Ogrzewnictwo ściągi

Troszkę pojęć z ogrzewnictwa na początek:

1. Omówić bilans cieplny źródła ciepła, niezbędna moc źródła ciepła

2 rozwiązania: - lokalna kotłownia, - system scentralizowany(węzeł ciepłowniczy; system ciepłowniczy)

moc źródła ciepła Q musi być większa lub równa od obliczeniowego zapotrzebowania na ciepło zgodnie z normą PN 12831:2006; zależy od:

φ_kotłowni≥(φ_CO φ_c.w.u. φ_went φ_klim φ_technol φ_strat)

max(Σφ i (τ)) - maksymalna wartość sumy liczonej w czasie

-może to prowadzić do przewymiarowania źródła ciepła i zwiększenia kosztów

-problemy eksploatacyjne związane z przewymiarowaniem

2. Charakterystyka potrzeb cieplnych na cele ogrzewania (zmienność w czasie/sezonie , parametry charakterystyczne/obliczeniowe, wielkości od których zależy), wpływ na wielkość źródła ciepła.

liczymy zgodnie z normą, zależą one od różnicy t zewn. i t wewn


projektowa temp zewnętrzna określa nam max potrzeby na cele grzewcze,kiedyś przestawano grzać przy około 12C o godz. 19. teraz jest to decyzja zarządcy,wentylacja poprzez: - infiltrację w starych budynkach, mechaniczna, grawitacyjna.w przypadku bardzo niskich temp. zewn. też duże straty poprzez wentylację. mogą pojawić się niedobory. wprowadzając świeże powietrze w zimie osuszamy powietrze w pomieszczeniu (osuszamy względnie). nie ma grzyba na ścianach. wietrząc usuwamy wilgoć z powietrza (z gotowania, prania i oddychania) 3. Charakterystyka potrzeb cieplnych na cele ciepłej wody użytkowej (zmienność w czasie/sezonie, parametry charakterystyczne/obliczeniowe, wielkości od których zależy), wpływ na wielkość źródła ciepła. zapotrzebowanie na c.w.u. jest zmienne w czasie i nie zależy od temp zewn. w zależności od rodzaju obiektu dobierany źródło ciepła i liczymy bilans ciepła (budynek mieszkalny, obiekt betonowy) często w porze rannej w hotelach tańszych brakuje wody, bo wszyscy się kąpią o jednej porze, q(qs, qmax, qhśr dm3/s) qs-przepływ chwilowy sekundowy, zależy od ilości punktów czerpalnych. temp wody w punkcie czerpalnym powinna mieć więcej niż 55C mniej niż 60C,qhmax - wielkość maks w godzinie, qhśr - zużycie średnie godzinowe 4. Charakterystyka potrzeb cieplnych na cele wentylacji/klimatyzacji (zmienność w czasie/sezonie, parametry charakterystyczne/obliczeniowe, wielkości od których zależy), wpływ na wielkość źródła ciepła. Wentylacja- Zależy od przyjętej technologii, w celu ograniczenia zużycia ciepła przy bardzo niskich temperaturach ogranicza się strumieniem ciepła przepływowego. Wentylacja nie pracuje przez 24h/dobę. Pracuje tylko wtedy gdy pomieszczenie jest użytkowane. Czyli sala kinowa jest wentylowana mocniej przy pełnej sali kinowej, a przy pustej mniej. w przypadku wentylacji nie możemy nawiewać zimnego powietrza do pomieszczeń. Charakterystyka – Φw Φk zależą od przeróbki świeżego powietrza gdy temp zewn >12C (15C) można nie grzać w c.o., ale w wentylacji nie (nie można nawiewać zimnego powietrza bez ogrzewania). 5. Charakterystyka potrzeb cieplnych na cele technologii (zmienność w czasie/sezonie, parametry charakterystyczne/obliczeniowe, wielkości od których zależy), wpływ na wielkość źródła ciepła. Φt – ciepło potrzebne na technologie, wtedy gdy projektujemy źródło przemysłowe, w przemyśle te temp. Bywają większe tak do 130C. powyżej 150C to jest problem wysokich kosztów armatury wytrzymałej na bardzo wysokie ciśnienie. Systemy parowe są wycofywane. Zakaz do ogrzewania budynków gdzie ludzie stale przebywają ( USA, dania). Innym nośnikiem w systemach parowych są oleje. Nie odparowują w temp powyżej 100C. jednak są drogie i niebezpieczne dla środowiska. Technologia tez się charakteryzuje systematycznymi odbiorami ciepła. Zwykle nie sumujemy wszystkich maszyn bo pracują w różnym czasie.

6. Układy przygotowania c.w.u. Przepływowy (Qhs, Qhmax); Pojemnościowy (Qwym, Vzas); Z zasobnikiem ładowanym pompą; Ze stabilizatorem temperatury.

a)przepływowy

liczymy na maksymalne zapotrzebowanie, jeżeli mamy dużą liczbę odbiorców ciepłej wody użytkowej to możemy mieć wodę o niższych parametrach

b)podgrzewacze pojemnościowe

regulatorem temp wody podgrzewanej jest sterowanie pompy. czujnik przetłacza wodę wtedy gdy temp w zbiorniku c.w.u. jest za niska. jeżeli mała pojemność wodna i cieplna a mamy 1 kocioł, to kocioł się wyłączy zanim woda się nagrzeje. w nowych podgrzewaczach nie ma rozwarstwienia temperatur

c)zasobnik ładowany pompą jak Vz za małe to zimna woda pójdzie do grzejników, jest gradient temperatury

d)ze stabilizatorem temperatury -jest tu czujnik temperatury, - woda zimna miesza się z wodą w zasobniku > każde krótkie włączenie wody powoduje, że podgrzewanie wody się nie włącza jest to układ niekorzystny sprawnościowo, ale czasem jedyne rozwiązanie, gdy trzeba chwilowo zwiększyć ilość produkowanej ciepłej wody użytkowej bez zwiększania zasobnika c.w.u.

7. Sposób wyznaczenia niezbędnej mocy źródła ciepła (wpływ rodzaju paliwa na sposób postępowania w tym zakresie i uzasadnienie takiego podejścia)

wyróżniamy kotłownie na paliwo: - gaz ziemny, - gaz płynny, - olej opałowy lekki, - paliwa stałe(drewno, węgiel, koks). o wyborze konkretnego rodzaju źródła ciepła decydują warunki lokalne, a także niezwykle istotnym parametrem jest koszt energii cieplnej uzyskiwanej z danego źródła ciepła.

dobór kotła na paliwo stałe: Qk≥ QB(1+a)^0,25 / 0,9

a - uwzględnia straty na przesyle (pomiędzy źródłem, a odbiornikami czyli przewody w piwnicy to około 15%)

QB - Qc.o. lub Qc.o.+Qśrh^max

w przypadku kotła na paliwo gazowe:

Qk≥ 1÷1,05÷1,1 QB jak ustawiamy Qśrh c.w.u. to już jest zapas bo jak mamy priorytet to albo wystąpi rozbiór ciepła na Qc.o. i Qc.w.u.

przewymiarowanie jest bardzo niedobre gdy sprawność kotła bardzo spada ze spadkiem obciążenia. ciepło idzie w komin. tak jest z kotłami gazowymi i innymi: gdy kocioł pracuje z obciążeniem nominalnym to wydajność jest bardzo duża.

8. Zmienność obciążenia cieplnego źródła ciepła w sezonie. Przyczyny i wpływ na pracę źródła ciepła

zmiana temperatury zewnętrznej w czasie sezonu grzewczego mają decydujący wpływ na stratę mocy cieplnej ogrzewanych pomieszczeń. dostosowanie wydajności instalacji grzewczej do chwilowego zapotrzebowania mocy cieplnej podyktowane jest przede wszystkim względami ekonomicznymi, jak również utrzymaniem parametrów kształtujących komfort cieplny w pomieszczeniu. przegrzewanie pomieszczeń w okresie przejściowym i wietrzenie ich przez otwarte okna jest marnotractwem deficytowego paliwa. niedogrzewanie pomieszczeń w okresie najniższej temp zewn. spowodowane złą regulacją instalacji, powoduje konieczność korzystania z dodatkowych źródeł ciepła, narażając użytkownika na niepotrzebne dodatkowe koszty. przyczyny te powodują konieczność wprowadzenia regulacji centralnego ogrzewania.

9. Zasady regulacji wydajności źródła ciepła. Regulacja ilościowa, regulacja jakościowa, regulacja mieszana, regulacja on/off. regulacja polega na dostosowaniu mocy cieplnej urządzenia do chwilowego zapotrzebowania, wynikającego z warunków zewnętrznych, niezbędnego do uzyskania wewnątrz ogrzewanych pomieszczeń stałej temperatury powietrza zgodnie z PN-82/B-02402. ze względu na rodzaj korygowanej wielkości regulacja może być: a)jakościowa - najczęściej obecnie stosowana - jeśli polega na zmianie temperatury nośnika ciepła, wynikającej z chwilowego zapotrzebowania mocy cieplnej, z zachowaniem stałego strumienia jego masy, b)ilościowa - jeśli polega na zmianie strumienia masy nośnika ciepła dopływającego do ogrzewania obiektu lub pomieszczenia z zachowaniem stałej temp zasilania c)mieszana - nazywana jakościowo-ilościową - jeśli łączy się oba powyższe rodzaje regulacji, tj. nośnik ciepła ma równocześnie zmienianą temperaturę zasilania i strumień masy, d)on/off - są to układy najprostszej regulacji - regulator jest w drugim pomieszczeniu i steruje włączaniem i wyłączaniem kotła 10. Schematy technologiczne kotłowni wytwarzających ciepło na potrzeby ogrzewania i ciepłej wody użytkowej, zasady regulacji parametrów.

1)układ kocioł z regulatorem temp. regulacja strumienia. Przez kocioł płynie tyle samo wody co przez pompę (stały strumień) stałe warunki hydrauliczne 2)układ ze stałą temp o mieszaniem temp przez kocioł płynie niezbędna ilość wody, aby osiągnąć wymaganą temp. Przy niższych temp mniej wody przepływa przez kocioł, kocioł musi mieć niższą pojemność wodną Regulacja wydajności źródeł ciepła wynika ze zmienności obciążenia 1)

2)

3)

Te trzy równania muszą być sobie równe. Wyprowadza się tz, tp } f(zewn) te 3 strumienie muszą być jednakowe, z tego powstały funkcje regulacji 12. Schemat technologiczny źródła ciepła wyłącznie z pompami na obiegach instalacji odbioru ciepła, z pompami instalacji i pompami obiegu kotłów (ze zwrotnicą hydrauliczną, ze spięciem rozdzielaczy zasilania i powrotu), wpływ sposobu rozwiązania technologii kotłowni na warunki hydrauliczne (przepływy). rozwiązania hydrauliczne kotłowni: 1. c.w.u. - pompa pracuje zmiennie potrzebny układ podmieszania - priorytet c.w.u wyłącza się pompa c.o. , musi być wysoka temp czynnika grzewczego

regulacja źródła ciepła jak na wejściu 90C

jak 70C

możliwość połączenia na priorytet c.w.u. (oferują producenci) im niższa temp wody wychodzącej z kotła tym efektywność rośnie ,zmienność strumienia przepływającego przez kocioł (wymyślono inne rozwiązania)

2a)układ rozdzielaczy między rozdzielaczem zasilania i powrotu nie ma praktycznie różnicy ciśnień

2b)ze zwrotnicą hydrauliczną (jako zbiornik ciśnieniowy)

trzeba przewymiarować o 20% w stosunku do Σmc.o. + ... kocioł kondensacyjny nie wolno przewymiarować, ryzyko - jak źle dobrana pompa, jak za duży strumień w podgrzewaczu to może się odmienić strumień , problem z dogrzewaniem c.w.u. czujnik temp w zwrotnicy a nie w kotle! i regulacja nie działa bo w kotle wyższa temp

14. Przyczyny i sposób rozwiązania podmieszania gorącego w obiegu kotłów podmieszanie gorące stosuje się w celu utrzymania wymaganej temp na zasilaniu kotła (na zasilaniu sieci ciepłowniczej)skutki podmieszania: stały strumień w kotle i stała temperatura powrotu, ale zmienny strumień w obiegu. czujnik temp daje nam temp wynikową już po podmieszaniu. jak temp mieszaniny dobra to zawór się zamyka. to rozwiązanie ze strony ekonomicznej jest mniej korzystne bo pompy miesza więcej wody niż potrzeba, bo działa w stałych prędkościach. rozwiązanie to zapewnia nam krążenie wody. przez kocioł(wymagane w małych układach, niewielki przyrost temp w kotle) 17. Wentylacja kotłowni w kotłowniach na paliwo stałe wentylacja zależna od przekroju komina nawiew → 50 % przekroju komina F_N ≥ 0,5 F_K F_W = nie mniej niż 14 x 14 cm lub 0,5 F_K do 25 kW - kratka nawiewna powyżej 25 kW - kanał nawiewny wyprowadzony na 30 cm nad posadzką norma dotycząca wymiarów kanałów nawiewnych, wywiewnych nie jest obligatoryjna kanał nawiewny dla gazu 5 cm²/kW nie mniej niż 300 cm² powyżej 60 kW do 60 kW →215 cm²/kW , nie mniej niż 200 cm² (14 x 14cm) 18. Instalacje paliwowe paliwa - stałe -gazowe-ścieżka gazowa dla palników wentylatorowych -olejowe-instalacje jednoprzewodowe -inst. dwuprzewodowe -inst. pierścieniowe zbiornik paliwa na olej-jest substancja niebezpieczna dla środowiska- zapewnić nieprzedostawanie się do gruntu. zbiorniki muszą spełniać odpowiednie wymogi: w pomieszczeniu musi być wanna wychwytująca olej. w zbiornikach oleju montujemy sondy, które mierzą poziom oleju w zbiorniku. zbiorniki z włazem do czyszczenia. instalacja doprowadzania gazu do kotła (ścieżka gazowa) - filtr gazu, stabilizator gazu, czasami armatura ta wbudowana jest w palnik).wymogiem może być kubatura przyłącza gazu (która ogranicza wahania gazu). ilość paliwa pobierana przez palnik to moc palnika przez wartość opałową. 19. Kominy / Odprowadzenie spalin warunki jakie powinien spełniać przewód spalinowy/komin: -wymiary komina powinny być dobrane proporcjonalnie -przewody kominowe powinny być szczelne -wewnętrzna powierzchnia przewodów kominowych odprowadzających spaliny mokre powinna być odporna na ich destrukcyjne oddziaływanie -przewody kominowe powinny być wyprowadzone ponad dach na wysokość zabezpieczającą przed niedopuszczalnym zakłóceniem ciągu -bezpieczeństwo konstrukcji -bezpieczeństwo pożarowe -odpowiednie warunki higieniczne i zdrowotne oraz ochrony środowiska -ochrona przed drganiem i hałasem -oszczędność energii i odpowiednia izolacyjność cieplna przegród -zgodny z wymaganiami stawianymi przez polskie normy 20. Scentralizowane systemy zaopatrzenia w ciepło. Elementy, krótka charakterystyka. a) źródła ciepła -wyróżniamy tu: -ciepłownie - zakład energetyczny wytwarzający ciepło na potrzeby rozproszonych w terenie odbiorców -elektrociepłownie - zakład energetyczny wytwarzający w ramach gosp. skojarzonej zarówno energię elektryczną jak i cieplną, na potrzeby rozproszonych w terenie odbiorców b)sieć ciepłownicza-zespół przewodów, armatury, urządzeń i budowli doprowadzających ciepło ze źródła ciepła do odbiorców c)węzły ciepłownicze - zespół przewodów, armatury i urządzeń służących do połączenia wewnętrznych inst. c.o. do sieci ciepłowniczej 21. Funkcje węzła ciepłowniczego. -przekazanie energii cieplnej z sieci do odbiorcy (bezpośrednio lub poprzez wymiennik-w przypadku c.w.u tylko wymiennik) -zapewnienie krążenia czynnika grzejnego w instalacji wewnętrznej (poprzez zastosowanie w węźle pompy obiegowej dla systemów wymiennikowych) -kontrola i ewentualna zmiana parametrów czynnika (ciśnienie, temperatura) -pomiar

I skany kolokwiów, pytania, odpowiedzi schematy kotłowni itp.