komfort cieplny - jest to taki stan otoczenia w którym człowiek utrzymuje równowagę cieplną przy minimalnym obciążeniu jego układu termoregulacyjnego (termoregulacja - zmiana temperatury skóry lub wydzielania potu)

- termoregulacja fizyczna tzn. zmiana przekrwienia skóry i zmiana jej temperatury

- termoregulacja chemiczna - zmienia procesy spalania w organizmie sterując produkcję ciepła

- termoregulacja mechaniczna - polega na przekazywaniu przez receptory na powierzchni skóry impulsów do centralnego układu nerwowego gruczołów potowych narządów układu oddechowego mięśni

Dla człowieka obowiązuje bilans cieplny

Q_M = Q+N

Q_M - strumień ciepła wytwarzany w kierunku czynności metabolicznych (przemiany materii)

Q - ciepło wew. wytwarzane w ciele człowieka

N - moc mechaniczna

η - współczynnik sprawności ruchowej

Q = Q_M (1 - η )

η =0 dla snu, siedzenia, i chodzenia po terenie równym

η = 0,2 dla chodzenia po terenie pochyłym

Ilość ciepła oddawana przez człowieka ubranego w zwykłą odzież przebywającego w nieruchomym powietrzu i nie wykonującego czynności wymagających wysiłku fizycznego w zależności od temperatury powietrza.

Całkowita ilość ciepła wytwarzanego przez człowieka zależy od wykonywanej czynności i jest wyrażona w jednostkach ISO (met)

Aktywność ruchowa 1met = ilość ciepła 58 (W/m²)

• stanie i zajęcia lekki 1,4 met

• praca w laboratorium i przemysł lekki 1,6met

• umiarkowana praca np. czynności domowe 2,0met

4.Zakres parametrów komfortu cieplnego dla pomieszczeń

Najwięcej rozważań dotyczących pomieszczeń w których przebywają ludzie nie wykonujący pracy fizycznej i ubrani w lekką odzież

W naszym klimacie, dla takich pomieszczeń parametry to:

Zimą Latem

t_i = 20 - 22° t_i = 24 - 26°

φ =30 - 50 % φ =45 - 60 %

w = 0,2 -0,3 m/s w = 0,2 -0,3 m/s

5. Skala oceny komfortu cieplnego

8.Charakterystyka temperatur

1. grupa temperatur średnich

2. grupa temperatur ekstremalnych

ad 1)

1. średnia dobowa

dla pomiaru godz.

na stacjach meteorologicznych mierzy się temp. wybrane o 7°°, 19°° i temp. max i min.

2. średnia miesięczna

3. średnia roczna

.

18.Wymagania ochrony cieplnej budynku

budynek i jego wymagania techniczna powinny być tak zaprojektowane aby utrzymać racjonalnie małe zużycia energii cieplnej.

Dla budynku wielorodzinnego (mieszkalnego) i zamieszkania zbiorowego sprawdza się wskaźnik sezonowego zapotrzebowania ciepła.

E (KWh/m³a)

E<E₀

E₀ - graniczny wskaźnik sezonowego zapotrzebowania ciepła zależy od współczynnika kształtu budynku

a/V - współczynnik kształtu budynku

A - łączna powierzchnia przegród obudowy budynku tzn. ścian zew. , okien, stropodachów, stropu nie ogrzewanych piwnic. przegród kontaktujących się z gruntem (m²)

V - kubatura ogrzewanej części budynku

A/V < 0,2 E₀ = 29

0,2< A/V < 0,9 E₀ = 26,6 + 12 A/V

A/V >0,9 E₀= 37,4

Dla budynku mieszkalnego jednorodzinnego obowiązuje albo sprawdzenie wskaźnika E albo przyjęcie przegród zew. spełniających wymagania normy.

U_K < U_{K max}

Dla budynków użyteczności publicznej oraz budynków produkcyjnych obowiązuje sprawdzenie izolacyjności cieplnej przegród.

U_K < U_{K max}

LD(m) - długość miesiąca w dniach

SD(m) - stopniodni miesięczne = LD(m) (t_i - t_{e (m)} )

Q_{z (m)} =0,024UASD(m) (KWh/m-c)

Q_{sw śr} -średnie zyski ciepła promieniowania

Q_{sw śr} = a_sA_oiTR_iz_iJ_ci

z_i -współczynnik zaciemnienia danej elewacji

TR- transmisyjność i-tego okna

J_ci- średnie natężenie całkowitego promieniowania słonecznego na płaszczyznę o orientacji

i-tej

Sumując zyski po czasie sezonu grzewczego uzyskujemy łączne zyski ciepła od promieniowania słonecznego

Q_sw = a_sA_oiTR_iz_iS_i

S_i - suma promieniowania całkowitego na płaszczyznę o orientacji i-tej w całym sezonie grzewczym (kWh/m²a )

a_s*z_i = 0,6

Q_sw = 0,6A_oiTR_iS_i

W obliczeniach technicznych dla zobrazowania strat ciepła, zysków ciepła przez okna można wprowadzić współczynnik ekwiwalentny okna

U_ego=U_o -S_FTR

U_o- przenikanie, straty ciepła

S_FTR- zyski ciepła

S_F- współczynnik odzysku ciepła od nasłonecznienia zależy od orientacji okna

2,4 W/m²K południe S

S_F 1,65 wschód-zachód EW

0,95 północ N

U_ego < 0

okno staje się kolektorem energii słonecznej (zyski są większe od strat )

25. Obliczanie sezonowego zapotrzebowania ciepła według przepisów niemieckich

Q_h = 0,9(Q_T +Q_V) - (Q_i+Q_SW)

Q_T- całkowite straty ciepła przez przenikanie przegród obudowy budynku

Q_V - sezonowe zapotrzebowanie ciepła na ogrzanie powietrza wentylowanego

Q_i - wew. zyski ciepła

Q_SW - słoneczne zyski ciepła

Q_T = 0.024 U_B ASD

U_B -średni współ. przenikania ciepła budynku

A - całkowita powierzchnia obudowy budynku

Q_V = n_LV_Lρ_LC_LSD24/3600 [kWh/a]

n_L - krotność wymian powietrza wentylowanego = 0.8

V_L -kubatura ogrzewana

ρ_{L ,} C_c - własności powietrza(gęstość, ciepło właściwe)

Q_SW=0,46S_iTRA_o [kWh /a]

S_i -całkowite napromieniowanie 1m²pow.o danej orientacji

TR -współ. transmisyjności

27.Standardy energetyczne budynku

Dom nisko - energetyczny - w swoim całym cyklu `życia' zużywa relatywnie mało energii. Energia ta jest potrzebna do pozyskiwania surowców i materiałów wyprodukowania wyrobów dostarczanie ich na plac budowy , do budowy i wyposażenia , do wieloletniej eksploatacji a także do likwidacji domu po jego całkowitym wyeksploatowaniu.

E < E₀

E= Q_h /V

E< E₀ dom standardowy

E< 0,7 E₀ dom o racjonalnej charakterystyce termoenergetycznej

E<0,5 E₀ dom superizolowany

E< 0,4 E₀ dom helioaktywny (pozyskujący energię słoneczną w sposób bierny i aktywny

za pomocą kolektorów słonecznych)

34. Instalacje ogrzewań

A. W zależności od położenia źródła ciepła względem ogrzewanego pomieszczenia :

• instalacje miejscowe

• kominki

• piece

• ogrzewanie akumulatorowe

• instalacje centralne - źródło ciepła w budynku ogrzewanym

• instalacje z- dala czynnych - źródło ciepła poza budynkiem

B. W zależności od zastosowanego paliwa:

• ogrzewanie z kotłami na paliwo:

• stałe

• gazowe

• ciekłe(olej)

• z kotłami elektrycznymi

C. W zależności od zastosowanego nośnika ciepła

• instalacje wodne tzn. nośnikiem jest woda o określonej temperaturze

• instalacje parowe

• instalacje powietrzne

D. W zależności od sposobu przekazywania ciepła do pomieszczenia

• ogrzewanie konwekcyjne

• ogrzewanie promieniowe

37. Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych niskotemperaturowych

Wzrost objętości wody w instalacji

• w układach otwartych przedostaje się do otwartego naczynia w zbiorczego

• w układzie zamkniętym przedostaje się do zamkniętego naczynia w zbiorczego

przyjęcie nadmiaru objętości wody

na wskutek wzrostu wody w źródle

element napowietrzania w otwartych naczyniach w zbiorczych - funkcja centralne odpowietrzanie układu.

Umieszczenia naczynia w zbiorczego ponad najwyżej położonym punktem obiegu wody (rozdział dolny)

d_{min Rw, RB, RP} = 25 mm

d _{RB, Pomin} = 15mm

H 0,3m - pompa na przewodzie zasilającym

H0,7 Hpm - pompa na przewodzie powrotnym

Hp - wysokość podnoszenia pompy

38. Objętość użyteczna naczynia w zbiorczego otwartego

V_ONW =Vρ₁ Δv(dm³)

- przekrój prostokątny, kołowy

V -pojemność wody w zbiorniku

V = V_k+V_G+V_R(m³)

V_K -część wodna kotła

V_G -pojemność grzejników

V_R -pojemność rur

ρ₁ - gęstość wody instalacyjnej w temp początkowej (kg/m³) t₁=10°C

Δv - przyrost objętości wody instalacyjnej przy jej podgrzaniu od temp. t₁ do temp. średniej

t_m

39. Przewody i izolacje cieplne

PRZEWODY(stosowane materiały)

• stal

• miedź

• tworzywa sztuczne

• polietylen(PEX)

• polipropylen(PP)

• polibutylen(PB)

• chlorowany polichlorek winylu(PVC-C)

PRZEWODY STALOWE

- zalety

• niska cena

• mała rozszerzalność liniowa

• odporność na niskie i wysokie temp.

• duży zakres średnic

-wady

• podatność na korozje

• pracochłonne łączenie

• możliwość zarastania przewodów

łączenie przewodów

• połączenia spawane

• gwintowane

• kołnierzowe

PRZEWODY MIEDZIANE

-zalety

• odporność na korozje

• odporność na niskie i wysokie temp.

• brak osadów zmniejszających przekrój rur

• cieńsze ścianki

-wady

• wyższa cena

• większa rozszerzalność liniowa

łączenie przewodów miedzianych

• złączki kielichowe-lutowanie kapilarne

• złączki kielichowe z lutem integralnym

• łączki zaciskowe

PRZEWODY Z TWORZYW SZTUCZNYCH

-zalety

• odporność na korozje

• tłumienie drgań

• mały współczynnik przewodzenia ciepła

• elastyczność

-wady

• wrażliwość na niskie i wysokie temp.

• przepuszczanie tlenu do instalacji

• duży współczynnik rozszerzalności liniowej

• nieodporne na uszkodzenia mechaniczne

• wrażliwe na promieniowanie ultrafioletowe

łączenie przewodów z tworzyw sztucznych

• PEX -połączenia z użyciem tulei zaciskowej

• Klejenie przewodów z PVC-C

• PP -zgrzewany

• polietylen - tylko przez kształtki

Kompensacja naturalna

• długość ramienia elastycznego

K -stała materiałowa zależna od rodzaju rur

d - średnica zewnętrzna przewodu [mm]

Δl - wydłużenie liniowe

Kompensacja naturalna - długość ramienia elastycznego z naciągiem wstępnym

K - stała materiałowa

Kompensacja - kompensatory U - kształtne

A_min - szerokość kompensatora

SA. - odstęp bezpieczeństwa

Δl - wydłużenie liniowe [mm]

SA =150 mm dla rur tworzywowych

Kompensacja - wydłużeń cieplnych - zasady

• graniczna długość przewodu nie wymagająca kompensacji Sm

• umożliwienie każdemu odcinkowi rury rozszerzanie się bez ograniczeń

• niedopuszczanie do działania odkształcenia na zbyt krótkim odcinku

IZOLACJA PRZEWODÓW

Zadaniem techniki izolacyjnej jest zmniejszenie gęstości strumienia ciepła przez zastosowanie pomiędzy ciałami wymieniającymi ciepło warstw

• ograniczenie strat ciepła przewodów

• utrzymanie temp. nośnika ciepła wewnątrz przewodu na wymaganym poziomie

• ograniczenie kondensacji pary wodnej na ściankach rurociągu

• eliminacja szumów i drgań pochodzących od instalacji

Wymagania stawiane izolacjom cieplnym

• efektywność cieplna zależy od właściwości cieplnych izolacji

• stabilność właściwości ocieplanych w czasie

• niska zawartość wilgoci i mała zdolność jej absorpcji z otoczenia

• odporność na szybkie zmiany temperatury

• niezależność właściwości cieplnych od położenia geograficznego

Izolacja przewodów - materiały

• spieniony kauczuk syntetyczny (instalacje grzewcze, sanitarne i klimatyzacyjne)

• polietylen (instalacje ciepłej i zimnej wody)

• lekka pianka poliuretanowa (instalacje ciepłej i zimnej wody oraz do centralnego ogrzewania)

JAK DOBRAĆ ZAWÓR BEZPIECZEŃSTWA?

Dobieramy w oparciu o przepisy dozoru technicznego, wewnętrzna średnica, króćca zaworu bezpieczeństwa nie może być mniejsza niż 15 mm.

Zawór bezpieczeństwa powinien być nastawiony tak, aby ciśnienie początkowe otwarcia zaworu było równe wartości p max dla instalacji, a ciśnienie zamknięcia zaworu stanowiło 80% tej wartości p max czyli ciśnienia otwarcia.

warunki stawiane grzejnikom konwekcyjnym

• efektywność wysoka

• zwarta konstrukcja

• mała pojemność wodna

RODZAJE REGULACJI INSTALACJI C.O

1) REGÓLACJA WSTĘONA - na etapie projektowania instalacji C.O polegająca na wyrównaniu strat ciśnienia w obiegach centralnego ogrzewania z działającym w tych obiegach ciśnieniem czynnym

wytwarzane przez pompę, która jest w obiegu

2) REGULACJA EKSPLOATACYJNA urządzenia centralnego ogrzewania polega na dostosowaniu mocy grzejnika do potrzeb cieplnych przy założeniu utrzymania na zadanym poziomie temperatury w ogrzewanych pomieszczeniach. W sezonie grzewczym mamy do czynienia ze zmianą temperatury czyli potrzeby temperatury są różne.

Wskaźnikiem stopnia niezbędnej zmiany mocy cieplnej jest współczynnik obciążenia cieplnego urządzenia grzewczego

Qx - zapotrzebowanie na moc cieplną eksploatacyjną (w chwili sezonu grzewczego)

Q - obliczanie zapotrzebowania na moc cieplną

W metodzie regulacji eksploatacyjnej zmianę mocy cieplnej grzejnika uzyskuje się poprzez odpowiednią zmianę średniej różnicy temperatury.

w chwili

Jest to najczęściej stosowana w instalacjach C.O regulacja jakościowa polegająca na zmianie parametrów czynnika na zasilaniu i powrocie.

PARAMETRY CZYNNIKA (WODY) W INSTLACJI C.O W DOWOLNEJ CHWILI SEZONU GRZEWCZEGO „X”

41. Wymagania systemu grzewczego

• utrzymanie wymaganej odpowiedniej dla przeznaczenia pomieszczenia czasu jego użytkowania ,charakteru czynności ,rodzaju jego odzieży zgodnej z wymaganiami komfortu , temperatury otoczenia charakteryzującej się określoną równomiernością w przestrzeni i jej ewentualną zmiennością w czasie

• zdolność regulacji (możliwość zmiany temp. odczuwalnej w pewnym przedziale)

• nie pogorszenie jakości powietrza w pomieszczeniu w wyniku działania ogrzewania

• zoptymalizowane koszty inwestycji i eksploatacji przy uwzględnieniu malej uciążliwej dla środowiska naturalnego

Wymagania stawiane nowoczesnym instalacją ogrzewania

• elastyczność i stosunkowo mała bezwładność cieplna (cecha ta pozwala na szybkie dostosowanie się instalacji do aktualnych potrzeb cieplnych i maksymalne wykorzystanie zysków ciepła)

• podwyższona stateczność hydrauliczna polegająca na zapewnieniu dużego udziału oporów w stosunku do całkowitych oporów obiegów

• spełnienie warunku minimalnego oporu hydraulicznego grzejnika

• lub spełnienie kryterium autorytetu zaworu regulacyjnego k_d

wymagania dodatkowe

• hermetyzacja układu

• efektywne wykorzystanie dostarczanej energii cieplnej

• możliwość odbiorów na zużytą energię i z powrotem

OBIEG - układ działek od źródła ciepła do odbiornika i z powrotem

DZIAŁKA - odcinek sieci przewodów o stałej średnicy, przewodzący stały strumień masy czynnika

Dla każdego obiegu przy przepływach nominalnych powinien być spełniony warunek

Z_i -straty miejscowe

Z_e - opory miejscowe

Jednostkowi liniowy spadek ciśnienia wywołany oporami tarcia

straty ciśnienia wywołane oporami miejscowymi na działce

długość równoważna

Łączne straty ciśnienia działki

Ciśnienie czynne grawitacyjne z rozdziałem dolnym

Ciśnienie czynne grawitacyjne z rozdziałem górnym

Ciśnienie czynne w ogrzewaniu podłogowym

Autorytet zaworu - stosunek strat ciśnienia w zaworze całkowicie otwartym (położenie obliczeniowe) do sumy oporów hydraulicznych całego obiegu

W instalacji C.O z termostatycznymi zaworami grzejnikowymi, kryterium stateczności hydraulicznej instalacji pompowej z ręcznymi zaworami grzejnikowymi zostało zastąpione warunkiem odpowietrzenia autorytetu zaworu.

Doboru zaworu termostatycznego dokonuje się na podstawie:

- współczynnika przepływu kv, który jest funkcją strumienia wody grzejnej zasilającej grzejnik i wartości dyspozycyjnej różnicy ciśnień na przyłączu grzejnika

- zakres proporcjonalności

x_p = (x_p = 2K)

42. Etapy wymagania instalacji C.O

1) obliczenie strat ciśnienia wywołane oporami tarcia i stratami miejscowymi na działkach

R =1,5210^-5m^1,96dw^-5,205 [Pa/m]

2)obliczanie strat ciepła dla poszczególnych obiegów

3)określenie ciśnienia grawitacyjnego w obiegach

4)wytypowanie obiegu najbardziej niekorzystnego

5)dla obiegu najbardziej niekorzystnego dobór zaworu termostatycznego wykorzystując kryterium dławienia

6)określenie ciśnienia dyspozycyjnego wytwarzanego przez pompę

7)określenie strat ciśnienia w poszczególnych obiegach

8)określenie nastawy wstępnej

43. Średnia temperatura dla grzejnika

Wskaźnikiem zmiany jest stopień obciążenia urządzenia grzewczego

t_zx, t_px regulacja jednostkowa (eksploatacyjna - w sezonie grzewczym) m=const

W urządzeniach stosowana jest również regulacja ilościowa, w której strumień masy czynnika m
const, ale stała temperatura wody ,na zasilaniu jest stała t_z = const

44. Wodne ogrzewanie podłogowe

ZALETY OGRZEWANIA PODŁOGOWEGO

- oszczędność energii (niższa temp. wody na zasilaniu ogrzewania podłogowego co pozwala na wykorzystanie niskotemperaturowych kotłów ,niekonwekcjonalnych źródeł ciepła-pomp ciepła i energii słonecznej pozyskiwanej w kolektorach a także w przypadku podłączenia budynku do sieci zasilania po stronie elektrociepłowni

t_{2 max} <55°

- spełnienie podwyższonych wymagań komfortu cieplnego polegający na uzyskaniu równomiernego pionowego układu temp. w pomieszczeniu przy zapewnieniu wymaganej temp. odczuwalnej

t_o =(t_i+t_p)/2

t_p -średnia temp. przegród otaczających pomieszczenie

t_i -temp. powietrza

t_p>t_i

-z racji obniżenia temp. w pomieszczeniu można uzyskać oszczędność energii na ogrzewanie rzędu 10%

OGRANICZENIA PRZY STOSOWANIU OGRZEWANIA PODŁOGOWEGO

• konieczność przewidywania ogrzewania już w projekcie budynku wraz z konkretnym przyjęciem konstrukcji podłogi

• brak możliwości zmian powierzchni ogrzewanej w późniejszym czasie

• koszty inwestycji są wyższe niż przy ogrzewaniu konwekcyjnym

• koszty naprawy wyższe

Temp. na powierzchni podłogi podlega ograniczeniu ze względów higienicznych

• pomieszczenia mieszkalne i biurowe

• dla strefy brzegowej w pasach nie szerszych niż 1m pod oknami gdzie można zagęszczać rozstaw rur

• miejsca stałej pracy w pozycji stojącej t_p =26-27°C

gdzie α = 8,92

45. Charakterystyka grzejnika podłogowego zasilanego wodą

Technologia wykonywania grzejnika podłogowego

1. mokra - rury grzejne zalane są w warstwie jastrychu ,który styka się z rurami na całym ich obwodzie

2. sucha - naprężenia wywołane przez wydłużenia rur przenoszone przez beton .W technologii suchej rury są układane w warstwie izolacji cieplnej w płytach ze specjalnie ukształtowanymi prowadnicami .Rury mają możliwość przesuwania się w prowadnicach zamiast zalewania rur jastrychem nad warstwą izolacji z rurami można ułożyć prefabrykowane płyty i po ich zatarciu można układać dowolną wykładzinę

1-konstrukcja ściany

2-tynk

3-wykończenie warstwy podłogi

4-wylewka betonowa

5-izolacja brzegowa

6-rura wielowarstwowa

7-uchwyt do rur

8-izolacja przeciwwilgociowa

9-izolacja termiczna

10-konstrukcja stropu

1. IZOLACJA- powinna być wykonana ze sztywnych płyt

• z wełny mineralnej usztywnionej żywicami

• płyty styropianowe

• płyty spienione poliuretanem

Podstawowym założeniem konstrukcji podłogi jest

dół góra

wynikają z tego założenia minimalnej grubości izolacji

Minimalna grubość izolacji

• dla stropów między kondygnacyjnych

d = 0,003 cm R = 0,75
R- opór warstwy

• dla stropów nad nie ogrzewanymi piwnicami i innymi pomieszczeniami

d = 0,08 cm R = 2,0

• dla podług na gruncie lub stropy z powietrzem zewnętrznym

d = 0,09 cm R = 2,25

Izolacja brzegowa - dookoła pomieszczenia wzdłuż ścian ułożone paski umożliwiające rozszerzalność płyty podłogowej

5-8mm - szerokość

15-18 - wysokość

2. JASTRYCH -jest warstwą wyrównującą temp. na powierzchni podłogi grzejnej i przejmująca obciążenia użytkowe i rozkładającą ją na mniej odporne warstwy izolacji

(grubość warstwy 6,5 cm wraz z rurami nad rurami 4 cm)

Masa powinna mieć konsystencję dwu płynną

Jednorazowo wylana powierzchnia jastrych nie powinna być większa niż 30 m²

3. WYKŁADZINA -

• ceramiczna beton R = 0,002
  

• tworzywo sztuczne R = 0,007
  

• dywanowa(dywan ,parkiet) R = 0,10
  

• gruby dywan(gruby parkiet) R = 0,15
  

R 0,15

Dla 4 standardowych wykładzin przy temperaturze powietrza w pomieszczeniu t_i = 20°C średniej temperaturze czynnika grzejnego

i odstępach rur b = 0,15 m , gęstości strumienia uzyskiwane są w przedziale

q = 140-80

technologia sucha

Rozstaw rur w wężownicy

wyższa temperatura i bardziej wyrównana temperatura - przy większym rozstawie

niższa temperatura - mniejszy rozstaw

b = 0,10,3 m

Q- zapotrzebowanie na moc cieplną [W]

gęstość strumienia zależy od :

• odstępu między rurami

• rodzaju wykładziny

• parametrów wody grzejnej

- temperatury wewnętrznej t_i

• jakości wykonania jastrychu : jego grubości

długość pojedynczego obiegu grzejnego wynika z ograniczenia strat ciśnienia czyste straty

z tego wynikają długości max : l = 80250 m

prędkość przepływu w = 0,20,45 m/s

46. Samoregulacja ogrzewania podłogowego

Jest to zjawisko pożyteczne powoduje natychmiastowe zmniejszenie mocy ogrzewania w przypadku podwyższenia zysków ciepła (podwyższenie temperatury w pomieszczeniu)

Jest on najbardziej pożądany w początkowym skoku temperatury powietrza gdy działanie układu regulacyjnego ogrzewanie podłogowe jest najmniej efektywne z uwagi na dużą bezwładność cieplną grzejników podłogowych.

α

Instalacje podgrzewania podłogowego + ogrzewanie konwekcyjne

1. czynnik temperatury max

2. pompa

3. zawór z termostatem

4. zawór dławiący obejście

5. zawór powrotu

47. Kotłownia

Moc kotła zależy od

• współpracy obiegów C.O. went. tech. Cwu

• wielkości Q na poszczególne cele

• proporcji składowych

Q_k =Q_co+Q_w+Q_t+Q_cwu

Q_k- moc kotłaq

Q_co- zapotrzebowanie na moc cieplną na cele ogrzewane

Q_w - zapotrzebowanie na wentylacji lub klimatyzacji

Q_t- zapotrzebowanie technologiczne

Q_cwu -zapotrzebowanie na przygotowania cwu

Wymagania dla budynków mieszkalnych

• wyznaczenie mocy kotła w budynkach jednorodzinnych bez elementów pojemnościowych →moc kotłowni jest równa max zapotrzebowaniu na przygotowanie cwu.
  

• w budynkach jedno i wielo rodzinnych, w których zastosowano podgrzewanie pojemnościowe do przygotowania cwu

• 
  , kotły dobiera się w oparciu o obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną na cele co

a)
⇒

b)
⇒

- jednostkowe zużycie

dla komunalnych kotłowni

48. Obliczenia zapotrzebowania paliwa na różne cele

Zmienne zapotrzebowanie na cele w ciągu roku jest podstawą do wyznaczania zapotrzebowania na paliwa

• na cele wentylacyjne i klimatyczne

V_p - kubatura wewnętrzna pomieszczenia wentylowanego

n - krotność wymian powietrza w ciągu roku , 1 godz. Według wytycznych dla pomieszczeń o różnych przeznaczeniach

Cp -ciepło właściwe powietrza

ρ - gęstość powietrza

Zmienność zapotrzebowania ciepła dla cwu

Roczne zapotrzebowanie paliwa

Q - potrzeby rzeczywiste ciepła

W_u - użytkowa wartość opałowa danego paliwa

I sposób - uproszczony na C.O

Q_w - sezonowe zapotrzebowanie na ciepło obliczona metodą stopniodni

η_uk - sprawność użytkowa kotła 0,5 -0,9

η_ui - sprawność użytkowa instalacji z określonym układem regulacji

0,99 (instalacja pompowa z zaworami termostatycznymi)-0,75 ( dla instalacji C.O dla grawitacyjnej lub pompowej bez zaworów termostatycznych przy grzejnikach lecz regulacją przy kotle - ręczne i mechaniczne)

dla paliwa płynnego , oleju

Q_co - chwilowa moc cieplna instalacji kW

b - liczba godzin pracy palnika olejowego 1650 - 2100

W_u - wartość opałowa oleju

η - sprawność średnioroczna instalacji kotłowej η = 0,9

Q_h - sezonowe zapotrzebowanie na ciepło [kWh/rok]

W₁ , W₂ - mnożnik uwzględniający przerwy w ogrzewaniu

η_{w -} sprawność wytwarzania

η_ρ - sprawność przesyłowa

η_r - sprawność regulacji systemu ogrzewania

η_co -współczynnik regulacji 0,99 - 0,75

GLR - proporcja zysku do strat budynku

moc szczytowa

koszt ogrzewania w sezonie grzewczym

cena cena energii

miesięcznej

za UMW

Zapotrzebowanie paliwa na cwu

η_cwu - średnioroczna sprawność układu przystosowania cwu

mj = 80 dm³/os d

B = 210 N [dm³/rok]

Zapotrzebowanie na cele technologiczne

Q_śr - średnie godzinowe zapotrzebowanie na ciepło

lg - czas pracy urządzenia w ciągu doby do technologii

ld - w ciągu roku

49. Wymagania kotłowni

Wymagania dla kotłowni na paliwa stałe

dla kotłowni do 25 kW

• kocioł centralnie ustawiony

• kocioł na fundamencie (podłoga zabezpieczona blachą)

• wentylacja nawiewna za pomocą nie zamykanego otworu

A_{N min} =200cm²

Wentylacja wywiewna kanałem z materiału niepalnego o min przekroju

A_{W min} =14x14cm²

• przekrój komina A_K =20x20 cm²

• wysokość kotłowni 1,9m (zalecane 2,2m)

• musi byś punkt czerpalny , wpust podłogowy ,oświetlenie okienne i sztuczne

dla kotłowni >25kW

• przy ciągu grawitacyjnym odległość kotła od komina połowy wysokości komina

• wentylacji, skład paliwa powinien mieć wentylację wywiewną

n = 1 [wym/h] - krotność wymian

n = 3 [wym/h] - skła żużla

• łatwa droga ewakuacji

• oświetlenie sztuczne i naturalne, powierzchnia okien w zależności od wielkości pomieszczenia

• pompa ręczna o średnicy 32 mm

Powierzchnia

1 ) składu paliwa

B -ilość paliwa

a - dodatek na komunikację 0,15 - 0,25

ρ_p - gęstość magazynowanego paliwa [kg/m³]

h - wysokość warstwy magazynowania paliwa 1,0 - 2,0 m

2 ) składu żużla :

B_ż - 0,007·B·h·A

B - ilość paliwa

h - wartość składowania 1,2 m

A - zawartość żużla i popiołu w % (25 - 50 %)

Wymagania dla kotłowni opalanej gazem

dla małych kotłowni moc<60 kW

dla dużych kotłowni moc >60 kW

DLA MAŁYCH KOTŁOWNI

Q_K30kW

• nie należy lokalizować kotłów w pomieszczeniach do stałego przebywania ludzi

• wentylacja nawiewna i wywiewna

A_N =200cm²

A_W =200cm²

Q_K = 30 - 60 kW

• powierzchnia kotłowni na najniższej lub najwyższej kondygnacji musi mieć jedną ścianę wew. i wysokość 1m

DLA DUŻYCH KOTŁOWNI

Q_K60kW

• min. wysokość kotłowni 2,5m

• strumień powietrz do procesów spalania

• wentylacja nawiewna i wywiewna

A_N = 5*Q_K cm ²

A_w =0,5 0,5*A_N

W kotłowniach z urządzeniami gazowymi pobierającymi powietrze do spalania z pomieszczenia z grawitacyjnym odprowadzeniem spalin .Stosowanie wentylacji mechanicznej jest zabronione.

Wymagania dla kotłowni na paliwa olejowe

DOTYCZY PRZEGRÓD

• podłoga szczelna i nienasiąkliwa, wykonuje je się w formie wanny, która będzie w stanie zatrzymać paliwo, które się wydostanie.

MAGAZYNY OLEJOWE

• dla małych kotłowni - w pomieszczeniach kotła oddzielony od kotła ścianką, której wysokość powinna taka aby różnica między górną granicą i zbiornikiem = 30 cm ( są to zbiorniki z tworzyw sztucznych także zbiornik dwu płaszczowy)

jeżeli magazyn jest wewnątrz budynku stosuje się zbiorniki i zachodzą następujące zasady:

• przechowywanie oleju o pojemności >500 dm³ powinno się odbywać w wydzielonym pomieszczeniu max do 100 m³ oleju wewnątrz

• wentylacja wywiewno - nawiewna o krotności wymiany n=2 - 4 [wym/h]

• zbiornik o pojemności 100 dm³ mogą być w pomieszczeniu kotłowni

50. Kominy

Stosowanie paliw gazowych i olejowych w nowoczesnych kotłowniach powoduje:

1. większą zawartość pary wodnej w spalinach

2. większą zawartość CO₂ w spalinach

3. podwyższenie temperatury punktu rosy spalin wynika to z punktu 1 i 2

4. cykl załączeń i wyłączeń → częste okresy wychładzania ścian komina

10

---