środa, 13 lipca 2016

14. Sieci ciepłownicze: rodzaje, sposoby układania, projektowanie sieci ciepłowniczych. Projektowanie sieci ciepłowniczych, dobór średnic i obliczenia hydrauliczne.

Radzaje w poprzednim wpisie, sposoby układania też.

Etapy projektowania:
studia techniczno-ekonomiczne,
projekt koncepcyjny.
projekt wstępny.

- trasa powinna być możliwie najkrótsza
- prowadzić by mozna było przyłaczyć na danym terenie jak najwiecej odbiorców
- wykozystac naturalne zmiany kierunku do kompensacji
- unikać jezdni, budynków i chodników (jedynie pprzeczne przejscia)
- 1,5m od drzew
- niekolidować z infrastrukturą podziemna i zachować odstęp
- możliwie płytko, min 400m nakrycia
- gdy jeden nad drógim to ciepła na górze
- zapewnic możliwość odwodnienia sieci i kanałów
- spadek minimum 0,3%
- przejscia pod jezdniami umozliwiajace konrole i wymiane bez naruszania jezdni
- na powietrzu możliwie 0,75m nad ziemią
- miejsca zamontowania armatury zabezpieczyć przed ludźmi

Obliczenia hydrauliczne sprowadzają się do ustalenia średnic i strat ciśnienia
- opory miejscowe i liniowe
- Obliczając prędkość przepływu czynnika cieplnego należy przyjmować maksymalne prędkości przepływu:
2,0-3,0 m/s dla przewodów magistralnych
1,0-2,0 m/s dla odgałęzień od przewodu głównego
1,0 /s dla przyłączy do budynku

13. Scentralizowane systemy zaopatrzenia w ciepło: geneza i uwarunkowania stosowania, źródła ciepła, ciepłownie i elektrociepłownie, podstawowe elementy składowe

Systemy ciepłownicze mogą być stosowane w miejscach gdzie występuje duże zagęszczenie odbiorców. Ekonomicznie uzasadnione jest przesyłanie (jeśli medium jest woda) ciepła na odległość 5-10km. W przypadku pary wodnej do 3km. Jak widać, na wsi się nie kalkuluje. Budowa sieci ciepłowniczej jest też skomplikowanym przedsięwzięciem jeśli chodzi o budowę. Przewody prowadzi się w ziemi, a ich duża średnica powoduje trudności w prowadzeniu sieci na terenach miejskich.

Głównymi źródłami ciepła są ciepłownie i elektrociepłownie (tzw. kogeneracja). W tym drugim przypadku ciepło jest jednym z dwóch produktów, obok prądu, co znacznie obniża koszt jego uzyskania.

Sieć ciepłowniczą tworzą:
- jedno lub więcej źródło ciepła
   - konwencjonalne (palane paliwem stały lub płynnym/gazowym) i niekonwencjonalne (atom, biomasa, wiatr, woda)
   - wysoko i niskotemperaturowe
   -wysoko i nisko cisnieniowe
- przewody przesyłowe
   - komunalne i przemysłowe
   - naziemne i podziemne
   - wodne i parowe
   - nadziemne i podziemne
   - kanałowe i preizolowane
- armatura sieciowa
- węzły ciepłownicze
   - pośrednie, bezpośrednie ze zmianą parametrów i bez zmiany
   - jednofunkcyjne i wielofunkcyjne
   - prywatne i zbiorowe
   - szeregowe, róznoległe, szeregowo równoległe

Sieci ze względu na rozplanowanie dzielimy na:
- kratownicowe
- pierścieniowe
- promieniste
- pajęcze
- mieszane

12. Scentralizowane i zdecentralizowanie systemy zaopatrzenia w ciepło: różnice, specyfika, zalety i wady poszczególnych rozwiązań.

Ciepło z elektrociepłowni

Wady i zalety
  • ciepło jest częściowo odpadem przy produkcji energii elektrycznej,
  • są bezobsługowe dla odbiorców
  • ceny są stabilne i regulowane przez URE
  • rozliczanie zużyci energii na pdstawie liczników energii cieplnej,
  • duża sprawność źródła ciepła względem "piecyków"
  • ekologicznie jest to lepsze wyjście niż piecyki węglowe
  • w przypadku niewielkiej ilości przesyłanej energii wysoki koszt sieci przesyłowej
  • niedostępność na żądanie w okresie przejściowym (do momentu włączenia wymiennika ciepła) lub niepotrzebne ogrzewanie przy ciepłej pogodzie (wiosną), przy braku regulacji wewnętrznej, prowadzące do przegrzewania pomieszczeń i marnotrawstwa energii.
  • rozwiązanie nie wszędzie dostępne


Ciepło z kotłowni

Wady i zalety
  • dostępność przez cały rok
  • możliwe do uzyskania niezależnie od dostępności sieci ciepłowniczej
  • czasem wyższa sprawność
  • jest to własna inwestycja
  • zmienna cena
  • trzeba samemu dostarczyć paliwo
  • magazynować je (jeśli nie jest to gaz ziemny i prąd)
  • niska emisja jest szkodliwa
  • jakaś tam możliwość awarii i wybuchu
  • czasem mamy dużo popiołu
  • przeglądy, naprawy, kominy

wtorek, 12 lipca 2016

11. Automatyzacja kotłowni niskoparametrowych: zadania, urządzenia automatycznej regulacji, zasady doboru.

AUTOMATYZACJA KOTŁOWNI
Kotły:
1. Utrzymywanie temperatury na wyjściu kotłowni Tzas.
2. Realizowanie procedur zatrzymania i rozruchu kotłów.
3. Sterowanie kaskadowe pracą kotłów (modulacja mocy).

Układ przygotowania c.w.u.:
4. Utrzymywanie temperatury c.w.u. Ładowanie zasobnika. Okresowa dezynfekcja.

Instalacje c.o.:
5. Utrzymywanie temperatury na zasilaniu Tzco w funkcji temperatury zewnętrznej Te .
6. Zabezpieczenie przed przekroczeniem Tzco.
7. Funkcja zakończenia sezonu grzewczego. Programy czasowe (kalendarz roczny, tygodniowy, dzienny).


Elementami automatyki kotłowni są:
- regulator
- sterownik
- urządzenie wykonawcze
- czujnik
Czasem jest to połączone - np. zawór z głowicą termostatyczną.


Składowe systemu automatyzacji w kotłowni to:
pompy obiegowe, pompy ładujące zasobniki, czujniki temperatury, siłowniki zaworów 3D,  elektrozawory, regulatory kotłów, czujki zewnętrzne.

Przy doborze podzespołów należy zwrócić uwagę czy element jest cyfrowy czy analogowy. Przy doborze centralki należy zliczyć wszystkie wejścia i wyjścia tak by potem nam ich nie zabrakło.


10. Projektowanie kotłowni niskoparametrowych: schematy technologiczne, dobór zasadniczych urządzeń, pomieszczenie kotłowni. Zasady ustalania mocy cieplnej i dobór jednostek kotłowych.

Schematy są mocno zależne od tego co chcemy tą kotłownią zasilać. Podstawą bardziej rozbudowanych kotłowni niż te domowe są rozdzielacze hydrauliczne, sprzęgło... mamy wtedy obieg pierwotny awięc kocioł-sprzęgło-kocioł i obiegi grzewcze. Na każdym obiegu mamy pompę i zawór zwrotny, filtr, w razie potrzeby zawór mieszający z siłownikiem.

Moc cieplna kotłowni wyznacza się z bilansu potrzeb cieplnych obiektów zasilanych z kotłowni. Zależy ona od rodzaju obiektów zasilanych, w tym zwłaszcza od sposobu współdziałania układów automatycznej regulacji obiegów centralnego ogrzewania, wentylacji, technologii i przygotowania centralnej ciepłej wody, wielkości kotłowni i proporcji poszczególnych składowych zapotrzebowania. Przy projektowaniu kotłowni jej moc uzyskuje się poprzez analizę zapotrzebowań na poszczególne cele dla określonego czas, np. zimy, lata, okresów przejściowych itp. zgodnie z ogólną zależnością:

                                                 QK=Qco + Qw + Qt+ Qcwu [kW]

gdzie:
QK - moc kotłowni,
Qco - zapotrzebowanie na moc cieplną na cele ogrzewania,
Qw - zapotrzebowanie na moc cieplną na cele wentylacji lub klimatyzacji,
Qt - zapotrzebowanie na moc cieplną na cele technologiczne,
Qcwu - zapotrzebowanie na moc cieplną na cele przygotowania c.w.u.



 

 
 

 

Strona dla uczniów technikum sanitarnego i ochrony środowiska

 
 Strona główna

 Galeria Mapa strony Historia Kontakt  
Technik urządzeń sanitarnych

 
     Projektowanie instalacji i sieci sanitarnych→Powrót

  Projektowanie instalacji centralnego ogrzewania
 Ustawy i rozporządzenia
 
 1.Obliczanie oporu cieplnego przegród budowlanych
 2. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła
 3. Obliczanie zapotrzebowania na ciepło w budynku
 4. Obliczanie średnic przewodów grzewczych i ciśnienia dyspozycyjnego
 5. Obliczanie strat ciepła w przewodach (dobór izolacji) 
 6. Obliczanie i dobór grzejników
 7. Zasady projektowania ogrzewania podłogowego
 8. Ogólne zasady doboru kotłów← Tu jesteś
 9. Dobór pompy w instalacji c.o.
 10. Dobór wysokości i przekroju komina
 11. Projektowanie kolektorów słonecznych
 12. Projekty i przykłady obliczeniowe
 13. Tablice i nomogramy
 14. Dobór naczynia wzbiorczego.
 
 
  8. Ogólne zasady doboru kotłów centralnego ogrzewania
 
 Moc cieplna kotłowni wyznacza się z bilansu potrzeb cieplnych obiektów zasilanych z kotłowni. Zależy ona od rodzaju obiektów zasilanych, w tym zwłaszcza od sposobu współdziałania układów automatycznej regulacji obiegów centralnego ogrzewania, wentylacji, technologii i przygotowania centralnej ciepłej wody, wielkości kotłowni i proporcji poszczególnych składowych zapotrzebowania. Przy projektowaniu kotłowni jej moc uzyskuje się poprzez analizę zapotrzebowań na poszczególne cele dla określonego czas, np. zimy, lata, okresów przejściowych itp. zgodnie z ogólną zależnością:

                                                 QK=Qco + Qw + Qt+ Qcwu [kW]

gdzie:
QK - moc kotłowni,
Qco - zapotrzebowanie na moc cieplną na cele ogrzewania,
Qw - zapotrzebowanie na moc cieplną na cele wentylacji lub klimatyzacji,
Qt - zapotrzebowanie na moc cieplną na cele technologiczne,
Qcwu - zapotrzebowanie na moc cieplną na cele przygotowania c.w.u.

Zapotrzebowanie na moc cieplna na cele ogrzewania Qco, jest obliczone według aktualnych normatywów lub według wskaźników kubaturowych. Zapotrzebowanie na cele wentylacji Qw ustala się według dokładnych danych projektowych lub najbardziej szacunkowo według krotności wymian powietrza w obiekcie z ewentualnym ograniczeniem intensywności wentylacji przy niskich temperaturach zewnętrznych. Zapotrzebowanie na moc cieplną na cele przygotowania c.w.u. jest wyznaczone według zużycia ciepłej wody np. na poszczególne czynności higieniczne lub wg średnich wskaźników zużycia dobowego na mieszkańca lub użytkownika obiektu użyteczności publicznej. Składowe Qco i Qw są funkcją temperatury zewnętrznej, natomiast Qt i Qcwu najczęściej nie zależą od temperatury zewnętrznej. 

Na podstawie analizy zapotrzebowań w powiązaniu z temperaturą zewnętrzną uzyskuje się uporządkowane wykresy obciążeń cieplnych. Szczyty zapotrzebowania na cele c.w.u. w ciągu doby są łagodzone dzięki stosowaniu pojemnościowych podgrzewaczy wody. Natomiast w przypadku wymienników przepływowych ich powierzchnie są obliczone na maksymalną moc wynikającą z rozbioru maksymalnego. W tym przypadku moc cieplna kotłowni wyznaczona jest jako suma maksymalnych zapotrzebowań na poszczególne cele. Aktualnie odmienne zasady obowiązują w przypadku niewielkich kotłowni dla domów jednorodzinnych inne w budynkach wielorodzinnych i użyteczności publicznej.

Uznając, że najpopularniejsze kotłownie dla obiektów mieszkalnych bez wentylacji mechanicznej, pokrywają dwa podstawowe cele: ogrzewanie i przygotowanie c.w.u. można podać następujące ogólne zasady:

• w budynkach jednorodzinnych, w których zaprojektowano urządzenia przygotowania c.w.u. bez elementów pojemnościowych moc kotłowni jest równa maksymalnemu zapotrzebowaniu na przygotowanie c.w.u. (wynikające najczęściej z warunków napełniania wanny).

                                                                 QK=Qcwumax [kW]

• w budynkach jednorodzinnych i wielorodzinnych, w których zastosowano podgrzewacze pojemnościowe do przygotowania c.w.u., a zapotrzebowanie Qcwu < 15-20% Qco, kotły dobiera się w oparciu o obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną na cele c.o.
W budynkach o większym zapotrzebowaniu na cele przygotowania c.w.u. jako obliczeniową moc kotłowni przyjmuje się sumę maksymalnej mocy do c.o. i średniej dla c.w.u.

                                                            QK = Qco+ Qcwuśr [kW]

Dla kotłowni komunalnych o zróżnicowanym przeznaczeniu obiektów moc cieplna kotłowni wyznaczana jest jako suma maksymalnego zapotrzebowania na moc do centralnego ogrzewania, wentylacji, technologii i średniego godzinowego zapotrzebowania na moc do przygotowania ciepłej wody użytkowej.

                                                      QK = Qco + Qw + Qt + Qcwuśr [kW]

Kiedy znamy składowe naszego zapotrzebowania, a projektujemy więcej niż jeden kocioł dobrze by kotły były jednakowe, dobrze by jeden kocioł zaspokoił podstawowe zapotrzebowanie np. na C.O a kolejny załączał się gdy np. powstanie zapotrzebowanie na technologie lub wentylację. Warto zwrócić uwagę czy planujemy priorytet CWU czy też chcemy by zadania te były realizowane równolegle.  


Pomieszczenie kotłowni musi spełniać szereg wymogów, kotłownie dzielimy na 3 klasy:
do 30kW
30-60kW
60-2000kW


9. Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych niskoparametrowych systemu zamkniętego: zasady, rozwiązania, obliczanie.

 W odróżnieniu do systemu otwartego, system zamknięty jest szczelnie oddzielony od atmosfery. Zapewnia to większą trwałość instalacji i brak konieczności częstego uzupełniania wody w zładzie. Przyrost objętości wody związany ze wzrostem jej temperatury przejmowany jest przez naczynie przeponowe ciśnieniowe, zamocowane na powrocie do kotła. We wszystkich punktach instalacji panuje nadciśnienie, dlatego instalacja systemu zamkniętego może mieć niekonwencjonalne rozwiązania. Źródło ciepła może być np. zamocowane w dowolnym miejscu, także powyżej najwyżej położonego grzejnika (np. kolektor dachowy).

W skład systemu wchodzą:

-Naczynie wzbiorcze
-Rura wzbiorcza
-Zawór bezpieczeństwa (zakaz montowania zaworu między kotłem a zaworem bezpieczeństwa)
-Manometry (rura wzbiorcza, kocioł)
-Zawór obsługowy – warunkowo
-Czujnik poziomu wody w kotłach – warunkowo (kotłownia >100 kW)
Zadania systemu:
-Przejmowanie wahań objętości wody (NW, RW)
-Utrzymanie odpowiedniego ciśnienia w instalacji (NW, RW)
Zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem  ciśnienia (ZB)
-Częściowe uzupełnienie ubytków wody w instalacji (NW) - warunkowo

Ciśnienie wstępne w naczyniu wzbiorczym przeponowym, włączonym po stronie ssawnej pompy obiegowej, należy przyjmować nie mniejsze niż: p_st + 0,2bar przy temperaturze 10*C.

8. Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych niskoparametrowych systemu otwartego: zasady, rozwiązania, obliczanie.

System otwarty to system w którym woda styka się bezpośrednio z powietrzem w otwartym naczyniu wzbiorczym będącym najwyżej położonym punktem instalacji. Taki system ma cały wachlarz wad, ale ma jedną istotną zaletę - jest bezpieczny i przy tym odporny na awarie i głupotę - dlatego są obowiązkowo (ale mozna to obejść obecnie) stosowane przy dosyć ryzykownych instalacjach czyli tych zasilany paliwem stałym (kotły i kominki z płaszczem).
Główne wady tego typu instalacji:
- odparowywanie wody z instalacji - trzeba okresowo dolewać
- zwiększona korozyjność instalacji - krótsza gwarancja na grzejniki na przykład


Zabezpieczenie takiej instalacji  polega na poprowadzeniu RB/RB (rury wzbiorczej./bezpieczeństwa) o odpowiedniej średnicy (określonej w normie) od kotła do naczynia wzbiorczego, z naczynia do kotłowni wraca RS (rura sygnalizacyjna) i RP (rura przelewowa) których wyloty odprowadzone są do zlewu. Oczywiście po drodze żadnych zaworów odcinających - ale to oczywiste;)

Minimalna średnica wewnętrzna RB (łączy kocioł z przestrzenią powietrzną naczynia) wynosi 25mm, ale jest zależna od mocy kotła - wzór to 8,08 pierwiastka trzeciego stopnia z Q (w kW).

Minimalna średnica RW (rury wzbiorczej) to 25mm,  wzór to 5,23 pierwiastka trzeciego stopnia z Q (w kW).

RP (rura przelewowa) - wewnętrzna średnica rury przelewowej nie powinna być mniejsza niż
wewnętrzna średnica rury wzbiorczej i rury bezpieczeństwa.

Rura odpowietrzająca. Wewnętrzna średnica rury odpowietrzającej powinna wynosić co
najmniej 15 mm oraz nie powinna być mniejsza niż średnica rury odpowietrzającej
instalację, doprowadzonej do naczynia wzbiorczego. Rura odpowietrzająca może
być połączona bezpośrednio do naczynia wzbiorczego lub do rury przelewowej

Przy rozdziale dolnym, przy źródle słabszym niż 25kW część instalacji może stanowić rury zabezpieczajace.

NACZYNIA WZBIORCZE SYSTEMU OTWARTEGO

Naczynie wzbiorcze jest to zbiornik bezciśnieniowy przyjmujący zmiany objętości wody wywołane zmianami jej temperatury w instalacji ogrzewania wodnego oraz zapewniający swobodne połączenie z atmosferą instalacji. 

Pojemność użytkowa naczynia: 

Vu=1,1Vρ∆γ. 
gdzie:
V – pojemność instalacji ogrzewania (żródła, przewodów, grzejników)
ρ1 -  gęstość wody instalacyjnej w temperaturze początkowej (napełniania)
 Δν - zmiana objętości właściwej czynnika grzewczego przy podgrzaniu od temp. początkowej do średniej temperatury obliczeniowej tm=(tz+ tp)/2


Naczynie wzbiorcze o pojemności całkowitej równej 50dm3 powinno mieć powyżej krućca rury przelewowej otwór rewizyjny i zamykaną pokrywę. Ze względów montażowych można stosować zamiast jednego naczynia dwa o jednakowej wysokości połączone ze sobą rurą w dolnej części przestrzeni wodnej oraz rurą łączacą ich przestrzenie powietrzne umieszczoną ponad rurą przelewową. NW powinno być umieszczone na takiej wysokości aby podczas pracy instalacji w żadnym punkcie jej obiegu nie nastąpiła przerwa w przepływie wody i aby istniała możliwość odpowietrzania instalacji. Wysokość położenia NW: -rozdział górny: najwyższy punkt obiegu wody do dna naczynia, -rozdział dolny: wierzch grzejnika do dna naczynia. Przy ogrzewaniu grawitacyjnym oraz pompowym z pompą na zasilaniu H>=0,3m, przy pompowym z pompą na powrocie H>=0,7Hp. Naczynie powinno być umieszczone nad źródłem ciepła przy pionowym prowadzeniu Rb. Jeśli warunek ten nie może być spełniony, długość l rzutu na płaszczyznę pionową nie powinien być większy od 40m. Jeśli l>10a to wewnętrzna średnica rury bezpieczeństwa powinna być większa o jedną dimensję, a-długość pionowego odcinka Rg do pierwszego kotła


Można też jebnąć układ kotłowy otwarty, układ grzejnikowy zamknięty i spiąć je wymiennikiem ciepła :)

7. Równoważenie hydrauliczne wodnych ogrzewań pompowych: uzasadnienie, zasady, urządzenia, dobór pomp obiegowych.

Równoważenie hydrauliczne polega na ograniczeniu przepływu czynnika do natężenia, które wymagane jest do dostarczenia określonej ilości ciepła. Poprzez dopasowanie ilości energii wyprodukowanej, transportowanej i dostarczanej do odbiorników minimalizujemy ilość wytwarzanego ciepła do minimum, tym samym ograniczając zużycie paliwa potrzebnego do wytworzenia energii.
Tym samym uzyskujemy:
  • zmniejszenie emisji do atmosfery,
  • ochronę przed hałasem,
  • zmniejszenie zużycia paliwa.
  • Równoważenie instalacji umożliwia równomierne nagrzewanie sie pomieszczeń

Równoważenie polega na wyrównaniu strat ciśnienia obiegu z działającym w tym obiegu ciśnieniem czynnym. Dopuszcza się 10% błąd.

Do równoważenia instalacji używa się:

  • ręcznie działające zawory równoważące,
  • regulatory różnicy ciśnień,
  • regulatory przepływu,
  • automatycznie działające zawory regulacyjno-równoważące 
  • zawory grzejnikowe termostatyczne z nastawą wstępną

6. Elementy wodnych instalacji grzewczych: źródła ciepła, przewody, grzejniki, odbiorniki, armatura, zabezpieczenia, izolacje cieplne.

Instalacja centralnego ogrzewania składa się ze:
1. źródła ciepła (które zazwyczaj stanowi kocioł, węzeł cieplny, kominek z płaszczem wodnym, pompa ciepła - jest to element który dostarcza energię do naszej instalacji
2. przewody grzewcze - służą do przesyłania czynnika/nośnika energii od źródła do odbiorników. Zazwyczaj mamy instalacje dwururowe trójnikowe bądź rozdzielaczowe.
3. grzejniki - niekoniecznie najpopularniejsze konwektorowe, rolę grzejnika moze pełnić też obieg ogrzewania podłogowego (ściennego lub sufitowego), nagrzewnica wodna, klimakonwektor/wentylokonwektor.
4. odbiornikiem ciepła zawsze w ogrzewaniu wodnym jest powietrze w pomieszczeniu
5. na instalacji mamy też armaturę czyli elementy funkcyjne, np. zawory odcinające, regulacyjne, termostatyczne, filtry, pompy, zawory mieszające, rozdzielacze, sprzęgła,
6. elementy zabezpieczające takie jak: zawory bezpieczeństwa, otwarte naczynia wzbiorcze wraz z orurowaniem, zamknięte naczynia wzbiorcze przeponowe, wężownice i zawory schładzające

5. Projektowanie instalacji ogrzewań wodnych pompowych: zasady prowadzenia przewodów, dobór urządzeń, dobór średnic przewodów, obliczenia hydrauliczne, stosowane materiały.

Wodne ogrzewanie pompowe to rodzaj instalacji gdzie nośnik ciepła (woda) jest wprawiana w ruch pracą pompy. Daje to większe pole manewru przy prowadzeniu rur, nalezy zwracać uwagę by nie tworzyć miejsc które będą się zapowietrzały, pozwala też stosować mniejsze średnice. Rury, kształtki i armatura powodują opór który jest pokonany przez pompę. Należy mieć to na uwadze projektując instalację, by potem dobierając pompę nie trzeba było szaleć. Pompa i mniejsze średnice zmniejszają nam bezwładność instalacji, po rozruchu szybciej widać efekty, pomieszczenia nagrzewają sie zdecydowanie szybciej. W takich instalacjach kocioł nie musi już być w piwnicy, może być nawet na strychu. Przy obliczeniach hydraulicznych bierzemy pod uwagę najbardziej niekorzystny grzejnik, zazwyczaj najdalej od kotła i najwyżej i na stratę na tym "obiegu" dobieramy pompę.


Kolejność pracy przy projektowaniu:
- podział instalacji na działki
- określenie najbardziej niekorzystnego obiegu
- dobrać pompę
- obliczenie ciśnienia czynnego
- określić zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń
- ustalić przepływy
- dobrać średnice
- liczymy kolejne obiegi
- wyliczamy straty liniowe
- straty miejscowe
- straty cieśnienia w poszczególnych działkach

4. Źródła ciepła i nośniki energii w ogrzewnictwie i ciepłownictwie: klasyfikacja, charakterystyka i zasady wyboru.


Najpopularniejszym źródłem ciepła w ciepłownictwie i ogrzewnictwie są różnego typu kotły. Te mogą być opalane paliwem stałym (węgiel, koks, biomasa) lub ciekłym (gaz, olej). Innym źródłem ciepła mogą być źródła odnawialne i energia jądrowa. Odnawialne źródła energi to głównie baterie słoneczne, wody geotermalne, pompy ciepła.

 Nośniekiem ciepła jest woda lub para wodna, ciecze o podwyższonej temperaturze wrzenia ewentualnie powietrze w ogrzewaniu powietrznym. Zadaniem nośnika ciepła jest jego odbiór w źródle, magazynowanie, transport i oddanie w odbiorniku.

Wymagania stawiane nośnikom ciepła:
- duża entalpia
- małe straty energi na potrzeby transportu
- nieszkodliwość i nieagresywność
- niski koszt


Wybór źródła ciepła zależy przede wszystkim od:
- tego do czego chcemy dostarczyć to ciepło
- czasu eksploatacji "pomieszczeń"
- warunków indywidualnych/możliwości jakie mamy
- kosztu eksploatacji i inwestycji
- wpływu na środowisko naturalne
- żywotności

3. Charakterystyka paliw wykorzystywanych w ogrzewnictwie i ciepłownictwie: specyfika i wymagania źródeł ciepła, magazynowanie, dostępność, ekologia i ekonomia.

Paliwa stosowane w ogrzewnictwie i ciepłownictwie można podzielić na naturalne i sztuczne, ale dużo trafniejszym podziałem wydaje się być podział na paliwa stałe i płynne.

Paliwa stałe to:
- węgiel - tani, łatwo dostępny, trzeba przywiść i magazynować, popiół, zanieczyszczenie powietrza, ciągła kontrola, kopci, czadzi...
- koks - j.w.
- drewno - tanie, mała wartość opałowa więc kłopotliwe magazynowanie, dymi, popiół
- biomasa - tanie, trochę łatwiejsze w magazynowaniu, ekologiczne, na wsi,

Paliwa płynne:
- olej opałowy - drogi jak diabli, słaby ekologicznie, zbiornika paliwa
- gaz ziemny - idealny, stosunkowo tani przy dzisiejszych ocieplonych budynkach, z sieci, czysty, bezobsługowy, wysokoenergetyczny
- gaz płynny - jak wyżej ale trzeba magazynować, jest droższy

Jeśli mamy możliwość podłaczenia gazu ziemnego to nie ma sensu szukać innego paliwa. Najtańsze będzie drewno i biomasa, węgiel, gaz ziemny, gaz płynny i na końcu olej opałowy.


2. Sposoby ogrzewania budynków i pomieszczeń: zadania, zalety i wady oraz specyficzne wymagania poszczególnych rozwiązań.

Mamy 4 główne sposoby ogrzewania budynków i pomieszczeń, są to: 
- Grzejniki konwektorowe 
- Ogrzewanie płaszczyznowe 
- Ogrzewanie powietrzne 
- Promienniki 

Pierwsze 3, działają poprzez ogrzanie powietrza w pomieszczeniu, ostatni działa inaczej grzejac "ciała". 

Ogrzewanie grzejnikowe jest najpopularniejsze, choć głównie głównie stosowane jako wysokotemperaturowe dziś powoli ustępnuje miejsca innym. Wadą jest gradient pionowy i poziomy temperatury w pomieszczeniu i wysoką temperatura grzejnikow która negatywnie wpływa na odczucia. Zaletą jest popularność rozwiązania, łatwość modernizacji i rozbudowy. Stosunkowo łatwa i skuteczna regulacja i średnia lub mała bezwładność. 

Corazpopularniejsze są dziś ogrzewania płaszczyznowe czyli głównie.podłogowe. Mają szereg zalet jak np. optymalny gradient pionowy i równomierny rozkład temperatury w pomieszczeniu, niska temperatura zasilania, niska temperatura grzejnika, brak ingerencji w wystrój wnętrza, przy zachowaniu dopuszczalnych temperatur nie ma efektu gwałtownej konwencji unoszące pył. Minusem jest często błędne wykonanie, problem z poprawkami i modernizacją, pewne ograniczenia dotyczące wykończenia podłóg, duża bezwładność i co za tym idzie kłopotliwa regulacja.

 Ogrzewanie powietrzne wydaje się być idealne, grzeje szybko, jest ekonomiczne, umożliwia w jednej instalacji umieścić funkcje grzania, chłodzenia, nawilżania i suszenia. Minusem są gabaryty instalacji, trzeba wsyztsko przemyśleć na etapie projektowania, a montować na etapie budowy. O taką instalację trzeba też dbać, zwykle wystarczy myć lub wymieniać filtry. 

1. Projektowe obciążenie cieplne przestrzeni ogrzewanej, części budynku i budynku: wymagania, sposób obliczania, wskaźniki, izolacyjność cieplna przegród budowlanych, ochrona cieplna budynków, komfort cieplny w pomieszczeniach ogrzewanych, warunki projektowe.

Projektowe obciążenie cieplne przestrzeni ogrzewanej, części budynku i całego budynku to ilość ciepła na jaką wymiaruje się instalację. Jest to suma strat ciepła przez wszystkie przegrody zewnętrzne, strat wentylacyjnych oraz wymaganej nadwyżki energii ze względu na przerwy w ogrzewaniu.

Izolacyjność cieplna przegród budowlanych to jeden z ich kluczowych parametrów. Im wieksza izolacyjność przegrody tym mniejsze straty przez nią. Izolacyjność zależy od LAMBDY i grubości przegrody. A dodając jeszcze różnicę temperatur po obu stronach i opory przyjmowania ciepła mamy gęstość strumienia ciepła przechodzącego przez przegrodę. Mnożąc to przez powierzchnię otrzymujemy stratę ciepła przez przegrodę, sumujemy straty z wszystkich przegród wyznaczających ogrzewaną strefę, dodajemy straty spowodowane wentylacją, oraz nadwyżkę kompensującą przerwy w ogrzewaniu i mamy projektowe obciazenie cieplne.

Nowa norma ustala też maksymalne współczynniki przenikania ciepła przez ścianę, które w ciągu kilku lat mają spaść z 0,25 W/mxK do 20W/mxK.

Warto pamiętać o stratach do sąsiada, przyjmuje się, że u sąsiada panuje temperatura średnia między tym co u nas, a średnioroczną temperaturą zewnetrzna. Jeśli za ściana mamy inny budynek, bierzemy pod uwagę średnioroczną temperature zewnętrzną, a nie srednią z dwóch.

Straty wentylacyjne to straty przy strumieniu większym z dwóch: infiltracja i minimalna wartoś higieniczna.

Norma dzieli Poskę na 5 stref, dla których podaje temperaturę projektpową zewnetrzną (-16 do -24) i średnioroczną (5,5-7,9).

Mamy też projektową temperaturę wewnętrzną, 20 w pokojach, 24 w łazienkach.

Na wrażenia cieplne człowieka – przy danej termoizolacyjności odzieży i danym stopniu aktywności fizycznej – mają wpływ cztery podstawowe parametry, charakteryzujące środowisko pod względem cieplnym. Są to:
1. temperatura powietrza,
2. prędkość przepływu powietrza wokół człowieka,
3. średnia temperatura powierzchni przegród, grzejników i przedmiotów w pomieszczeniach, będących w zasięgu tak zwanego „widzenia cieplnego” powierzchni ludzkiego ciała,
4. wilgotność względna powietrza.

Nowoczesne instalacje ogrzewcze powinny:
– zapewniać równomierny przestrzenny rozkład temperatury odczuwalnej w pionie i w poziomie,
– umożliwiać regulację temperatury w zależności od indywidualnych preferencji użytkowników,
 – umożliwiać realizację zmiennego w czasie programu ogrzewania (np. osłabienia nocnego),
– zapewniać odpowiedni mikroklimat wnętrz (m.in. nie wydzielać szkodliwych substancji, nie wytwarzać hałasu i zapobiegać powstawaniu przeciągów),
– umożliwić utrzymanie w czystości elementów instalacji, zwłaszcza grzejników,
– być trwałe,
– charakteryzować się możliwie niskimi kosztami eksploatacji,
– zapewniać możliwość indywidualnego rozliczania kosztów ciepła,
– być możliwie mało uciążliwe dla środowiska zewnętrznego.

Poza tym elementy instalacji, a zwłaszcza grzejniki, powinny być estetyczne i umożliwiać łatwą aranżację pomieszczeń.

poniedziałek, 11 lipca 2016

20. Tłumienie naturalne i tłumiki w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Podczas projektowania instalacji powietrznej należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby zapewnić przenoszenie hałasów do pomieszczeń na niskim poziomie. Zasadniczo obowiązuje reguła, że hałas należy ograniczać w miejscu jego powstawania, dobierając cichobieżne wentylatory i silniki.
Tam, gdzie to możliwe, stosuje się odpowiednie środki w celu izolacji dźwiękowej i tłumienia dźwięków oraz ograniczenia ich rozprzestrzeniania się. Istnieją dwa główne źródła hałasu, a są to:
• Wentylatory
Generowane przez nie hałasy (poziom
ciśnienia akustycznego) są zależne od ilości obrotów, kształtu i
liczby łopatek, prędkości powietrza,
przepływu, warunków odpływu i dopływu
powietrza, całkowitego sprężu,
wydajności oraz sprawności. Głównymi
źródłami hałasu są: szerokopasmowy
szum powodowany burzliwym
przepływem powietrza oraz jednotonowy
dźwięk wywołany ruchem obrotowym
silnika (silnie powiązany z jego
częstotliwością). Przez zastosowanie
łożysk Ślizgowych i tocznych, wyważenia łopatek oraz obudów tłumiących
można znacznie zredukować powstający
hałas.
• Systemy kanałów
Hałas w przewodach powstaje wskutek zmiany prędkości przepływu
powietrza i powstawania zawirowań
na ostrych krawędziach, kratkach,
trójnikach, przepustnicach,
kryzach itp. Powodem powstawania
hałasu może być również pobudzanie
ścianek przewodów do drgań własnych
– tego rodzaju hałas redukuje
się, projektując system rozdziału powietrza
zgodnie z wymaganiami rozdziału
powietrza. Jako regułą przyjmuje
się, że: prędkość strumienia
powietrza w przewodach magistralnych
nie powinna przekraczać 8 m/s.
Aby szum nie zaistniał, najkorzystniej
jest przyjmować prędkość powietrza
w granicach 5 m/s. Dzięki
stosowaniu tłumików dźwięku oraz
odpowiednich materiałów tłumiących
dźwięk, można znacznie zredukować
poziom hałasu.
Generowany hałas rozprzestrzenia
się w postaci dźwięków materiałowych
(rozchodzą się w ciałach stałych, czyli fundamentach, podłogach,
ściankach kanałów wentylacyjnych,
emitowane są przez powierzchnie
drgające w postaci dźwięków powietrznych
stając się słyszalnymi) lub
powietrznych (rozprzestrzeniają się
w powietrzu bezpośrednio ze źródeł
hałasu).

Tłumienie dźwięków powietrznych
możemy podzielić na dwie grupy:
• naturalne:
- w prostych odcinkach przewodów:
cienkościenna blacha zostaje tutaj
wprowadzona w drgania, co powoduje
tłumienie wzdłużne w kierunku
przepływu. Powierzchnia przewodu
wypromieniowuje częściowo energię
akustyczną (w zależności od swojej
zdolności tłumienia) do otaczającej
przestrzeni. Przy niskich częstotliwościach
tłumienie jest bardziej intensywne
niż przy wysokich (w przewodach
prostokątnych tłumienie
wzdłużne jest także intensywniejsze
niż w okrągłych dla dźwięków o niskich
częstotliwościach, dla wysokich
częstotliwości dźwięku korzystniejsze
są natomiast okrągłe przewody),
- przy zmianach kierunku przewodów:
łuki i kolana charakteryzują się
następującą cechą: tłumienie dźwięków o tym niższych częstotliwościach,
im szersze są kanały,
- w rozgałęzieniach przewodów:
tłumienie w rozgałęzieniu jest niezależne od częstotliwości dźwięku,
- w nawiewnikach: występuje tutaj
spadek mocy akustycznej. Wiąże się
to z tym, że otwory nawiewne mają
zazwyczaj małe wymiary w stosunku
do długości fal dźwiękowych, dlatego
też część fal dźwiękowych odbijana
jest do przewodu.
• sztuczne - jeżeli naturalne tłumienie
dźwięków jest niewystarczające,
należy stosować urządzenia do ich
sztucznego tłumienia. Przy stosowaniu
tłumików hałasu należy uwzględniać
następujące wytyczne:
- wszystkie zastosowane tłumiki
dźwięku należy umieszczać za wentylatorem
(jak najbliżej),
- przy wysokim poziomie mocy
akustycznej otoczenie przewodu (w
okolicy tłumika) należy zaizolować
otuliną dźwiękochłonną,
- w rozgałęzieniach (przy zmianach
kierunku przepływu) należyisza w kanale
stosować wtórne tłumiki hałasu (jeżeli występują dodatkowe dźwięki).
Podział tłumików (ze względu na
sposób pochłaniania dźwięku):
• absorpcyjne (energia dźwięku
wnika do wnętrza materiału dźwiękochłonnego i wskutek tarcia zamienia
się w ciepło, tłumik ten jest dosyć
wygodny w użyciu, gdyż powoduje
małe straty ciśnienia),
• dławiące (powietrze przepływa
przez materiał porowaty o dużym
oporze przepływu, energia dźwięku
także zamienia się w ciepło), tłumiki
te stosuje się zwykle przy wypływie
sprężonego powietrza lub pary,
• odbiciowe (działa na zasadzie odbicia
się dźwięku od źródła jego powstawania),
zwykle znajdują zastosowania
przy maszynach spalinowych.
Oprócz wyżej wymienionych tłumików
stosujemy również tłumiki
kulisowe (w centralach wentylacyjnych),
relaksacyjne (wyposażone w
przepuszczalne dla powietrza płyty
pochłaniające z dodatkowymi pustymi
przestrzeniami), telefoniczne
(giętkie tłumiki między pomieszczeniami)
i inne (których nazwa pochodzi
od ich konstrukcji np. tłumiki
płytowe, rurowe).
Zapobiegawczo dla tłumienia
dźwięków materiałowych wykorzystuje
się często różne elementy budowlane
o dobrych właściwościach pochłaniających
dźwięk i drgania. Zalicza się
tu giętkie, miękkie maty lub płyty o
częstotliwości drgań własnych na tyle
niskiej, aby zapobiec rozprzestrzenianiu
się dźwięku materiałowego, tzn.
poniżej 50 Hz. Stosowane w budownictwie
materiały tłumiące przedstawia
tabela 2 (jako izolację stosuje się
materiały, w których sztywność dynamiczna
s’ < 50 N/m³).

W celu przeciwdziałania przenoszeniu
szumów z central wentylacyjnych
do przylegających pomieszczeń,
oprócz opisanych wyżej środków
stosuje się jeszcze inne przedsięwzięcia budowlane:
• ściany i sufit centrali wentylacyjnej
muszą posiadać wystarczającą
izolacją, żeby zapobiec przenoszeniu
się dźwięków powietrznych (np.
ściany podwójnie szalowane). W celu
zmniejszenia hałasu w samym pomieszczeniu
należy umieścić dźwiękochłonne płyty,
• to samo dotyczy podłóg. W celu
przeciwdziałania przenoszeniu
dźwięków materiałowych maszyny
należy ustawiać na sprężynach i amortyzatorach
o większym tłumieniu,
• przy kanałach powietrznych i rurociągach,
oprócz stosowania elastycznych
członów pośrednich należy zwracać uwagę, aby przejścia
przez ściany miały izolację od
dźwięków materiałowych. Chodzi tu
np. o rury płaszczowe z izolacją między rurą i płaszczem lub o izolacją
między kanałem i murem,
• otwory wlotowe i wylotowe wentylatorów
należy tak rozmieścić, aby nie
stanowiły zakłóceń dla sąsiedztwa, lub
należy zastosować dodatkowe tłumiki
wylotowe.

19. Ograniczanie drgań i sił dynamicznych w urządzeniach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Hałas jest jednym z zanieczyszczeń powietrza, jest więc niepożądanym zjawiskiem w pomieszczeniach wentylowanych (i nie tylko). Ogólna zasada mówi by jak najmocniej ograniczać hałas u źródła i nie pozwalać mu się rozprzestrzeniać po instalacji i konstrukcji budynku. W wentylacji źródłem hałasu są wentylatory (łożyska i łopatki) oraz sama instalacja (kryzy, ostre zmiany kierunku, zbyt duże prędkości przepływu, przepustnice, kratki, filtry). Zaleca się stosowanie wentylatorów cichobierznych, tłumików. W celu eliminacji drgań stosuje się wibroizolatory czyli elementy gumowe umieszczone między urządzeniem, a punktem jego mocowania. 

By dobrać wibroizolator trzeba określić jaki ciężar będzie przenosił, oraz ustalić częstotliwość drgań własnych wentylatora.

18. Procesy nawilżania i osuszania powietrza w urządzeniach klimatyzacyjnych oraz bezpośrednio w pomieszczeniach.

Jak powszechnie wiadomo, głównymi zadaniami wentylacji klimatyzacyjnej jest kszatałtowanie temperatury i wilgotności względnej w pomieszczeniu. W tym celu nalezy przygotować powietrze nawiewane o odpowiednich parametrach, mamy więc grzanie i chłodzenie oraz osuszanie i nawilżanie.

Procesy osuszania i nawilżania mogą przebiegać w instalacji wentylacyjnej, ale też bezpośrednio w o pomieszczeniu.

Osuszanie powietrza odbywa się na chłodnicach ze ścianką o temperaturze niższej niż temp. punktu rosy. Nawilżanie w instalacji mamy parowe i wodne.

Nawilżacze parowe działają poprzez wprowadzenie pary wodnej o niskim ciśnieniu, jest to para nasycona o temperaturze 105-110*C. Taka metoda nawilżania praktycznie nie wpływa na temperaturę powietrza.

Nawilżanie wodne polega na kontakcie powietrza z wodą, wykorzystuje się albo dysze natryskowe, albo złoże. Wymagana jest duża powierzchnia styku. Parametry wynikowe powietrza zależą od temperatury wody i powietrza, możliwe jest chłodzenie i grzanie, oraz nawilżanie bez wpływu na temperaturę.

Kształtować wilgotność powietrza możemy także bezpośrednio w pomieszczeniu, możemy w tym celu użyć nawilżaczy:
- ultradźwiękowych - stosunkow droga eksploatacja, mała wydajność, duża wrażliwość
- ewoporacyjnych - przepływ powietrza przez wilgotny filtr
- parowych - drogi ale czysty i skuteczny, dobry w szpitalach
- wysoko - ekonomiczne, chłodzą, wrażliwe na osady
- i niskociśnieniowe - ekonomiczne w eksploatacji, chłodzą, odporne na wodę wodociągową

Podobnie możemy zmniejszyć wilgotność powietrza w pomieszczeniu stosując osuszacze kondensacyjne (schładzanie poniżej punktu rosy i skraplanie wilgoci w osuszaczu) i adsorbcyjne (odbieranie wilgoci z powietrza przez materiał silnie higroskopijny.. 

17. Kurtyny powietrzne.

Kurtyny powietrzne to nawiewy szczelinowe umiejscowione nad bramami i drzwiami, które mają na celu odcięcie pomieszczenia od ruchów powietrza w tych otworach bez wpływu na przemieszczanie się osób i towarów. Jest to kolejna metoda redukująca koszty wentylacji i ogrzewania. Poza stratami ciepła niweluje też przeciągi co wpływa dodatkowo na komfort i zdrowie przebywających w pomieszczeniu osób.    

16. Wentylacja miejscowa stanowisk pracy i miejsc wypoczynku.

W celu obniżenia kosztów związanych z wentylacją obiektów przmysłowych stosuje się nie tylko  wentylację lokalizującą, ale też ogólną wentylację miejsc pracy czyli wyciąg bezpośrednio znad stanowiska pracy i nawiewanie świeżego powietrza bezpośrednio w otoczenie pracownika.  

Czasem zapewnienie względnego komfortu na stanowisku pracy jest niemożliwe, np. okolice piecy hutniczych, rozwiązaniem jest organizacja stref wypoczynku zlokalizowanych niedaleko miejsca pracy co umożliwia częste przerwy wypoczynkowe. W tym przypadku wentylacja zapewnia komfort w wydzielonej zamkniętej przestrzeni. 

15. Wentylacja lokalizująca, działanie, elementy instalacji (kanały, obudowy, okapy itp.)

Wentylacja lokalizująca to rodzaj wentylacji przemysłowej mający na celu zachamowanie rozprzestrzeniania się i  wychwycenie zanieczyszczeń powstających w trakcie procesów przemysłowych. Odbywa się to przy pomocy różnego rodzaju odciągów miejscowych:
- okapów
- odciągów szczelinowych
- obudów
- ssawek

Cała instalacja składa się z odciagów, kanałów ssawnych, wentylatora, kanałów tłocznych, filtrów i wyrzutni.

Najskuteczniejszym typem odciągów są obudowy "hermetyczne". Odcinają one źródło zanieczyszczeń od otocznia, a tworzone w obudowie podciśnienie umożliwia ruch powietrza w nieszczelnościach tylko do wewnątrz obudowy.

Obudowy częściowe są wygodniejsze w pracy i również zapewniają dobrą skuteczność, częściowo izolują źródło zanieczyszczenia, blokują wpływ otoczenia na przestrzeń nad emitorem,

Okapy (dolne, górne i boczne) są stosowane głównie przy zanieczyszczeniach lżejszych od powietrza. Okap nie osłania tak miejsca emisji jak wcześniej wymienione odciągi więc strumień powietrza musi być większy. W celu zmniejszenia strumienia, lub zwiększenia skuteczności stosuje się okapy ścienne czym redukuje się liczbę "kierunków ssania". Stosuje się też przegrody kierujące, płyty ograniczające pole szczeliny okapu, zwiększa to prędkość strugi odciągu.

Odciągi brzegowe/szczelinowe stosuje się głównie do odciągania oparów znad poziomu cieczy w wannach (np. przy powłokach galwanicznych). Kluczowa jest tu prędkość porywania, tak jak w odkurzaczu, węższa szczelina lepiej ciagnie, ma większy zasięg. Czasem konieczne jest stosowanie odciągów dwustronnych, czyli szczeliny po 2 dstronach wanny, czasem dodatkowo (jesli jest możliwość) dodaje się nawiew z góry który kieruje powietrze w szczeliny. Tu również możliwy jest myk ze ścianą z jednej strony, zawęża nam to kierunki rozprzestrzeniania do trzech.

Ssawki miejscowe, są to ruchome przewody wentylacyjne podsunięte bardzo blisko miejsca emisji zanieczyszczeń, tu również stosuje się kołnierze w celu zwiększenia prędkości porywania.  Budowa ssawki musi być dostosowana do maszyny i stanowiska pracy.

14. Procesy i urządzenia chłodnicze stosowane w wentylacji i klimatyzacji.

Zasadniczo mamy 2 rodzaje procesów mające na celu ochłodzenie powietrza. Są to:
- chłodzenie bez wykraplania wilgoci - występuje kiedy temperatura ścianki chłodnicy przekracza temperaturę punktu rosy
- z wykropleniem wilgoci - kiedy ścianka chłodnicy ma temperaturę niższą od punktu rosy, mamy w tym przypadku chłodzenie z osuszaniem.

Chłodnice mamy wodne i z czynnkiem chłodniczym. Wodę lodową dostarczają agregaty ziębnicze sprężarkowe i adsorbcyjne.

13. Urządzenia o dwustopniowym uzdatnianiu powietrza.

Nie do końca rozumiem pytanie, nie pamiętam tego z wykładów ale całkiem możliwe, że chodzi o urządzenia do indywidualnej obróbki powietrza, będące drugi stopniem uzdatniania w instalacji z takim właśnie przygotowaniem powietrza. W praktyce jest tak, że jeśli mamy kilka różnych pomieszczeń, z różnymi zyskami, różnymi wymogami odnośnie temperatury nawiewu, wilgotności, a tak zazwyczaj jest, centrala wentylacyjna zajmuje się przygotowaniem powietrza świeżego (pierwotnego), w ilości wymaganej według projektu, powietrze to jest przesyłane kanałem nawiewnym do wentylowanych pomieszczeń, a tam następuje indywidualna obróbka powietrza do parametrów oczekiwanych dla danego pomieszczenia/strefy w danym czasie. Stosuje się głównie klimakonwektory, wentylokonwektory i aktywne belki/panele chłodzące. Klimakonwektor działa na zasadzie zasysania strugi przez powietrze pędzące, podobnie aktywna belka, natomiast wentylokonwektory, jak łatwo się domyślić mają wentylatory.

Ważne są jeszcze 2 kwestie
- sposób i miejsce dostarczenia powietrza świeżego
- miejsce zmieszania powietrza pierwotnego i obiegowego

Dla wyrównania temperatury nawiewu najlepiej jest mieszać oba czynniki w urządzeniu, dodatkowo warto powietrze świeże dostarczyć bezpośrednio do urządzenia tak by nie miało ono wcześniej kontaktu z przestrzenią pod stropową gdzie jest syf i czasem nawet jakiś smród.

Mam nadzieję, że o te urządzenia chodziło pytającemu;)

12. Jednoprzewodowe centralne urządzenia klimatyzacyjne.

Jednoprzewodowa centralna instalacja klimatyzacyjna to instalacja przeznaczona do wentylowania jednego pomieszczenia lub grupy podobnych pomieszczeń o jednakowych zyskach ciepła. Mamy tu centralę wentylacyjną z której powietrze prowadzimy do pomieszczenia jednym kanałem, mamy więc czynnik o jednej temperaturze i wilgotności co nie daje nam wielkiego pola do popisu.

Można sobie pomóc projektując "podcentralę" bezpośrednio przed każdym pomieszczeniem gdzie powietrze będzie "dokształtowane" odpowiednio do zapotrzebowania pomieszczenia.


Alternatywą dla instalacji jednokanałowej jest instalacja dwukanałowa, gdzie z centrali wychodzą nam powietrza o dwóch paramerach, które odpowiednio mieszamy przed nawiewem do pomieszczenia.

11. Klimatyzacja – zadania, krótka charakterystyka i podział.

Instalacje klimatyzacyjne możemy podzielić na:
Klimatyzację komfortu -  stosowaną dla pomieszczeń o stałym lub czasowym przebywaniu osób, której podstawowym zadaniem jest utrzymanie w pomieszczeniu warunków klimatycznych (temperatury, wilgotności, prędkości przepływu powietrza) najbardziej optymalnych dla człowieka 
klimatyzację przemysłową - której zadaniem jest zapewnienie warunków klimatycznych w pomieszczeniu wymaganych przez proces technologiczny (np. przechowalnia owoców i warzyw). Z uwagi na często wąski przedział wahań temperatury i wilgotności powietrza, a często także jego specyficzny  skład, nazywana jest klimatyzacją precyzyjną
klimatyzację pomieszczeń czystych - stosowaną w laboratoriach, salach operacyjnych, zakładach mechaniki precyzyjnej, itp., której podstawowym zadaniem jest zapewnienie czystości mechanicznej i mikrobiologicznej powietrza

Zadaniem klimatyzacji jest kształtowanie klimatu w pomieszczeniu, czyli:
- odpowiedniej temperatury
- wilgotności względnej
- i prędkości poruszania się powietrza

Wartości tych parametrów nie są jednoznacznie określone - to zależy ;)

10. Naturalna i mechaniczna wentylacja hal przemysłowych.

Sposób i schemat wentylacji hal przemysłowych zależy od takich aspektów jak:
- sposób użytkowania obiektu, typ wykonywanej produkcji,
- wysokość obiektu oraz sposoby magazynowania towarów,
- możliwości podziału na strefy grzewcze,
- dodatkowe wymagania technologii produkcji

Możemy stosować wentylację naturalną i mechaniczną, lub ich połączenie. Wysokość hali wpływa na duży gradient temperatury, gorące powietrze gromadzi się pod sufitem powodując duże straty przez dach. Ten naturalny ruch powietrza możemy wykorzystać montując pod sufitem otwory wywiewne lub wentylatory dachowe. Możemy też przemieszczać powietrze spod dachu do stref przebywania ludzi montując specjalne aparaty nadmuchowe, lub tak organizować nawiew by powietrze nawiewane porywało ze sobą gorące powietrze podsufitowe. Można też stosować wentylację wyporową czyli nawiew na dole i samoistny ruch powietrza ku górze. Można stosować aerację czyli ukształtowaną wentylację nawiewno-wywiewną polegającą na sile wiatru i różnicy temperatur/ciśnień. W tym celu dokonuje się analizy budynku, warunków wietrznych i odpowiednio sytuuje się otwory nawiewne i wywiewne, ich otwarcie i zamknięcie uzależnione jest od "pory roku". Czasem wentylację naturalną wspomaga się mechanicznie kiedy sama nie daje rady - nazywamy to wentylacją hybrydową.

Ogólnie w takich obiektach chodzi o ekonomikę rozwiązania. Koszty eksploatacyjne z jakimi mamy do czynienia przy takich kubaturach są bardzo duże, a każdy zysk przekłada się na rentowność obiektu. Należy wiec przemyśleć sprawę i w miarę możliwości jak najmocniej wykorzystać wentylację naturalną i warunki panujące wewnątrz i na zewnątrz budynku.

Przy dużych obiektach możemy też pomyśleć o wentylacji strefowej, czyli wentylowaniu stref przebywania ludzi, stanowisk pracy.


Inną kwestią jest typowa wentylacja przemysłowa, ale to chyba nie o tym pytanie.  

9. Zabezpieczenia ppoż. instalacji wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Przewody wentylacyjne to jedna z dróg rozprzestrzeniania się pożaru, należy więc odpowiednio zabezpieczyć instalację na wypadek jego wystąpienia. Podstawą jest izolacja kanałów materiałem nie palnym typu wełna mineralna, płyty sylikatowo-cementowe czy ogniochronne płyty gipsowe. Druga sprawa to wykonanie instalacji z materiałów niepalnych (np. blacha stalowa). Kolejna rzecz to takie prowadzenie instalacji by nastąpiła kompensacja kiedy kanały się nagrzeją (lub stosowanie kompensatorów), należy też pamiętać, by naprężona instalacja nie powodowała nacisków na konstrukcję budynku.

Kiey mamy oddzielne strefy p.poż. nie możemy przez przegrody prowadzić miekkich kanałów, nie możemy przechodzącymi kanałami puszczać substancji wybuchowych, gazów/włókien/pyłów palnych. W przewodach wentylacyjnych nie można prowadzic innych instalacji.

8. Mechaniczne urządzenia wentylacyjne do wentylacji ogólnej.

Instalacja wentylacji ogólnej składa się z różnych zakończeń kanałów wentylacyjnych (wywiewników i nawiewników), samych kanałów oraz centrali wentylacyjnej. W centrali wentylacyjnej możemy mieć do czynienia z przepustnicami, filtrami, wymiennikami (krzyżowymi, przeciwprądowymi i obrotowymi), komorami mieszania, nagrzewnicami, chłodnicami, nagrzewnicami wstępnymi, bajpasami, nawilżaczami i wentylatorami. 

7. Ograniczenie zapotrzebowania energii do uzdatniania powietrza w cyklu całorocznym. Recyrkulacja i odzysk energii.

Z racji tego, że obróbka powietrza tania nie jest, stosuje się różne metody redukcji kosztów, dwie główne to:
- odzysk ciepła na wymiennikach
- recyrkulacja

Pierwszy polega na przepuszczeniu powietrza wywiewanego i nawiewanego przez tzw. wymiennik ciepła (np. płytowy lub obrotowy) gdzie następuje oddanie części energii cieplnej z jednego do drugiego. Najpopularniejsze są wymmienniki płytowe, gdzie powietrze naw. i wyw. mijają się ze sobą oddzielone cienkimi blaszkami przez które następuje wymiana energii. Zaletą tego rozwiązania jest brak bezpośredniego kontaktu między wywiewem i nawiewem, dzięki czemu unikamy przeniesienia się zanieczyszczeń/zapachów do powietrza nawiewanego. Jest też prosty w budowie więc tani. Minusem takiego wymiennika są duże opory, szronienie już przy -5*C, ograniczona sprawność (ok 60-70%). Mamy też droższe wymienniki obrotowe, ich sprawność sięga 90%, ale trzeba napędzać silnik, odzyskują wilgoć, ale nie oddzielają w 100% wywiewu od nawiewu. Najlepszy jest wymiennik przeciwprądowy, czyli ulepszony wym. krzyżowy. Kanały ustawione równolegle, ale przepływy przeciwne. Radzi sobie lepiej ze szronieniem, sprawność do 95% ale centrala jest bardziej skomplikowana, jest za to oszczędny elektrycznie.

Drugim sposobem na oszczędności jest recyrkulacja. Polega ona na podmieszaniu świeżego i zużytego powietrza i nawiewanie do pomieszczeń takiej mieszanki. Zaletą jest brak oporów, prosta konstrukcja takiego podmieszania, łatwość regulacji. Wadą są zapachy i zanieczyszczenia. Oczywiście jest pewna wymagana zawartość powietrza świerzego, ze względów higienicznych, do oddychania jest to około 50m3/h na osobę. Recyrkulacja sprawdzi się w pomieszczeniach wielko-kubaturowych i tam, gdzie wentylacja pełni rolę chłodzenia/ogrzewania.

CO istotne przepisy nakazują odzysk ciepła przy strumieniu powyżej 2000m3/h.

sobota, 9 lipca 2016

6. Obliczenia przewodów wentylacyjnych, regulacja i samoregulacja instalacji.

Obliczenia prowadzone są podobnie jak w inst. wodociągowych:
- wyznaczamy ilość powietrza wentylującego
- rysujemy instalację
- dobieramy średnice
- liczymy straty na poszczególnych działkach (działka ma ten sam przekrój i ten sam przepływ)
- straty są liniowe i miejscowe, zależne są od prędkości, lepkości, oporów liniowych kanałów i wsp. oporów miejscowych kształtek i użądzeń.
- dobieramy wentylator

Regulacja instalacji polega na kryzowaniu instalacji w odpowiednich miejscach dzięki czemu uzyskujemy na tych działkach odpowiednie opory co za tym idzie zmieniają się przepływy.

5. Procesy uzdatniania cieplnego i wilgotnościowego powietrza w urządzeniach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych.

Mamy 4 główne procesy uzdatniania powietrza w instalacjach wentylacyjnych i klimatyzacyjnych, są to:
- ogrzewanie
- chłodzenie
- nawilżanie
- osuszanie

Poza tym mamy jeszcze:
- mieszanie
- i powiedzmy odzysk ciepła przez wymiennik.


Celem tych procesów jest otrzymanie powietrza o wymaganych parametrach, oczywiście nie zawsze potrzebujemy użyć każdego procesu. Parametry o których mowa , określają fizyczne własciwości powietrza, są to:
- temperatura termometru suchego [*C]
temperatura termometru mokrego [*C]
- entalpia - ilość energii w powietrzu [kJ/kg]
- wilgotność bezwzględna [g/m3]
- wilgotność względna - względem ciśnienia nasycenia pary [%]
- zawartość wilgoci [g/kg]
- ciśnienie cząsteczkowe pary wodnej [kPa]
- temperatura punktu rosy [*C] - czyli do ilu możemy schłodzić nasze powietrze, żeby nie zaczęło się skraplać

wtorek, 5 lipca 2016

4. Organizacja wymiany powietrza w pomieszczeniach.

Ogólnie mamy 4 główne metody organizacji wymiany powietrza:
-góra - góra
- góra - dół
- dół - góra
- dół - dół

łatwo to sobie wyobrazić więc nie trzeba tłumaczyć. Jak zawsze wybór zależy od budowy pomieszczenia (np. wysokość) i jego przeznaczenia (pracownia komputerowa, sala kinowa, konferencyjna), oraz zysków ciepła w pomieszczeniu. Od wybranej metody zależy dopuszczalna prędkość nawiewu i różnica temperatur. Należy unikać "skrótów" gdzie powietrze znajduje sobie "krótki obieg" i tworzą się martwe strefy gdzie nie ma wymiany powietrza. 

poniedziałek, 4 lipca 2016

3. Obliczanie strumienia powietrza wentylującego i klimatyzującego.

Przy obliczaniu powietrza wentylującego musimy znów wziąć pod uwagę kilka aspektów.

- minimalny strumień dla człowieka to 20m#/h, aczkolwiek zaleca się podnieść te minimum do 30-50m3/h
- rodzaj pomieszczenia - kuchnia z gazówką 70m3/h, bez gazówki dla 3 osób 30m3, dla większej rodziny 50m3/h, łazienka 50m3, oddzielny WC 30m3, kanciapka 15m3/h
- usunięcie zanieczyszczeń czyli np. zysków ciepła, gazów, wilgoci, pyłów
- utrzymania różnicy ciśnień
- zapewnienie skutecznosci odciągom miejscowym


2. Parametry mikroklimatu pomieszczeń, charakterystyka poszczególnych czynników.

Kolejnym zagadnieniem są parametry mikroklimatu pomieszczeń. Mamy tu:
- temperaturę powietrza (komfort w ziemie to ~21, latem przyjmuje się temperaturę w połowie drogi między zimową a zewnętrzną)
- wilgotność powietrza (w pomieszczeniach bytowych między 30, a 65%, optymalnie 40-60%)
- prędkość przepływu powietrza (zazwyczaj max 0,3 zimą i 0,6m/s latem)
- poziom hałasu
- stężenie pyłów i substancji


Wartości tych parametrów zależne są przede wszystkim od przeznaczenia pomieszczenia, oraz aktywności fizyczne przebywających w nim osób.

1. Rodzaje wentylacji, podział, krótka charakterystyka.

Poniżej pierwsze z zagadnień na egzamin dyplomowy na Wydziale Inżynierii Środowiska na PWR.

1. Rodzaje wentylacji, podział, krótka charakterystyka.
Instalację wentylacyjne możemy podzielić według kilku kryteriów i tak:

A. Podstawowym podziałem jest podział na wentylację
- naturalną (wietrzenie, went. grawitacyjna, aeracja, infiltracja)
- mechaniczną (ogólną, miejscową, odciągi miejscowe, zasłony powietrzne, wentylacja pożarowa)
Jest to podstawowy podział.

B. Drugim podziałem jest podział ze względu na kierunek przepływu powietrza czyli:
- nawiewno-wywiewna
- nawiewna
- wywiewna

C. Ze względu na stosunek ciśnień w danych strefach mamy wentylację:
- nadciśnieniową
- podciśnieniową
wybór zależy od przeznaczenia pomieszczenia, czy chcemy je chronić przed napływem powietrza z zewnątrz, lub przed wypływem powietrza z pomieszczenia.


D. Jeśli chodzi o klimatyzację a więc zapewnienie odpowiedniej temperatury, prędkości ruchów powietrza oraz wilgotności mamy podział ze względu na żądany skutek:
- komfort przebywających ludzi
- warunki odpowiednie dla procesu technologicznego
- zachowanie czystości pomieszczenia (laby, sale operacyjne)