6. Obliczenia.
Temat 8
Zaprojektować technologię kotłowni o parametrach:
-Qco= 450kW
-Ilość mieszańców – U= 220 osób
-parametry instalacji c.o. 90/700C
-Wysokość budynku H= 16,0m
- opór instalacji Hi= 3,5mH2O
-Opór cyrkulacji H= 1,2mH2O
-Parametry c.w.u. 8/600C
I. Zapotrzebowanie ciepłej wody użytkowej
qdobowe=110-130dm3/os
qcałkowite dobowe średnie = 220 os x 110dm3/os i d = 24200 dm3/doba
T=18h
q h śr = 22400/18 = 1244,44 dm3/h
Nh=9.32xU-0,244= 9.32x220-0,244=2.49
q h max =1244,44 x 2,49= 3098,65 dm3/h= 3,098m3/h
Q cwu = q x Cw x ρ x ( tw – tz)
Q cwu = 3,098 x 4,2 x 1000 x (60-8) = 676603,2 kJ/h = 187,94kW
Dobór kotła
- Q cwu = 187,94kW
- Qco=450kW
Qcałkowite = 637,94 kW
Kocioł
Viessmann – Vitoplex 100 PV1
moc kotła powinna być większa o 15% mocy obliczeniowej.
Qk= 637,94 kW x 1,15 = 733,631 kW
Zaprojektowano 2 kotły o mocach 311-400 kW każdy.
Specyfikacja kotła:
Zakres znamionowej mocy cieplnej od 311 do 400 kW
Zakres znamionowego obciążenia cieplnego od 342 do 440 kW
Dop. temperatura zasilania 110 oC
Dop. nadciśnienie robocze 5 bar
Opory przepływu spalin 280 Pa
Wymiary całkowite
Długość całkowita 1840mm
Szerokość całkowita 950mm
Wysokość całkowita 1450mm
Wysokość podkładek 37mm
Fundament
Długość 1400mm
Szerokość 950mm
Ciężar łączny kotła 790kg
Pojemność wodna kotła 490 litrów
Króciec spalin 248φ
Sprawność 92%
Otwory wywiewno nawiewne :
Fn= 5cm2 x Qk= 5cm2 x 800kW=4000cm2=0,4m2
Fk= 0,5 x Fn = 0,2m2
Powierzchnia i kubatura kotłowni:
Kotłownia musi posiadać 2 wyjscia ewakuacyjne.
Powierzchnia kotłowni:
V=Qc/4,3kW/m3=800/4,3=186,04m3
H=2,5m
F=186,04/2,5=74,41m2
Zapotrzebowanie ilościowe paliwa
Godzinowe zużycie paliwa na cele c.o.
B= Q/(W*η)
Bh=210000/(1,163*5500*0,892)=36,8 kg/h
Zużycie paliwa w ciągu roku na cele c.o.
Dni grzewcze 227 dla średniej temperatury zewnętrznej 1,8oC
Liczba stopnio-dni 4000
Maksymalna różnica temperatur = 40oC
Liczba dni z mocą maksymalną wydajnością : 4000/40=100 dni
Zapotrzebowanie na opał w ciągu roku dla celów grzewczych:
100*24*Bh=100*24*36,8=88320kg/rok
Zużycie paliwa w ciągu roku na cele cwu
Wyznaczenie rocznego zapotrzebowania ciepła użytkowego
Qw=V*L*Cw*ρ*Δt*k*tuz/(1000*3600)=340195,41kWh/r
B= Qw/(W*η)
B=340195,41*1000/(1,163*0,892*5500)=59624 kg/r
V= Jednostkowe zapotrzebowanie na wode
L- liczba osób
tuz - czas użytkowania
Cw - ciepło właściwe 4,19kJ/(kgK)
ρ - Gęstość wody przyjmowana jako 1000kg/m3
k – mnożnik korekcyjny (przyjęto 1,00 dla temp 55oC)
Δt – różnica temperatur podgrzewania wody
Roczne zapotrzebowanie paliwa dla kotłowni :
59624kg+88320kg=147944kg~150 ton węgla.
Zawory bezpieczeństwa na instalacji c.o.
Ciśnienie robocze kotła: pr = 0,15MPa
Moc kotła: 2 x 220 kW = 440 kW
p1 = pr x 0,4 = 0,15 x 0,4 = 0,06 Mpa
Dla 0,06Mpa ciepło parowania n=2432,7 kJ/kg
m ≥ 3600 x 220/2432,7
m ≥ 326,77 kg/h m ≥ 0,091 kg/s
Dla p1=0,06MPa K1=0,52
α = 0,9 x 0,78 = 0,702
Pole powierzchni:
A= 326,77/(10 x 0,52 x 0,702 x (0,52 + 0,1)) = 144,38mm2
Średnica:
do= (4 x 144,38 / 3,14)0,5 = 13,58mm
Dobrane zawory to 2 x ARMAK S1 6301M sprężynowy o współczynniku i średnicy
Naczynie wzbiorcze na instalacji c.w.u
Przewidywana objętość instalacji:
1 wymiennik Hoval combiVal ER 800 o pojemności 750l
Vc=2x750l= 1500l=1,5m3
Pojemność użytkowa
Vu=Vc*ρ*ΔV=1,5*983,2*0,0163=24,04dm3
d==0,7*( Vu) 0,5= 0,7* (24,04)0,5=3,42mm
minimalna średnica 20mm
Naczynie wzbiorcze na instalacji c.o.
Przewidywana objętość instalacji:
Dla c.o.
Założenie 1 kW – 20l wody
210kW- 4200l =V
Założono, że objętość wody w wymienniku jest niewielka i w stosunku do objętości wody c.o. wynosi 0.
Pojemność użytkowa naczynia
Vu=1,1*V*ρ*ΔV
Vu= 1,1*4,2*977,8=101,19 dm3
Rura bezpieczeństwa
DRB=8,08*(Q)1/3=8,08*(440)1/3=61mm
Rura wzbiorcza
DRW=5,23*(Qźr)1/3=5,23*(440)1/3=40mm
Dobór pompy obiegowej c.o. :
Q=440kW
Vp = (Q / cp * ρ * ∆ t) *a cp- dla temp. 70oC -4,19kJ/kgk
Vp = [440kW / 4,19kJ/kg*K * 977,7 kg/m3 * ρ- temp. 70oC – 977,7 kg/m3
* (80-60 oC)] *1,1 ≈ 21,27 m3/h ∆ t-różnica temp. (20 oC)
a- współ. korekcyjny (1,1÷1,2)
Wysokość podnoszenia
Hp =1,1* (Hi+Hk)= 5,5 mH2O
Hi- Opór instalacji c.o.- przyjęto 4 mH2O
Hk- Opór instalacji w kotłowni ( Składa się z oporów kotłów, zaworów, filtra odmulnika, wymienników, strat liniowych i miejscowych) - przyjęto 1 mH2O
Pompa elektroniczna 65POe120A/B
Dobór pompy cyrkulacyjnej c.w.u. :
Za przepływ przyjmujemy 30% maksymalnego rozbioru godzinowego.
Q=2,4m3/h *0,3=0,72 m3/h
Wysokość podnoszenia
Hp =1,1* (Hc+Hk)=1,1* (1,2+0,5 ) = 1,9mH2O
Hc- opór cyrkulacji – przyjęto 1.2 mH2O
Hk- opór urządzeń kotłowni (składa się z oporów wymienników, zaworów, strat liniowych i miejscowych ) przyjęto 0,5 mH2O
Pompa elektroniczna 25PWe60C
Wymiennik ciepłej wody
Zastosowano 2 wymienniki Hoval Combiwal ER 800 każdy o pojemności 800 dm3.
Trwała wydajność podgrzewu cwu. (8/60oC) każdego z wymienników 1380dm3.
Filtr odmulnik
Zaprojektowano filtr odmulnik Dn 80