POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska.

Zakład Ciepłownictwa i Klimatyzacji.

PROJEKT NR 1.

Projekt dwufunkcyjnego wymiennikowego

węzła cieplnego dla budynku wielorodzinnego

w Przeworsku

KONSULTACJE : WYKONANIE :

dr inż. Bożena BABIARZ Ilona WOJTYNA

III-SD

\

Rok akademicki 2008/2009

SPIS TREŚCI

I. Część opisowa - Opis techniczny

1. Podstawa opracowania

2. Zakres opracowania

3. Dane ogólne

4. Opis rozwiązań projektowych

4.1.Ogólny opis projektowanej instalacji

4.2. Armatura i urządzenia zabezpieczające

5. Pomieszczenie węzła

6 .Uwagi końcowe

II. Część obliczeniowa

1. Obliczenie wydatku wody sieciowej oraz dobór średnic

2. Obliczenie wydatku wody instalacyjnej oraz dobór średnic

3. Dobór wymiennika C.O.

4. Dobór wymiennika c.w.u.

5. Dobór licznika ciepła

6. Dobór zaworu regulacji temperatury

7. Dobór zabezpieczenia instalacji CO

7.1. Dobór naczynia wzbiorczego.

7.2. Dobór zaworu bezpieczeństwa dla wymiennika C.O.

8. Dobór zasobnika c.w.u.

9. Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji c.w.u.

10. Dobór filtrów i odmulaczy.

11. Dobór pomp.

11.1. Dobór pompy obiegowej C.O.

11.2. Dobór pompy ładującej zasobnik-wymiennik c.w.u.

11.3. Dobór pompy cyrkulacyjnej c.w.u.

12. Dobór zaworu regulacji różnicy ciśnień i przepływu.

13. Dobór armatury.

III. Część rysunkowa

1. Schemat technologiczny węzła cieplnego

2. Rzut pomieszczenia węzła - skala 1:25

3. Przekroje przez pomieszczenie węzła - skala 1:25

I. Część opisowa - Opis techniczny

1. Podstawa opracowania.

Podstawą opracowania jest temat wydany przez Zakład Ciepłownictwa i Klimatyzacji w dniu 28.02.2007 r.

Normy:

• PN-B-02415:1991 ”Zabezpieczenie wodnych zamkniętych systemów ciepłowniczych. Wymagania.”

• PN-B-02414:1991 „Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego z naczyniami wzbiorczymi przeponowymi. Wymagania”

• PN-B-02416:1991 „Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego przyłączonych do sieci cieplnych. Wymagania”

Literatura:

• Kazimierz Żarski „Węzły cieplne w miejskich systemach ciepłowniczych”

Katalogi firm:

• Flamco, Reflex, Grundfos, Metron, Polna, Termen i in.

2. Zakres opracowania.

Opracowanie obejmuje część projektową i obliczeniową cieplno – technologiczną dwufunkcyjnego wymiennikowego węzła cieplnego na potrzeby C.O. oraz ciepłej wody użytkowej – od głównych zaworów na wejściu sieci wysokich parametrów do instalacji C.O. i c.w.u. wraz z niezbędnymi schematami i rysunkami.

3. Dane ogólne.

Projektowany węzeł cieplny obsługuje wielorodzinny budynek mieszkalny

zlokalizowany w Rzeszowie przy ulicy Spokojnej. Funkcja węzła polega na dostarczeniu wody do instalacji CO w zimie oraz przygotowaniu ciepłej wody użytkowej dla mieszkańców przez cały rok.

Dane projektowe:

• Moc cieplna instalacji C.O. – Q_c.o.=530 kW

• Moc cieplna instalacji c.w.u. – Q_c.w.u.=25% Q_c.o

• Temperatura wody sieciowej

  • na zasilaniu – T_sz = 130 °C

  • na powrocie – T_sp = 70 °C

• Temperatura wody instalacji C.O.

  • na zasilaniu – T_iz = 70 °C

  • na powrocie – T_ip = 60 °C

• Ciśnienie sieci cieplnej na wejściu do węzła

  • na zasilaniu – p_sz = 440 kPa

  • na powrocie – p_sp = 220 kPa

4. Opis rozwiązań projektowych.

Zasadniczym elementem wymiennikowego węzła cieplnego jest wymiennik ciepła czyli urządzenie, w którym następuje przekazanie ciepła od czynnika grzejnego płynącego w sieci do czynnika ogrzewanego zasilającego instalację wewnętrzna oraz cwu. Zaprojektowany węzeł cieplny jest węzłem dwufunkcyjnym równoległym. W wyposażeniu są dwa wymienniki- dla C.O. i C.W.U. Ciepła woda podgrzewana jest w wymienniku, przez który przepływa część strumienia masy czynnika dopływającego do węzła. Następuję rozdzielenie strumieni tak, że do każdego z wymienników dopływa woda sieciowa o tej samej temperaturze. W każdym z obiegów, bo takie tutaj można wyodrębnić, znajdują się niezbędne elementy wyposażenia, takie jak armatura, aparatura kontrolno-pomiarowa i urządzenia automatycznej regulacji. Dla zapewnienia wymaganych strumieni masy czynnika grzejnego niezbędne jest wyrównanie strat ciśnienia w poszczególnych obiegach.

Do regulacji temperatury zastosowano zawory regulujące z siłownikiem, czujnikiem temperatury i regulatorem. Do pomiaru ciepła przyjęto licznik ciepła z wodomierzami impulsowymi oddzielnymi dla poszczególnych obiegów.

Układ instalacji C.O. wyposażony jest w przeponowe naczynie wzbiorcze oraz zawór bezpieczeństwa. Ponadto układ C.W.U. również wyposażono w zawór bezpieczeństwa.

Obieg C.O. posiada pompę obiegową, natomiast instalacja C.W.U. posiada pompę cyrkulacyjna oraz pompę ładującą zasobnik-wymiennik.

Zespół wymienników znajduje się w tzw. pomieszczeniu węzła cieplnego zlokalizowanego w części budynku.

4.1. Specyfikacja urządzeń.

Lp.	Nazwa urządzenia	Producent (dystrybutor)	Ilość
1	Wymiennik ciepła CO.	JAD XK 9.88.08.65 SecesPol	1
2	Wymiennik ciepła C.W.U	JAD K 14.163.10 SecesPol	1
3	Licznik ciepła	METRON METRONIC 4	1
4	Filtroodmulnik	TERMEN typ TerF	1
5	Zasobnik CWU	SeCeS - Pol 0,6/1,0 typ KB	1
6	Naczynie wzbiorcze	Reflex typ N200	1
7	Wodomierz	METRON WS10	1
8	Wodomierz	METRON WS15
9	Filtr siatkowy DN 150	POLNA typ FS-1	1
10	Filtr siatkowy DN 40	POLNA typ FS-1
11	Zawór bezpieczeństwa dla cwu	ARMAK typ 775	1
12	Zawór bezpieczeństwa dla CO	POLNA typ ZMB 40-6	1
13	Zawór regulacji z siłownikiem	POLNA Z2 DN40	1
14	Zawór regulacji z siłownikiem	POLNA Z2 DN40	1
15	Filtr siatkowy DN 65	POLNA typ FS-1
16	Filtr siatkowy DN 32	POLNA typ Fs-1
17	Czujnik temperatury	PT-500 klA
18	Termometr		4
19	Filtr antyskażeniowy DN32	ARMATUREN Ari-Filtr B	1
20	Zawór spustowy	Honeywell	1
21	Manometr	KFM-R(0-4)MPa	4
22	Regulator	POLNA typ RG7.2	1
23	Czujnik temperatury	Pt100 kl. A lub B	4
26	Pompa cyrkulacyjna c.w.u.	GRUNDFOS TP25-50R	2
25	Pompa obiegowa c.o.	GRUNDFOS TP80-120/2	1
27	Zawór odcinający DN 40	VENTEX TESSA	1
28	Zawór odcinający DN 65	VENTEX TESSA	7
29	Zawór odcinający kulowy DN32	ARMATURATYPAH-30	7
30	Zawór zwrotny	DN32	1
31	Zawór zwrotny	DN150	2
32	Zawór różnicy cisnień	POLNA TYP ZSN1	1
33	Zawór odcinający kulowy DN150
22	Filtr siatkowy DN 40	POLNA typ FS-1	1
33	Filtr siatkowy DN 65	POLNA typ FS-1	1

5. Pomieszczenie węzła.

Pomieszczenie węzła cieplnego zlokalizowane jest w budynku wielorodzinnym, który to węzeł obsługuje.

Dostęp do pomieszczenia węzła ciepłowniczego jest możliwy bezpośrednio z korytarza, ponieważ węzeł zlokalizowany jest w piwnicy.

Drzwi do węzła powinny posiadać zamknięcie bezklamkowe i otwierać się pod naciskiem od strony pomieszczenia węzła. Drzwi z futryną należy wykonać ze stali, lecz w tym przypadku dopuszcza się drzwi drewniane.

Ściany i strop węzła należy wykonać z materiałów niepalnych, otynkować i pomalować powłokami malarskimi chroniącymi przed przenikaniem wilgoci. Podłoga w pomieszczeniu powinna być gładka i wytrzymała na uderzenia mechaniczne, jej spadek powinien wynosić 1% w kierunku kratki ściekowej.

Pomieszczenie węzła powinno mieć wentylację grawitacyjną nawiewną i wywiewną, wyprowadzoną ponad dach.

Urządzenia elektryczne węzła powinny posiadać instalacją ochrony od porażeń, zgodnie z obowiązującymi przepisami.

W pomieszczeniu węzła należy zainstalować zlew z zaworem ze złączką do węża. Na przewodach gazowych przechodzących przez węzeł nie wolno montować armatury i stosować połączeń rozłącznych.

6. Uwagi końcowe.

Instalacje należy wykonać zgodnie z projektem i według wytycznych projektowych i odbioru instalacji.

Po wmontowaniu całej armatury wykonać próby ciśnienia i szczelności zgodnie z zasadami bhp i ppoż. Wielkość ciśnienia próbnego powinna być 1,5 krotnie wyższa od najwyższego możliwego ciśnienia roboczego lecz nie mniejsza niż 0,9 MPa. Instalację uważa się za szczelną, jeśli w ciągu 20 min trwania próby manometr kontrolny nie pokaże spadku ciśnienia. Manometr powinien umożliwić odczyt ciśnienia z dokładnością do 0,1 bara.

7. Wytyczne branżowe.Warunki MPCu.

-Węzeł cieplny powinien dostarczać ciepło do odbiorcy, być dostępny dla obsługi dostawcy o każdej porze, zabezpieczony przed dostępem niepowołanych osób.

-Dla rozliczenia za pobrane ciepło zaprojektowano licznik ciepła.

-Zasilanie energetyczne węzła należy zaprojektować niezależnie od zasilania instalacji budynku.

-Pomieszczenie powinno odpowiadać normie BN-75/8864-46

(wykonać wpust podłogowy, drzwi wejściowe powinny otwierać się do zewnątrz)

-Zaprojektować oświetlenie w pomieszczeniu węzła zgodnie z norma PN-84/E-00203

-Wyposażyć pomieszczenie w gniazdo 230 V

-Zasilić w energię elektryczną pompę obiegową C.O. oraz recyrkulacyjną C.W.U.

-Zasilić w energię elektryczną układ regulacji temperatury dla C.O. i C.W.U.

-Regulator umieścić na ścianie na wysokości

-Licznik ciepła umieścić na wysokości

-Instalację elektryczną do czujników i urządzeń montować zgodnie z wytycznymi dla automatyki i elektryczności.

-odległość powierzchni zewnętrznej izolacji od ściany wieksza niż 20 cm

-odl. zewnętrznej powierzchni izolacji i urządzeń od podłogi 30cm

-wysokość prowadzenia przewodów w miejscu przejścia 2m

-odl. między fundamentem a pompą lub zestawem dwupompowym co najmniej 0,5m

-odległość między pompą a ścianą pomieszczenia 0,5 m

- odl. między zewnętrzna powierzchnią izolacji wymiennika a ścianą 30cm

8. Zasady doboru i montażu ciepłomierzy do wody.

1. Warunki dotyczące stosowanych rozwiązań technicznych.

8.1.1. Dobór ciepłomierzy do wody.

Ciepłomierze do wody lub ich przyrządy składowe (czujniki hydrauliczne, sondy temperatury, kalkulator) powinny być dobrane na podstawie warunków działania obwodu wymiany ciepła (przepływów najwyższych i najniższych, różnic maksymalnych i minimalnych temperatury, granicy dolnej mocy cieplnej, mocy nominalnej) w okresie całego roku (sezon letni i sezon grzewczy).

8.1.2. Rodzaj ciepłomierzy do wody.

Do pomiaru ilości ciepła mogą być stosowane wyłącznie ciepłomierze do wody posiadające zatwierdzenie typu wydane przez GUM i posiadające legalizację GUM z miernikiem przepływu ultradźwiękowym z zasilaniem bateryjnym i wykonane z materiału umożliwiającego bezpośredni kontakt z czynnikiem ogrzewczym przy ciśnieniu roboczym 1,6 MPa i temperaturze:

• - gdy miernik przepływu jest instalowany na rurociągu zasilającym sieci wysokoparametrowej (dla instalacji włączonych bezpośrednio do sieci cieplnej),

• - gdy miernik przepływu jest instalowany na rurociągu powrotnym sieci wysokoparametrowej (dla węzłów wymiennikowych).

Maksymalna strata ciśnienia na wodomierzu przy nominalnym obliczeniowym przepływie przez węzeł nie powinna przekraczać 15 KPa. Dla odbiorców indywidualnych zasilanych z sieci niskoparametrowej temperatury o których wyżej mowa wynoszą odpowiednio i . Pozostałe wymogi - jak dla liczników zasilanych bezpośrednio z sieci wysokoparametrowej.

8.1.3. Podstawowe wielkości pomiarowe.

Zastosowany ciepłomierz powinien umożliwić określenie następujących wielkości:

1. sumy zużytej energii cieplnej, na podstawie jednego odczytu przedstawionej w GJ,

2. sumy wody sieciowej jaka przepłynęła przez węzeł w m³,

3. temperatury zasilania i powrotu w ,

4. chwilowego przepływu wody sieciowej w m³/h,

5. maksymalnej mocy za ostatni miesiąc,

6. maksymalnego przepływu za ostatni miesiąc.

8.1.4. Pamięć.

Ciepłomierz musi być wyposażony w stałą pamięć (np. EPROM) umożliwiającą w przypadku awarii zasilania odtworzenie ostatnich wartości mierzonych, tj.

• czasu pracy baterii (do chwili awarii),

• sumy zużytej energii cieplnej (w GJ),

• ilości wody sieciowej jaka przepłynęła przez węzeł w m³.

8.1.5. Wyjście optoelektroniczne lub inne.

W celu zapewnienia właściwych warunków dla szybkiego zbierania danych o stanie zużycia ciepła liczniki muszą być wyposażone w wyjście optoelektroniczne lub inne umożliwiające przeniesienie danych do pamięci mikrokomputera.

8.1.6. Miejsce montażu licznika.

Ciepłomierz należy montować po stronie dostawcy ciepła; w systemach z transformacją parametrów na przewodach wysokoparametrowych. Zakres wyposażenia w węzłach cieplnych grupowych dla poszczególnych obiektów z nich zasilanych, zależny jest od zasięgu eksploatacji dostawcy oraz od stanu umownego z odbiorcami. Dla odbiorców indywidualnych zasilanych z węzła grupowego liczniki ciepła montowane są na przewodach niskoparametrowych na wejściu do poszczególnych budynków. Obowiązuje zasada, że każdy obiekt, na który Użytkownik posiada odrębną umowę na dostawę ciepła, winien być rozliczany poprzez odrębny licznik ciepła, z uwzględnieniem szczegółowych ustaleń umowy. Liczniki ciepła należy montować w węzłach cieplnych, a dla węzłów których właścicielem nie jest - w punktach zdawczo –odbiorczych.

8.1.7. Plombowanie ciepłomierzy do wody (liczników ciepła).

Ciepłomierz musi gwarantować rzetelność i wiarygodność odczytu poprzez całkowite wyeliminowanie możliwości jego niekontrolowanego czasowego odłączenia lub zniekształcenia wyników. Służyć temu ma przede wszystkim plombowanie wszystkich wymagających tego elementów, tj.

• przeliczników wskazujących do ciepłomierzy,

• przetworników do ciepłomierzy do wody,

• pary czujników temperatury do ciepłomierzy.

Plombowania urządzeń pomiarowych dokonuje dostawca ciepła.

1. Założenia projektowe:

Ф_co = 530 [kW] – moc cieplna instalacji C.O.

Ф_cwu = 25% ∙ Q_co= 133 [kW] – moc cieplna instalacji C.W. U.

Temperatura wody sieciowej w warunkach zimowych:

- na zasilaniu T_sz = 130 [º C]

- na powrocie T_sp = 70 [º C]

Temperatura wody sieciowej w warunkach letnich:

- na zasilaniu T_sz = 70 [º C]

- na powrocie T_sp = 42 [º C]

Temperatura wody instalacji C.O. :

- na zasilaniu T_iz = 70[º C]

- na powrocie T_ip = 60 [º C]

Temperatura ciepłej wody użytkowej:

- na zasilaniu T_cuw = 60 [º C]

- na powrocie T_z = 10 [º C]

Ciśnienie sieci cieplnej na wejściu do węzła

- na zasilaniu P_sz = 440 [kPa]

- na powrocie P_sp = 220 [kPa]

Wymiary pomieszczenia w którym znajduje się węzeł cieply : 5m×6m

2. Obliczenia:

   1. Obliczenie strumienia masy wody po stronie sieciowej dla c.o + c.w.u.

[kg/s]

1. Obliczenie strumienia objętości:

- Średnia arytmetyczna temperatur na zasilaniu i powrocie:

[º C]

- Gęstość wody:

[kg/m³]

[kg/m³]

[m^3/s]

1. Wyznaczenie i dobór średnic przewodów po stronie sieciowej na dopływie do węzła dla c.o. + c.w.u.

v = 0,5 ÷ 1 [m/s] - Przyjmuję v = 1 [m/s]

[m] = 58[mm]

Przyjmuję d = 65 [mm]

- Prędkość rzeczywista

[m/s]

1. Obliczenie strumienia masy wody sieciowej dla c.o.

[kg/s]

1. Obliczenie strumienia objętości:

- Średnia arytmetyczna temperatur na zasilaniu i powrocie:

[º C]

- Gęstość wody:

[kg/m³]

[m^3/s]

1. Wyznaczenie i dobór średnic przewodów po stronie sieciowej dla c.o.

[m] = 53 [mm]

Przyjmuję d = 65 [mm]

- Prędkość rzeczywista:

[m/s]

1. Wyznaczenie strumienia masy wody sieciowej dla c.w.u.

- Obliczenie strumienia masy dla zimy:

[kg/s]

- Obliczenie strumienia masy dla lata:

[kg/s]

Do dalszych obliczeń przyjmuję strumień masy dla lata ze względu na większą wartość.

1. Obliczenie strumienia objętości:

- Średnia arytmetyczna temperatur na zasilaniu i powrocie:

[º C]

- Gęstość wody:

[kg/m³]

[m^3/s]

1. Wyznaczenie i dobór średnic przewodów po stronie sieciowej dla c.w.u.

[m] = 38 [mm]

Przyjmuję d = 40 [mm]

- Prędkość rzeczywista:

[m/s]

10. . Wyznaczenie strumienia masy wody instalacyjnej dla c.o.

[kg/s]

11. Obliczenie strumienia objętości:

- Średnia arytmetyczna temperatur na zasilaniu i powrocie:

[º C]

- Gęstość wody:

[kg/m³]

[kg/m³]

[m^3/s]

11. Wyznaczenie i dobór średnic przewodów po stronie instalacji c.o.

[m] = 128 [mm]

Przyjmuję d = 150[mm]

- Prędkość rzeczywista:

[m/s]

11. Obliczenie strumienia masy wody instalacyjnej dla c.w.u.

[kg/s]

11. Obliczenie strumienia objętości:

- Średnia arytmetyczna temperatur na zasilaniu i powrocie:

[º C]

- Gęstość wody:

[kg/m³]

[m^3/s]

11. Wyznaczenie i dobór średnic przewodów po stronie instalacyjnej dla c.w.u.

[m] = 29 [mm]

Przyjmuję d = 32 [mm]

- Prędkość rzeczywista:

[m/s]

2. DOBÓR WYMIENNIKÓW

   1. Dobór wymiennika dla potrzeb instalacji c.o wraz z określeniem strat ciśnienia po stronie sieciowej i instalacyjnej.

Gdzie:

∆T_log – średnia temperatura logarytmiczna [º C]

Ф_co= 530 [kW] – moc cieplna

k – współczynnik przenikania ciepła wężownicy[-]

A – powierzchnia wymiany ciepła [m²]

m_s = 2,63 - przepływ wody sieciowej [kg/s]

m_i = 12,65 - przepływ wody instalacyjnej [kg/s]

m, n, d, e, f - stałe określone w zależności od rodzaju i wielkości wymiennika[-]

Parametr określający stosunek mocy:

[m²]

Gdzie:

T_sz­ = 130– temperatura zasilania wody sieciowej [º C]

T_sp­­ = 70 – temperatura powrotu wody sieciowej [º C]

T_ip = 70 – temperatura wody instalacyjnej ogrzewanej (zimnej) [º C]

T_iz = 60 – temperatura wody instalacyjnej ogrzanej (ciepłej) [º C]

Dane producenta do doboru wymiennika (SecesPol):

	Dla C.O.
Stała	JAD K 3/18
A [m^2]	2,12
C	3,422142
m	0,375628
n	0,270342
d	-0,171287
e	0,242605
f	0,476285
ra	1,6158622
rb	4,574711
pa	1,9901902
pb	1,5977422

Dobieram wymiennik JAD K 3,18 firmy SecesPol o powierzchni wymiany ciepła A=

Dane techniczne:

• Maksymalna temperatura pracy - 203°C

• Maksymalne ciśnienie pracy – 1,6 MPa

• Wysokość – H =

• Średnica – Dz =

• Szerokość – A =

• Odległość króćców po stronie instalacji C = 1260mm

• Średnica króćców po stronie sieciowej D₂ = 40mm,

• Średnica króćców po stronie instalacji D₁ =

• Masa =

• Materiały – wężownica, płaszcz, króćce, kołnierze przyłączeniowe – stal węglowa

  • Opory przepływu

- po stronie sieciowej – opory przepływu w rurkach

- po stronie instalacyjnej – opory przepływu w płaszczu

r_a, r_b, p_a, p_b – współczynniki zależne od budowy i rodzaju wymiennika

kPa

kPa

1. Dobór wymiennika dla c.w.u.

Dobieram wymiennik JAD K 14.163.10 .Wymiennik dobieram przy pomocy programu CAIRO 3.3.

3. Zabezpieczenie instalacji C.O. i węzła

   1. Dobór naczynia wzbiorczego.

Ciśnienie wstępne w naczyniu wzbiorczym:

h = 15 [m] – wysokość budynku 5-piętrowego

g = 9,81 [m/s] – przyspieszenie ziemskie

p_st = g ∙ h ∙ ρ = 9,81 ∙ 15 ∙ 998,04 = 1,47 [bar]

p = p_st + 0,2 = 1,47 + 0,2 = 1,67 [bar]

Pojemność instalacji ogrzewania wodnego:

-dla grzejników płytowych.

V=14*Q^0,905=14*530^0,905=4089 [dm³]=4,089[m³]

ρ₁₀=998,04 [kg/m³]

∆V=0,0224 [dm³/kg], dla T=70°C

V_u=V*ρ*∆V=4,089*998,04*2,24*10^-5=0,091 [m³] = 91 [dm³]

Pojemność całkowita naczynia wzbiorczego:

Przyjmuję ciśnieniowe naczynie wzbiorcze wyrównawcze firmy Reflex N200 nr kat. 72.13.300.

Ciśnienie w naczyniu 6 [bar].

D = 634 [mm]

B = 758 [mm]

A= R1

Obliczenie średnicy rury wzbiorczej:

D=0,7*[m]

Przyjmuję d_RW = 25[mm]

1. Dobór zaworu bezpieczeństwa dla wymiennika C.O.

Przepustowość zaworu bezpieczeństwa:

p₂ = 16 bar – maksymalne ciśnienie wody w sieci,

p₁ = 6 bar – dopuszczalne ciśnienie wody instalacyjnej,

ρ₁₀₀ = 977,07 kg/m³ – gęstość wody sieciowej dla średniej temperatury

b= 2 dla (p₂ – p₁) >5 bar

A – powierzchnia przekroju poprzecznego jednej rurki wężownicy 5*10^-5 [m²]

Najmniejsza średnica króćca dopływowego zaworu bezpieczeństwa d₀:

d_o=54 [mm]

α_c - dopuszczalny współczynnik wypływu zaworu dla cieczy

α_rz - rzeczywisty współczynnik wypływu z zaworu dobrany z katalogu

d_o=54 [mm]

Przyjmuję średnicę zaworu d₀=32 [mm]

Dobrano zawór bezpieczeństwa firmy TERMEN typ ZBM 40-6

• ciśnienie otwarcia 6 [bar]

• średnica nominalna DN 40 [mm]

• Max temperatura pracy 150°C

Δp=26kPa

4.3 Dobór filtrów i filtroodmulników

Dobrano filtroodmulnik TERMEN typu TerF wykonane ze stali kwasoodpornej

temperatura robocza 150^oC

• DN=65 [mm]

• współczynnik przepływu kV =57 [m³/h]

• pojemność 6,3 [dm³]

• masa 16 [kg]

• wymiary: - H = 470[mm]

- H1 = 250[mm]

- D = 159[mm]

- L = 295[mm]

Δp_sco+cwu=0,03 [bar]

Dobrano filtry siatkowe firmy POLNA typ FS-1

• DN=32

współczynnik przepływu kV =20 [m³/h]

A = 115[mm]

B = 183[mm]

D = 100[mm]

L = 180[mm]

masa 6 [kg]

Δp_icwu=1,3 kP

• DN=40

współczynnik przepływu kV =32 [m³/h]

A = 134[mm]

B = 216[mm]

D = 110[mm]

L = 200[mm]

masa 7[kg]

Δp_scwu=1,5 kPa

• DN=65

współczynnik przepływu kV =82[m³/h]

A = 228[mm]

B = 328[mm]

D = 145[mm]

L = 290[mm]

masa 17 [kg]

Δp_sco=1,2 kPa

• DN=150

współczynnik przepływu kV =500 [m³/h]

A = 350[mm]

B = 600[mm]

D = 240[mm]

L = 480[mm]

masa 62 [kg]

Δp_ico=1,25 kPa

4.4 Dobór licznika ciepła

Dobrano licznik ciepła METRONIC 4 firmy METRON

zasilanie 3,6 V. bateria litowa

pobór prądu 50 A

temperatura wody od + 5°C - +180°C

zakres nominalnego strumienia objętości przetworników przepływu 0,6-300 [m³/h]

różnica temperatur -3°C - +177 °C

typ wyświetlacza lcd

liczba wskazań 7

masa 0,45 [g]

czujnik temp. PT 500

Dobór wodomierza dla C.O.

V_sco=0,00219[m³/s]=7,9[m³/h]

Dobrano wodomierz firmy METRON typ WS 15

Dane techniczne:

kv = 30 [m³/h]

DN = 50 [mm]

Max ciśn. = 16 [bar]

Max temp. = 130 [ ⁰c ]

Δp = (V_s.co\kv)²*100=(7,9\30)²*100=6,9 [kPa]

Dobór wodomierza dla CWU

V_sco=0,00115[m³/s]=4,14 [m³/h]

Dobrano wodomierz firmy METRON typ WS 15

Dane techniczne:

kv = 30 [m³/h]

DN = 50 [mm]

Max ciśn. = 16 [bar]

Max temp. = 130 [ ⁰c ]

Δp = (V_s.co\kv)²*100=(4,14\30)²*100=1,9 [kPa]

4.5 Dobór manometrów i termometrów

Manometr KFM - R(0-4)MPa

Termomanometr TGRO-(0-100)°C R(0-2,5)MPa

Czujniki temperatury – PT100 i PT500 kl. A lub B

5. Dobór zasobnika ciepłej wody.

   1. Średnie dobowe zużycie ciepłej wody

   2. Współczynnik nierównomierności rozbioru wody

K_h=10,25*(m_cwu^h)^-0,167=10,25*(4068)^-0,167=2,55

1. Jednostkowa pojemność zbiornika

V_j=285*lg K_h=285*lg(2,55)=115,9

1. Pojemność zasobnika

V=V_j*Ф_cwu*φ

- współczynnik określający stosunek pojemności zasobnika V_z do pojemności zasobnika o pełnej akumulacyjności V_zo znajdującego się w tych samych warunkach

( 0,1 – 0,3 )

φ=0,25

V=115,9*133*0,25=3854[dm³]= 3,854[m³]

Dobieram pionowy zasobnik ciepłej wody firmy SeCeS - Pol 0,6/1,0 typ KG o parametrach:

• pojemność 4 [m³]

• średnica wewnętrzna 1400 [mm]

• wysokość całkowita 3300 [mm]

• odległość krócca od podstawy 920 [mm]

• masa przy 0,6 [MPa] – 820 [kg]

5. Dobór zabezpieczenia instalacji C.W.U

   1. Dobór zaworu bezpieczeństwa

Przepustowość zaworu bezpieczeństwa:

Vz- pojemność wodna zasobnika

M=0,16*4000=640[kg/h]=0,64[m³/h]

Najmniejsza średnica króćca dopływowego zaworu bezpieczeństwa d₀:

p₁-ciśnienie dopuszczalne podgrzewacza 10 [bar]

p₂-ciśnienie na wylocie z zaworu 6 [bar]

-gęstość wody sieciowej przy jej średniej temp.j temperaturze=981,68

α_c - dopuszczalny współczynnik wypływu zaworu dla cieczy

α_rz - rzeczywisty współczynnik wypływu z zaworu dobrany z katalogu

Przyjmuję średnicę zaworu d₀=20 [mm]

Dobrano zawór bezpieczeństwa firmy ARMAK typ 775

• ciśnienie otwarcia 6 [bar]

• średnica nominalna 20 [mm]

• Max temperatura pracy 200°C

Δp=50 kPa

5. Dobór zaworu regulacji temperatury z siłownikiem:

- dla CO:

obliczeniowy przepływ

ρ_s = 954,75 kg/m3 – gęstość wody sieciowej

Δp_z – spadek wysokości ciśnienia przy przepływie przez zawór całkowicie otwarty

(30-50 kPa)

- warunek do doboru zaworu

zakładam Δp_z = 30kPa = 0,030 MPa

Dobrano zawór regulujący POLNA typ Z2 DN65

Dane techniczne:

• k_VS = 40 [m³/h]

• Skok = 20 [mm]

[kPa]

Dobrano siłownik SKB 32.51 o parametrach:

• skok = 20 mm

• siła dyspozycyjna Fs = 2,8 kN

• napięcie 230V

• sterowanie – 3 punktowe

• czas przebiegu – 120 s

Siłownik wyposażony również w napęd ręczny.

- dla c.w.u.:

zakładam Δp_z = 30kPa = 0,030 MPa

ρ_S = 981,68 [kg/m³] – gęstość wody – średnia temperatura

= 7,5 [m³/h]

Dobrano zawór regulujący POLNA typ Z2 DN40

Dane techniczne:

• k_VS = 25 m³/h

- skok = 20 [mm]

Dobrano siłownik POLNA SQX 61 o parametrach:

• skok = 20 mm

• siła dyspozycyjna Fs = 0,5 kN

• napięcie 230V

• sterowanie – 3 punktowe

• czas przebiegu – 35 s

Siłownik wyposażony również w napęd ręczny.

Dobrano regulator POLNA typ RG7.2

• Regulacja temperaturą CO i c.w.u.

• Wyświetlacz LCD 4x16 znaków

• Rodzaj pracy: programowa, stałowartościowa lub sterowanie ręczne

• Zakres pomiaru i reg temperatury – 50 -160°C

• Ilość czujników temperatury – 6

• Sygnały wejściowe – opornik Pt100

• Interfejs RS-485 do komunikacji z komputerem

• Sygnalizacja załączenia pomp, otwierania i zamykania zaworów

5. Dobór pomp

8.1.Dobór pompy obiegowej C.O.

Δp₁ = 20 kPa – opory przepływu instalacji CO (przyjęto)

Δp₂ = 25 kPa – opory przepływu dla wymiennika CO po stronie instalacyjnej

Δp₃ = 1,25 kPa – opory na filtrze

Δp₄– opory na przewodach w węźle

m [kg/s]	d [mm]	l [m]	V [m/s]	R [Pa/m]	R∙l [Pa]	Σζ	Z [Pa]	Rl + z [Pa]
12,65	150	2,5	0,7	40	100	14,5	3471	3571

Δp₄ = 3571 Pa = 3,6 kPa

ΣΔp = 20+ 25 + 1,25 + 3,6 = 49,85 kPa=49850 Pa

= 5,2 m

Q = V_ico+(10-15%) = 1,1*0,013 = 0,0143[m3/s]=51,5 [m³/h]

Dobrano pompę GRUNDFOS TP80-120/2 numer katalogowy

O parametrach:

• maksymalna wydajność Qmax = 90 m³/h

• maksymalna wysokość podnoszenia Hmax = 27 m

  2. Dobór pompy cyrkulacyjnej c.w.u.

Δp₁ = 15 kPa – opory przepływu instalacji cyrkulacyjnej cwu (przyjęto)

Δp₂ = 10 kPa – opór zasobnika cwu

Δp₃ – opory przepływu na przewodach w węźle

m [kg/s]	d [mm]	l [m]	V [m/s]	R [Pa/m]	R*l [Pa]	Σζ	Z [Pa]	Rl + z [Pa]
0,64	32	1,80	0,75	240	432	7,5	2090	2522

Δp₂ = 2522Pa = 2,5 kPa

ΣΔp = 15 + 10 + 2,5 = 27,5 kPa=27500Pa

Q = V_icwu* (20-30%)=0,2*0,0065 =0,0013[m3/s]=4,68[m³/h]

Dobrano pompę GRUNDFOS TP25-50R numer katalogowy

O parametrach:

• maksymalna wydajność Qmax = 6 m³/h

• maksymalna wysokość podnoszenia Hmax = 5,5 m

  2. Dobór pompy ładującej zasobnik c.w.u.

Δp₁ = 25 kPa – opory przepływu na wymienniku cwu po stronie instalacyjnej

Δp₂ = 10 kPa – opór zasobnika cwu

Δp₃ – opory przepływu na przewodach w węźle

m [kg/s]	d [mm]	l [m]	V [m/s]	R [Pa/m]	R*l [Pa]	Σζ	Z [Pa]	Rl + z [Pa]
0,64	32	3,0	0,75	240	720	13	3622	4342

Δp₃ = 4342 Pa = 4,342 Pa

ΣΔp = 4,342 + 25+10 = 39,342 kPa = 39342 Pa

= 4 m

Q = V_icwu* (20-30%)=0,2*0,0065 =0,0013[m3/s]=4,68[m³/h]

Dobrano pompę GRUNDFOS TP25-50R numer katalogowy

O parametrach:

• maksymalna wydajność Qmax = 6 m³/h

• maksymalna wysokość podnoszenia Hmax = 5,5 m

5. Dobór zaworu regulacji różnicy ciśnień

Δp₁ – opory przepływu na przewodach w węźle

m [kg/s]	d [mm]	l [m]	V [m/s]	R [Pa/m]	R*l [Pa]	Σζ	Z [Pa]	Rl + z [Pa]
2,63	65	6,0	0,85	200	1200	9	2450	3650
2,1	65	7,3	0,8	165	1205	8	2513	3718
1,13	40	3,4	0,8	210	714	8	2512	3226
10594

Δp₁ = 10594Pa =10,6 kPa

Δp₂ = 3 kPa+ 1,5kPa+1,2kPa=5,7 kPa – opór filtroodmulnika i filtrów

Δp₃ = 1,9 kPa + 6,9 kPa = 8,8kPa - opory na wodomierzach do licznika ciepła

Δp₄ = 3,9 kPa + 9 kPa = 12,9 kPa – opory na zaworach do regulacji temperatury

Δp₅ = 25 kPa + 25 kPa = 50 kPa – opory wymienników ciepła po stronie sieciowej

Zakładam Δp_z=40 kPa

ΣΔp = 10,6 +5,7 +8,8 + 12,9 + 50 = 88 kPa=0,88 bar

V_s =9,8 m³/h

Wyliczam współczynnik przepływu.

= 15,5 m³/h

k_VS = 20 m³/h – wartość katalogowa

= 24[kPa]

Dobrano zawór firmy POLNA TYP ZSN1

O parametrach:

• typ złącza zaworu: gwint zewnętrzny,

• ciśnienie nominalne – 25 bar,

• współczynnik przepływu czynnika k_vs = 20m³/h,

• dopuszczalna temperatura czynnika - 200°C,

• zakres nastawy wstępnej ciśnienia 0,4 – 1,6 bar

Nastawa wstępna zaworu – 0,88 bar

10. Zrównoważenie hydrauliczne węzła.

≤ 220 kPa