Instalacje w budynkach 2009 2010

Średnie zużycie energii w budynku

wielorodzinnym nieocieplonym

24%

73%

C.W.U

24%

73%

Budynek mieszkalny wielorodzinny

C.W.U

Oświetlenie

Inne cele

Centrlane Ogrzewanie

Zastosowany system ogrzewczy nierozerwalnie wiąże się
z rodzajem źródła ciepła. Wyodrębniamy trzy podstawowe
ich rodzaje:

miejscowe, centralne, zdalaczynne.

Ogrzewanie miejscowe.

Ogrzewanie miejscowe realizowane jest poprzez źródło
zlokalizowane bezpośrednio w ogrzewanym
pomieszczeniu. Do szerokiej grupy indywidualnych
urządzeń ogrzewczych zaliczamy: kominki; piece
akumulacyjne (np. kaflowe); piece żelazne na paliwo stałe

akumulacyjne (np. kaflowe); piece żelazne na paliwo stałe
z górnym lub dolnym spalaniem; gazowe, olejowe, lub
elektryczne urządzenia ogrzewcze.

Ogrzewanie miejscowe.

Piec akumulacyjny kaflowy służy do spalania paliw
stałych (węgiel, drewno). Energia cieplna magazynowana
jest w całkowitej masie pieca, następnie stopniowo,
oddawana do ogrzewanego pomieszczenia. Sprawność
maksymalna wynosi około 75%. Piece kaflowe w zależności
od ciężaru dzielimy na: lekkie, średnie i ciężkie. Piec

od ciężaru dzielimy na: lekkie, średnie i ciężkie. Piec
kaflowy z wbudowanymi grzewczymi przewodami
elektrycznymi umożliwia eksploatację biwalentną (z
dwoma nośnikami energii).

Ogrzewanie miejscowe. Piec kaflowy.

Ogrzewanie miejscowe.

Ogrzewanie elektryczne realizowane jest jako
bezpośrednie lub pośrednie (akumulacyjne). Do urządzeń
bezpośrednich zaliczamy: przenośne nagrzewnice
powietrza (dmuchawy), grzejniki promiennikowe,
grzejniki konwekcyjne. Ogrzewanie elektryczne pośrednie

grzejniki konwekcyjne. Ogrzewanie elektryczne pośrednie
głównie realizowane jest przez piece akumulacyjne oraz
ogrzewanie podłogowe.

Ogrzewanie miejscowe. Ogrzewanie elektryczne

Przenośne elektryczne nagrzewnice powietrza (dmuchawy,
termowentylatory) to urządzenia wyposażone w spirale
grzejne oraz wentylator wymuszający obieg powietrza.
Regulacja odbywa się przy pomocy termostatu. Moc

Regulacja odbywa się przy pomocy termostatu. Moc
termowentylatorów nie przekracza 2000 W.

Ogrzewanie miejscowe. Ogrzewanie elektryczne

Grzejniki elektryczne promiennikowe, miejscowe oddają
ciepło głównie na drodze promieniowania. Najczęściej
elementami grzejnymi są spiralne przewody oporowe
umieszczone w rurach odpornych na wysokie temperatury
(600 – 700 °C). Dodatkowo urządzenia wyposaża się, w
celu skoncentrowania ich działania w określonym

celu skoncentrowania ich działania w określonym
kierunku, w metalowe reflektory. Ogrzewanie to
najczęściej stosowane jest jako krótkotrwałe (stanowiska
pracy, siedzące miejsca w dużych pomieszczeniach).

Ogrzewanie miejscowe. Ogrzewanie elektryczne

Grzejniki elektryczne konwekcyjne (konwekcja wymuszona
lub naturalna) ze względu na sposób oddawania ciepła do
otoczenia, lokalizowane są pod oknami. Elementami
grzejnymi są spirale grzewcze swobodnie umieszczone na
podstawie ceramicznej. Całość obudowana jest blachą
stalową. Temperatura powierzchni nie przekracza
temperatury 100°C. W urządzeniach z konwekcją

temperatury 100°C. W urządzeniach z konwekcją
wymuszoną zamontowany jest wentylator osiowy,
zwiększający moc cieplną przy niezwiększonych
wymiarach urządzenia.

Ogrzewanie miejscowe. Ogrzewanie elektryczne

Piece elektryczne akumulacyjne oddają ciepło z
opóźnieniem. Redzeń pieca (wkład akumulacyjny)
wykonany z betonu, ewentualnie cegieł szamotowych lub
bloczków magnetyzowych, ogrzewany jest przez oporowe
przewody grzejne. Na zewnętrznej stronie rdzenia znajduje
się warstwa izolacji (20 do 50 mm). Całość pokrywa
blaszana obudowa. Konstrukcja pieca umożliwia

blaszana obudowa. Konstrukcja pieca umożliwia
akumulację ciepła w godzinach nocnych (praca według
tańszej taryfy nocnej). Oddawanie ciepła, głównie procesie
konwekcji naturalnej, odbywa się w dzień.

Ogrzewanie miejscowe. Ogrzewanie elektryczne

Elektryczne ogrzewanie podłogowe, podobnie jak piece
akumulacyjne, przekazuje energię do pomieszczenia z
opóźnieniem. Elektryczne przewody grzejne ułożone są na
warstwie izolacji (grubość 50-70 mm) i zalane jastrychem,
który stanowi masę akumulacyjną. Maksymalna

który stanowi masę akumulacyjną. Maksymalna
temperatura podłogi nie powinna być większa od
temperatury w pomieszczeniu o 9°C

Ogrzewanie centralne

Ogrzewanie centralne związane jest z bezpośrednią
produkcją ciepła dla ogrzewanego budynku przez spalanie
paliwa w kotłowni. W praktyce wyróżniamy trzy rodzaje
kotłowni mając na uwadze jej lokalizację: wbudowaną
(znajdującą się bezpośrednio w ogrzewanym budynku),
przybudowaną do ogrzewanego obiektu oraz wolnostojącą.

przybudowaną do ogrzewanego obiektu oraz wolnostojącą.
Wśród wielu podziałów kotłowni najistotniejszym
wpływającym na rodzaj wbudowanych urządzeń oraz
zastosowaną technologię jest podział ze względu na rodzaj
paliwa.

Ogrzewanie zdalaczynne

Źródłem ciepła dla ogrzewania zdalaczynnego w budynku
jest węzeł cieplny, dokonujący transformacji parametrów
czynnika dostarczanego z zewnętrznego źródła ciepła (np.
elektrociepłowni lub ciepłowni). Podstawowy podział
węzłów cieplnych uwzględnia jego przeznaczenie dla

węzłów cieplnych uwzględnia jego przeznaczenie dla
określonej instalacji.
Wyróżniamy trzy podstawowe grupy:

•

instalacje ogrzewcze,

•

ciepłej wody użytkowej,

•

ciepła technologicznego (np. zasilania central

wentylacyjnych).

Kogeneracja

Dla potrzeb ogrzewań zdalaczynnych wykorzystywana jest
bardzo często kogeneracja, czyli skojarzona produkcja
energii elektrycznej oraz ciepła w elektrociepłowniach.
System ten umożliwia znaczne oszczędności energii
pierwotnej, co przekłada się na mniejsze obciążenie
atmosfery szkodliwymi pyłami i gazami. Zasada działania

atmosfery szkodliwymi pyłami i gazami. Zasada działania
skojarzonej produkcji energii w elektrociepłowni (rysunek
1.5.), polega na wykorzystaniu ciepła skraplania zawartego
w parze odlotowej. Zamiast odprowadzania
niewykorzystanej energii do atmosfery, odzyskuje się ją w
wymienniku. Produkowane ciepło w postaci gorącej wody
lub pary, transportowane jest siecią rurociągów do węzłów
cieplnych.

Kogeneracja - schemat elektrociepłowni

Sieci cieplne

Sieci ciepłownicze

Zastosowanie pierwszych rur preizolowanych miało miejsce w
pierwszej połowie lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku w
Europie Zachodniej. W Polsce na większą skalę zaczęto je
stosować na przełomie lat 80. i 90.
Idea te go systemu polega na zmniejszeniu wydłużeń
termicznych rurociągów ciepłowniczych. Dzięki związaniu

termicznych rurociągów ciepłowniczych. Dzięki związaniu
wszystkich elementów zespołu rurowego, wydłużenia rury
przewodowej są hamowane przez siłę tarcia występującą na
styku rury płaszczowej i gruntu. Wskutek tego w rurze
przewodowej pojawiają się naprężenia ściskające, a w efekcie
następuje zmniejszenie wydłużeń termicznych rurociągu.

Sieci ciepłownicze

Dzięki temu systemy rur preizolowanych nie wymagają takiej
ilości kompensatorów jak sieci kanałowe, a dzięki
bezpośredniemu układaniu w gruncie nie zajmują tyle miejsca,
co konstrukcje kanałowe w sieciach tradycyjnych. Są to nie
wątpliwie zalety, które ma ją duże znaczenie przy prowadzeniu
sieci w terenie o dużym stopniu uzbrojenia. Inna istotną zaletą

sieci w terenie o dużym stopniu uzbrojenia. Inna istotną zaletą
rur preizolowanych są ich dobre własności izolacyjne, dzięki
czemu straty ciepła na przesyle są znacznie mniejsze niż w
sieciach kanałowych.

Sieci ciepłownicze

Głównym obszarem zastosowania rur preizolowanych jest
ciepłownictwo. Buduje się z nich sieci do przesyłania czynnika
grzewczego o wysokich bądź niskich parametrach, mają
również zastosowanie do rozprowadzania ciepłej i zimnej wody
użytkowej. W pewnym stopniu są też wykorzystywane w
instalacjach przemysłowych.

instalacjach przemysłowych.

Sieci ciepłownicze – budowa rury preizolowanej

Standardowa rura preizolowana zbudowana jest z
rury przewodowej (B), którą odbywa się transport
czynnika, izolacji wykonanej z pianki
poliuretanowej (PUR), oznaczonej li terą (C), oraz
płaszcza wykonanego z twardego polietylenu
(PEHD), oznaczonego lit. (D). Jak już wcześniej
wspomniano, te trzy elementy są ze sobą

wspomniano, te trzy elementy są ze sobą
związane, umożliwiając tym samym prze nosze
nie wydłużeń z rury przewodowej na płaszcz
stykający się z gruntem. Wzdłuż rury prowadzone
są przewody alarmowe (A), dziki którym można
nadzorować szczelność układu, a w przypadku
awarii zlokalizować jej miejsce. Dla większości
zastosowań rura przewodowa wykonana jest ze
stali nisko węglowej gatunku St37.0 będącej
odpowiednikiem stali R35

Sieci ciepłownicze preizolowane

Rura gięta

Rura prosta

Sieci ciepłownicze preizolowane

Kolano

Sieci ciepłownicze preizolowane

Trójnik

Sieci ciepłownicze preizolowane

Zawór

Sieci ciepłownicze - kanał tradycyjny łupinowy

Sieci ciepłownicze preizolowane

Węzły cieplne

Ogrzewanie zdalaczynne

W praktyce prócz węzłów jednofunkcyjnych stosujemy
węzły dwu i wielofunkcyjne stanowiące kombinację wyżej
wymienionych. Ze względu na konstrukcję węzły cieplne
dzielimy na: bezpośrednie, w których woda dopływająca z
sieci cieplnej jest również czynnikiem wewnętrznym
zasilanej instalacji oraz pośrednie wyposażone w

zasilanej instalacji oraz pośrednie wyposażone w
wymiennik rozdzielający oba czynniki. Węzły
bezpośrednie obecnie mają niewielki udział w istniejącej
infrastrukturze i jako nowe są bardzo rzadko
projektowane. Główny udział stanowią węzły
wymiennikowe.

Ogólna klasyfikacja węzłów cieplnych

Węzły cieplne

Węzły centralnego

ogrzewania

Węzły centralnej

ciepłej wody

Węzły ciepła

technologicznego

Bezpośrednie

Wymiennikowe

Bezpośrednie

Wymiennikowe

Bezpośrednie

Wymiennikowe

Z transformacją

temperatury

Bez transformacji

temperatury

Hydroelewatorowe

Zmieszania

pompowego

Jednostopniowe

Dwustopniowe

Szeregowe

Równoległe

Szeregowe

Szeregowo-równoległe

Węzły bezpośrednie - schematy przepływu

A – bezpośredni z transformacją ciśnienia
B – bezpośredni z transformacją ciśnienia i
temperatury
C – bezpośredni bez transformacji
parametrów

1. zawór; 2. manometr; 3. termometr; 4. filtr;
5. zawór bezpieczeństwa; 6. zawór różnicy
ciśnień; 7. licznik ciepła; 8. hydroelewator

Węzły bezpośrednie zmieszania pompowego -

schematy przepływu

A – pompa na zasilaniu
B – pompa na powrocie
C – pompa w obejściu

1. zawór; 2. manometr; 3. termometr; 4. filtr;
5. zawór bezpieczeństwa; 6. pompa

Węzeł pośredni jednofunkcyjny - schemat

przepływu

Centralne ogrzewanie lub
ciepła woda użytkowa

Węzeł pośredni dwufunkcyjny jednostopniowy

równoległy - schemat przepływu

Centralne ogrzewanie

Ciepła woda użytkowa

Węzeł pośredni dwufunkcyjny dwustopniowy

szeregowo-równoległy - schemat przepływu

Ciepła woda użytkowa

Centralne ogrzewanie

Węzeł kompaktowy wymiennikowy

Materiały Danfoss

Węzeł kompaktowy wymiennikowy

Typy węzłów ciepłowniczych

Jednofunkcyjne co,

Jednofunkcyjne cwu,

Jednofunkcyjne wentylacja,
Dwufunkcyjne co + cwu,

Dwufunkcyjne co + cwu,

Dwufunkcyjne co + wentylacja,

Dwufunkcyjne wentylacja + cwu,

Trójfunkcyjne co + cwu + wentylacja.

Wymagania kompaktowych węzłów ciepłowniczych

Zapewnia transformację parametrów
termodynamicznych nośnika ciepła z poziomu sieci
ciepłowniczej do poziomu wymaganego przez odbiorcę,

Zapewnia możliwość pomiaru zużycia ciepła na
potrzeby rozliczeń,

Zapewnia regulację dostarczanej ilości ciepła,

Zabezpiecza instalacje odbiorcze przed wzrostem
temperatury, ciśnienia,

Zapewnia oczyszczanie nośników ciepła w obiegach sieci
ciepłowniczych, oraz instalacjach wewnętrznych,

Zapewnia ochronę przed stratami energii.

Moduły funkcjonalne węzłów cieplnych

Moduły funkcjonalne węzłów cieplnych

Moduły

transformacji

Moduły

regulacji

Moduły

pomiarowy

Moduły urządzeń

ochrony

Wymiennik

Regulator

Wodomierze

Przed nadmiernym

ciśnieniem

Wymiennik

Regulator

różnicy

ciśnienia

Regulator

przepływu

Regulator

temperatury

Ogranicznik
temperatury

Wodomierze

Ciepłomierze

Termometry

Manometry

ciśnieniem

Przed

zapowietrzeniem

Przed

zanieczyszczeniem

Przed zmianą

kierunku przepł.

Przed stratami

energii

Schemat węzła ciepłej wody użytkowej,

jednofunkcyjnego, pośredniego

Materiały Danfoss

Krzywe grzania

Schemat węzła centralnego ogrzewania,

jednofunkcyjnego, pośredniego

Materiały Danfoss

Schemat węzła centralnego ogrzewania i ciepłej wody

użytkowej, dwufunkcyjnego, pośredniego, równoległego

Materiały Danfoss

Schemat węzła centralnego ogrzewania i ciepłej wody

użytkowej, dwufunkcyjnego, pośredniego,

szregowo-równoległego

Materiały Danfoss

Regulacja ciepłej wody użytkowej.

Woda zimna wpływająca do węzła cieplnego w zależności
od typu ujęcie ma temperaturę od 5 °C do 10 °C. Zadaniem
węzła cieplnego jest jej podgrzanie do 60 °C i utrzymanie
stałej temperatury niezależnie od rozbioru ciepłej wody

stałej temperatury niezależnie od rozbioru ciepłej wody
użytkowej. Cały proces odbywa się w dwustopniowym
wymienniku (WCW). Za całość regulacji odpowiedzialna
jest automatyka węzła, która współpracuje z siłownikiem
zaworu automatycznego M2, czujnikiem zanurzeniowym
temperatury TE2 oraz pompą cyrkulacyjną PC.

Regulacja ciepłej wody użytkowej.

W zależności od aktualnego zapotrzebowania na ciepłą
wodę użytkową, automatyka (R) reguluje położeniem
siłownika zaworu M2, ustalając odpowiedni przepływ
przez wymiennik, po stronie wody sieciowej. Regulacja
odbywa się w funkcji aktualnego zapotrzebowania a jej

odbywa się w funkcji aktualnego zapotrzebowania a jej
efektem jest stała temperatura ciepłej wody użytkowej
wynosząca 60 °C na wyjściu z węzła. Automatyka steruje
również pracą pompy cyrkulacyjnej (PC) wyłączając ją w
okresach nocnych co skutkuje oszczędnością energii.

Regulacja centralnego ogrzewania

Regulacja temperatury czynnika ogrzewczego w węźle
cieplnym odbywa się w funkcji temperatury zewnętrznej.
Wielkości temperatur ustalane są zgodnie z krzywą
grzewczą będącą funkcją temperatury zewnętrznej i
temperatury czynnika grzewczego po stronie instalacji.
Spośród pęku krzywych grzewczych wybieramy krzywą o

Spośród pęku krzywych grzewczych wybieramy krzywą o
odpowiednim kącie nachylenia dla danego systemu
grzewczego. Wybór determinowany jest parametrami
temperatury zasilania i powrotu instalacji ogrzewczej,
dopuszczalnego zakresu odchyleń temperatury zasilania,
wartości zapotrzebowania mocy cieplnej.

Regulacja centralnego ogrzewania

Proces przekazywania energii cieplnej z sieci cieplnej do
instalacji wewnętrznej zachodzi w wymienniku ciepła
(WCO) Automatyka (R) połączona jest z czujnikiem
temperatury zewnętrznej (TZ), zlokalizowanym na
północnej ścianie budynku, przylgowym czujnikiem
temperatury instalacji ogrzewczej (TE1), siłownikiem
zaworu regulacyjnego (M1) oraz pompą obiegową (PO).
Regulator otrzymując informację z czujnika temperatury

Regulator otrzymując informację z czujnika temperatury
zewnętrznej (TZ), następnie steruje urządzeniem
siłownikiem zaworu regulacyjnego (M1) wpływając na ilość
przepływającej wody przez wymiennik po stronie sieci
cieplnej. Skutkiem regulacji jest osiągnięcie żądanej
temperatury na zasilaniu instalacji ogrzewczej a to
przekłada się na wartość temperatury wewnątrz budynku.

Węzeł starego typu przed modernizacją

(wejście sieci do budynku)

Węzeł starego typu przed modernizacją (układ pomiarowy)

Węzeł starego typu przed modernizacją (pompy obiegowe)

Węzeł starego typu przed modernizacją (wymiennik ciepła)

Węzeł starego typu przed modernizacją (pompa ręczna)

Węzeł starego typu przed modernizacją

(rozdzielacze wysokich parametrów)

Węzeł starego typu przed modernizacją

(wymiennik ciepła typu Jad)

Węzeł starego typu przed modernizacją (zasobnik ciepłej

wody użytkowej)

Modernizacja węzłów cieplnych

Wymiana niskosprawnych węzłów bezpośrednich, na
węzły wymiennikowe. Dzięki takiemu zabiegowi
rozdzielone zostają obiegi ciepłowniczy (zewnętrzny)
oraz grzewczy budynku (wewnętrzny). Pozwala to na
zastosowanie automatyki regulacyjnej,

Wymiana starych niskosprawnych, zanieczyszczonych

Wymiana starych niskosprawnych, zanieczyszczonych
wymienników na nowoczesne wysokosprawne
wymienniki płytowe,

Modernizacja lub wymiana nieszczelnych elementów
węzła,

Modernizacja węzłów cieplnych

Izolowanie cieplne elementów węzła,

Montaż automatyki kontrolno-pomiarowej oraz
sterującej układem grzewczym,

Zastosowanie wysokosprawnych układów pompowych
o zmiennej wydajności.

Kotłownie

Kotły należą do źródeł ciepła związanych z energią
pozyskiwaną zarówno ze źródeł konwencjonalnych jak i
niekonwencjonalnych. Zastosowany rodzaj paliwa ma
podstawowy wpływ na konstrukcje kotłów stosowanych do
ogrzewania budynków i przygotowywania ciepłej wody

ogrzewania budynków i przygotowywania ciepłej wody
użytkowej.

Podział źródeł ciepła

ródła ciepła

Konwencjonalne

Niekonwencjonalne

Jądrowe

Węgiel

ródła odnawialne

Węgiel

Olej opałowy

Gaz ziemny
lub płynny

ródła odnawialne

Energia
słoneczna

Energia
wodna

Rzeki

Pływy
morskie

Biomasa

Drewno

Ciepło
odpadowe

Słoma

Spalanie
biogazu

ródła

geotermalne

W dostępnej literaturze jest bardzo wiele podziałów
kotłów, dotyczą one przede wszystkim materiału, funkcji,
temperatury i sposobu spalania paliwa. Ponieważ do
budowy kotłów stosuje się zazwyczaj żeliwo, stali i
materiały odporne na korozję stąd najbardziej słusznym
wydaje się podział w odniesieniu do materiału
konstrukcyjnego. Następne dwie zasadnicze klasyfikacje

konstrukcyjnego. Następne dwie zasadnicze klasyfikacje
dotyczą temperatury i rodzaju czynnika grzewczego. Ze
względu na wielkość zagadnień związanych z kotłami, w
dalszej części, przedstawione zostaną zagadnienia
bezpośrednio odniesione do rozporządzenia.

Podział Kotłowni

Według rodzaju paliwa
Kotłownie opalane gazem

miejskim,

ziemnym,

płynnym.

Kotłownie opalane olejem opałowym o temperaturze

zapłonu powyżej 55°C:

lekkim,

ciężkim.

Podział Kotłowni

Według rodzaju paliwa
Kotłownie wielopaliwowe na gaz i olej opałowy

z wyodrębnionymi kotłami do spalania każdego
rodzaju paliwa,

z kotłami zawierającymi palniki do spalania gazu lub

z kotłami zawierającymi palniki do spalania gazu lub
oleju opałowego (przestawnie).

Podział Kotłowni

Według czynnika grzejnego
Kotłownie dwuczynnikowe, w których w ramach jednego

zespołu pomieszczeń występują kotły wodne i parowe
jednocześnie.

Podział Kotłowni

Ze względu na usytuowanie

wbudowane

przybudowane,

indywidualne.

Klasyfikacja kotłów

Kotły wodne

Kotły parowe

Kotły żeliwne

Kotły z wymiennikiem

ze stopów lekkich

Kotły stalowe

Kotły parowe

eliwno-stalowe

Wytwornice pary

Płomienicowo-

płomieniówkowe 2-

ciągowe

Płomienicowo-

Z palnikiem

wentylatorowym

Z palnikiem z

1-ciągowe

2-ciągowe

3-ciągowe

Palniki

atmosferyczne

Palniki z

mieszaniem

1-ciągowe

Płomienicowo-

płomieniówkowe 3-

ciągowe

Z palnikiem z

oddzielnym

wentylatorem

Z ekonomizerem

Wodne

kondensujące

3-ciągowe

atmosferyczne

mieszaniem

wstępnym

Z zamkniętą

komorą

spalania

Z otwartą

komorą

spalania

Z palnikiem

wentylatorowym

Z palnikiem z

oddzielnym

wentylatorem

Z ekonomizerem

kondensacyjne

Kotły żeliwne

Kotły żeliwne charakteryzuje budowa członowa.

Wszystkie środkowe człony są takie same i po złożeniu
tworzą przestrzeń komory spalania i układ przewodów
spalinowych wewnątrz kotła. Każdy z członów ma
wewnątrz przestrzeń do przepływu wody. Różne są

wewnątrz przestrzeń do przepływu wody. Różne są
natomiast człony: przedni i tylny.

Mniejsze jednostki kotłowe składane są u

dostawcy i w całości dostarczane do odbiorcy. Większe
transportowane są w częściach i montowane na miejscu.

Kotły żeliwne

Uwzględniając zmianę kierunku przepływu spalin,

kotły żeliwne mogą być jedno-, dwu- lub trójciągowe.
Kotły jednociągowe, to kotły gazowe z palnikami
atmosferycznymi. Kotły z palnikami nadmuchowymi
(wentylatorowymi) najczęściej produkowane są jako

(wentylatorowymi) najczęściej produkowane są jako
trójciągowe, co prócz zmniejszenia straty kominowej
(większa sprawność), obniża emisję NOx.

Kotły żeliwne

Kocioł żeliwny nadmuchowy

Kocioł żeliwny atmosferyczny

Kotły stalowe

Kotły stalowe wykonane są najczęściej jako

jednoelementowe. Transportuje się je w całości, a komora
spalania, przewody spalinowe, osłona przestrzenie
wodnej połączone są w sposób trwały.

Uwzględniając sposób omywania powierzchni

ogrzewalnych przez spaliny można wyróżnić typy kotłów

ogrzewalnych przez spaliny można wyróżnić typy kotłów
stalowych:

opłomkowe (wodnorurkowe),

płomieniówkowe,

płomienicowo-płomieniówkowe,

inne.

Kotły stalowe

Opłomki to rury wypełnione wodą, omywane

przez spaliny; płomieniówki – odwrotnie: wewnątrz
nich płyną spaliny, a na zewnątrz omywane są wodą.

Płomienica jest najczęściej rurą o dużej średnicy.

Stanowi ona jednocześnie komorę spalania i może być

Stanowi ona jednocześnie komorę spalania i może być
przystosowana do spalania paliw stłąych, ciekły lub
gazowych.

Kotły stalowe

Płomienicowo -płomieniówkowy

opłomkowy

płomieniówkowy

Płomienicowo -płomieniówkowy

Kocioł stalowy z palnikiem nadmuchowym

Kotły żeliwne - zalety

Możliwość zwiększania lub zmniejszania mocy przez

zmianę liczby środkowych członów

Możliwość transportu w członach, co jest wygodne w

przypadku wąskich przejść

Możliwość wymiany uszkodzonego członu

Mniejszy hałas podczas eksploatacji dzięki dużej

sztywności żeliwnych członów

Kotły żeliwne - wady

Mała odporność żeliwa na uszkodzenia mechaniczne

(konieczna duża ostrożność w czasie transportu,
montażu i czyszczeniu)

Wrażliwość materiału na nagłe zmiany temperatury

Większy ciężar od kotłów stalowych o podobnych

mocach

Większa chropowatość ścianek powodująca wzrost

oporów przepływu i osadzanie się zanieczyszczeń od
strony spalin

Kotły stalowe - zalety

Odporne na uszkodzenia mechaniczne

Niewrażliwe na nagłe zmiany temperatury

Lżejsze od kotłów żeliwnych o podobnych mocach

cieplnych

Dostarczane przez producenta w całości

Kotły stalowe - wady

Brak możliwości zmiany wielkości powierzchni

ogrzewalnych

Trudności we wprowadzeniu większych jednostek do

pomieszczeń kotłowni (wprowadzenie w czasie prac
budowlanych lub wykonanie otworów montażowych)

budowlanych lub wykonanie otworów montażowych)

W przypadku uszkodzenia lub skorodowania

powierzchni ogrzewalnej konieczność wymiany całego
kotła (tylko niewielkie uszkodzenia można usunąć przez
spawanie)

Większa podatność na korozję stali niż żeliwa

Kotły

z materiałów odpornych na korozj

Kotły wykonane ze stopów aluminium lub ze stali

nierdzewnej to kotły kondensacyjne. Wykonuje się je
najczęściej jako kotły ze zintegrowanym kondensacyjnym
wymiennikiem kotłowym.

Wymienniki stojących kotłów wykonuje się

najczęściej ze stali szlachetnej. Natomiast kotły wiszące
mają powierzchnie ogrzewalne z z aluminium (w formie rur
ożebrowanych) lub ze stali szlachetnej (w formie
wymienników płytowych). Spotyka się także kotły
kondensacyjne wykonane z żeliwa powlekanego krzemem.

Podział i budowa kotłów

Kolejne kryterium podziału związane jest z możliwością

wykraplania się pary wodnej ze spalin. Wyróżniamy
kotły:

tradycyjne,

o obniżonych parametrach,

kondensacyjne.

Kotły z otwartą komorą spalania
(atmosferyczne)

Kotły z otwartą komorą spalania mają wbudowany palnik

atmosferyczny (inżektorowy). Mieszanka paliwa i
powietrza przygotowana w dyszy palnika z inżektorem
wypływa z przewodów palnika gdzie zostaje zapalona
przez elektrodę lub w starszych konstrukcjach przez

przez elektrodę lub w starszych konstrukcjach przez
płomień zapalający. Kierunek płomienia skierowany jest
ku górze gdzie ciepło przekazywane jest do powierzchni
ogrzewczych kotła.

Kotły z otwartą komorą spalania
(atmosferyczne)

Niezbędne powietrze do spalania paliwa pobierane jest

przez urządzenie bezpośrednio z pomieszczenia, w
którym jest zamontowane. Spaliny odprowadzane są do
komina działającego w podciśnieniu wykorzystując
różnicę gęstości powietrza zewnętrznego i spalin. W

różnicę gęstości powietrza zewnętrznego i spalin. W
odniesieniu do kotłów opalanych gazem zgodnie z normą
PN-EN 297:2002 kotły z otwartą komorą spalania
zaliczane są one do urządzeń typu B.

Kocioł atmosferyczny – z otwartą komorą spalania

Kocioł atmosferyczny – z całkowitym wstępnym

zmieszaniem

Palniki gazowe - atmosferyczne

Kocioł atmosferyczny – tryb pracy zależny od

powietrza w pomieszczeniu

VK Zasilanie instalacji ogrzewczej, RK
powrót z instalacji ogrzewczej, VS
zasilanie zasobnika ciepłej wody
użytkowej, RS powrót z zasobnika ciepłej
wody użytkowej, 1 przyłącze spaliny-
powietrze, 2 wentylator spalin, 3
ogranicznik temperatury bezpieczeństwa
, 4 elektroda zapłonowa, 5 palnik gazowy,
6 armatura gazowa, 7 czujnik temperatury

6 armatura gazowa, 7 czujnik temperatury
zasilania, 8 manometr, 9 termometr, 10
automatyk, 13 spust i napełnianie kotła, 15
przełącznik ciśnienia różnicowego, 16
zamknięta komora spalania, 17
wymiennik ciepła, 18 odpowietrzenie, 19
elektroda jonizacyjna, 20 naczynie
wzbiorcze, 21 odpowietrznik
automatyczny, 22 pompa obiegowa, 23
zawór przełączający, 25 zawór
bezpieczeństwa 26 zawór przelewowy

Kotły z zamkniętą komorą spalania

W odróżnieniu od wcześniej omówionych kotłów, komora

spalania jest całkowicie oddzielona od pomieszczenia.
Powietrze do spalania może być pobierane z poza
pomieszczenia w którym znajduje się urządzenie
Konstrukcja ta dotyczy zarówno kotłów wyposażonych w

Konstrukcja ta dotyczy zarówno kotłów wyposażonych w
palniki atmosferyczne jak i wentylatorowe. W odniesieniu
do kotłów opalanych gazem zgodnie z normą

PN-EN 483:2007 kotły z zamknięta komorą spalania

zaliczane są do urządzeń typu C.

Kocioł atmosferyczny – niezależny od powietrza w

pomieszczeniu

Kotły z palnikami wentylatorowymi
(nadmuchowe)

W kotłach z palnikiem wentylatorowych zwanych

nadmuchowymi , powietrze przeznaczone do spalania
doprowadzone jest przez wentylator, dzięki czemu w większym
stopniu uniezależnione są od wielkości ciągu kominowego
(opory przepływu spalin w obrębie kotła wraz z oporami
napływu powietrza pokonywane są przez wentylator). Przy tej

napływu powietrza pokonywane są przez wentylator). Przy tej
konstrukcji kotła i palnika, powietrze wraz z paliwem
doprowadzane jest do komory spalania z nadciśnieniem,
względem ciśnienia atmosferycznego. Zaletą tych urządzeń
jest bardzo dokładne dozowanie ilości powietrza niezbędnej do
spalania. W odniesieniu do kotłów opalanych gazem zgodnie z
normą PN-EN 483:2007 kotły z palnikiem nadmuchowym
zaliczane są do urządzeń typu C.

Kotły z palnikami wentylatorowymi (nadmuchowe)

Palnik gazowy nadmuchowy z drogą gazową

Palnik olejowy nadmuchowy - budowa

Kotły niskotemperaturowe:

Instalacje ogrzewcze, w których temperatura czynnika

grzewczego jest niższa od 100 ºC według Polskiej Normy
PN-90/B-01430 określane są jako niskotemperaturowe.
Zgodnie z tą klasyfikacją również kotły
niskotemperaturowe (NT) to urządzenia, w których woda

niskotemperaturowe (NT) to urządzenia, w których woda
odpowiada powyższym parametrom. Obecnie kotłami NT
będą urządzenia praktycznie nie przekraczające 75 ºC.

Kotły niskotemperaturowe:

Zgodnie z dyrektywą 92/42/EWG z późniejszymi zmianami

kotłami niskotemperaturowymi są urządzeniami, które
mogą pracować w ruchu ciągłym przy temperaturze
czynnika na zasilaniu 35-40 ºC i dla którego w określonych
warunkach może następować skraplanie. Mówiąc prościej
w kotłach NT temperatura wody kotłowej uzależniona jest

w kotłach NT temperatura wody kotłowej uzależniona jest
od temperatury zewnętrznej czyli jest zmienna w trakcie
sezonu grzewczego. Kocioł może pracować w pewnym
zakresie temperatur, których dolna wartość będzie z
przedziału 35-40 ºC. Pozwala to zmniejszać zużycie paliwa
i jednocześnie wpływać na zmieszenie uciążliwości dla
środowiska.

Kotły tradycyjne

Kotły tradycyjne stanowią starsze rozwiązania techniczne.

Urządzenia te pracują ze stałą temperaturą czynnika
grzewczego około 90 °C, niezależną od zapotrzebowania
na moc cieplną. W odróżnieniu od kotłów
niskotemperaturowych dolny przedział temperatury wody

niskotemperaturowych dolny przedział temperatury wody
wracającej do kotła nie może powodować wykraplania
pary wodnej w obszarach spalinowych. Proces ten może
prowadzić do korozji. W tym celu kotły tradycyjne myszą
być wyposażone w systemy stabilizacji temperatury
czynnika grzewczego wracającego z instalacji.

Kotły kondensacyjne

Różnica pomiędzy kotłem kondensacyjnym a
konwencjonalnym polega na tym, że kocioł
kondensacyjny wyposażono dodatkowo w kondensacyjny
wymiennik ciepła. W tradycyjnych kotłach ciepło utajone
oddawane jest wraz ze spalinami do atmosfery gdzie jest

oddawane jest wraz ze spalinami do atmosfery gdzie jest
bezpowrotnie tracone. Natomiast w kotłach
kondensacyjnych spaliny schładzane są poniżej tzw.
temperatury punktu rosy czyli około 57°C (zależna od
rodzaju paliwa i ciśnienia atmosferycznego).

Kotły kondensacyjne

Wykres wartości
temperatury punktu rosy w
funkcji zawartości CO

rodzaju paliwa

Kotły kondensacyjne

W tych warunkach para wodna zawarta w spalinach ulega

kondensacji wyzwalając przy tym ciepło zwane „ciepłem
kondensacji”. Ta dodatkowa energia przekazywana jest do
instalacji ogrzewczej ,dzięki temu kocioł kondensacyjny w
porównaniu do tradycyjnego osiąga ponad 10% większą

porównaniu do tradycyjnego osiąga ponad 10% większą
sprawność. Aby proces kondensacji był największy
temperatura wody w kotle utrzymywana powinna być na
poziomie 40÷50°C. Temperatura spalin wynosi wtedy
około 50÷80°C . Kotły kondensacyjne zaliczamy do grupy
kotłów niskotemperaturowych.

Sprawność kotła kondensacyjnego

Schemat działania kotła kondensacyjnego

Kotły z regulacją modulowaną

Zastosowanie w kotle palnika modulowanego oznacza

możliwość pracy w pewnym określonym przez producenta
przedziale mocy. W zależności od aktualnego
zapotrzebowania na ciepło, układ kocioł –palnik w płynny
sposób dopasowuje ilość wytwarzanej energii i zapewnia

sposób dopasowuje ilość wytwarzanej energii i zapewnia
stałą temperaturę wody na wyjściu z kotła. Palnik pracując
w trybie regulacji modulacyjnej wydłuża czas pracy kotła
tym samym zmniejszają się rozruchowe straty energii.
Moc cieplna z jaką pracuje palnik modulowany nazywa się
zakresem modulacji i stanowi przedział między
minimalną a maksymalną wartością mocy kotła.

Kotły z regulacją dwustawną

Regulatory nieciągłe, do których zaliczane są regulatory

dwustawne, sterują sygnałem wyjściowym dla palników.
Jednak w odróżnieniu od regulacji modulowanej kocioł z
automatyką dwustawną pracuje wyłącznie w trybie
załącz/wyłącz. Moc kotła nie jest zmieniana płynnie.

załącz/wyłącz. Moc kotła nie jest zmieniana płynnie.
Regulacja odbywa się poprzez załączanie lub wyłącznie
palnika a dla kotłów stałotemperaturowych pomp
obiegowych. Układy kotłowe pracujące z automatyką
realizującą pracę dwustawną, wykazują się mniejszą
ekonomicznością niż te same jednostki wyposażone w
regulatory mocy o działaniu ciągłym.

Kotły starego typu (kocioł KZ3-K)

Kotły starego typu (kocioł KZ5)

Kotły starego typu (kocioł SŻ-ET-1)

Kotły starego typu (kocioł UKS 60-160)

Kotły starego typu (kocioł KMR 350-650)

Przygotowanie ciepłej wody
użytkowej w kotłowni

W kotłowniach o mniejszej mocy wyposażonych w

dwufunkcyjne piece wiszące bez zasobnika przygotowanie
ciepłej wody użytkowej odbywa się w sposób
przepływowy. Woda podgrzewana jest na bieżąco w
małym wymienniku. W momencie ustania rozbioru wody

małym wymienniku. W momencie ustania rozbioru wody
podgrzewacz jest wyłączany. W większych kotłowniach
ciepła woda użytkowa przygotowywana jest w
pojemnościowych podgrzewaczach (PZ) wyposażonych w
wężownice (podgrzewacz zasobnikowy). Proces
podgrzewania wody jest w funkcji temperatury mierzonej
czujnikiem zanurzeniowym (TE2) w zasobniku.

Przygotowanie ciepłej wody
użytkowej w kotłowni

W momencie spadku temperatury wody poniżej wartości

oczekiwanej (60°C praca normalna, 70-85°C w okresie
dezynfekcji) następuje załączenie kotła oraz
uruchomienie pompy PW zasilającej wężownice. Jeżeli
zastosowany jest priorytet ciepłej wody użytkowej pompa

zastosowany jest priorytet ciepłej wody użytkowej pompa
obiegu grzewczego (PO) podczas przygotowania c.w.u.
jest wyłączona. Czas podgrzewu wody w zasobniku zależy
od jego pojemności, wymaganej temperatury oraz
dostarczonej mocy cieplnej.

Schemat kotłowni dwufunkcyjnej

Regulacja instalacji ogrzewczej w kotłowni

W przypadku mniejszych kotłów (wiszących zasilających

lokal mieszkalny lub mały dom) najczęściej stosowana
jest regulacja pomieszczeniowa (pokojowa). Sterowanie
ilości dostarczanego ciepła odbywa się w funkcji
temperatury wybranego (reprezentatywnego)

temperatury wybranego (reprezentatywnego)
pomieszczenia. Bardziej złożoną przeznaczoną do
większych budynków o zróżnicowanych temperaturach
pomieszczeń jest regulacja pogodowa (nadążna).

Regulacja instalacji ogrzewczej w kotłowni

Sterowanie temperatury (TE1) w obiegu grzewczym odbywa

się w funkcji temperatury zewnętrznej (TE3). Wartości
temperatur czynnika grzewczego, analogicznie do węzłów
cieplnych, ustalane są zgodnie z krzywą grzewczą
(rysunek 1.8.) będącą funkcją temperatury zewnętrznej i

(rysunek 1.8.) będącą funkcją temperatury zewnętrznej i
temperatury czynnika grzewczego po stronie instalacji.

Schemat kotłowni dwufunkcyjnej

Krzywe grzania

Schemat kotłowni dwufunkcyjnej

Kotły na paliwa stałe

Zasadniczo kotły na paliwo stałe możemy podzielić na kotły

opalane węglem (kamienny, brunatny, kamienny w formie
koksu, brunatny w formie brykietów) lub biomasą (słoma,
drewno w formie: polan, zrębek, peletów, brykietów itp.)
Kotły opalane paliwami stałymi najczęściej produkowane

Kotły opalane paliwami stałymi najczęściej produkowane
są z odlewów żeliwnych lub ze stali. Dodatkowo
stosowane są również materiały ceramiczne lub szamot.
W odniesieniu do cech konstrukcyjnych wyróżniamy dwa
podstawowe rodzaje kotłów: ze spalaniem dolnym i
górnym.

Kotły ze spalaniem górnym (przepałowe)

Kotły ze spalaniem górnym to jednostki mniejszej mocy do

ok. 50 kW .Paliwo dostarczane jest do kotła (komory
spalania) przez otwór w jego górnej części. Następnie
ulega zapłonowi od żaru zlokalizowanego na ruszcie.
Spalanie polega na dopływie powietrza od dołu przez

Spalanie polega na dopływie powietrza od dołu przez
całkowitą warstwę paliwa, której górna część spala się
płomieniem, natomiast całość żarzy się. Spaliny po
przejściu przez paliwo unoszą się do kanału wylotowego z
kotła, następnie do komina. Ze względu na krótszą drogę
spalin, kotły ze spalaniem górnym są mniej ekonomiczne
od kotłów ze spalaniem dolnym.

Kotły ze spalaniem górnym (przepałowe)

Kocioł ze spalaniem dolnym

Kotły ze spalaniem dolnym to większe jednostki o mocy powyżej

50 kW . W odróżnieniu od kotłów ze spalaniem górnym,
spaliny odprowadzane są na boki i tylko dolna cześć paliwa
żarzy się. W części stanowiącej załadunek kotła (lej zasypowy),
paliwo jest zimne i przemieszcza się w dół w miarę wypalania
warstwy dolnej. Grubość rozżarzonej warstwy paliwa jest

warstwy dolnej. Grubość rozżarzonej warstwy paliwa jest
niezmienna i bierze udział w spalaniu, dlatego opór przepływu
spalin jest w przybliżeniu jednakowy. Z tych powodów możliwe
jest utrzymywanie wydajności na stałym poziomie a
wydłużona droga spalin w kotle wpływa na zwiększenie
ekonomiczności. Dodatkowo biorąc pod uwagę konstrukcję
załadunku, kotły ze spalaniem dolnym mogą być wyposażone
w automatyczne podawanie paliwa.

Kocioł ze spalaniem dolnym

Kotły na biopaliwa stałe

Do spalania biopaliwa stałych stosujemy cztery podstawowe

rodzaje kotłów: ze spalaniem górnym i dolnym, z
odgazowaniem drewna (zgazowujące) i retorowe. Sposób
działania i spalania paliwa w dwóch pierwszych typów
kotłów został przedstawiony powyżej . Przy spalaniu

kotłów został przedstawiony powyżej . Przy spalaniu
biopaliw identycznie jak w przypadku węgla, sprawność
kotła z dolnym spalaniem jest wyższa niż kotła ze
spalaniem górnym.

Kotły z odgazowaniem drewna

Kotły zgazowujące stosuje się do spalania drewna w kształcie

polan lub szczap długości około 50 centymetrów. Inne rodzaje
paliw stosowane w kotłach z odgazowaniem drewna to: kostka
brykietowa, zrębki, trociny, wióry itp. Wprowadzone do kotła
paliwo pozbawione jest w komorze zgazowania dopływu tlenu
i ulega wyłącznie żarzeniu. Efektywne spalanie przebiega w

i ulega wyłącznie żarzeniu. Efektywne spalanie przebiega w
trzech fazach. W początkowej drewno jest suszone i
odgazowane. Uwolniony gaz w drugiej fazie w dyszy palnika
mieszany jest z powietrzem dostarczanym przez wentylator. W
komorze spalania następuje zapłon i spalanie mieszanki.
Ostatnią fazą jest dopalanie gazu i oddawanie energii w
wymienniku ciepła. W nowoczesnych kotłach możliwa jest
regulacja mocy kotła w stosunku do zapotrzebowania na ciepło
ogrzewanego obiektu.

Kocioł opalany kawałkami drewna

Kotły retorowe

Kotły retorowe wyposażone są w zautomatyzowany system

podawania paliwa oraz powietrza. Przeznaczone są do spalania
między innymi pelet, zrębek, trocin (również węgla). Paliwo
transportowane jest z zasobnika poprzez napęd elektryczny
(np. podajnik ślimakowy, transport pneumatyczny) do komory
spalania. Proces spalania sterowany jest poprzez regulację

spalania. Proces spalania sterowany jest poprzez regulację
ilości powietrza doprowadzanego do kotła na podstawie
kontrolowanych (sonda lambda, czujniki pomiarowe)
parametrów: temperatury spalania, temperatury spalin oraz
zawartości tlenu resztkowego. Kocioł wyposażony w
bezstopniową regulację ciągu kominowego będzie pracował
trybie pracy modulowanej. Dodatkowo konstrukcja paleniska
retorowego umożliwia samooczyszczenie się.

Automatyczne spalanie wiórów i zrębków

Kocioł na pellets

Zbiornik na pellets przy kotle

Kocioł na pellets z automatycznym załadunkiem

Zasobniki ciepła w
układzie z kotłem na paliwo stałe

Zadaniem zasobnika ciepła, zastosowanego w kotłowniach

opalanych paliwami stałymi, jest magazynowanie
nadmiernej ilości produkowanej energii. Zasobnik przede
wszystkim powinien być zastosowany w układzie z kotłem
o załadunku ręcznym. Wynika to z braku możliwości

o załadunku ręcznym. Wynika to z braku możliwości
dopasowania wydajności takiego kotła do zmian
zapotrzebowania na ciepło. Tego typu rozwiązanie
pozwala na oszczędzanie energii i zmniejszanie emisji
szkodliwych substancji.

Instalacje centralnego ogrzewania

Bilans cieplny organizmu człowieka

W procesie fizycznym regulacji temperatury współdziała szereg czynników ,
pomagających dostosować ilość ciepła oddawanego przez ciało na zewnątrz do jego
temperatury. Ciepło oddawane jest na 6 sposobów:

1. przez

konwekcję

ciepła od powierzchni ciała do powietrza (~15%);

2. przez

przewodzenie ciepła

do dotykanych płaszczyzn(~3%);

3. przez

promieniowanie cieplne

z powierzchni ciała do otaczających powierzchni

(~60%);

4. przez

odparowanie wody

z powierzchni skóry (~20% wraz z oddychaniem);

5. przez

oddychanie

;

6. z wydzielinami (~2%).

Utrata ciepła z organizmu człowieka zachodzi głównie przez skórę. W normalnych

warunkach pracy człowiek traci około 50-70% ciepła swego ciała drogą
wypromieniowania ciepła do otaczających powierzchni i przedmiotów. W
chłodnym środowisku pracy, przy niskiej temperaturze ścian, utrata ciepła
drogą wypromieniowania może wynosić 80% i więcej.

Bilans cieplny organizmu człowieka

KOMFORT CIEPLNY

- stan, w którym człowiek czuje, że jego organizm znajduje się w

stanie zrównoważonego bilansu cieplnego, tzn. nie odczuwa ani uczucia ciepła, ani
zimna.
Dodatkowo komfort termiczny oznacza, że nie występuje żadne niepożądane
nagrzewanie lub chłodzenie poszczególnych części ciała, na przykład chłodzenie karku
i szyi przez przeciągi, czy nagrzewanie nóg przez ciepło promieniujące ze zbyt ciepłej
podłogi. W przypadku pomieszczeń określenie uczucia komfortu jest problematyczne,
gdyż jest ono odczuwane indywidualnie i subiektywnie. Ideałem byłby system
gwarantujący jak najmniejszy procent ludzi niezadowolonych z panujących warunków.

gwarantujący jak najmniejszy procent ludzi niezadowolonych z panujących warunków.

Wpływ na odczuwanie ciepła wywierają:
1. Rodzaj czynności (aktywności );
2. Izolacyjność cieplna odzieży;
3. Temperatura powietrza;
4. Średnia temperatura promieniowania;
5. Prędkość ruchu powietrza ;
6. Wilgotność powietrza.

Bilans cieplny organizmu człowieka

AKTYWNOŚĆ FIZYCZNA

Oddawanie ciepła całkowitego przez człowieka podczas różnych czynności

Rodzaj czynności

Strumień cieplny

wytwarzany przez człowieka

W/m

Odpoczynek

Odpoczynek na siedząco

100

Odpoczynek na siedząco

100

Odpoczynek na stojąco

125

Niewielka aktywność w pozycji siedzącej (biuro)

125

Niewielka aktywność w pozycji stojącej (praca
przy desce kreślarskiej)

145

Niewielka aktywność w pozycji stojącej
(zakupy)

170

Aktywność umiarkowana, praca fizyczna (dom)

116

200

Aktywność duża, praca fizyczna

165

300

Bilans cieplny organizmu człowieka

Temperatura powietrza w pomieszczeniu.

Zakres temperatury powietrza, w której człowiek czuje się dobrze, jest bardzo
zróżnicowany. Zależy on od preferencji osobistych, ubrania, odżywienia, pory
roku, wieku, płci. Na przykład, temperatury zapewniające dobre
samopoczucie, są zazwyczaj wyższe dla kobiet i osób starszych niż dla
mężczyzn i osób młodszych. Ponadto w wyższych temperaturach człowiek
czuje się lepiej latem niż zimą.

Wartość średnią z temperatury powietrza i temperatury otaczającej płaszczyzn
(zwanej temperaturą promieniowania) nazywa się temperaturą operatywną
odczuwalna lub po prostu temperaturą w pomieszczeniu.

Zimą, wartości temperatury odczuwalnej dla osoby ubranej, powinna mieścić
się przeważnie między 20ºC a 23ºC.
Latem, ze względu na "lżejsze" ubranie, temperatura komfortu jest wyższa i
wynosi ok. 23 - 27ºC.

Przyjmowane wartości temperatur zależą od rodzaju pomieszczeń

Podział instalacji centralnego ogrzewania

1. Podział ze względu na sposób połączenia z atmosferą:

•

otwarte (zabezpieczone otwartymi naczyniami wzbiorczymi)

•

zamknięte (zabezpieczone naczyniami wzbiorczymi przeponowymi)

2. Podział ze względu na sposób wywołania krążenia wody w instalacji:

•

grawitacyjne (ruch czynnika wywołany jest różnicą gęstości czynnika zasilającego i

powrotnego)

•

pompowe (obieg wywołany jest pracą pompy)

•

pompowe (obieg wywołany jest pracą pompy)

3. Podział w zależności od położenia przewodu zasilającego względem instalacji:

•

z rozdziałem dolnym (zasilanie jest poniżej pionów instalacji grzewczej)

•

z rozdziałem górnym (zasilanie jest powyżej pionów instalacji grzewczej)

•

etażowym

Podział instalacji centralnego ogrzewania

4. Podział w zależności od rozwiązania instalacji:

•

dwururowe

•

jednorurowe

•

pionowe

•

poziome

5. Podział ze względu na temperaturę czynnika grzewczego:

•

niskotemperaturowe, gdy temperatura czynnika grzewczego jest niższa od 100 [ºC]

•

niskotemperaturowe, gdy temperatura czynnika grzewczego jest niższa od 100 [ºC]

•

średniotemperaturowe, gdy temperatura czynnika grzewczego mieści się w zakresie 100[ºC]

do 115 [ºC],

•

wysokotemperaturowe, gdy temperatura czynnika grzewczego jest większa od 115 [ºC].

Grzejniki

Wymiana ciepła w pomieszczeniu

Schemat oddawania ciepła przez grzejnik

Wymiana ciepła w pomieszczeniu

Schemat oddawania ciepła przez grzejnik - cyrkulacja dla

grzejnika zlokalizowanego pod oknem

Wymiana ciepła w pomieszczeniu

Schemat oddawania ciepła przez grzejnik - cyrkulacja dla

grzejnika zlokalizowanego pod ścianą

Temperatury na grzejniku

Grzejnik żeliwny typu H i S

Grzejnik

Grzejnik zabytkowy

zabytkowy

Grzejnik

Grzejnik żeliwny

żeliwny

Grzejnik

Grzejnik żeliwny

żeliwny

Grzejnik

Grzejnik żeliwny

żeliwny

Grzejnik

Grzejnik żeliwny

żeliwny

Grzejnik żeliwny typu S

Grzejnik żeliwny typu S--130

130

Grzejnik żeliwny typu S

Grzejnik żeliwny typu S--130

130

Grzejnik żeliwny typu T

Grzejnik żeliwny typu T--11

Grzejnik żeliwny typu TA

Grzejnik żeliwny typu TA--11

Grzejnik żeliwny typu TA

Grzejnik żeliwny typu TA--1P

Grzejnik stalowy typu 220

Grzejnik stalowy płytowy jednorzędowy

Grzejnik stalowy płytowy dwurzędowy

Grzejnik stalowy rurowy ożebrowany typu

Grzejnik stalowy rurowy ożebrowany typu Favier

Favier

Grzejnik stalowy rurowy gładki

Grzejnik stalowy płytowy budowa

Grzejnik stalowy płytowy

Ogrzewanie grawitacyjne

Ogrzewanie grawitacyjne dwururowe z rozdziałem dolnym

Ogrzewanie grawitacyjne dwururowe z rozdziałem górnym

Ogrzewanie grawitacyjne jednorurowe pionowe

Ogrzewanie grawitacyjne jednorurowe poziome

Ogrzewanie grawitacyjne mieszkaniowe

Ogrzewanie pompowe

Ogrzewanie pompowe dwururowe z rozdziałem dolnym

Ogrzewanie pompowe dwururowe z rozdziałem górnym

Ogrzewanie pompowe jednorurowe z rozdziałem górnym

Ogrzewanie pompowe jednorurowe z rozdziałem dolnym

(pętlicowe)

Ogrzewanie pompowe jednorurowe poziome

Ogrzewanie pompowe jednorurowe płaszczyznowe

Ogrzewanie pompowe dwururowe z centralnym pionem

wznośnym

wznośnym i poziomymi przewodami rozprowadzającymi

i poziomymi przewodami rozprowadzającymi

Ogrzewanie pompowe jednorurowe z centralnym pionem

wznośnym

wznośnym i poziomymi przewodami rozprowadzającymi

i poziomymi przewodami rozprowadzającymi

Ogrzewanie pompowe dwururowe w systemie pierścieniowym

Ogrzewanie pompowe jednorurowe w systemie pierścieniowym

Ogrzewanie pompowe jednorurowe w systemie trójnikowym

Ogrzewanie pompowe jednorurowe w systemie rozdzielaczowym

Rodzaje instalacji centralnego ogrzewania

Instalacja systemu dwururowego w układzie etażowym

Ogrzewanie pompowe jednorurowe w systemie rozdzielaczowym

Rodzaje instalacji centralnego ogrzewania

Instalacja systemu dwururowego z rozdziałem dolnym

Rodzaje instalacji centralnego ogrzewania

Instalacja systemu dwururowego z rozdziałem górnym

Rodzaje instalacji centralnego ogrzewania

Instalacja systemu dwururowego z rozdziałem górnym dla źródła

zlokalizowanego na poddaszu

Ogrzewanie pompowe dwururowe z rozdziałem dolnym

Rodzaje instalacji centralnego ogrzewania

Instalacja systemu jednorurowego w układzie etażowym

Rola zaworu termostatycznego

Zawór termostatyczny spełnia w instalacji grzewczej podwójną
rolę: stanowi opór hydrauliczny, kryzując grzejnik oraz
współpracując z głowicą termostatyczną reguluje dopływ
czynnika grzewczego do grzejnika tak, aby utrzymać stałą
zadaną temperaturę w ogrzewanym pomieszczeniu.

Regulacja stała obiegu grzejnika pozwala równomiernie

Regulacja stała obiegu grzejnika pozwala równomiernie
rozprowadzać czynnik grzewczy nawet wtedy, gdy do tego
samego pionu podłączone są grzejniki o znacznie różniącym
się zapotrzebowaniu ciepła.

Współpraca z głowicą termostatyczną charakteryzuje się takim
dławieniem przepływu, aby do grzejnika dopływała
odpowiednia ilość czynnika wynikająca z chwilowego
zapotrzebowania.

Zakres proporcjonalności
zaworu termostatycznego

Zakres proporcjonalności zaworu termostatycznego jest
wielkością określaną jako przekroczenie temperatury
powietrza ponad wartość nastawioną wywołujące
całkowicie zamknięcie zaworu. Nadwyżka ta jest
proporcjonalna do przemieszczenia grzyba zaworu.

proporcjonalna do przemieszczenia grzyba zaworu.
Najczęściej zakres proporcjonalności wynosi 1 do 2 K.

Budowa zaworu termostatycznego

Ogrzewanie

Ogrzewanie podłogowe

podłogowe

Ogrzewanie

Ogrzewanie podłogowe

podłogowe

Wymiana ciepła w pomieszczeniu

Rozkład pionowy temperatury w pomieszczeniu dla różnych

systemów grzewczych

Ogrzewanie podłogowe

Przekrój płyty grzejnej ogrzewania podłogowego typu A

Ogrzewanie podłogowe

Przekrój płyty grzejnej ogrzewania podłogowego typu B

Ogrzewanie podłogowe

Przekrój płyty grzejnej ogrzewania podłogowego typu C

Ogrzewanie podłogowe

Przekrój płyty grzejnej ogrzewania podłogowego

Ogrzewanie podłogowe

Sposoby ułożenia rur dla ogrzewania podłogowego

Modernizacja instalacji

centralnego ogrzewania

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

Równocześnie z pracami termomodernizacyjnymi związanymi

ze zmniejszeniem zapotrzebowania na ciepło, poprzez
ograniczenie jego strat musi być przeprowadzona
kompleksowa modernizacja systemu ogrzewania.
Ograniczenie strat ciepła poprzez zwiększenie izolacyjności
budynku, bez przeprowadzonej równocześnie modernizacji
systemu ogrzewania może doprowadzić do zwiększonego

systemu ogrzewania może doprowadzić do zwiększonego
zapotrzebowania na energię cieplną. Będzie to spowodowane
np. przy braku zaworów termostatycznych otwieraniem okien
w celu obniżenia temperatury w pomieszczeniach. Również
wyrywkowe usprawnienia polegające na instalowaniu zaworów
termostatycznych w instalacji nie wyregulowanej
hydraulicznie i nie wypłukanej mogą spowodować brak
jakichkolwiek oszczędności.

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

Większość obecnie pracujących instalacji c.o. zaprojektowano i

wykonano w oparciu o normę PN-77/B-02413 posiada szereg
wad, które utrudniają efektywne wykorzystanie energii
cieplnej. Można do nich zaliczyć:

pionowe rozregulowanie hydrauliczne i cieplne,

nieefektywne zyski ciepła od pionów i gałązek, utrudniające

nieefektywne zyski ciepła od pionów i gałązek, utrudniające
precyzyjną regulację,

schłodzenie wody w części zasilającej grzejniki,

krążenie wody przez sieć odpowietrzającą między pionami,

ubytki wody w instalacji c.o.,

napowietrzanie wody w naczyniu wzbiorczym,

brak możliwości rozliczania za rzeczywiście zużytą energię.

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

Projekt modernizacji instalacji c.o. powinien zawierać

ocenę stanu technicznego i stopnia zużycia
istniejących elementów instalacji, takich jak: węzeł
cieplny lub kocioł, pompy, przewody poziome, piony,
gałązki, itd., w celu określenia racjonalnego zakresu
modernizacji. Instalacje c.o. wykonane z tzw. rur

modernizacji. Instalacje c.o. wykonane z tzw. rur
czarnych mają trwałość od 20 do 50 lat. Jak widać
większość instalacji wykonanych w latach
powojennych wymaga wymiany

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

Poprawa dotychczasowych instalacji centralnego ogrzewania

wodnego pompowego powinna następować w pierwszej

kolejności poprzez ich hermetyzację oraz przejścia z instalacji

typu otwartego na zamkniętą, zabezpieczoną przeponowym

naczyniem wzbiorczym i zaworem bezpieczeństwa. Typowe

rozwiązania dla tego typu instalacji przedstawiono na

zamieszczonym schemacie.

W instalacji takiej występują:

automatyczne zawory odpowietrzające,

armatura bezdławicowa,

grzejnikowe zawory termostatyczne,

hermetyczne pompy obiegowe,

zamknięte naczynie wzbiorcze,

zawór bezpieczeństwa.

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

W zależności od przyjętego zakresu modernizacji instalacji

(np. pozostawienia rur i grzejników w stanie

dotychczasowym) możliwe jest etapowanie prac:

etap pierwszy powinien obejmować likwidację sieci

odpowietrzających i zbiorników odpowietrzających, wraz z

wprowadzeniem automatycznych zaworów

odpowietrzających, należy obowiązkowo wykonać płukanie

i czyszczenie starej instalacji,

odpowietrzających, należy obowiązkowo wykonać płukanie

i czyszczenie starej instalacji,

etap drugi powinien obejmować likwidację tzw. opadowych

rur bezpieczeństwa wywołujących krążenie wody przez

naczynie wzbiorcze, wymianę pomp na hermetyczne i

armaturę na bezdławicową (zawory grzejnikowe

termostatyczne),

etap trzeci obejmujący pełną hermetyzację instalacji

(likwidacja otwartych naczyń wzbiorczych i zastąpienie ich

naczyniami zamkniętymi).

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

W zmodernizowanej instalacji nie występują ubytki

wody, stąd też wyeliminowana będzie korozja i
zarastanie przewodów. Wymiarowanie przewodów w
nowo projektowanych instalacjach powinno
uwzględniać jedynie zależności hydrauliczne, a nie
uwzględniać również, jak to miało miejsce dotychczas

uwzględniać również, jak to miało miejsce dotychczas
zarastania przewodów. W związku z powyższym,
szerzej stosowane powinny być mniejsze średnice rur
instalacyjnych, zwłaszcza jako gałązki grzejnikowe,
tym bardziej, że w większości przypadków zawory
mniejszej średnicy posiadają korzystniejsze parametry
regulacyjne i są tańsze.

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

W przypadku konieczności wymiany całej instalacji na

nową należy zastanowić się nad zastosowaniem
całkowicie nowoczesnych rozwiązań polegających na
takim jej poprowadzeniu, aby umożliwiała ona pomiar
całkowitej energii dostarczanej do każdego z
mieszkań. Przykładem takiego rozwiązania może być
poprowadzenie pionów instalacyjnych (izolowanych)

mieszkań. Przykładem takiego rozwiązania może być
poprowadzenie pionów instalacyjnych (izolowanych)
w klatkach schodowych, skąd prowadzi się poziome
rozprowadzenia do poszczególnych mieszkań. Istnieje
wiele nowoczesnych systemów opartych na
rozdzielaczach, które ułatwiają stosowanie takich
rozwiązań. Inną zaletą takiego systemu jest czystość
przeprowadzanych prac i mniejsza uciążliwość dla
lokatorów (całkowity brak prac spawalniczych).

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

Montaż zaworów termostatycznych powinien być

bezwzględnie poprzedzony projektem modernizacji i
regulacji wstępnej instalacji. Ma to również wpływ na
obniżenie obliczeniowych temperatur wody, co jest
korzystniejsze dla systemu ciepłowniczego.

Modernizacja instalacji

centralnego ogrzewania - podsumowanie

Możliwe zadania modernizacyjne w instalacji centralnego ogrzewania:

Wymiana instalacji wyeksploatowanych, zazwyczaj istniejące instalacje

mają trwałość od 20 do 50 lat,

Płukanie chemiczne instalacji powodujące oczyszczenie i udrożnienie

instalacji,

Uszczelnienie instalacji i jej elementów, a także hermetyzacja instalacji

(likwidacja otwartych naczyń wzbiorczych i montaż zamkniętych),

Likwidacja centralnej sieci odpowietrzającej i zbiorników odpowietrzających

i montaż indywidualnych odpowietrzników na poszczególnych pionach,

Likwidacja centralnej sieci odpowietrzającej i zbiorników odpowietrzających

i montaż indywidualnych odpowietrzników na poszczególnych pionach,

Izolowanie cieplne przewodów instalacji w nieogrzewanych

pomieszczeniach,

Montaż nowoczesnych grzejników o rozwiniętej powierzchni wymiany

ciepła i niskiej bezwładności (szybko się nagrzewają i szybko wychładzają),

Montaż instalacji z tworzyw sztucznych nie ulegających korozji i nie

zarastających osadami stałymi

Montaż zaworów termostatycznych, pozwalających na regulowanie ilości

dostarczanego przez grzejnik ciepła wg. potrzeb oraz umożliwia

zmniejszenie dopływu ciepła w czasie występowania zysków ciepła, np. w

postaci promieniowania słonecznego.

Modernizacja instalacji centralnego ogrzewania

Instalacje przygotowania ciepłej

wody użytkowej

Instalacja ciepłej wody użytkowej

Podział instalacja ciepłej wody użytkowej

Ciepła woda użytkowa

Indywidualne (miejscowe)

instalacje ciepłej wody

Centralne

instalacje ciepłej wody

Podgrzewacze przepływowe

Podgrzewacze zasobnikowe

Ogrzewanie bezpośrednie

Ogrzewanie pośrednie

Paliwa płynne

Paliwa gazowe

Paliwa stałe

Prąd elektryczny

Technika solarna

Pompy ciepła

Instalacja ciepłej wody użytkowej

Przygotowanie ciepłej wody użytkowej w systemie wieloczerpalnym

Instalacja ciepłej wody użytkowej

Przygotowanie ciepłej wody użytkowej w systemie centralnym

Instalacja ciepłej wody użytkowej

Pośrednie przygotowanie ciepłej wody użytkowej

Instalacja ciepłej wody użytkowej

Bezpośrednie przygotowanie ciepłej wody użytkowej

Instalacja ciepłej wody użytkowej

Modernizacja instalacji ciepłej wody użytkowej

Możliwe zadania modernizacyjne w instalacji ciepłej wody

użytkowej:

Wymiana instalacji wyeksploatowanych, zazwyczaj istniejące

instalacje mają trwałość od 20 do 50 lat,

Montaż indywidualnych wodomierzy ciepłej i zimnej wody w

celu racjonalizacji zużycia

oszczędność około 20%,

Wykonanie lub naprawa izolacji cieplnej przewodów

(nieizolowane przewody z tworzyw traktujemy jak stalowe

izolowane),

Modernizacja instalacji cyrkulacyjnej poprzez zastosowanie

pompy cyrkulacyjnej z wyłącznikiem czasowym,

Izolowanie cieplne przewodów instalacji w nieogrzewanych

pomieszczeniach,

Montaż podpionowych regulatorów temperatury,

Zastosowanie wodooszczędnej armatury (perlatory).

Alternatywne źródła ciepła

W Polsce, w zależności od miejsca, słońce dostarcza w ciągu roku

od 900 kWh do 1200 kWh energii na każdy m2 powierzchni
poziomej. W uproszczeniu przyjmuje się, że średnio w Polsce do
1 m2 powierzchni dociera w ciągu roku 1000 kWh energii
słonecznej, co odpowiada energii zawartej w 100 litrach oleju
opałowego. Nie jest to ilość aby w 100% pokryć zapotrzebowanie
na energię potrzebną do ogrzewania naszych domów, zwłaszcza,

na energię potrzebną do ogrzewania naszych domów, zwłaszcza,
że efektywnie można wykorzystać 30–50% rocznego
promieniowania słonecznego. Z tego względu instalacje solarne
w Polsce służą głównie do:

celów przygotowania ciepłej wody użytkowej

wspomagania centralnego ogrzewania

Podgrzewu wody basenowej.

Alternatywne źródła ciepła

Wodne kolektory słoneczne
W Polsce stosuje się dwa główne typy kolektorów, a

mianowicie kolektory płaskie i rurowe (próżniowe).
Oba typy różnią się budową sprawnością oraz ceną.

Kolektory próżniowe charakteryzują się wyższą

Kolektory próżniowe charakteryzują się wyższą
sprawnością aniżeli kolektory płaskie. Dodatkowo
można je montować na powierzchniach pionowych
(np. na ścianie budynku) lub płasko na
powierzchniach poziomych (np. na dachu).

Alternatywne źródła ciepła

W przypadku kolektorów płaskich, dla naszej
szerokości geograficznej należy montować je z kątem
pochylenia wynoszącym od 35 do 45 stopni.

Wszystkie rodzaje kolektorów należy montować od

strony południowej, gdzie nasłonecznienie jest

strony południowej, gdzie nasłonecznienie jest
największe.

Alternatywne źródła ciepła

Zasada działania układu kolektorów słonecznych
Energia słoneczna ogrzewa absorber kolektora i krążący

w nim nośnik ciepła, którym zazwyczaj jest
mieszanina wody i glikolu. Nośnik ciepła za pomocą
pompy obiegowej (rzadziej grawitacyjnie)

pompy obiegowej (rzadziej grawitacyjnie)
transportowany jest do dolnego wymiennika ciepła,
gdzie przekazuje swoją energię cieplną wodzie.

Alternatywne źródła ciepła

W praktyce przyjmuje się, że opłacalny uzysk energii

słonecznej jest możliwy przy różnicy temperatur
powyżej 3 K. Gdy różnica ta będzie mniejsza może się
okazać, że zużyta energia elektryczna na pracę pompki
obiegowej przewyższa wartością uzyskaną energię

obiegowej przewyższa wartością uzyskaną energię
słoneczną. W przypadku gdy promieniowanie
słoneczne nie wystarcza do nagrzania wody do
wymaganej temperatury, to wówczas musimy dogrzać
ją przy wykorzystaniu konwencjonalnych źródeł
energii.

Alternatywne źródła ciepła

W praktyce przyjmuje się, że opłacalny uzysk energii

Schemat kotłowni z układem solarnym wspomagającym

instalację ciepłej wody

Schemat kotłowni z układem solarnym wspomagającym
instalację ciepłej wody oraz podgrzew wody basenowej

Schemat kotłowni z kotłem na paliwo stałe z układem solarnym

wspomagającym instalację ciepłej wody

Schemat kotłowni z układem solarnym

wspomagającym instalację ciepłej wody

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Zagadnienia do egzaminu 2009...2010 roku, Elektrotechnika I stopień PWSZ Leszno, SEM IV, urządzenia,
OBOWIĄZKOWE PRZEGLĄDY I KONTROLE BUDYNKÓW PRZED SEZONEM JESIENNO ZIMOWYM 2009 2010
2009 2010 Autorytet
Egzamin poprawkowy I 2009 2010
Prawo rzymskie 2009 2010 prezentacje
UKSW. Zagadnienia egzaminacyjne.Hist.Powsz.2009 2010, UKSW prawo PHPiP
UKSW. Zagadnienia egzaminacyjne.Hist.Powsz.2009 2010, Prawo UKSW I rok
ergonomia-praca- poprawiona, WSZiB w Poznaniu Zarządzanie, 3 rok zarządzanie 2009-2010 i coś z 1 i 2
plan pracy gromady zuchowej czarne jagódki 2009- 2010, Plan Pracy Gromady
pytania forum-2009-2010, Psychologia różnic indywidualnych(1)
Zetki 2009 2010, Z07
elektrownie 2009 2010 lato(JP)
Instalacje w budynkach Wentylacja
Podzial roku akademickiego 2009 2010

więcej podobnych podstron