1.Bilans cieplny, źródła ciepła - to równanie opisujące sumę procesów cieplnych określonego układu termodynamicznego. W pewnym sensie kompletny zapis bilansu cieplnego jest równoważny sformułowaniu I zasady termodynamiki dla szczególnego przypadku analizowanego układu.

Bilans cieplny uwzględnia:

sumę ciepła dostarczanego do układu z otoczenia

sumę ciepła, którą układ wydziela na zewnątrz

efekt cieplny procesów zachodzących wewnątrz układu

Zgodnie z I zasadą termodynamiki, różnica energii termicznej dostarczanej i wydzielonej z układu równa się zmianie energii wewnętrznej układu. Gdy w układzie nie zachodzą procesy zmieniające jego energię wewnętrzną lub suma energii tych procesów jest równa 0, ciepło dostarczane do układu musi być równe ciepłu wydzielanemu. Prowadzi to do wniosku, że w układzie zamkniętym, suma procesów cieplnych jaka w nim zachodzi nie może zmienić jego ogólnej energii wewnętrznej.

Każdy bilans ciepła można zapisać z "punktu widzenia" układu lub otoczenia.

Tradycyjnie, w konwencji termodynamicznej, bilans ciepła pisze się zawsze "z punktu widzenia" analizowanego układu. Stąd, w bilansie tym ciepło dostarczane dla układu jest zapisywane jako wartość dodatnia, a ciepło wydzielane jako wartość ujemna. Dla układów, w których przeważają procesy egzotermiczne (układ generuje energię termiczną) bilans ciepła przyjmuje zatem wartość ujemną, zaś w układach, w których przeważają procesy endotermiczne (układ pochłania ciepło), bilans ciepła przyjmuje wartość dodatnią.

W zastosowaniach "inżynierskich", często wygodniej jest przyjąć konwencję pisania bilansu "z punktu widzenia" otoczenia, co powoduje, że znaki dla ciepła dostarczanego i wydzielonego są odwrócone w stosunku do konwencji termodynamicznej.

9. Regulacja jakościowa, ilościowa, mieszana , typy on/off.

Zadaniem regulacji jest zagwarantowanie wymaganych jakości dostaw ciepła do każdego odbiorcy oraz racjonalizacja zużycia ciepła, energii oraz paliw.

Centralna regulacja może być zatem jakościowa (stały przeplyw czynnika grzejnego, a zmienne temperatury zasilania i powrotu), ilościowa (zmienny przepływ a stałe temperatury zasilania i powrotu) oraz jakościowo-ilościowa. Najczęściej realizowana jest regulacja jakościowa. Stosowane obecnie powszechnie grzejnikowe zawory termostatyczne spełniają rolę uzupełniającej regulacji miejscowej, przymykając się w przpadku wystąpienia dodatkowych zysków ciepła w pomieszczeniu.

Krzywe centralnej regulacji jakościowej zależą od:

- obliczeniowej temperatury zewnętrznej

- obliczeniowych parametrów czynnika grzejnego

- obliczeniowej temperatury pomieszczenia

-wykładnika „m” charakteryzującego konwekcję swobodną grzejnika

Krzywe te będą nieco odmienne dla ogrzewania grawitacyjnego i pompowego, bowiem wskutek zmienności ciśnienia czynnego w ogrzewaniu grawitacyjnym wraz ze zmianami temp czynnika grzejnego mamy do czynienia z regulacją jakościowo-ilościową.

Krzywe centralnej regulacji jakościowej są w rzeczywistości lekko wypukłe dla ogrzewania z grzejnikami konwekcyjnymi. Można jednak w przybliżeniu założyć ich proporcjonalność w funkcji temperatury zew i w prosty sposób obliczyć z proporcji przybliżoną temp zasilania i powrotu dla dowolnej temp zew.

Elektroniczny regulator impulsowy na podstawie informacji o różnicy między temperaturą zadaną na regulatorze a temp zmierzoną w pomieszczeniu, dopasowuje swoją reakcję do aktualnej sytuacji. Oczywiście, sposób reakcji jest zawsze taki sam czyli „podaj napięcie” na siłownik termiczny (stan on) lub „nie podawaj”napięcia na siłownik termiczny (stan off). Ważny jest natomiast nie tylko sam stan, ale i czas trwania poszczególnych stanów. Jeżeli wziąć pod uwagę charakterystykę siłowania termicznego, która cechuje się znaczną bezwładnością, to podanie napięcia (stan on) powoduje powolne otwieranie się, zas zdjęcie napięcia(stan off) powoduje jego powolne zamykanie się. W przypadku podania szybkiej sekwencji stanów on i off przy zachowaniu odpowiedniej proporcji trwania stanu on do stanu off, pozycja siłownika pozostaje bez zmian w pozycji pośredniej między stanem on a off. Położenie zaś pozycji pośredniej zależy od ilorazu czasu trwania impulsu(on) a stanu między impulsami (off).

15. Liczba jednostek kotłowych w źródle ciepła ( przyczyny, uwarunkowania, wpływ na pracę źródła ciepła ).

Liczba i wielkość kotłów stanowiących źródło ciepła powinny być określane na podstawie szeregu warunków uwzględniających przyszłą, rzeczywistą pracę kotłowni. Podstawowym kryterium jest bilans cieplny obiektu. Należy uwzględnić zakres potrzeb cieplnych (cele grzewcze, przygotowanie c.w.u., technologia) oraz określić sposób eksploatacji.

Dokładna analiza potrzeb zasilanego w ciepło budynku odgrywać powinna również znaczącą rolę w doborze wielkości kotłowni. To, czy ciepło w budynku wykorzystywane jest tylko do celów c.o., czy również służy do przygotowywania c.w.u. albo procesów technologicznych, decydować będzie o wielkości, liczbie i charakterze pracy dobranych kotłów. W przypadku wykorzystywania ciepła do różnych celów jednocześnie należy rozpatrzyć możliwość pracy kotłów w układzie dwufunkcyjnym. Przygotowywanie c.w.u. przy jednoczesnej produkcji ciepła na cele grzewcze daje możliwość wykorzystania akumulacyjności cieplnej budynku przy zapewnieniu priorytetu ciepłej wody. Pozwala to na zmniejszenie instalowanej w źródle mocy cieplnej, a także zapewnia większą stabilność pracy jednostek kotłowych.

Regulacja odbywa się automatycznie, zazwyczaj od wartości temperatury zewnętrznej mierzonej czujnikiem, a przetwarzanie danych realizowane jest elektronicznie. Stopień sprawności kotła rozumiany jako stosunek ilości ciepła uzyskanego do ilości ciepła dostarczonego w szerokim zakresie obciążenia względnego utrzymuje się (wg producentów) prawie na stałym poziomie.

Możliwość skorzystania z tych inteligentnych urządzeń może być jednak powodem popełniania błędów przez projektantów kotłowni. Przyjęcie poglądu, iż źle dobrana wielkość, czy liczba kotłów (w sensie przewymiarowania) będzie wyrównywana przez urządzenia elektroniczne - kocioł lub zespół kotłów dopasuje się do potrzeb, może okazać się kolejnym nieekonomicznym i nieenergooszczędnym sposobem na łatwe projektowanie.

Na rys. 4. pokazano średnie obciążenie kotłów w zależności od ich liczby. Natomiast zmiany sprawności kotłów, w zależności od liczby pracujących kotłów przedstawiono na rys. 5.

17. Wentylacja kotłowni.

Do podstawowych zadań wentylacji należy : utrzymanie w takim stanie powietrza w pomieszczeniu aby jego czystość, temperatura, wilgotność i ruch pozostawały w granicach wymaganych dla tych pomieszczeń . W przypadku kotłowni centralnego ogrzewania wentylacja ma za zadanie :
1.    dostarczyć odpowiednią ilość powietrza tak do celów spalania jak i do celów wentylacyjnych
2.   w przypadku wydzielania się w procesie  spalania do wnętrza kotłowni  gazów szkodliwych - rozcieńczenie ich stężenia i usunięcie na zewnątrz pomieszczenia
3.   w kotłowniach gazowych i olejowych , w przypadku , który może się zdarzyć, wypływu z instalacji gazu lub też nagromadzenia się oparów oleju niedopuszczenie do wzrostu stężenia powyżej granicy zapłonu czy tez wybuchowości.
4.   zapewnienie takiej jakości powietrza wewnętrznego aby nie stanowiło ono zagrożenia dla osób obsługujących kotłownie.

Wentylacją naturalną realizowaną w następujący sposób:
•    wentylacja   szczelinowa   ,   najbardziej   prymitywna   i   nieprzewidywalna, realizuje   się   poprzez   nieszczelności   stolarki   otworowej   i   nieszczelności budynku. Dzisiaj  ten rodzaj  wentylacji występuje coraz rzadziej jako że powszechnie stosowana jest szczelna stolarka otworowa, ponadto ściany budynków okładane są   nieprzepuszczalną warstwą ocieplenia wraz z nieprzepuszczalnym tynkiem.
•    Wentylacja otworowa, krótkotrwała , wymagająca obecności człowieka - realizuje się w wyniku otwarcia okien i drzwi pomieszczeń. Ten sposób pomimo jego prymitywizmu pozwala na całkowitą wymianę powietrza w pomieszczeniu w stosunkowo krótkim czasie, poprzez wykorzystanie tzw. efektu przeciągu.
•    wentylacja grawitacyjna z wykorzystaniem przewodów kominowych . Wymiana powietrza następuje na skutek różnicy ciśnień i różnicy temperatur panujących wewnątrz i na zewnątrz. Częstym czynnikiem mającym bezpośredni wpływ na funkcjonowanie tej wentylacji jest działanie wiatru, które może wzmagać lub też osłabiać działanie wentylacji
•    Wentylacja grawitacyjna poprzez deflektory dachowe . Tu wymiana powietrza jest wynikiem działania na wylot deflektora - wiatru, oraz wynikiem ciągu kominowego wytworzonego w pomieszczeniu, cieplejsze powietrze unosi się pod strop pomieszczenia, wytwarzając tam niewielkie nadciśnienie i poprzez deflektory wydostaje się na zewnątrz.

Wentylacja grawitacyjna kominowa i poprzez deflektory dachowe może być i często jest wspomagana przez różnego rodzaju nasady kominowy wykorzystują siłę i kierunek wiatru do jej wspomagania.
Wentylację mechaniczną realizowaną w następujący sposób :
•    Wentylacja mechaniczna wyciągowa, mieszana z grawitacyjną wentylacyjno - nawiewna. Odprowadzenie powietrza z pomieszczenia następuje za pomocą wyciągowych wentylatorów mechanicznych, zamontowanych w /na kanałach wyciągowych. W wyniku wytworzonego  podciśnienia w pomieszczeniu powietrze     zewnętrzne w sposób naturalny(grawitacyjny) otworami nawiewnymi napływa do pomieszczenia. Ten rodzaj wentylacji nie powinien być stosowany w pomieszczeniach, w których zainstalowane są urządzenia grzewcze z otwartą komorą spalania - tj. pobierają potrzebne do spalania powietrze z pomieszczenia. Taka bowiem wentylacja spowoduje cofanie się spalin do pomieszczenia.
•    Wentylacja mechaniczna nawiewna,  mieszana z grawitacyjną wentylacja wywiewna. Doprowadzenie powietrza do pomieszczenia realizowane jest za pomocą wentylatorów  zamontowanych  w/na  kanałach  nawiewnych. W wyniku wytworzonego nadciśnienia w pomieszczeniu, powietrze wewnętrzne w sposób naturalny (grawitacyjny) otworami wentylacji wywiewnej wydostaje się na zewnątrz. Również i ten sposób wentylacji nie powinien być stosowany w pomieszczeniach, w których zainstalowane są urządzenia grzewcze z otwartą komorą  spalania. Spalanie  z   nadmiarem powietrza powoduje utrudnienia czy też wręcz brak możliwości kontroli temperatury w jakiej przebiega  proces   spalania,   co  w  konsekwencji   może  doprowadzić  do uszkodzenia czy też zniszczenia   urządzenia   grzewczego. W   kominie spalinowym zaś może powstać mieszanka spalin z powietrzem na granicy wybuchowości.
•    Wentylacja mechaniczna nawiewno-wywiewna,  zblokowana  .  Nawiew i wywiew powietrza z pomieszczenia realizowany jest za pomocą wentylatorów zamontowanych  w/na  kanałach  wywiewnych  i   nawiewnych   .Ten  rodzaj wentylacji   jest   najłatwiejszy   do   kontrolowania, dobór wentylatorów wyciągowych i nawiewnych odpowiedniej mocy, zastosowanie automatyki do regulacji mocy wentylatorów, odpowiedni dobór mocy z uwzględnieniem oczywiście niezbędnej ilości powietrza potrzebnego do spalania - powoduje ze ten rodzaj wentylacji staje się optymalnym. Jedynym zauważalnym przeze mnie mankamentem jest zależność od energii elektrycznej, w przypadku przerw  w  dostawach  wentylacja  przestaje  funkcjonować.  Zblokowanie wentylacji (tj. włączanie jej jednym włącznikiem) wyklucza powstawanie w pomieszczeniu kotłowni nad- i podciśnienia, a co za tym idzie można ją stosować w pomieszczeniach, w których zainstalowane są urządzenia z otwartą komorą spalania.

Pomieszczenia w których zainstalowano gazowe urządzenia grzewcze z otwartą komorą spalania i grawitacyjnym odprowadzeniem spalin powinny posiadać grawitacyjną wentylację nawiewno - wywiewną.

Wentylacja nie powinna powodować większego podciśnienia w pomieszczeniu niż 3 Pa - dla łącznej mocy palenisk do 1000 k i 50 Pa dla palenisk o mocy większej niż 1000 kW. Całkowitą wielkość strumienia powietrza nawiewnego potrzebnego do spalania gazu można obliczyć z wzoru:

       1,13 Qt
V =------------- • B • X m³/h
         1000

gdzie:
Qt = wartość opalowa gazu w (kJ/|im3) B = zapotrzebowanie na gaz w (m3/h) A, = współczynnik nadmiaru powietrza ( X = 1,1 ¦*¦ 1,2)

Do przewodów wentylacyjnych z kotłowni nie należy podłączać wentylacji z innych pomieszczeń. Wyloty przewodów wywiewnych powinny być tak usytuowane aby dym i ogień z kotłowni, przez przestrzeń zewnętrzną nie mogły przedostać się do innych pomieszczeń. Niedopuszczalne jest zamykanie i przesłanianie otworów wentylacyjnych (żaluzje), oraz niedopuszczalne jest stosowanie wentylatorów mechanicznych w kotłowniach w których zainstalowane są urządzenia z otwartą komorą spalania.

19. Kominy/Odprowadzanie spalin.

Przewody kominowe powinny być wykonane zgodnie z wymogami normy PN-87/B-02411 i PN-89/B-10425 „Przewody dymowe, spalinowe i wentylacyjne murowane z cegły. Wymagania i badania przy odbiorze.” oraz Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 12.04.2002 (Dz.U. nr 75).
 Odcinek odprowadzenia spalin z kotła do komina nazywamy czopuchem. Aby zmniejszyć opory przepływu spalin odcinek ten powinien być prowadzony w linii prostej a ewentualne zmiany kierunku wykonane za pomocą łagodnych łuków.
Ze względu na temperaturę spalin kotły mogą być montowane w przewodach kominowych z cegły z wyrównanymi spoinami wewnętrznymi,
Sam przewód spalinowy - komin ważne jest, aby zaczynał się od poziomu podłogi kotłowni, spaliny wydostające się z kotła powinny mieć, bowiem możliwość odbicia. Około 30cm. nad podłogą powinna znajdować się wyczystka ze szczelnym zamknięciem. Przekrój powinien być zbliżony do kwadratu ze względu na mniejsze opory przepływu spalin. Minimalny przekrój komina wynosi 20 x 20 cm. Przegrody z cegły między przewodem a murem nie powinny być mniejsze niż 12 cm (pół grubości cegły).
Komin powinien być wyprowadzony ponad dach. Usytuowanie wylotu komina zależy od stopnia pochylenia dachu oraz stopnia jego palności.
Kominy o dachach o kącie pochylenia połaci do 12o  powinny wystawać poza kalenicę 0.6 m. Natomiast przy dachach o kącie pochylenia połaci powyżej 12o .  powinny wystawać poza kalenicę w przypadku pokrycia łatwo palnego 0,6m natomiast w przypadku pokrycia niepalnego lub trudno palnego, wylot może znajdować się 0,3 m powyżej kalenicy. 
Producent zaleca montaż przerywacza ciągu, który w przypadku zbyt dużego podciśnienia w kominie otwiera się i zasysa powietrze z kotłowni a nie zaciąga go przez kocioł powodując niekontrolowany wzrost temperatury czynnika grzejnego. Przerywacz ten powinien być nastawiony na odpowiednią wartość w zależności od mocy kotła.

Warunkiem podstawowym instalowania grzewczych urządzeń gazowych jest odrębny przewód kominowy do odprowadzenia spalin. Może to być np. komin po wyłączonym trzonie kuchennym lub po gazowym grzejniku wody przepływowej, naturalnie pomieszczenie powinno również posiadać grawitacyjną wentylację nawiewno wywiewną.

Dla poszczególnych pionów wentylacyjnych powinny być podłączone tylko pomieszczenia o tym samym charakterze (kuchenne, sanitarno-higieniczne itd.).

Przewód musi być drożny, mieć odpowiednią średnicę i wysokość, by zapewnił właściwy ciąg kominowy, do skutecznego wyprowadzenia produktów spalania z budynku. Przewód kominowy, gdy nie został przewidziany i wykonany w obrębie budynku,  może zostać zbudowany na zewnątrz budynku, wymaga on wtedy izolacji termicznej (w celu zapewnienia prawidłowego ciągu kominowego).

21. Funkcje węzła ciepłowniczego.

Węzeł cieplny to zespół urządzeń łączących sieć cieplną znajdującą się na zewnątrz obiektu zaopatrzenia w ciepło z instalacją wewnętrzną obiektu.

Zadaniem węzłów cieplnych jest rozdział dostarczonego siecią ciepła do poszczególnych gałęzi odbiorczych, jak również miejscowa regulacja czynnika grzewczego i kontrola pod względem bezpieczeństwa procesu rozdziału energii i pracy poszczególnych urządzeń. Z tego względu w węźle cieplnym zlokalizowane są urządzenia służące do:

• wymiany ciepła pomiędzy siecią cieplną a odbiorcami

• odcięcia dopływu czynnika,

• oczyszczania dopływającego czynnika,

• zmiany parametrów czynnika,

• kontroli bezpieczeństwa,

pomiaru i regulacji poszczególnych parametrów (temperatur, ciśnień, przepływów

---