Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona 1

1. Kotłownie wbudowane na paliwo
stałe

1. 1. Wymagania

Wymagania odnośnie kotłowni wbudowanych na paliwo stałe zawarte

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

1. 2. Dobór kotła c.o.

Kocioł powinien być usytuowany możliwie centralnie w stosunku do

ogrzewanych pomieszczeń budynku. Może być umieszczony w piwnicy
lub na poziomie ogrzewanych pomieszczeń.

Dane wyjściowe:

•

obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną Q

o

[W];

•

typ kotła;

•

sposób ogrzewania budynku;

•

wysokość komina h m;

•

lokalizacja kotłowni.

Wymagana powierzchnia ogrzewalna kotła (dla kotłów bez atestu):

((((

))))

]

[m

;

q

a

1

Q

F

2

o

ok

++++

⋅⋅⋅⋅

====

[ 1. .1]

gdzie:

Q

o

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

q

- moc cieplna uzyskiwana z 1 m

2

powierzchni ogrzewalnej kotła:

•

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;

•

rozdział górny: ... a = 0.20.

Kocioł należy dobrać tak aby F

okrz

≥≥≥≥

F

ok

Wymagana moc znamionowa kotła (dla kotłów z atestem):

((((

))))

[W]

;

a

1

Q

1

,

1

Q

o

k

++++

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

====

[ 1. .2]

gdzie:

oznaczenia j.w.

Kocioł należy dobrać tak aby Q

n

≥≥≥≥

Q

k

.

1. 3. Komin

Komin należy umieszczać jak najbliżej kotłów w najwyższej części

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

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

F

Q

h

k

k

====

⋅⋅⋅⋅

0 026

.

;

]

max

[cm

2

[ 1. .3]

gdzie:

Q

kmax

- maksymalna moc cieplna kotła, W;

h

- wysokość komina od rusztu kotła do wylotu, m.

Konstrukcja komina:

•

dla kotłów opalanych paliwem stałym:

◊

komin z cegły dobrze wypalonej i starannie zatartej;

◊

stosunek boków 1:1

÷

1:5;

◊

minimalne wymiary 20 x 20 cm;

•

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

◊

komin z rur lub prefabrykatów kamionkowych lub ze stali
kwasoodpornej;

◊

minimalne wymiary 14 x 14 cm;

•

na dole komina musi być rewizja;

•

musi być zdylatowany od konstrukcji budynku.

1. 4. Czopuch

Czopuch łączy kocioł z kominem. Musi być szczelny i mieć dwa

otwory rewizyjne.

•

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

•

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

•

musi być zdylatowany od konstrukcji budynku.

Mnimalne pole poprzecznego przekroju czopucha:

((((

))))

]

[cm

;

F

5

.

1

25

.

1

F

2

krz

cz

⋅⋅⋅⋅

÷÷÷÷

====

[ 1. .4]

gdzie:

F

krz

- rzeczywiste pole przekroju poprzecznego komina, m

2

;

1. 5. Wentylacja

Minimalne pole przekroju kanału nawiewnego:

F

F

n

krz

====

⋅⋅⋅⋅

0 5

.

; cm

2

[ 1. .5]

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

Minimalne pole przekroju kanału wywiewnego:

F

F

w

krz

====

⋅⋅⋅⋅

0 25

.

; cm

2

[ 1. .6]

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

1. 6. Paliwo

Roczne zapotrzebowanie na paliwo dla kotłowni opalanych paliwem
stałym:

[[[[ ]]]]

kg/a

;

)

t

t

(

Q

w

w

Sd

Q

400

86

B

e

i

r

p

e

w

i

d

t

o

−−−−

⋅⋅⋅⋅

ηηηη

⋅⋅⋅⋅

ηηηη

⋅⋅⋅⋅

ηηηη

⋅⋅⋅⋅

ηηηη

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

====

[ 1. .7]

gdzie:

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

Sd - wg wzoru [1.11]

η

w

,

η

e

,

η

p

,

η

r

, - wg wzoru [1.12]

Powierzchnia składu paliwa:

((((

))))

[[[[ ]]]]

2

p

p

sp

m

;

a

1

h

B

F

++++

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

ρρρρ

====

[ 1. .8]

gdzie:

B - zapotrzebowanie na paliwo w całym sezonie ogrzewczym, kg/a;
a

- dodatek uwzględniający drogę komunikacyjną, a = (0.1

÷

0.25);

ρ

p

- gęstość nasypowa paliwa, kg/m

3

:

◊

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

ρ

p

= 750

÷

850 kg/m

3

;

◊

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

ρ

p

= 550

÷

650 kg/m

3

;

h

p

- wysokość składowania paliwa, m (h

p

≤

1.7 m).

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

◊

dla kotłów o mocy Q

k

≤

100 kW Zp – cały sezon

◊

dla kotłów o mocy 100 kW< Q

k

≤

350 kW Zp = 90 dni

Powierzchnia składu żużla:

[[[[ ]]]]

2

o

ż

ż

ż

ż

sż

m

);

a

1

(

S

h

Z

B

F

++++

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

ρρρρ

⋅⋅⋅⋅

====

[ 1. .9]

gdzie:

B

ż

- ilość składowanego żużla i popiołu, kg/a;

◊

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

¿

= 0.20

⋅

B kg/a;

◊

węgiel kamienny: .. B

ż

= 0.25

⋅

B kg/a;

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona 2

◊

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

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);

S

o

- liczba dni sezonu ogrzewczego.

Liczba pojemników na składowanie żużla:

[[[[ ]]]]

szt.

);

a

1

(

13

,

0

S

Z

B

N

o

ż

ż

ż

ż

++++

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

ρρρρ

⋅⋅⋅⋅

====

[ 1. .10]

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

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,

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

PN-B-2025

L

g

- liczba miesięcy ogrzewania w sezonie grzewczym, określona

według PN-B-2025

Sprawność regulacji systemu grzewczego

ηηηη

r

oblicza się z wzoru:

GLR

2

)

1

(

1

co

r

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅

ηηηη

−−−−

−−−−

====

ηηηη

, [ 1. .12]

gdzie:

η

co

- współczynnik regulacji wynoszący:

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)

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa

Strona 3

Tabela 2. Sprawności wytwarzania ciepła

ηηηη

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

ηηηη

p

Rodzaj ogrzewania

Sprawność

przesyłania

1

2

Ź

ródło 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

ηηηη

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

Strona 4

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