Instalații de încălzire prin pardoseală cu pompe de căldură

I.1. Sistemul de incalzire prin pardoseala

A. Scurt istoric

Sistemul de incalzire prin pardoseala nu este o idee deloc noua.

Astfel de sistem de incalzire, intr-o varianta primitiva, a existat inca din antichitate, in China si Egipt.

In aceste sisteme de incalzire, gazele calde produse intr-un focar erau trecute printr-un canal special executat sub pardoseala incaperii pentru incalzirea acesteia.

Un sistem ceva mai evoluat a aparut, in aceeasi perioada, in Roma antica.

De aceasta data, gazele calde erau dirijate prin canale la mai multe incaperi.

Se poate vorbi despre un prim sistem de incalzire prin pardoseala centralizat.

In configuratia actuala, instalatiile de incalzire prin pardoseala apar la inceputul secolului trecut.

Profesorul englez Baker a fost primul care a obtinut un brevet cu titlul “Sistem de incalzire a localurilor cu apa calda transportata prin tevi sub pardoseala”.

Drepturile asupra acestui brevet au fost cumparate in 1909 de firma Crittal Co., care a realizat pe baza lui incalzirea palatului Royal River.

Dezvoltarea efectiva a sistemului de incalzire are loc imediat dupa al doilea razboi mondial, odata cu campania de reconstructie din Europa.

Tehnica din perioada respectiva - inglobarea de tevi din otel de ½" sau ¾" fara straturi de izolatie termica sub ele.

Numai in perioada 1945 – 1950, instalatii de incalzire in peste 100.000 de locuinte.

Aceasta perioada de pionierat a pus in evidenta nu numai avantajele sistemului de incalzire prin pardoseala, dar si o seama de neajunsuri determinate de lipsa unei cercetari aprofundate a efectelor asupra organismului omului.

B. Domeniul de aplicare

Instalatii interioare de incalzire la:

- Locuinte familiale;

- Constructii publice (scoli, spitale, biserici,etc);

- Constructii comerciale (magazine, supermarket-uri, restaurante etc.);

- Hoteluri;

- Constructii industriale de productie si depozitare, etc.

Instalatii exterioare pentru topirea ghetii si a zapezii la:

- Parcaje de masini;

- Platforme si scari exterioare la cladiri publice;

- Piste aeroportuare;

- Terenuri sportive etc.

C. Generalitati

Prezenta instalatie de incalzire prin pardoseala cu pompe de caldura deserveste un imobil de tip bloc DS+P+4E.

Imobilul este situat in Bucuresti, este alcatuit din 10 apartamente, repartizate in numar de cate doua pe fiecare nivel al blocului si este izolat termic cu polistiren expandad de 100 mm grosime pe toata anvelopa cladirii.

Ferestrele cladirii sunt realizate din geam termopan cu rama din lemn masiv.

Fiecare apartament dispune de 1 sufragerie, 1 dormitor, 1 bucatarie, 1 baie si 1 hol.

Pe palierul fiecarui nivel al blocului se afla cate o uscatorie care deserveste apartamentelor de la nivelul respectiv.

Energia termica este repartizata fiecarui apartament prin intermediul unor cofrete de distributie montate pe holurile interioare ale acestoara.

Distributia caldurii pentru fiecare apartament se face prin intermediul unor coloane ce strabat casa scarii si uscatoria de la fiecare nivel al imobilului.

Pompele de caldura sunt situate la demisol si sunt racordate la coloanele de distributie a energiei termice.

La acest sistem de incalzire, corpul de incalzire este reprezentat de intreaga pardoseala a camerei.

Desi este cel mai mare corp de incalzire ce s-ar putea imagina pentru o camera, nu ocupa deloc spatiu din aceasta, permitand amenajarea nestingherita a interiorului.

Este de mentionat si faptul ca acest sistem nu provoaca arderea particulelor fine de praf din aer.

Astfel, peretii incaperii raman curati timp mai indelungat.

D. Neajunsuri, cauze, remediu.

Instalatiile de incalzire prin pardoseala realizate in perioada mentionata mai sus au produs numeroase tulburari fiziologice oamenilor, cum ar fi:

- probleme de circulatie a sangelui;

- cresterea tensiunii arteriale;

- transpiratie excesiva,

- dureri de cap.

Cercetarile efectuate au pus in evidenta doua tipuri de probleme esentiale care nu erau stapanite corect:

- Valoarea temperaturii superficiale a pardoselii;

- Inertia termica a sistemului.

S-a demonstrat ca, pentru a nu se crea senzatii de disconfort termic, temperatura superficiala a pardoselii nu trebuie sa depaseasca 28 ÷ 29 °C. Ori, in cazul instalatiilor de incalzire in cauza, se constatau in mod frecvent valori de 40 °C sau mai mult.

Pe de alta parte, inglobarea tevilor sub forma de serpentina intr-un masiv de beton, care acumula o cantitate importanta de caldura si avea o inertie termica mare, conducea la accentuarea si prelungirea in timp a supratemperaturii pardoselii.

Solutia s-a dovedit a fi intercalarea intre serpentinele de teava, prin care circula agentul termic, si planseul de beton a unui strat puternic izolator termic.

Asadar, principalele masuri de evitare a disconfortului termic sunt:

- Mentinerea temperaturii superficiale a pardoselii la cel mult 28 ÷ 29 °C (in zone de trecere, zone marginale, bai - se admit 31 ÷ 35 °C)

- Separarea pardoselii incalzitoare de planseul masiv din beton printr-un strat izolator termic.

E. Confortul termic

Notiunea de confort termic este asociata cu temperatura ideala interioara a incaperii in care se gasesc oamenii.

De fapt, prin senzatia de confort termic se intelege mentinerea unui echilibru termic al corpului uman sub influenta factorilor de natura fizica ai mediului inconjurator.

Un factor important de confort termic il reprezinta si distributia temperaturii cat mai uniform pe verticala incaperii.

Cum zona inferioara a piciorului uman este una sensibila, se doreste ca aici temperatura sa fie mai ridicata decat in zona capului.

Este cunoscut de toata lumea ca o pardoseala rece creeaza o senzatie neplacuta de disconfort termic, chiar daca temperatura masurata mai sus, in zona corpului si a capului este corespunzatoare ( 20 ÷ 22 °C).