Instalații de încălzire cu apă caldă, funcționând pe gaz

Capitolul I

1.1. Date de bază

Cea mai veche formă de încălzire la toate popoarele, care ard lemne, a fost aceea a unei vetre deschise, așezată în mijlocul încăperii și care servea și pentru prepararea mâncării. Utilizarea acestui sistem avea marele inconvenient că era însoțită de o mare degajare de fum. Pentru evitarea frumului și sporirea confortului, românii au inventat mangalul, pe care îl ardeau în ligheane metalice: acest procedeu de încălzire a dăinuit mult timp, astfel încât în anul 1790, la Londra, Parlamentul englez era încă încălzit de mangal incandescent ars în vase deschise. O ameliorare a acestui sistem s-a obținut în secolul al X-lea, prin amplasarea focului aproape de unul din pereți, prin încălzirea lui și executara unui horn. În acest mod a apărut căminul, care se mai poate întâlni și în prezent în țările cu climă termperată, deși are un randament foarte mic. El era la încput executat din piatră, pentru că ulterior să fie din cărămidă și lut.

Un pas înainte, în secolul al XIV-ea, a sobei, care trebuie considerată ca o perfecționare a căminului. La început, soba s-a executat din piatră, cărămizi șu lut, pentru ca apoi să se execute din plăci ceramice. Sistemul acesta de încălzire, îmbunătățit continuu prin experiența câștigată în cursul secolelor, a ajuns până în zilele noastre, când își găsește încă o ultilizare. Aici este de menționat apariția în secolul al XVII-lea a sobei metalice, industrializată sub forma sobelor de fontă.

Ca o variantă a sistemului de încălzire locală, merită să fie menționate sobele cu rezistențe electrice, la care transformarea energiei chimice în energie termică a fost înlocuită prin transformarea energiei electrice în energie termică. Soluția constructivă a acestor sobe se caracterizează printr-o diminuare a masei de înmagazinare a căldurii, care treptat a mers până la suprimarea ei completă, totul reducându-se la o rezistență electrică și la un reflector. În felul acesta, au apărut radianții electrici. Evident, ultilizarea lor implică un consum ridicat de energie electrică. Paralel cu radianții electrici au apărut și s-au dezvoltat radianții cu gaze naturale, la care procesul arderii gazelor se produce catalitic, datorită unei plăci ceramice poroase, adusă la starea de incandescență. Atât radianții electrici, cât și cei cu gaze reprezintă un sistem de încălzire locală foarte indicat pentru spații deschise ca: peroane de gări, stații de tramvai etc, unde se presupune că nu se stă decât câteva minute. Utilizarea lor la încălzirea spațiilor închise nu se extinde din cauza dificultăților întâmpinate la realizarea condițiilor minime de confort.

Sistemul de încălzire centrală (încălzirea mai multor încăperi făcând focul într-un singur loc) a fost imaginat și realizat de către romani, acum aproape două mii de ani, iar inventatorul lui este considerat de istorici ca fiind Cornleius Sergius Orato. Focul se făcea cu lemne într-o vatră (furnus), amplasată în exterior, lângă clădire. Gazele arse rezultate, fierbinți, erau conduse printr-un canal, închis sub pardoseala din lespezi de piatră a încăperilor, care urmau să fie încălzite și apoi, prin canale executate în pereți, erau eliminate în atmosferă. În acest mod, pardoselile și pereții încăperilor erau încălzite la o temperatură care asigura confortul ocupanților. O pardoseală astfel executată, cu goluri mari pe dedesupt, pentru conducerea gazelor fierbinți, în scopul încălzirii, era denumit hypocaustrum. Acest sistem de încălzire a fost identificat și la noi în țară, în ruinele cetății Callatis.

Fără o bază științifică înaintată, romanii executau în acest fel, instalații denumite în epoca contemporană, încălziri prin radiație.

Dacă după stingerea focului, se lăsa să treacă aer prin hypocaustrum, unde aceasta se încălzea, și apoi era condus în încăpere și recirculat, se realiza și o încălzire cu aer cald.

Tot ca un sistem empiric de încălzire centrală, trebuie menționată încălzirea cu aer cald, apărută în Europa prin secolul al XII-lea și care consta din încălzirea prin ardere de lemne a unor pietre așezate în straturi, peste care, după stingerea focului, se lăsa să treacă un curent de aer, care, luând căldura înmagazinată în pietre, se ridica în mod natural în sus și, prin canale în pereți, ajungea în încăperi.

Odată cu inventarea mașinii cu abur de către James Watt, se poate spune că s-au creat și condițiile termice pentru apariția încălzirii centrale moderne, deoarece, curând după aceasta, în anul 1770, s-a executat prima încălzire cu abur.

Ulterior, s-a trecut la înlocuirea aburului cu apă caldă, circulația făcându-se prin termosifon, iar în anul 1831, Perkins a executat prima instalație de încălzire cu apă supraîncălzită (în sistem închis).

În România, printre primele clădiri dotate cu încălzire centrală se numără: Teatrul Național din București (1858), castelul Peleș și Ateneul Român (1888).

Perfecționările care s-au obținut cu timpul la aceste sisteme moderne de încălzire centrală, indiferent de agentul termic utilizat (abur de joasă presiune, abur de medie presiune, apă caldă, apă supraîncălzită) privesc mai mult suprafețele emitente de căldură montate în încăperi. La început, se întrebuințau serpentine din țevi, așezate după inspirația constructorului. După aceea, prin micșorarea cantității de țeavă și mărirea suprafeței de încălzire, s-a trecut la utilizarea țevilor cu aripioare. Motivele economice au determinat întrebuințarea agenților termici la temperaturi din ce în ce mai ridicate, în scopul de a se monta suprafețe de încălzire cât mai mici.

Între timp, progresele făcute în domeniul igienic au stabilit că suprafețele de încălzire cu o temperatură de peste 60-70°C produc prăjirea, carbonizarea prafului de natură organică, usucă aerul și mucoasa nazală, favorizează îmbolnăvirea căilor respiratorii și indispun printr-o radiație prea puternică.

Acestea au fost motivele pentru care încălzirea cu abur, care produce încălzirea radiatoarelor și a țevilor cu aripioare, la peste 100°C, a trebuit să cedeze terenul încălzirii cu apă caldă, care a dobândit cea mai largă întrebuințare.

Totodată, țevile cu aripioare au fost aproape total înlocuite de radiatoare sau registre din țevi.

Corpurile de încălzire au primit o amplasare diferită, fiind mutate de pe un perete pe altul a camerelor, în scopul de a lăsa locul liber pentru așezarea mobilei. În acest mod, au ajuns sub ferestre, loc considerat ca fără o altă întrebuințare posibilă. Numai după ce s-a observat dispariția curențiolor reci de aer din cameră și s-a constatat uniformitatea temperaturii interioare, ca rezultat al aceste așezări, s-a remarcat, că se căzse tocmai peste soluția cea mai bună în această problemă.

La încălzirea prin sobe se stabilește, în cameră, o mișscare continuă a aerului, dinspre pereții exteriori ,ao rei spre sobă, care de regulă este amplasată pe peretele interior situat cat mai aproape de mijlocul clădirii, din cauza horunurilor care trebuie să fie aproape de coama casei. Această mișscare, în zona ferestrelor, este percepută ca un curent supărător de aer rece. El provine și din infiltrațiile aerului atmosferic pe la îmbunările ferestrelor, fenomen care nu se poate evita, dacă se ține seama, că datorită eliminării continue pe horn a aerului de combustie, camerele se găsesc în depresiune față de exterior. Deosebit de aceasta, toată porțiunea din cameră dinspre ferestre este sensibil mai rece decât restul, diferența de temperatură fiind de 5-6°C, pereții exteriori sunt foarte reci, în timp ce, în vecinătatea sobei, căldura radiată poate fi atât de mare, încât să devină insuportabilă. Temperatura pardoselii ajunge cu 8°C mai mică decât temperatura camerei, fapt care produce întotdeauna seznația de frig la picioare.