Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
1
1. Wodne grawitacyjne
instalacje centralnego
ogrzewania
1.1 Wprowadzenie
Krążenie wody w instalacji spowodowane jest przez ciśnienie
grawitacyjne powstałe w wyniku różnicy gęstości wody w
2
przewodach zasilających i powrotnych. Wielkość ciśnienia
grawitacyjnego (" zależy od różnicy gęstości wody oraz od
"pgr)
"
"
różnicy wysokości między środkiem grzejnika i środkiem zródła
ciepła.
"pgr = ( - z )"9.81" h; [Pa] [ 1.1]
p
gdzie:
p - gęstość wody o temperaturze tp, kg/m3;
z - gęstość wody o temperaturze tz, kg/m3;
h - różnica wysokości między środkiem grzejnika i środkiem
Rys. 1.1. Przykłady działek
zródła ciepła (rys. 1.2), m.
Zastosowanie:
1.2.1 Pojęcia podstawowe
" ogrzewanie niewielkich budynków z własnym zródłem
ciepła;
Działka - odcinek przewodu o stałej średnicy wraz z
" odległość zródła ciepła do najdalszego pionu d" 25 m;
zamontowanymi na nim urządzeniami, przez który
" różnica wysokości między środkiem najniższego grzejnika i
płynie jednakowa ilość wody
środkiem zródła ciepła e" 2m.
Zalety:
Obieg - w skład obiegu wchodzą:
" pewne działanie (brak pompy obiegowej);
" zródło ciepła (kocioł, wymiennik ciepła);
" niskie koszty eksploatacyjne.
" grzejnik;
Wady:
" przewody łączące zródło ciepła z grzejnikiem.
" ograniczony zasięg;
" znaczna bezwładność;
Obieg najbardziej niekorzystny - obieg przez najniżej
" duże średnice przewodów (wysokie koszty inwestycyjne); zainstalowany grzejnik znajdujący się w najdalszym
pionie w stosunku do zródła ciepła.
1.2 Projektowanie sieci przewodów
Ciśnienie czynne "pcz - różnica ciśnienia powodująca
"
"
"
Zadaniem sieci przewodów jest doprowadzenie odpowiedniej krążenie czynnika grzejnego w poszczególnych obiegach
ilości czynnika grzejnego do każdego grzejnika. Obliczeniowe
(dla instalacji grawitacyjnych "pcz = "pgr);
" "
" "
" "
strumienie wody dopływającej do poszczególnych grzejników
określa wzór:
Samoczynny o
odpowietrznik Naczynie
QOgrz
wzbiorcze
G = [ 1.2]
cw "(tz - t ); [kg/s]
p
o
o
Zawór
grzejnikowy
gdzie:
Qogrz - obliczeniowa moc cieplna grzejnika nie
uwzględniająca zysków ciepła, W;
cw - ciepło właściwe wody 4186 J/(kg"K);
tz - obliczeniowa temperatura wody zasilającej
instalację, C;
tp - obliczeniowa temperatura wody powracającej z Gałązki
Grzejnik
Pion
instalacji, C.
Projektowanie sieci przewodów polega na dobraniu średnic
Zawory h
przewodów i elementów regulacyjnych w sposób zapewniający:
odcinające
" odpowiedni rozdział czynnika grzejnego do poszczególnych
grzejników;
" stateczność cieplną i hydrauliczną instalacji;
" optymalne koszty materiałowe i eksploatacyjne.
Kocioł
Rys. 1.2. Instalacja grawitacyjna z rozdziałem dolnym
Strona 1
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
gdzie:
1.2.2 Założenia
Łś - suma współczynników oporów miejscowych
Łś
Łś
Łś
Przy projektowaniu sieci przewodów przyjmowane są następujące
występujących na działce;
założenia:
" pomijamy wpływ schłodzenia wody w przewodach na
Opory miejscowe na granicy działek zaliczamy do działki o
wartość ciśnienia grawitacyjnego (do obliczeń
mniejszym przepływie.
hydraulicznych zakładamy wartość z = const i p = const
odpowiadające obliczeniowym tz i tp.);
Wartość Z można również odczytać z Nom. 1.2.
" przyjmujemy liniowe schłodzenie wody w zródle ciepła i w
grzejnikach;
1.2.5 Określanie oporów
" ciśnienia czynne są różne w poszczególnych obiegach.
hydraulicznych obiegów
1.2.3 Obliczanie ciśnienia czynnego w
Opór hydrauliczny obiegu jest równy sumie oporów działek
wchodzących w jego skład:
obiegu
W instalacjach grawitacyjnych ciśnienie czynne w obiegu
n n
równe jest ciśnieniu grawitacyjnemu i wynosi:
"pobj = " Li + Zi ) = ; [Pa] [ 1.8]
"(Ri ""pdzi
i=1 i=1
"pcz = ( - z)"9.81" h + "pdod ; [Pa] [ 1.3]
p
gdzie: 1.2.6 Dobór średnic przewodów
p - gęstość wody o temperaturze tp, kg/m3;
Dobierając średnice należy mieć na uwadze spełnienia
z - gęstość wody o temperaturze tz, kg/m3;
następującego warunku:
h - różnica wysokości między środkiem grzejnika i środkiem
zródła ciepła (rys. 1.2), m;
Wartości oporu hydraulicznego i ciśnienia czynnego powinny być
"pdod - dodatkowe ciśnienie czynne spowodowane
"
"
"
do siebie zbliżone. Błąd nie powinien przekraczać 10 %:
schłodzeniem wody w przewodach rozprowadzających,
"pcz H" "pobj; d" 10%
" H" " d"
" H" " d"
" H" " d"
[Pa]:
"pdod = 0 - dla rozdziału dolnego;
"
"
"
"pdod > 0 - dla rozdziału górnego (metoda obliczania w
"
"
"
Dobór średnic należy rozpoczynać od najbardziej niekorzystnego
dalszej części materiałów);
obiegu. Do wstępnego doboru średnic określamy orientacyjną
jednostkową stratę ciśnienia która:
1.2.4 Określanie oporów
" dla najniekorzystniejszego (pierwszego) obiegu wynosi:
hydraulicznych działek
(0.5 0.67)" "pcz
Ror1 = ; [Pa/m] [ 1.9]
Opór hydrauliczny działki określa wzór:
Li
"
"pdz = R " L + Z; [Pa] [ 1.4]
" = " +
" = " +
" = " +
" dla kolejnych obiegów wynosi:
gdzie:
(0.5 0.67)"("pcz - " L + Z) ); [Pa/m] [ 1.10]
"(R
dz.wsp.
R - jednostkowa liniowa strata ciśnienia w przewodzie
Ror =
"Ln
obliczona wg. wzoru, Pa/m;
L - długość działki, m;
gdzie:
Z - straty ciśnienia wywołane przez opory miejscowe (wzór ),
"pcz - ciśnienie czynne w obiegu, Pa;
"
"
"
Pa;
ŁL - suma długości działek w najbardziej niekorzystnym
Ł
Ł
Ł
obiegu, m;
Jednostkowe straty liniowe można określić ze wzoru:
ŁLn - suma długości nowych działek w obiegu, m;
Ł
Ł
Ł
Ł(RL+Z)dz.wsp. - suma oporów hydraulicznych działek
Ł
Ł
Ł
w2
wspólnych, Pa.
R = " " ; [Pa / m] [ 1.5]
= " "
= " "
= " "
Przewody blisko zródła ciepła dobieramy dla R nieco większego
dw 2
od Ror a przewody blisko grzejników dla R mniejszego od Ror.
Po wstępnym dobraniu średnic należy sprawdzić, czy spełniony
gdzie:
został wcześniej podany warunek.
- współczynnik oporów liniowych zależny od średnicy i
chropowatości przewodu oraz od prędkości
"pcz - ("(R " L + Z) )
[ 1.11]
obiegu
przepływającego czynnika;
= "100% d" 10%
dw - średnica wewnętrzna przewodu, m; "pcz
z - gęstość wody w przewodzie, kg/m3;
gdzie:
"pcz - ciśnienie czynne w obiegu, Pa;
"
"
"
w - prędkość wody w przewodzie, m/s określona ze wzoru:
Ł(RL+Z)obiegu - suma oporów hydraulicznych działek w
Ł
Ł
Ł
obiegu, Pa.
4 "
"G
"
"
w = ; [m / s] [ 1.6]
=
=
=
" "
"d2 "
" "
" "
Jeśli powyższa zależność nie jest spełniona, to należy zmienić
w
średnice przewodów, a w przypadku wyczerpania wszystkich
gdzie:
możliwości zastosować elementy dławiące nadmiar ciśnienia w
G - strumień masowy wody płynącej w działce, kg/s;
obiegu.
Wartość R można również odczytać z Nom. 1.1.
1.2.7 Określanie nadmiarów ciśnienia w
Do obliczania strat miejscowych służy wzór:
obiegach
Nadmiary ciśnienia do zdławienia w poszczególnych obiegach
Z = " "
= " "; [Pa] [ 1.7]
= " "
= " "
wyznacza się z zależności:
"ś w2
"ś
"ś 2
"ś
"pnad ,i = "pcz,i - " L + Z) ; [Pa] [ 1.12]
"(R obiegu,i
gdzie:
"pcz,i - ciśnienie czynne w i-tym obiegu, Pa;
"
"
"
Strona 2
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Ł(RL+Z)obiegu,i - suma oporów hydraulicznych działek w i-
Ł
Ł
Ł
tym obiegu, Pa.
1.2.8 Dobór elementów dławiących.
Namiary ciśnienia w obiegach należy dławić w działkach z
grzejnikami.
Do ich zdławienia należy stosować armaturę służącą do regulacji
wstępnej (zawory grzejnikowe i zawory odcinające z regulacją
wstępną), lub kryzy dławiące. W przypadku kryz dławiących ich
średnicę można określić ze wzoru:
G2
4
dkr = 192" ; [mm] [ 1.13]
= "
= "
= "
"pnad
"
"
"
gdzie:
G - strumień masowy wody płynącej przez kryzę, kg/s;
"pnad - nadmiar ciśnienia do zdławienia, Pa.
"
"
"
1.2.9 Zasady rozmieszczania
grzejników i prowadzenia
przewodów
Grzejniki:
Ze względu na warunki wymiany ciepła grzejniki należy
umieszczać pod oknami lub przy drzwiach balkonowych, przy
ścianach zewnętrznych, w miejscach zapewniających swobodny
przepływ powietrza. Należy unikać umieszczania grzejników pod
stropem pomieszczenia oraz nie dopuszczać do zbytniego
osłonięcia grzejników przez obudowy.
Przewody:
Przy projektowaniu sieci przewodów należy zapewnić
możliwość prawidłowego odpowietrzenia i odwodnienia
instalacji. Sieć przewodów powinna możliwie najkrótszą drogą
łączyć zródło ciepła z grzejnikami.
Zarówno w przypadku grzejników jak i przewodów należy
brać pod uwagę względy architektoniczne (estetyka, kolizje z
konstrukcją budynku i z innymi instalacjami).
Strona 3
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Nom. 1.1. Określanie jednostkowych liniowych strat ciśnienia w przewodach
Strona 4
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Nom. 1.2. Określanie strat ciśnienia w oporach miejscowych
Strona 5
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
1.2.10 Przykład projektowania sieci przewodów z rozdziałem dolnym
W oparciu o rzuty i rozwinięcie instalacji c.o. dobrać średnice przewodów dla obiegów przez grzejniki nr 1i nr 7 w pionie nr 7.
Dane wyjściowe:
" parametry wody instalacyjnej: tz/tp = 90/70 C;
" w instalacji zastosowano grzejniki typu: T1;
" oznaczenia działek i obciążenia cieplne oraz wymiary należy przyjąć zgodnie z załączonymi rysunkami.
4
3
2
5
1
6
Rys. 1. Rzut piwnic skala 1:100
3 4
101 102
107 108
2
5
104
103 109
110
105 106
111 112
1
6
Rys. 2. Rzut typowej kondygnacji skala 1:100
Strona 6
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
NW
307 312
308 310
311
360
3.0
560 680 460 560
33
14
34 15
9.00
460 920
1240
22
211 13 212
207 32 210
208
360
460 320 470
3.0
570
30
12
31
11
21
6.00
2270 820 1710
110 20 111
29 10
107
112
108
RB
460 340 470 3.0
360
580
27
9
28
8
19
3.00
1180 2520
3310
10 12
11
26 18 7
7
8
680 510
490 650
780
3.0
24
10120
25
6 1
35
17
0.00
"a"
"a"
H
3.0
4770
3660
16
20240 1690 2
23
- 2.48
5 10120
5350
4
3
- 3.00
6
4
5
Rys. 1.3. Rozwinięcie instalacji c.o. skala pionowa 1:100
t
C kg/m3
0.25 m
60 983.2
70 977.8
0.25 m
80 971.8
0.20 m
90 965.3
100 958.4
0.30 m
0.10 m
Gęstość wody w funkcji temperatury
Rys. 1.4. Schemat podłączenia grzejnika
Strona 7
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Rozdział dolny - ogrzewanie grawitacyjne
tz / tp = 90 / 70
= C
=
=
" = 12.47 kg / m3
" =
" =
" =
Q G l d v R Rl Łś Z Rl+Z Uwagi
Łś
Łś
Łś
Nr W kg/s m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Pion nr 6
Obieg przez grzejnik nr 1 w pomieszczeniu nr 12
"pcz = g" "" = 9.81"12.47" 2.95 = 361 Pa
" = " ""h = " " =
" = " "" = " " =
" = " "" = " " =
0.5 " 361
"
"
"
Rorj = = 7.1 Pa / m
= =
= =
= =
25.3
1 650 0,0078 2 15 0,04 2,3 5 17,5 14 19
2 3660 0,0437 17,2 20 0,12 15 258 12 89 347
3 5350 0,0639 3 25 0,12 9,5 29 7 52 81
4 10120 0,1209 1,6 32 0,13 8,5 14 3,5 30 44
5 20240 0,2418 1,5 40 0,18 15 23 3,5 63 86
25,3 575 >361
Łl =
Ł =
Ł = Ł =
Ł = Ł =
Ł =
Ł =
1 650 0,0078 2 15 0,04 2,3 5 17,5 14 19
2 3660 0,0437 17,2 25 0,078 4,4 76 12 40 116 Skorygowana średnica
3 5350 0,0639 3 25 0,12 9,5 29 7 52 81
4 10120 0,1209 1,6 32 0,13 8,5 14 3,5 30 44
5 20240 0,2418 1,5 40 0,19 15 23 3,5 63 86
Ł = 344 Ok
361- 344
-
-
-
= "100% = 4.6% < 10%
= " = <
= " = <
= " = <
344
Obieg przez grzejnik nr 6 w pomieszczeniu nr 11
6 490 0,0059 2 15 0,03 1,4 3 17,5 9 12
Działki wspólne 2 do 5 325
337
361- 337
-
-
-
= "100% = 7.1% < 10%
= " = <
= " = <
= " = <
337
Strona 8
Działka
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Q G l d v R Rl Łś Z Rl+Z Uwagi
Łś
Łś
Łś
Nr W kg/s m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Obieg przez grzejnik nr 8 w pomieszczeniu nr 112
"pcz = g " " " h = 9.81 "12.47 " (2.95 + 3) = 728 Pa
0.5"(728- 341)
Rorj = = 24.2 Pa/m
8
7 2520 0,0301 6 15 0,15 30 180 2 24 204
8 470 0,0056 2 10 0,045 4,6 9 17,5 18 27
8 231
Ł =
Ł =
Łl = Ł =
Ł = Ł =
Ł =
Ł =
Działki wspólne 2 do 5 325
556
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 728 - 556 = 172 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 4 mm
G2 0.00562
4
4
dkr = 192" = 192" = 4.0 mm K4
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 172
"
"
"
Obieg przez grzejnik nr 9 w pomieszczeniu nr 111
9 340 0,0041 2 10 0,035 2,5 5 17,5 12 17
Działki wspólne 2 do 5, 7 529
546
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"
"(Rl + Z) = 728 - 546 = 182 Pa
"
"
Dobrano kryzę 3.5 mm
G2 0.00412
4
4
dkr = 192" = 192" = 3.3 mm K3.5
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 182
"
"
"
Obieg przez grzejnik nr 11 w pomieszczeniu nr 212
"pcz = g " " " h = 9.81"12.47 "(2.95 + 3 + 3) = 1095 Pa
0.5"(1095-527)
Rorj = = 35.5 Pa/m
8
10 1710 0,0204 6 15 0,1 14 84 2 12 96
11 470 0,0056 2 10 0,045 4,6 9 17,5 12 21
8 117
Ł =
Ł =
Łl = Ł =
Ł = Ł =
Ł =
Ł =
Działki wspólne 2 do 5, 7 529
646
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 1095 - 646 = 449 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 3 mm
G2 0.00562
4
4
dkr = 192" = 192" = 3.1 mm K3
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 449
"
"
"
Strona 9
Działka
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Q G l d v R Rl Łś Z Rl+Z Uwagi
Łś
Łś
Łś
Nr W kg/s m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Obieg przez grzejnik nr 12 w pomieszczeniu nr 211
12 320 0,0038 2 10 0,035 2,2 4 17,5 9 13
Działki wspólne 2 do 5, 7, 10 625
638
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 1095 - 638 = 457 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 2.5 mm
G2 0.00382
4
4
dkr = 192" = 192" = 2.6 mm K2.5
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 457
"
"
"
Obieg przez grzejnik nr 14 w pomieszczeniu nr 312
"pcz = g " " " h = 9.81"12.47 "(2.95 + 3 + 3 + 3) = 1462 Pa
0.5"(1462- 614)
Rorj = = 53 Pa/m
8
13 920 0,0110 6 15 0,055 4,6 28 2 4 32
14 560 0,0067 2 10 0,055 6,6 13 17,5 30 43
8 75
Ł =
Ł =
Łl = Ł =
Ł = Ł =
Ł =
Ł =
Działki wspólne 2 do 5, 7, 10 625
700
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 1462 - 700 = 762 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 3 mm
G2 0.00672
4
4
dkr = 192" = 192" = 3.0 mm K3
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 762
"
"
"
Obieg przez grzejnik nr 15 w pomieszczeniu nr 311
15 360 0,0043 2 15 0,03 1 2 17,5 9 11
Działki wspólne 2 do 5, 7, 10, 13 643
654
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 1462 - 643 = 819 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 2.5 mm
G2 0.00432
4
4
dkr = 192" = 192" = 2.3 mm K2.5
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 819
"
"
"
Strona 10
Działka
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Q G l d v R Rl Łś Z Rl+Z Uwagi
Łś
Łś
Łś
Nr W kg/s m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Obieg przez grzejnik nr 17 w pomieszczeniu nr 10
"pcz = g " " " h = 9.81 "12.47 " 2.95 = 361 Pa
0.5"(361- 211)
Rorj = = 7.4 Pa/m
10.2
16 1690 0,0202 8,2 20 0,055 3,2 26 8,5 15 41
17 510 0,0061 2 10 0,05 5,2 10 15 19 29
10,2 Działki wspólne 3 do 5, 211
Łl =
Ł =
Ł =
Ł =
282
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 361- 282 = 79 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 5 mm
G2 0.00612
4
4
dkr = 192" = 192" = 5.0 mm K5
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 79
"
"
"
Obieg przez grzejnik nr 19 w pomieszczeniu nr 110
"pcz = g " " " h = 9.81 "12.47 " (2.95 + 3) = 728 Pa
0.5"(728- 252)
Rorj = = 29.8 Pa/m
8
18 1180 0,0141 6 15 0,07 7 42 0,5 1 43
19 360 0,0043 2 10 0,035 2,7 5 15 10 15
8 Działki wspólne 3 do 5,16 252
Łl =
Ł =
Ł =
Ł =
310
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 728 - 310 = 418 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 3.0 mm
G2 0.00432
4
4
dkr = 192" = 192" = 2.8 mm K3.0
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 418
"
"
"
Obieg przez grzejnik nr 21 w pomieszczeniu nr 210
"pcz = g " " " h = 9.81"12.47 "(2.95 + 3 + 3) = 1095 Pa
0.5"(1095- 295)
Rorj = = 50 Pa/m
8
20 820 0,0098 6 15 0,05 3,8 23 0,5 1 24
21 360 0,0043 2 10 0,035 2,7 5 15 10 15
8 Działki wspólne 3 do 5,16 , 18 295
Łl =
Ł =
Ł =
Ł =
334
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 1095 - 334 = 761 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 2.5 mm
G2 0.00432
4
4
dkr = 192" = 192" = 2.4 mm K2.5
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 761
"
"
"
Strona 11
Działka
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Q G l d v R Rl Łś Z Rl+Z Uwagi
Łś
Łś
Łś
Nr W kg/s m mm m/s Pa/m Pa Pa Pa
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Obieg przez grzejnik nr 22 w pomieszczeniu nr 310
"pcz = g " " " h = 9.81"12.47 "(2.95 + 3 + 3 + 3) = 1462 Pa
0.5"(1462- 319)
Rorj = = 71 Pa/m
8
22 460 0,0055 8 10 0,05 4,6 37 15 18 55
Działki wspólne 3 do 5,16 , 18, 20 319
374
"Pkr = "Pcz - + = - =
" = " - + = - =
" = " - + = - =
" = " -
"(Rl + Z) = 1462 - 374 = 1088 Pa
"
"
"
Dobrano kryzę 2.5 mm
G2 0.00552
4
4
dkr = 192" = 192" = 2.5 mm K2.5
= " = " =
= " = " =
= " = " =
"pkr 1088
"
"
"
Strona 12
Działka
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Mat 7 Grawitacja dolny przykadMAT BUD 6arm mat mult ?st q15?Mat Bud wykarm mat mult q15? sourceMAT BUD 2odpmat 13 k8A1 mat rozwFanuc 6T Mazak [Mat] L393 82mwięcej podobnych podstron