Politechnika Warszawska

Wydział Inżynierii Środowiska

INSTYTUT OGRZEWNICTWA I WENTYLACJI

Instalacja centralnego ogrzewania pompowa

Wykonał:

Tomasz Konarzewski COWiG 4

Sprawdził:

Dr inż. Zenon Spik

Zawartość projektu

\

1. Założenia projektowe:

1. Budynek;

2. Instalacja c.o.

3. Źródło ciepła

2. Obliczenia:

1. Dobór wymiennika ciepła

1. Obliczenia zapotrzebowania na moc cieplną budynku

2. Obliczenia strumienia masy wody sieciowej i instalacyjnej

3. Dobór wymiennika

2. Obliczenia dla najdalszego i najbliższego pionu oraz pionu nasilającego grzejnik na klatce schodowej

1. Dobór pompy obiegowej

2. Obliczenie ciśnienia czynnego

3. Dobór zaworu upustowego

4. Dobór średnic przewodów, nastaw zaworów, wielkości grzejników

5. Dobór naczynia wzbiorczego i zaworu bezpieczeństwa

6. Tabela z obliczeniami hydraulicznymi i doborem nastaw

7. Zestawienie wyników doboru grzejników

3. Rysunki

1. Schemat technologiczny węzła ciepłowniczego (rys. 1)

2. Rzut piwnic z układem przewodów (rys. 2)

3. Rzut typowej kondygnacji (tys. 3)

4. Rozwinięcie instalacji c.o. (rys. 4)
   

4. Załączniki

1. Założenia projektowe

1. Budynek

- liczba klatek: 1

- liczba kondygnacji: 7

- obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną: 64,25 kW

- wysokość kondygnacji: 3,0 [m]

- wysokość piwnic: 2,4 [m]

- położenie budynku w miejscowości: Opole, strefa III, t_e=-20[^oC]

2. Instalacja c.o.

- układ dwururowy, pionowy

- ogrzewanie pompowe

- rozdział dolny

- t_z/t_p=80/60 [^oC]

- stopień zaizolowania przewodów pionowych 80%

3. Źródło ciepła

- sieć ciepłownicza

- T_z/T_p=150/70 [^oC]

2. Obliczenia

2.1 Dobór wymiennika ciepła

2.1.1 Obliczenie zapotrzebowania na moc cieplną budynku [W]

Całkowite zapotrzebowanie na moc cieplną budynku

- zapotrzebowanie na moc cieplną jednej kondygnacji 8750 W = 8,75kW

- zapotrzebowanie na moc cieplną klatki schodowej 3000 W = 3,0 kW

- całkowite zapotrzebowanie na moc cieplna budynku

Q_bud = 7 * 8,75 kW + 3000 kW= 64,25 kW

2.1.2 Obliczenie strumienia masy wody instalacyjnej i sieciowej:

Woda instalacyjna

Woda sieciowa

Obliczenie współczynnika obciążenia cieplnego budynku φ w punkcie załamania wykresu regulacyjnego T_z = 70^oC

W celu doboru wymiennika obliczenia pola powierzchni wymiany ciepła, wykonano dla warunków najbardziej niekorzystnych. Określano wartość współczynnika obciążenia cieplnego φ dla punktu załamania wykresu regulacyjnego.

Przyjęto temperaturę T_zx = 70^oC. Skorzystano z poniższego wzoru i metodą iteracji znaleziono wartość tego współczynnika:

m=0,29

Δt_ar =

Podstawiając do równania otrzymano:

otrzymano φ=0,35

2.1.3 Dobór wymiennika

Obliczenie współczynnika przenikania ciepła dla wymiennika JAD XK3.18

Wartości dla wymiennika JAD XK3.18

A[m²] = 2,12

C=3,422141

m= 0,375628

n= 0,270342

d= -0,171287

e= 0,242605

f= 0,476285

Chwilowe zapotrzebowanie na moc dla warunków najbardziej niekorzystnych dla jednego wymiennika Q=64250 W

Q_x=φ * Q[W]

Q_x=0,35 * 64250 = 22488 W

Temperatura wody sieciowej wypływającej z wymiennika:

Temperatura wody zasilającej instalacje c.o.

Temperatura wody powrotnej w instalacji c.o.

Sprawność wymiennika

Średnia logarytmiczna różnica temperatur

Współczynnika przenikania

Wymagana powierzchnia wymiany ciepła w wymienniku

Warunek na prawidłowy dobór wymiennika:

Zatem warunek nie został spełniony

Ponieważ dobrana powierzchnia wymiennika dla najbardziej niekorzystnego z warunków jest mniejsza od katalogowej o więcej niż 5%, należy przeprowadzić korektę strumienia masowego wody sieciowej.

Przyjęto strumień masowy wody sieciowej:

Temperatura na powrocie wody sieciowej

Temperatura wody zasilającej instalacje c.o.

Temperatura wody powrotnej w instalacji c.o.

Sprawność wymiennika

Współczynnika przenikania

Średnia logarytmiczna różnica temperatur

Pole powierzchni wymiennika po wniesieniu poprawki strumienia wody sieciowej:

Warunek został spełniony, zatem dobrano jeden wymiennik ciepła typu JAD XK 3.18

Opory hydrauliczny przepływu wody przez wymiennik:

Opory przepływu wody w rurkach (po stronie sieciowej)

Opory przepływu w płaszczu (po stronie instalacyjnej)

2.2 Obliczenia dla najdalszego i najbliższego pionu oraz pionu zasilającego grzejniki na klatce schodowej

2.2.1 Dobór pompy obiegowej

Główny strumień wody

Przyjęto rurę o średnicy DN 40

R = 120 Pa/m

V = 0,57m/s

-Wymagana wydajność pompy obiegowej

Przyjęto ρ=971,8 kg/m3

-Orientacyjna wysokość podnoszenia pompy

Gdzie Δpzc to opór źródła ciepła:

Tabl 1.

	Opór miejscowy	DN	Szt.	ρ	kv	Δp
1.	Wymiennik	-	1	-	-	3000
2.	Odmulacz	-	1	-	-	5000
3.	Filtr	40	1	-	26	1195
4.	Zawór odcinający	40	3	-	69	509
5.	Zawór odcinający	32	2	-	40	1010
6.	Zawór zwrotny	32	1	-	16	3157
7.	Kolano	40	≈10	1	-	786
8.	Kolektor zasil.	-	1	0	-	0
9.	Kolektor powrot.	-	1	0,5	-	64

Obliczenia

-na rurach o średnicy DN40

10 x kolano ζ = 1 Σζ = 10,0 Z = Z₁* Σζ = 78,6*10 = 786 Pa

3 x zawór kulowy DN40 K_v = 69

1 x filtr DN40 K_v = 26

-przy pompach DN32

•2 x zawór kulowy DN32 K_v = 40

•1 x zawór zwrotny DN32 K_v = 16

-1 x odmulacz DN32 zakładamy Δp = 5000 Pa

-1 x wymiennik Δp 3000 Pa

ΣZ = 14721 Pa

ΣR*L= 100 * 10 = 1000Pa

Σ(Z+R*L)= 14811 + 1000 = 15721 Pa

Dobrano pompę firmy Grundfos - MAGNA 25-60 ( załączono charakterystykę )

Ciśnienie wytworzone przez pompę

Dobór zaworu spustowego

Obliczenie ciśnienia czynnego

gdzie:

h - różnica wysokości między środkiem grzejnika i środkiem źródła ciepła - 20m

Minimalny opór działki z grzejnika

gdzie:

h_g - różnica wysokości pomiędzy środkami skrajnych grzejników w instalacji -18m

Minimalny opór hydrauliczny zaworu termostatycznego

orientacyjna jednostkowa strata ciśnienia dla najniekorzystniejszego obiegu

Wzory wykorzystane przy doborze nastaw zaworów przygrzejnikowych:

1. Obliczenie Kv zaworu termostatycznego

2. Opór do zdławienia na zaworze termostatycznym RTD-N, [Pa]

3. Nastawa - nastawa wg katalogu, dla zaworów

4. Ciśnienie na zaworze termostatycznym

5. Błąd niezdławienia obiegu

6. Autorytet (0,3-0,7)

Dobór grzejników:

Do instalacji c.o. dobrano grzejniki stalowe płytowe firmy PURMO. Grzejniki umieszczono pod oknami w ścianach zewnętrznych ze względu na występujące tam największe straty mocy cieplnej. Na klatce schodowej zastosowano grzejnik typu C22 natomiast w pokojach C11.

Dane wyjściowe :

Wzór wg którego dobrano długość grzejników dla klatki schodowej i pokojów:

Przyjęto:

ε₂ - 1,0

ε₃ - 1,0

ε₄ - 1,04

Przewody zaizolowane w 80%

Zestawienie wyników umieszczono w załączniku nr 3

2.2.4 Dobór naczynia wzbiorczego

Ciśnienie statyczne panujące w punkcie podłączenia naczynia wzbiorczego

Obliczenia wykonano zgodnie z PN-91-B-02413.

Pojemność użytkowa:

V - całkowita pojemność instalacji c.o.

Δv- przyrost objętości właściwej wody w instalacji

Ρ - gęstość wody instalacyjnej w temp. początkowej

Pojemność wody

Dla grzejników typu C-11 przyjęto pojemność V-2,97 dm3/m

Dla grzejników typu C-22 przyjęto pojemność V-5,92 dm3/m

DN	L	Pojemnosc wody	Pojemnosc
	[m]	[dm3/m]	[dm3]
DN 15	900	0,177	159,3
DN 20	50	0,342	17,1
DN 25	30	0,491	14,7
DN 32	40	0,804	32,2
DN 40	1	1,257	1,3
DN 50	10	1,963	19,6
grzejniki	-	-	51,9
		Suma	296,1

Jednostkowy przyrost objętości właściwej czynnika grzejnego dla tz-t1 = 70K

Δv = 0,0224 dm3/kg

Wymagana pojemność użytkowa instalacji:

Pojemność użytkowa naczynia z rezerwą na nieszczelności:

Pojemność całkowita naczynia

Dobrano naczynie wzbiorcze Relfex typ 35N o następujących parametrach

-pojemność całkowita 35dm3

-ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa, 5bar

sprawdzenie ciśnienia wstępnego w naczyniu wzbiorczym

średnica rury wzbiorczej:

przyjęto rurę wzbiorczą DN20 mm

Dobór zaworu bezpieczeństwa

wewnętrzna średnica króćca dopływowego

przyjęto zawór bezpieczeństwa sprężynowy, pełnoskokowy 32x50 mm typu Si 6301, nastawa 5 bar, ciśnienie otwarcia 5 bar, ciśnienie zamknięcia 4 bar, sprężyna 0,48-:-0,63 Mpa.

Załącznik nr

Specyfikacja materiałowa

L.p.	Wyszczególnienie	Ilość	Firma
1	Zestaw wymiennikowy JAD X 3.18 el.	1	SECESPOL
2	Pompa UPS 40-60 / 2F(B)	2	GRUNDFOS
3	Naczynie przeponowe Reflex typ 50 N	1	REFLEX
4	Odmulacz inercyjno-siatkowy IOW-I DN50	1	INFRACOR
5	Zawór kulowy gwintowany (lub spawany) DN50 PN6 120 ºC	4	BROEN-DZT
6	Zawór kulowy gwintowany (lub spawany) DN40 PN6 120 ºC	4	BROEN-DZT
7	Zawór kulowy gwintowany (lub spawany) DN20 PN6 120 ºC	6	BROEN-DZT
8	Zawór kulowy gwintowany (lub spawany) DN15 PN6 120 ºC	2	BROEN-DZT
9	Zawór zwrotny gwintowany DN32 PN6 120 ºC	2	BROEN-DZT
10	Zawór bezpieczeństwa sprężynowy, pełnoskokowy 32x50 mm typu Si 6301, nastawa 5 bar, ciśnienie otwarcia 5 bar, ciśnienie zamknięcia 4 bar, sprężyna 0,48-:-0,63 Mpa.	1	ARMAK
11	Odpowietrznik automatyczny AFRISSO DN15 z zaworem stopowym	3	AFRISSO
12	Wodomierz skrzydełkowy typu JS DN15, Qn= 1,5 m^3/h	1	POWOGAZ
13	Filtr siatkowy typ FSM-3 DN50, Kv = 38 m^3/h, 200 oczek/cm^2	1	POLNA
14	Filtr siatkowy z wkładką magnetyczną typ FSM-3 DN20, Kv=4,m^3/h, 230 oczek /cm^2	1	POLNA
15	Termometr przemysłowy 0÷100 ºC	2	PN-85/S-53302
16	Ciśnieniomierz M-160/0÷0,6/1N	4	KFM
17	Ciśnieniomierz sygnalizacyjno-wskaźnikowy M-160/0÷1,6/1/EZ1-2F	1	KFM
18	Zawór antyskażeniowy DN15 PN6 EA typ 271	1	DANFOSS
19	Zawór upustowy DN20 PN6 typ Hydrolu, parametry Vzaw=0,78 m^3/h, ∆pzaw=20,8 kPa	1	DANFOSS

2

---