POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska.

Zakład Ciepłownictwa i Klimatyzacji.

PROJEKT NR 1.

Projekt dwufunkcyjnego wymiennikowego

węzła cieplnego dla budynku wielorodzinnego

w Przeworsku

KONSULTACJE : WYKONANIE :

dr inż. Bożena BABIARZ Ilona WOJTYNA

III-SD

Rok akademicki 2008/2009

SPIS TREŚCI

I. Część opisowa - Opis techniczny

1. Podstawa opracowania

2. Zakres opracowania

3. Dane ogólne

4. Opis rozwiązań projektowych

4.1.Ogólny opis projektowanej instalacji

4.2. Armatura i urządzenia zabezpieczające

5. Pomieszczenie węzła

6 .Uwagi końcowe

II. Część obliczeniowa

1. Obliczenie wydatku wody sieciowej oraz dobór średnic

2. Obliczenie wydatku wody instalacyjnej oraz dobór średnic

3. Dobór wymiennika C.O.

4. Dobór wymiennika c.w.u.

5. Dobór licznika ciepła

6. Dobór zaworu regulacji temperatury

7. Dobór zabezpieczenia instalacji CO

7.1. Dobór naczynia wzbiorczego.

7.2. Dobór zaworu bezpieczeństwa dla wymiennika C.O.

8. Dobór zasobnika c.w.u.

9. Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji c.w.u.

10. Dobór filtrów i odmulaczy.

11. Dobór pomp.

11.1. Dobór pompy obiegowej C.O.

11.2. Dobór pompy ładującej zasobnik-wymiennik c.w.u.

11.3. Dobór pompy cyrkulacyjnej c.w.u.

12. Dobór zaworu regulacji różnicy ciśnień i przepływu.

13. Dobór armatury.

III. Część rysunkowa

1. Schemat technologiczny węzła cieplnego

2. Rzut pomieszczenia węzła - skala 1:25

3. Przekroje przez pomieszczenie węzła - skala 1:25

I. Część opisowa - Opis techniczny

1. Podstawa opracowania.

Podstawą opracowania jest temat wydany przez Zakład Ciepłownictwa i Klimatyzacji w dniu 28.02.2007 r.

Normy:

• PN-B-02415:1991 ”Zabezpieczenie wodnych zamkniętych systemów ciepłowniczych. Wymagania.”

• PN-B-02414:1991 „Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego z naczyniami wzbiorczymi przeponowymi. Wymagania”

• PN-B-02416:1991 „Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego przyłączonych do sieci cieplnych. Wymagania”

Literatura:

• Kazimierz Żarski „Węzły cieplne w miejskich systemach ciepłowniczych”

Katalogi firm:

• Flamco, Reflex, Grundfos, Metron, Polna, Termen i in.

2. Zakres opracowania.

Opracowanie obejmuje część projektową i obliczeniową cieplno – technologiczną dwufunkcyjnego wymiennikowego węzła cieplnego na potrzeby C.O. oraz ciepłej wody użytkowej – od głównych zaworów na wejściu sieci wysokich parametrów do instalacji C.O. i c.w.u. wraz z niezbędnymi schematami i rysunkami.

3. Dane ogólne.

Projektowany węzeł cieplny obsługuje wielorodzinny budynek mieszkalny

zlokalizowany w Rzeszowie przy ulicy Spokojnej. Funkcja węzła polega na dostarczeniu wody do instalacji CO w zimie oraz przygotowaniu ciepłej wody użytkowej dla mieszkańców przez cały rok.

Dane projektowe:

• Moc cieplna instalacji C.O. – Q_c.o.=530 kW

• Moc cieplna instalacji c.w.u. – Q_c.w.u.=25% Q_c.o

• Temperatura wody sieciowej

  • na zasilaniu – T_sz = 130 °C

  • na powrocie – T_sp = 70 °C

• Temperatura wody instalacji C.O.

  • na zasilaniu – T_iz = 70 °C

  • na powrocie – T_ip = 60 °C

• Ciśnienie sieci cieplnej na wejściu do węzła

  • na zasilaniu – p_sz = 440 kPa

  • na powrocie – p_sp = 220 kPa

4. Opis rozwiązań projektowych.

Zasadniczym elementem wymiennikowego węzła cieplnego jest wymiennik ciepła czyli urządzenie, w którym następuje przekazanie ciepła od czynnika grzejnego płynącego w sieci do czynnika ogrzewanego zasilającego instalację wewnętrzna oraz cwu. Zaprojektowany węzeł cieplny jest węzłem dwufunkcyjnym równoległym. W wyposażeniu są dwa wymienniki- dla C.O. i C.W.U. Ciepła woda podgrzewana jest w wymienniku, przez który przepływa część strumienia masy czynnika dopływającego do węzła. Następuję rozdzielenie strumieni tak, że do każdego z wymienników dopływa woda sieciowa o tej samej temperaturze. W każdym z obiegów, bo takie tutaj można wyodrębnić, znajdują się niezbędne elementy wyposażenia, takie jak armatura, aparatura kontrolno-pomiarowa i urządzenia automatycznej regulacji. Dla zapewnienia wymaganych strumieni masy czynnika grzejnego niezbędne jest wyrównanie strat ciśnienia w poszczególnych obiegach.

Do regulacji temperatury zastosowano zawory regulujące z siłownikiem, czujnikiem temperatury i regulatorem. Do pomiaru ciepła przyjęto licznik ciepła z wodomierzami impulsowymi oddzielnymi dla poszczególnych obiegów.

Układ instalacji C.O. wyposażony jest w przeponowe naczynie wzbiorcze oraz zawór bezpieczeństwa. Ponadto układ C.W.U. również wyposażono w zawór bezpieczeństwa.

Obieg C.O. posiada pompę obiegową, natomiast instalacja C.W.U. posiada pompę cyrkulacyjna oraz pompę ładującą zasobnik-wymiennik.

Zespół wymienników znajduje się w tzw. pomieszczeniu węzła cieplnego zlokalizowanego w części budynku.

4.1. Specyfikacja urządzeń.

Lp.	Nazwa urządzenia	Producent (dystrybutor)	Ilość
1	Wymiennik ciepła CO.	JAD XK 9.88.08.65 SecesPol	1
2	Wymiennik ciepła C.W.U	JAD K 14.163.10 SecesPol	1
3	Licznik ciepła	METRON METRONIC 4	1
4	Filtroodmulnik	TERMEN typ TerF	1
5	Zasobnik CWU	SeCeS - Pol 0,6/1,0 typ KB	1
6	Naczynie wzbiorcze	Reflex typ N200	1
7	Wodomierz	METRON WS10	1
8	Wodomierz	METRON WS15
9	Filtr siatkowy DN 150	POLNA typ FS-1	1
10	Filtr siatkowy DN 40	POLNA typ FS-1
11	Zawór bezpieczeństwa dla cwu	ARMAK typ 775	1
12	Zawór bezpieczeństwa dla CO	POLNA typ ZMB 40-6	1
13	Zawór regulacji z siłownikiem	POLNA Z2 DN40	1
14	Zawór regulacji z siłownikiem	POLNA Z2 DN40	1
15	Filtr siatkowy DN 65	POLNA typ FS-1
16	Filtr siatkowy DN 32	POLNA typ Fs-1
17	Czujnik temperatury	PT-500 klA
18	Termometr		4
19	Filtr antyskażeniowy DN32	ARMATUREN Ari-Filtr B	1
20	Zawór spustowy	Honeywell	1
21	Manometr	KFM-R(0-4)MPa	4
22	Regulator	POLNA typ RG7.2	1
23	Czujnik temperatury	Pt100 kl. A lub B	4
26	Pompa cyrkulacyjna c.w.u.	GRUNDFOS TP25-50R	2
25	Pompa obiegowa c.o.	GRUNDFOS TP80-120/2	1
27	Zawór odcinający DN 40	VENTEX TESSA	1
28	Zawór odcinający DN 65	VENTEX TESSA	7
29	Zawór odcinający kulowy DN32	ARMATURATYPAH-30	7
30	Zawór zwrotny	DN32	1
31	Zawór zwrotny	DN150	2
32	Zawór różnicy cisnień	POLNA TYP ZSN1	1
33	Zawór odcinający kulowy DN150
22	Filtr siatkowy DN 40	POLNA typ FS-1	1
33	Filtr siatkowy DN 65	POLNA typ FS-1	1

5. Pomieszczenie węzła.

Pomieszczenie węzła cieplnego zlokalizowane jest w budynku wielorodzinnym, który to węzeł obsługuje.

Dostęp do pomieszczenia węzła ciepłowniczego jest możliwy bezpośrednio z korytarza, ponieważ węzeł zlokalizowany jest w piwnicy.

Drzwi do węzła powinny posiadać zamknięcie bezklamkowe i otwierać się pod naciskiem od strony pomieszczenia węzła. Drzwi z futryną należy wykonać ze stali, lecz w tym przypadku dopuszcza się drzwi drewniane.

Ściany i strop węzła należy wykonać z materiałów niepalnych, otynkować i pomalować powłokami malarskimi chroniącymi przed przenikaniem wilgoci. Podłoga w pomieszczeniu powinna być gładka i wytrzymała na uderzenia mechaniczne, jej spadek powinien wynosić 1% w kierunku kratki ściekowej.

Pomieszczenie węzła powinno mieć wentylację grawitacyjną nawiewną i wywiewną, wyprowadzoną ponad dach.

Urządzenia elektryczne węzła powinny posiadać instalacją ochrony od porażeń, zgodnie z obowiązującymi przepisami.

W pomieszczeniu węzła należy zainstalować zlew z zaworem ze złączką do węża. Na przewodach gazowych przechodzących przez węzeł nie wolno montować armatury i stosować połączeń rozłącznych.

6. Uwagi końcowe.

Instalacje należy wykonać zgodnie z projektem i według wytycznych projektowych i odbioru instalacji.

Po wmontowaniu całej armatury wykonać próby ciśnienia i szczelności zgodnie z zasadami bhp i ppoż. Wielkość ciśnienia próbnego powinna być 1,5 krotnie wyższa od najwyższego możliwego ciśnienia roboczego lecz nie mniejsza niż 0,9 MPa. Instalację uważa się za szczelną, jeśli w ciągu 20 min trwania próby manometr kontrolny nie pokaże spadku ciśnienia. Manometr powinien umożliwić odczyt ciśnienia z dokładnością do 0,1 bara.

7. Wytyczne branżowe.Warunki MPCu.

-Węzeł cieplny powinien dostarczać ciepło do odbiorcy, być dostępny dla obsługi dostawcy o każdej porze, zabezpieczony przed dostępem niepowołanych osób.

-Dla rozliczenia za pobrane ciepło zaprojektowano licznik ciepła.

-Zasilanie energetyczne węzła należy zaprojektować niezależnie od zasilania instalacji budynku.

-Pomieszczenie powinno odpowiadać normie BN-75/8864-46

(wykonać wpust podłogowy, drzwi wejściowe powinny otwierać się do zewnątrz)

-Zaprojektować oświetlenie w pomieszczeniu węzła zgodnie z norma PN-84/E-00203

-Wyposażyć pomieszczenie w gniazdo 230 V

-Zasilić w energię elektryczną pompę obiegową C.O. oraz recyrkulacyjną C.W.U.

-Zasilić w energię elektryczną układ regulacji temperatury dla C.O. i C.W.U.

-Regulator umieścić na ścianie na wysokości

-Licznik ciepła umieścić na wysokości

-Instalację elektryczną do czujników i urządzeń montować zgodnie z wytycznymi dla automatyki i elektryczności.

-odległość powierzchni zewnętrznej izolacji od ściany wieksza niż 20 cm

-odl. zewnętrznej powierzchni izolacji i urządzeń od podłogi 30cm

-wysokość prowadzenia przewodów w miejscu przejścia 2m

-odl. między fundamentem a pompą lub zestawem dwupompowym co najmniej 0,5m

-odległość między pompą a ścianą pomieszczenia 0,5 m

- odl. między zewnętrzna powierzchnią izolacji wymiennika a ścianą 30cm

8. Zasady doboru i montażu ciepłomierzy do wody.

1. Warunki dotyczące stosowanych rozwiązań technicznych.

8.1.1. Dobór ciepłomierzy do wody.

Ciepłomierze do wody lub ich przyrządy składowe (czujniki hydrauliczne, sondy temperatury, kalkulator) powinny być dobrane na podstawie warunków działania obwodu wymiany ciepła (przepływów najwyższych i najniższych, różnic maksymalnych i minimalnych temperatury, granicy dolnej mocy cieplnej, mocy nominalnej) w okresie całego roku (sezon letni i sezon grzewczy).

8.1.2. Rodzaj ciepłomierzy do wody.

Do pomiaru ilości ciepła mogą być stosowane wyłącznie ciepłomierze do wody posiadające zatwierdzenie typu wydane przez GUM i posiadające legalizację GUM z miernikiem przepływu ultradźwiękowym z zasilaniem bateryjnym i wykonane z materiału umożliwiającego bezpośredni kontakt z czynnikiem ogrzewczym przy ciśnieniu roboczym 1,6 MPa i temperaturze:

• - gdy miernik przepływu jest instalowany na rurociągu zasilającym sieci wysokoparametrowej (dla instalacji włączonych bezpośrednio do sieci cieplnej),

• - gdy miernik przepływu jest instalowany na rurociągu powrotnym sieci wysokoparametrowej (dla węzłów wymiennikowych).

Maksymalna strata ciśnienia na wodomierzu przy nominalnym obliczeniowym przepływie przez węzeł nie powinna przekraczać 15 KPa. Dla odbiorców indywidualnych zasilanych z sieci niskoparametrowej temperatury o których wyżej mowa wynoszą odpowiednio i . Pozostałe wymogi - jak dla liczników zasilanych bezpośrednio z sieci wysokoparametrowej.

8.1.3. Podstawowe wielkości pomiarowe.

Zastosowany ciepłomierz powinien umożliwić określenie następujących wielkości:

1. sumy zużytej energii cieplnej, na podstawie jednego odczytu przedstawionej w GJ,

2. sumy wody sieciowej jaka przepłynęła przez węzeł w m³,

3. temperatury zasilania i powrotu w ,

4. chwilowego przepływu wody sieciowej w m³/h,

5. maksymalnej mocy za ostatni miesiąc,

6. maksymalnego przepływu za ostatni miesiąc.

8.1.4. Pamięć.

Ciepłomierz musi być wyposażony w stałą pamięć (np. EPROM) umożliwiającą w przypadku awarii zasilania odtworzenie ostatnich wartości mierzonych, tj.

• czasu pracy baterii (do chwili awarii),

• sumy zużytej energii cieplnej (w GJ),

• ilości wody sieciowej jaka przepłynęła przez węzeł w m³.

8.1.5. Wyjście optoelektroniczne lub inne.

W celu zapewnienia właściwych warunków dla szybkiego zbierania danych o stanie zużycia ciepła liczniki muszą być wyposażone w wyjście optoelektroniczne lub inne umożliwiające przeniesienie danych do pamięci mikrokomputera.

8.1.6. Miejsce montażu licznika.

Ciepłomierz należy montować po stronie dostawcy ciepła; w systemach z transformacją parametrów na przewodach wysokoparametrowych. Zakres wyposażenia w węzłach cieplnych grupowych dla poszczególnych obiektów z nich zasilanych, zależny jest od zasięgu eksploatacji dostawcy oraz od stanu umownego z odbiorcami. Dla odbiorców indywidualnych zasilanych z węzła grupowego liczniki ciepła montowane są na przewodach niskoparametrowych na wejściu do poszczególnych budynków. Obowiązuje zasada, że każdy obiekt, na który Użytkownik posiada odrębną umowę na dostawę ciepła, winien być rozliczany poprzez odrębny licznik ciepła, z uwzględnieniem szczegółowych ustaleń umowy. Liczniki ciepła należy montować w węzłach cieplnych, a dla węzłów których właścicielem nie jest - w punktach zdawczo –odbiorczych.

8.1.7. Plombowanie ciepłomierzy do wody (liczników ciepła).

Ciepłomierz musi gwarantować rzetelność i wiarygodność odczytu poprzez całkowite wyeliminowanie możliwości jego niekontrolowanego czasowego odłączenia lub zniekształcenia wyników. Służyć temu ma przede wszystkim plombowanie wszystkich wymagających tego elementów, tj.

• przeliczników wskazujących do ciepłomierzy,

• przetworników do ciepłomierzy do wody,

• pary czujników temperatury do ciepłomierzy.

Plombowania urządzeń pomiarowych dokonuje dostawca ciepła.