Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

1. 4. Czopuch

1. Kotłownie wbudowane

Czopuch

łączy kocioł z kominem. Musi być szczelny i mieć dwa

otwory rewizyjne.
•

dla kotłów stalowych: ........stalowy;

1. 1. Wymagania

•

dla kotłów żeliwnych:........murowany;

Wymagania

odnośnie kotłowni wbudowanych na paliwo stałe zawarte

są w normie PN-87/B-02411 “Kotłownie wbudowane na paliwo stałe”.

•

musi być zdylatowany od konstrukcji budynku.

Minimalne pole poprzecznego przekroju czopucha:

1. 2. Dobór kotła c.o.

(

)

]

[cm

;

F

5

.

1

25

.

1

F

2

krz

cz

⋅

÷

=

[ 1. .4]

Kocioł powinien być usytuowany w miarę możliwości centralnie
w

stosunku do ogrzewanych pomieszczeń budynku. Może być

umieszczony w piwnicy lub na poziomie ogrzewanych pomieszczeń.

gdzie:

F

krz

- rzeczywiste pole przekroju poprzecznego komina, m

2

;

Dane wyjściowe:

1. 5. Wentylacja

• obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną Q

o

[W];

• typ kotła;

Minimalne pole przekroju kanału nawiewnego:

• sposób ogrzewania budynku;
• wysokość komina h [m];

F

F

n

krz

=

⋅

0 5

.

; cm

2

[ 1. .5]

• lokalizacja kotłowni.

Wymagana powierzchnia ogrzewalna kotła (dla kotłów bez atestu):

Minimalne wymiary kanału nawiewnego wynoszą 21x21 cm. Powietrze
powinno być nawiewane na tył kotła.

(

)

]

[m

;

q

a

1

Q

F

2

o

ok

+

⋅

=

[ 1. .1]

Minimalne pole przekroju kanału wywiewnego:

F

F

w

krz

=

⋅

0 25

.

; c

2

m

[ 1. .6]

gdzie:

Q

o

- obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną na cele c.o., W;

q - moc cieplna uzyskiwana z 1 m

2

powierzchni ogrzewalnej kotła:

Minimalne wymiary kanału nawiewnego wynoszą 14x14 cm. Należy go
prowadzić przy przewodzie spalinowym w celu polepszenia ciągu. Otwór
wywiewny należy umieszczać pod sufitem kotłowni.

•

kotły żeliwne: .... q = 7800 W/m

2

;

•

kotły stalowe:..... q = 8100 W/m

2

.

a - dodatek na nieuwzględnione straty ciepła, dla kotłów wodnych:

•

rozdział dolny: ... a = 0.15;

1. 6. Paliwo

•

rozdział górny:... a = 0.20.

Kocioł należy dobrać tak aby F

okrz

≥ F

ok

Roczne zapotrzebowanie na paliwo dla kotłowni opalanych paliwem
stałym:

Wymagana moc znamionowa kotła (dla kotłów z atestem):

[

kg/a

;

)

t

t

(

Q

w

w

Sd

Q

400

86

B

e

i

r

p

e

w

i

d

t

o

−

⋅

η

⋅

η

⋅

η

⋅

η

⋅

⋅

⋅

⋅

]

⋅

=

[ 1. .7]

(

)

[W]

;

a

1

Q

1

,

1

Q

o

k

+

⋅

⋅

=

[ 1. .2]

gdzie:

oznaczenia j.w.

gdzie:

86400 - ilość sekund w dobie,

Kocioł należy dobrać tak aby Q

n

≥ Q

k

.

Q

o

- obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplna dla budynku, kW;

Q

i

-

wartość opałowa paliwa, kJ/kg:

◊

dla węgla:........24000 kJ/kg

◊

dla koksu:........28000 kJ/kg

1. 3. Komin

Sd - wg wzoru [1.11]
η

w

,

η

e

,

η

p

,

η

r

, - wg wzoru [1.12]

Komin

należy umieszczać jak najbliżej kotłów w najwyższej części

budynku przy ścianach wewnętrznych. Wysokość komina powinna
zapewniać ciąg wymagany przez producenta kotła.

Powierzchnia składu paliwa:

(

)

[

2

p

p

sp

m

;

a

1

h

B

F

+

⋅

⋅

ρ

=

]

[ 1. .8]

Minimalne pole poprzecznego przekroju komina (wg uproszczonej
metody obliczeń, wzór Sandera):

F

Q

h

k

k

=

⋅

0 026

.

;

]

max

[cm

2

[ 1. .3]

gdzie:

B - zapotrzebowanie na paliwo w całym sezonie ogrzewczym, kg/a;
a - dodatek uwzględniający drogę komunikacyjną, a = (0.1

÷ 0.25);

gdzie:

ρ

p

-

gęstość nasypowa paliwa, kg/m

3

:

Q

kmax

- maksymalna moc cieplna kotła, W;

◊

węgiel kamienny: ...........................

ρ

p

= 750

÷850 kg/m

3

;

h -

wysokość komina od rusztu kotła do wylotu, m.

◊

koks: ...............................................

ρ

p

= 550

÷650 kg/m

3

;

h

p

-

wysokość składowania paliwa, m (h

p

≤ 1.7 m).

Konstrukcja komina:

• dla kotłów opalanych paliwem stałym:

Ilość magazynowanego opału powinna stanowić zapas na określoną
liczbę dni, którą określa się w zależności od mocy cieplnej
zainstalowanych kotłów

◊

komin z cegły dobrze wypalonej i starannie zatartej;

◊

stosunek boków 1:1

÷ 1:5;

◊

minimalne wymiary 20 x 20 cm;

◊

dla kotłów o mocy Q

k

≤ 100 kW Zp – cały sezon

• dla kotłów opalanych paliwem płynnym (gaz, olej opałowy):

◊

dla kotłów o mocy 100 kW< Q

k

≤ 350 kW Zp = 90 dni

◊

komin z rur lub prefabrykatów kamionkowych lub ze stali
kwasoodpornej;

Powierzchnia składu żużla:

◊

minimalne wymiary 14 x 14 cm;

• na dole komina musi być rewizja;

[

2

o

ż

ż

ż

ż

sż

m

);

a

1

(

S

h

Z

B

F

+

⋅

⋅

ρ

]

⋅

=

[ 1. .9]

• musi być zdylatowany od konstrukcji budynku.

gdzie:

B

ż

-

ilość składowanego żużla i popiołu, kg/a;

◊

koks: ...................... B

¿

= 0.20

⋅B kg/a;

Strona 1

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

◊

węgiel kamienny: .. B

ż

= 0.25

⋅B kg/a;

t

e

(m) - średnia wieloletnia temperatura miesiąca m, określona zgodnie

z PN-B-2025, a w przypadku stropów nad nie ogrzewanymi
piwnicami lub pod nie ogrzewanymi poddaszami - temperatura
wynikająca z obliczeń bilansu cieplnego budynku, °C,

◊

miał:....................... B

ż

= 0.30

⋅B kg/a;

a - dodatek uwzględniający drogę komunikacyjną, a = (0.1

÷ 0.15),

jeśli przewiduje się składowanie w pojemnikach a = 0;

Z

ż

- okres składowania żużla, dni, Z

ż

= 7

÷14

Ld(m) - liczba dni ogrzewania w miesiącu m, określona według

PN-B-2025

ρ

ż

-

gęstość żużla i popiołu, kg/m

3

(

ρ

ż

= 800 kg/m

3

);

h

ż

-

wysokość składowania żużla, m (h

p

≤ 1.2 m);

L

g

- liczba miesięcy ogrzewania w sezonie grzewczym, określona

według PN-B-2025

S

o

- liczba dni sezonu ogrzewczego.

Sprawność regulacji systemu grzewczego

η

r

oblicza się z wzoru:

Liczba pojemników na składowanie żużla:

GLR

2

)

1

(

1

co

r

⋅

⋅

η

−

−

=

η

, [ 1. .12]

[

szt.

);

a

1

(

13

,

0

S

Z

B

N

o

ż

ż

ż

ż

+

⋅

⋅

ρ

⋅

=

]

[ 1. .10]

gdzie:

η

co

- współczynnik regulacji wynoszący:

gdzie:

B

ż

, Z

ż,

ρ

ż,

S

o

- jak we wzorze [1.9];

0,13 - pojemność pojemnika, [m

3

].

Liczbę stopniodni Sd oblicza się z wzoru:

)

m

(

Ld

)]

m

(

t

t

[

Sd

e

o

w

L

1

m

g

−

=

∑

=

, [dzień

⋅K/rok]

[ 1. .11]

gdzie:

t

wo

- obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego, określona

zgodnie z Polską Normą dotyczącą temperatur ogrzewanych
pomieszczeń w budynkach, °C

1) dla systemów grzewczych z centralnym systemem regulacji,

bez automatyki pogodowej i bez zaworów termostatycznych –
co najmniej 0,75,

2) dla systemów grzewczych z centralnym systemem regulacji,

z automatyką pogodową lecz bez zaworów termostatycznych –
co najmniej 0,85,

3)

dla systemów z elementami grzejnymi z termostatami, o dużej

bezwładności cieplnej – nie więcej niż 0,95,

4) dla systemów z elementami grzejnymi z termostatami,

o znikomej bezwładności cieplnej - nie więcej niż 0,99,

GLR - stosunek sumy zysków ciepła budynku do sumy strat ciepła

określony zgodnie z Polską Normą dotyczącą obliczania
sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania
budynków mieszkalnych.

Tablica 1. Średniomiesięczne temperatury powietrza zewnętrznego, liczba dni ogrzewania oraz liczba stopniodni dla wybranych stacji

meteorologicznych (na podstawie PN-B-2025)

Strona 2

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona 3

Tabela 2. Sprawności wytwarzania ciepła

η

w

Rodzaj kotła/pieca Rodzaj

paliwa

Sprawność wytwarzania

ciepła*)

1 2

3

Kotły wyprodukowane przed 1980 r.

Paliwo stałe (węgiel, koks)

0,50÷0,65

Kotły wyprodukowane po 1980 r.

Paliwo stałe (węgiel, koks)

0,65÷0,75

Kotły z palnikami atmosferycznymi i regulacją włącz/wyłącz

Paliwo gazowe lub płynne 0,65-0,86

Kotły z palnikami wentylatorowymi i ciągłą regulacją procesu
spalania

Paliwo gazowe lub płynne 0,75÷0,88

Kotły kondensacyjne

Paliwo gazowe

0,95÷1,0

Piece ceramiczne (kaflowe)

Paliwo stałe 0,25÷0,40

Piece metalowe

Paliwo stałe 0,55÷0,65

Kotły elektryczne przepływowe -

0,94

Kotły elektryczne

-

0,97

Kotły elektrotermiczne

-

1,00

Kotły wrzutowe z obsługą ręczną o mocy do 100 kW

Paliwo stałe (słoma) 0,57-0,63

Kotły wrzutowe z obsługą ręczną o mocy do 100 kW

Paliwo stałe (drewno polana, brykiety
drewniane, pelety, zrębki drewniane)

0,65-0,72

Kotły wrzutowe z obsługą ręczną o mocy powyżej 100 kW

Paliwo stałe (słoma) 0,65-0,70

Kotły wrzutowe z obsługą ręczną o mocy powyżej 100 kW

Paliwo stałe (drewno polana, brykiety
drewniane, pelety, zrębki drewniane)

0,77-0,83

Kotły automatyczne o mocy powyżej 100 kW do 600 kW

Paliwo stałe (słoma) 0,65-0,75

Kotły automatyczne o mocy powyżej 100 kW do 600 kW

Paliwo stałe (drewno polana,brykiety
drewniane, pelety, zrębki drewniane)

0,80-0,85

Kotły z paleniskiem retortowym

Paliwo stałe (węgiel) 0,80-0,85

Kotły automatyczne z mechanicznym podawaniem paliwa o mocy
powyżej 500 kW

Paliwo stałe (słoma, drewno, pelety)

0,85

*) - Przyjmuje się w zależności od stanu technicznego.

Tabela 3. Sprawności przesyłania ciepła

η

p

Rodzaj ogrzewania

Sprawność

przesyłania

1 2

Źródło ciepła w pomieszczeniu

1,0

Instalacja c.o. z przewodami w dobrym stanie
technicznym

0,95

Instalacja c.o. z przewodami w złym stanie
technicznym

0,90

Tabela 4. Sprawności wykorzystania ciepła

η

e

Rodzaj ogrzewania

Sprawność

wykorzystania

ciepła

1 2

Ogrzewanie podłogowe 1,0
Ogrzewanie tradycyjne, grzejniki prawidłowo
usytuowane w pomieszczeniu

0,95

Ogrzewanie tradycyjne, grzejniki z osłoną 0,90
Ogrzewanie tradycyjne, obudowa grzejników nie
uwzględniona w ich projektowaniu

0,80÷0,90

Tabela 5. Współczynniki uwzględniające przerwy w ogrzewaniu
w okresie tygodnia w

t

Czas ogrzewania

Typ budynku

lekki*)

Ciężki

1 2

3

7 dni

1,00

1,00

5 dni

0,75

0,85

*) - Budynek lekki, którego masa części ogrzewanej
odniesiona do kubatury ogrzewanej nie przekracza
150 kg/m3.


Tabela 6. Współczynniki uwzględniające przerwy w ogrzewaniu
w okresie doby w

d

Czas przerw w ogrzewaniu

Typ budynku

lekki*)

ciężki*)

1 2

3

Bez przerw

1,00

1,00

4 godziny

0,96

0,98

8 godzin

0,93

0,95

12 godzin

0,85

0,91

16 godzin

0,79

0,88

*) - Budynek lekki, którego masa części ogrzewanej
odniesiona do kubatury ogrzewanej nie przekracza 150 kg/m

3

.

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

1. 7. Dane techniczne wybranych kotłów
wodnych na paliwo stałe

1. 7. .1. Kocioł żeliwny wodny typu KZ-3K

1. 7. .2. Kocioł żeliwny wodny typu KZ-5

Tabela 7. Dane dotyczące różnych typów paliw

Opis Jedn.

koks

węgiel

miał

węglowy

olej

opałowy

lekki

drewno zrębki trociny pelety gaz

GZ-

50

elektrycz

ność

1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Wartość opałowa GJ/ton

28 24 18 42 15 - - 18 - -

GJ/m3

- - - - - 7 6 -

0,0338

-

Cena jednostkowa

zł/ton

1200

500

280 - - - -

470

- -

Cena jednostkowa

zł/m3 - -

- 2500 120 105 50 - 1,00 -

Cena ciepła energii
pierwotnej

zł/GJ 42,86 20,83 15,56 70,03 21,05 15,00 8,33 26,11 29,59 100,00

Sprawność źródła ciepła - 0,75 0,75 0,75 0,85 0,72 0,72 0,72 0,72 0,85 1,00
Cena ciepła z
uwzględnieniem
sprawności źródła ciepła

z³/GJ 57,14 27,78 20,74 82,39 29,24 20,83 11,57 36,27 34,81 100,00

Strona 4