1. Klasyfikacja urządzeń grzewczych.

Według położenia źródeł ciepła:

-ogrzewanie miejscowe,

-centralne,

-zdalaczynne.

Według rodzaju paliwa:

-ogrzewanie węglowe,

-gazowe,

-olejowe,

-słoneczne i z zastosowaniem pompy ciepła

Według nośnika ciepła:

-ogrzewanie wodą ciepłą,

-wodą gorącą,

-parowe

-powietrzne.

Według sposobu oddawania ciepła:

-ogrzewanie konwekcyjne,

-promiennikowe,

-nawiewne i kombinowane.

2. Formy ruchu ciepła dla przegrody budowlanej

W wymianie ciepła przez przegrody mają miejsce trzy rodzaje ruchu ciepła:

—konwekcja,

—promieniowanie,

—przewodzenie.

Konwekcja lub unoszenie jest to przenoszenie energii cieplnej przez poruszające się makroskopowe cząstki gazu lub cieczy przy ich zetknięciu się z sobą lub z ciałem stałym.

Promieniowanie jest to rozchodzenie się energii cieplnej w postaci fali elektromagnetycznej. Energia cieplna na powierzchni ciała promieniującego zmienia się na energię elektromagnetyczną promieniowania, która padając na powierzchnię drugiego ciała ponownie zmienia się po absorpcji na energię cieplną.

Przewodzenie jest to przekazywanie energii cieplnej cząstkom wewnątrz ciała, przy czym wzajemne położenie tych makroskopowych cząstek nie zmienia się; odbywa się ono zatem na zasadzie przekazywania energii ruchu drgającego cząstek

3. Wymiana ciepła przez konwekcję (współczynnik odpływu ciepła dla zewnętrznej i napływu dla wewnętrznej strony przegrody

Konwekcja lub unoszenie jest to przenoszenie energii cieplnej przez poruszające się makroskopowe cząstki gazu lub cieczy przy ich zetknięciu się z sobą lub z ciałem stałym.

Można wyróżnić dwa rodzaje konwekcji: naturalną i wymuszoną.

Konwekcja naturalna wynika z różnic gęstości powietrza spowodowanej wzrostem objętości gazu. Powietrze ogrzewane unosi się do góry, a ochładzane spada w dół. Ten rodzaj konwekcji ma zwykle miejsce wewnątrz pomieszczeń.

Natomiast z konwekcją wymuszoną w wyniku działania wiatrów spotykamy się na zewnętrznych powierzchniach przegród. W rzeczywistości przy powierzchniach przegród zewnętrznych występuje warstwa przyścienna, w której prędkość powietrza maleje do zera, a wymiana ciepła odbywa się przez przewodzenie. Stwarza ona opór cieplny miedzy powierzchnią przegrody a powietrzem środowiska. Grubość tej warstwy zależy od prędkości ruchu powietrza i maleje ze wzrostem prędkości. Na przykład przy prędkości powietrza 4 m/s grubość wynosi 0,90 mm, zaś przy prędkości 24 m/s spada do 0,20 mm.

4. Przekazywanie ciepła przez promieniowanie (natężenie promieniowania, współczynnik absorpcji i odbicia przy promieniowaniu, współczynnik przejmowania ciepła przez promieniowanie)

Promieniowanie jest to rozchodzenie się energii cieplnej w postaci fali elektromagnetycznej. Energia cieplna na powierzchni ciała promieniującego zmienia się na energię elektromagnetyczną promieniowania, która padając na powierzchnię drugiego ciała ponownie zmienia się po absorpcji na energię cieplną.

Natężenie promieniowania ciała doskonale czarnego zależy od temperatury jego powierzchni, zgodnie z prawem Stefana-Bolzmanna:

E₀= C₀ (T/100)⁴

gdzie:

C₀—współczynnik promieniowania ciała doskonale czarnego,

5,77 [W/m²K²] stała Bolzmanna,

T —temperatura bezwzględna powierzchni ciała, K.

Wszystkie ciała spotykane w rzeczywistości nazywamy szarymi;

Dla ciała szarego natężenie promieniowania wynosi:

E= εC₀ (T/100)⁴

Współczynnik absorpcji i odbicia przy promieniowaniu:

Stosunek natężenia promieniowania pochłanianego przez ciało szare do natężenia promieniowania padającego oznaczamy przez ε i nazywamy współczynnikiem absorpcji.

ε=C/C₀

Stosunek natężenia promieniowania odbitego do natężenia promieniowania padającego nazywamy współczynnikiem odbicia i oznaczamy przez ρ

Współczynnik przejmowania ciepła przez promieniowanie:

[W/m²]

5. Współczynnik przewodzenia ciepła (zależność od cech materiałów i parametrów powietrza)

Równanie przewodzenia ciepła: q = λ/d∙∆t

Współczynnik przewodzenia ciepła zależy od:

-struktury materiału

-rodzaju substancji

-temperatury materiału

-wilgotności materiału (większa wilgoć - źle)

-od kierunku działania strumienia cieplnego

Współczynnik λ rośnie zwykle ze wzrostem masy objętościowej w różny jednak sposób dla różnych grup materiałowych

Współczynnik λ maleje wraz ze wzrostem porowatości.

Wzrost przewodności cieplnej ze wzrostem wilgotności tłumaczy się dyfuzją wilgoci oraz wypełnieniem porów wodą. Woda ma ponad 20-krotnie większą przewodność cieplną od powietrza.

Zmiany wartości λ w zależności od temperatury w zakresie temperatur do 100°C można obliczyć ze wzoru:

λ_t= λ₀(1+βt)

λ₀—współczynnik przewodności cieplnej przy temperaturze 0°C,

λ_t—współczynnik przewodności cieplnej przy temperaturze t°C,

β—współczynnik temperaturowy równy ok. 0,0025,

t —temperatura, °C

6. Przenikanie ciepła w przegrodach budowanych, współczynnik przenikania ciepła U oraz opór cieplny

Gęstość całkowitego strumienia cieplnego przenikającego przez przegrodę q

q= q_i= q_λ= q_e

q_i=α_i ∆t=α_i(t_i-ϑ_i) [W/m²]

q_λ=λ/d ∆t= λ/d (ϑ_i-ϑ_e) [W/m²]

q_e=α_e ∆t=α_e(ϑ_e-t_e) [W/m²]

Gęstość strumienia ciepła napływającego na wewnętrzną powierzchnię przegrody wynosi:

q_i=α_i ∆t=α_i(t_i-ϑ_i) [W/m²]

Gęstość strumienia ciepła przewodzonego przez materiał przegrody zgodnie z empirycznym prawem Fouriera w warunkach liniowego rozkładu temperatur:

q_λ=λ/d ∆t= λ/d (ϑ_i-ϑ_e) [W/m²]

Gęstość strumienia cieplnego odpływającego z zewnętrznej powierzchni:

q_e=α_e ∆t=α_e(ϑ_e-t_e) [W/m²]

t_i-t_e=q_i 1/α_i + q_λ d/λ +q_e 1/α_e

t_i-t_e= q(1/α_i+ d/λ+1/α_e)

1/α_i=R_i - opór cieplny wnikania

d/λ = R_λ - opór przewodzenia

1/α_e= R_e - opór cieplny odpływu

Całkowity opór cieplny przegrody:

R_c=R_i+ R_λ+ R_e

Jeśli odwrotność oporu cieplnego całkowitego R_c nazwiemy współczynnikiem przenikania ciepła U (dawniej k)

U=1/R_c

to równanie opisujące gęstość strumienia cieplnego przenikającego przez przegrodę przyjmie postać:

q= U∆t

Temperaturę w dowolnym miejscu przegrody o współrzędnej x przy jedno-wymiarowym przepływie ciepła można obliczyć z następującego wzoru:

t_x=t_i-R_x(t_i-t_e)U

gdzie:

t_i—temperatura powietrza wewnętrznego,

R_x—opór cieplny części przegrody od wnętrza do płaszczyzny o współrzędnej x, włącznie z oporem przejmowania ciepła,

t_e—temperatura powietrza zewnętrznego,

U —współczynnik przenikania ciepła całej przegrody.

Współczynnik przenikania ciepła U charakteryzuje zdolność przenikania ciepła przez przegrodę, z uwzględnieniem własności przewodzących materiałów, tworzących przegrodę i warunków przejmowania ciepła po obydwu jej stronach. Natomiast opór cieplny przegrody R_λ, używany w niektórych krajach do normowania własności izolacyjnych przegród, opisuje wyłącznie cechy przegrody

7. Normowe wymagania ochrony cieplnej budynków mieszkalnych i przemysłowych

A) sciany zewnętrzne U [ W/m²k]

Budynek jednorodzinny 0,3

Publiczny, produkcyjny 0,45

b) stropodachy i stropy 0,3

c)okna I, II , III strefa 2,6

IV,V strefa 2,0

d)drzwi zewn. 2,6

8. Warunki odniesienia potrzeb cieplnych pomieszczeń i budynków (podział Polski na strefy klimatyczne)

Strefa klimatyczna	Projektowa temp zewn °C	Średnia roczna temp zewn°C
I	-16	7,7
II	-18	7,9
III	-20	7,6
IV	-22	6,9
V	-24	5,5

9. Obliczeniowe temperatury powietrza wewnętrznego pomieszczeń zamkniętych

+5 magazyny bez stałej obsługi

+8 klatki schodowe

+12 magazyny z obsługa hale pracy cieżkiej

+16 sale gimnastyczne i widowiskowe hale pracy lekkiej korytarze

+20 pokoje mieszkalne pomieszczenia biurowe slae chorych

+25 rozbieralnie łazienki umywalnie

+30 suszarnie bielizny i odzieży

10. Nowe zasady obliczania projektowego obciążenia cieplnego pomieszczeń i budynków wg PN-EN 12831:2006

11. Obliczanie sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania budynków

Mieszkalnych i użyteczności publicznej

Wskaźnik E sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania:

Q_h - zapotrzebowanie na ciepło w całym sezonie grzewczym [kWh/rok]

V - kubatura części nadziemnej budynku, obliczona zgodnie z PN, powiększona o kubaturą ogrzewanych pomieszczeń na poddaszu lub w piwnicy i pomniejszona o kubaturę (wind,szybów)

Musi być spełniona nie równość:

E < E₀

E₀ - to wartość graniczna podana w/w rozporządzeniu, uzależniona jest od współczynnika kształtu budynku :

D=A/V

A-pole pow. przegród zewnętrznych budynku związanych z jego ogrzewaną częścią

V- kubatura części ogrzewanej budynku

E₀ = 29 kWh/(m³∙rok) przy A/V≤0,2 dla budynków mieszkalnych

Q_h - sezonowe zapotrzebowanie na ciepło

Q_z - straty ciepła przez przegrody zewnętrzne

Q_w - straty ciepła przez przegrody wewnętrzne

Q_g - straty przez podłogi do gruntu

Q_a - straty ciepła na podgrzanie powietrza wentylacyjnego

Q_sw - zyski ciepła słonecznego przez okna

Q_i - wewnętrzne zyski ciepła

m - numer kolejnego miesiąca

η - współczynnik wykorzystania zysków ciepła

η = 1 - e^1/GLR

GLR - stosunek zysków do strat wg PN

12 . Przenikanie pary wodnej przez przegrody (wpływ wilgoci na przegrody i warunki użytkowe pomieszczeń.

Wpływ wilgoci na przegrody i warunki użytkowe pomieszczeń:

•pogorszenie właściwości termoizolacyjnych przegrody,

•obniżenie trwałości przegrody; woda zawarta w porach materiałów przegrody może w wyniku zamarzania lokalnie niszczyć strukturę materiału,

•rozwój mikroorganizmów, a szczególnie grzybów pleśniowych bardzo szkodliwie działających na zdrowie człowieka. Zjawisko to występuje szczególnie intensywnie w przypadku wykraplania się pary wodnej na wewnętrznej powierzchni przegrody w okresie niskich temperatur w przypadku niedostatecznej izolacyjności cieplnej przegrody,

•wzrost wilgotności w pomieszczeniu i w konsekwencji rozwój chorób reumatycznych i dróg oddechowych, a zatem na pogorszenie warunków sanitarno-higienicznych w pomieszczeniu.

13. Rozkład temperatur i ciśnień cząstkowych pary wodnej w przegrodach

Prawo spadku temperatury

14. Lokalizacja warstwy termoizolacyjnej w przegrodzie zewnętrznej,

Przy położeniu warstwy termoizolacji od zewnątrz przegrody w warstwie podstawowej występują niewielkie wahania temperatury (przypadek A). Przy odwrotnym układzie warstw (przypadek B) wahania te są bardzo duże i mogą doprowadzić do patologii przegród (niskiej trwałości na skutek przewilgacania i przemarzania).

Układ przegród warstwowych w pomieszczeniach o zwiększonej wilgotności powietrza jest układ wentylowany z ociepleniem od zewnątrz. Zabezpieczenie przegród przed zawilgoceniem. Oznaczenia: A -paroizolacja przy warstwie ocieplającej umieszczonej wewnątrz przegrody; B -przegroda ze szczeliną wentylowaną i izolacją cieplną

Wadą ścian ocieplonych od wnętrza jest także ich mała stateczność cieplna. W warstwie zewnętrznej o dużej masie występują duże wahania temperatury. W gorącej porze warstwa ta nagrzewa się i oddaje ciepło do pomieszczenia. W zimie w przerwach w ogrzewaniu przegroda szybko się ochładza, ponieważ warstwa wewnętrzna ocieplająca ma małą masę, a tym samym małą pojemność cieplną. Z uwagi na występujące wtedy duże wahania temperatury konieczne jest ogrzewanie bez przerw.

15. Zadania audytu energetycznego, klasyfikacja działań termomodernizacyjnych, i właściwości budynku energooszczędnego,

Przedsięwzięcia termomodernizacyjne mają na celu:

•zmniejszenie zużycia energii niezbędnej na potrzeby ogrzewania, wentylacje oraz podgrzewanie wody użytkowej,

•zmniejszenie strat energii w lokalnych sieciach ciepłowniczych oraz zasilających je lokalnych źródłach ciepła,

•całkowitą lub częściową zamianę konwencjonalnych źródeł energii na źródła niekonwencjonalne, w tym źródła odnawialne

Kompleksowa termomodernizacja budynku obejmuje:

•działania budowlane mające na celu udoskonalenie przegród zewnętrznych, a więc ocieplenie ścian i stropów, uszczelnienie okien, zastosowanie dodatkowych szyb bądź wymiana okien,

•dostosowanie instalacji ogrzewczej do zmniejszonego zapotrzebowania na ciepło,

•modernizację systemu ogrzewania.

Każda modernizacja powinna być poprzedzona diagnostyką energetyczną budynku wraz z jego systemem ogrzewania prowadzoną w celu określenia rzeczywistego zapotrzebowania na moc cieplną budynku, wielowariantową oceną możliwości jego zmniejszenia oraz szczegółowym rachunkiem ekonomicznym, czyli audytem energetycznym.

Lp.	Zabiegi zapewniające energooszczędność budynku:	Obniżenie zapotrzebowania na ciepło w odniesieniu do stanu poprzedniego
1	Wprowadzenie w węźle cieplnym automatyki pogodowej oraz urządzeń regulacyjnych	5-15 %
2	Wprowadzenie hermetyzacji instalacji i izolowanie przewodów, przeprowadzenie regulacji hydraulicznej i zamontowanie zaworów termostatycznych we wszystkich pomieszczeniach	10-20%
3	Pomieszczeniach	Ok.10%
4	Wprowadzenie podzielników kosztów	2-5
5	Wprowadzenie ekranów za grzejnikami	3-5
6	Uszczelnienie okien i drzwi zewnętrznych	10-15
7	Wymiana okien na 3 szybowe ze szkłem specjalnym ocieplenie zewnętrznych przegród budowlanych (ścian dachu stropodachu)	10-25

Najważniejszą i zarazem nadrzędną cechą budynków energooszczędnych jest pełne podporządkowanie wszystkich szczegółowych rozwiązań budowlanych i instalacyjnych wymaganiom zużycia energii oraz wymaganiom ograniczenia uciążliwości ich użytkowania dla otaczającego środowiska.

Główne cechy budynku energooszczędnego, to:

a)usytuowanie w terenie i rozwiązanie przestrzenne maksymalnie sprzyjające ochronie cieplnej budynku,

b)bardzo wysokie parametry izolacyjności termicznej przegród zewnętrznych, a także przegród wewnętrznych dzielących pomieszczenia o różnych temperaturach,

c)dobre rozwiązanie wentylacji wnętrz, co w bardziej zaawansowanych rozwiązaniach oznacza zastosowanie wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła,

d)zastosowanie instalacji grzewczej o bardzo wysokiej sprawności, zaopatrzonej w urządzenia pomiarowe, regulacyjne i automatykę pogodową,

e)efektywne wykorzystanie energii promieniowania słonecznego, jako czynnika zmniejszającego zużycie energii i paliw dostarczanych do budynku.

16. Obliczanie zapotrzebowania na energię końcową i pierwotną do ogrzewania, certyfikat energetyczny budynku.

Energia pierwotna - energia nośników energetycznych , która nie została w żaden sposób przetworzona

Energia końcowa - energia otrzymana po pozyskaniu, obróbce wstępnej oraz przetworzeniu z nośników pierwotnych , paliwa, e. elektryczna, ciepło zdalczynne.

Roczne zapotrzebowanie na energię pierwotną:

Q_{p =} Q_P,H + Q_P,W [kWh/rok]

Q_P,H = w_H∙Q_K,H + w_el ∙E_el,pom,H [kWh/rok] - roczne zapotrzebowanie na energię pierw. Przez sys. grzewczy i wentylacji

Q_K,H - roczne zapotrzebowanie na energię końcową przez system grzewczy i wentylacyjny

Q_P,W = w_w∙ Q_K,W + w_el ∙E_el,pom,w - (…) przez sys. do podgrzania ciepłej wody

E_el,pom,H - (…) na energię elektryczną końcową do napędu urządzeń pomocniczych sys. ogrzewania i wentylacji

E_el,pom,w - (…) pomocniczych systemu ciepłej wody

w_i - wsp. nakładu nieodnawialnej e. pierwotnej na wytworzenie i dostarczenie nośnika e. końcowej do ocenianego budynku [w_e(dotyczy e. elektrycznej),w_H(dotyczy ciepła dla ogrzewania)_,w_w(przygotowania ciepłęj wody użytkowej)] który określa dostawca energii.

Roczne zapotrzebowanie na energię końcową:

Q_K,H = Q_H,nd/η_tot,H

Q_H,nd - roczne zapotrzebowanie e. użytkowej

η_tot,H - straty (?)

Certyfikat energetyczny budynku - ocean stanu aktualnego i ogólnego zalecenia

17. Wymagania stawiane systemom ogrzewania (czynniki decydujące o systemie ogrzewania, straty ciepła w procesie ogrzewania, dobór systemu ogrzewania)

Wymagania stawiane systemom ogrzewania:

Czynniki decydujące o systemie ogrzewania

1.Maksymalnie równomierny rozkład temperatury powietrza; w przybliżeniu 20 -22°C. Zakłada się przy tym stałą równowagę między ciepłem wydzielanym przez ciało ludzkie, powstającym w procesach biochemicznych, a -stratami ciepła do otoczenia.

2. Możliwość płynnej zmiany temperatury. Regulacja powinna mieć możliwie małą bezwładność, tzn. następować szybko, szczególnie podczas nagrzewania pomieszczenia.

3. Jakość powietrza w pomieszczeniu nie powinna ulegać pogorszeniu, a szczególnie nie powinno mieć miejsca powstawanie pyłu, gazów szkodliwych i par, nie powinny występować szkodliwe hałasy i przeciągi. Grzejniki powinny być łatwe do czyszczenia i o estetycznym wyglądzie.

4.Powietrze zewnętrzne, ogrzewane i nawiewane do pomieszczenia, stosownie do wymagań komfortu, nie powinno powodować szkodliwych przeciągów i zawirowań.

5. Niskie koszty instalacji i użytkowania.

6. Mała uciążliwość dla środowiska naturalnego.

Straty ciepła w procesie ogrzewania

-przetwarzanie ciepła w węźle cieplnym

-magazynowanie ciepła (zasobniki cwu)

- transportu ciepła

-oddawania ciepła do ogrzewanego pomieszczenia(w przypadku przegrzania pomieszczenia

Dobór systemu ogrzewania:

-rodzaj budynku

- dostępne środki pieniężne

-rodzaj paliwa i jego cena

-możliwości korzystania z energii dostarczanej przez ciepłownie

-czas wykorzystywania pomieszczeń

-wymogi higieniczne

18. Części składowe instalacji centralnego ogrzewania - schemat ogólny i zasada działania

Główne części składowe każdego rodzaju ogrzewania:

-źródło ciepła

-sieć przewodów

-odbiornik ciepła

Ciepło wyprodukowane w specjalnie przystosowanym do tego kotle jest rozprowadzane przewodami po cały m budynku. Przepływ nasika ciepła jest wywołany różnicą gęstości wynikającą z różnicy temperatury lub wymuszony pompą.

19. Ogrzewanie wodne grawitacyjne - zasada działania, obliczanie centralnego ogrzewania grawitacyjnego.

W ogrzewaniach grawitacyjnych opory przepływu wody w instalacji pokonywane są dzięki różnicy gęstości słupów wody o wysokości h, ogrzanej w kotle i ochłodzonej w grzejnikach. Zależnie od sposobu połączenia instalacji z atmosferą istnieją ogrzewania wodne systemu otwartego(z otwartym naczyniem wzbiorczym) i systemu zamkniętego z przeponowym naczyniem wzbiorczym

Ciśnienie czynne grawitacyjne wyznacza się według zależności z rozdziałem dolnym[Pa]:

∆p_czgr=h(ρ_p-ρ_z)g

h- różnica wysokości pomiędzy środkiem grzejnika w rozpatrywanym obiegu i środkiem źródła ciepła, [m];

ρ_z- gęstość wody o temperaturze zasilania t_z[kg/m3],

ρ_p- gęstość wody o temperaturze powrotu t_p, [kg/m3],

g- przyspieszenie ziemskie, g = 9,81 m/s2.

Ciśnienie czynne grawitacyjne wyznacza się według zależności z rozdziałem górnym[Pa]:

∆p_czgr=h(ρ_p-ρ_z)g + ∆p_ochl

∆p_ochl - dodatkowe ciśnienie czynne wynikające z ochłodzenia wody w przewodach rozdziału górnego, [Pa].

20. Ogrzewanie wodne pompowe - zasada działania, prowadzenie przewodów, schematy

ogrzewania pompowego

Ogrzewania pompowe mają w

stosunku do grawitacyjnych następujące

zalety: większą swobodę i łatwość

prowadzenia przewodów, niezależnie od

wysokości i długości domu, spadki

przewodów nie są wymagane

i wykonywane są tylko ze względu na

umożliwienie mniejsze średnice przewodów.

W ogrzewaniu pompowym wykorzystuje się instalacje z rozdziałem dolnym ponieważ pompa zapewnia stałe utrzymanie ciśnienia. Przewody prowadzone na najniższym poziomie.

W ogrzewaniach pompowych ciśnienie czynne jest sumą dwóch składników: ciśnienia czynnego wytwarzanego przez pompę w instalacji oraz ciśnienia czynnego grawitacyjnego z mnożnikiem 0,7 zgodnie z następującą zależnością[Pa]:

∆p_cz=∆p_p+0,7∙∆p_czgr

Δp_p-ciśnienie wytworzone przez pompę, [Pa],

Δp_czgr-ciśnienie czynne grawitacyjne, [Pa].

21. Obliczenia cieplne i hydrauliczne centralnego ogrzewania

Strumień masy czynnika m w warunkach obliczeniowych c.o. wyznacza się z zależności[kg/s]

Q-obciążenie cieplne działki, [W],

t_z-obliczeniowa temperatura czynnika zasilającego c.o., [°C],

t_p-obliczeniowa temperatura czynnika powrotnego c.o., [°C],

c_p-ciepło właściwe wody, [J/(kgK)], cp= 4190 J/kgK

Dla każdego z obiegów przy przepływach nominalnych powinien być spełniony warunek[Pa]:

Δp_cz-panujące w obiegu ciśnienie czynne, wynikające głównie z ciśnienia wytworzonego przez pompę obiegową, [Pa],

Δp_i-strata ciśnienia działki lub elementu instalacji, [Pa],

R_i-jednostkowy liniowy spadek ciśnienia w i-tej działce, [Pa/m],

l_i-długość i-tej działki, [m],

Z_i-straty ciśnienia wywołane oporami miejscowymi na i-tej działce, [Pa],

Z_e-straty ciśnienia elementów instalacji wynikające z ich charakterystyk hydraulicznych, [Pa],

n-liczba działek w obieg

Jednostkowy liniowy spadek ciśnienia wywołany oporami tarcia [Pa/m] :

gdzie:

λ-współczynnik tarcia wewnętrznego zależny od średnicy d_w i chropowatości bezwzględnej przewodu k oraz od prędkości przepływu czynnika w,

d_w-średnica wewnętrzna przewodu, [m],

w -prędkość czynnika w działce, [m/s],

ρ_sr-gęstość czynnika odpowiadająca średniej temperaturze czynnika w obiegu, [kg/m3].

Prędkość czynnika:

Straty ciśnienia wywołane oporami miejscowymi:

gdzie: ∑ξ -suma współczynników oporów miejscowych występujących na działce.

Funkcja kryzy dławiącej służy do wstępnego regulowania obiegów na etapie projektowania. Kryterium dławienia albo autorytet zaworu termostatycznego określa zależność:

∆p_z - strata ciśnienia na zaworze termostatycznym

∆p_r - strata ciśnienia w obiegu pomniejszona o wartość ciśnienia czynnego grawitacyjnego

Średnia różnica temperatur dla grzejników zasilanych wodą:

t_i - obliczeniowa temp. powietrza w pomieszczeniu [C]

t_z - temp. zasilania [C]

t_p - temp. powrotu [C]

Obliczeniowa wydajność cieplna grzejnika:

[W]

- całkowite obciążenie cieplne pomieszczenia [W]

- współczynniki uwzględniające:

t - zastosowanie zaworu termostatycznego [-]

u - usytuowanie grzejnika [-]

p - sposób podłączenia grzejnika do instalacji [-]

o - osłonięcie grzejnika [-]

s - wpływ ochłodzenia wody w przewodach [-]

22. Ogrzewanie wodne dwururowe - schemat, zasada działania,

Podstawowym, najczęściej stosowanym systemem prowadzenia rur jest system dwururowy. Każdy grzejnik podłączony jest indywidualnie do pionów zasilającego i powrotnego. Dzięki temu temperatura, która panuje na dopływie do poszczególnych grzejników, jest bardzo podobna. Regulacja temperatury grzejnika odbywa się za pomocą zaworu regulacyjnego umieszczonego przy nim. Instalacje dwururowe mogą być z rozdziałem górnym lub dolnym.

23. Ogrzewanie wodne jednorurowe - schemat, zasada działania,

Drugą możliwością prowadzenia przewodów jest system jednorurowy. Jeżeli połączymy je szeregowo, uzyskamy najtańszy i najprostszy rodzaj instalacji. Woda grzewcza przepływa po kolei przez wszystkie grzejniki. Wymagane jest przy tym wyższe ciśnienie pompy.

W instalacjach jednorurowych przewody mogą być prowadzone zarówno pionowo, jak i poziomo. W pionowym prowadzeniu przewodów można zastosować rozdział górny lub dolny. W domach jednorodzinnych najczęściej stosuje się instalacje jednorurowe z poziomym prowadzeniem przewodów.

Wadą tego rozwiązania jest brak możliwości miejscowej regulacji wydajności poszczególnych grzejników. W większych domach można zastosować ten rodzaj ogrzewania, ale z kilkoma obwodami grzejnymi, gdzie każdy obwód - sterowany termostatem - zasila jedną część domu.

Jeszcze jedną wadą ogrzewania jednorurowego w stosunku do dwururowego jest wpływ wyłączenia jednego grzejnika na działanie pozostałych. Ponadto powierzchnie grzejników muszą być większe niż przy ogrzewaniu dwururowym, co zwiększa koszty inwestycyjne.

24. Ogrzewania mieszkaniowe (“etażowe”) - charakterystyka ogólna

Ogrzewanie etażowe polega na dostarczeniu ciepła do elementów grzejnych mieszkania zlokalizowanych w docelowych pomieszczeniach za pomocą gorącej wody podgrzanej w tak zwanym piecu "etażowym". Piece wbudowane są w ogrzewany dom i opalane węglem, olejem opałowym oraz gazem.

W ogrzewaniu etażowym każde piętro mieszkalne budynku jest ogrzewane przez oddzielne urządzenie grzewcze, na takiej samej zasadzie jest przygotowywana ciepła woda użytkowa. Rozwiązanie to umożliwia oddzielne rozliczenie zużycia gazu, indywidualne ustawienie temperatury pokojowej i godzin ogrzewania. Zaletą ogrzewania etażowego jest fakt, iż z jednego paleniska ogrzewane mogą być wszystkie pomieszczenia w mieszkaniu.

25. Dobór pompy, ciśnienie czynne, rozkład ciśnień wywołanym przez pompę obiegową.

Podstawowymi parametrami decydującymi o doborze pompy są: obliczeniowa wydajność pompy oraz wysokość podnoszenia. Wymaganą wydajność pompy wyznacza się w oparciu o obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną odbiorników przyłączonych do danej instalacji zgodnie z zależnością:

gdzie:

V_p— obliczeniowa wydajność pompy, [m3/s],

Q- obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplna instalacji co., [kW],

Δt- obliczeniowa różnica temperatury wody zasilającej i powrotnej, [°C],

c_p- ciepło właściwe wody, [kJ/(kg K)],

ρ- gęstość wody dla średniej temperatury czynnika, [kg/m3],

a-współczynnik korekcyjny do wydajności pompy.

Wymagana wysokość podnoszenia pompy H_p

H_p=[∑(RL+Z)-0,7p_czgr]∙b

gdzie:

Σ(RL+ Z) -strata ciśnienia najniekorzystniejszego obiegu wraz ze stratą ciśnienia w źródle ciepła, [Pa],

p_czgr- obliczeniowa wartość ciśnienia czynnego grawitacyjnego w najniekorzystniejszym obiegu, [Pa],

b -współczynnik korekcyjny do doboru wysokości podnoszenia pompy uwzględniający rezerwy na nieprzewidziane straty ciśnienia

W obliczeniach tradycyjnych dla instalacji co. bez automatyki stosowane były współczynniki korekcyjne a =1,15; b = 1,1.

•W aktualnie projektowanych instalacjach co. z zaworami termostatycznymi o określonym współczynniku autorytetu stosowanie mnożników zwiększających obliczeniową wydajność i wysokość podnoszenia nie jest potrzebne, a ze względów ekonomicznych nawet niecelowe.

•Obciążenie wydajności pompy o 10% powoduje spadek wydajności cieplnej instalacji tylko o 2%.

Regulacja wydajności i wysokości podnoszenia pompy może być realizowana w sposób płynny (za pomocą regulatora tyrystorowego lub przetwornicy częstotliwości) lub skokowo (regulatorem przełączającym obroty pompy)

•Aby zapewnić ciągłą pracę wodnej instalacji centralnego ogrzewania, powinno się projektować dwie pompy obiegowe, z których jedna stanowi rezerwę lub jedną pompą, tzw. bliźniaczą(podwójną).

•Stosowanie pompy rezerwowej jest konieczne w instalacjach ogrzewania budynków użyteczności publicznej, jak np. szpitale, przedszkola itp.

•W innych budynkach, przy zastosowaniu tylko jednej pompy, należy zaprojektować tzw. grawitacyjne obejście pompy, umożliwiające obieg nośnika ciepła przy awarii pompy lub braku energii elektrycznej.

26. Grzejnikowe zawory termostatyczne: podział, budowa

TGR (termostatyczny regulator grzejnikowy) jest proporcjonalnym regulatorem temperatury o bezpośrednim działaniu ciągłym bez wzmocnienia Składa się z:

-zespołu wykonawczego (zaworu grzejnikowego) zawiera element nastawczy

-zespołu sterującego (głowicy termostatycznej ) zawiera m.in.: czujnik, zadajnik, przetwornik

Typy czujników termostatycznych :

-parowe

-cieczowe

-stałe

- woskowe

27. Dławienie nadmiaru ciśnienia w pionach c.o. wodnego dwururowego, regulacja podpionowa

Dla dużych instalacji c.o stosuje sie dodatkowo regulacje pośrednią w postaci zaworów podpionowych. Czasem posiadają one funkcje pomiarową, regulacyjną, odcinającą oraz nastawę wstepną.

28. Armatura, zabezpieczenie i odpowietrzanie instalacji c.o.

Podstawowe elementy armatury:

- zawory odcinające

- odpowietrzniki

- zawory zwrotne

- filtry siatkowe

- zawory bezpieczeństwa

- zawory redukcyjne

Podział armatury ze względu na funkcję:

- zaporowa

- regulująca

- pomiarowa i sygnalizacyjna

- bezpieczeństwa i zabezpieczająca

Zabezpieczenie instalacji:

- naczynie wzbiorcze ( dobierane w oparciu o pojemność użytkową)

- rura wzbiorcza

- rura bezpieczeństwa

- rura sygnalizacyjna

- rura odpowietrzająca

- rura przelewowa

- rura cyrkulacyjna

Każda instalacja pracująca w systemie zamkniętym musi być wyposażona w urządzenia do automatycznego usuwania powietrza z układu. Zadaniem układu odpowietrzającego jest:

- usuwanie powietrza z instalacji w okresie napełniania, rozruchu oraz eksploatacji

- doprowadzenie powietrza do instalacji podczas opróżniania jej z wody

Najkorzystniejszym sposobem odpowietrzania instalacji jest automatyczne odpowietrzanie miejscowe obejmujące:

- odpowietrzniki montowane na końcach pionów

- odpowietrzniki montowane bezpośrednio na grzejnikac

29. Równoważenie hydrauliczne instalacji wodnych, sposób realizacji nastawy wstępnej w instalacjach co.

Regulacja hydrauliczna polega na takim dopasowaniu ciśnień i przepływów w instalacji grzewczej, aby każdy odbiorca ciepła był zaopatrzony w wodę grzewczą odpowiednio dla swojego zapotrzebowania na ciepło.

Regulacja odbywa się przy pomocy zaworów równoważących takich jak:

a) ograniczników przepływu

b) automatycznych zawory równoważące

c)zawory równoważące z ogranicznikiem przepływu

Zawory termostatyczne z nastawą wstępną stosowane są w instalacjach c.o., zapewniając optymalny rozdział wody w instalacji. Nastawa wstępna umożliwia dokładne uzyskanie nominalnego przepływu, zapewniając optymalne zrównoważenie instalacji.

Nastawa wstępna służy do regulacji intensywności przepływu gorącej wody przez konkretny grzejnik. Przymknięcie przepływu przez jeden z grzejników oznacza zwiększenie przepływu przez pozostałe grzejniki. Każde przymknięcie lub większe otwarcie któregokolwiek zaworu w instalacji zmienia przepływ przez wszystkie pozostałe grzejniki w instalacji.

30. Ogrzewanie zdalaczynne, podział sieci ciepłowniczych.

Ogrzewanie zdalaczynne -ciepło ze źródła doprowadzane jest do odbiorników za pomocą sieci ciepłowniczych. Składa się z

-źródła ciepła

-sieci przesyłowej

-węzłów cieplnych

-wewnętrznych sieci cieplnych

Sieci ciepłownicze

-pajęcza

-promieniowa

-pierścieniowa

-rozdzielcza

---