Procese și instalații termice

Comportamentul termic dinamic al proceselor de transfer de caldura care au loc

in echipamentele si sistemele termice, reprezinta situatia caracteristica curent intalnita

in exploatarea acestor instalatii. De modul de desfasurare al acestora depinde

functionarea rationala si eficienta a acestor sisteme, respectiv performantele

sistemului.

Optimizarea constructiva si functionala a acestor sisteme termice se poate face

numai pe baza studiului comportamentului termic dinamic a sistemului solicitat de

furnizorul si consumatorul de caldura.

In lucrare se descriu ecuatiile specifice de bilant termic global pentru o serie de

echipamente termice uzuale in tehnica instalatiilor: schimbatoare de caldura, corpuri

de incalzire clasice si prin pardoseala, captatoare solare, rezervoare de acumulare. Pe

baza acestora se stabilesc relatiile practice de lucru, care permit reflectarea

comportamentului dinamic al echipamentelor: temperaturi si debite agenti termici si

puteri termice transferate.

In aceeasi maniera sunt analizate din punct de vedere functional, sistemele

termice compuse din diverse echipamente legate intre ele. Ecuatiile de bilant termic

integral, pentru fiecare din echipamente conduc la modele matematice de tipul sistem

de ecuatii algebrice sau diferentiale cu conditile particulare corespunzatoare. Se

prezinta astfel sisteme termice compuse din schimbatoare de caldura si corpuri de

incalzire, din captatoare solare, schimbatoare de caldura si rezervoare de acumulare,

din schimbatoare de caldura si sisteme de incalzire de joasa temperatura prin

pardoseala si grupuri de schimbatoare de caldura alcatuind asa numitele statii termice

compacte care deservesc constructii colective comune.

Pentru rezolvarea ecuatiilor diferentiale sau a sistemelor de ecuatii diferentiale

se propun, in lucrare, metode numerice adecvate pe baza carora se poate face

urmarirea evolutiei in timp a parametrilor termici reprezentativi.

Tot in lucrare se prezinta si modalitatile de prelucrare a rezultatelor numerice

obtinute, in sensul sintezei acestora si al identificarii unor indicatori de performanta a

sistemelor si echipamentelor respective.

Dimensionarea instalatiilor termice se bazeaza de regula, dupa cum este

cunoscut pe cunoasterea catorva parametrii de calcul cum ar fi puterea termica

necesara a fi transferata de calcul si setul temperaturilor de calcul. Stabilirea acestora

2

se face insa pe baza analizei comportamentului dinamic al instalatiei in regim de

exploare. O alta posibilitate de valorificare a posibilitatii de simulare a

comportamentului dinamic al sistemelor termice este dupa cum s-a mentionat cel de

stabilire a modului optim de functionare a sistemului si, in consecinta, de proiectare a

sistemului de reglare asociat.

Lucrarea are caracter practic, oferind cititorilor instrumentele necesare unor

analize energetice asupra functionarii sistemelor termice pe baza studiului

comportamentului termic dinamic al acestora.

Lucrarea se bazeaza pe cursul de Procese si Instalatii Termice pe care autorul il

preda la Facultatea de Instalatii - Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti de

peste 14 ani. Ea se adreseaza studentilor de la Facultatea de Instalatii - Universitatea

Tehnica de Constructii Bucuresti dar poate fi utila deopotriva si inginerilor si

specialistilor in domeniul alimentarii cu caldura.

Ne exprimam recunostiinta fata de colegul dr. ing. Bogdan Caracaleanu

colaborator la partea aplicativa a cursului de Procese si Instalatii Termice pentru

contributia indeosebi la tehnoredactarea acestei lucrari.

In mod deosebit multumesc Prof. dr. ing. Florea Chiriac seful Catedrei de

Termotehnica din cadrul Universitatii Tehnice de Constructii Bucuresti, pentru

sfaturile utile si sustinerea in elaborarea acestei lucrari si Prof. dr. ing. Cornel Mihaila

care a contribuit la formarea cursurilor optionale din cadrul catedrei de termotehnica si

implicit la programa din cadrul cursului de Procese si Instalatii Termice.

Domeniul de aplicabilitate al obiectivelor urmarite in cadrul lucrarii este destul

de vast si tratarea lui consideram ca poate fi inca imbunatatita cu ocazia unei eventuale

editii viitoare. Consideram, in consecinta, utile orice sugestii si observatii pe baza

acestui material.

BELL M. A., HARDIMAN N. G., High Performance Floor Heating Systems for the U K,

H&V Engineer, No. 682;

CARABOGDAN, I. G., BADEA, A., IONESCU, L., LECA, A., GHIA, V., NISTOR, I., CSERVENY,

I., Instalatii termice industriale, Editura Tehnica, 1978.

CHIRIAC F., LECA A., POP M., BADEA A., LUCA, L. ANTONESCU, N. , PERETZ, D., Procese

de transfer de caldura si de masa in instalatiile industriale, Editura Tehnica,

1982.

CONSTANTINESCU, D., Contributii la studiul teoretico-experimental al functionarii

panourilor solare plane, Revista Constructii nr.2/1979.

CONSTANTINESCU, D., IORDACHE, F., MITROFAN, R., PAPONI, A., Consideratii teoretice

privind stabilirea unor parametrii de calcul ai instalatiilor de preparare a apei

calde de consum utilizand energia solara, Revista Constructii nr.3/1980.

CONSTANTINESCU, D., MITROFAN R., IORDACHE F., Producerea apei calde cu ajutorul

energiei solare, Revista Constructii nr.4/1979 .

CONSTANTINESCU, D., Optimizarea regimului de furnizare a agentului termic primar in

sisteme de incalzire districtuala - Revista Constructii nr.3/1999;

CO. S. T. I. C. - Manuel des industries thermiques et aerauliques;

DAVIDESCU, AL., MUCICA, H., Schimbul de caldura in instalatiile industriale, Editura

Tehnica, 1964 .

DUFFIE, J. A., BECKMAN, W. A., Solar energy thermal processes, John Wiley, 1974.

GLUCK, B. Strahlungsheizung-Theorie und Praxis,VEB Verlag, Berlin 1981;

IORDACHE, F., Aspecte privind influenta circulatiei agentului termic prin rezervorul de

acumulare, asupra performantelor sistemului, Revista Constructii nr.3-5/1990.

IORDACHE, F., BERGTHALLER, C., Modelarea proceselor de transfer termic in cadrul

unitatilor de stocaj in mediu lichid, Revista Constructii nr.1-2/1989.

IORDACHE, F., Captatoare solare plane cu aer, Revista Constructii nr.9/1985 .

IORDACHE, F., Captatoare solare plane cu apa - consideratii asupra coeficientului

global de transfer termic, Revista Constructii nr.9/1984 .

199

IORDACHE, F., Captatoare solare plane cu apa - influenta unor aspecte hidraulice,

Revista Constructii nr.12/1985 .

IORDACHE, F., CARACALEANU, B., Aspecte privind comportamentul dinamic in regim

nestationar al schimbatoarelor de caldura in contracurent, Conferinta VII-a -

Facultatea de Instalatii, UTCB, 2000.

IORDACHE, F., CARACALEANU, B., Eficiente termice, calitativa si cantitativa in cazul

echipamentelor cu transfer termic, Conferinta VII-a - Facultatea de Instalatii,

UTCB, 2000.

IORDACHE, F., CARACALEANU, B., IORDACHE, V., Comportamentul dinamic al

captatoarelor solare plane cu acumulare in agentul termic lichid, Revista

Constructii nr.1/2000 .

IORDACHE, F., CARACALEANU, B., IORDACHE, V., Procese de transfer termic intr-un

captator solar cu acumulare in mediu solid, Revista Constructii nr.3/1999 .

IORDACHE, F., CARACALEANU, B., Reglabilitatea instalatiilor de incalzire centrala,

Revista Instalatorul nr.1/2000.

IORDACHE, F., CARACALEANU, B., Statii termice compacte, Revista Instalatorul

nr.2/1998 .

IORDACHE, F., CARACALEANU, B., Statii termice compacte - dimensionare, Revista

Instalatorul nr.7/1998 .

IORDACHE, F., CARACALEANU, B., STOICA, M., Aspecte privind dimensionarea

instalatiilor individuale de incalzire centrala, Revista Constructii nr.3/1997 .

IORDACHE, F., Comportamentul termic in regim nestationar al unui captator solar plan

cu apa, Revista Constructii nr. 9/1983.

IORDACHE, F., Curgerea neizoterma a lichidelor prin captatoarele solare plane cu

absorbtie, Revista Constructii nr.6-7/1988.

IORDACHE, F., Influenta circulatiei neuniforme a apei intr-o instalatie solara de

preparare a apei calde, asupra performantelor termice, Revista Constructii nr.3-

4-5/1990 .

IORDACHE, F., Instalatii solare cu pompe de caldura pentru prepararea apei calde,

Revista Constructii nr.7/1984 .

IORDACHE, F., Metoda de dimensionare a instalatiilor solare de preparare a apei calde

utilizand "Caracteristicile Termice" ale acestora, Revista Constructii nr. 4/1981.

IORDACHE, F., PAPONI, A., Functionarea echipamentelor individuale pentru prepararea

apei calde cu energie solara, Revista Constructii nr. 3/1983.

Procese si instalatii termice