilere electrice
Clasificare :
4. Dupa temperatura de preparare:
La temperatura de utilizare
La o temperatura superioara celei de utilizare:
45 grade Celsius (la solare)
50 grade Celsius la sursele de preparare de capacitate mica
60-65 grade Celsius, la sursele de preparare centralizare
Clasificare :
5. Dupa numarul resurselor utilizate la preparare:
Cu o sursa unica
Cu doua sau mai multe surse (centrala termica si pompa de caldura)
Cu o sursa unica
Cu mai multe surse
Instalatie de preparare acc si agent termic, cu mai multe surse cu
functionare in cascada
1. Singular, într-o singurazona (proprietate) de distributie
R
C
2. Zonal (2 zone) sisisteme multiple
R
G
D
C
D
3.Cu zone multiplesi sistem unic
sist.1
4. - - -
1
2D
GG
G
G
sist.i
sist.1 sist.2
G
Clasificare :
6. Dupa numarul de agenti preparati de aceeasi sursa:
Numai apa calda de consum
Apa calda de consum si agent de incalzire
Apa calda de consum+agent de incalzire+energie electrica
Ex. Instalatie mixtă cu mai multre cazane cu functionare în cascadă
Clasificare :
7. Dupa modul de contorizare:Cu contorizare individuala, la nivel de punct de consum, grup de puncte de consum sau grupuri de puncte de consum (baie, bucatarie…)
Cu contorizare centralizata, la nivel de cladire (consumator facturabil)
Fara contorizare, in sistem pausal
Clasificare :
8. Dupa posibilitatile de mentinere a temperaturii la punctele de consum:
Fara mentinerea temperaturii la punctele de consumCu mentinerea temoeraturii la punctele de consum:
Prin recircularea apei calde de consumPrin autoreglarea temperaturii unor cabluri electrice insotitoare
Ex. Diferite solutii de asigurare a recircularii apei calde de consum
In bucle orizontale
In bucle verticale
Clasificare :
9. Dupa masurile de tratare a apei:Fara tratarea apei
Cu tratarea apei reci, impotriva depunerilor de tartru, la prepararea instantanee in general
Cu sisteme/masuri de tratare speciale la sistemele cu acumulare:
Termica
Chimica
Cu radiatii ultraviolete
Fizica: magnetica, electromagnetica…
Prin procedee combinate
Clasificare :10.FUNCTIE DE MODUL DE PRELUARE A ENERGIEI DE LA
SURSA :
Direct :Preparatoare de apa instantanee, electrice, cu gaz, cu lemneCentrale termice de mica capacitate cu dubla utilizare
Indirect : caldura necesara prepararii este produsa cu ajutorul unei centrale termice, captator solar, pompa de caldura si inglobata intr-un agent caloportor, care este vehiculat prin sistem, pana la statiile de producere a apei calde, unde este cedata, prin intermediul unui schimbator de caldura, cu acumulare sau instantaneu (sau de tip regenerativ) apei reci care urmeaza a fi incalzite.
Solutiile necesita tratamente asociate atat pentru asigurarea calitatii apei potabile cat si pentru protejarea instalatiilor
Cum se determina debitul de apa calda pentru proiectare?
Diferentiat, functie de o serie de criterii:Elementul proiectat:
retea distributie, functie de gabaritul instalatiei (numarul punctelor de consum deservite):
Fiecare punct de consum: =debitul armaturii Case: Cu simultaneitate in functionare/confort distributie acceptat (cada baie,
cada baie+spalator…) Cladiri cu mai multe puncte de consum
o numarul si felul armaturilor sanitare deserviteo Regimul de furnizare: continuu, cu intermitenta. Fara tratarea apeio Simultaneitatea in functionare a diverselor puncte de consum data de
destinatia consumului: casnic, public… retea transport: functie de existenta tipul si pozitia statiei tehnice de
preparare Daca nu exista statie tehnica: identic cu reteaua de distributie Daca exista statie tehnica si este de tip cu preparare instantanee:identic cu reteaua de
distributie Daca exista statie tehnica si este de tip cu acumulare: functie de sarcina
acumulatorului volum acumulare, sursa preparare, functie de modul de preparare/durata de preparare:
Instantaneu, identic ca la reteaua de distributie Neinstantaneu: functie de mai multe criterii: (sarcina disponibila la sursa, spatiul
disponibil pentru volumul de acumulare, timpul de preparare acceptat)
Ce elemente contine consumul de energie pentru instalatiile de apa calda de consum?
Utilizare finala a caldurii
Caldura + pierderi
Caldura + pierderi
Caldura + pierderi
Furnizare ACM
Distributie ACM
Acumulare ACM
Preparare ACM
Pierderi recuperabile de caldura pentru incalzire
pierderi caldura
pierderi caldura
pierderi caldura
Qac
Qac,d Qac,s
Qac,g
Gaz natural combustibil, electricitate, Biomasa, energie solara, pompa de caldura
Energie electrica auxiliara
Energie electrica auxiliara
Energie electrica auxiliara
Wac,d Wac,s Wac,g
Wac
pierderi calduraQac,c
Furnizare ACM
Distributie ACM
Acumulare ACM
Preparare ACM
DIRECTIA DE CALCUL
Determinarea eficientei energetice a sistemelor de preparare a apei calde
de consum
Principiul metodei-necesarul de apa calda solicitat de
utilizator (functie de gradul de dotare)Caracteristicile sistemului vis-a vis de
pierderile de apa
Boilere preparare a.c.c. Solutii uzuale de alcatuire.
utilizate în instalaţiile solare pentru prepararea apei calde menajere echipate cu două serpentine: una superioară (pentru încălzirea ulterioară a apei calde
menajere) şi una inferioară (pentru instalaţia solară) pentru un necesar mai mare de acm se pot monta mai multe boilere în paralel
· Boilere bivalente
EXEMPLU: SK 300-1 Solar - dimensiuni
Furnizorii de boilere indică informațiile de interes pentru proiectare în raport cu poziția serpentinelor
și parametrii agenților de lucru.
utilizate în instalaţiile solare cu aport la încălzire şi prepararea apei calde menajere echipate cu două serpentine: una superioară (pentru încălzirea ulterioară a apei calde
menajere) şi una inferioară (pentru instalaţia solară)
· Boilere tanc-în-tanc
SP 750 - dimensiuni
Atenţie! MAG suplimentar de 50 L!
Schemă de integrare a boilerelor tanc-în-tanc într-o instalație de preparare a.c.c. cu CT cu condensație și panouri solare.
Sisteme tratare apa calda consum
Apa este principalul constituent al corpului uman.Ea reprezentă:
90% din masa unui nou născut şi 60% din cea a unui adult;
circa 90% din masa creierului.
Apa este principalul constituent al corpului uman.Ea reprezentă:
90% din masa unui nou născut şi 60% din cea a unui adult;
circa 90% din masa creierului.
Calitatea vieţii NOASTRE, sau mai exact, sănătatea noastră, este determinată de calitatea apei pe care o bem.
Trebuie făcut?
Schema funcţională a unei instalaţii de electroliză.
1.unitatea de comandă.2. celila de electroliză.3.dozajul clorului4.prelevarea de probe de apă la ieşirea din celula de electroliză.5. prelevarea de probe de apă la intrarea în celula de electroliză.6. supravegherea debitului.7.Traductor de conductibilitate.8.sondă de temperatură.9.conductă de retur.10.robinet de aerisire.11.pompă de circulaţe12. dozajul clorurii de sodium
1.unitatea de comandă.2. celila de electroliză.3.dozajul clorului4.prelevarea de probe de apă la ieşirea din celula de electroliză.5. prelevarea de probe de apă la intrarea în celula de electroliză.6. supravegherea debitului.7.Traductor de conductibilitate.8.sondă de temperatură.9.conductă de retur.10.robinet de aerisire.11.pompă de circulaţe12. dozajul clorurii de sodium
Schema de racordare a instalaţiei de sterilizare a apei la o instalaţie de alimentare centralizată cu
prepararea apei calde cu schemă local-centralizată.
000m3
Schema de racordare a instalaţiei de sterilizare a apei la o instalaţie de alimentare centralizată cu apă rece şi caldă
cu reţea de distribuţie inferioară şi coloane montante.
Componente de bază1.Reţea de alimentare2.Semnalizarea perturbaţiilor3.Alimentarea aparatului4.Captarea radiaţiei ultraviolete
Componente opţionale:5.Limitator de debit6.Comanda pentru vana de reglaj7.Vana de reglaj8.Vana de oprire9.Golire/prelevare probe/curăţareFig. 4. Schema instalaţiei de dezinfecţie cu aparate cu ultraviolete
Componente de bază1.Reţea de alimentare2.Semnalizarea perturbaţiilor3.Alimentarea aparatului4.Captarea radiaţiei ultraviolete
Componente opţionale:5.Limitator de debit6.Comanda pentru vana de reglaj7.Vana de reglaj8.Vana de oprire9.Golire/prelevare probe/curăţareFig. 4. Schema instalaţiei de dezinfecţie cu aparate cu ultraviolete
000m3
Schema de principiu a unei instalaţii de dezinfecţie termică
Fig.2.Schema de principiu a unei instalaţii de dezinfecţie termicăFig.2.Schema de principiu a unei instalaţii de dezinfecţie termică
000m3
Va multumim pentru atentie!Si va invitam la
meditatie pe subiecT
Victoria COTOROBAI