Arhive blog

Principiul de functionare al sistemelor de incalzire cu si fara bucla Tichelmann

Probabil o parte dintre voi ati mai auzit acest concept din hidraulica si stiti la ce se refera, unora poate li se pare cunoscut dupa denumire si atat, iar pentru altii poate este ceva cu totul si cu totul nou.

Denumirea vine de la inginerul Albert Tichleman si se refera la configuratia circuitului hidraulic in care se realizeaza o echilibrare automata a acestuia si se aplica la sisteme de incalzire cu radiatoare, ventiloconvectoare, sisteme cu panouri solare, sisteme de climatizare, pompe de caldura sol apa etc.

Sa incepem cu cateva configuratii clasice ale circuitelor de incalzire cu radiatoare:

  1. Circuit de incalzire cu o teava in serie, mono-teava serie sau mono-tob serie

Circuit de incalzire cu o teava in serieEste un sistem folosit mult in trecut, mai ales in sistemele cu circulatie naturala termosifon. Aceste sisteme nu aveau pompa iar diametrul tevilor erau mari, 4-6 toli cu o investitie costisitoare. Circuitele monoteava serie se folosesc si in zilele noastre, impreuna cu pompe de circulatie. La acest sistem agentul termic strabate fiecare radiator si revine in circuitul de incalzire cu o temperatura mai scazuta. Dupa ce a strabatut primul radiator, agentul termic cu temperatura mai mica intra in urmatorul radiator, se raceste si apoi intra si mai rece in urmatorul pana la ultimul radiator legat in serie. Aceasta scarede progresiva a agentului termic de-a lungul circuitului de incalzire este o problema a sistemului mono-teava si trebuie tinut cont de ea la proiectare. Este necesar ca dimensiunile radiatoarelor sa fie marite progresiv in special cele mai indepartate de cazan. De asemenea, datorita inserierii radiatoarelor pierderile hidraulice de sarcina sunt ceva mai mari ducand astfel la o limitare mai stricta a lungimii circuitului.

       2. Circuitul de incalzire cu o teava

Circuitul de incalzire cu o teava Acest circuit este oarecum asemanator cu cel mono-teava dar radiatoarele nu sunt propriu-zis inseriate ci sunt conectate la circuitul monoteava prin intermediul unor teuri speciale numite teuri venturi. Din punct de vedere hidraulic este un sistem superior celui anterior si imbina oarecum avantajele unei investitii mai mici caracteristicile sistemului cu o teava cu cele ale sistemelor cu doua tevi despre care voi vorbi in continuare.

       3. Circuitul de incalzire cu doua tevi

Acest circuit este cel mai utilizat astazi. Avantajul este ca agentul termic este utilizat intr-un singur radiator si apoi revine la cazan pentru a fi reincalzit, astfel toate radiatoarele sunt alimentare cu agent termic de aceeasi temperatura ceea ce nu era posibil la sistemul mono-teava. Fiecare radiator are in acest caz o magistrala de tur si una de retur. Daca sistemul nu este echilibrat, radiatoarele mai apropiate de cazan vor beneficia de un debit mai mare de agent termic pentru ca sunt situate pe circuite mai scurte care au pierderi hidraulice de sarcina mai mici. Echilibrarea Sistem doua tevi clasicse realizeaza din robinetul de retur al fiecarui radiator astfel pentru echilibrare, primul radiator, cel mai apropiat de cazan va avea robinetul de retur mai aproape de pozitia inchis iar celelalte radiatoare vor avea robinetul de retur din ce in ce mai aproape de pozitia maxim deschis pe masura ce ne departam de cazan. Marele avantaj al sistemului cu doua tevi este raspunsul rapid la necesarul de incalzire pentru intregul imobil.

      4. Circuitul de incalzire cu doua tevi in bucla Tichelmann

Sistemele in bucla Thichelmann sunt tot circuite cu doua tevi, deosebirea regasindu-se in modul in care se realizeaza teava de retur. Bucla Tichelmann se mai numeste si retur inversat. La sistemul clasic cu doua tevi discutat anterior, Sistem incalzire cu 2 tevi - bucla Tichelmannagentul termic dupa ce a parasit radiatorul, se intoarce la cazan pentru a fi reincalzit. In cazul buclei Tichelmann agentul termic dupa ce paraseste radiatorul respectiv merge in continuare pana la ultimul radiator si apoi se intoarce la cazan. Practic, in cazul buclei Tichelmann Teava de retur insoteste teava de tur pana la ultimul radiator apoi se intoarce la cazan. Avantajul buclei Tichelmann este acela ca lungimea de teava tur plus retur este aceeasi pentru toate radiatoarele, prin urmare pierderile hidraulice de sarcina sunt aceleasi deci sistemul este echilibrat hidraulic. Pe de alta parte investitia creste usor datorita lungimii mai mari de teava. Categoric, bucla Tichelman are avantaje clare in hidraulica dar nu reprezinta o solutie universala.

Pentru ca utilizarea buclei Tichelmann, asa numitul retur inversat sa fie justificata trebuie indeplinite cumulativ urmatoarele conditii:

  • intregul circuit sa fie deservit de o singura pompa
  • toti consumatorii (radiatoare, panouri solare, ventiloconvectoare etc.) sa necesite aceeasi temperatura de tur;
  • consumatorii sa fie dispersati in toata cladirea;
  • teava sa poata face o bucla completa in interiorul cladirii pornind si terminandu-se in centrala termica.

Exista situatii cand bucla Tichelman este inutila. Luam cazul a trei cazane legate in cascada. Pierderea hidraulica de sarcina in distribuitor este foarte mica comparativ cu cea din fiecare cazan astfel incat folosirea returului inversat la gruparea celor trei cazane nu aduce nici un avantaj.

Reclame

De ce avem nevoie de resurse regenerabile de energie?

Descoperirea focului in vremurile preistorice a focut posibila, pentru prima data, obtinerea unor cantitati importante de energie pentru omenire. Timp de mii de ani, nevoile energetice ale umanitatii au fost satisfacute doar cu ajutorul soarelui, biomasei, energiei apei si a vantului.  Totul a durat pana la inceputul revolutiei industriale, o revolutie a tehnologiilor energetice bazate pe combustibili fosili (petrol, gaze naturale, carbune) si nucleari care reprezinta surse de energie neregenerabila cunoscute si sub denumirea de surse conventionale.

Cresterea sustinuta a numarului de locuitori si importantele salturi tehnologice din ultimul secol au creat probleme semnificative la nivel global in ceea ce priveste acoperirea nevoilor energetice tot mai ridicate. Astfel, in fiecare an, la nivel mondial se consuma echivalentul a aproximativ 10 miliarde de tone de petrol, din care peste 90% provin din arderea combustibililor fosili. Combusibilii fosili sunt surse egergetite a caror formare a necesitat cateva milioane de ani. Teama ca aceste resurse se vor epuiza sa accentuat in timpul crizei energetice din 1973, cand s-a ridicat serios problema gasirii unor surse alternative de energie. Astfel, conform statisticilor furnizate de British Petroleum, rata de epuizare a combustibililor fosili, luand in considerare consumul actual, este urmatoarea: (Combustibil si rata de epuizare: Petrol – 40-60 ani; gaze naturale – 60-80 ani; carbune – 230-280 ani). Mai mult decat atat, cata vreme vom acoperi nevoile energetice in principal prin arderea combustibililor fosili, impactul asupra mediului va fi considerabil. Acest impas poate fi depasit doar prin utilizarea unor resurse energetice care sa nu se epuizeze si in acelasi timp sa nu aiba efecte negative asupra mediului.

maxresdefault

Energie conventionala – energie poluanta

Folosirea surselor de energie conventionala elibereaza in atmosfera cantitati impresionante de gaze cu efect de sera, dintre care cel mai important este dioxidul de carbon. Utilizarea excesiva a resurselor neregenerabile are consecinte negative asupra mediului, cum ar fi accentuarea efectului de sera, ploile aceide si cresterea concentratiei de praf din atmosfera. Incalzirea globala, determinata de amplificarea efectului de sera, este semnul cel mai vizibil al schimbarilor climatice ce au loc la nivelul intregului glob. Cresterea frecventei fenomenelor meteorologice extreme (caldura excesiva, inundatii, furtuni), topirea ghetarilor si cresterea nivelului oceanelor reprezinta amenintari serioase asupra supravietuirii multor specii de plante si animale, precum si asupra sanatatii si bunastarii oamenilor.

La nivel local, cresterea poluarii, in special in marile orase, are consecinte dintre cele mai nefaste, intre care ploile acide ocupa un loc central, producand alterari semnificative ale sanatatii plantelor si animalelor, eroziuni ale solului sau cladirilor, coroziuni ale obiectelor metalice, s.a.m.d. Alterarea calitatii aerului si a apei a condus la deteriorarea satatatii populatiei, inregistrandu-se o intensificare la nivele alarmante ale morbiditatii si mortalitatii la nivel mondial, impreuna cu stresul termic produs de valurile de caldura si cresterea raspandirii bolilor infectioase din zonele tropicale spre alte locatii datorita incalzirii climei.

Reconciliind traditia cu invoatia

Actualmente ne aflam in fata unei mari dileme si trebuie sa construim un sistem care nu numai sa „tina becurile aprinsie”, ci sa le  tina in functiune pentru miliarde de oameni, sa satisfaca nevoile acestora, protejand in acelasi timp mediu. Solutia nu este o alegere intre „traditie” si „inovatie„, ci vorbim „traditia impreuna cu inovatia„. Aceasta alegere presupune o folosire rationala a surselor de energie traditionala, prin reducerea consumurilor casnice si industriale, in paralel cu implementarea surselor de energie regenerabila.

Tehnologiile bazare pe energia regenerabila au marele avantaj ca utilizeaza resurse inepuizabile, foarte putin poluate, cu o contributie nesemnificativa la schimbarile climatice. In plus, utilizarea lor reduce dependenta de resursele conventionale care se vor epuiza intr-un viitor nu foarte indepartat.

Chiar daca in prezent energia curata este mai scumpa datorita cheltuielilor putin mai ridicate, in ultima perioada de timp s-au inregistrat salturi tehnologice importante, care ne dau speranta ca in viitorul apropiat aceasta va reprezenta o alternativa viabila si accesibila tuturor.

Energia curata – Certitudine sau utopie?

Chiar daca din punct de vedere cost-eficienta, tehnolofiile bazate pe utilizarea combustibililor fosili reprezinta cea mai buna alegere, este important sa cautam situatiile speciale in care energia regenerabila poate fi o solutie viabila si competitiva. Multi dintre voi se vor intreba de ce, date fiind avantajele incontestabile ale utilizarii surselor de energie regenerabila, acestea sunt utilizate la scara larga.

Raspunsul are la baza necesitatea unor investitii initiale importante, faptul ca sursele regenerabile nu sunt disponibile in orice locatie, ca de exemplu energia eoliana poate fi utilizata doar in zone cu vand puternic. Inertia factorilor de decizie (utilizarea resurselor regenerabile la scara larga in vederea producerii de energie presupune schimbari in ceea ce priveste tehnologia utilizata, baza legislativa si nu in ultimul rand, schimbarea mentalitatii oamenilor)

In incheiere, convingerea mea este ca la fel cum automobilul a inlocuit calul si pomputerul masina de scris, in timp, si tehnologiile de producere a energiei curate le pot inlocui pe cele traditionale facandu-le sa para primitive, ineficiente si neeconomice.

Ceea ce trebuie inteles din toate aceste cuvinte este faptul ca energiile regenerabile au inceput sa prinda o dezvoltare continua si aprofundata ceea ce le face mai accesibile atat ca pret cat si ca mentenanta de dupa. Este mai bine sa iti folosesti propriul tau sistem solar termic sau fotovoltaic in timp ce ajuti la salvarea resurselor epuizabile decat sa fii dependent de gazele naturale, carbunele si petrolul care deja incepe sa devina din ce in ce mai putin.

Sursa: Fundatia TERRA Mileniul III si ANPM

Panouri solare termice vs panouri fotovoltaice

De curand am intrat in sfera panourilor solare si panourilor fotovoltaice si dezbaterile nu inceteaza sa apara. Aud in jurul meu zeci de pareri argumentate sau aruncate cu prastia despre energiile regenerabile si neconventionale de parca suntem intr-o rapida ascensiune in acest domeniu. Oricum, cei interesati fac prezumtii si arunca banana cu idei nefondate pentru a fi prinsa de maimuta.

Energie regenerabilaIntr-un cerc de prieteni la o discutie relevanta despre sisteme de energie regenerabila si complexitatea lor, unul dintre ei imi spunea ca a vazut un sistem cu tuburi vidate care functioneaza chiar si la temperatura de -35 grdC cand nu este soare. No, eu zic ca banana a fost aruncata destul de bine si maimutele inghit prostiile. Un sistem solar cu tuburi vidate rezista la acea temperatura dar daca nu este soare pe timp de iarna grea, adio randament termic. Sistemele astea cu tuburi vidate pentru incalzirea apei menajere au un randament limitat atata timp cat nu este soare. Ma, daca nu ai soare si temperatura exterioara este de -35 grdC, cum sa crezi ca acel panou are un randament bun? Da, daca exista soare, exista si apa calda, deci randamentul exista, insa pe timp de iarna este limitat. La astfel de temperaturi se recomanda un sistem cu circuit inchis sau cu glicon sau setarea controller-ului pentru a mentine temperatura constanta in boiler si pentru a circula apa calda prin tevi.

Pe de alta parte, pentru fericirea si multumirea celor care vor sa utilizeze sisteme de energie neconventionala si regenerabila se poate utiliza un sistem fotovoltaic. De ce? Pai e simplu. Panourile fotovoltaice transforma energia solara in energie electrica. Ce poti face cu energia electrica? Absolut orice. Costurile acestor instalatii sunt mai mici decat in cazul panourilor solare, dar si randamentul este putin mai mic si cu toate acestea este mai viabil. In schimb se produce energie electrica care poate fi, la randul ei transformata in orice alta forma de energie: temica sau mecanica. Deci avantajul creste considerabil. Panoul fotovoltaic este mai ieftin decat cel solar dar necesita un sistem de transformare a energiei electrice de tip curent continuu cu voltaj redus, in curent alternat de voltaj ridicat, ceea ce poate implica costuri suplimentare. Investitia se amortizeaza insa destul de repede.

Puse fata in fata panouri solare vs panouri fotovoltaice au o suma de avantaje comune. Sursa este inepuizabila, singurele variatii posibile fiind cele legate de intenistatea luminii solare. Nu exista emisii si noxe. Dupa instalare cele doua sisteme au nevoie de o intretinere minima, cu costuri minime.

La capitolul diferente panouri solare vs panouri fotovoltaice un detaliu important este cel al dimensiunilor respectivelor panouri. Pentru un randament maxim suprafata expusa a panaourilor fotovoltaice trebuie sa fie mare, in timp ce in cazul panourile solare, suprafata acestora trebuie sa fie proportionala si raportata la catitatea de caldura/apa calda pe care trebuie sa o produca. Daca primele au nevoie de radiatie solara directa, cele fotovoltaice produc energie electrica si in conditii de cer acopertit. Panourile solare si cele fotovoltaice ofera in egala masura avantaje. Secretul maximizarii randamentului este acela de a alege sistemele cu adevarat necesare casei tale.

Folosind energie solara, se contribuie semnificativ la protejarea mediului inconjurator, prin arderi mai reduse de combustibili fosili. Un panou solar termic folosit in locul unui boiler electric economiseste intr-un an aproximativ 1 tona de titei, reduce emisiile de dioxid de carbon cu aproximativ 700Kg, iar emisiile de dioxid de sulf (responsabile de ploile acide) cu 5Kg.

Sfera fotovoltaica care urmareste soarele

Spaniolii de la Rawlemon au venit cu o nouă idee de colectare a energiei solare sub forma unei sfere capabile să se învârtă pentru a capta cât mai mult din razele soarelui. Cele mai eficiente metode de exploatare a energiei solare sunt cele care implică concentrarea razelor solare într-un punct, iar soluția spaniolilor se bazează exact pe acest concept. Ei au creat o sferă care încorporează un panou solar de dimensiuni mici. Razele soarelui sunt captate de partea opusă a sferei care acționează ca o lentilă ce le focalizează de pe o suprafață mare, direct către panoul solar. În plus, sfera este montată pe un suport asemănător celui care susține un glob pământesc ceea ce permite orientarea panoului încontinuu pentru a beneficia cât mai mult de razele soarelui. Practic, în acest mod, suprafața panoului fotovoltaic este numai de 1 % din cea a unui panou fotovoltaic așezat în plan drept.

2523874

Rawlemon dorește să comercializeze mai multe modele de sfere, botezate Beta.ey, cu diametre diferite. Cel mai mic dintre ele este Beta.ey S, cu diametrul de numai 10 cm și baterie cu capacitatea de 27,5 Wh. Acesta a fost gândit pentru a fi folosit ca încărcător pentru smartphone, printr-un cablu USB 2.0. Un alt model, Beta.ray 1.0 va putea genera până la 1,1 kWh pe zi, stocând energia într-o baterie cu capacitatea de 1,8 Wh. Cel mai puternic model, Beta.ray 1.8 va avea un diametru al sferei de 180 cm și va putea genera până la 3,4 kWh pe zi și va stoca energia într-o baterie cu capacitatea de 5,4 kWh. Spre deosebire de modelul miniatural, Beta.ray 1.0 și Beta.ray 1.8 vor avea lentile încorporate din polimer, umplute cu apă. Bineînțeles, asta înseamnă că vor putea genera simultan și energie termică. Soluția mi se pare a fi extrem de ingenioasă, dar prețurile sferelor sunt încă departe de posibilitățile unui utilizator casnic. Beta.ray 1.0 costă 6.000 $, iar Beta.ray 1.8 costă 12.000 $.

20140112002034-03_sillicium_save

Sursa: Stiinta si Tehnica

%d blogeri au apreciat asta: