Politechnika Wrocławska

Instytut Klimatyzacji i Ogrzewnictwa

Wydziału Inżynierii Środowiska

Ogrzewnictwo 2

ĆWICZENIE PROJEKTOWE

Część I: Projektowe obciążenie cieplne budynku oraz dobór grzejników.

Część II: Projekt ogrzewania wodnego pompowego.

Wykonał:

Tomasz Wojciechowicz

Inżynieria Środowiska

Studia zaoczne, rok III

Wrocław 2009/2010

1. Obliczenie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody poziomej – przepływ ciepła w dół wg PN-EN ISO 6946 :2004

1.1 Opór cieplny komponentu budowlanego R_i

[m²∙K/W]

Obliczeniowe współczynniki przewodzenia ciepła λ oraz grubość warstw materiału d przyjęto wg danych wydanych do projektu (warstwa 1-4)

• [m²∙K/W]

• [m²∙K/W]

• [m²∙K/W]

• [m²∙K/W]

m²∙K/W

1.2 Całkowity opór cieplny przegrody R_T

[m²∙K/W]

gdzie:

R_SI – opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni – 0,13 m²∙K/W

R_SE – opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni – 0,13 m²∙K/W

m²∙K/W

1.3 Współczynnik przenikania ciepła przegrody U

[W/m²∙K]

[W/m²∙K]

1. Obliczenie całkowitej projektowanej straty ciepła przestrzeni ogrzewanej wg PN-EN 12831:2006 dla pomieszczenia: pokój-205

[W]

Φ_T,i – projektowana strata ciepła ogrzewanej przestrzeni (i) przez przenikanie , W

Φ_V,i – projektowana wentylacyjna strata ciepła ogrzewanej przestrzeni (i), W

Projektowana strata ciepła przez przenikanie

Φ_T,i = (H_T,ie+ H_T,iue+ H_T,ig+ H_T,ij)∙(θ_int,i- θ_e), W

gdzie:

H_T,ie - współczynnik strat ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do otoczenia przez analizowaną ścianę, W/K;

H_T,iue- współczynnik strat ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do otoczenia (e) przez przestrzeń nieogrzewaną, W/K;

H_T,ig- współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do gruntu (g) w warunkach ustalonych, W/K;

H_T,ij - współczynnik strat ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (i) do sąsiedniej przestrzeni (j) ogrzewanej do znacząco różnej temperatury, W/K;

θ_int,i – projektowana temperatura wewnętrzna przestrzeni ogrzewanej (i), C°;

θ_e - projektowana temperatura zewnętrzna, C°.

Pomieszczenie	Przegroda	U+ΔUtb	HT,ie	HT,iue	HT,ig	HT,ij	Hi
	Nazwa symbol	tem.	Dłu	Wys	Pow
1	2	3		4	5	6	7
ei	0,02		205	Sz - bez okn.	20	4,08	3,0
nmin	0,5	1/h		Sz - okn.	20	1,5	1,5
Θ nt,i	20//8	°C		Sw - klat.	20	1,66	3
Vint	5,28	m^3/h	113	Sz - bez dzw	8	2,76	9
Vmin	16,5	m^3/h		Sz - dzw	8	0,8	2
ΔUtb ie s	0,05/0,0	W/m^2K		Sw	8	11	9
ΔUtb ie ot	0,4/0,5	W/m^2K		Pd - piw	8	9,28	2,76
ΔUtb pd	0,0	W/m^2K		Suf - podda.	8	9,28	2,76
Wentylacja naturalna	HV,i	W/K	5,61
Całkowita projektowana strata ciepła przez przenikanie i wentylacje dla pomieszczenia 205	Φi	W	568
Całkowita projektowana strata ciepła przez przenikanie i wentylacje dla pomieszczenia 113	Φi	W	-1447

2.1. Obliczenie straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej pokój 205 na zewnątrz

• Liniowe mostki cieplne uwzględniono metodą uproszczoną:

U_kc = U_k + ∆U_tb [W/m²∙K]

gdzie:

U_kc –skorygowany współczynnik przenikania ciepła elementu budynku (k), z uwzględnieniem liniowych mostków cieplnych, W/m²∙K;

U_k - współczynnik przenikania ciepła elementu budynku (k), W/m²∙K;

∆U_tb - współczynnik korekcyjny w zależności od typu elementu budynku (k), W/m²∙K.

Dla ściany zewnętrznej bez okna:

∆U_tb = 0,05 (określony na podstawie tab. 3.1., dla: brak stropów przecinających izolację oraz brak przecinanych ścian, kubatura < 100 m³)

U_k= 0,2 W/m²∙K (z tematu ćwiczenia)

• U_kc1 = 0,2 + 0,05 = 0,25 W/m²∙K

• A = 4,08·3,0 – 2,25 = 10,0 m²

• H_T,ie1 = A∙ U_kc1 = 10,0 ∙ 0,25 = 2,5 W/K

• Projektowana strata ciepła:

Φ_T,i1 = H_T,ie1 ∙ (θ_int,i- θ_e) = 2,5 ∙ (20-(-20)) = 100 W

Dla otworu okiennego:

∆U_tb = 0,40 (określony na podstawie tab. 3.3., powierzchnia elem. Budynku >2-4 m²)

U_k = 1,68 W/m²∙K (z tematu ćwiczenia)

• U_kc2 = 0,4 + 1,68 = 2,08 W/m²∙K

• H_T,ie2 = A∙ U_kc2 = 2,25∙ 2,08 = 4,68 W/K

• Φ_T,i2 = H_T,ie2 ∙ (θ_int,i- θ_e) = 4,68 ∙ (20-(-20)) = 187,2 W

2.2. Obliczenie straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej pokój 205 do sąsiedniej przestrzeni

Przestrzeń nieogrzewana (klatka 113), przez ścianę:

Θ_pp= 8°C (projektowana temperatura wewnętrzna dla klatki schodowej wg tab.2.2)

• A = 1,66·3 = 4,98 m²

• H_T,ij1= f_ij∙ A∙ U_k = 0,3∙4,98∙ 0,95 = 1,42 W/K

• Φ_T,ij1 = H_T,ij ∙ (θ_int,i- θ_e) = 1,42 ∙ (20-(-20)) = 56,76 W

Straty ciepła przez przenikanie z przestrzeni ogrzewanej (pokój 205) do sąsiedniej przestrzeni ogrzewanych tj. sypialnia -204, pokój- 210,105,305 nie występują ponieważ temperatura w pomieszczeniach przyległych jest taka sama.

Θ_pp= 20°C (projektowana temperatura wewnętrzna dla pokojów mieszkalnych, sypialni, przedpokoi itp. wg tab.2.2)

• H_T,ij2 , Φ_T,ij2 = 0,0 W/K

  3. Obliczenie projektowanej straty ciepła do gruntu

W projektowanych pomieszczeniach mieszkalnych nie ma miejsca strata ciepła do gruntu, ponieważ nie graniczą one bezpośrednio z gruntem. Bezpośredni kontakt z gruntem występuje tylko w części piwnicznej (nie uwzględniono w obliczeniach).

3. Obliczenie wentylacyjnej straty ciepła w przypadku wentylacji naturalnej

n₅₀ – 4 h^-1 (dla średniego stopnia szczelności obudowy budynku (jakość uszczelek okiennych) wielorodzinnego,

e – 0,02 (współczynnik osłonięcia średni, wg tab. 6.2),

Ɛ - 1 (współczynnik poprawkowy ze względu na wys. do 10 m, wg tab. 6.3)

n_min – 0,5 (minimalna krotność wymiany powietrza zew. dla pomieszczenia mieszkalnego)

• Strumień powietrza infiltrującego do przestrzeni ogrzewanej (i):

V^*_inf = 2 ∙ V ∙ n₅₀ ∙ e ∙ Ɛ, m³/h

V^*_inf = 2 ∙ 33 ∙ 4 ∙ 0,02 ∙ 1 = 5,28 m³/h

• Minimalny strumień objętości powietrza , wymagany ze względów higienicznych:

V^*_min = n_min ∙ V, m³/h

V^*_min = 0,5 ∙ 33 = 16,5 m³/h

• Strumień objętości powietrza wentylacyjnego:

V^* = max(V^*_inf ; V^*_min)

V^* = max(5,28 ; 16,5) = 16,5 m³/h

• Współczynnik projektowej wentylacyjnej straty ciepła:

H_v = 0,34 ∙ V^*, W/K

H_v = 0,34 ∙ 16,5 = 5,61 W/K

• Φ_V= H_V ∙ (θ_int,i- θ_e) = 5,61 ∙ (20-(-20)) = 224,4 W

Podsumowując powyższe obliczenia dla pomieszczenia 205:

Φ_T,i = (H_T,ie+ H_T,iue+ H_T,ig+ H_T,ij)∙(θ_int,i- θ_e), W

Φ_T,i = ((2,5+4,68) + 0 + 0 + 1,42)∙(20-(-20)) = 8,599∙40= 343,96 W

oraz

Φ_V = 224,4 W

Zatem projektowana strata ciepła przez przenikanie dla obliczanego pokoju nr 205 wynosi:

[W]

568,36 W

3. Obliczenie straty ciepła przez przenikanie z klatki 113 na zewnątrz budynku

Dla ściany zewnętrznej bez drzwi:

∆U_tb = 0,0 (określony na podstawie tab. 3.1., dla: brak stropów przecinających izolację oraz brak przecinanych ścian, kubatura >100 m³)

U_k= 0,2 W/m²∙K (z tematu ćwiczenia)

• U_kc3 = 0,2 + 0,0 = 0,2 W/m²∙K

• A = (9,0·2,76)-1.6 = 23,24 m²

• H_T,ie3 = A∙ U_kc1 = 23,24 ∙ 0,2 = 4,65 W/K

• Projektowana strata ciepła:

Φ_T,i3 = H_T,ie1 ∙ (θ_int,i- θ_e) = 4,65 ∙ (8-(-20)) = 130 W

Dla otworu na drzwi:

∆U_tb = 0,50 (określony na podstawie tab. 3.3., powierzchnia elem. Budynku >0-2 m²)

U_k = 2,04 W/m²∙K (z tematu ćwiczenia)

• U_kc3 = 0,5 + 2,04 = 1,02 W/m²∙K

• H_T,ie3 = A∙ U_kc2 = 1,6 ∙ 1,02 = 1,63 W/K

• Φ_T,ie3 = H_T,ie2 ∙ (θ_int,i- θ_e) = 1,63 ∙ (8-(-20)) = 45,6 W

  3. Obliczenie straty ciepła przez przenikanie z klatki do sąsiedniej przestrzeni:

Przestrzeń ogrzewana tj. salon 201, 206 oraz pokój 205, 210 przez ścianę:

Θ_pp= 20°C (temperatura przyległych pomieszczeń)

• A = 2·((9,4+1,66)·9) = 199,08 m²

• H_T,ij3 = f_ij∙ A∙ U_k = -0,43·199,08∙ 0,95 = -81,32W/K

• Φ_T,i3 = H_T,ij ∙ (θ_int,i- θ_e) = -81,32 ∙ (8-(-20)) = -2277W

Na klatce schodowej projektowana temperatura powietrza jest znacznie niższa niż w sąsiednich pomieszczeniach i wynosi 8°C. W związku z tym brakujące zapotrzebowanie na ciepło ( wartość ujemna) jest doprowadzane z pomieszczeń sąsiadujących tj. w/w salonów i pokoi.

3. Przestrzeń nieogrzewana tj. piwnica:

∆U_tb = 0,0 (określony na podstawie tab. 3.1., dla: brak stropów przecinających izolację oraz brak przecinanych ścian, kubatura >100 m³)

U_k= 0,55 W/m²∙K (z tematu ćwiczenia)

b_u = współczynnik redukcji temperatury, uwzględniający różnicę między temperaturą przestrzeni nieogrzewanej i projektową temperaturą zewnętrzną ustalony w sposób orientacyjny na podstawie tabeli 3.4 (podziemie z oknami/drzwiami zewnętrznymi) b_u = 0,8

• U_kc = 0,55 + 0,0 = 0,55 W/m²∙K

• A = 9,28·2,76 = 25,6 m²

• H_T,iue1 = A∙ U_kc·b_u = 25,6 ∙ 0,55·0,8 = 11,26 W/K

Projektowana strata ciepła:

• Φ_T,i = H_T,iue ∙ (θ_int,i- θ_e) = 11,26 ∙ (8-(-20)) = 315,4 W

Przestrzeń nieogrzewana tj. poddasze:

∆U_tb = 0,0 (określony na podstawie tab. 3.1., dla: brak stropów przecinających izolację oraz brak przecinanych ścian, kubatura >100 m³)

U_k= 0,23 W/m²∙K (z tematu ćwiczenia)

b_u = podstawie tabeli 3.4 (izolowany dach) b_u = 0,7

• U_kc = 0,23 + 0,0 = 0,23 W/m²∙K

• A = 9,28·2,76 = 25,6 m²

• H_T,iue2 = A∙ U_kc·b_u = 25,6 ∙ 0,23·0,7 = 4,1 W/K

Projektowana strata ciepła:

• Φ_T,i1 = H_T,ie1 ∙ (θ_int,i- θ_e) = 4,1 ∙ (8-(-20)) = 114,8 W

Obliczenia końcowe strat ciepła dla klatki (pom.113)

Φ_T,i = (H_T,ie+ H_T,iue+ H_T,ig+ H_T,ij)∙(θ_int,i- θ_e), W

Φ_T,i =(4,65+16,3) +(11,26+4,1) + 0 + (-84,32))*(8-(-20))= -1671,2 W

Φ_V = 224,4 W

zatem:

Φ_i111 = Φ_T111 + Φ_v = -1671,2 + 224,4 = -1446,8 W

Przykładowe obliczenia dla pomieszczenia nr 205:

Kubatura pomieszczenia:

V = wysokość * (szerokość1 * długość1) + (szerokość2 * długość2))

V = 2,6[m]*((2,5[m]*3,72[m])+(1,4[m]*2,44[m])) = 33 [m³]

Zapotrzebowanie pomieszczenia na ciepło:

Q_pom' = kubatura * wskaźnik kubaturowy strat ciepła

Q_pom' = 33[m³] * 17[W/m³] = 569[W]

Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło pomieszczenia:

W przedpokoju (pom.206) nie ma grzejników, dlatego brakujące zapotrzebowanie na ciepło jest doprowadzane z pomieszczeń sąsiadujących z pokoju (pom.205),z sypialni (pom.204),z łazienki (pom.203), z kuchni (pom.202) i z salonu (pom.201)

Q_pom = Q_pom'+ Q_{pom nie ogrz} = 569[W] + 118[W] = 687 [W]

Suma zapotrzebowania na ciepło dla całego budynku:

Dla trzech identycznych kondygnacji mamy:

Σ Qpom = 3 * Σ Qpom' = 3 * 6983 [W] = 20949 [W]

II piętro	Nazwa pomieszczenia	Temp. pomieszczenia	Kubatura	q	Strata ciepła	Qpom.nie ogrzewanego	Qpom.
Numer	-	°C	m^3	W/m^3	W	W	W
1	2	3	9	10	11	12	13
201	salon	20	55	17	946	.+ pom 206	1064
202	kuchnia	20	16	17	283	.+ pom 207	401
203	łazienka	24	27	17	458	.+ pom 208	576
204	sypialnia	20	38	17	645	.+ pom 209	763
205	pokój	20	33	17	569	.+ pom 210	687
206	przedpokój	20	35	17	592	118	0
207	salon	20	55	17	946	.+ pom 212	1064
208	kuchnia	20	16	17	283	.+ pom 213	401
209	łazienka	24	27	17	458	.+ pom 214	576
210	sypialnia	20	38	17	645	.+ pom 215	763
211	pokój	20	33	17	569	.+ pom 216	687
212	przedpokój	20	35	17	592	118	0
113	klatka	8	231	-	1447	-	1447
						ƩQpom	6983
						3x Ʃ Qpom + klatka	22396

2. Dobór grzejników

Obliczenie mocy grzejników wg wzoru:

W

Q_pom – obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło pomieszczenia podana w W,

Q_pp – moc cieplna nieizolowanych pionów w pomieszczeniu, określona z uwzględnieniem schłodzenia czynnika grzejnego, podana w W, Q_pp= 0 W

Q_p – moc cieplna ewentualnie, oprócz pionów w pomieszczeniu, określona z uwzględnieniem schłodzenia czynnika grzejnego w W, Q_p = 0

β_T – współczynnik uwzględniający zastosowanie grzejnikowego zaworu termostatycznego, βT = 1,15

β_U – współczynnik wpływu usytuowania grzejnika; grzejniki umieszczone pod oknami/przy ścianach zewnętrznych β_U=1,00; dla łazienek i klatki, gdzie grzejnik umieszczony pod stropem β_U = 1,1

β_p – współczynnik uwzględniający sposób podłączenia grzejnika; podłączenie boczne, zasilanie górą, powrót dołem, β_p = 1,00

β_o – współczynnik poprawkowy uwzględniający wpływ osłonięcia grzejnika, β_o = 1,00

β_s – współczynnik poprawkowy uwzględniający wpływ schłodzenia wody w pionach, β_s =1,00

Dla wszystkich pomieszczeń każdej kontygnacji budynku dobrano grzejniki płytowe typu Compact firmy Purmo. Moc grzewcza grzejników została dobrana dla podanego w projekcie parametru czynnika grzewczego 90/70 °C, według parametru grzewczego grzejnika z katalogu 75/65 °C. W związku z tym, uwzględniono współczynnik korekcyjny dla parametrów podanych w projekcie. Dla łazienki współczynnik wynosi 0,83 zaś dla pozostałych pomieszczeń 0,80 a dla klatki schodowej 0,63. Grzejnik na klatce dobrany został w oparciu o wentylacyjną stratę ciepła jako wartość niższą, jako że nie wymagane jest na niej pełne ogrzewanie.

	pomieszczenie	temperatura	Qpom. [W]	βu	βt	βs	βo	βp	f	Qgrzej. (90/70/20)	Qgrzej. (75/65/20)	rodzaj grzejnika (PURMO)	moc grzejnika [W]
201	salon	20	1064	1	1,15	1,03	1	1	0,80	1261	1009	C115001200	1042
202	kuchnia	20	401	1	1,15	1,03	1	1	0,80	475	380	C11500500	434
203	łazienka	24	576	1,1	1,15	1,03	1	1	0,83	750	623	SAN 07 07	661
204	sypialnia	20	763	1	1,15	1,03	1	1	0,80	904	723	C11500900	781
205	pokój	20	687	1	1,15	1,03	1	1	0,80	813	651	C11500800	694
206	przedpokój	20	0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
207	salon	20	1064	1	1,15	1,03	1	1	0,80	1261	1009	C115001200	1042
208	kuchnia	20	401	1	1,15	1,03	1	1	0,80	475	380	C11500500	434
209	łazienka	24	576	1,1	1,15	1,03	1	1	0,83	750	623	SAN 07 07	661
210	sypialnia	20	763	1	1,15	1,03	1	1	0,80	904	723	C11500900	781
211	pokój	20	687	1	1,15	1,03	1	1	0,80	813	651	C11500800	694
212	przedpokój	20	0	-	-	-	-	-	-		-	-	-
											6771		7224
113	klatka	8	224	1,1	1,15	1,00	1	1	0,63	283	179	C11500400	347
											6950		7571

	pomieszczenie	temperatura	Qpom. [W]	βu	βt	βs	βo	βp	f	Qgrzej. (90/70/20)	Qgrzej. (75/65/20)	rodzaj grzejnika (PURMO)	moc grzejnika [W]
101	salon	20	1064	1	1,15	1,00	1	1	0,80	1224	979	C115001200	1042
102	kuchnia	20	401	1	1,15	1,00	1	1	0,80	462	369	C11500500	434
103	łazienka	24	576	1,1	1,15	1,00	1	1	0,83	729	605	SAN 07 07	661
104	sypialnia	20	763	1	1,15	1,00	1	1	0,80	877	702	C11500900	781
105	pokój	20	687	1	1,15	1,00	1	1	0,80	790	632	C11500800	694
106	przedpokój	20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
107	salon	20	1064	1	1,15	1,00	1	1	0,80	1224	979	C115001200	1042
108	kuchnia	20	401	1	1,15	1,00	1	1	0,80	462	369	C11500500	434
109	łazienka	24	576	1,1	1,15	1,00	1	1	0,83	729	605	SAN 07 07	661
110	sypialnia	20	763	1	1,15	1,00	1	1	0,80	877	702	C11500900	781
111	pokój	20	687	1	1,15	1,00	1	1	0,80	790	632	C11500800	694
112	przedpokój	20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
											6574		7224
	pomieszczenie	temperatura	Qpom. [W]	βu	βt	βs	βo	βp	f	Qgrzej. (90/70/20)	Qgrzej. (75/65/20)	rodzaj grzejnika (PURMO)	moc grzejnika [W]
301	salon	20	1064	1	1,15	1,08	1	1	0,80	1322	1058	C115001400	1215
302	kuchnia	20	401	1	1,15	1,08	1	1	0,80	498	399	C11500500	434
303	łazienka	24	576	1,1	1,15	1,08	1	1	0,83	787	653	SAN 07 07	661
304	sypialnia	20	763	1	1,15	1,08	1	1	0,80	948	758	C11500900	781
305	pokój	20	687	1	1,15	1,08	1	1	0,80	853	682	C11500800	694
306	przedpokój	20	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
307	salon	20	1064	1	1,15	1,08	1	1	0,80	1322	1058	C115001400	1215
308	kuchnia	20	401	1	1,15	1,08	1	1	0,80	498	399	C11500500	434
309	łazienka	24	576	1,1	1,15	1,08	1	1	0,83	787	653	SAN 07 07	661
310	sypialnia	20	763	1	1,15	1,08	1	1	0,80	948	758	C11500900	781
311	pokój	20	687	1	1,15	1,08	1	1	0,80	853	682	C11500800	694
312	przedpokój	20	0	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
											7100		7570

2. Dobór urządzeń instalacji c.o.

   1. Dobór kotła na gaz ziemny:

Qk'=Σ Qpom = 22396[W]= 22,4[kW]

Dobrano kocioł gazowy typu Vitopend 100 firmy Viessmann, o mocy od 10,9 kW do 24 kW. Jest to gazowy kocioł dwufunkcyjny automatyczny z modulowanym palnikiem atmosferycznym do eksploatacji z zasysaniem powietrza zewnętrznego Sprawność nominalna 90%. Kocioł pracuje na potrzeby c.o.

Moc nominalna kotła to 22,4 kW. Masa kotła 37 kg, pojemność wymiennika ciepła 0,52 l.

Maks. ciśnienie robocze 10 bar, dop. ciśnienie robocze 3 bar. Obliczeniowe temperatury czynnika grzejnego 70/50°C. Wymiary kotła: 360mm x 450mm x 850mm (długość x szerokość x wysokość)

1. Powierzchnia i wysokość komina:

Dla Q_k = 22,4 kW i h = 10,8 m (wysokość czynna komina od podłączenia czopucha do wylotu) w oparciu o nomogram opracowany przez firmę Schiedel dla kotłów z palnikiem atmosferycznym dobrano średnicę komina 160mm, jednak zgodnie z normą PN-B-02431 minimalna średnica kanału spalinowego wynosi 180mm, dlatego przyjęto tę wartość. Średnica przewodu spalinowego wyprowadzona z kotła 130 mm (mniejsza równa średnicy komina)

h – wysokość komina (4*strop+dach a koniec komina + od czopucha do stropu + 3* pomieszczenie)

h = 4 * 0,4 + 0,6 + 0,8 + 3 * 2,6 = 10,8[m]

1. Wentylacja:

cm²

cm²

Zgodnie z normą PN-B-02431-1 powierzchnia kanału nawiewnego nie może być mniejsza niż 300cm², zatem dobrano przewód 180x180 mm (F_N 324cm²) umieszczony w ścianie zewnętrznej, którego dolna krawędź znajduje się na wysokości 30 cm ponad poziomem posadzki, czerpnia z żaluzją na wysokości 2,5 m od podłogi. Żaluzja (wg karty katalogowej 30% ograniczenie przekroju).

Przyjęto kanał wywiewny 140x140 mm w bloku kanałów wentylacyjnych

1. Powierzchnia przekroju czopucha:

Fcz = 1,40*Fk = 677[cm²]

Dobrano przekrój równy 26[cm]x26[cm]=678[cm²]

1. Powierzchnia dymnicy:

Według danych producenta d = 20[cm]

1. Filtr odmulnik:

Na podstawie katalogu firmy AULIN, gdy prędkość wody w rurociągu nie przekracza 1,1 m/s filtroodmulnik należy dobrać wg średnicy króćca przyłączeniowego.

Dobrano Filtroodmulnik magnetyczny FOM-Aulin DN 32, o pojemności 4,6 dm³.

1. Naczynie wzbiorcze zamknięte:

Pojemność wodna zładu c.o. V_co=0,25 m³

Pojemność wodna kotła V_k=0,08 m³

Pojemność wodna kotłowni (założona) V_k=0,1 m³

Pojemność użytkowa naczynia wzbiorczego:

V_u= V* p *Δv =(0,25+0,1+0,08)* 999,7 * 0,0356 = 14,1 dm³

gdzie:

V - pojemność wodna zładu instalacji

ρ - gęstość wody o temperaturze 10˚C; ρ= 999,7kg/dm³

Δν -przyrost objętości wody od temperatury początkowej do temperatury na zasilaniu t_z=90°C; Δν = 0,0356dm³/kg

Pojemność całkowita naczynia wzbiorczego:

V_c= V_u* (pmax + 1) / (pmax – p)

p_st = 9 m =0,9 bar - wysokość od wpięcia naczynia wzbiorczego do instalacji do najwyższego punktu w instalacji

Ciśnienie dopuszczalne instalacji c.o. (kotła) 3 bar (zmniejszone o 0,5 bar)

Przyjęto:

p = p_s + 0,2 = 0,9+0,2= 1,1 bar

pmax = 2,5 bar

V_c= 14,1* (2,5 + 1) / (2,5 – 1,1) = 35,25 dm³

Przyjęto naczynie wzbiorcze typu Reflex N stojące, wielkość 8 – 35 dm³, o maksymalnym ciśnieniu roboczym 3 bar i temperaturze pracy 120°C

1. Rura wzbiorcza.

Zgodnie z normą PN-B-02414, .Przyjęto rurę stalową wzbiorczą ze szwem DN20.

1. Zawór bezpieczeństwa.

Maksymalne nadciśnienie przed zaworem bezpieczeństwa:

- maksymalne ciśnienie na najsłabszym elemencie instalacji,

Przepustowość ZB:

Q_k = 24 kW - największa trwała moc cieplna kotła

r = 2125kJ/kg - ciepło parowania wody przy ciśnieniu przed ZB (p₁):

Powierzchnia A przelotu ZB:

K₁= 0,53 (z nomogramu)

α – 0,9* α_rz = 0,9*0,38 = 0,342

Najmniejsza wymagana średnica przelotu ZB:

Dobrano membranowy zawór bezpieczeństwa firmy SYR typu 1915 ½ i ciśnieniu początku otwarcia 3 bar

1. Zawór nadmiarowo upustowy.

Zawór nadmierno upustowy firmy Honeywell typu DU 146 dobrano na podstawie Gp pompy obiegowej oraz Δp max.

4. Obliczenia hydrauliczne

Ciśnienie grawitacyjne (tz/tp = 90/70)

Parter	Δpcz = h*g*(p70-p90) =	367,0	[Pa]		0,75*Δpcz =	275,2	[Pa]		h =	3		g =	9,81
I Piętro	Δpcz = h*g*(p70-p90) =	734,0	[Pa]		0,75*Δpcz =	550,5	[Pa]		h =	6		p90 =	965,3
II Piętro	Δpcz = h*g*(p70-p90) =	1101,0	[Pa]		0,75*Δpcz =	825,7	[Pa]		h =	9		p70 =	977,8

Zestawienie oporów miejscowych w poszczególnych działkach obliczeniowych

Działka	Opis	ζ	Ʃζ
1,7,8,9,10	grzejnik członowy kolano x2 zawór odcinający kulowy x2 rozdzielacz (rozszerzenie + zwężenie) x2	3,0 1,0 1,0 6,0	11
2	kolano x4 zawór odcinający kulowy kolano x2	2,0 1,0 3,0	6
3 i 4	trójnik przelot zasilanie trójnik przelot powrót	0,5 0,5	1,0
5	kolano x4 zawór odcinający kulowy x3 trójnik przelot zasilanie trójnik przelot powrót	2,0 3,0 0,5 0,5	6,0
6	kolano x7 filtroodmulnik kocioł zawór odcinający kulowy x3 zawór zwrotny x1	3,5 3,0 2,5 3,0 8,0	20

Dobór średnic i obliczenia hydrauliczne dla II piętra na podstawie rysunku nr 3 – rozwinięcie instalacji c.o.:

Określenie strumieni przepływu w działkach obliczeniowych dokonano przy pomocy wzoru:

m = 0,86 Q/(tz-tp) [kg/h]

gdzie:

Q – obciążenie cieplne działki obliczeniowej, W

tz – temperatura zasilania, °C

tp – temperatura powrotu, °C

Dla określonej wartości przepływu oraz średnicy przewodu z tabeli strat ciśnienia na długości w przewodach stalowych i przewodach PEX ogrzewań wodnych odczytano prędkość przepływu wody (w) i wartość jednostkowych strat ciśnienia w danej działce (R),

Działka	Q	m	l	DN	w	R	Rxl	Ʃζ	Z	Rl+Z (Δp)	opory obiegu grzejnika z uwzględnieniem ciśnienia czynnego
nr	W	kg/h	m	mm	m/s	Pa/m	Pa		Pa	Pa
1	1064	46	11,4	16x2,0	0,1	30	342	11	55	397	4542-825,7=3716,3
2	3491	150	7,8	16x2,0	0,29	100	780	6	252	1032
3	3491	150	6,2	15	0,22	105	651	1	24	675	3510-550,5=2959,5
4	6982	300	6,2	20	0,21	80,3	498	1	22	520	2835-275,2=2559,8
5	10473	450	9,4	25	0,23	48	451	6	159	610
6	22400	963	8,6	32	0,29	54,3	467	20	841	1308
		Suma	49,6							4542

Działka	Q	m	l	DN	w	R	Rxl	Ʃζ	Z	Rl+Z
nr	W	kg/h	m	mm	m/s	Pa/m	Pa		Pa	Pa
7	763	33	8,2	16x2,0	0,08	15	123	11	35	158
8	687	30	7,4	16x2,0	0,07	13	96	11	27	123
9	576	25	5	16x2,0	0,05	8,2	41	11	14	55
10	401	17	6,8	16x2,0	0,04	7	48	11	9	56
Wspólne działki 2,3,4,5,6

Dobór minimalnego oporu zaworu termostatycznego (przyjęto autorytet a=0,3)

Δp_II = 4542 Pa

Jest to punkt o największym wymaganym ciśnieniu – grzejnik najniekorzystniej położony. Założono autorytet a=3

Δp_ZT = Δp_II * a/(1-a) = 4542 * (0,3/0,7) = 1947 Pa

Dobór pompy obiegowej:

H_p = (Δp - 0,75 Δp_cz)_II + Δp_ZT = 4542 - 825,7 + 1947 = 5663,3 Pa = 5,7 kPa

G_P = 0,96 m³/h

Na podstawie karty katalogowej pompy obiegowej c.o. firmy Grundfos, dobrano pompę typu UPS 25-20 A, trójstopniowa – prędkość obrotowa wirnika II st (40W), napięcie zasilacza 240V. Maksymalne ciśnienie robocze 10 bar, temperatura cieczy 2-110°C

G_P^rz = 0,96 m³/h

H_p ^rz= 8,0 kPa

(odczytano w oparciu o charakterystykę pompy)

Nastawy grzejnikowych zaworów termostatycznych.

piętro	nr pomieszczenia	Q	m	Rl+Z-0,75Δp (Δpobl)	pGZT	Stopień nastawienia	autorytet
		w	kg/h	Pa	Pa
II	301/307	1064	46	3716	4284	3	0,54
	304/310	763	33	3477	4523	3	0,57
	305/311	687	30	3442	4558	3	0,57
	303/309	576	25	3374	4626	2	0,58
	302/308	401	17	3376	4624	2	0,58
I	201/207	1064	46	3991	4009	3	0,50
	204/210	763	33	3752	4248	3	0,53
	205/211	687	30	3717	4283	3	0,54
	203/209	576	25	3649	4351	2	0,54
	202/208	401	17	3651	4349	2	0,54
parter	101/107	1064	46	4267	3733	3	0,47
	104/110	763	33	4028	3972	3	0,50
	105/111	687	30	3993	4007	3	0,50
	103/109	576	25	3925	4075	2	0,51
	102/108	401	17	3927	4073	2	0,51

Przykład obliczeń dla działki 1 (pom. 307)

Δp_II = 4542 Pa

0,75*Δp_cz = 826 Pa

Δp_obl = Δp_II – 0,75*Δp_cz = 4542 – 826 = 3716 Pa

Δp_GZT = Δp_pom - Δp_obl = 8000 - 3716 = 4284 Pa

Z monogramu firmy Purmo, dla przepływu równego 46 kg/h oraz strat ciśnienia 4284 Pa odczytano nastawę zaworu równą 3.