Politechnika Wrocławska Wrocław, dnia 9 czerwca 2013

Wydział Inżynierii Środowiska

Instytut Klimatyzacji i Ogrzewnictwa

ĆWICZENIE PROJEKTOWE

Z

INSTALACJI SANITARNYCH 1

Prowadzący: Wykonała:

Fajna studentka ;-)

OPIS TECHNICZNY

Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest projekt techniczny instalacji wodociągowej (instalacji wody zimnej, instalacji ciepłej wody użytkowej i instalacji cyrkulacyjnej) oraz instalacji kanalizacji sanitarnej i deszczowej dla wielorodzinnego budynku mieszkalnego.

Podstawa opracowania

Podstawą opracowania jest temat ćwiczenia projektowego wydany wraz z podkładem budowlanym przez prowadzącego.

Przy sporządzaniu projektu wykorzystano następujące materiały:

• Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 marca 2002r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie Dz. U. Nr 75, poz. 690 z póź. zm.,

• PN-92/B-01706-Instalacje wodociągowe- wymagania w projektowaniu,

• PN-EN 12056-2-Systemy kanalizacji grawitacyjnej wewnątrz budynku. Kanalizacja sanitarna, projektowanie układu i obliczenia,

• PN-EN 12056-2-Systemy kanalizacji grawitacyjnej wewnątrz budynku. Przewody deszczowe. Projektowanie układu i obliczenia,

• PN-76/B-02440-Zabezpieczenie urządzeń ciepłej wody użytkowej,

• katalogi produktów firm: ARMAK, DANFOSS, EKOMOTYL, GRUNDFOS, HAWLE, JAFAR, POWOGAZ, SECESPOL, TERMOWENT, WAVIN, WILO, ZPB KACZMAREK.

Zakres opracowania

Niniejszy projekt zawiera:

• rozprowadzenie i dobór średnic przewodów wody zimnej i ciepłej oraz obliczenia strat ciśnienia w instalacji wodociągowej,

• dobór wodomierzy, zabezpieczenia przed wtórnym zanieczyszczeniem i filtra,

• dobór armatury przyłącza wodociągowego,

• wyznaczenie najniekorzystniej usytuowanego punktu czerpalnego w instalacji wody zimnej i ciepłej oraz wyznaczenie wymaganego ciśnienia wody w miejscu przyłączenia do sieci,

• dobór kompaktowego urządzenia hydroforowego wraz z analizą pracy,

• obliczenia kompensacji przewodów,

• dobór grubości izolacji przewodów,

• dobór urządzeń do przygotowania ciepłej wody użytkowej wraz z analizą pracy układu,

• obliczenia instalacji cyrkulacyjnej metodą strat ciepła,

• dobór zaworów termostatycznych,

• dobór pompy cyrkulacyjnej,

• rozprowadzenie przewodów i dobór średnic i spadków podejść, pionów i przewodów odprowadzających kanalizacji sanitarnej,

• dobór studzienki schładzającej i pompy do przetłaczania ścieków,

• rozprowadzenie przewodów i dobór wpustów dachowych oraz dobór średnic i spadków przewodów spustowych i odprowadzających,

• dobór studzienek rewizyjnych kanalizacji sanitarnej i deszczowej.

Lokalizacja i charakterystyka obiektu

Budynek wielorodzinny, dla którego projektowana jest instalacja wodociągowa oraz kanalizacyjna ogólnospławna, zlokalizowany jest w Białymstoku. Jest on usytuowany 7,5m od linii regulacyjnej. Posiada sześć kondygnacji naziemnych oraz piwnicę i jest przykryty dachem płaskim. Teren wokół budynku jest płaski i ma rzędną 120m n.p.m.

W budynku znajduje się 60 mieszkań z kuchnią i łazienką. Kuchnie wyposażone są w zlewozmywak i zmywarkę, łazienki w umywalkę, natrysk, miskę ustępową oraz pralkę. Obiekt zasilany jest w ciepło z kotłowni.

Założenia projektowe

Do sporządzenia projektu przyjęto następujące założenia:

• zewnętrzny kanał kanalizacji ogólnospławnej z PCV o średnicy DN 400 i spadku 2‰ zagłębiony w miejscu przyłączenia na 3,1m i oddalony od linii regulacyjnej o 1,5m,

• materiał instalacji kanalizacyjnej: PCV

• sieć wodociągowa z PEHD o średnicy DN 150 zagłębiony w miejscu przyłączenia na 1,7 m i oddalony od linii regulacyjnej o 1,5m,

• materiał instalacji wodociągowej: PP

• ciśnienie gwarantowane w sieci wodociągowej: ,

• parametry obliczeniowe czynnika grzejnego dla okresu zimowego: 90/70ºC,

• parametry obliczeniowe ciepłej wody użytkowej: 10/60ºC.

Opis przyjętego rozwiązania

Przyłącze wodociągowe

Instalację wodociągową należy włączyć do sieci zewnętrznej poprzez dobrane przyłącze do sieci wodociągowej z PEHD , dobrano obejmę Hawle ⌀150/107. Do odcinania dopływu wody do budynku zastosować zasuwę kołnierzową typu 4000AE Hawle firmy HAWLE o średnicy nominalnej DN90 wyposażoną w obudowę teleskopową firmy HAWLE, kółko ręczne, oraz skrzynkę uliczną teleskopową. Przyłącze wodociągowe wykonać z rur o średnicy 90x6,7. Przewód prowadzić ze spadkiem 6% w kierunku wodociągu. Przejście przez ścianę budynku wykonać w sposób gazo- i wodoszczelny w rurze ochronnej stalowej DN 100. Po wejściu do budynku zastosować kształtkę przejściową PEHD-PP. Na wysokości 0,55m nad posadzką zamontować w następującej kolejności:

• zawór odcinający kulowy DN 50,

• wodomierz jednostrumieniowy JS 15 dla wody zimnej firmy Fabryka Wodomierzy PoWoGaz S.A. dla którego DN =50 mm

• zawór antyskażeniowy typu EA; typ EA-RV277 firmy Danfoss o DN 50,

• zawór odcinający kulowy DN 50

• F76S Honey filtr do wody z płukaniem wstecznym firmy Honeywell o DN 50

• zawór odcinający kulowy DN 50

Instalacja wodociągowa wody zimnej i ciepłej

Instalację wodociągową wody zimnej i ciepłej należy wykonać z przewodów PP. Instalację prowadzić z zgodnie z przebiegiem przedstawionym na rysunkach. Przewody poziome rozprowadzające zamontować na wysokości 0,1-0,3m pod stropem w piwnicy. Na przewodach poziomych na odejściach do poszczególnych pionów wody zimnej i ciepłej zamontować zawory odcinające z odwodnieniem. Piony wodociągowe lokalizować w szachtach instalacyjnych, natomiast przewody rozprowadzające w mieszkaniach umieścić w bruzdach ściennych. W szachtach na odejściach od pionów wody zimnej i ciepłej do węzłów mieszkaniowych zamontować zawory odcinające kulowe oraz wodomierze mieszkaniowe skrzydełkowe jednostrumieniowe typu JS dla wody zimnej oraz dla wody ciepłej o odpowiednich średnicach zgodnie z rysunkami. Wodomierze mieszkaniowe montować w sposób umożliwiający dostęp pracownikom przedsiębiorstwa wodociągowego. Baterie wannowe, umywalkowe i natryskowe montować na sztywnych przewodach. Pozostałe urządzenia podłączać przy pomocy przewodów elastycznych. Przed przewodami elastycznymi zamontować zawory odcinające. Kompensację poziomych przewodów wody ciepłej i cyrkulacyjnych prowadzić przez zastosowanie ramion elastycznych i kompensatorów u-kształtowych. W przewodach rozprowadzających kompensatory umieszczać pomiędzy kolejnymi odejściami do pionów.

Układ do podwyższania ciśnienia

W pomieszczeniu zestawu hydroforowego zestaw hydroforowy typu Wilo-Economy MVIL 904N/ PN16 3~ z dwoma pompami pracującymi i jedną rezerwową o wydajności i wysokości podnoszenia . Po stronie ssawnej zestawu zamontować zawór bezpieczeństwa firmy Hans Sasserath – SYR- o średnicy gniazda d = 12mm. Pomiędzy zestawem hydroforowym a zaworem bezpieczeństwa nie montować zaworów odcinających. Wykonać przewód pozwalający na przepływ wody z pominięciem zestawu hydroforowego.

Układ przygotowania ciepłej wody użytkowej

Do przygotowania ciepłej wody użytkowej zaprojektowano akumulacyjny układ Chłudowa. Woda podgrzewana będzie w wymienniku typu JAD 3.18 z zaworem bezpieczeństwa SYR 1915 firmy Hans Sasserath o średnicy kanału dolotowego 20mm. Układ przygotowania ciepłej wody użytkowej będzie zasilany z kotłowni o parametrach czynnika grzejnego 90/70. Dobrano zasobnik SECESPOL 10 B2 o pojemności 6m3 .

Instalacja cyrkulacyjna

Poziome przewody cyrkulacyjne prowadzić 0,2m pod stropem piwnicy równolegle pomiędzy przewodami wody zimnej i ciepłej. Piony cyrkulacyjne prowadzić w szachtach instalacyjnych pomiędzy pionami wody cieplej i zimnej i włączać do pionów wody ciepłej 0,5m poniżej odejścia do węzła mieszkaniowego na ostatniej kondygnacji.

Na zbiorczym poziomym przewodzie instalacji cyrkulacyjnej zamontować pompę cyrkulacyjną typu Alpha2 L-N Grundfos. Za pompą zamontować zawór zwrotny. Przed pompą i za zaworem zwrotnym zainstalować zawory odcinające kulowe.

Na odgałęzieniach poziomych przewodów cyrkulacyjnych prowadzących do poszczególnych pionów zamontować zawory termostatyczne MCTV DN 15 firmy DANFOSS o nastawach zgodnych z obliczeniami.

Dodatkowo dobrano najmniejszy dostępny lutowany wymiennik płytowy firmy Alfa LAVAL CBH16.

Prowadzenie przewodów instalacji wodociągowej i cyrkulacyjnej oraz ich izolacja

Przewody mocować do przegród budowlanych przy pomocy obejm metalowych z wkładką gumową. Przy mocowaniu przewodów pionowych stosować punkty stałe w miejscu odejścia do węzłów mieszkaniowych. Dodatkowe podpory stałe dla przewodów pionowych lokalizować tak, aby odległości między poszczególnymi punktami stałymi nie przekraczała 3m. Kompensację poziomych przewodów wody ciepłej i cyrkulacyjnych prowadzić przez zastosowanie ramion elastycznych i kompensatorów u-kształtowych. Przejścia przez przegrody budowlane wykonywać w rurach ochronnych wypełnionych uszczelnieniem elastycznym.

Przewody wody zimnej, ciepłej i cyrkulacyjnej zaizolować termicznie warstwą izolacji o współczynniku przenikania ciepła i grubości zależnie od średnicy zewnętrznej rury wg normy PN-B-02421:2000

• dla przewodów <20mm-15mm,

• dla przewodów 20-40mm-15mm,

• dla przewodów 50-65mm-20mm,

• dla przewodów 80-100-25mm,

Instalacja kanalizacji sanitarnej

Instalację kanalizacji sanitarnej wykonać z rur PCV. Do przyborów sanitarnych zaprojektowano niewentylowane podejścia o spadku minimalnym 2% w kierunku pionu. Urządzenia należy podłączyć zgodnie z rozwinięciem instalacji kanalizacji sanitarnej. Podejścia prowadzić wzdłuż ścian pomieszczeń.

Piony prowadzić we wspólnych szachtach instalacyjnych z przewodami wodociągowymi i cyrkulacyjnymi. Każdy pion zakończyć rurą wywiewną wyprowadzoną 0,5m ponad połać dachu. Na całej długości zastosować tą samą średnicę przewodu i nie zmieniać kierunku prowadzenia. W piwnicy 0,5m nad posadzką zamontować otwory rewizyjne na każdym pionie.

Przewody odpływowe prowadzić pod posadzką piwnicy ze spadkiem w kierunku sieci zewnętrznej. Przewody łączyć przy pomocy trójników 45º. Do zmiany kierunku prowadzenia przewodów stosować kolana 45º.

Przejście pod ławą fundamentową wykonać w rurze ochronnej stalowej DN 200 .Na zewnątrz budynku zamontować studzienkę inspekcyjną z kręgów betonowych DN 1000 firmy Łowicz.

Do włączenia kanalizacji ogólnospławnej do sieci zewnętrznej zastosować studzienkę kanalizacyjną DN 1000 firmy Łowicz.

Studzienka schładzająca

Pod posadzką w pomieszczeniu przygotowania ciepłej wody użytkowej wykonać studzienkę schładzają studzienkę z kręgów betonowych o średnicy DN 1500 i głębokości 4,0m zgodnie z rysunkiem. W podłodze pomieszczenia umieścić wpust DN 70 i podłączy go do studzienki schładzającej. Posadzkę w pomieszczeniu wykonać ze spadkiem w kierunku wpustu. Do przetłaczania ścieków ze studzienki schładzającej zastosować pompę zatapialną Unilift AP.50.08.A1.V firmy Grundfos. Przewód tłoczny pompy podłączyć do przewodu odpływowego kanalizacji sanitarnej przez trójnik T9.

Instalacja kanalizacji deszczowej

Instalację kanalizacji sanitarnej wykonać z rur PCV. Przewody spustowe prowadzić na klatkach schodowych. Każdy przewód spustowy zakończyć wpustem dachowym KESSEL Ecoguss DN125. Na przewodach spustowych na wysokości 0,5m nad posadzką piwnicy umieścić otwory rewizyjne. Przejścia przewodów przez ścianę zewnętrzną budynku wykonać w sposób gazo- i wodoszczelny w rurach ochronnych stalowych DN 200. Przewody odpływowe poza budynkiem prowadzić poniżej strefy przemarzania gruntu ze spadkiem w kierunku sieci zewnętrznej. Zmiany kierunku prowadzenia przewodów oraz ich łączenie wykonywać w studzienkach inspekcyjnych z kręgów betonowych Łowicz 400.

Instalację kanalizacji deszczowej włączyć do studzienki kanalizacji sanitarnej z kręgów betonowych DN 1000 firmy Łowicz. Do włączenia kanalizacji ogólnospławnej do sieci zewnętrznej zastosować studzienkę kanalizacyjną DN 1000 firmy Łowicz.

II CZĘŚĆ OBLICZENIOWA

Wyznaczenie zapotrzebowania wody dla budynku

Zapotrzebowanie wody

Przybór	w mieszkaniu	w budynku	Normatywny wypływ	Woda użytkowa	qn	pw
			Woda zimna	Woda ciepła	Woda zimna	Woda ciepła
			dm^3/s	dm^3/s	dm^3/s	dm^3/s
Umywalka	2	60	0,07	0,07	4,20	4,20
Zlewozmywak	2	60	0,07	0,07	4,20	4,20
Prysznic	2	60	0,15	0,15	9,00	9,00
Płuczka zb.	2	60	0,13	0,00	7,80	0,00
Zlew	0	1	0,07	0,07	0,07	0,07
Pralka	2	60	0,25	0,00	15,00	0,00
Zmywarka	2	60	0,15	0,00	9,00	0,00
SUMA	49,27	17,47	66,74

Zapotrzebowanie wody dla budynku

1. Woda zimna

$$\left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{wz}} \right)_{B} = \sum_{}^{}{(l_{\text{pc}} \bullet q_{\text{nWZ}}})$$

Gdzie:

- $\left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{wz}} \right)_{B}$ – suma zapotrzebowania budynku na wodę zimną [dm3/s];

- l_pc – liczba punktów czerpalnych [dm3/s];

- q_nWZ – wypływ z punktu czerpalnego [dm3/s].

$$\left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{wz}} \right)_{B} = 49,27\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$

1. Woda ciepła

$$\left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{cwu}} \right)_{B} = \sum_{}^{}{(l_{\text{pc}} \bullet q_{\text{nWC}}})$$

$$\left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{cwu}} \right)_{B} = 17,47\frac{\text{dm}^{3}}{s}$$

1. Woda ogólna

$$\left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{og}} \right)_{B} = \left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{cwu}} \right)_{B} + \left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{wz}} \right)_{B}$$

$$\left( \sum_{}^{}q_{n}^{\text{og}} \right)_{B} = 66,74\ \frac{\text{dm}^{3}}{s}$$

Wyznaczenie przepływu obliczeniowego.

Przepływ obliczeniowy dla budynku mieszkalnego dla przepływu normatywnego obliczono ze wzorów:

1. Woda zimna i ogólna: Σqn ≥ 20 dm3/s:

2. Woda ciepła dla przepływu: 0,07 ≤ Σqn ≤ 20 dm3/s:

Obliczenia hydrauliczne.

Przy doborze zachowane zostały górne granice prędkości dla pionów i przewodów łączących punkty czerpalne do 1,5m/s oraz w przewodach rozdzielczych i przyłączy wodociągowym do 1m/s.

Woda zimna

Węzeł mieszkaniowy

WĘZEŁ MIESZKANIOWY Woda Zimna
Lp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Pion

PION Woda Zimna
Lp
12
13
14
15
16
17
18

Przewody rozprowadzające w piwnicy

W tabeli zestawiono obliczenia dotyczące przewodów rozprowadzających w piwnicy z pominięciem układu Chłudowa.

Przewody rozprowadzające - Woda zimna
Lp
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43

Wyznaczenie najniekorzystniejszego punktu poboru- woda zimna

Straty najniekorzystniej położonego punktu są sumą strat w pionie, przewodach rozprowadzających w piwnicy od pompy do pionu oraz w węźle mieszkaniowym na trasie do punktu czerpalnego.

Najniekorzystniej usytuowany punkt- węzeł mieszkaniowy
Woda zimna
Urządzenie
Prysznic
Pralka
Umywalka
Zlew
Zmywarka
Płuczka

Straty pompa- Piony
Woda zimna
Pion
PI
PII
PIII
PIV
PV
PVI
PVII
PVIII
PIX
PX

Najniekorzystniej położony punkt to pralka na 6 kondygnacji mieszkalnej

Woda Ciepła

Węzeł mieszkaniowy

WĘZEŁ MIESZKANIOWY Woda Ciepła
Lp
1
2
3
4
5

Pion

PION Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12

Przewody rozprowadzające w piwnicy

Przewody rozprowadzające - Woda Ciepła
Odc.
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Wyznaczenie najniekorzystniejszego punktu poboru- woda ciepła

Straty najniekorzystniej położonego punktu są sumą strat w pionie, przewodach rozprowadzających w piwnicy od pompy do pionu oraz w węźle mieszkaniowym na trasie do punktu czerpalnego.

Najniekorzystniej usytuowany punkt- węzeł mieszkaniowy
Woda zimna
Urządzenie
Prysznic
Umywalka
Zlew

Straty wodociąg- Piony
Woda ciepła
Pion
PI
PII
PIII
PIV
PV
PVI
PVII
PVIII
PIX
PX

Instalacja cyrkulacyjna

Straty ciepła w instalacji ciepłej wody użytkowej

Straty ciepła na przewodach c.w.u. i cyrkulacji obliczono według zależności:

gdzie:

D_z – średnica zewnętrzna przewodu zaizolowanego; m

K – współczynnik przenikania ciepła; W/m²K:

t_p – temperatura na początku odcinka; ºC

t_k – temperatura na końcu odcinka; ºC

L- długość odcinka, m

η- sprawność izolacji; przyjęto η= 0,7÷0,9, przyjęto η = 0,8

t_o – temperatura otoczenia odcinka; ºC

Rury rozprowadzające prowadzone są w piwnicy bądź w szachtach wentylowanych, zatem temperatura otoczenia w każdym przypadku wynosi t_o = 5 ºC

Współczynnik przenikania ciepła K [W/ m²K], wyznaczono wg wzorów zawartych w poniższej tabeli:

ZAŁOŻENIA:

- Temperatura wody opuszczającej podrzewacz: t_cwu = 60ºC

- Minimalna temperatura wody w punkcie poboru: t_min = 55ºC

- Spadek temperatury wody w instalacji c.w.u.: Δt_cwu = 5ºC

- Spadek temperatury wody w instalacji cyrkulacyjnej: Δt_cyrk = 3ºC

Najniekorzystniejszy pion i przewody rozprowadzające w piwnicy

Węzel mieszkaniowy - Pion II
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
14
Przewody rozprowadzające - Woda Ciepła
Odc.
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Węzel mieszkaniowy - Pion I
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
13
Węzel mieszkaniowy - Pion III
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
16

Węzel mieszkaniowy - Pion IV
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
18
Węzel mieszkaniowy - Pion IV
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
18
Węzel mieszkaniowy - Pion V
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
20
Węzel mieszkaniowy - Pion VI
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
22
Węzel mieszkaniowy - Pion VII
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
29
Węzel mieszkaniowy - Pion VIII
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
27
Węzel mieszkaniowy - Pion IX
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
25
Węzel mieszkaniowy - Pion X
Odc.
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
24

Straty ciepła w instalacji cyrkulacyjnej

W oparciu o normę PN-92/B01706 i wyznaczone średnice przewodów zasilających w cwu, założono wstępnie średnice przewodów cyrkulacyjnych. Dobór przewodów cyrkulacyjnych jest zgodny z tabelą wg PN-92/B-01706. Do projektowanych przypadków przyjęto najmniejsze z możliwych średnice.

Cyrkulacja
Odc.
1
11
2
12
3
14
4
16
5
18
6
20
7
27
8
25
9
23
10
22
13
15
17
19
21
24
26
28
29

Strumienie w instalacji cyrkulacyjnej

Straty ciepła w instalacji

Straty na poszczególnych odcinkach
Odgałęzienia - pion cyrkulacyjny, cwu i przewód doprowadzający do pionu
Nr	Wyszcz
Pion I	13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 1c
Pion II	14, 12a, 11a, 10a, 9a, 8a, 7a, 6a, 2c
Pion III	16, 12b, 11b, 10b, 9b, 8b, 7b, 6b, 3c
Pion IV	18, 12c, 11c, 10c, 9c, 8c, 7c, 6c, 4c
Pion V	20, 12d, 11d, 10d, 9d, 8d, 7d, 6d, 5c
Pion VI	22, 12e, 11e, 10e, 9e, 8e, 7e, 6e, 6c
Pion VII	29, 12f, 11f, 10f, 9f, 8f, 7f, 6f, 7c
Pion VIII	27, 12g, 11g, 10g, 9g, 8g, 7g, 6g, 8c
Pion IX	25, 12h, 11h, 10h, 9h, 8h, 7h, 6h, 9c
Pion X	24, 12i, 11i, 10i, 9i, 8i, 7i, 6i, 10c
Przewody rozprowadzające cwu - bez odgałęzień
Nr	Wyszcz
15	15
17	17
19	19
21	21
23	23
30	30
28	28
26	26
31	31

Wyznaczenie strumieni wody cyrkulacyjnej

Strumień wody cyrkulacyjnej dla całej instalacji wyznaczono z zależności:

gdzie:

ΣQ – suma strat ciepła z odcinków przewodów cwu oraz pionów cyrkulacyjnych; Q = 2694,2 W

Natężenie przepływu cyrkulacyjnego w poszczególnych pionach wyznaczono metodą punktów węzłowych:

gdzie:

V_o – obliczeniowy strumień objętościowy wody w pionie cyrkulacyjnym, dm³/s

V_c – obliczeniowy całkowity strumień objętościowy wody dopływającej do węzła, dm³/s

Q_o – obliczeniowa strata ciepła w pionie cyrkulacyjnym odgałęzienia; W

Q_p – obliczeniowa strata ciepła w pozostałej części instalacji za węzłem; W

Strumień wody cyrkulacyjnej w poziomym przewodzie cyrkulacji:

Odc	Q	Vc	Vo	Vp	Qo	Qp
	W	dm3/s	dm3/s	dm3/s	W	W
31	2694,20	0,131
30			0,052		1064,17
23	98,4829			0,079		1630,03
Pion VI			0,013		248,166
21	47,81434			0,066		1283,38
Pion V			0,008		144,81
19	158,4346			0,059		1090,76
Pion IV			0,015		240,8018
17	42,42151			0,043		691,52
Pion III			0,009		139,5568
15	140,5394			0,034		509,55
Pion I			0,013		135,53
Pion III				0,022		233,47
30				0,052		1001,37
Pion VII			0,008		146,92
28				0,044		811,02
Pion VIII			0,016		247,7304
26				0,028		419,34
Pion IX			0,009		141,6584
Pion X				0,018		277,68

Straty ciśnienia w instalacji cyrkulacyjnej

Straty ciśnienia- cyrkulacja
Odc.
1
11
2
12
3
14
4
16
5
18
6
20
7
27
8
25
9
23
10
22
13
15
17
19
21
24
26
28
29

Opory w instalacji cwu przy przepływach cyrkulacyjnych

PION I Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12

PION II Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12
PION III Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12
PION IV Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12
PION V Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12
PION VI Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12
PION ViI Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12
PION VIII Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12
PION IX Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12
PION X Woda Ciepła
Odc.
6
7
8
9
10
11
12

Przewody rozprowadzające - Woda Ciepła
Odc.
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Dobór pompy cyrkulacyjnej

Straty ciśnienia w instalacji
	dP cyrk
Pion I	7,34984
Pion II	7,311045
Pion III	4,82083
Pion IV	5,55461
Pion V	3,401445
Pion VI	3,37572
Pion VII	3,00779
Pion VIII	3,42222
Pion IX	1,92679
Pion X	16,124775

Parametry pracy pompy cyrkulacyjnej:

• Przepływ obliczeniowy na odcinku, na którym zainstalowano pompę cyrkulacyjną:

• Wymagana wysokość podnoszenia pompy:

Dobrano pompę cyrkulacyjną Alpha2 L-N Grundfos. Kartę katalogową pompy dołączono do opracowania.

Układ Chłudowa

Obliczenia układu przygotowania cwu

Wykres pobory ciepłej wody użytkowej sporządzono na podstawie danych:

Czas	%Qdt
0-6	5
6-10	15
10-16	20
16-20	20
20-24	40

Dobowe zapotrzebowanie na wodę:

Gdzie:

G_d – dobowe zapotrzebowanie wody [l/d]

M – liczba mieszkańców; założenie: liczba mieszkańców w mieszkaniu = liczba pokoi + 1 [os]

- dobowe jedn­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­ostkowe zapotrzebowanie na wodę; przyjmuje się z zakresu 110 ÷ 130 [l/d]

Dobowe teoretyczne zapotrzebowanie:

Gdzie:

- Dobowe teoretyczne zapotrzebowanie na dobę [ kJ/d]

- dobowe zapotrzebowanie na wodę [l/d]

- temperatura c.w.u 60 [°C]

- temperatura wody zimnej 10 [°C]

- gęstość wody

- ciepło właściwe wody

Objętość użytkowa zasobnika

Gdzie:

C_max – największa różnica rzędnych miedzy wykresem rozbioru, a styczną do wykresu rozbioru, [%]

Q_dt – dobowe teoretyczne zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania ciepłej wody, [kJ]

= 1000 kg/m3 – gęstość wody

C_w =4,19 kJ/kg·K – ciepło właściwe wody

∆t– obliczeniowa różnica temperatury w zasobniku [K],

Dobrano poziomy zasobnik SECESPOL 10 B2 o pojemności 6m3. Karta katalogowa w załączniku.

Dobór wymiennika c.w.u (W1)

Dobrano wymiennik JAD 3.18 straty ciśnienia po stronie wody ogrzewanej wynoszą 0,331 kPa

Dobór średnic

• Dobór średnicy przewodu gałęzi 1 (A-PŁ-W1-B)

• Dobór średnicy przewodu gałęzi 2 (A-Z-B)

Dobór średnic - układ Chłudowa
Odc.
0ch
1ch
2ch
3ch
4ch
5ch

Dobór pompy ładującej

• Obliczeniowa wydajność pompy

• Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy

Gdzie:

- całkowite straty na gałęzi A-PŁ-W1-B

- strata na wymienniku c.w.u

Dobrano pompę Wilo Star-Z

Dobór zaworu bezpieczeństwa przed wymiennikiem CWU.

Na podstawie PN-76/B-02440 „Zabezpieczenia urządzeń ciepłej wody użytkowej. Wymagania.”, parametrów instalacji ciepłowniczej oraz pracy wymiennika ciepła określono:

Przepustowość zaworu bezpieczeństwa:

α_c1 – współczynnik wypływowy wody grzejnej dla pękniętej rury grzejnej; α_c1 = 1,

b – współczynnik zależny od różnicy ciśnienia czynnika grzejnego i ciśnienia dopuszczonego dla wymiennika, gdy (p₃-p₁)<5kG/cm² → b=1

F – powierzchnia przekroju wewnętrznego rury grzejnej; F = 65 mm²,

p₃ – ciśnienie czynnika grzejnego na zasilaniu podgrzewacza; p₃ = 1,6 MPa

p₁ – ciśnienie dopuszczalne podgrzewacza; p₃ = 0,6 MPa

γ₁ – ciężar objętościowy wody grzejnej; γ₁ = 1000 kg/m³

Najmniejsza średnica zaworu bezpieczeństwa (kanału dolotowego w zaworze pod grzybem):

α_c – współczynnik wypływowy wody zaworu bezpieczeństwa ; a_c = 0,5

p₂ – ciśnienie na wylocie z zaworu bezpieczeństwa; p₂ = 0 MPa

p₁ – ciśnienie dopuszczone podgrzewacza; p₃ = 0,6 MPa

γ₁ – ciężar objętościowy wody grzejnej; γ₁ = 1000 kg/m³

Dobrano pełno skokowy zawór bezpieczeństwa SYR 1915 firmy Hans Sasserath o średnicy kanału dolotowego zabezpieczający instalację c.w.u. Króćce przyłączeniowe dobranego elementu: .

Dobór armatury

Dobór zaworu antyskażeniowego

Przepływ obliczeniowy na odcinku montażu zaworu: ,

Dobrano zawór antyskażeniowy typu EA-RV277 firmy DANFOSS o średnicy nominalnej DN 50, dla którego odczytano straty ciśnienia przy przepływie:

Dobór filtra

Przepływ obliczeniowy na odcinku montażu filtra wynosi: ,

Dobrano filtr do wody kołnierzowy z płukaniem wstecznym typu F76S firmy Honeywell o średnicy nominalnej DN 50, dla którego odczytano straty ciśnienia przy przepływie:

Dobór wodomierzy

Przykład obliczeniowy:

Przepływ obliczeniowy na odcinku montażu wodomierza:
Przepływ umowny dla wodomierza: ,
Dobrano wodomierz skrzydełkowy jednostrumieniowy J.S. 6 ( firmy PoWoGaz), dla którego:
Nominalny strumień objętości : ,
Maksymalny strumień objętości: ,
Strata ciśnienia na wodomierzu odczytana z katalogu producenta: Δp_wod = 11,0 kPa

Dobór wodomierzy
W. mieszk. Zimna- JS6
W mieszk. Ciepła- JS 3,5
Główny JS 15

Dobór zaworów regulacyjnych

Dla termostatycznego zaworu cyrkulacyjnego MTCV firmy Danfoss stratę na zaworze wyznacza się z zależności:

wartość kv [m3/h] odczytywana jest z katalogu producenta w zależności od nastawy zaworu

Vo – podstawić do wzoru w dm3/h

Zawory regulacyjne
Nr pionu
Pion I
Pion II
Pion III
Pion IV
Pion V
Pion VI
Pion VII
Pion VIII
Pion IX
Pion X

Dobrano zawory MTCV DN15 firmy Danfoss

Dobór zestawu hydroforowego

Wydajność obliczeniowa

Q_o = Σq_p = 3,4 dm³/s = 12,3 m³/h

Wymagane ciśnienie podnoszenia p_p

Spadek ciśnienia na drodze od zestawu hydroforowego do najniekorzystniej usytuowanego punku instalacji wodociągowej.

gdzie:

h_{ZH – NPC} - wysokość geometryczna pomiędzy osią kolektora tłocznego zestawu hydroforowego (0,15 cm nad posadzką piwnicy), a najniekorzystniej usytuowanym punktem instalacji wodociągowej - strona tłoczna;

h_{ZH – NPC} = 19,5 m,

Δp _{str tł} – całkowite straty ciśnienia na drodze od zestawu hydroforowego do najniekorzystniej usytuowanego punku instalacji;

Δp _{str tł} 35,72kPa

Minimalne ciśnienie zasilania zestawu hydroforowego.

gdzie:

h_{W– ZH} - wysokość geometryczna pomiędzy miejscem przyłączenia przyłącza do wodociągu zewnętrznego a zestawem; h_{W– ZH} = - 0,06 m,

Δp _{str ss} – całkowite straty ciśnienia na drodze od miejsca przyłączenia przyłącza wodociągowego (W)

do zestawu hydroforowego (ZH) -strona ssawna, uwzględnia:

Δp_{wod G} - strata ciśnienia na wodomierzu głównym

Δp_F - strata ciśnienia na filtrze wody pitnej

Δp _ZA - strata ciśnienia na zaworze antyskażeniowym.

H_wgw – ciśnienie gwarantowane w sieci wodociągowej w miejscu przyłączenia projektowanego przyłącza wodociągowego; H_wgw = 16,5 mH₂O.

Δp _{str ss} = Δp_Pss+ Δp_wod+ Δp_ZA+ Δp_F = 2,64+15+26+3 = 46,64 kPa

Parametry pracy pomp

• Wymagane ciśnienie podnoszenia pompy.

• Przepływ na odcinku instalacji zestawu hydroforowego.

Dobrano urządzenie do podwyższania ciśnienia firmy Wilo-Economy MVIL 904N/ PN16 3~ z dwiema pompami pracującymi i jedną rezerwową

Punkt pracy zestawu:

- wydajność: 3,4 l/s

- wysokość podnoszenia: 20,9 mH₂O

Analiza pracy zestawu hydroforowego

Założenia:

p_min – ciśnienie minimalne; p_min = 327 kPa

p_max – ciśnienie maksymalne; przyjęto p_max = p_min + 150 kPa = 474,2 kPa = 48,33 mH₂O

p_dop – ciśnienie dopuszczalne w instalacji wewnętrznej p_dop = 600kPa

h – różnica wysokości między kolektorem ssawnym a tłocznym zestawu hydroforowego; h=0,00 m.

δp – różnica pomiędzy włączeniami poszczególnych pomp, δp=10÷20 kPa, przyjęto δp = 10 kPa

1. Potencjalna wysokość podnoszenia w chwili włączenia pomp:

- w momencie włączenia ostatniej pompy (II):

- w chwili włączenia pompy przedostatniej pompy (I):

1. Potencjalna wysokość podnoszenia przy zerowej wydajności:

- w chwili wyłączenia pompy jednej pompy (I):

- w chwili wyłączenia kolejnej pompy (II- ostatniej):

Wyznaczenie punktów charakterystyki instalacji:

Punkty charakterystyki instalacji wyznaczono z poniższej zależności:

Analizę pracy dobranego zestawu hydroforowego przedstawiono na załączonym wykresie.

Dobór zaworu bezpieczeństwa za zestawem hydroforowym.

Wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa.

Hp_ZB = p_zB – Hgw + h_g,ss

p_ZB – ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa

p_ZB = 1,1 ∙ p_rob = 1,1 ∙ 60 = 66mH₂O

Hp_ZB = 67 – 16,5 - 0,6 = 51,4 mH₂O

Dobrano zawór bezpieczeństwa pełnoskokowy membranowy typu 2115 firmy Hans Sasserath – SYR- o średnicy gniazda d = 12mm.

Kanalizacja

Dla kanalizacji sanitarnej przyjęto I system podejść kanalizacyjnych (h/d=50%). Dla podejść o długości mniejszej niż 4,0 m przyjęto podejścia niewentylowane i piony z wentylacja główną. Dla kanalizacji deszczowej stopień wypełnienia wynosi h/d=70%

Urządzenie:	Ilość	DU [l/s]	DN [m]	imin
Miska U	60	2,5	0,1	2%
Umywalka/ Zlewozmywak	121	0,5	0,04
Prysznic	60	0,8	0,05
Wpust	3	0,8	0,05
Zmywarka	60	0,8	0,05
Pralka	60	0,8	0,05

Kanalizacja sanitarna

Podejścia pojedyncze

Podejścia pojedyncze- Pion I
Urządzenie
Miska U
Umywalka
Prysznic
Zmywarka
Pralka

Podejścia zbiorowe

Podejście zbiorowe
Urządzenie
Umywalka
Pralka
Przyjmujemy

Ponieważ DU_max = , więc DU_max > Q_ww, stąd Q_ww = , zatem przyjęto średnicę podejścia równą: DN=0,05 m

Podejście zbiorowe II
Urządzenie
Prysznic
Zmywarka
Umywalka
Przyjmujemy

Ponieważ DU_max = , więc DU_max > Q_ww, stąd Q_ww = , zatem przyjęto średnicę podejścia równą: DN=0,05 m

Przewody odpływowe

Dobór średnic dla przewodów odpływowych
Odcinek
PI- Tr1
PII- Tr1
Tr1-Tr2
PIV-Tr2
Tr2-Tr3
PIII-Tr3
Tr3-Tr4
PVI- Tr4
Tr4- Tr10
PX- Tr5
PIX- Tr5
Tr5- Tr6
PVIII- Tr6
Tr6- Tr11
PV- Tr7
PVII- Tr7
Tr7-Tr8
Umywalka- Tr8
Tr8- Tr9
Studzienka- Tr9
Tr9- Tr10
Tr10- Tr11
Tr11- Tr11a
Wpust- Tr11a
Tr11a- Tr11b
Wpust- Tr11b
Tr11b- St1

Kanalizacja deszczowa

Wyznaczenie obliczeniowego natężenia przepływu ścieków dla jednego pionu

Q_r = C ⋅ A₁ ⋅ r l/s
C – współczynnik spływu C = 1
A₁ – efektywna powierzchnia dachu, m² (A = 1044m²), dobrano 4 piony spustowe
r – natężenie opadów atmosferycznych, l/(s⋅m²) (r = 0,03 l/(s⋅m²))

Q_r^C = 1,0 ⋅ 1044 ⋅ 0,04 = 41,76 l/s
Q_r^Pd1 = 1,0 ⋅ (1044/4) ⋅ 0,04 = 10,44 l/s

Dla obliczonej przepustowości dobrano 4 piony spustowe o średnicy wewnętrznej d_i= 125 mm zgodnie z w normą PN-EN 12056 dla stopnia wypełnienia h/d=70%.

odc	Qr	DN	i	Q0	V0	alfa	beta	h/d	Vrz
	l/s	Mm	cm/m	l/s	m/s				m/s
Pion I- Tr12	10,44	0,125	2,50	16,08	1,31	0,65	1,1	0,59	1,44
Pion II- Tr12	10,44	0,125	2,52	16,08	1,31	0,65	1,1	0,59	1,44
Tr12- St2	20,88	1,500	3,00	28,98	1,64	0,72	1,4	0,65	2,30
Pion III- Tr13	10,44	0,125	2,50	16,08	1,31	0,65	1,1	0,59	1,44
PionIV- Tr13	10,44	0,125	2,50	16,08	1,31	0,65	1,1	0,59	1,44
Tr13- St3	20,88	1,500	3,00	28,98	1,64	0,72	1,4	0,65	2,30
St3-St1	41,76	0,200	3,00	61,26	1,95	0,68	1,30	0,60	2,54
St2- St1	41,76	0,200	3,00	61,26	1,95	0,68	1,30	0,60	2,54

Kanalizacja ogólnospławna

Instalacja kanalizacji sanitarnej i deszczowej łączy się w studzience z kręgów betonowych o średnicy Łowicz DN1000. Wpięcie do kanalizacji ogólnospławnej za pomocą takiej samej studzienki.

Dobór przykanalika

Przykanalik	Qr	Qww	Qww	DN	i	Q0	v0	alfa	beta	h/d	Vrz
	l/s	l/s	l/s	m	%	l/s	m/s				m/s
St1- St4	41,76	9,42	51,18	0,2	5	80,42	2,56	0,64	1,05	0,68	2,69

Studzienka schładzająca

Wielkość studzienki schładzającej oszacowano w oparciu o pojemność zbiornika do przygotowania c.w.u. (przyjęto około 0,5 V_zbiornika= 0,5 · 6,0 = 3,0 m³). Dobrano zatem studnię schładzającą o pojemności 3,5 m³ wykonaną z kręgów betonowych o średnicy wewnętrznej DN 1,5m i głębokości 2 m.

Do studzienki będą trafiać także ścieki z wpustu WP1 za pomocą przewodu o DN50 (DU=0,8), a następnie będą przepompowywane do instalacji kanalizacyjnej (Tr9) przy użyciu zatapialnej pompy do wody zanieczyszczonej WILO VC 32/ 103 o wysokości podnoszenia H_p> 2,2 m (uwzględniono wysokość geometryczną i straty) Przewód odprowadzający wodę ze studzienki schładzającej do trójnika Tr9 ma średnicę DN 0,1 (dobrano na DU=1,6).