Proiect CEEX-M1

 
DEPARTAMENTUL DE INSTALATII SI UTILIZAREA EFICIENTA A ENERGIEI IN CONSTRUCTII

^ Proiect AMTRANS 3B01 Proiect AMTRANS 6B02 Proiect CEEX-M4 1025 Proiect CEEX-M1 Proiect MENER 223 Proiect CEEX-M4 129 ANVINTEX COSTREMON

Evaluarea Starii functionale a Sistemelor de producere si utilizare a Energiei Termice din cladiri
Programul Cercetare de Excelenta - Modulul I: "Proiecte de cercetare-dezvoltare complexe"

Conducatorul proiectului:

UTCB

Director Proiect

Conf. dr. ing. Sorin Burchiu

Implicare INCERC

Partener

Responsabil proiect pentru INCERC

ing. Cristian Petcu

Rezumat
Sistemele de producere si utilizare a energiei termice din cladiri sunt sisteme complexe, care functioneaza in conditii variabile, in regimuri termice nestationare: functionarea echipamentelor componente in conditii diferite de conditiile nominale (de dimensionare), precum si comportarea globala a sistemului cuplat (sistemul cladire - instalatie) sunt parametri dificil de luat in calcul in fazele de proiectare. Proiectul propune o cercetare orientata asupra analizei starii functionale a sistemelor complexe de producere si utilizare a energiei termice in cladiri, in scopul imbunatatirii performantelor energetice globale ale acestora si pentru elaborarea metodologiilor necesare pentru inspectia periodica a acestor sisteme. Se urmareste astfel rezolvarea conceptuala a principalelor probleme legate de exploatarea sistemelor termice, din punct de vedere al eficientei energetice si a performantelor tehnice ale acestora.


Obiective

Proiectul este de tip P-CD si este prevazut a fi realizat in 24 luni.
 

Obiective masurabile

Rezultatele acestui proiect se vor concretiza in elaborarea unor indrumare (1) pentru conceperea sistemelor de incalzire din cladiri, in care sa se gaseasca principalele scheme functionale utilizate (inclusiv sistemele si echipamentele de masurare, comanda si control aferente), pentru care vor fi delimitate clar domeniile de aplicare recomandate, modul de alegere si dimensionare, modul de calcul a performantelor energetice prevazute a fi realizate, schemele de masurare recomandate pentru evaluarea starii functionale, modalitatile de exploatare, verificare, intretinere periodica si de revizie recomandate; (2) pentru realizarea verificarii starii functionale a sistemelor de incalzire, in care vor fi indicate metodologiile de masurare si achizitie de date, precum si metodele de interpretare si de calcul pentru determinarea performantei energetice si functionale a sistemelor de incalzire; (3) pentru intocmirea solutiilor de reabilitare tehnica si energetica a sistemelor de incalzire si preparare ACM si de marire a performantelor sistemului.
Rezultatele studiului vor sta si la baza cursului de pregatire postuniversitara in vederea examenului de atestare a auditorilor energetici pentru cladiri (sectiunea instalatii de incalzire si preparare ACM) organizat in cadrul UTCB.


Contributie INCERC

In prima faza a cercetarii, in cadrul materialului realizat de INCERC se prezinta variatia orara a necesarului de caldura al diferitor structuri constructive, considerate reprezentative pentru cladiri de tip condominiu, cu destinatie rezidentiala sau cladiri de birouri. Necesarul orar de caldura este determinat pentru o solicitare climatica dinamica, orara, constituita din temperatura aerului exterior si intensitatea solara. Modelul matematic abordat este de tip multizonal, cu un spatiu principal si doua spatii secundare, reprezentate de volumul casei scarilor si al subsolului, si se bazeaza pe Raspunsul Termic Unitar (RTU) al elementelor opace ale anvelopei. Practic, pentru fiecare structura constructiva, in functie de orientarea acesteia si de climatul exterior, se determina temperatura exterioara virtuala si este calculat fluxul termic disipat. Se pun in evidenta diferentele dintre rezultatele obtinute prin simulare in regim dinamic si metoda de calcul actuala.

Lucrarea este structurata sub forma a cinci capitole, dintre care primul se constituie intr-o prezentare generala a continutului lucrarii si temelor abordate.

In capitolul 2 se face o analiza a echipamentelor si sistemelor de incalzire si de preparare apa calda menajera existente. Este prezentat sistemul de incalzire utilizat in general in cladirile ale caror instalatii sunt racordate la sistemul centralizat de alimentare cu caldura si sunt prezentate particularitatile sistemului actual, care se bazeaza pe utilizarea punctelor termice de mare capacitate. Sunt enuntate principalele dezavantaje ale punctelor termice utilizate in prezent. Sunt prezentate schemele uzuale de preparare a apei calde pentru consum menajer si se explica avantajele si dezavantajele fiecareia. Pentru o prezentare mai descriptiva sunt incluse si schemele de principiu ale instalatiilor cu acumulare si cu prepararea instantanee a apei calde pentru consum menajer.

In capitolul 3 se prezinta o analiza bazata pe datele cuprinse in recensamantul populatiei si locuintelor din 7.01.1992. Acest studiu are drept scop determinarea structurilor constructive considerate reprezentative pentru constructiile racordate la sistemul centralizat de alimentare cu caldura. Sunt prezentate date statistice referitoare la structura fondului de locuinte, repartizarea acestor constructii la nivelul tarii, in functie de perioada de construire, tipul sistemului de incalzire utilizat. Sunt analizate structurile si sistemele constructive utilizate, solutiile folosite pentru inchideri perimetrale si acoperisuri, caracteristicile termice ale peretilor exteriori, ale vitrajului, placii peste subsol si terasei. Sunt definesc noua structuri reprezentative referitoare la modul de alcatuire al anvelopei cladirilor de tip condominiu. Se precizeaza caracteristicile geometrice ale cladirii conventionale.

In capitolul 4 se face prezentarea modelului matematic utilizat pentru determinarea necesarului orar de caldura in scopul mentinerii spatiilor la temperatura interioara de confort termic. Se determina R.T.U. al structurilor analizate in capitolul anterior, tinandu-se seama de comportamentul puntilor termice in regim nestationar, asociat zonei de camp. Practic se utilizeaza structuri omogene similare, prin aplicarea unui algoritm bazat pe similitudine, descris pe larg in lucrarea [6]. Este prezentat raspunsul termic unitar al fiecarei structuri. Programul de calcul utilizat foloseste R.T.U. al structurii, caracteristicile geometrice ale cladirilor de referinta determinate in capitolul urmator si clima furnizata pentru a determina necesarul orar de caldura necesar mentinerii temperaturii interioare de confort termic. Sunt trasate curbele necesarului orar de caldura Q(t) pentru fiecare din structurile analizate. Se determina de asemenea temperaturile de tur si de retur ale agentului termic la nivelul CT / PT.

In capitolul 5 se prezinta principalele concluzii preliminare ale studiului de fata, si propuneri de continuare a cercetarii.


Website proiect

http://instalatii.utcb.ro/site/proiectecoordonare/esset/index.html


Informatii suplimentare:

Planul de lucru

Anul

Etape / Activitati / Parteneri

Termene

Rezultate /
Documente de prezentare a rezultatelor

 2006

Etapa 2006 

Faza 1

Faza 1 - Cercetare precompetitiva
Clasificarea tipologica principiala a echipamentelor, sistemelor si cladirilor reprezentative

31.11.2006
(4 luni:
01.08.2006-31.11.2006)

Raport de activitate. Raport de resurse. Documentatie tehnica: Metode si sisteme de clasificare; Baze de date

A 1.1.

Analiza echipamentelor si sistemelor de incalzire si a metodelor de conducere existente

31.11.2006

Scheme de instalatii; Clasificari de sisteme de incalzire din cladiri

A 1.2.

Analiza echipamentelor si sistemelor de preparare ACM si a metodelor de conducere existente

31.11.2006

Metode de analiza si proceduri de clasificare
Sisteme de clasificare; Studii, proceduri;

A1.3.

Identificarea caracteristicilor de consum ale cladirilor reprezentative existente in Romania.

31.11.2006

Baze de date privind consumurile energetice; prelucrare informatica a datelor, determinarea curbe clasate de sarcini cerute de consumatori

A1.4.

Diseminarea rezultatelor prin: masa rotunda, articole in reviste.

31.11.2006

Progam si pregatire; Lucrari publicate

 

CO-P1 (UTCB)

 

CO-P1 - participa la activitatile A1.1; A1.2; A1.3; A1.4

 

P2 (RADET)

 

P2 - participa la activitatile A1.1; A1.3; A1.4

 

P3 (ROMSTAL)

 

P3 - participa la activitatile A1.2; A1.4

 

P4 (INCERC)

 

P4 - participa la activitatile A1.1; A1.2; A1.3;A1.4

 

 

 

 

 2007

Etapa 2007 

Faza 2

Faza 2 - Cercetare precompetitiva
Elaborarea procedurilor de determinare a starii functionale a sistemelor aflate in exploatare

31.10.2007
(10 luni: 01.12.2006-31.10.2007)

Raport de activitate. Raport de resurse. Documentatie tehnica.
Metode de calcul, evaluarea stabilitatii sistemelor

A2.1

Identificarea punctelor de masurare reprezentative, intocmirea schemelor de masurare necesare.
Achizitionarea echipamentelor pentru laboratorul mobil.

31.10.2008

Scheme de masurare, scheme de instalatii

A2.2.

Realizarea masurarilor pentru cazurile retinute

31.10.2008

Buletine de experimentare

A2.3

Analiza rezultatelor experimentale obtinute si evaluarea performantelor functionale ale sistemelor

31.10.2008

Metode de calcul, evaluarea stabilitatii schemelor de masurare si a limitelor de acuratete, identificarea dificultatilor de aplicare

A2.4

Elaborarea principiilor directive de realizare a masurarilor necesare

31.10.2008

Baze de date privind consumurile energetice

A2.5

Elaborarea principiilor directive de evaluare functionala a sistemelor

31.10.2008

Directive

A2.6

Publicare de articole in reviste nationale si internationale

31.10.2008

Articole

A2.7

Elaborarea schemelor de sisteme de incalzire si PACM de studiu

31.10.2008

Scheme de instalatii;

A2.8

Elaborarea modelelor numerice pentru echipamentele studiate. Achizitionare echipamente.

31.10.2008

Modele numerice de calcul pentru echipamente; Modele numerice de calcul pentru sistemele de incalzire si PACM;

 

CO-P1 (UTCB)

 

CO-P1 - participa la activitatile A2.1; A2.2; A2.3; A2.4; A2.5; A2.6

 

P2 (RADET)

 

P2 - participa la activitatile A2.4; A2.5; A2.6

 

P3 (ROMSTAL)

 

P3 - participa la activitatile A2.4; A2.5; A2.6

 

P4 (INCERC)

 

P4 - participa la activitatile A2.1; A2.3; A2.4; A2.5; A2.6

 

 

 

 

 

Etapa 2008

 

 

Faza 3

Faza 3 - Cercetare precompetitiva
Identificarea caracteristicilor functionale ale sistemelor complexe de incalzire si PACM prin studii numerice de caz

(6 luni)

Raport de activitate. Raport de resurse. Documentatie tehnica: Scheme de instalatii; Modele numerice; Studii comparative

A3.1

Alcatuirea programelor de simulare numerica a functionarii sistemelor pentru cazurile studiate si rularea programelor de calcul

31.04.2008

Studii ale factorilor de influenta; catalogarea parametrilor necesari si a modalitatilor de achizitie; Metode de calcul;

A3.2

Analiza rezultatelor obtinute pentru identificarea parametrilor necesari pentru evaluarea performantei energetice si a starii functionale a sistemelor

31.04.2008

Modele numerice de calcul

A3.3

Evaluarea performantelor functionale ale sistemelor

31.04.2008

Studii comparative asupra performantelor, simulari numerice asupra sistemelor optimizate

A3.4

Elaborarea solutiilor optimizate de alcatuire/conducere a sistemelor

31.04.2008

Solutii optimizate de conceptie a sistemelor de instalatii

A3.5

Participarea cu lucrari la conferinte stiintifice.

31.04.2008

Lucrari pentru conferinta; Participare la conferinta

 

 

 

 

 

CO-P1 (UTCB)

 

CO-P1 - participa la activitatile A3.1; A3.2; A3.3; A3.4; A3.5; A3.6; A3.7

 

P2 (RADET)

 

P2 - participa la activitatile A3.4; A3.5 A3.6

 

P3 (ROMSTAL)

 

P3 - participa la activitatile A3.4; A3.5; A3.6

 

P4 (INCERC)

 

P4 - participa la activitatile A3.2; A3.4; A3.5; A3.6; A3.7

 

 

 

 

Faza 4

Faza 4. Cercetare aplicativa. Diseminare. Actiuni suport
Elaborarea procedurilor de stabilire a solutiilor de reabilitare functionala si / sau pentru imbunatatirea performantei energetice a sistemelor termice

30.09.2008
(5 luni)

Raport de activitate. Raport de resurse. Documentatie tehnica:
Metode de analiza; Metode numerice de calcul

A4.1

Studierea si catalogarea principalelor deficiente aparute la sistemele de incalzire, PACM

30.09.2008

Metode de analiza, proceduri de clasificare;

A4.2

Studierea prin analiza numerica si/ experimentala a cazurilor complexe

30.09.2008

Modele numerice de calcul pentru sistemele de incalzire si PACM;

A4.3

Elaborarea solutiilor principiale de imbunatatire a performantelor

30.09.2008

Solutii de imbunatatire a performantelor

A4.4

Realizarea indrumarului de solutii de con­cepere a sistemelor de incalzire si PACM

30.09.2008

Indrumar de solutii de concepere a sistemelor de incalzire si PACM

A4.5

Realizarea indrumarului de solutii de reabilitare energetica a sistemelor de incalzire si PACM

30.09.2008

Indrumar de solutii de reabilitare energetica a sistemelor de incalzire si PACM

A4.6

Prezentarea rezultatelor in conferinte, reviste de specialitate

30.09.2008

Lucrari prezentate la conferinte.

 

 

 

 

 

CO-P1 (UTCB)

 

CO-P1 - participa la activitatile  A4.1; A4.2, A4.3, A4.5, A4.6

 

P2 (RADET)

 

P2 - participa la activitatile A4.1, A4.3, A4.3, A4.5, A4.6

 

P3 (ROMSTAL)

 

P3 - participa la activitatile A4.1, A4.3, A4.3, A4.5, A4.6

 

P4 (INCERC)

 

P4 - participa la activitatea  A4.1, A4.3, A4.3, A4.5, A4.6