Politechnika Wrocławska rok akademicki 2001/2002

Wydział Inżynierii Środowiska

Studia Zaoczne Inżynierskie

Projekt z ogrzewnictwa

Ćwiczenie nr 3

Wykonał: Sprawdził:

Tomasz Kołodziejczyk dr inż. Bogdan Nowak

1. Dobór kotła

Q_o = 48835 W

Dobrano niskotemperaturowy kocioł gazowy o mocy 48,00 kW typu Vitogas 100 firmy Viessman z atmosferycznym palnikiem.

Podstawowe dane techniczne kotła

-Paliwo -gaz ziemny GZ 50

-Maksymalne ciśnienie wody 3 bar

-Pojemność wodna 17,9 litrów

Wymiary kotła:

Długość :864mm

Wysokość:845mm

Szerokość:930mm

Przyłącza kotła:

Zasilanie powrót - 1 ½ cala

Zabezpieczanie zasilania 1 ½ cala

Króciec spustowy ¾ cala

Króciec spalin 180mm.

2. Dobór pompy obiegowej

2.1.Wydajność pompy:

- Q_obl - obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło

- c_p - ciepło właściwe wody 4196 [kg/K]

- ρ - gęstość wody przepływającej przez pompę dla wody o trmp.90 ^o C -999.6 [kg/m³]

-.Δt - obl. różnica temperatury wody na zasilaniu i powrocie 90/60

• 1,15 - współczynnik uwzględniający zmniejszanie wydajności pompy w trakcie eksploatacji.

2.2. Wysokość podnoszenia

Δp₂ =0,42 · 698= 293,16 Pa = 2,9 k Pa

H = Δp₂ + Δp_inst = 2,9 +6,98 =9,9 kPa

Dobrano pompę GRUNDFOS SERIA 2000 UPE 25-40B 180

Parametry :

Q_p = 2,18 m³/h

H_p = 1,74

3. Pompa do napełniania instalacji

Pojemność instalacji o mocy 48 kW odczytana z nomogramu firmy Reflex: V_inst = 1,5 m³

Dobrano pompę mechaniczną LFP typu KROPLA 3-25 (H_p = 20 m, V = 0,85 m³/h)

Czas napełniania instalacji: τ = V_inst/V = 1,5/0,85 = 1,8 h

4. Dobór naczynia wzbiorczego przeponowego

4.1. Pojemność użytkowa naczynia

V - pojemność instalacji „co” 0,55m³

ρ - gęstość wody 999.6 [kg/m³]

Δν - przyrost objętości właściwej 0,0255

4.2. Pojemność całkowita minimalna naczynia:

Jeżeli naczynie wzbiorcze będzie stało na podłodze w piwnicy to wysokość statyczna

wynosi:

h_stat. = 3,1*4+1,4=13,8 mH₂O =0,14MPa+0,2MPa=0,16MPa

p_max - 0,25 MPa ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa

p - 0,16 MPa ciśnienie statyczne w instalacji

Dobrano naczynie przeponowe firmy REFLEX typ 50 N o następujących parametrach

• pojemność całkowita V_c = 50 l

• pojemność użytkowa V_u = 16,7

• średnica rury wzbiorczej R= ³/₄”

• średnica wewnętrzna naczynia D=340 mm

• średnica zewnętrzna naczynia D=436 mm

• wysokość naczynia C= 450mm

4.3. Rura wzbiorcza, minimalna średnica rury wzbiorczej.

Przyjęto dopuszczalną średnicę rury wzbiorczej Dn=20 mm

5. Dobór filtroodmulnika

Natężenie przepływu 2,21m³/h. Dobrano filtroodmulnik firmy reflex 30l.

Zbiornik odmulający ciśnienie robocze 5 barów temperatura robocza 393K(120^oC).Zbiornik

Odmulający firmy reflex pojemność zbiornika 30l przepływ 2,5m³/. Średnica zewnętrzna zbiornika 354mm ,wewnętrzna 340mm, króćce przyłączne średnica 32mm.

6 . Regulator upustowy

Dobrano regulator upustowy firmy Danfoss ,który ma za zadanie utrzymanie

minimalnego przepływu przez kocioł :

przepływ 2,22 m³/h odpowiada ciśnieniu dyspozycyjnemu 0,3bar.Przy zamykających

się termostatach grzejnikowych AVDO powinien zapewnić przepływ min.0,22 m³/h

przy stracie ciśnienia równej 0,3bara .Dobrano regulator upustowy AVDO 25, który

który zapewnia przepływ 0,22 przy stracie ciśnienia równej 0,28bar.Należy nastawić

na ciśnienie otwarcia 0,2 bar.

7. Dobór zaworu bezpieczeństwa.

Zawór bezpieczeństwa dobrano na podstawie PN-82/M-74101.

Przyjęto zawór bezpieczeństwa pełnoskokowy sprężynowy z dzwonem

wspomagającym kątowy kołnierzowy z membraną i uszczelnieniem miękkim nr.

Kat. Si 6301M

P₁ =0,1+0,25 = 0,35 MPa (abs)

ρ_m =1458*0,35 = 510,3 kg/m³*s

przyjęto zawór bezpieczeństwa pełnoskokowy sprężynowy z dzwonem

wspomagającym kątowy kołnierzowy z membraną i uszczelnieniem miękkim

nr kat Si 6301M

_rzecz. = 0,78(wg.karty katalogowej dla p₁≥0,14MPa)

  ,, ,

wymagana powierzchnia przelotu zaworu bezpieczeństwa:

F=Q/(ρ_m ) = 0,023/(510 *0,702)= 0,000064m²

dobrano średnicę d₀ = 20mm warunek konieczny

Ostatecznie dobrano zawór bezpieczeństwa pełnoskokowy sprężynowy , dzwonem wspomagającym kątowy ,kołnierzowy z

membraną i uszczelnieniem miękkim Nr kat Si 6301M[d₁*d₂ = 25*40] ,dobrano średnicę d₀ = 20mm sprężyna zakresie ciśnień 0,25-0,36 MPa.

8.Dobór komina

Dobrano wkład kominowy jako jednościankowe rury wsadowe typu MKS o średnicy wewnętrznej φ 250.Wysokość komina 12 m

9. Wentylacja kotłowni

9.1.Nawiew do kotłowni

L_w - strumień powietrza wentylacyjnego 0,5 m³/h na 1 kW.

w - zalecana szybkość przepływu powietrza 1,0 -1.8 [m/s]

F_w - dla kotłów o mocy do 50 kW wynosi 400cm²

Przyjęto kanał nawiewny o wymiarach 20 x 20 cm. Kanał zamontowany w ścianie wewnętrznej kotłowni. Kanał nawiewny znajduje się 0,3m od poziomu podłogi , przewód

Wentylacyjny wykonany z materiału niepalnego.

9.2. Kanał wywiewny

Przyjęto kanał wywiewny o przekroju prostokątnym 20 x 10 200cm² umieszczony pod stropem. Przewód wywiewny wykonano z materiału nie palnego.

10. Obliczenie rocznego zapotrzebowania gazu.

Do obliczeń przyjęto :dla Szczecinka S_d = 3800, t_e = t_z = -16^oC

Kocioł opalany będzie gazem ziemnym zaazotowanym

y- współczynnik zmniejszający ze względu na przerwy w pracy kotłowni. Przyjęto 0,95

Q- zapotrzebowanie na moc cieplną przyjęto 48835 [W]

S_d- liczba stopniodni okresu ogrzewania, przyjęto S_d = 3800

a - współczynnik zwiększający, stosowany w pierwszych sezonach grzewczych, ze względu na dodatkowe zużycie mocy cieplnej na osuszenie budynku .

Q_i - wartość opałowa paliwa [kJ/kg] przyjęto dla gazu ziemnego L = 31800kJ/Nm³

η_w- sprawność urządzenia centralnego ogrzewania, w tym sprawność kotłów i sprawność wewnętrznej sieci rozdzielczej budynku.

η_s- sprawność zewnętrznej sieci przewodów w granicach 0,85-0,95.

t_z - temperatura zewnętrzna [^oC], przyjęto t_z = -16^oC

t_w - temperatura wewnętrzna ogrzewanych obiektów. t_w = 20^oC

Q - 48853 W

η - 0,90

Q_i - 31800 [kJ/Nm³]

11. Układ odpowietrzania instalacji.

Odpowietrzenie instalacji będzie się odbywać poprzez odpowietrzniki automatyczne zamontowane w najwyższych punktach instalacji. Pod odpowietrznikami zamontować zawory kulowe DN 15, w celu umożliwienia demontażu odpowietrznika, w przypadku jego wadliwego działania.

12. Obliczenia dla kotłowni na paliwo stałe (rozwiązanie alternatywne)

• dobór kotłów

Dobrano układ składający się z 2 kotłów typu KZ-3/k-5 na paliwo stałe o mocy 27,5 kW każdy.

System zabezpieczeń kotłowni na paliwo stałe Według PN-91/B-02413

• rura bezpieczeństwa RB

gdzie:

Q_k - moc pojedynczego kotła [kW]

Według PN-91/B-02413

Dobrano rurę o średnicy DN 25mm

Spełnia warunek ≥ 25mm

• rura przelewowa RP

d_RP = d_RB = 25 mm

Dobrano rurę o średnicy DN 25 mm

• 
  rura wzbiorcza RW

Według PN-91/B-02413

Dobrano rurę wzbiorczą o średnicy dn 25 mm

Spełnia warunek ≥ 25mm

• rura odpowietrzajaca RO

d_RO = 15 mm

• rura sygnalizacyjna RS

d_RS = 15 mm

• naczynie wzbiorcze

Pojemność użytkowa naczynia:

V_u = 1,1*V*ρ*Δv = 1,1*1,5*965,3*0,0255 = 40,61 dm3

Dobrano otwarte naczynie wzbiorcze typu A o pojemności użytkowej 48 i całkowitej 72 dm³.

Obliczenie sezonowego zapotrzebowania na węgiel

y- współczynnik zmniejszający ze względu na przerwy w pracy kotłowni.

Q- zapotrzebowanie na moc cieplną [W]

S_d- liczba stopniodni okresu ogrzewania.

1. współczynnik zwiększający, stosowany w pierwszych sezonach grzewczych, ze względu na dodatkowe zużycie mocy cieplnej na osuszenie budynku .

Q_i - wartość opałowa paliwa [kJ/kg]

η_w- sprawność urządzenia centralnego ogrzewania, w tym sprawność kotłów i sprawność wewnętrznej sieci rozdzielczej budynku.

η_s- sprawność zewnętrznej sieci przewodów w granicach 0,85-0,95.

t_z - temperatura zewnętrzna [^oC]

t_w - temperatura wewnętrzna ogrzewanych obiektów.

Powierzchnia składu opału kotłowni wbudowanej na paliwo stałe:

B- ilość magazynowanego paliwa [kg]

ρ_p - gęstość nasypowa magazynowanego paliwa.[kg/m³]

h- wysokość warstwy magazynowanego paliwa.[m]

a- dodatek na komunikację 0,15-0,25.

Powierzchnia składu żużla kotłowni wbudowanej na paliwo stałe:

B_ż- masa gromadzonego żużla [kg]

przyjęto 2m²

n- liczba dni składowania.

B- ilość paliwa [kg].

h- warstwa składowania do 1,2m [m]

A- zawartość żużla i popiołu pojemników paliwie.

ρż - gęstość nasypowa ,wynosząca dla żużla 800kg/m³

przyjęto okres składowania 14dni.

Ilość pojemników do składowania żużla:

N = (A*B*n)/(ρ_ż*S_o*0,11) = (0,25*41494*14)/(800*230*0,11) = 8szt.

gdzie:

A - średnia zawartość żuzla i popiołu w danym rodzaju paliwa

B - ilość paliwa [kg/rok]

n -liczba dni składowania żuzla

ρ_ż - gęstość zużla i popiołu [kg/m³]

S_o- liczba dni sezonu grzewczego

Zestawienie elementów węzła cieplnego.

Lp.	Nazwa elementu	Jednostki	Szt.
1.	Kocioł gazowy o mocy 190kW GP 210 100 firmy Vaillant z atmosferycznym palnikiem.	Szt.	1
2.	Zawór kulowy dn 80	Szt.	2
3.	Zawór bezpieczeństawa Si 6301 M	Szt.	1
4.	Trmometr 130^0	Szt.	2
5.	Zawór kulowy odcinający mufowy DN 15	Szt.	2
6.	Zawór kulowy kołnierzowy dn 80	Szt.	2
7.	Zawór wrotny kołnierzowy dn 80	Szt.	1
8.	Pompa obiegowa c.o Firmy Grundfos typ UPS 65-30FB	Szt.	1
9.	Manometr z kurkiem trujdrogowym 1MPa	Szt.	5
10.	Zawór nadmiadmiarowo - upustowy Danfoss AVDO 25	Szt.	1
11.	Zawór kulowy kołnierzowy dn 80	Szt.	2
12.	Filtroodmulnik cyklonowy FC80n	Szt.	1
13.	Naczynie przeponowe REFLEKS N200	Szt.	1
14.	Zawór kulowy mufowy dn 25	Szt.	2
15.	Zawór zwrotny dn 25	Szt.	1
16.	Pompa LFP typu Kropla	Szt	1
17.	Zbiornik na wodę 2 m3	Szt	1
18.	Zwór kulowy mufowy dn 20	Szt	2
19.	Wodomierz dn 20 Js 2,5 Metron	Szt	1
20	Kanał wentelacyjny nawiwwny zetowy 30x40 cm	Stzt	1
21.	Studzienka schładzajaca dn 1000 (2 m3 pojemności)	Szt	1

Zestawienie oporów miejscowych

Działka nr 1
Grzejnik, przyłącze DN 15 Odsadzka x 2 szt. Obejście Trójnik odgałęzienie zasilania Trójnik odgałęzienie powrót Trójnik rozpływ obustronny Trójnik dopływ obustronny	6,5 2x0,5 =1,0 1,0 1,5 1,0 3,0 3,0
Razem	17

Działka nr 2
Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	0,5 0,5
Razem	1,0

Działka nr 3
Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	0,5 0,5
Razem	1,0

Działka nr 4
Kolano gięte DN 15 Zawór skośny DN 15*2	5*1,5=7,5 2*3,5
Razem	14,5

Działka nr 5
Zawór skośny DN 32*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=2 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 6
Zawór skośny DN 32*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=5 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 7
Zawór skośny DN 32*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=5 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 8
Zawór skośny DN 32*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=5 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 9
Zawór skośny DN 32*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=4 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 10
Zawór skośny DN 40*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=5 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 11
Zawór skośny DN 40*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=5 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 12
Zawór skośny DN 40*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=5 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 26
Kocioł Zawór skośny DN 40 *5 Filtr odmulacz Zawór zwrotny	3,0 5*2,5=12,5 3,0 8,0
Razem	26,5

Działka nr 13
Zawór skośny DN 15*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*3,5=7 0,5 0,5
Razem	8,0

Działka nr 14
Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	0,5 0,5
Razem	2,0

Działka nr 15
Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	0,5 0,5
Razem	2,0

Działka nr 16
Grzejnik, przyłącze DN 15 Odsadzka x 2 szt. Obejście Trójnik odgałęzienie zasilania Trójnik odgałęzienie powrót Trójnik rozpływ obustronny Trójnik dopływ obustronny	6,5 2x0,5 =1,0 1,0 1,5 1,0 3,0 3,0
Razem	17,0

Działka nr 17
Zawór skośny DN 40*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=5 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 18
Zawór skośny DN 32*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*2,5=5 0,5 0,5
Razem	6,0

Działka nr 19
Zawór skośny DN 25*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*3,0=6 0,5 0,5
Razem	7,0

Działka nr 20
Zawór skośny DN 20*2 Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	2*3,0=6 0,5 0,5
Razem	7,0

Działka nr 21
Kolano gięte DN 15 Zawór skośny DN15	5*1,5=7,5 2*3,5=7
Razem	14,5

Działka nr 22
Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	0,5 0,5
Razem	2,0

Działka nr 23
Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	0,5 0,5
Razem	2,0

Działka nr 24
Trójnik przelot zasilanie Trójnik przelot powrót	0,5 0,5
Razem	2,0

Działka nr 25
Grzejnik, przyłącze DN 15 Odsadzka x 2 szt. Obejście Trójnik odgałęzienie zasilania Trójnik odgałęzienie powrót Trójnik rozpływ obustronny Trójnik dopływ obustronny	6,5 2x0,5 =1,0 1,0 1,5 1,0 3,0 3,0
Razem	17,0

---