5. Dobór grzejników.

Przewidziano zastosowanie grzejników firmy COSMO COMPACT , wyposażonych w zawory termostatyczne i odpowietrzniki samoczynne. Grzejniki będą pracowały przy parametrach wody 70/55 ^oC, a więc w warunkach innych niż normalne wynoszące 90/70 ^oC z tego względu należy moc cieplną grzejnika zmienić o wartość współczynnika przeliczeniowego (f) odczytanego z katalogu firmy.

Q_n = Q_g ⋅ f

W pomieszczeniach przewidziano grzejniki typu EK/C oraz DKEK/C, a usytuowane są w najbardziej niekorzystnych miejscach tzn. w miejscach największych strat ciepła np. pod oknami.

Wydajność grzejników dobieramy na podstawie PN- 82/B 02402.

Q_g = Q ⋅ β₂ ⋅ β₃ ⋅ β₄

Q – obliczeniowe zapotrzebowanie pomieszczenia na ciepło;

β₂ – współczynnik określający usytuowanie grzejnika;

β₃ – współczynnik określający wpływ ochłodzenia wody w instalacji c.o.;

β₄ – współczynnik określający obudowę grzejnika.

Obliczenie wydajności i dobór grzejników zostały przedstawione w tabeli:

Nr.	Rodzaj pomieszczenia	Q [W]	β2	β3	β4	Qg [W]	f	Qn	Parametry grzejnika
									Moc
									[W]
Parter
1/1	Jadalnia	815,64	1,00	1,00	1,05	856,42	1,57	1345	2×698
2/1	Kuchnia	608,38	1,00	1,00	1,05	638,80	1,57	1003	1123
3/1	Łazienka	1052,61	1,00	1,00	1,05	1105,24	1,92	2122	2239
4/1	Ubikacja	173,47	1,00	1,00	1,05	182,14	1,92	350	350
5/1	Korytarz	719,74	1,00	1,00	1,05	755,73	1,47	1111	1119
6/1	Pokój dzienny	906,03	1,00	1,00	1,05	951,34	1,57	1494	2×754
Piętro
1/2	Pokój 2 - os.	898,99	1,00	1,05	1,05	991,13	1,57	1556	2×795
2/2	Pokój 1 - os.	865,71	1,00	1,05	1,05	954,45	1,57	1498	1576
3/2	Korytarz	549,30	1,00	1,05	1,05	605,61	1,47	890	937
4/2	Pokój 2 - os.	1030,86	1,00	1,05	1,05	1136,52	1,57	1784	2×926

6. Obliczenia hydrauliczne instalacji wraz z doborem nastaw na zaworach

termostatycznych.

6.1. Obliczenia hydrauliczne.

Do obliczeniach hydraulicznych wykorzystano nomogram do wyznaczenia jednostkowych strat ciśnienia dla instalacji wykonanej z miedzi.

Wyjaśnienie opisu stosowanego w poniższej tabeli:

Nr działki – odcinek instalacji o jednakowym strumieniu przepływu;

Q – zapotrzebowanie na moc cieplną danego odcinka;

m – strumień masy przepływający przez dany odcinek;

c_w – ciepło właściwe wody (c_w = 4,19 );

t_z – temperatura zasilania (t_z = 70 °C);

t_p – temperatura powrotu (t_p = 55 °C);

l – długość działki;

d – średnica rury;

R – jednostkowe straty ciśnienia na długości działki;

Z – straty miejscowe obliczone ze wzoru:

ρ_śr – gęstość czynnika przepływającego (ρ_śr = 0,98055);

v – prędkość przepływu;

Σς – współczynnik strat miejscowych;

Rl+Z – suma strat liniowych i miejscowych na danej działce.

6.1.1. Zestawienie strat miejscowych.

Nr. działki	Strata miejscowa
	Nazwa
1	kolano 4× zawór 2× kocioł 1× zawór zwrotny przelot 1× przelot przy przyłączeniu strumienia 1×
2	kolano 2× zawór przelotowy 2×
3	przelot przy rozdziale strumienia 2× czwórnik powrót 1×
4	kolano 4× przelot przy rozdziale strumienia 1× przelot przy połączeniu strumienia 1×
5	kolano 4× przelot przy rozdziale strumienia 1× przelot przy połączeniu strumienia 1×
6	przelot przy rozdziale strumienia 1× przelot przy połączeniu strumienia 1×
7	zawór przelot 2× kolano 8× przelot przy rozdziale strumienia 1×
8	czwórnik zasilanie 1× czwórnik powrót 1×
9	zawór przelotowy 2×
10	przelot przy rozdziale strumienia 1× przelot przy połączeniu strumienia 1×
11	kolano 4× zawór przelot 2×
12	czwórnik zasilanie 1× czwórnik powrót 1×
13	zawór przelot 2× kolano 2×

Nr. działki	Strata miejscowa
	Nazwa
G1	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× kolano 1× trójnik odgałęzienie 1×
G2	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× trójnik odgałęzienie 1× czwórnik odgałęzienie 1×
G3	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× trójnik odgałęzienie 1× czwórnik odgałęzienie 1×
G4	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× trójnik odgałęzienie 1× kolano 1×
G5	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× czwórnik odgałęzienie 1× czwórnik odgałęzienie 1×
G6	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× trójnik odgałęzienie 1× kolano 1×
G7	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× trójnik odgałęzienie 1× trtójnik odgałęzienie 1×
G8	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× trójnik odgałęzienie 1× trójnik odgałęzienie 1×
G9	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× obejście 1× trójnik odgałęzienie 1× kolano 1×
G10	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× obejście 1× trójnik odgałęzienie 1× trójnik odgałęzienie 1×
G11	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× trójnik odgałęzienie 1× kolano 4×
G12	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× obejście 1× trójnik odgałęzienie 1× trójnik odgałęzienie 1×
G13	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× odsadzka 1× czwórnik odgałęzienie 1× czwórnik odgałęzienie 1×
G14	grzejnik 1× zawór grzejnikowy przelot 1× obejście 1× czwórnik odgałęzienie 1× czwórnik odgałęzienie 1×

Pion 1
Nr działki
1
Pomieszczenie 2/2
1
2
3
G1
Pomieszczenie 2/1
1
2
G2
Pomieszczenie 3/1
1
2
G3

Pion 2
Nr działki
1
Pomieszczenie 4/1
1
4
13
G4

Pion 3
Nr działki
1
Pomieszczenie 1/2
1
4
5
11
12
G5
1
4
5
11
12
G6
Pomieszczenie 1/1
1
4
5
11
G7
1
4
5
11
G8

Pion 4
Nr działki
1
Pomieszczenie 3/2
1
4
5
6
9
10
G9
Pomieszczenie 5/1
1
4
5
6
9
G10

Pion 5
Nr działki
1
Pomieszczenie 4/2
1
4
5
6
7
8
G11
1
4
5
6
7
8
G12
Pomieszczenie 6/1
1
4
5
6
7
G13
1
4
5
6
7
G14

6.2. Wyznaczenie najniekorzystniejszego obiegu.

Wzory zastosowane w tabeli:

p_cz^gr– ciśnienie czynne grawitacyjne

ρ_p – gęstość wody powrotnej (ρ_p = 983,2);

ρ_z –gęstości wody zasilającej (ρ_z = 977,9)_;

h – różnica wysokości między środkiem kotła a środkiem grzejnika;

p_cz – ciśnienie czynne w obiegu;

l – długość działki;

R – jednostkowe straty ciśnienia na długości działki;

Z – straty miejscowe obliczone ze wzoru.

Obieg	Działki	Σ Rl+z	h	pcz^gr	pcz
		[Pa]	[m]	[Pa]	[Pa]
G1	1,2,3,G1	3496,29	5,60	291,06	3292,55
G2	1,2,G2	2840,99	2,80	145,53	2739,12
G3	1,2,G3	2981,06	2,95	153,33	2873,73
G4	1,4,13,G4	2568,14	2,65	137,73	2471,73
G5	1,4,5,11,12,G5	7517,03	5,55	288,46	7315,11
G6	1,4,5,11,12,G6	6655,69	5,55	288,46	6453,77
G7	1,4,5,11,G7	5698,98	2,70	140,33	5600,75
G8	1,4,5,11,G8	5698,98	2,70	140,33	5600,75
G9	1,4,5,6,9,10,G9	3852,60	5,55	288,46	3650,68
G10	1,4,5,6,9,G10	3291,83	2,95	153,33	3184,50
G11	1,4,5,6,7,8,G11	5093,02	5,60	291,06	4889,28
G12	1,4,5,6,7,8,G12	5109,49	5,60	291,06	4905,75
G13	1,4,5,6,7,G13	4644,93	2,65	137,73	4548,52
G14	1,4,5,6,7,G14	4644,93	2,65	137,73	4548,52

3. Dobór nastaw wstępnych zaworów termostatycznych.

6.3.1.Wyznaczenie straty ciśnienia na zaworze (Δp_z ) dla obiegu najniekorzystniejszego – G5

a – autorytet zaworu (a = 0,4);

Δp_ob =– strata ciśnienia na najniekorzystniejszym obiegu przez grzejnik G5

(Δp_ob = 7315,11[Pa])

6.3.2.Ciśnienie dyspozycyjne.

p_dys =+ Δp_z

p_dys = 7315,11 + 7315,11 = 14630,22 [Pa]

6.3.3. Dobór nastaw.

Aby dobrać nastawę wstępną na każdym z zaworów należy:

• dla każdego obiegu obliczyć nadwyżkę ciśnienia jaką należy zdławić na danym zaworze grzejnikowym (Δp_z )

p_cz – strata ciśnienia w danym obiegu grzejnikowym;

• na podstawie wyznaczonej nadwyżki ciśnienia dla poszczególnych zaworów i strumienia objętości wody przepływającej przez grzejnik należy odczytać z nomogramu właściwą nastawę wstępną tego zaworu. (zastosowano zawory termostatyczne firmy Danfoss).

Pom.	Obieg	Przepływ	Δpz	d	Nastawa	Autorytet zaworu
		[l/h]	[Pa]	[bar]	[mm]
2/2	G1	88,5	8899,30	0,089	12×1,0	RTD - N 10/6
2/1	G2	63,1	9452,72	0,095	12×1,0	RTD - N 10/5
3/1	G3	125,8	9318,11	0,093	15×1,0	RTD - N 15/6
4/1	G4	19,7	9720,11	0,097	12×1,0	RTD - N 10/2
1/2	G5	44,7	4876,74	0,049	12×1,0	RTD - N 10/5
	G6	44,7	5738,07	0,057	12×1,0	RTD - N 10/5
1/1	G7	39,2	6591,09	0,066	12×1,0	RTD - N 10/4
	G8	39,2	6591,09	0,066	12×1,0	RTD - N 10/4
3/2	G9	52,6	8541,16	0,085	12×1,0	RTD - N 10/4
5/1	G10	41,0	9007,35	0,090	12×1,0	RTD - N 10/4
4/2	G11	52,0	7302,56	0,073	12×1,0	RTD - N 10/5
	G12	52,0	7286,10	0,073	12×1,0	RTD - N 10/5
6/1	G13	42,3	7643,32	0,076	12×1,0	RTD - N 10/4
	G14	42,3	7643,32	0,076	12×1,0	RTD - N 10/4

7. Dobór elementów wyposażenia instalacji c.o.

1. Dobór źródła ciepła.

Kocioł dobrano na całkowitą moc zainstalowanych grzejników, która wynosi Q = 11725 [W] oraz na przeznaczenie instalacji ( zamknięta instalacja c.o.). Dobrano kocioł gazowy firmy VIESSMANN VITOGAS 100 o mocy znamionowej 15 [kW] i sprawności znormalizowanej do 92 %.

Parametry kotła:

• długość 844 [mm]

• szerokość 650 [mm]

• wysokość 845 [mm]

• ciężar z izolacją termiczną 101 [kg]

• pojemność wodna kotła 7,6 [l]

7.2. Dobór pompy obiegowej.

7.2.1. Wysokość podnoszenia pompy.

p_dys – ciśnienie dyspozycyjne w instalacji c.o. (p_dys = 14630,22 [Pa]);

ρ_p – gęstość czynnika na powrocie (ρ_p = 983,2);

7.2.2.Wydajność pompy.

m₁ – strumień masy na działce 1 (m₁ = 0,187);

ρ_p – gęstość czynnika na powrocie (ρ_p = 983,2);

Dobrano pompę obiegową dla systemów ogrzewań wodnych UPS 20 – 50 130 firmy GRUNDFOS.

7.3. Zabezpieczenie instalacji.

Instalacja zabezpieczona jest przez zawór bezpieczeństwa zamontowany na kotle oraz zawory odpowietrzające na pionach. Obieg zamknięty instalacji c.o. zabezpieczony jest przez zamontowane naczynie wyrównawcze. Zadaniem naczynia wyrównawczego jest przejęcie nadmiaru wody w wyniku wzrostu temperatury oraz jej magazynowanie.

7.3.1.Obliczenie objętości naczynia.

7.3.1.1. Wyznaczenie pojemności wodnej rur.

l – długość przewodów o danych średnicach;

d – średnica wewnętrzna przewodu.

d	l	V
[mm]	[m]	[m^3]
12	36,97	0,0042
15	41,93	0,0074
18	15,09	0,0038
22	18,44	0,0070
28	3,91	0,0024
	Vrur =	0,0248

7.3.1.2. Pojemność wodna grzejników.

Pojemność wodną grzejników (V_grzejn)– wyliczam z zależności podanych przez producenta grzejników, zawartość wody w l /[m] wysokości grzejnika.

Typ	Wysokość	Długość	Głębokość	Pojemność	ΣVgrz
[-]	[mm]	[mm]	[mm]	[m^3]	[dm^3]
10 EK/C	400	1200	46	2,7	5,4
11 K EK/C	900	920	59	5,4	5,4
33 K DKEK/C	900	800	170	11	11
21 K EKE/C	300	520	83	4,3	4,3
33 K DKEK/C	900	400	170	11	11
21 K EKE/C	300	1120	83	4,3	8,6
11 K EK/C	500	1120	59	3,2	6,4
21 K EKE/C	600	1320	83	7,6	7,6
11 K EK/C	500	1320	59	3,2	3,2
11 K EK/C	600	1120	59	3,8	7,6
				Vgrz=	70,5

7.3.1.3. Pojemność wodna kotła

Pojemność wodną kotła odczytano z katalogu firmy VIESSMAN - dla dobranego kotła VITOGAS 100 pojemność wodna wynosi V_kotła = 7,6 [l].

7.3.1.4. Wyznaczenie objętości załadu.

V = V_kotła + V_rur + V_grzejn

V_kotła – pojemność wodna kotła odczytana z katalogu (V_kotła = 7,6 [l]);

V_rur – pojemność wodna rur (V_rur = 24,8 [l]);

V_grzejn – pojemność wodna grzejników (V_grzejn = 70,5 [l]);

V = 7,6 + 24,8 + 70,5 = 102,9 [l]

7.3.1.5.Objętość użyteczna naczynia wyrównawczego.

ρ - gęstość wody w temperaturze t = 10°C (ρ = 999,7 );

Δϑ – przyrost objętości właściwej przy ogrzaniu od temperatury t do temperatury

czynnika grzejnego (Δϑ = 0,0195)

V – objętość zładu (V = 102,9 [dm³]).

Dobrano ciśnieniowe naczynie wyrównawcze - reflex – typ „N” o pojemności użytkowej V_uż = 2,6 [dm³] firmy WINKELMAN + PANNHOFF GmbH.

7.3.1.6. Objętość całkowita naczynia wyrównawczego.

p_max – maksymalne ciśnienie w naczyniu, przyjęto (p_max = 0,25 [MPa]);

p – ciśnienie wstępne w przestrzeni gazowej naczynia przy temp t = 10°C;

ρ - gęstość wody w temperaturze t = 10°C (ρ = 999,7 );

h – różnica wysokości między ostatnim punktem instalacji a naczyniem (h = 6,55 [m]).

7.3.2.Odpowietrzenie.

Na końcach każdego z pionów zamontowano automatyczne zawory odpowietrzające – odpowietrzniki TACO–VENT 3/8’’.

8. Wymagania dla kotłowni.

• pomieszczenie nie przeznaczone do stałego przebywania ludzi;

• wysokość pomieszczenia taka, aby zapewnić swobodę obsługi – minimum >1,9 [m] (optymalnie około 2,2 [m]);

• w pomieszczeniu otwór niezamykany instalacji nawiewnej o powierzchni przekroju ≥ 200 [cm ²];

• dolna krawędź kotła powinna się znajdować 30 [cm] nad poziomem posadzki;

• kanał wywiewny o powierzchni przekroju ≥ 200 [cm²] grawitacyjny;

• dopuszcza się doprowadzenie powietrza z pomieszczeń sąsiednich gdzie jest wentylacja nawiewna;

• podłoga oraz ściany znajdujące się w bezpośredniej bliskości kotła nie powinny być wykonane z materiałów palnych.

9. Zestawienie materiałów.

Lp	Urządzenie	Firma / typ	Ilość sztuk
1	Kozioł gazowy Q=10,5kW	VIESSMANN VITOGAS 100 Q = 15 [kW]	1
2	Pompa cyrkulacyjna	GGRUNDFOS UPS 20 – 50 130	1
3	Grzejnik płytowy	COSMO COMPACT / 33K DKEK/C	2
4	Grzejnik płytowy	COSMO COMPACT / 21K EKE/C	4
5	Grzejnik płytowy	COSMO COMPACT / 11K KEK/C	6
6	Grzejnik płytowy	COSMO COMPACT / 10 EK/C	2
7	Rury miedziane	Ø12	36,97[m]
8	Rury miedziane	Ø15	41,93[m]
9	Rury miedziane	Ø18	15,09[m]
10	Rury miedziane	Ø22	18,44[m]
11	Rury miedziane	Ø28	3,91[m]
12	Kolano		32
13	Trójnik		13
14	Czwórnik		8
15	Zawór termostatyczny	DANFOSS	14
16	Zawór odcinający	DANFOSS	17
17	Zawór zwrotny		1
18	Zawór odpowietrzający	TACO - VENT 3/8’’	5
19	Naczynie wzbiorcze	REFLEX	1
20	Czopuch kominowy	Wykonany z blachy kwasoodpornej Ø100	1