Secţiunea 1 - Dimensionarea zonei în configuraţie inelară, compusă din distribuţie şi recircularea apei calde de consum - Normativ din 2022 privind proiectarea, execuţia şi exploatarea instalaţiilor sanitare aferente clădirilor - Indicativ I 9-2022 - Octombrie 2022 -

M.Of. 1167 bis

În vigoare
Versiune de la: 5 Ianuarie 2023
SECŢIUNEA 1:Dimensionarea zonei în configuraţie inelară, compusă din distribuţie şi recircularea apei calde de consum
(1)Introducere
11.11.Este necesară prevederea unui sistem de recirculare a apei calde de consum în cazurile în care lungimea traseului conductelor pentru alimentarea cu apă caldă, cuprinsă între echipamentul de preparare apă caldă de consum şi cel mai îndepărtat consumator de apă caldă consum, depăşeşte 30 m sau pentru clădirile cu instalaţii interioare de apă caldă dezvoltate pe mai mult de 4 niveluri în total (subterane şi supraterane).
11.12.Sistemul de recirculare al apei calde de consum menţine temperatura apei calde în conductele de distribuţie; prin urmare, reduce risipa de apă potabilă şi consumul de energie. O reţea de alimentare cu apă caldă de consum compusă din distribuţie şi recirculare a apei calde de consum, corect dimensionată, ajută de asemenea la reducerea riscului de proliferare a bacteriilor, precum legionella, în reţeaua de distribuţie a apei calde de consum. Se va adopta o temperatură de 55-60°C pentru apa din conductele de distribuţie, iar pentru recirculare, temperatura apei calde nu trebuie să scadă cu mai mult de 5-7°C faţă de valoarea temperaturii pe distribuţie. Debitul apei calde de consum, vehiculat prin conductele de recirculare, se determină din condiţia de limitare a temperaturii minime în acest traseu, format din distribuţie şi recirculare la valorile enunţate. Debitul la nivelul pompei de recirculare va rezulta astfel în funcţie de pierderea termică totală, pe ansamblul sistemului.
Apa caldă constituie un factor de risc de arsuri grave. La 60°C este suficientă o secundă de expunere pentru a provoca arsuri de gradul 2. În grupurile sanitare se limitează temperatura apei calde la 50°C. Dacă este necesar se vor prevedea dispozitive de limitare a temperaturii cât mai aproape posibil de punctele de consum. La nivelul bucătăriilor temperatura maximă acceptată poate fi 60°C.
11.13.Lungimea racordurilor/conductelor de legătură către consumatori, pornind de la sistemul format din distribuţie însoţită de recirculare, nu va depăşi 8 m (se numeşte racord conducta care alimentează un singur obiect sanitar sau un grup sanitar final, a se vedea Figura 11.1).
11.14.Pentru prepararea individuală a apei calde, dacă reţeaua de distribuţie este scurtă astfel încât să nu fie obligatorie prevederea recirculării apei calde, se menţin criteriile de temperatură maximă a apei calde la punctele de consum.
11.15.Nu este indicată prevederea recirculării pentru conductele de racord ale unui singur punct de consum sau pentru un număr mic de consumatori de apă caldă.
11.16.Obligatoriu, conductele de distribuţie a apei calde precum şi cele pentru recirculare se izolează termic, conform cerinţelor acestui capitol.
Figura 11.1 - Preparare centralizată a apei calde, lungimea maximă a racordurilor/conductelor de legătură este de 8 m, în situaţia în care s-a prevăzut recirculare.
Figura 11.2 - Preparare individuală a apei calde, fără recirculare, temperatura maximă la punctele de utilizare
Figura 11.3. - Preparare individuală a apei calde, cu recirculare (traseul de distribuţie este mai lung de 30 m), temperatura apei calde se va menţine la minim 50°C;
(2)Etapele calculului de dimensionare
11.17.Dimensionarea reţelei de recirculare se realizează după etapa de dimensionare a traseelor de distribuţie a apei calde de consum.
11.18.Se stabileşte grosimea izolaţiei termice în funcţie de diametrul conductei, conform articolelor 11.20, 11.21, 11.22, 11.23.
11.19.Se calculează pierderile termice pentru fiecare tronson al reţelei de distribuţie, utilizând relaţia (11.14). La această etapă sunt cunoscute: diametrele şi lungimile conductelor pe traseul distribuţiei apei calde către consumatori, grosimea şi tipul izolaţiei, temperatura fluidului şi temperatura mediului ambiant.
Qj = psij x Lj x (thetaac,distr. - thetaaer,amb.)j (11.14)
Ulterior se calculează suma pierderilor termice pe tronsoane sau pierderea termică totală, utilizând relaţia (11.15):
(11.15)
- Q reprezintă suma pierderilor termice pe tronsoane [W]
- psi transmitanţă termică liniară pentru o conductă izolată [W/mK],
- L este lungimea traseului pentru care se face calculul [m],
- thetaac,distr. este temperatura apei calde pe distribuţie [°C],
- thetaaer,amb. este temperatura mediului ambiant [°C].
În ANEXA 4 sunt centralizate, tabelar, pierderile termice pentru tronsoanele traseului inelar prezentat în Figura 11.4.
11.20.Transmitanţa termică liniară pentru o conductă izolată se determină cu relaţia (11.16) sau cu relaţiile notate (11.17) acestea din urmă fiind o variantă simplificată scrisă în funcţie de diametrul exterior al conductei.
- lambdaconductă este conductivitatea termică la nivelul materialului conductei [W/mK]
- lambdaizolaţie este conductivitatea termică la nivelul materialului izolant [W/mK]
- de, di reprezintă diametrul exterior/interior al conductei [m]
- de,izolaţie,di,izolaţie reprezintă diametrul exterior/interior măsurat la nivelul izolaţiei [m]
- he, reprezintă coeficientul de transfer termic superficial datorită convecţiei aerului şi radiaţiei suprafeţei [W/m2K], în mod standard se ia în calcul 10 [W/m2K].
psi = 3,3de + 0,22 [W/mK] pentru clasa 1 (11.17.)
psi = 2,6de + 0,20 [W/mK] pentru clasa 2 (11.17.)
psi = 2de + 0,18 [W/mK] pentru clasa 3 (11.17.)
psi = l,5de + 0,16 [W/mK] pentru clasa 4 (11.17.)
psi = 1,1de + 0,14 [W/mK] pentru clasa 5 (11.17.)
psi = 0,8de + 0,12 [W/mK] pentru clasa 6 (11.17.)
11.21.Se recomandă o grosime de minim 25 mm a izolaţiei pentru conductele al căror diametru este până la Dn 2" inclusiv şi respectiv 38 mm pentru conductele al căror diametru este mai mare sau egal cu Dn 2 1/2". Această grosime recomandată a izolaţiei este corelată cu o conductivitate termică a materialului izolant între 0,031 şi 0,036 W/(m x °K).
11.22.Calitatea materialului izolant este exprimată în funcţie de clasa în care este încadrat materialul respectiv. Clasele sunt descrise în standardul SR EN 12828, ultima clasă fiind cea mai performantă. Este precizată grosimea minimă a izolaţiei (în mm) în funcţie de conductivitatea termică a materialului izolator şi de diametrul exterior al conductei izolate. Pentru distribuţia apei calde se va alege minim clasa 1 a materialului izolant.
11.23.Ţevile din material plastic nu fac excepţie de la prevederea izolaţiei care este esenţială pentru a reduce pierderile de căldură. Conductivitatea termică a ţevilor din plastic nu este suficient de scăzută iar grosimea materialului nu este suficient de mare pentru a oferi rezistenţa termică echivalentă unui material izolator de 25 - 38 mm grosime.
11.24.Pentru exemplificare se va urmări calculul prezentat în ANEXA 4 privind dimensionarea recirculării din Figura 11.4.
Figura 11.4. - Traseu inelar, prezentat de principiu, format din distribuţie apă caldă şi recirculare apă caldă
11.25.Presupunem că temperatura apei la ieşirea din echipamentul de preparare al apei calde este menţinută la 60°C. Impunem ca temperatura în sistem să nu scadă sub o anumită valoare (de exemplu 55°C). Astfel că se poate calcula debitul de apă recirculată care corespunde pierderilor termice totale, utilizând relaţia (13).
Vrecirculare = Q/4180 x delta theta [l/s] (11.18)
În relaţia (11.18) semnificaţia termenilor este următoarea:
delta theta este diferenţa de temperatură între punctul de preparare al apei calde şi limita inferioară, minimă acceptată, pentru apa caldă în interiorul sistemului, [K],
Vrecirculare este debitul de apă caldă recirculat prin intermediul pompei [l/s].
Q este pierderea termică totală calculată cu relaţia (11.15), în [W].
11.26.Atunci când reţeaua este formată din mai multe bucle paralele este necesar ca debitul calculat mai sus să fie corect repartizat pe ramuri, acest lucru necesitând utilizarea sistemelor de echilibrare. Deoarece, odată cu adoptarea unor temperaturi mai ridicate în interiorul sistemului (pentru a ţine sub control pericolul microbiologic) creşte riscul de apariţie a depunerilor de calcar, se va ţine cont ca nici un element de reglare să nu aibă o deschidere mai mică de 1 mm.
11.27.În final, această distribuţie a debitului se realizează în timpul echilibrării reţelei, folosind instrumente de măsură. Metoda de calcul face însă posibilă estimarea procentului din debitul total care trebuie distribuit în fiecare ramură.
11.28.Ecuaţia (11.18) poate fi rescrisă pentru evaluarea debitului necesar în fiecare ramură a reţelei de recirculare. Trebuie făcut un calcul suplimentar pentru a determina temperatura în fiecare nod al reţelei.
11.29.Prin modificarea ecuaţiei (11.18), este posibil să se calculeze temperatura la ieşirea dintr-o secţiune a conductei, atunci când debitul de apă recirculată, pierderile de căldură şi temperatura la intrarea apei în tronson sunt cunoscute.
Figura 11.5 - Schemă de calcul pentru evaluarea temperaturii apei calde, se aplică din nod în nod (nodurile sunt notate cu A, B ... în Figura 11.4).
Thetaac,ieşire tronson = Thetaac,intrare tronson - (Qtronson/4180 x Vrecirculare) (11.19)
11.30.Stabilirea diametrelor pe traseul de recirculare a apei calde către punctul de preparare: Se consideră diametrul pe recirculare, pe fiecare inel, minim Dn 1/2'' sau echivalent. Calculele de dimensionare a recirculării apei calde sunt realizate considerând că nu există consum.
11.31.La dimensionare se va ţine cont de vitezele următoare:
- Viteza apei în conducta de recirculare se calculează pornind de la debitul pe fiecare buclă şi ipoteza pentru diametrul minim.
- Dacă viteza obţinută pe conducta de recirculare este cuprinsă în intervalul de valori 0,2 şi 1 m/s, se validează soluţia.
- Dacă viteza obţinută este mai mare de 1 m/s, se va relua calculul pentru un diametru mai mare decât cel propus în ipoteza iniţială.
11.32.Dacă din calcul rezultă un diametru pe recirculare mai mare decât diametrul pe traseul de distribuţie, se va revizui proiectarea traseului de recirculare urmărind ca diametrul pe conductele de recirculare să nu depăşească diametrele corespunzătoare pe traseele de distribuţie apă caldă.