Instalatii de incalzire cu circulatie naturala

Instalatii de incalzire cu circulatie naturala

Aceste instalatii de incalzire, constituie inceputul incalzirii centrale, pentru zilele noastre si in mod particular pentru tara noastra, pot fi considerate inca utilizabile in zonele izolate, lipsite de energie electrica pentru alimentarea unor componente de modernizare. Argumentul care a impus parasirea in timp a acestora l-a constituit presiunea disponibila mica pentru vehicularea agentului termic, care conduce la diametre relativ mari pentru reteaua de distributie si de aici costuri mai ridicate ale lor in raport cu cele moderne.

Aceste instalatii, cunoscute curent sub denumirea 'prin gravitatie' sau 'prin termosifon' se utilizeaza la cladiri de locuit, individuale sau colective, putin dezvoltate pe orizontala si in mai mare masura pe verticala.

Sunt caracterizate prin:

amplasarea sursei de agent termic in aceeasi cladire cu consumatorii de energie termica;

circulatia agentului termic se realizeaza datorita presiunii termice;

reteaua de distributie a agentului termic are diametre relativ mari, necesitand configuratii cu rezistente locale minime.

In functie de particularitatile constructive si arhitecturale ale cladirii, se pot realiza instalatii monotub sau bitub cu distributie inferioara, superioara sau mixta.

A1. Instalatii bitub cu distributie superioara

Distributia superioara (fig. 4.2.1.) se adopta in conditiile in care cladirea, nu dispune de un subsol tehnic, care sa permita montarea conductelor de distributie a agentului termic cu panta continua catre coloanele de alimentare a corpurilor de incalzire.

Solutia adoptata este cu conducta de ducere montata la partea superioara, cea de intoarcere fiind montata la nivelul pardoselii sau sub aceasta. Varianta cu ambele conducte de distributie la partea superioara, prezinta dezavantajul circulatiei greoaie a apei in conducte. Varianta numai cu conducta de ducere la partea superioara prezinta avantajul unei circulatii mai active a apei in conducte deoarece la presiunea termica realizata prin racirea apei in corpurile de incalzire, se adauga si cea produsa prin racirea apei in coloane atat pe conducta de ducere cat si pe cea de intoarcere. Varianta cu vas de expansiune deschis (VED) (fig. 4.2.1.a) este utilizata la majoritatea cladirilor prevazute cu pod. Vasul de expansiune se poate monta pe pardoseala podului, de preferat in apropierea cosului de fum (in cazul ca acesta exista), luandu-se masurile corespunzatoare de izolare termica.

Varianta cu vas de expansiune inchis (VEI) (fig. 4.2.1.b), permite montarea acestuia intr-un spatiu adiacent cazanului, aerisirea putandu-se face prin dispozitive automate de aerisire amplasate in zona superioara a instalatiei.

Fig. 5.1. Instalatie de incalzire bitub cu distributie superioara si circulatie naturala

a - instalatie cu VED; b - instalatie cu VEI; Cz - cazan; B - schimbator de caldura; Ci - corp de incalzire; VED - vas de expansiune deschis; VE{ - vas de expansiune inchis; DA - ventil automat de dezaerisire; SS - supapa de siguranta; Acc - apa calda de consum; Ar - apa rece; Rs - robinet de semnalizare; Rdr - robinet cu dubla reglare; RT - robinet de trecere; AG - alimentare si golire.

Prepararea apei calde de consum se asigura in ambele cazuri cu schimbatoare de caldura alese si pozitionate corespunzator pentru a permite circulatia agentului termic primar numai pe baza presiunii termice. Pentru cazul unor subsoluri cu inaltime mica apa calda de consum se poate prepara local la fiecare consumator sau centralizat utilizand alte surse de incalzire.

Reglarile necesare asigurarii stabilitatii hidraulice, se obtin prin prereglarea robinetelor cu dubla reglare, care preiau diferentele de presiune neacoperite rezultate din calculul retelei de distributie .

Contorizarea se face numai la nivelul consumului de combustibil, deoarece pe circuitul agentului termic ridica probleme de pierderi de sarcina care nu pot fi acoperite de presiunea termica disponibila.

In conditiile utilizarii echipamentelor moderne exista posibilitatea reabilitarii termice a instalatiilor vechi, unde in locul VED se prevede un VEI.

B2. Instalatii bitub cu distributie inferioara

Distributia inferioara se adopta pentru cladirile care dispun de subsol tehnic corespunzator amplasarii sursei de agent termic pentru incalzirea cladirii si prepararii apei calde de consum, precum si a conductelor de distributie a agentului termic cu panta necesara catre coloanele de alimentare a corpurilor de incalzire.

Se poate realiza in doua variante de echipare (v. fig. 4.2.2.) diferentiate prin sistemul de asigurare, de preparare a apei calde de consum si a modulului de dezaerisire.

Fig.5.2. Instalatie de incalzire bitub cu distributie inferioara si circulatie naturala

a - instalatie cu VED; b - instalatie cu VEI; Cz - cazan; B - schimbator de caldura; Ci -corp de incalzire; VED - vas de expansiune deschis; VE{ - vas de expansiune inchis; DA - ventil automat de dezaerisire; SS - supapa de siguranta; Acc - apa calda de consum; Ar - apa rece; Rs - robinet de semnalizare; Rdr - robinet cu dubla reglare; AG - alimentare si golire.

Si in acest caz, prepararea apei calde de consum poate fi analizata in functie de combustibilul utilizat, cu posibilitate de preparare locala sau centrala. In cazul din urma, daca inaltimea subsolului tehnic nu permite asigurarea inaltimii minime pentru obtinerea presiunii termice necesara circulatiei agentului termic prin schimbatoarele de caldura, se pot utiliza alte surse independente.

Varianta din fig. 5.2.a, necesita spatiu corespunzator pentru amplasarea vasului de expansiune deschis, care poate fi pozitionat in podul cladirii, daca acesta exista, sau in zona superioara a instalatiei

(casa scarii) daca spatiul permite. In plan vertical, pe langa spatiile necesare coloanelor de agent termic, sunt asigurate si cele necesare amplasarii conductelor de siguranta si de preaplin de la VED.

Varianta din fig. 4.2.2.b, cu VEI si dispozitive automate de dezaerisire, prezinta avantajul eliberarii plafonului ultimului etaj de reteaua de dezaerisire si a podului de spatiul necesar amplasarii vasului de expansiune. Instalatia devine mai estetica, fara a influenta buna functionare.

Amplasarea sursei de caldura si a sistemului de asigurare la nivelul subsolului, faciliteaza o mai buna exploatare a instalatiei.

Ca si in cazul precedent, stabilitatea hidraulica se asigura printr-o buna dimensionare a retelei orizontale si verticale de distributie, la care se adauga aportul robinetelor cu dubla reglare (care preiau excedentul de presiune).

a.3. Instalatii monotub

Caracteristica importanta a acestui sistem, consta in aceea ca distributia agentului termic se poate face in zona superioara, colectarea in zona inferioara, iar coloanele sunt realizate numai cu o singura conducta.

Comparativ cu sistemul bitub si distributie superioara, diferentele apar numai la alcatuirea coloanelor si a modalitatii de racord a corpurilor de incalzire la acestea.

Instalatiile monotub pot fi realizate in mai multe variante dintre care unele sunt prezentate in figura 4.2.3.

Fig. 5.3. Instalatie de incalzire cu apa calda monotub cu circulatie naturala

I - racordare unilaterala; II - racordare bilaterala; a si d - alimentare in serie; b-alimentarea cu conducta de ocolire realizata axial cu coloana; c si e - alimentare cu conducta de ocolire dezaxata; Cz - cazan; Ci - corp de incalzire; VED - vas de expansiune deschis.

Cele doua variante au corpuri de incalzire numai pe o parte sau pe ambele parti.

In cazul variantelor din fig. 4.2.3.- coloanele 'a' si 'd', apa se raceste succesiv in corpurile de incalzire, caderea de temperatura totala, intre ducere si intoarcere fiind de 20 C, repartizata neuniform intre corpurile de incalzire. Rezulta ca temperatura apei de alimentare este cu atat mai scazuta cu cat numarul corpurilor de incalzire inseriate este mai mare. Aceasta duce la necesitatea maririi suprafetelor de incalzire cu cat acestea sunt mai jos plasate. Alt dezavantaj il prezinta faptul ca nu se pot prevedea robinete de reglare la fiecare corp, acestea putand opri circulatia pe coloana.

Unele imbunatatiri ale acestui sistem, sunt aduse prin introducerea conductelor de scurtcircuitare a corpurilor de incalzire, putandu-se astfel asigura o alimentare cu agent termic de temperatura mai ridicata, care se obtine prin amestecul apei din coloana cu cea de la corpul de incalzire precedent. Scurtcircuitarea corpurilor de incalzire se poate realiza ca in figurile 4.2.3. variantele coloanelor 'b', 'c' si 'e'.

La aceste instalatii, consumul de metal in conducte este mai redus decat la cele bitub, in schimb creste consumul de metal aferent corpurilor de incalzire.