3.1. Metody pomiaru ciÅ›nienia, temperatury i przepÅ‚ywu pÅ‚ynu Metody pomiaru ciÅ›nienia PrzyrzÄ…dy do pomiaru ciÅ›nienia ze wzglÄ™du na rodzaj czujnika pomiarowego: a) hydrostatyczne (cieczowe) b) tÅ‚okowe c) sprężyste d) parametryczne a) CiÅ›nieniomierze hydrostatyczne dziaÅ‚ajÄ… na zasadzie okreÅ›lonej wzorem p q g h Mierzone ciÅ›nienie p jest równoważone przez sÅ‚up cieczy manometrycznej o gÄ™stoÅ›ci Ác. W zależnoÅ›ci od sposobu odczytu wysokoÅ›ci (różnicy wysokoÅ›ci) sÅ‚upów cieczy wyróżnić można ciÅ›nieniomierze hydrostatyczne: üð szklane - z bezpoÅ›rednim odczytem, üð inne, w których różnica sÅ‚upów cieczy jest przetwarzana na przesuniÄ™cie liniowe lub kontowe Ciecz manometryczna powinna posiadać nastÄ™pujÄ…ce cechy: nie mieszać siÄ™ i nie wchodzić w reakcje chemiczne z innymi pÅ‚ynami, a w przypadku ciÅ›nieniomierzy szklanych powinna tworzyć wyrazny menisk i nie zwilżać szkÅ‚a oraz posiadać maÅ‚y współczynnik rozszerzalnoÅ›ci objÄ™toÅ›ciowej. Najczęściej stosuje siÄ™ rtęć, bromoform, wodÄ™, alkohol etylowy lub olej silnikowy. PrzykÅ‚ady ciÅ›nieniomierzy hydrostatycznych, szklanych: a) barometr, b) ciÅ›nieniomierz absolutny, c) ciÅ›nieniomierz dwuramienny (U-rurka), d) ciÅ›nieniomierz jednoramienny (naczyniowy), e) ciÅ›nieniomierz jednoramienny z rurkÄ… pochyÅ‚Ä…, CiÅ›nieniomierz tÅ‚okowy - jest przyrzÄ…dem czuÅ‚ym i o dużej dokÅ‚adnoÅ›ci (klasy dokÅ‚adnoÅ›ci 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2). TÅ‚ok umieszczony w pionowym cylindrze stanowi zamkniÄ™cie oleju, na który oddziaÅ‚uje mierzone ciÅ›nienie. SiÅ‚y ciÅ›nienia dziaÅ‚ajÄ…ce na tÅ‚ok poprzez olej sÄ… równoważone bÄ…dz siÅ‚Ä… ciążenia masy odważników, bÄ…dz siÅ‚Ä… rozciÄ…ganej sprężyny. W przypadku drugim, proporcjonalne do zmian ciÅ›nienia odchylenie tÅ‚oka jest przetwarzane na sygnaÅ‚ elektryczny. PrzykÅ‚ad manometr obciążnikowo tÅ‚okowy CiÅ›nieniomierze sprężyste - Zasada dziaÅ‚ania ciÅ›nieniomierzy sprężystych polega na mierzeniu wielkoÅ›ci odksztaÅ‚cenia elementów sprężystych różnych typów. OdksztaÅ‚cenie czujnika pomiarowego jest przetwarzane za pomocÄ… odpowiednich mechanizmów, na kÄ…towe lub liniowe przesuniÄ™cie wskazówki przyrzÄ…du. Jeżeli odksztaÅ‚cenie elementu sprężystego bÄ™dzie przetwarzane na wyjÅ›ciowy sygnaÅ‚ prÄ…dowy lub pneumatyczny, wówczas caÅ‚y ukÅ‚ad pomiarowy można nazwać przetwornikiem ciÅ›nienia. Do zalet ciÅ›nieniomierzy sprężystych należą: üð prosta budowa, üð uniwersalność, üð niezawodność dziaÅ‚ania, üð szeroki zakres pomiarowy oraz Å‚atwość transportu. Do wad należą: üð wpÅ‚yw temperatury i czasu eksploatacji na wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci sprężyste elementów odksztaÅ‚canych, ich histereza oraz trwaÅ‚e odksztaÅ‚cenie przy przeciążeniach ciÅ›nieniomierza. CiÅ›nieniomierze sprężyste sÄ… najbardziej rozpowszechnionymi ciÅ›nieniomierzami w pomiarach przemysÅ‚owych. SÄ… one z reguÅ‚y wykorzystywane do pomiaru i odczytu wartoÅ›ci ciÅ›nienia bezpoÅ›rednio w miejscu pomiaru. Ze wzglÄ™du na typ elementu sprężystego dzielÄ… siÄ™ na dwie podstawowe grupy: üð ciÅ›nieniomierze z rurkÄ… sprężystÄ… (tzw. rurkÄ… Bourdona), üð ciÅ›nieniomierze z elementami sprężystymi powierzchniowymi, wykonanymi w postaci: przepon, membran, puszek lub mieszków. Od tych elementów ciÅ›nieniomierze przybierajÄ… odpowiedniÄ… nazwÄ™: rurkowe, membranowe, przeponowe, mieszkowe. PrzykÅ‚ady ciÅ›nieniomierzy z rurkÄ… sprężystÄ…: üð zwykÅ‚y üð kontrolny z dwoma ukÅ‚adami pomiarowymi Czujniki i przetworniki do pomiaru ciÅ›nienia - Istnieje wiele rodzajów czujników ciÅ›nienia (różnicy ciÅ›nieÅ„). ByÅ‚y one i sÄ… wykorzystywane w licznych odmianach zależnie od: przeznaczenia, zakresu pomiarowego, sposobu przetwarzania sygnaÅ‚u przemieszczenia lub siÅ‚y oraz od doÅ›wiadczeÅ„ i osiÄ…gnięć firmy produkujÄ…cej czujniki pomiarowe czy też przetworniki je wykorzystujÄ…ce. Wyróżnić można dwa podstawowe rodzaje sygnałów generowanych przez czujniki ciÅ›nienia i wynikajÄ…ce stÄ…d metody ich pomiaru: üð jako przemieszczenie, którego pomiaru dokonuje siÄ™ metodÄ… odchyleniowÄ… üð jako siÅ‚a, której pomiaru dokonuje siÄ™ równoważąc jej oddziaÅ‚ywanie metodÄ… kompensacyjnÄ…. Metody pomiaru temperatury Termoelementy - należą do najpopularniejszych przyrzÄ…dów do pomiaru temperatury. Jest to spowodowane bardzo szerokim zakresem pomiarowym, możliwoÅ›ciÄ… wykonywania pomiarów punktowych, dużą iloÅ›ciÄ… rożnych wykonaÅ„ specjalnych. DziaÅ‚anie termoelementu oparte jest o odkryte przez Seebecka zjawisko termoelektryczne. Polega ono na przepÅ‚ywie prÄ…du elektrycznego w obwodzie zamkniÄ™tym utworzonym przez dwa rożne metale. warunkiem przepÅ‚ywu prÄ…du jest różnica temperatur spoin tych metali. Jeżeli taki obwód zostanie otwarty to na koÅ„cach otrzymamy siÅ‚Ä™ termoelektrycznÄ… zależnÄ… od różnicy temperatur i rodzaju użytych metali. Termoelement to obwód zÅ‚ożony z dwóch rożnych metali. Spoina odniesienia powinna mieć staÅ‚Ä… temperaturÄ™ (charakterystycznÄ… dla danego termoelementu), a spoina miernicza temperaturÄ™ mierzonÄ…. Na skutek różnicy temperatur miÄ™dzy spoinami, powstaje różnica potencjałów napiÄ™cie termoelektryczne, które mierzymy za pomocÄ… woltomierza podÅ‚Ä…czonego do ukÅ‚adu. ZnajÄ…c wartość napiÄ™cia, z tablic, odczytujemy odpowiadajÄ…cÄ… mu temperaturÄ™. Tablice sÄ… charakterystyczne dla każdego termoelementu. Pirometry - pomiar temperatury metodÄ… pirometrycznÄ… polega na okreÅ›leniu parametrów energii termicznej wypromieniowanej przez obiekt mierzony. OpierajÄ… siÄ™ na prawach Planck'a, Wien'a oraz Stefan'a - Boltzmann'a (S-B) dla promieniowania ciaÅ‚ rzeczywistych. Praktycznie w pirometrii wykorzystuje siÄ™ promieniowanie 0,4-20 źm, czyli zakres promieniowania widzialnego i podczerwonego. BiorÄ…c pod uwagÄ™ zasadÄ™ dziaÅ‚ania możemy wyróżnić pirometry: üð caÅ‚kowitego promieniowania radiacyjne üð monochromatyczne üð barwowe üð fotoelektryczne Termometry cieczowe szklane - Termometry cieczowe wykorzystujÄ… zależność zmiany objÄ™toÅ›ci cieczy termometrycznej od zmian temperatury. Termometr skÅ‚ada siÄ™ ze zbiorniczka wypeÅ‚nionego cieczÄ… termometrycznÄ…, stanowiÄ…cego czujnik termometru i poÅ‚Ä…czonej z nim rurki kapilarnej zaopatrzonej w podziaÅ‚kÄ™. Zbiornik i kapilara wykonane sÄ… ze szkÅ‚a. Jeżeli objÄ™tość zbiornika termometru wynosi Vb, wówczas dla przyrostu temperatury "t = t - t0, przyrost objÄ™toÅ›ci cieczy wynosi: PrzykÅ‚ady termometrów: paÅ‚eczkowy, rurkowy prosty, rurkowy kÄ…towy, przemysÅ‚owy w osÅ‚onie stalowej. Termometry dylatacyjne i bimetalowe - Termometry dylatacyjne i bimetalowe sÄ… zbudowane na zasadzie wykorzystania różnicy cieplnej rozszerzalnoÅ›ci liniowej dwóch rożnych materiałów. CiaÅ‚em termometrycznym jest ciaÅ‚o staÅ‚e charakteryzujÄ…ce siÄ™ cieplnym współczynnikiem rozszerzalnoÅ›ci liniowej Ä…. Termometry manometryczne - Termometr manometryczny skÅ‚ada siÄ™ z czujnika umieszczonego w oÅ›rodku mierzonej temperatury, manometru sprężystego oraz Å‚Ä…czÄ…cej je kapilary. UrzÄ…dzenie stanowi trwaÅ‚Ä…, szczelnie zamkniÄ™tÄ… caÅ‚ość. Wykonywane sÄ… również urzÄ…dzenia, w których manometr jest przyÅ‚Ä…czony bezpoÅ›rednio do czujnika Mierzona temperatura powoduje zmianÄ™ ciÅ›nienia pÅ‚ynu zawartego w praktycznie staÅ‚ej objÄ™toÅ›ci. Jako elementy sprężyste stosuje siÄ™ w zakresie niskich ciÅ›nieÅ„ takie same elementy jak w manometrach sprężystych, w zakresie wyższych ciÅ›nieÅ„ rurki spiralne pÅ‚askie lub spirale walcowe w ksztaÅ‚cie jak bimetal w termometrze. Wyróżniamy trzy podgrupy tych termometrów: üð termometry manometryczne cieczowe üð termometry manometryczne gazowe üð termometry manometryczne parowe Metody pomiaru przepÅ‚ywu Rotametr - przepÅ‚ywomierz o zmiennym przekroju przyrzÄ…d do pomiaru natężenia przepÅ‚ywu pÅ‚ynów. Po raz pierwszy urzÄ…dzenia tego typu zostaÅ‚y opatentowane przez niemieckiego producenta Rota, obecnie Rota-Yokogawa, stÄ…d nazwa Rotametr. Ruch pÅ‚ynu powoduje unoszenie pÅ‚ywaka do poÅ‚ożenia, w którym zrównoważą siÄ™ dziaÅ‚ajÄ…ce naÅ„ siÅ‚y: üð siÅ‚a ciężkoÅ›ci pÅ‚ywaka üð siÅ‚a tarcia przepÅ‚ywajÄ…cego pÅ‚ynu o powierzchniÄ™ bocznÄ… pÅ‚ywaka üð siÅ‚a wyporu, wywoÅ‚ana różnicÄ… ciÅ›nieÅ„ pod i nad pÅ‚ywakiem Druga i trzecia z wymienionych siÅ‚ zależą od szybkoÅ›ci przepÅ‚ywajÄ…cego pÅ‚ynu, dodatkowo druga zależy od rodzaju (lepkoÅ›ci) pÅ‚ynu. Szybkość z kolei zależy od przekroju szczeliny (o ksztaÅ‚cie pierÅ›cieniowym) miÄ™dzy wewnÄ™trznÄ… Å›cianÄ… rury a pÅ‚ywakiem. Przekrój tej szczeliny w miarÄ™ rozszerzania siÄ™ rury ku gorze wzrasta i pÅ‚ywak przy coraz wiÄ™kszych przepÅ‚ywach zajmuje coraz wyższe poÅ‚ożenie. Wartość mierzonego natężenia przepÅ‚ywu wskazuje górna krawÄ™dz pÅ‚ywaka. Istnieje możliwość przeksztaÅ‚cenia natężenia na sygnaÅ‚ elektryczny przy pomocy np. przetwornika indukcyjnoÅ›ciowego transformatorowego w ukÅ‚adzie różnicowym, a wiÄ™c pÅ‚ywak musi być wykonany z materiaÅ‚u ferromagnetycznego. Wówczas taki rotametr, który daje możliwość przesyÅ‚ania sygnaÅ‚u elektrycznego na odlegÅ‚ość, nosi nazwÄ™ telerotametru. PrzepÅ‚ywomierz bÅ‚onkowy - dziaÅ‚anie przyrzÄ…du opiera siÄ™ na optycznej detekcji przesuniÄ™cia "baÅ„ki mydlanej" w rurce o dokÅ‚adnie okreÅ›lonej objÄ™toÅ›ci. ObjÄ™tość tej rurki oraz pomiar czasu przejÅ›cia "baÅ„ki" pozwalajÄ… na precyzyjne obliczenie przepÅ‚ywu. Czas przesuniÄ™cia jest mierzony elektronicznie i na jego podstawie ukÅ‚ad oblicza szybkość przepÅ‚ywu. Stosowany do współpracy z chromatografem gazowym, kalibracji rotametrów lub innych przepÅ‚ywomierzy czy aspiratorów. PrzepÅ‚ywomierz wirowy. W przepÅ‚ywomierzach oscylacyjnych strumieniowych wirowych czÄ™stotliwość spÅ‚ywu wirów inicjowana jest wirami Karmana tzw. Å›cieżkÄ… wirowÄ…. Jak wiadomo wiry te powstajÄ… przy opÅ‚ywie przegrody umieszczonej w strudze pÅ‚ynu w wyniku okresowego odrywania siÄ™ warstw przyÅ›ciennych od przegrody. Tworzenie siÄ™ wirów wystÄ™puje powyżej liczby Reynoldsa uznanej w tym przypadku za krytycznÄ… (Rekr H" 200). W przepÅ‚ywomierzach wirowych wykorzystuje siÄ™ zjawisko generacji wirów na elemencie umieszczonym w przepÅ‚ywajÄ…cej strudze. Jeżeli do strugi pÅ‚ynu przemieszczajÄ…cej siÄ™ pod wpÅ‚ywem dziaÅ‚ajÄ…cych naÅ„ siÅ‚ wstawimy przegrodÄ™ trójwymiarowÄ… o ostrych lub opÅ‚ywowych ksztaÅ‚tach, to warstwa przyÅ›cienna, wytworzona na jej powierzchni, może opÅ‚ywać kontur lub oderwać siÄ™ i wytworzyć wir. PrzepÅ‚ywomierze z wirem precesyjnym Zasada pracy tego typu przepÅ‚ywomierza polega na wymuszeniu zawirowaÅ„ strugi wokół osi Å›rodkowej przewodu poprzez zastosowanie nieruchomego elementu o ksztaÅ‚cie turbiny PrzepÅ‚ywomierze wirowe z wykorzystaniem efektu Coandy - innym przykÅ‚adem przepÅ‚ywomierza zaliczajÄ…cego siÄ™ do przepÅ‚ywomierzy strumieniowych jest przepÅ‚ywomierz wykorzystujÄ…cy efekt Coandy PrzepÅ‚ywomierz ten nie posiada elementów ruchomych. Natomiast korpus przyrzÄ…du wyposażono w uformowane w charakterystyczny sposób kanaÅ‚y, w których okresowo zmienia siÄ™ prÄ™dkość przepÅ‚ywu. PÅ‚yn, wpÅ‚ywajÄ…c do rozszerzajÄ…cej siÄ™ komory (dyfuzora , o dużym kÄ…cie rozwarcia Å›cianek bocznych, nie wypeÅ‚nia od razu caÅ‚ego przekroju kanaÅ‚u, lecz struga przywiera do jednej ze Å›cianek bocznych (tzw. Efekt Coandy), a nastÄ™pnie kierowany jest do jednego z kanałów. Przez kanaÅ‚ wsteczny struga przepÅ‚ywa z powrotem do poczÄ…tkowej części rozszerzajÄ…cej siÄ™ komory co powoduje odchylenie głównej strugi na drugÄ… Å›ciankÄ™ i proces siÄ™ powtarza. CzÄ™stotliwość przerzutu strugi jest mierzona detektorem i jest wprost proporcjonalna do prÄ™dkoÅ›ci Å›redniej przepÅ‚ywu głównego. PrzepÅ‚ywomierze oscylacyjne mechaniczne - przepÅ‚ywomierze tego typu stosuje siÄ™ do pomiarów czystych, bÄ…dz sÅ‚abo zanieczyszczonych cieczy i gazów. Zasada dziaÅ‚ania przepÅ‚ywomierzy oscylacyjnych mechanicznych polega na odpowiednim uksztaÅ‚towaniu strug napÅ‚ywowych rozdzielaczem strugi umieszczonym w przepÅ‚ywajÄ…cym pÅ‚ynie i wykorzystaniu ich energii do pobudzenia drgaÅ„ mechanicznego oscylatora . 2.2 parametry pracy kotÅ‚a - kotÅ‚y o przestawnym spalaniu, w których wymagana jest przebudowa paleniska w przypadku zmiany rodzaju paliwa na inne, - o przemiennym spalaniu z 1 lub 2 komorami spalania (bez przebudowy paleniska), - kotÅ‚y niskotemperaturowe i kotÅ‚y kondensacyjne, - kombinacje kotÅ‚owe (kotÅ‚y podwójne). Czyli zespoÅ‚y kotÅ‚owe na olej/gaz i paliwo staÅ‚e, kotÅ‚y specjalne z paleniskiem na olej lub gaz; 3.2. Zasady doboru wentylatorów i pomp punkt pracy, regulacja 3.3. Budowa, zasada pracy i eksploatacji siÅ‚owni cieplnych Można by tu pisać bez koÅ„ca, także informacje tu zawarte sÄ… raczej ogólne i trochÄ™ przypadkowe. PodziaÅ‚ siÅ‚owni cieplnych: ·ð SiÅ‚ownie z turbinami parowymi ·ð SiÅ‚ownie z silnikami spalinowymi ·ð SiÅ‚ownie z turbinami gazowymi ·ð SiÅ‚ownie gazowo-parowe ·ð SiÅ‚ownie jÄ…drowe W siÅ‚owni parowej opalanej wÄ™glem wyróżnia siÄ™ ukÅ‚ady: 1. Paliwowy lub nawÄ™glania 2. Roboczy lubi inaczej obieg cieplny (zamienia en. cieplnÄ… na mechanicznÄ…) 3. Elektryczny (generator elektryczny i urzÄ…dzenia rozdzielcze przetwarzanie energii mechanicznej w elektrycznÄ… i jej przesyÅ‚anie) 4. ChÅ‚odzÄ…cy usuwania energii cieplnej oddanej przez obieg roboczy do otoczenia 5. Podawania powietrza oraz odprowadzenia spalin 6. Odpopielania Omówienie poszczególnych ukÅ‚adów: ·ð UkÅ‚ad nawÄ™glania tworzy zespół urzÄ…dzeÅ„ do odbioru wÄ™gla, mechanizacji skÅ‚adowiska, wstÄ™pnego przygotowania wÄ™gla i transportu wewnÄ™trznego. Transport wÄ™gla ze skÅ‚adowiska lub wyÅ‚adowanego z wagonów prowadzi siÄ™ za pomocÄ… przenoÅ›ników taÅ›mowych. ·ð Zadaniem ukÅ‚adu odpopielania jest usuwanie popioÅ‚u z elektrowni i transportu do miejsca skÅ‚adowania. Najogólniej wyróżnia siÄ™ odpopielacze mechaniczne, hydrauliczne i pneumatyczne. Najpowszechniej stosuje siÄ™ odpopielacze hydrauliczne ( także dla najwiÄ™kszych kotłów). PrzykÅ‚adem takiego odpopielacza jest aparat do odżużlania grawitacyjnego, w którym żużel spada spod komory paleniskowej do komory żużlowej, gdzie jest schÅ‚odzony, częściowo granulowanyi okresowo spÅ‚ukiwany do kanaÅ‚u. ·ð UkÅ‚ady chÅ‚odzenia skraplacza trubiny SiÅ‚ownie parowe zużywajÄ… dużą ilość wody, przede wszystkim do chÅ‚odzenia skraplacza turbiny. Ze wzglÄ™du na rodzaj użytego czynnika wyróżnia siÄ™ ukÅ‚ady chÅ‚odzenia skraplacza za pomocÄ… powietrza i wody, w Polsce niemal zawsze jest to woda. Ważniejszy jest podziaÅ‚ na ukÅ‚ad chÅ‚odzenia otwarty i zamkniÄ™ty oraz ich kombinacje. ·ð Obieg cieplny Woda w kotle ulega podgrzaniu 1-2, nastÄ™pnie odparowaniu 2-3 i w koÅ„cu przegrzaniu 3-4. W turbinie para rozpręża siÄ™ 4-5, a nastÄ™pnie ulega skropleniu w skraplaczu 5-1. StrumieÅ„ ciepÅ‚a doprowadzony do pary w kotle odpowiada polu P1, strumieÅ„ ciepÅ‚a wyzyskiwany przez turbinÄ™ odpowiada P2. MaÅ‚a sprawność obiegów kondensacyjnych wynika przede wszystkim z odprowadzania znacznej iloÅ›ci ciepÅ‚a z wodÄ… chÅ‚odzÄ…cÄ… skraplacz. Możliwość wykorzystania tego ciepÅ‚a jest znikoma, ze wzglÄ™du na niskÄ… temperaturÄ™ wody chÅ‚odzÄ…cej (25-38°C) Sposoby zwiÄ™kszenia ekonomicznoÅ›ci elektrowni: 1. Podnoszenie temperatury i ciÅ›nienia pary Å›wieżej doprowadzonej do turbiny (same podnoszenie ciÅ›nienia powoduje spadek entalpii) 2. MiÄ™dzystopniowe pojedyncze lub dwukrotne przegrzewanie pary (stosuje siÄ™ by zakoÅ„czyć przegrzewanie pary dla stopnia suchoÅ›ci nie mniejszego niż 0,9) 3. Regeneracyjne podgrzewanie wody zasilajÄ…cej 4. Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 5. Obniżanie parametrów wylotowych pary (wzrost sprawnoÅ›ci poprzez spadek 5ØVÜ25Ø`Ü uzyskany niższym ciÅ›nieniem w skraplaczu, które wytwarza czynnik chÅ‚odzÄ…cy, w Polsce najniższa temperatura to 20°C ) 6. ZwiÄ™kszenie sprawnoÅ›ci kotÅ‚a 7. ZwiÄ™kszenie sprawnoÅ›ci wewnÄ™trznej turbiny 8. Zmniejszenie zużycia energii na potrzebny wÅ‚asne 9. Skojarzenie obiegów o różnych czynnikach roboczych UstalajÄ…c parametry pary Å›wieżej należy pamiÄ™tać, że: 1. Podwyższenie ciÅ›nienia pary Å›wieżej przy pozostawieniu bez zmian jej temperatury powoduje wzrost zawilgocenia pary w koÅ„cowych stopniach turbiny, co skutkuje erozjÄ… Å‚opatek 2. ZwiÄ™kszanie wilgotnoÅ›ci pary wpÅ‚ywa ujemnie na sprawność wewnÄ™trznÄ… turbiny 3. Wzrost ciÅ›nienia poczÄ…tkowego pary powoduje wzrost zużycia energii na pompowanie wody 4. Podwyższanie temperatury pary na wlocie do turbiny kondensacyjnej zawsze korzystne ze wzglÄ™du na sprawność obiegu, jest ograniczone prze wytrzymaÅ‚ość materiaÅ‚u Å‚opatek turbiny Przy okreÅ›laniu parametrów poczÄ…tkowych pary należy pamiÄ™tać, że: 1. Ekonomicznie uzasadnione parametry pary sÄ… tym wyższe im wyższa jest moc bloku i im wyższy jest stosunek kosztu paliwa do kosztów materiałów konstrukcyjnych 2. W instalacjach wysokoprężnych (powyżej 10MPa) w przeciÄ™tnych warunkach pracy, sprawność termiczna roÅ›nie o 1% na każde 2-3MPa wzrostu ciÅ›nienia pary Å›wieżej lub na każde 30-40°C wzrostu temperatury pary Å›wieżej 3. Wysokie temperatury pary przekraczajÄ…ce 580-590°C powodujÄ… konieczność stosowania stali austenitycznych, cechujÄ…ce siÄ™ znacznie wyższymi cenami niż stale ferrytyczne, ale stale austenityczne dodatkowo cechujÄ… siÄ™ niższym współczynnikiem przewodnoÅ›ci cieplnej oraz wyższym współczynnikiem rozszerzalnoÅ›ci, co skutkuje wiÄ™kszymi naprężeniami dopuszczalnymi przy uruchamianiu i odstawianiu bloku 4. Wysokie ciÅ›nienia wpÅ‚ywajÄ… na konstrukcje urzÄ…dzeÅ„ i ilość użytych materiałów przy p=16-17MPa konieczne jest stosowanie kotłów o cyrkulacji wspomaganej lub wymuszonej, po przekroczeniu ciÅ›nieÅ„ 18-19MPa zachodzi konieczność stosowania kotłów przepÅ‚ywowych 5. Stosowanie miÄ™dzystopniowego przegrzewania pary, mimo zwiÄ™kszenia skomplikowania instalacji i jej kosztów jest celowe 6. Z wysokimi parametrami pary dolotowej należy zawsze Å‚Ä…czyć wysokotemperaturowe podgrzewanie wody zasilajÄ…cej Parametry koÅ„cowe pary (parametry kondesacji i chÅ‚odzenia): 1. Rodzaj ukÅ‚adu chÅ‚odzenia i zwiÄ…zany z nim przebieg roczny temperatury wody chÅ‚odzÄ…cej, wielkość strefy chÅ‚odzenia i krotność chÅ‚odzenia oraz spiÄ™trzenie temperatur w skraplaczu i zwiÄ…zana z tym wielkość powierzchni przekazywania ciepÅ‚a (najwiÄ™kszy problemy jest z wodÄ… chÅ‚odzÄ…cÄ… w ukÅ‚adzie otwartym) 2. Bierze siÄ™ pod uwagÄ™ zużycie ciepÅ‚a przez turbinÄ™ w funkcji próżni (tak naprawdÄ™ w funkcji ciÅ›nienia w skraplaczu) 3. Charakter pracy bloku (bierze siÄ™ pod uwagÄ™ czas wykorzystywania mocy znamionowej, oraz czy jest to blok z grupy podstawowej, szczytowej czy podszczytowej) 4. UwzglÄ™dnienie kosztów paliwa na miejscu elektrowni 5. Zużycie energii na potrzeby wÅ‚asne 6. Koszty budowy i urzÄ…dzeÅ„ zwiÄ…zanych z ukÅ‚adem chÅ‚odzenia UrzÄ…dzenia pomocnicze MÅ‚yny wÄ™glowe Rurosuszarki Wentylatory ciÄ…gu i podmuchu Obrotowe podgrzewacze powietrza (LUVO/PoPo) Pompy kondensatu, zasilajÄ…ce Wymienniki regeneracyjne Skraplacz Pompy zasilajÄ…ce dla bloków Å›redniej mocy należy przyjmować w ukÅ‚adzie 2 x 100%, tzn. z 100% rezerwÄ…. Dla bloków wiÄ™kszej mocy stosuje siÄ™ rezerwÄ™ 50%, tzn. sÄ… 3 pompy z czego 2 dwie pracujÄ…, a 1 jest rezerwÄ…. Znamionowa wydajność pompy zasilajÄ…cej powinna odpowiadać 125% wydajnoÅ›ci kotÅ‚a walczakowego lub maksymalnej wydajnoÅ›ci kotÅ‚a przepÅ‚ywowego. Odgazowywacz (odgazownik) sÅ‚uży do usuwania z kondensatu turbinowego i wody uzupeÅ‚niajÄ…cej wszelkich rozpuszczonych gazów w szczególnoÅ›ci tlen i dwutlenek wÄ™gla. Odgazowywacz jest konieczny dla ochrony kotÅ‚a i urzÄ…dzeÅ„ pomocniczych przed korozjÄ…. Umiejscowienie odgazowywacza w ukÅ‚adzie cieplnym elektrowni jest narzucone poÅ‚ożeniem pompy zasilajÄ…cej, odgazowywacz jest przeważnie jedynym podgrzewaczem mieszankowym w ukÅ‚adzie regulacji i dzieli ten ukÅ‚ad na dwie części: niskoprężnÄ…, w której skropliny przetÅ‚aczane sÄ… za pomocÄ… pompy skroplin i wysokoprężnÄ…, w której wodÄ™ zasilajÄ…cÄ… przetÅ‚aczana jest za pomocÄ… pompy zasilajÄ…cej. 3.4. Magazynowanie oraz transport gazu w magistralach dalekosiężnych oraz w sieciach dystrybucyjnych Ä„ð GazociÄ…g rurociÄ…g wraz z wyposażeniem, sÅ‚użący do przesyÅ‚ania i dystrybucji paliw gazowych. Ä„ð Sieć gazowa gazociÄ…gi wraz ze stacjami gazowymi, ukÅ‚adami pomiarowymi, tÅ‚oczniami gazu, magazynami gazu, poÅ‚Ä…czone i współpracujÄ…ce ze sobÄ…, sÅ‚użące do przesyÅ‚ania i dystrybucji paliw gazowych, należące do przedsiÄ™biorstwa gazowego. GazociÄ…gi dzieli siÄ™ wedÅ‚ug: 1) maksymalnego ciÅ›nienia roboczego na: a) gazociÄ…gi niskiego ciÅ›nienia do 10 kPa wÅ‚Ä…cznie, b) gazociÄ…gi Å›redniego ciÅ›nienia powyżej 10 kPa do 0,5 MPa wÅ‚Ä…cznie, c) gazociÄ…gi podwyższonego Å›redniego ciÅ›nienia powyżej 0,5 MPa do 1,6 MPa wÅ‚Ä…cznie, d) gazociÄ…gi wysokiego ciÅ›nienia powyżej 1,6 MPa do 10 MPa wÅ‚Ä…cznie. 2) stosowanych materiałów na: a) gazociÄ…gi stalowe, b) gazociÄ…gi z tworzyw sztucznych. Podstawowe definicje dotyczÄ…ce transportu gazociÄ…gami magistralnymi: a) Przepustowość gazociÄ…gu magistralnego to objÄ™toÅ›ciowy strumieÅ„ przepÅ‚ywu paliwa gazowego (liczony w mln m3/d). Jest to maksymalny dobowy strumieÅ„ przepÅ‚ywu, jaki można uzyskać utrzymujÄ…c przez caÅ‚y rok wszystkie przewidziane projektem wartoÅ›ci parametrów. b) Wydajność gazociÄ…gu magistralnego to objÄ™toÅ›ciowy strumieÅ„ przepÅ‚ywu gazu liczony na rok, uwzglÄ™dniajÄ…cy nierównomierność zapotrzebowania. c) Efektywność pracy gazociÄ…gu okreÅ›la współczynnik efektywnoÅ›ci E, który wyraża stosunek rzeczywistego strumienia przepÅ‚ywu gazu Qvrz do obliczonej teoretycznie zdolnoÅ›ci przepustowej gazociÄ…gu Qvt. Im bardziej czysty jest rurociÄ…g, tym współczynnik efektywnoÅ›ci pracy gazociÄ…g bliższa wartoÅ›ci 1. Czynniki zmniejszajÄ…ce efektywność pracy gazociÄ…gu: - osadzanie produktów korozji, powstawanie i zaleganie hydratów, wydzielanie i zaleganie kondensatu (E mniejsze nawet o 20-30%). Rys.5. Schemat sieci gazowej z oznaczeniem kolejnych etapów eksploatacji gazu poczÄ…wszy od odwiertu, poprzez transport aż do magazynu/odbiorców. Funkcje magazynów gazu :zrównoważenie sezonowych różnic miÄ™dzy popytem i podażą na gaz, zapewnienie niezawodnoÅ›ci i bezpieczeÅ„stwa dostaw gazu do odbiorców, racjonalna i ekonomiczna eksploatacja złóż gazu, tworzenie gospodarczych i strategicznych rezerw gazu. Rodzaje magazynów gazu ziemnego - magazyny podziemne: -- w wyeksploatowanych zÅ‚ożach, -- w kawernach solnych, -- w warstwach skalnych o dużej porowatoÅ›ci (wodonoÅ›nych), - magazyny naziemne: -- zbiorniki sprężonego gazu ziemnego CNG, -- zbiorniki skroplonego gazu ziemnego LNG. 3.5. Zasady okreÅ›lania zużycia gazu przez grupy odbiorców Obliczanie rozdzielczych sieci gazowych polega na takim doborze Å›rednic gazociÄ…gów, aby w godzinach szczytowego poboru gazu zapewnić wymaganie ciÅ›nienie przed urzÄ…dzeniem gazowym, przy uwzglÄ™dnieniu dopuszczalnej straty ciÅ›nienia w instalacji wewnÄ™trznej i w przyÅ‚Ä…czu. Dla sieci rozdzielczej Å›redniego ciÅ›nienia, ciÅ›nienie wlotowe ze stacji redukcyjnej nie powinno przekraczać 400 kPa, a w najbardziej niekorzystnym punkcie nie może ono być niższe od 150 kPa. 3.6 RozdziaÅ‚ gazowych. Wytwarzanie tlenu na potrzeby energetyki mieszanin Rektyfikacja. Podstawowe wÅ‚asnoÅ›ci mieszanin. Omówienie wÅ‚asnoÅ›ci mieszanin zacznijmy od przypomnienia znanej z termodynamiki reguÅ‚y faz Gibbsa: p = s - f + 2 (1) gdzie p ilość stopni swobody ukÅ‚adu (ilość niezależnych parametrów termodynamicznych), s ilość skÅ‚adników, f ilość faz. Z reguÅ‚y faz wynika, że w przypadku ukÅ‚adu dwuskÅ‚adnikowego (np. mieszaniny dwóch gazów) i dwufazowego (np. w postaci bÄ™dÄ…cych ze sobÄ… w równowadze cieczy i pary) ilość stopni swobody wynosi dwa. Oznacza to, że jeżeli znane sÄ… temperatura i ciÅ›nienie mieszaniny, to udziaÅ‚y molowe skÅ‚adników w obu fazach sÄ… zdeterminowane. Podobnie w przypadku takiej mieszaniny można okreÅ›lić wszystkie jej parametry, jeżeli znane sÄ… np. temperatura i udziaÅ‚ molowy jednego ze skÅ‚adników w fazie ciekÅ‚ej. Dla każdej temperatury i ciÅ›nienia, przy których mieszanina dwuskÅ‚adnikowa wystÄ™puje w postaci dwufazowej, można wiÄ™c okreÅ›lić równowagi fazowe ciecz para. Na rysunku 1. pokazano równowagi fazowe, które mogÄ… wystÄ…pić w przypadku mieszanin gazów skraplajÄ…cych siÄ™ w temperaturach kriogenicznych. Rysunek 1a przedstawia dwufazowÄ… mieszaninÄ™ skÅ‚adajÄ…cÄ… siÄ™ z gazów, których ciÅ›nienia krytyczne sÄ… znacznie wyższe od ciÅ›nienia mieszaniny. GórnÄ… krzywÄ… nazywamy liniÄ… rosy, gdyż po oziÄ™bieniu mieszaniny do temperatury wyznaczajÄ…cej poÅ‚ożenie tej krzywej pojawiajÄ… siÄ™ pierwsze kropelki cieczy, natomiast dolnÄ… krzywÄ… nazywamy linii pÄ™cherzyków. PrzykÅ‚adem takiej mieszaniny jest ciekÅ‚e powietrze traktowane jako mieszanina azotu i tlenu w zakresie ciÅ›nieÅ„ 100 1000 kPa. W przypadku pokazanym schematycznie na rysunku 1b, ciÅ›nienie krytyczne jednego ze skÅ‚adników jest niższe od ciÅ›nienia mieszaniny. Taki przebieg krzywych równowagi fazowej ciecz-para bÄ™dzie charakteryzowaÅ‚ np. mieszaninÄ™ azotu i helu przy ciÅ›nieniu 2000 kPa. Rysunek 1c przedstawia mieszaninÄ™ tworzÄ…cÄ… azeotrop, której przykÅ‚adem jest mieszanina acetonu i chloroformu pod ciÅ›nieniem normalnym (101,3 kPa). Mieszaniny takiej nie można rozdzielić poprzez rektyfikacjÄ™ po osiÄ…gniÄ™ciu przez ciecz skÅ‚adu azeotropu. W przypadku mieszanin kriogenicznych azeotropy praktycznie nie wystÄ™pujÄ…. Rozważmy teraz zachowanie siÄ™ mieszaniny dwóch gazów (np. mieszaniny azotu i tlenu) tworzÄ…cej równowagi fazowe typu 1a w trakcie jej oziÄ™biania od stanu 1 (gaz) do stanu 5 (ciecz) - rysunek 2. Po osiÄ…gniÄ™ciu temperatury linii rosy zaczyna siÄ™ proces kondensacji, przy czym pojawiajÄ…ca siÄ™ ciecz jest znacznie wzbogacona w skÅ‚adnik wyżej wrzÄ…cy w porównaniu z mieszaninÄ… wyjÅ›ciowÄ… punkt 2c, rys. 2. Przy dalszym obniżaniu temperatury mieszaniny nastÄ™puje dalsze zróżnicowanie skÅ‚adu cieczy i pozostaÅ‚ej pary, w cieczy zwiÄ™ksza siÄ™ udziaÅ‚ skÅ‚adnika niskowrzÄ…cego porównaj punkty 3g, 3c. W miarÄ™ sukcesywnego obniżania temperatury ciecz zaczyna siÄ™ jednak wzbogacać w skÅ‚adnik niżej wrzÄ…cy i po osiÄ…gniÄ™ciu temperatury punktu 4c, kiedy praktycznie caÅ‚a mieszanina zostaje skroplona, skÅ‚ad cieczy staje siÄ™ identyczny ze skÅ‚adem mieszaniny wyjÅ›ciowej. Oznacza to, że w przypadku analizowanego typu mieszaniny możliwe jest pewne rozdzielenie jej skÅ‚adników poprzez jej częściowÄ… kondensacjÄ™. PrzykÅ‚adowe skÅ‚ady pary i cieczy sÄ… okreÅ›lone przez punkty 3g oraz 3c. Dalszy rozdziaÅ‚ mieszaniny jest możliwy, jeżeli powstaÅ‚a ciecz zostaÅ‚aby oddzielona od pary, poddana procesowi odparowania i ponownie częściowo skroplona. Na wielokrotnej realizacji opisanego jednostkowego procesu częściowej kondensacji opiera siÄ™ dziaÅ‚anie kolumny rektyfikacyjnej. Jednorazowy proces częściowej kondensacji mieszaniny dwóch gazów może być wystarczajÄ…cy do osiÄ…gniÄ™cia wymaganej czystoÅ›ci rozdzielanych gazów, jeżeli różniÄ… siÄ™ one w istotny sposób temperaturami wrzenia. PrzykÅ‚adem takiej mieszaniny jest mieszanina azotu i helu pod ciÅ›nieniem 2,027 MPa. *Budowa i zasada dziaÅ‚ania kolumny rektyfikacyjnej Podstawowymi elementami niskotemperaturowych instalacji rozdziaÅ‚u mieszanin gazowych sÄ… kolumny rektyfikacyjne. Rektyfikacja jest procesem rozdzielania mieszaniny poprzez jej wielokrotne skraplanie i odparowywanie. Procesy te zachodzÄ… w kolumnie rektyfikacyjnej. Schemat kolumny rektyfikacyjnej pokazano na rysunku 7. Inne metody WiÄ™kszość metod cechuje siÄ™ maÅ‚a iloÅ›ciÄ… pozyskanego tlenu lub zbyt dużą energochÅ‚onnoÅ›ciÄ…, aby stosować je do pozyskiwania tlenu na cele energetyczne. Metoda z zastosowaniem sit molekularnych i membranowa charakteryzuje siÄ™ niewielkimi wymiarami aparatury w stosunku do iloÅ›ci separowanego tlenu i maÅ‚ym jednostkowym zapotrzebowaniem energetycznym. NajwiÄ™ksi Å›wiatowi producenci gazów technicznych wykorzystujÄ… metodÄ… kriogeniczna (destylacja ciekÅ‚ych gazów). Metoda z zastosowaniem sit molekularnych. Cykliczny, zmiennociÅ›nieniowy proces adsorpcyjno - desorpcyjny nazywany jest w skrócie adsorpcjÄ… zmiennociÅ›nieniowÄ… (PSA). SkÅ‚ada siÄ™ z etapów: " adsorpcja - Å‚atwiej adsorbowany skÅ‚adnik jest pochÅ‚aniany przez adsorbent, " desorpcja (regeneracja) - skÅ‚adnik jest usuwany z adsorbentu, tak, aby zregenerowany adsorbent mógÅ‚ być ponownie użyty. Produkt użyteczny może powstawać zarówno w etapie adsorpcji (rafinat wzbogacony w skÅ‚adnik trudniej adsorbujÄ…cy siÄ™) jak i desorpcji (ekstrakt = strumieÅ„ wylotowy, wzbogacony w skÅ‚adnik Å‚atwiej adsorbujÄ…cy siÄ™). *PeÅ‚ny cykl pracy kolumny separacyjnej skÅ‚ada siÄ™ z etapów: " sprężania, " adsorpcji, " wydmuchu, " pÅ‚ukania. *Stosowane adsorbenty: " zeolity, " wÄ™giel aktywowany, " tlenek glinu, " żel kwasu krzemowego. *Zalety metody PSA: " maÅ‚e zużycie energii w porównaniu z innymi metodami, " krótki czas trwania pojedynczego cyklu (każdy z etapów kilkadziesiÄ…t sekund - kilka minut), " otrzymanie produktu o dużej czystoÅ›ci, " duża wydajność procesu, " dÅ‚ugi okres pracy adsorbentu, " brak odpadów zagrażajÄ…cych Å›rodowisku. Metoda z zastosowaniem membran. Membrana jest filtrem, przez który co najmniej jeden ze skÅ‚adników może przechodzić, podczas gdy inne sÄ… w mniejszym lub wiÄ™kszym stopniu zatrzymywane. WÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci procesów membranowych: " rozdzielenie przebiega w sposób czysto fizyczny (skÅ‚adniki nie ulegajÄ… przemianom termicznym, chemicznym, biologicznym), " istnieje możliwość dostosowania rozdzielania do każdej skali produkcyjnej ze wzglÄ™du na budowÄ™ moduÅ‚owÄ…. Membrany majÄ…ce znaczenie w technice, to membrany niesymetryczne, których dziaÅ‚anie polega na mechanizmie rozpuszczalnoÅ›ciowo - dyfuzyjnym. SkÅ‚adajÄ… siÄ™ z: " cienkiej warstwy aktywnej, która jest selektywnÄ… barierÄ… dla transportu masy, " porowatej warstwy noÅ›nej, która sÅ‚uży do zwiÄ™kszenia wytrzymaÅ‚oÅ›ci mechanicznej membrany, nie ma wpÅ‚ywu na wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci separacyjne. Do rozdzielenia gazów stosuje siÄ™ membrany nieporowate, mikroporowate i porowate. Do rozdzielenia gazów trwaÅ‚ych, np. O2 i N2, stosuje siÄ™ membrany pokryte warstwa silikonu z materiaÅ‚u selektywnego. Stosowane sÄ… membrany o pÅ‚askim ksztaÅ‚cie, z których budowane sÄ… moduÅ‚y typu spiralnego, poduszkowego, w postaci cienkich włókien do budowy segmentów rurowych. Metoda kriogeniczna. PrzemysÅ‚owe pozyskiwanie tlenu opiera siÄ™ głównie na destylacji frakcjonowanej cieczy. W metodzie kriogenicznej powietrze jest sprężane, oczyszczane z dwutlenku wÄ™gla, wÄ™glowodorów, wody i innych zanieczyszczeÅ„, a nastÄ™pnie schÅ‚adzane. Skroplone powietrze poddaje siÄ™ wrzeniu w temperaturze 77 K oddestylowujÄ…c lżejszy azot, lub w temperaturze 91 K oddestylowujÄ…c tlen (rozdzielanie metodÄ… destylacji na tlen, azot, argon i gazy szlachetne). 3.7. Zasady eksploatacji sieci cielnych Eksploatacja na koÅ„cu pliku dlatego caÅ‚y wstÄ™p można wyrzucić albo potraktować bardziej pobieżnie, wg uznania. Sieci cieplne to zespół urzÄ…dzeÅ„ technicznych sÅ‚użących do transportu energii cieplnej od zródÅ‚a do odbiorców, za poÅ›rednictwem czynnika grzejnego (noÅ›nika ciepÅ‚a). PodziaÅ‚ sieci cieplnych ze wzglÄ™du na przeznaczenie: ·ð PrzemysÅ‚owe ·ð Komunalne (miejskie lub osiedlowe) ·ð Mieszane (przemysÅ‚owo-komunalne) Przy budowie sieci cieplnej ważny jest dobór noÅ›nika ciepÅ‚a i jego parametry. Okres eksploatacji sieci powinien wynosić przynajmniej 40 lat i powinna zapewniać jak najwiÄ™kszÄ… energooszczÄ™dność. NoÅ›nik ciepÅ‚a ma za zadanie odbiór ciepÅ‚a w zródle transport i oddanie ciepÅ‚a w odbiornikach. Z tego wzglÄ™du powinien on mieć dużą entalpiÄ™ (tzw. zawartość ciepÅ‚a) w stanie ogrzewanym, powodować maÅ‚e straty energii na potrzeby transportu , być nieszkodliwym i nieagresywnym dla czÅ‚owieka, rur i Å›rodowiska i być stosunkowo tani. Najlepszymi noÅ›nikami sÄ… woda, para wodna, ciecze o podwyższonej temp wrzenia, spaliny, powietrze. ProjektujÄ…c sieć cieplnÄ… należy okreÅ›lić zapotrzebowanie na ciepÅ‚o do celów grzewczych, technologicznych i socjalnych. Trzeba wyznaczyć odpowiednie wymagane i optymalne parametr noÅ›nika temperaturÄ™ i ciÅ›nienie. Sieci cieplne dzielÄ… siÄ™ na magistralne (dosyÅ‚owe) oraz rozdzielcze (rozprowadzajÄ…ce). KsztaÅ‚t sieci może być różny i zależy od charakteru zabudowy i odlegÅ‚oÅ›ci oraz usytuowania odbiorników ciepÅ‚a od zródÅ‚a (centrali). Wyróżnia siÄ™ sieci w postaci kratownicy, pierÅ›cieniowe i promieniste. WÄ™zÅ‚y ciepÅ‚a majÄ… za zadanie obniżanie parametrów noÅ›nika z sieci magistralnej na potrzeby sieci dosyÅ‚owo-rozdzielczej i odbiorców. Ze wzglÄ™du na ilość przewodów wystÄ™pujÄ… wodne sieci cieplne: ·ð Jednoprzewodowe (niepraktyczne i nieekonomiczne) ·ð Dwuprzewodowe (najczÄ™stsze) zasilanie i powrót ·ð Trójprzewodowe dwa zasilania i jeden powrót (np. 1 do orzewania, 2 do celów technologicznych) ·ð Czteroprzewodowe dwa niezależne obwody (cele grzewcze i technologiczne drogie w eksploatacji) Sieci cieplne parowe dwuprzewodowe. Przy eksploatacji wodnego systemu cieplowniczego potrzebne sÄ… urzÄ…dzenia zabezpieczajÄ…ce. Zabezpieczenia temperaturowe zależa od wymaganej w sieci temp. czynnika. ·ð Niskotemperaturowe naczynie wzbiorcze Å‚Ä…czÄ…ce kocioÅ‚ z atmosferÄ… system otwarty ·ð Åšredniotemperaturowe zabezpieczenia hydrauliczne z wylotem do atmosfery system otwarty ·ð Wysokotemperaturowe zawory bezpieczeÅ„stwa system zamkniÄ™ty Obciążenie sieci cieplnej w czasie jej eksploatacji jest zmienne, co niekorzystnie wpÅ‚ywa na pracÄ™ kotłów, dlatego dąży siÄ™ do stabilizowanego obciążenia cieplnego kotÅ‚a, która powinna być zbliżona do wartoÅ›ci obciążenia optymalnego. Można to uzyskać w nastÄ™pujÄ…ce sposoby: ·ð Wykorzystanie pojemnoÅ›ci cieplnej kotłów, czyli tzw. ich wÅ‚asnoÅ›ci akumulacyjnych ·ð Instalowanie dodatkowych urzÄ…dzeÅ„, których zadaniem jest zwiÄ™kszenie wÅ‚asnoÅ›ci akumulacyjnych instalacji kotÅ‚owej, czyli magazynowania i oddawania ciepÅ‚a przy zmiennym obciążeniu cieplnym sieci ·ð Instalowanie w kotÅ‚owni kotłów o bardzo pÅ‚askiej charakterystyce sprawnoÅ›ci Do budowy sieci ciepÅ‚owniczych stosuje siÄ™ rury miedziane i stalowe, a także z tworzyw sztucznych (wodne nisko i sredniotemp.). Stosowane sÄ… dwa podstawowe sposoby Å‚Ä…czenia rur: ·ð NierozÅ‚Ä…czne, uzyskiwane przez ich spawanie, lutowanie lub klejenie ·ð RozÅ‚Ä…czne, koÅ‚nierzowe lub za pomocÄ… gwintowych Å‚Ä…czników Rury preizolowane stanowiÄ… konstrukcjÄ™ zespolonÄ…, skÅ‚adajÄ…cÄ… siÄ™ ze stalowej rury przewodowej, umieszczonej centralnie w osÅ‚onowej rurze z polietylenu twardego oraz izolacji cieplnej z pianki poliuretanowej, wypeÅ‚niajÄ…cej przestrzeÅ„ miÄ™dzy rurami. KoÅ„ce stalowej rury sÄ… przygotowane do spawania i nie sÄ… izolowane. WzdÅ‚uż rurociÄ…gu wtopione sÄ… w piankÄ™ poliuretanowÄ… metalowe przewody alarmowe, przeznaczone do sygnalizacji prawidÅ‚owoÅ›ci pracy przewodów cieplnych oraz okreÅ›lenia miejsca uszkodzenia. Jako przewody alarmowe sÄ… stosowane dwa druty: miedziany i ocynkowany. Z przewodów tych uzyskuje siÄ™ sygnaÅ‚ alarmowy, gdy koncentracja wilgoci w izolacji przekracza wartość dopuszczalnÄ…, lub gdy przewód ten zostaje zerwany. Miejsca poÅ‚Ä…czeÅ„ stalowych rur przewodowych sÄ… izolowane za pomocÄ… specjalnych muf. ·ð Mufy metalowe skrÄ™cane (skÅ‚adajÄ… siÄ™ z ksztaÅ‚tek metalowych wypeÅ‚nionych warstwÄ… polietylenu, ksztaÅ‚tki te sÄ… szczelnie skrÄ™cane ze sobÄ… Å›rubami lub zaciskane odpowiednio wykonanymi klinami) ·ð Mufy termokurczliwe (na nieosÅ‚oniÄ™te koÅ„ce spawanych rur sÄ… nakÅ‚adane tuleje izolacyjne z materiaÅ‚u podobnego do rury izolacyjnej, a caÅ‚ość jest usztywniana opaskami zaciskajÄ…cymi siÄ™ szczelnie pod wpÅ‚ywem temperatury) ·ð Mufy zgrzewane (stosowane dla rur o dużych Å›rednicach, gdy ich Å›rednica zewnÄ™trzna wynosi minimum 315mm. Mufa jest wykonana z takiego samego materiaÅ‚u i o takich samych wymiarach jak zewnÄ™trzny pÅ‚aszcz osÅ‚onowy) Do kierowania ruchem noÅ›nika w sieci cieplnej sÅ‚uży armatura , w którÄ… uzbraja siÄ™ sieć. Ze wzglÄ™dy na zastosowanie wyróżnia siÄ™: ·ð ArmaturÄ™ sterujÄ…cÄ… ( dÅ‚awiÄ…cÄ… i odcinajÄ…cÄ…) Do armatury odcinajÄ…cej w ciepÅ‚ownictwie należą zawory grzybkowe, zasuwy lub zawory kulowe. Do armatury regulacyjno-dÅ‚awiÄ…cej stosuje siÄ™ zawory iglicowe (przy maÅ‚ych przepÅ‚ywach), zawory kulkowe, tÅ‚oczkowe i ewentualnie w specjalnym wykonaniu zawory grzybkowe, które ostatnio czÄ™sto stosowane sÄ… do bezpoÅ›redniej regulacji parametrów pracy noÅ›ników ciepÅ‚a (temperatury i ewentualnie ciÅ›nienia), jako regulatory sterowane automatycznie sygnaÅ‚ami od czujników regulowanych parametrów. ·ð ArmaturÄ™ zabezpieczajÄ…cÄ… - zawory bezpieczeÅ„stwa, zawory zwrotne i odmulacze. ·ð Armatury pomocniczÄ… - odwadniacze, odpowietrzniki, zawory spustowe, zawory sygnalizacyjne itp. (np. gospodarka kondensatem) Sieci cieplne powinny być ukÅ‚adane w miejscach najbardziej obciążonych cieplnie, zazwyczaj prowadzone sÄ… wzdÅ‚uż ulic, pod chodnikami. Wyróżnia siÄ™ sieci nadziemne (podwieszana i ukÅ‚adana na sÅ‚upach) oraz sieci podziemne, w tym : przechodnie gdy jest dużo przewodów i potrzeby konserwacji, półprzechodnie rzadko, niższe niż przechodnie oraz nieprzechodnie najczÄ™stsze, zabezpieczone przed wilgociÄ…, przykryte pÅ‚ytÄ…, lub bezkanoÅ‚owo- zasypane ziemiÄ… i izolacjÄ…. Studzienki kontrolne powinny znajdować siÄ™ w odlegÅ‚oÅ›ciach co100 m najlepiej w rozgaÅ‚Ä™zieniach sieci. Kompensacja Wskutek zmian temperatury czynników grzejnych, przepÅ‚ywajÄ…cych przez przewody, wystÄ™puje zjawisko zamian dÅ‚ugoÅ›ci tych przewodów. W celu umożliwienia swobodnych zmian dÅ‚ugoÅ›ci przewodów sieci cieplnej należy stosować kompensatory wydÅ‚użeÅ„. SÄ… one umieszczone w Å›rodkowej części miÄ™dzy podporami staÅ‚ymi. Na odcinku podpora staÅ‚a kompensator powinny być instalowane podpory ruchome, pozwalajÄ…ce na poosiowe przemieszczenie siÄ™ rurociÄ…gu. Ze wzglÄ™du na zasadÄ™ dziaÅ‚ania kompensacji wydÅ‚użeÅ„ rozróżniamy: Kompensacja naturalna Ten sposób kompensacji przewodów może być stosowany wtedy, gdy sieć cieplna nie jest uÅ‚ożona w linii prostej, lecz w Å‚amanej, a dÅ‚ugość prostych odcinków sieci nie przekraczajÄ… 405ØZÜ. Każdy prosty odcinek jest umocowany w Å›rodku dÅ‚ugoÅ›ci w podporze staÅ‚ej i wsparty na odpowiedniej liczbie podpór ruchomych. DziÄ™ki takiemu rozwiÄ…zaniu możliwe jest swobodne wydÅ‚użenie siÄ™ tych odcinków przy nieznacznym ugiÄ™ciu i odchyleniu osi przewodów. W kompensacji tej ugiÄ™cie przewodów nastÄ™puje w kolanach, Å‚ukach, ewentualnie na prostych odcinkach. Ta metoda kompensacji wydÅ‚użeÅ„ jest najczęściej stosowana w pomieszczeniach (kotÅ‚owniach), gdzie ze wzglÄ™dów konstrukcyjnych naturalne wydÅ‚użenie przewodów sieci odpowiada warunkom tej kompensacji. WadÄ… tego sposobu jest utrudnienie w eksploatacji, pojawiajÄ…ce siÄ™ podczas izolowania cieplnego przewodu. W tym przypadku musi być zapewniona swoboda przestrzeÅ„ miÄ™dzy zewnÄ™trznÄ… powierzchniÄ… izolacji a Å›cianÄ…, np. Å›cianÄ… kanaÅ‚u. Kompensatory wydÅ‚użeÅ„ ·ð U-ksztaÅ‚towy Podczas prac montażowych kompensator należy poddać wstÄ™pnemu rozciÄ…gniÄ™ciu, wynoszÄ…cemu 50% przewidywanego wydÅ‚użenia przejmowanego przez ten kompensator. Kompensatory tego typu sÄ… przeważnie stosowane w przewodach z czynnikiem grzejnym o wysokiej temperaturze i wysokim ciÅ›nieniu. SÄ… one wiÄ™c podstawowymi kompensatorami stosowanymi w dosyÅ‚owych sieciach cieplnych ·ð Lirowy z rur gÅ‚adkich Ma wiÄ™kszÄ… sprężystość od kompensatora U-ksztaÅ‚towego i dlatego jego wysokość (wysiÄ™g) jest mniejsza o 5Ø\Ü5ØXÜ.10% przy tym samym ugiÄ™ciu. WadÄ… obu wymienionych kompensatorów jest wystÄ™powanie stosunkowo dużych naprężeÅ„ w miejscach ich giÄ™cia. W celu zmniejszenia tych naprężeÅ„, a tym samym zwiÄ™kszenia sprężystoÅ›ci kompensatora, stosuje siÄ™ rury faÅ‚dowane (półfaliste) lub faliste. W tym wypadku przy tym samym ugiÄ™ciu wysokość kompensatora jest o 5Ø\Ü5ØXÜ.30% mniejsza niż kompensatora U-ksztaÅ‚towego. ·ð Soczewkowy SÄ… wykonywane jako proste odcinki z blachy wygiÄ™tej w ksztaÅ‚t fali. Wykonuje siÄ™ je najczęściej z blachy stalowej, rzadziej z blachy miedzianej lub specjalnego stopu o dużej sprężystoÅ›ci. Kompensatory te majÄ… wytrzymaÅ‚ość mechanicznÄ… oraz powodujÄ… duże opory przepÅ‚ywu. Z tego powodu nie sÄ… czÄ™sto stosowane w ciepÅ‚ownictwie. ·ð Przegubowy OdznaczajÄ… siÄ™ dużą elastycznoÅ›ciÄ…, a ich wytrzymaÅ‚ość mechaniczna jest zależna od wytrzymaÅ‚oÅ›ci elementów rur falistych. ZwiÄ™kszenie wytrzymaÅ‚oÅ›ci mechanicznej uzyskać można przez stosowanie wielowarstwowych rur falistych, wykonywanych z blachy. W miejscu zakoÅ„czenia sieci cieplnej instalowane sÄ… wÄ™zÅ‚y cieplne przeznaczone do rozdziaÅ‚u strumieni noÅ›ników ciepÅ‚a i ewentualnej regulacji parametrów tych noÅ›ników, pÅ‚ynÄ…cych do poszczególnych odbiorników lub ich grup. WÄ™zeÅ‚ cieplny skÅ‚ada siÄ™ z zespoÅ‚u przewodów z armaturÄ… oraz aparaturÄ… pomiarowÄ…, liczÄ…c od koÅ‚nierza zaworu odcinajÄ…cego zewnÄ™trznÄ… sieć przesyÅ‚owÄ… do króćca z zaworami odcinajÄ…cymi wewnÄ™trznÄ… (rozdzielczÄ…) sieć cieplnÄ…. PrawidÅ‚owa praca urzÄ…dzeÅ„ cieplnych wymaga miÄ™dzy innymi ciÄ…gÅ‚ego dostosowania parametrów noÅ›nika ciepÅ‚a do aktualnych potrzeb. Najbardziej korzystnym rozwiÄ…zaniem jest wówczas automatyczne sterowanie pracÄ… wÄ™złów cieplnych. W automatycznie sterowanych wÄ™zÅ‚ach cieplnych stosowane sÄ… urzÄ…dzenia do sterowania przepÅ‚ywów i parametrów noÅ›nika ciepÅ‚a. ·ð Regulator przepÅ‚ywu ·ð Regulator ciÅ›nienia ·ð Do regulacji temperatury wody sÅ‚użą termostatyczne dwudrogowe zawory mieszajÄ…ce lub rozdzielajÄ…ce strumieÅ„ cieplny. Do ważnych aspektów eksploatacyjnych dotyczÄ…cych sieci cieplnych (parowych) należy gospodarka kondensatem. Powinno siÄ™ w jak najwiÄ™kszym stopniu unikać nieuzasadnionych strat kondensatu. W tym celu m.in. stosuje siÄ™ urzÄ…dzenia odwadniajÄ…ce. ZapewniajÄ… one samoczynny odpÅ‚yw skroplin z równoczesnym zablokowaniem przepÅ‚ywu pary. IstniejÄ… odwadniacze: syfonowe z pÅ‚ywakiem zamkniÄ™tym lub otwartym, dÅ‚awiÄ…ce i pÅ‚ytkowe. Odwadniacze instaluje siÄ™ w dobrze widocznym i Å‚atwo dostÄ™pnym miejscu rurociÄ…gu, poniżej odbiornika ciepÅ‚a. yle dziaÅ‚ajÄ…cy odwadniacz (zapowietrzony) jest zimny, zaÅ› prawidÅ‚owo dziaÅ‚ajÄ…c z pÅ‚ywakiem charakteryzuje siÄ™ miarowym stukaniem. Innym ważnym aspektem jest izolacja sieci cieplnych. Przed przystÄ…pieniem do izolowania powierzchni należy znać temperaturÄ™ powierzchni, parametry przepÅ‚ywajÄ…cego wewnÄ…trz czynnika, czas eksploatacji oraz koszt wytwarzania ciepÅ‚a. NastÄ™pnie należy obliczyć wielkość strat ciepÅ‚a urzÄ…dzenia. MateriaÅ‚y izolacyjne MateriaÅ‚y włókniste ·ð PrzÄ™dza szklana ·ð Wata szklana ·ð WeÅ‚na żużlowa lub mineralna ·ð WeÅ‚na bazaltowa MateriaÅ‚y sypkie Ze wzglÄ™du na pochodzenia można podzielić je na dwie grupy: organiczne i nieorganiczne. Rodzaje mas izolacyjnych: ·ð Masa izolacyjna okrzemkowa NT niskotemperaturowa jest mieszaninÄ… ziemi okrzemkowej, glinki szamotowej oraz sierÅ›ci zwierzÄ™cej ·ð Masa izolacyjna WT wysokotemperaturowa ekstra jest mieszaninÄ… ziemi okrzemkowej i drobnych włókien azbestu. ·ð Masa izolacyjna krzemionkowa jest mieszaninÄ… ziemi krzemionkowej, glinki szamotowej i włókien pochodzenia organicznego lub nieorganicznego Ceramiczne wyroby izolacyjne : Cegly, PÅ‚yty, Otuliny Lekkie betony izolacyjne: Pianobetony, gazobetony Specjalne materiaÅ‚y izolacyjne : ·ð Folia aluminiowa ·ð Filce azbestowe ·ð Wulkanit ·ð MÄ…czka magnezowo-azbestowa ·ð Pianki poliuretanowe Przygotowanie sieci do uruchomienia 1. Przygotowanie sieci i urzÄ…dzeÅ„ do uruchomienia Przed przystÄ…pieniem do uruchomienia sieci i urzÄ…dzeÅ„ należy dokonać odbioru technicznego, zgodnie z dokumentacjÄ… i obowiÄ…zujÄ…cymi przepisami. Stwierdzenie gotowoÅ›ci do uruchomienia musi być poprzedzone sprawdzeniem stanu technicznego urzÄ…dzeÅ„ , przy czym szczególnÄ… uwagÄ™ należy zwrócić na: ·ð PrawidÅ‚owe zamocowanie armatury sterujÄ…cej i odcinajÄ…cej ·ð PrawidÅ‚owe zamontowanie kompensatorów wydÅ‚użeÅ„ ·ð PrawidÅ‚owy dobór i montaż aparatury pomiarowej oraz sterujÄ…cej ·ð DziaÅ‚anie urzÄ…dzeÅ„ pomocniczych ·ð UsuniÄ™cie ewentualnych zaÅ›lepek z uruchamianego odcinka sieci cieplnej ·ð Stan i dziaÅ‚anie komór oraz pomieszczeÅ„, w których zainstalowano obsÅ‚ugiwane urzÄ…dzenia ·ð DziaÅ‚anie oÅ›wietlenia i wentylacji w kanaÅ‚ach przechodnich Odpowiedzialny za uruchomienie jest dyspozytor sieci. 2. Uruchamianie BezpoÅ›rednio przed rozpoczÄ™ciem uruchamiania sieci należy sprawdzić stan armatury. MuszÄ… być speÅ‚nione warunki: ·ð Zasuwy i zawory na odgaÅ‚Ä™zieniach i w wÄ™zÅ‚ach cieplnych do odbiorców zamkniÄ™te ·ð W sieci parowej zawory odwodnieÅ„ rozruchowych otwarte ·ð W sieci parowej zawory odwodnieÅ„ ciÄ…gÅ‚ych - zamkniÄ™te ·ð Studzienki opróżnione z wody Etapy uruchamiania sieci : ·ð NapeÅ‚nianie wodÄ… ·ð PÅ‚ukanie sieci ·ð Próby ciÅ›nieniowe i szczelnoÅ›ci ·ð uruchomienie sieci NapeÅ‚nianie : Sieć magistralnÄ… należy napeÅ‚niać etapowo, odcinkami wydzielonymi przez zawory odcinajÄ…ce. W czasie napeÅ‚niania otwarte zawory odpowietrzajÄ…ce, które zamyka siÄ™ po rozpoczÄ™ciu wypÅ‚ywu ciÄ…gÅ‚ego strumienia wody. W zimie napeÅ‚nia siÄ™ ciepÅ‚a wodÄ…. PÅ‚ukanie: Polega na wypuszczeniu wody z pÅ‚ukanego odcinka. Wskazane jest, aby w czasie pÅ‚ukania zmieniać kierunek przepÅ‚ywu wody. Czas jednego pÅ‚ukania powinien być równy min. 10 razy wiÄ™cej niż czas jednego przetÅ‚oczenia wody przez sieć (tzn. chyba że 10 razy ma przepÅ‚ukać). PÅ‚ukanie jest skoÅ„czone gdy: ·ð w odmulaczach nie ma zanieczyszczeÅ„ ·ð woda spuszczona z sieci wykazuje Å›lady zanieczyszczeÅ„ ·ð spadek ciÅ›nienia zwiÄ…zany z oporem przepÅ‚ywu sieci jest zgodny z wymaganiem ·ð armatura odcinajÄ…ca zamyka siÄ™ szczelnie Próby ciÅ›nieniowe i szczelnoÅ›ci: MajÄ… na celu okreÅ›lenie wytrzymaÅ‚oÅ›ci i szczelnoÅ›ci sieci. Próba pozytywna gdy nie ma ciÄ…gÅ‚ych przecieków, ilość wody uzupeÅ‚niajÄ…cej nie przekracza 0,2% godzinowego strumienia wody a po podÅ‚Ä…czeniu odbiorców do 0,8%. Uruchomienie sieci: ma na celu stopniowe podgrzewanie cieci i noÅ›nika o odpowiednich parametrów. Wodna stopniowe nagrzewanie Parowa intensywna kondensacja otwarte zawory urzÄ…dzeÅ„ odwadniajÄ…cych W czasie uruchamiania sieci należy prowadzić szczegółowe oglÄ™dziny zewnÄ™trzne: ·ð pracÄ™ kompensatorów wydÅ‚użeÅ„ ·ð szczelność poÅ‚Ä…czeÅ„ koÅ‚nierzowych ·ð pracÄ™ odwadniaczy ·ð prawidÅ‚owość wskazaÅ„ aparatury pomiarowej ObsÅ‚uga sieci podczas eksploatacji CzynnoÅ›ci zwiÄ…zane z obsÅ‚ugÄ… sieci podczas jej eksploatacji polegajÄ… głównie na utrzymaniu i kontroli wymaganych parametrów pracy, a ponadto na kontroli stanu technicznego sieci i na pomocniczych. Do podstawowych obowiÄ…zków personelu sprawdzajÄ…cego stan techniczny należy kontrola: ·ð poÅ‚Ä…czeÅ„ koÅ‚nierzowych ·ð pracy kompensatorów wydÅ‚użeÅ„ ·ð stanu izolacji cieplnej i antykorozyjnej Ubytki wody w sieci należy napeÅ‚niać wodÄ… odgazowanÄ… i zmieszonÄ…. Do podstawowych zadaÅ„ zwiÄ…zanych z obsÅ‚ugÄ… wÄ™złów cieplnych należy: ·ð regulacja strumieni przepÅ‚ywu ·ð regulacja paremtórw nsnika ciepÅ‚a ·ð uruchamianie i zatrzymywanie urzÄ…dzeÅ„ i wÄ™zÅ‚a ·ð sprawdzanie stanu technicznego i konserwacja urzÄ…dzeÅ„ ·ð konserwacja izolacji ·ð sprawdzanie dzialania przyrzÄ…dów pomiarowych i aparatury sterujÄ…cej WyÅ‚Ä…czenie urzÄ…dzeÅ„ i sieci Może być planowane lub awaryjne., caÅ‚ej sieci lub odcinka. Po zasuniÄ™ciu zasuwy trzeba zabezpieczyć jÄ… przed otwarciem. Konserwacja w czasie postoju Ma na celu utrzymanie należytego stanu technicznego i urzÄ…dzeÅ„ pomocniczych. Polega na konserwacji armatury, korpusów zaworów, dÅ‚awików, napÄ™dów. W okresie postoju przeprowadza siÄ™ próby ciÅ›nieniowe (pierwsza po 10 latach, druga po 7, nastÄ™pne co 5 lat) Kontrola kanałów i studzienek Stany awaryjne urzÄ…dzeÅ„: ·ð pÄ™kniÄ™cie przewodu ·ð pÄ™kniÄ™cie armatury ·ð uszkodzenie kompensatorów dÅ‚awicowych ·ð uszkodzeni podpory ·ð zapadanie kanałów ·ð ubytki wody ·ð zbyt duży wzrost ciÅ›nienia ·ð zapowietrzeni sieci ·ð odparowanie wody w instalacji u odbiorcy StrumieÅ„ przepÅ‚ywu reguluje siÄ™ ze wzglÄ™du na zapotrzebowanie ciepÅ‚a różne w czasie. Regulacja może odbywać siÄ™: ·ð w zródle ciepÅ‚a gdy siec zasila obornik o jednakowych parametrach i zużyciu ciepÅ‚a ( np. tylko C.O.) ·ð u odbiorców gdy odbiory ciepÅ‚a sÄ… różne i zmienne w czasie 3.8. Użytkowania energii w budownictwie zagadnienia prawne Jednostka sektora publicznego stosuje co najmniej dwa ze Å›rodków poprawy efektywnoÅ›ci energetycznej: 1) umowÄ™, której przedmiotem jest realizacja i finansowanie przedsiÄ™wziÄ™cia sÅ‚użącego poprawie efektywnoÅ›ci energetycznej; 2) nabycie nowego urzÄ…dzenia, instalacji lub pojazdu,charakteryzujÄ…cych siÄ™ niskim zużyciem energii oraz niskimi kosztami eksploatacji; 3) wymiana eksploatowanego urzÄ…dzenia, instalacji lub pojazdu na urzÄ…dzenie, instalacjÄ™ lub pojazd, o których mowa w pkt 2, albo ich modernizacja; 4) nabycie lub wynajÄ™cie efektywnych energetycznie budynków lub ich części albo przebudowa lub remont użytkowanych budynków, w tym realizacja przedsiÄ™wziÄ™cia termomodernizacyjnego; 5) sporzÄ…dzenie audytu energetycznego budynku o powierzchni użytkowej powyżej 500 m2, których jednostka sektora publicznego jest wÅ‚aÅ›cicielem lub zarzÄ…dcÄ…. UbiegajÄ…c siÄ™ o prawo do budowy budynku wiÄ™kszego niż dom jednorodzinny, trzeba bÄ™dzie udowodnić, że jego ogrzewanie bÄ™dzie energetycznie efektywne. W ustawie o efektywnoÅ›ci energetycznej zapisano wprowadzenie reguÅ‚y "efektywnoÅ›ciowej" w stosunku do nowych obiektów o zapotrzebowaniu ciepÅ‚a powyżej 50 kW (obiekty wiÄ™ksze od standardowych domków jednorodzinnych) wybudowanie wÅ‚asnego odnawialnego zródÅ‚a energii lub wÅ‚asnej instalacji kogeneracji, ewentualnie wykorzystanie do ogrzewania budynku ciepÅ‚a odpadowego z instalacji przemysÅ‚owych. sieci ciepÅ‚owniczej, która jest zasilana w 75 proc. energiÄ… z OZE, kogeneracji lub z ciepÅ‚a odpadowego, to musi siÄ™ do takiej sieci przyÅ‚Ä…czyć. Chyba, że przedstawi audyt energetyczny, z którego bÄ™dzie wynikaÅ‚o, że proponowane przez niego dowolnie wybrane rozwiÄ…zanie jest bardziej korzystne i efektywne energetycznie. WÅ‚aÅ›ciciel bÄ™dzie wiÄ™c miaÅ‚ różne możliwoÅ›ci ogrzania budynku, muszÄ… być one jednak energetycznie efektywne. Dyrektywa 2006/32/We Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 05.04.2006w sprawie efektywnoÅ›ci koÅ„cowego wykorzystania energii i usÅ‚ugenergetycznychnaÅ‚ożyÅ‚a na PolskÄ™ obowiÄ…zek ograniczenia zużycia energii finalnej przezodbiorców koÅ„cowych o 9 % w latach 2008-2016.W Polsce podstawowym instrumentem wdrażania tej dyrektywy jest Ustawao efektywnoÅ›cienergetycznej, która wprowadza jako mechanizm wsparciasystem tzw. biaÅ‚ych certyfikatów potwierdzajÄ…cych przeprowadzenie przedsiÄ™wzięć pro-oszczÄ™dnoÅ›ciowych i skutkujÄ…cych okreÅ›lonÄ… iloÅ›ciÄ…zaoszczÄ™dzonej energii. - Wsparciem dla wielorodzinnego budownictwa socjalnego i komunalnego. - Warunek - sezonowe zapotrzebowanie na ciepÅ‚o do ogrzewania budynków co najmniej o 15% mniejsze od wartoÅ›ci wymaganych przez przepisy techniczno-budowlane. - TBS i spółdzielnie mieszkaniowe. - Preferencyjne kredyty dÅ‚ugoterminowe. Premia remontowa i kompensacyjna. Premia remontowa na remont starych budynków wielorodzinnych wybudowanych przed 14.08.1961 r. Dofinansowanie pokryje do 20% kwoty kredytu, (max. 15% wszystkich kosztów inwestycji). Tylko raz na spÅ‚atÄ™ kredytu udzielonego na realizacjÄ™ przedsiÄ™wziÄ™cia remontowego. Bank Gospodarstwa Krajowego (BGK). Premie kompensacyjne sÅ‚użą wspieraniu przedsiÄ™wzięć termomodernizacyjnych i remontowych. SÄ… one dodatkowym wsparciem dla wÅ‚aÅ›cicieli budynków mieszkalnych objÄ™tych w przeszÅ‚oÅ›ci czynszem regulowanym, czyli np. starych kamienic. W pierwszym półroczu 2009 r. ani jedna premia kompensacyjna. Nowelizacja osoba bÄ™dzie mogÅ‚a sfinansować remont z dowolnych Å›rodków finansowych EPBD (the Energy Performance of Buildings Directive) - dyrektywa 2002/91/WE, dotyczÄ…ca charakterystyki i efektywnoÅ›ci wykorzystania energii na ogrzewanie oraz klimatyzacjÄ™ budynków. Podstawowym instrumentem dyrektywy EPBD, majÄ…cym na celu promocjÄ™ budownictwa efektywnego energetycznie, sÄ… certyfikaty energetyczne budynków. - zużycie energii przez budynek. Dla nowo-wybudowanych budynków i mieszkaÅ„ oraz budynków wczeÅ›niej wybudowanych, wprowadzanych do obrotu (sprzedawanych lub wynajmowanych). DziÄ™ki informacjom zawartym w Å›wiadectwie wÅ‚aÅ›ciciel, najemca, użytkownik może orientacyjnie okreÅ›lić roczne zapotrzebowanie na energiÄ™, a tym samym koszty ogrzewania budynku. ustawÄ™ Prawo budowlane. UbiegajÄ…cy siÄ™ o pozwolenie na budowÄ™ obiektu (powyżej 50 kW) bÄ™dzie musiaÅ‚: - zaproponować wybudowanie wÅ‚asnego odnawialnego zródÅ‚a energii - lub wÅ‚asnej instalacji kogeneracji - lub wykorzystać do ogrzewania budynku ciepÅ‚a odpadowego z instalacji przemysÅ‚owych JeÅ›li nie chce takich rozwiÄ…zaÅ„, a jest w zasiÄ™gu sieci ciepÅ‚owniczej, która jest zasilana w 75 proc. energiÄ… z OZE, kogeneracji lub z ciepÅ‚a odpadowego, to musi siÄ™ do takiej sieci przyÅ‚Ä…czyć. Chyba, że przedstawi audyt energetyczny, że proponowane przez niego dowolnie wybrane rozwiÄ…zanie jest bardziej korzystne i efektywne energetycznie. 3.9. Budownictwo niskoenergetyczne i pasywne Budynek niskoenergetyczny Obiekt, który cechuje niższe niż w przypadku tradycyjnego budownictwa zapotrzebowanie na ciepÅ‚o. Nazywany jest też domem energooszczÄ™dnym. Zapotrzebowanie na ciepÅ‚o dla domu niskoenergetycznego ksztaÅ‚tuje siÄ™ na poziomie od 30 do 60 kWh / (m²" rok). W przypadku budynku tradycyjnego wzniesionego zgodnie z obowiÄ…zujÄ…cymi przepisami wartość ta wynosi od 90 do 120 kWh/ (m²" rok). Dom pasywny potrzebuje poniżej 15 kWh / (m²" rok). Charakterystyka budynków niskoenergetycznych ·ð Obiekty wznoszone w standardzie domu niskoenergetycznego majÄ… dobrÄ… izolacjÄ™ przegród zewnÄ™trznych i okna o niskim współczynniku przenikania ciepÅ‚a. SzczególnÄ… uwagÄ™ poÅ›wiÄ™ca siÄ™ miejscom, w których na skutek przerwania ciÄ…gÅ‚oÅ›ci izolacji cieplnej mogÄ… tworzyć siÄ™ tzw. mostki termiczne. Nie stosuje siÄ™ w nich okien poÅ‚aciowych. ·ð Stosunek powierzchni przegród zewnÄ™trznych do kubatury budynku jest z reguÅ‚y niższy niż w tradycyjnych obiektach. ·ð Pomieszczenia sÄ… tak usytuowane, by można byÅ‚o korzystać z energii sÅ‚onecznej do ich dogrzewania i oÅ›wietlania (tzw. ogrzewanie pasywne). ·ð Stosuje siÄ™ wyÅ‚Ä…cznie wentylacjÄ™ mechanicznÄ… z rekuperacjÄ…, aby wykorzystywać ciepÅ‚o zawarte w powietrzu usuwanym na zewnÄ…trz jako urzÄ…dzenie dodatkowe stosuje siÄ™ gruntowÄ… czerpniÄ™ powietrza. Technologie wykorzystywane w budynkach niskoenergetycznych Aby obniżyć zużycie energii, w domach niskoenergetycznych, podobnie jak w domach pasywnych, powszechnie stosuje siÄ™ kolektory sÅ‚oneczne, pompy ciepÅ‚a, rekuperatory czy gruntowe wymienniki ciepÅ‚a sÅ‚użące do pozyskiwania energii termalnej ze zródeÅ‚ odnawialnych nie zapominajÄ…c o buforach (akumulatorach) ciepÅ‚a. Budynek pasywny Standard wznoszenia obiektów budowlanych, który wyróżniajÄ… bardzo dobre parametry izolacyjne przegród zewnÄ™trznych oraz zastosowanie szeregu rozwiÄ…zaÅ„, majÄ…cych na celu zminimalizowanie zużycia energii w trakcie eksploatacji. Praktyka pokazuje, że zapotrzebowanie na energiÄ™ w takich obiektach jest oÅ›miokrotnie mniejsze niż w tradycyjnych budynkach wznoszonych wedÅ‚ug obowiÄ…zujÄ…cych norm (zapotrzebowanie energetyczne w budynkach pasywnych wynosi poniżej 15 kWh/(m²·rok), W domach pasywnych redukcja zapotrzebowania na ciepÅ‚o jest tak duża, że nie stosuje siÄ™ w nich tradycyjnego systemu grzewczego, a jedynie dogrzewanie powietrza wentylacyjnego. Do zbilansowania zapotrzebowania na ciepÅ‚o wykorzystuje siÄ™ również promieniowanie sÅ‚oneczne, odzysk ciepÅ‚a z wentylacji (rekuperacja), a także zyski cieplne pochodzÄ…ce od wewnÄ™trznych zródeÅ‚, takich jak urzÄ…dzenia elektryczne i mieszkaÅ„cy. Idea domów pasywnych nie jest opatentowana, zastrzeżona ani nie podlega innym formom ochrony prawnej. Możliwe jest wznoszenie domów pasywnych w różnych technologiach budowlanych. Dom pasywny wyróżnia bardzo niskie zapotrzebowanie na energiÄ™ do ogrzewania poniżej 15 kWh/(m²·rok). Oznacza to, że w ciÄ…gu sezonu grzewczego do ogrzania jednego metra kwadratowego mieszkania potrzeba 15 kWh, co odpowiada spaleniu 1,5 l oleju opaÅ‚owego, bÄ…dz 1,7 mÅ‚ gazu ziemnego, czy też 2,3 kg wÄ™gla. IstotÄ… budownictwa pasywnego jest maksymalizacja zysków energetycznych i ograniczenie strat ciepÅ‚a. Aby to osiÄ…gnąć wszystkie przegrody zewnÄ™trzne posiadajÄ… niski współczynnik przenikania ciepÅ‚a. Ponadto zewnÄ™trzna powÅ‚oka budynku jest nieprzepuszczalna dla powietrza. Podobnie stolarka okienna wykazuje mniejsze straty cieplne niż rozwiÄ…zania stosowane standardowo. Z kolei system nawiewno-wywiewnej wentylacji zmniejsza o 75-90% straty ciepÅ‚a zwiÄ…zane z wentylacjÄ… budynku. RozwiÄ…zaniem czÄ™sto stosowanym w domach pasywnych jest gruntowy wymiennik ciepÅ‚a. W okresie zimowym Å›wieże powietrze po przefiltrowaniu przechodzi przez to urzÄ…dzenie, gdzie jest wstÄ™pnie ogrzewane. NastÄ™pnie powietrze dostaje siÄ™ do rekuperatora, w którym zostaje podgrzane ciepÅ‚em pochodzÄ…cym z powietrza wywiewanego z budynku. Charakterystyczny dla standardu budownictwa pasywnego jest fakt, że w przeważajÄ…cej części zapotrzebowanie na ciepÅ‚o zostaje zaspokojone dziÄ™ki zyskom cieplnym z promieniowania sÅ‚onecznego oraz ciepÅ‚u oddawanemu przez urzÄ…dzenia i przebywajÄ…cych w budynku ludzi. Jedynie w okresach szczególnie niskich temperatur stosuje siÄ™ dogrzewanie powietrza nawiewanego do pomieszczeÅ„. Obecnie koszt budowy domu pasywnego w Polsce to 8 do 15 procent (a nawet do 35%) wiÄ™cej w stosunku do budowy standardowej. W Niemczech koszty dodatkowe wynoszÄ… jedynie 3-8 procent. 3.10. Zasady bilansowania cieplnego pomieszczeÅ„ W celu utrzymania temperatury w pomieszczeniu na zaÅ‚ożonym poziomie nadwyżka strat nad zyskami musi być kompensowana ciepÅ‚em dostarczanym przez instalacjÄ™ ogrzewania. W bilansie cieplnym pomieszczenia uwzglÄ™dnia siÄ™: - straty ciepÅ‚a zwiÄ…zane z jego przenikaniem przez obudowÄ™ i wentylacjÄ… pomieszczeÅ„, - zyski ciepÅ‚a od docierajÄ…cego do pomieszczenia promieniowania sÅ‚onecznego i wewnÄ™trzne od ludzi i wyposażenia. UdziaÅ‚y ww. skÅ‚adników w bilansie cieplnym budynku zależą od: - jego lokalizacji i usytuowania wzglÄ™dem kierunków geograficznych i sÄ…siedniej zabudowy, - wielkoÅ›ci i ksztaÅ‚tu bryÅ‚y budynku, - iloÅ›ci i rozmieszczenia okien i innych elementów przezroczystych w przegrodach zewnÄ™trznych, - izolacyjnoÅ›ci cieplnej obudowy, - przepuszczalnoÅ›ci promieniowania sÅ‚onecznego części przezroczystych obudowy, - intensywnoÅ›ci i sposobu wentylacji pomieszczeÅ„, - czÄ™stoÅ›ci i sposobu eksploatacji pomieszczeÅ„. W budynkach z nieszczelnÄ… obudowÄ…, powodujÄ…cÄ… nadmiernÄ… infiltracjÄ™, najwiÄ™ksze straty ciepÅ‚a sÄ… zwiÄ…zane z nadmiernÄ… wymianÄ… powietrza w pomieszczeniach. W wiÄ™kszoÅ›ci istniejÄ…cych budynków mieszkalnych z wentylacjÄ… naturalnÄ… jej intensywność w znacznym stopniu jest ksztaÅ‚towana przez użytkowników, którzy jÄ… ograniczajÄ… w okresie najniższych temperatur w celu zmniejszenia napÅ‚ywu mroznego powietrza i oszczÄ™dzania ciepÅ‚a. W jednorodzinnym budynku mieszkalnym o powierzchni użytkowej 250 m2 i wartoÅ›ci wskaznika sezonowego zapotrzebowania na ciepÅ‚o okoÅ‚o 140 kWh/m2a, przy przyjÄ™ciu najwyższych dopuszczanych wartoÅ›ci, zgodnie z obowiÄ…zujÄ…cymi przepisami, współczynników przenikania ciepÅ‚a w odniesieniu do Å›cian, stropów i okien, udziaÅ‚y ww. skÅ‚adników bilansu cieplnego ksztaÅ‚tujÄ… siÄ™ na zbliżonym poziomie.NajwiÄ™ksze straty ciepÅ‚a powstajÄ… w wyniku jego przenikania przez Å›ciany i stropy. We współczeÅ›nie wznoszonych budynkach mieszkalnych przegrody na ogół charakteryzujÄ… siÄ™ lepszymi niż wymagane wartoÅ›ciami współczynnika ciepÅ‚a, zwÅ‚aszcza okna. WartoÅ›ci skÅ‚adników bilansu cieplnego w budynku o wartoÅ›ci wskaznika sezonowego zapotrzebowania na ciepÅ‚o okoÅ‚o 100 kWh/m2a. W wielorodzinnych budynkach mieszkalnych zwykle wiÄ™kszy jest udziaÅ‚ procentowy strat ciepÅ‚a na wentylacjÄ™ pomieszczeÅ„. Podobnie jest w przypadku jednorodzinnego budynku, charakteryzujÄ…cego siÄ™ sezonowym zapotrzebowaniem na ciepÅ‚o do ogrzewania na poziomie o okoÅ‚o 25% niższym niż okreÅ›lony w aktualnych przepisach budowlanych, który osiÄ…gniÄ™to przez zastosowanie grubszej warstwy izolacji cieplnej i energooszczÄ™dnych okien, przy zwiÄ™kszonych lecz akceptowanych przez przeciÄ™tnie zamożnych inwestorów kosztach. Dalsze obniżenie wskaznika sezonowego zapotrzebowania na ciepÅ‚o do ogrzewania pomieszczeÅ„ wymaga ograniczenia wentylacyjnych strat ciepÅ‚a. Stosuje siÄ™ w tym celu wstÄ™pne podgrzanie dostarczanego powietrza w wymienniku gruntowym oraz odzysk ciepÅ‚a z usuwanego powietrza w rekuperatorze. Zyski ciepÅ‚a - w pomieszczeniu to suma wszystkich energii generowanych w pomieszczeniu oraz energii, które sÄ… do niego dostarczane. Zyski ciepÅ‚a można podzielić na: Zyski z zewnÄ…trz to przenikanie ciepÅ‚a z otoczenia przez przegrody budowlane takie jak okna, drzwi Å›ciany. Zyski ciepÅ‚a wynikajÄ… bezpoÅ›rednio lub poÅ›rednio z promieniowania sÅ‚onecznego. Dzielimy je na zyski przez przegrody przezroczyste (okna) jak i nieprzezroczyste (Å›ciany). Przy obliczaniu zysków od nasÅ‚onecznienia, lokalizacja pomieszczenia wzglÄ™dem stron Å›wiata ma duże znaczenie. Zyski ciepÅ‚a przez Å›ciany w dużej mierze zależą również od jej izolacyjnoÅ›ci. Zyski wewnÄ™trzne sÄ… generowane w pomieszczeniu. PrzykÅ‚adem może być tu ciepÅ‚o wydzielane przez ksero, komputery czyoÅ›wietlenie. Zyski te dzielimy m.in. na zyski od oÅ›wietlenia i sprzÄ™tu komputerowego. Zyski od powietrza wentylacyjnego jest to ciepÅ‚o doprowadzone wraz z ciepÅ‚ym powietrzem atmosferycznym (w lecie). Zyski od ludzi to ciepÅ‚o, caÅ‚kowicie oddawane przez każdÄ… osobÄ™ znajdujÄ…cÄ… siÄ™ w pomieszczeniu. PrzeciÄ™tny czÅ‚owiek pracujÄ…cy w biurze generuje 100 W mocy cieplnej. Straty ciepÅ‚a czyli utraty energii można podzielić w zależnoÅ›ci od kierunku jego ucieczki . Straty przez przegrody nieprzezroczyste jest to ucieczka ciepÅ‚a poprzez Å›ciany. Skala tego zjawiska jest wprost proporcjonalna do różnicy temperatur przed i za Å›cianÄ…, ma na niÄ… wpÅ‚yw także izolacyjnoÅ›ci Å›ciany. Straty przez przegrody przezroczyste to ucieczka ciepÅ‚a przez okna. WyglÄ…da to tak jak w przykÅ‚adzie opisanym powyżej, lecz należy pamiÄ™tać, że okna majÄ… 10-krotnie mniejszy współczynnik izolacyjnoÅ›ci, tak wiÄ™c ucieczka ciepÅ‚a jest dużo wiÄ™ksza. Straty przez podÅ‚ogi oraz stropy jest to ucieczka ciepÅ‚a np. do piwnicy lub stropodachu/dachu ze wzglÄ™du na niższe temperatury w tych pomieszczeniach. Straty na podgrzanie powietrza wentylacyjnego jest to ilość ciepÅ‚a jakÄ… musimy dostarczyć do podgrzania zimnego powietrza, które wpada do pomieszczenia (szczególnie zimÄ… ).