POLITECHNIKA POZNAŃSKA

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA

Projekt instalacji

centralnego ogrzewania

Opracował:

Patryk Kosmala

Stare Oborzyska 2007

Spis treści:

1.Opis techniczny

1.1. Podstawa opracowania.

1.2. Opis projektowanej instalacji.

2.Obliczenia i dobór współczynnika przenikania ciepła przegród budowlanych z

uwzględnieniem wymagań dotyczących współczynnika U.

3. Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło .

3.1. Wyznaczenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło.

3.2.Współczynnik kształtu.

4. Bilans cieplny domu, wskaźniki jednostkowego zapotrzebowania na moc cieplną.

4.1. Obliczeniowe zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń

4.2. Bilans cieplny dla parteru

4.3. Bilans cieplny dla piętra

5. Dobór grzejników

6. Obliczenia hydrauliczne instalacji wraz z doborem nastaw na zaworach

termostatycznych

6.1. Obliczenia hydrauliczne

6.2. Wyznaczenie najniekorzystniejszego obiegu

6.3. Dobór nastaw wstępnych zaworów termostatycznych

7. Dobór elementów wyposażenia instalacji c.o

7.1. Dobór źródła ciepła

7.2. Dobór pompy obiegowe

7.3. Zabezpieczenie instalacji

8. Wymagania dla kotłowni

9. Zestawienie materiałów

Załączniki:

1. Rzut parteru

2. Rzut piętra

3. Rozwinięcie instalacji c.o.

1.Opis techniczny.

1. Podstawa opracowania.

Podstawą opracowania jest projekt instalacji centralnego ogrzewania dla domku jednorodzinnego w Szczecinie. Miasto znajduje się w I strefie klimatycznej.

Temperatury w pomieszczeniach oraz temperatury zewnętrzne obliczeniowe zostały przyjęte zgodnie z normami PN 82/B-02402 i PN 82/B-02403.

Obliczenia strat ciepła dokonano zgodnie z normą PN/B-03406, uwzględniając zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie powietrza wentylacyjnego.

Współczynniki przenikania ciepła wyliczono wg PN-EN ISO 6946 w oparciu o rodzaj przegród z załączonego podkładu budowlanego.

1.2. Opis projektowanej instalacji.

Budynek ogrzewany jest z własnej kotłowni. Przewiduje się instalację dwururową pompową z rozdziałem dolnym o parametrach czynnika grzejnego 80/60 °C .

1.2.1. Źródło ciepła.

Jako źródło ciepła przewidziano kocioł gazowy z jednostopniowym palnikiem atmosferycznym ze zmieszaniem wstępnym - wykonany z stali nierdzewnej.

1.2.2. Przewody centralnego ogrzewania.

Przewody centralnego ogrzewania należy wykonać z miedzi , a łączyć je za pomocą lutowania. Przewidziano naturalną kompensację wydłużeń poprzez załamania przewodów. Prowadzenia przewodów przy przejściach przez stropy i ściany, w tulejach ochronnych oraz w otulinach izolacyjnych w podłogach.

1.2.3. Jako elementy grzejne przewidziano grzejniki płytowe.

1.2.4. Zabezpieczenie instalacji c.o.

Zabezpieczenie instalacji stanowi zamknięte naczynie wyrównawcze „Reflex” typ N firmy WINKELMAN + PANNHOFF GmbH oraz zawór bezpieczeństwa. Zadaniem naczynia wyrównawczego jest przejęcie nadmiaru wody w wyniku wzrostu temperatury oraz jej magazynowanie. Natomiast zawór bezpieczeństwa jest montowany na kotle i zabezpiecza przed nadmiernym wzrostem ciśnienia. Dobrany przez producenta kotła.

1.2.5. Odpowietrzenie i odwodnienie

Odwodnienie instalacji przewidziano poprzez zawór spustowy umieszczony na pionie przy kotle. Odpowietrzenie instalacji samoczynne poprzez zamontowane odpowietrzniki na grzejnikach.

1.2.6. Regulacja instalacji.

Przewidziano regulację jakościową i ilościową. Regulacja ilościowa nastawiana za pomocą zaworów termostatycznych ,a jakościowa za pomocą temperatury wody na kotle.

2. Obliczenia i dobór współczynnika przenikania ciepła przegród

budowlanych z uwzględnieniem wymagań dotyczących współczynnika U.

Przy obliczaniu współczynników przenikania ciepła U korzystano z normy PN EN ISO 9646.

2.1. Obliczenie współczynnika przenikania dla ściany zewnętrznej (przegroda jednorodna) .

	d [m]	λ [W/mK]	R=d/λ [m^2K/W]
tynk cementowo wapienny	0,015	0,820	0,018
styropian	0,120	0,045	2,667
pustak ceramiczny MAX	0,290	0,300	0,967
tynk cementowo - wapienny	0,015	0,820	0,018
Suma	0,44		3,67

Przy obliczeniach współczynnika U wykorzystano wzór:

R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni ściany zewnętrznej

(R_si­­ = 0,13
);

- suma obliczeniowych oporów cieplnych dla warstw ściany zewnętrznej;

R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni ściany zewnętrznej

(R_se = 0,04
).

2.2.Obliczenie współczynnika przenikania dla ściany wewnętrznej (nośnej-przegroda jednorodna).

	d[m]	λ [W/mK]	R=d/λ [m^2K/W]
tynk cementowo wapienny	0,015	0,820	0,018
pustak ceramiczny MAX	0,290	0,300	0,967
tynk cementowo - wapienny	0,015	0,820	0,018
SUMA	0,32		1,003

Przy obliczeniach współczynnika U wykorzystano wzór:

[
]

R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni ściany wewnętrznej

(R_si­­ = 0,13
);

- suma obliczeniowych oporów cieplnych dla warstw ściany wewnętrznej;

R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni ściany wewnętrznej

(R_se = 0,13
).

2.3. Obliczenie współczynnika przenikania dla ściany wewnętrznej
(działowej-przegroda jednorodna).

	d [m]	 W/mK]	R=d/ m^2K/W]
tynk cementowo wapienny	0,015	0,820	0,018
cegła dziurawka	0,125	0,620	0,202
tynk cementowo - wapienny	0,015	0,820	0,018
SUMA	0,155		0,238

Przy obliczeniach współczynnika U wykorzystano wzór:

[
]

R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni ściany wewnętrznej

(R_si­­ = 0,13
);

- suma obliczeniowych oporów cieplnych dla warstw ściany wewnętrznej;

R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni ściany wewnętrznej

(R_se = 0,13
).

2.4. Obliczenia współczynnika przenikania ciepła U dla stropu miedzy kondygnacyjnego (przegroda niejednorodna).

	d [m]	 W/mK]	R=d/ [m^2K/W]
parkiet mozaikowy	0,009	0,300	0,030
jastrych gipsowy	0,035	1,0	0,035
Styropian	0,030	0,045	0,67
strop DZ - 3	0,230		0,230
tynk cementowo - wapienny	0,016	0,820	0,018
SUMA	0,320		0,983

Przy obliczeniach współczynnika U wykorzystano wzór:

R_si - opór przejmowania ciepła na wewnętrznej powierzchni ściany wewnętrznej

(R_si­­ = 0,10
);

- suma obliczeniowych oporów cieplnych dla warstw stropu;

R_se - opór przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni ściany wewnętrznej

(R_se = 0,10
).

2.5 Współczynnik przenikania ciepła dla połaci dachowej.

Rodzaj warstwy	d [m]	[W/mK]
1. Płyta gipsowo-kartonowa	0,012	0,23
2. Folia paroszczelna	0,0002	0,2
3. Styropian	0,04	0,045
4. Krokiew drewniana	0,17	0,16
5. Wełna mineralna	0,17	0,05
6. Folia paroprzepuszczalna	0,0002	0,2
7. Kontrłata	-	-
8. Dobrze wentylowana pustka pow.	-	-
9. Łata	-	-
10. Dachówka ceramiczna	-	-

W obliczeniach nie brano pod uwagę końcowych czterech warstw, których opór zastąpiono zgodnie z normą PN-EN ISO 6946 oporem R_si=0,1 m
/W.

A=0,07m

B=0,9m

a) kres górny:

R_T' = 4,22 m²K/W

b) Kres dolny:

R_T''= R_si+ R₁ +R₂ +R₃ + R₄ +R_si

R₁ = d₁/λ₁ = 0,012/0,23 = 0,052 m²K/W

R₃ = d₃/λ₃ = 0,04/0,045 = 0,89 m²K/W

R₄ = 2,94 m²K/W

R_T''= 0,1+0,052+0,89+2,94+0,1=4,082 m²K/W

m²K/W

Współczynnik przenikania ciepła przez ścianę wynosi, zatem:

U = 1/R_T = 0,24 W/ m²K

2.6. Współczynnik przenikania ciepła dla stropu ostatniej kondygnacji;

Rodzaj warstwy	d [m]	[W/mK]
1.jastrych	0,04	1,0
2.płyta pilśniowa	0,02	0,18
3.wełna mineralna granulowana	0,16	0,04
4.belka dębowa	0,16	0,22
5.płyta gipsowo-kartonowa	0,02	0,23
6. tynk cementowo-wapienny	0,015	0,82
Suma:	0,55

2.6.1. Współczynniki przejmowania ciepła [m²K/W] dla pionowego kierunku

strumienia ciepła:

R
= 0,1

R
= 0,1

2.6.2. Względne pola powierzchni wycinków A i B

Całkowita powierzchnia powtarzalnej części przegrody : A=0,4 m²

f
=
=
= 0,2

f
=
=
= 0,8

2.6.3. Całkowity opór cieplny wycinków A i B [m˛K/W]:

R
= 0,1 +
+
+
+
+
+ 0,1 =

= 1,18

R
= 0,1 +
+
+
+
+
+ 0,1 =

= 4,46

2.6.4. Kres górny całkowitego oporu cieplnego R
[
]

=
+

=
= 0,35

R
= 2,86

2.6.5
Kres dolny całkowitego oporu cieplnego R
:

R
= R
+ R
+ R
+ R
+ R
+ R
+ R

=

=
= 25

R
= 0,04

=
= 9

R
= 0,11

=
= 0,475

R
= 2,1

=
= 11,5

R
= 0,09

=
= 54,7

R
= 0,02

R
= 0,1 + 0,04 + 0,11 + 2,1 + 0,09 + 0,02 + 0,1 = 2,56

2.6.6. Całkowity opór cieplny:

R_T =
=
=2,71

2.6.7. Współczynnik przenikania ciepła dla stropu U [W/m
K] :

U =
=
=0,37

2.7. Współczynnik przenikania ciepła dla podłogi na gruncie.

	d [m]	 W/mK]	R=d/ [m^2K/W]
płytki PVC	0,008	0,200	0,015
żużlobeton zatarty	0,032	0,500	0,064
żużel wielkopiecowy	0,150	0,220	0,682
piasek	0,030	0,400	0,075
gruzobeton	0,100	0,720	0,139
SUMA	0,320		0,975

Przy obliczeniach całkowitego oporu podłogi wykorzystano

- suma obliczeniowych oporów cieplnych dla warstw podłogi;

2.7.1. Współczynnik przenikania ciepła dla podłogi na gruncie I strefy.

- całkowity opór podłogi;

- obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do I strefy podłogi

(
= 0,5
).

2.7.2. Współczynnik przenikania ciepła dla podłogi na gruncie II strefy.

- całkowity opór podłogi;

- obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do drugiej strefy podłogi.

2.7.2.1. Garaż (szerokość strefy drugiej D ≈ 1,0 ).

- obliczeniowy opór cieplny gruntu przylegającego do drugiej strefy podłogi.

(
= 0,15
) (interpolacja liniowa)

2.7.2.2. Pomieszczenia mieszkalne 1.1 - 1.9 wyłączając pokój dzienny D≈8,0m

=1,0

2.7.2.3 Pokój dzienny 1.3 D≈3,0m

(
= 0,45
) (interpolacja liniowa)

2.8. Pozostałe współczynniki przenikania ciepła przyjęto na podstawie tablicy ND. 1

PN EN - ISO 6946.

• drzwi U = 5,1
  

• okna i drzwi balkonowe U = 2,0
  

Zestawienie współczynników przenikania dla przegród budynku

L.P.	Oznaczenie	Nazwa	Grubość [m]
1.	Sz	Ściana zewnętrzna	0,44	0,26
2.	Snw	Ściana wew. Nośna	0,32	0,792
3.	Sw	Ściana wew.	0,155	2,008
4.	Stm	Strop miedzy kondygnacyjny	0,32	0,85
5.	Sos	Strop nad ost. kondygnacja	0,55	0,37
6.	Pod-I	Podłoga [strefa I]	0,32	1,475
7.	Pod-II	Podłoga [strefa-II] -Garaż -Pokój dzienny -Reszta pomieszczeń	0,32	0,62 0,52 0,40
8.	O	Okno		2,0
9.	D	Drzwi		5,1

3. Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło.

3.1. Wyznaczenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło.

E =


Q_h - sezonowe zapotrzebowanie na ciepło

V - kubatura ogrzewana

Q_h = Q_str - Q_zyski

Q_str = Q_z + Q_o + Q_d + Q_pd + Q_v +Q_st

Q_zys = η ⋅ ( Q_s + Q_i )

Q_z - straty ciepła przez przenikanie przez przegrody zewnętrzne w sezonie

grzewczym;

Q_o - straty ciepła przez przenikanie przez okna;

Q_d - straty ciepła przez przenikanie przez drzwi;

Q_pd -straty ciepła przez przenikanie przez dach;

Q_v - straty ciepła na ogrzanie powietrza wentylacyjnego

Q_st - straty ciepla przez przenikanie przez strop nad ostatnia kondygnacja;

Q_s - zyski ciepła od nasłonecznienia przez przegrody przezroczyste;

Q_i - wewnętrzne zyski ciepła;

η - współczynnik wykorzystania zysków.

Q_z - straty przez ściany zewnętrzne




U_i - współczynnik przenikania ciepła z uwzględnieniem mostków termicznych

(U = 0,05W/m²K);

A_i - pole powierzchni ścian w świetle przegród prostopadłych;

Okna w budynku:

Parter				I Piętro
Kierunek	Ilość	Wymiar		Ilość	Wymiar
N	2 3	100X120 100x220		1	250x220
W	1	250X220		1	150x120
S	3 1	100X120 150X120		2	150x120
E	1	150X220		2	150x120

1. Dla parteru :

Ściany zewnętrzne	Ai [m^2]	Ui [W/m^2K]
orientacja S	42,51	0,26
orientacja W	37,05
orientacja E	37,05
orientacja N	42,51
SUMA	159,12




I Piętro

Ściany zewnętrzne	Ai [m^2]	Ui [W/m^2K]
orientacja S	11,4	0,26
orientacja W	5,3
orientacja E	17,49
orientacja N	15,5
SUMA	49,69




Q_o - straty przez okna




U_i - współczynnik przenikania ciepła;

A_i - pole powierzchni okien;

Okna	Ai [m^2]	Ui
orientacja S	9	2,0
orientacja W	7,3
orientacja E	5,4
orientacja N	14,5
SUMA	36,2




Q_d - straty przez drzwi




U_i - współczynnik przenikania ciepła (U_i = 5,1W/m²K);

A_i - pole powierzchni drzwi (A_i = 2x2,2=4,4m²).




Q_pd - straty przez dach




U_i - współczynnik przenikania ciepła (U_i = 0,24 W/m²K);

A_i - pole powierzchni dachu

Wys. Kalenicy = 7,25m

α=45º

Szerokość boku(od stropu do kalenicy) = 8,82m

127,95+32,3=160,25 - Pole pow. Połaci dachowej wyłączając garaż.







Q_V - straty przez wentylację


· Ψ

Przyjęto:

• Kuchnia - 70 m³/h

• Kotłownia - 16,65 m³/h




Q_st - straty przez przenikanie nad ostatnia kondygnacja;




U_i - współczynnik przenikania ciepła z uwzględnieniem mostków termicznych

(U = 0,05W/m²K);

A_i - pole powierzchni ścian w świetle przegród prostopadłych;

Q_st=61·(0,37+0,05)·100=2562 kWh/a

Zyski:

Q_zyski = η(Q_s + Q_i)

η = 0,9

Q_s - zyski ciepła od promieniowania słonecznego




A_oi - powierzchnia okna;

T_ri - współczynnik transmisyjności szyb okien, dla przyjętych okien (T_ri = 0,70);

S_i - suma promieni słonecznych na powierzchni danej orientacji w całym sezonie

grzewczym i o danym nachyleniu

• w ścianie południowej S_i = 335,5
  

• w ścianie wschodniej S_i = 224,9
  

• w ścianie zachodniej S_i = 211,5
  

• w ścianie północnej S_i = 144,2
  

• okna:




Q_i - wewnętrzne zyski ciepła

Q_i = 5,3 ⋅ [ 80 ⋅ N + 275 ⋅ Lm ]

N - liczba osób (N = 3);

Lm - liczba mieszkań (Lm = 1);

Q_i = 5,3 ⋅ [80 ⋅ 3 + 275 ⋅ 1] = 2729,5kWh/a

Q_zys = η ⋅ ( Q_s + Q_i )

Q_zyski = 0,9 (3227,16 + 2729,5) = 5360,99 kWh/a

Q_str = Q_z + Q_o + Q_d + Q_pd + Q_v +Q_s

Q_str = 4137,12+7240+1291,94+2244,0+3846,06+3292,7

Q_str= 24613,82 kWh/a

Q_h = 24613,82 - 5360,99 = 19183,079 kWh/a

E =
= 25,01 kWh/m³a

3.2.Współczynnik kształtu.

Parter	Powierzchnia [m^2]	wysokość [m]	Kubatura netto[m^3]
Wiatrołap	5,3	2,6	13,78
Kuchnia	9,3			24,18
Pokój dzienny	36,6			95,16
Pokój	11,7			30,42
Pom. Gosp.	5,2			13,52
Łazienka	3,2			8,32
Komunikacja	6,2			16,12
Komunikacja	2,2			5,72
Garaż	17,5			45,5
SUMA:			252,72

I Piętro	Powierzchnia [m^2]	wysokość [m]	Kubatura netto[m^3]
Hall	11,3	2,65	29,945
Pokój	11,3			29,945
Pokój	13,3			35,245
Pokój	13,5			35,775
Łazienka	11,6			30,74
SUMA			161,65

Dane geometryczne budynku:

• kubatura ogrzewana V = 767 m³

• Pole powierzchni przegród zewnętrznych A = 208,81 m²
  

Współczynnik kształtu:




Dla 0,20<
< 0,9 graniczny wskaźnik sezonowego zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania wynosi E₀ = 26,6+12 · 0,5=32,6

E=25,01 ≤ E_o=32,6

E - sezonowy współczynnik zapotrzebowania na ciepło

Bilans cieplny domu ,wskaźniki jednostkowego zapotrzebowania na moc cieplną.

Bilans cieplny budynku

• temperaturę otoczenia t_e dobrano w oparciu PN-82 B-02403 „Temperatury obliczeniowe zewnętrzne”, dla strefy wynosi ona odpowiednio t_e=-20⁰C

• wszelkie kanały wentylacyjne występujące w przegrodach, przez które liczono straty ciepła potraktowano jak ściany zbudowane z cegły pełnej ceramicznej

• powierzchnie pomieszczeń (A) wyznaczono w osiach ścian obejmujących te pomieszczenia

• we współczynnikach przenikania ciepła (U_o) nie uwzględniano wpływu mostków cieplnych

• poprawki d₁ i d₂ dobrane zostały na podstawie normy PN-B-03406 „Obliczenie zapotrzebowania na ciepło pomieszczenia o kubaturze do 600m³”

• straty ciepła przez przenikanie wynaczono ze wzoru:

Q_p=


Q_p - straty ciepła pomieszczenia przez przenikanie [W]

U_o - współczynnik przenikania ciepła [W/(m²K)]


t - różnica temp. między dwoma ośrodkami [^oC]

A - powierzchnia przegrody liczona w osiach [m²]

• zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji wyznaczono z zależności:




Q_w - zapotrzebowanie na ciepło do wentylacji [W]

n - krotność wymian powietrza w ciągu godziny [1/h]

t_i - temperatura powietrza wewnątrz pomieszczenia t_i=20⁰C

t_e - temperatura powietrza zewnętrznego t_e=-20⁰C

V - kubatura pomieszczenia [m³]

• krotność wymian zgodnie z normą dla wszystkich pomieszczeń poza kotłownią wynosi n=1 zaś dla kotłowni równa się n=1,5

• zapotrzebowanie na ciepło pomieszczeń uzyskano z zależności:




Q - zapotrzebowanie na ciepło [W]

d_2śred - średnia arytmetyczna poprawek d₂ (ze względu na orientację przegród pionowych)

d₁ - poprawka ze względu na liczbę przegród chłodzących





Tabelaryczne zestawienie dodatków d₁ i d₂ dla pomieszczeń ogrzewanych:

Pomieszczenie	d1	d2 (N)	d2 (N-E)	d2 (N-W)	d2 (S)	d2 (E)	d2 (W)	d2śred		1+
1. wiatrołap	0,1	-	-	-	-0,1	-	-	-0,1	0	1,00
2.Kuchnia	0,13	-	-	-	-0,1	-	-	-0,1	0,3	1,3
3. komunikacja	0,00	-	-	-	-	-	-	0	0	1
4. wc	0,1	-	-	-	-0,1	-	-	-0,1	0	1
5. POM. gosp	0,13	-	-	-	-0,1	-	-0,05	-0,075	0,055	1,055
6. pokoj	0,13	0	-	-	-	-	-0,05	-0,05	0,08	1,08
7. pokoj dzienny	0,15	0	0	0	-	-0,05	-0,05	-0,05	0,1	1,1
8. garaz	0,18	0	-	-	-0,1	-0,05	-0,05	-0,067	0,113	1,113
9. kotłownia	0,10	-	-	-	-0,1	-	-0,05	-0,075	0,025	1,025

Pomieszczenie	d1	d2 (N)	d2 (S)	d2 (E)	d2 (W)	d2 strop	d2śred		1+
2.2. pokoj	0,05	0	-0,1	-0,05	-0,05	-0,05	-0,0625	-0,0125	0,98
2.1. hall	0	-	-	-	-	-0,05	-0,05	-0,05	0,95
2.4.pokoj	0,05	0	-	-0,05	-0,05	-0,05	-0,05	0	1,00
2.3. pokój	0,05	0	-0,1	-0,05	-0,05	-0,05	-0,0625	-0,0125	0,99
2.5. lazienka	0,08	0	-0,1	-	-0,05	-0,05	-0,067	0,013	1,013

Zestawienie wyników

Parter

Pomieszczenie	Powierzchnia A [m^2]	Kubatura V [m^3]	Q [W]
Wiatrołap	5,3	13,78	719,79
Kuchnia	9,3	24,18	872,28
Pokój dzienny	36,6	95,16	2978,58
Pokój	11,7	30,42	806,89
Pom. Gosp	5,2	13,52	437,43
Łazienka	3,2	8,32	257,67
Komunikacja	6,8	17,68	114,10
Komunikacja	2,2	5,72	-
Kotłownia	3,1	8,06	-
Garaż	17,5	45,5	804,79

I Piętro

Pomieszczenie	Powierzchnia A [m^2]	Kubatura V [m^3]	Q [W]
Hall	11,3	29,95	109,83
Pokój	11,3	29,95	1525,20
Pokój	13,3	35,25	649,97
Pokój	13,5	35,78	918,06
Łazienka	11,6	30,74	709,94

5. Dobór grzejników.

Projektowana instalacja centralnego ogrzewania będzie instalacją pompową, dwururową. Projekt zakłada parametry pracy instalacji t_z/t_p = 80/60.

Wydajność cieplna grzejnika:

• Q_g^I = Q * β_T * β_U * β_P * β_O * β_S [W]

β_T - współczynnik korekcyjny uwzględniający zawory termostatyczne ( β_T = 1,15 )

β_U - współczynnik korekcyjny uwzględniający usytuowanie grzejnika ( β_U = 1,0 )

β_P - współczynnik korekcyjny uwzględniający sposób włączenia grzejnika do instalacji
( β_P = 1,0 )

β_O - współczynnik korekcyjny uwzględniający wpływ obudowy

β_S - współczynnik korekcyjny uwzględniający ochłodzenie wody w instalacji c.o.

• Q_g^II = A_g * U * ∆t_g * ε [W]

A_g - powierzchnia wymiany grzejnika [m²]

∆t_g - efektywna różnica temperatur dla parametrów pracy instalacji [K]




U - współczynnik przenikania ciepła [W/m²K]

U = C * ∆t_g^m * m^a [W/m²K]

a = 0 → m^a = 1,0

U = C * ∆t_g^m [W/m²K]

Ε - współczynnik uwzględniający zmianę współczynnika przenikania ciepła w obrębie grzejnika

Q_g^II = C * A_g * (∆t_g)^1+m [W]

↓




Q_g^II = Q_g^I

• Q_gⁿ = f * Q_g^p [W]

Dobrano grzejniki pracujące odpowiednio w temperaturach normatywnych tz=90ºC i tp=70ºC.

Projektowana instalacja pracuje w parametrach tz=80ºC i tp=60ºC zatem musimy zastosowac współczynnik korekcyjny:





Zestawienie dobranych grzejników przedstawiono w formie tabelarycznej.

Dla poszczególnych pokoi, kuchni, garażu i obu halli dobrano grzejniki firmy
Vogel & NOOT typ CosmoNOVA.

Dla łazienek znajdujących się na obu kondygnacjache dobrano grzejniki drabinkowe firmy Vogel & NOOT typ CosmoART.

6. Obliczenia hydrauliczne instalacji c. o. wraz z doborem nastaw na zaworach termostatycznych.

• Strumień masy czynnika płynącego w przewodzie.




c_p - ciepło właściwe wody (c_p = 4190 J/kgK)

t_z - temperatura zasilania, t_z = 80^oC

t_p - temperatura powrotu, t_p = 60^oC

• Dobrano średnice z nomogramu do wyznaczania jednostkowych strat ciśnienia na podstawie strumienia czynnika płynącego w przewodzie m. Przeliczono przepływ masowy na objętościowy w czasie jednej godziny [dm³/h]
  
  

• Prędkość czynnika w przewodzie.




d_w - średnica wewnętrzna przewodu znormalizowana [m]

ρ_śr - gęstość średnia,

ρ_śr =
= 977,505 kg/m³

• Straty ciśnienia wywołane oporami miejscowymi na działce.


[Pa]

Σξ - suma współczynników oporów miejscowych występujących na danej działce

• Opory miejscowe na granicy działek zaliczamy do działki o mniejszym przepływie.

• R - odczytane z nomogramu dla odpowiedniej średnicy i określonego strumienia masy czynnika [Pa/m]

• Zestawienie strat miejscowych:

4 - kocioł ξ = 2,5.

5 - zawór odcinający ξ = 8,5.

Obliczenia poszczególnych obiegów przedstawiono tabelarycznie.

Straty miejscowe dla poszczególnych działek.
1.

-> kocioł(2,5)+3xZawór odcinający(3x8,5)+2xKolano(2x1,3)
G1.10.

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)+rozdział strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

2.

-> 2xKolanko(2x1,3)

G1.3

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)

3.

-> rozdział strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

G1.2.

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)

4.

-> rozdział strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

G1.1.

-> grzejnik(3,0)+4xKolanko(4x1,5)

12.

-> rozdział strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

5.

-> rozdział strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

G1.7.

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)

6.

-> strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

7.

-> rozdział strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

G1.4.

-> grzejnik(3,0)+4xKolanko(4x1,5)

G1.6

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)+2xZawór(2x8,5)

G1.5.

-> grzejnik(3,0)+4xKolanko(4x1,5)

8.

-> przeciwprąd przy połączeniu strumienia(3,0)+Przeciw prąd przy rozdziale strumienia(1,5)

9.

-> przeciwprąd przy połączeniu strumienia(3,0)+Przeciw prąd przy rozdziale strumienia(1,5)

G2.2.

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)+ strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

G2.5.

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)+2xZawór(2x8,5)

10.

-> strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

G2.3.

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)

11.

-> strumienia(1,3)+połączenie strumienia(0,9)

G2.1.

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)

G2.4.

-> grzejnik(3,0)+2xKolanko(2x1,5)

• Określenie ciśnienia czynnego.

p
= [
[Pa]

p
= h · g · Δρ [Pa]

p
- ciśnienie pompy


- suma strat liniowych i miejscowych

p
- ciśnienie czynne grawitacyjne.


- strata ciśnienia na zaworze

h - różnica wysokości między kotłem i grzejnikiem

g - przyspieszenie ziemskie, g = 9,81 m/s

Δρ - różnica ciśnień wody zasilającej i wody powrotnej, Δρ = 7,9 kg/m³


liczne z autorytetu zaworu, przyjmując, że a = 0,5

a =
to
=



=


∆p_z = 10594 Pa dla obiegu G2.1

∆p_p =∆p_r + ∆p_z

∆p_p = ∆p_dys= 10594*2 = 21188 Pa

Wyznaczenie strat na zaworach i dobór zaworów termostatycznych.


= p
- (
)

a =



=


Dobór elementów wyposażenia instalacji c. o.

Dobór źródła ciepła.

Na podstawie obliczonego zapotrzebowania na ciepło dla budynku dobrano kocioł.

Zapotrzebowanie na ciepło dla budynku wynosi 10901,53 W, czyli
11,01 kW. Dobrano kocioł DOMOLIGHT DML 3-18 LP jednofunkcyjny gazowy kondensacyjny wiszący o mocy od 4,8 - 18 kW z zasobnikiem c.w.u. SR 130 l firmy DE DIETRICH.

Dane kotła:

max temp. robocza: 95⁰C

zawór zabezpieczający: 3 bary

stosowane paliwo: gaz ziemny lub propan

wysokość: 800 mm

Dobór naczynia wzbiorczego.

Dobrany kocioł posiada naczynie zbiorcze, zabezpieczające instalacje centralnego ogrzewania przed nadmiernym wzrostem temperatury. Pojemność naczynia wynosi 10 l. Należy sprawdzić czy ta objętość jest wystarczająca.

• Pojemność użytkowa naczynia.

V_u =1,1* V*ρ₁*Δv [dm³]

V - pojemność instalacji ogrzewanej

V = V_kotła + V_{przewodów zasilających i powrotnych} + V_grzejnkiów

V_kotła = 10 dm³

V = 10 + 11,53 + 72,5 = 94,03 dm³

ρ₁ - gęstość wody w temperaturze początkowej t₁ = 10⁰C,

ρ₁ = 999,7 kg/m³

∆v - przyrost objętości właściwej wody od temperatury początkowej t₁ do temperatury zasilania

t₁ = 10⁰C → v₁ = 0,0010004 m³/kg = 1,0004 dm³/kg

t_z = 80⁰C → v_z = 0,0010290 m³/kg = 1,029 dm³/kg

∆v = v_z - v₁ = 1,029 - 1,0004 = 0,0286 dm³/kg

V_u=1,1*0,09703 *999,7 * 0,0286 = 3,05 dm³

• Pojemność całkowita naczynia.




p_max - maksymalne obliczeniowe ciśnienie w naczyniu,

p_max = p_rob - p_dysp

p_rob = 2,5 bar

p_dysp = 0.211880 bar

p_max = 2,5 - 0,06289 = 2,2812 bar

p - ciśnienie statyczne

p = p_stat + 0,2 [bar]

p_stat = ρ * g * h

p_stat = 999,7 * 9,81 * 2,87 = 28146,25 Pa = 0.28146 bar

p = 0.28146 + 0,2 = 0,481 bar




Ponieważ dobrany kocioł posiada naczynie wzbiorcze o pojemności 10 dm³, jest ono wystarczające, aby zapewnić bezpieczną pracę instalacji centralnego ogrzewania.

• Dobór rury wzbiorczej.







Pompa obiegowa.

Pompę dobrano przy założeniu, że wysokość podnoszenia pompy obiegowej równa jest ciśnieniu dyspozycyjnemu.

p_dysp = 21188 Pa = 21,188 kPa

Wydajność pompy obliczono ze wzoru:




Q - obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplna instalacji centralnego ogrzewania,

Q = 10 901,53 W

ρ - gęstość wody dla średniej temperatury czynnika, ρ = 977,505 kg/m³

c_p = 4190 J/kg*K

t_z/t_p = 80/60




Określenie wymagań dla kotłowni.

Wysokość pomieszczenia kotłowni ma 2,2 m wysokości, oraz powierzchnię 8 m³.

Kotłownia wyposażona jest w kanał wywiewny o wymiarach 14x14 cm. Kratkę wywiewną umieszczono pod sufitem pomieszczenia. Nawiew powietrza do kotłowni zapewnia kanał z tworzywa sztucznego o wymiarach 15x15 cm, znajdujący się 30 cm nad posadzką.

W kominie spalinowym osadzono wkładkę ze stali kwasoodpornej o średnicy 110 mm. Połączenie z kotłem poprzez trójnik, przewód prosty, złączki z odprowadzeniem skroplin, oraz kolana 93º ze stali kwasoodpornej o średnicy 110 mm. .Wymiary komina i czopuchu są równe średnicy rury wylotu spalin. Poniżej trójnika zainstalowano wyczystkę.

30

Projekt centralnego ogrzewania - Patryk Kosmala Strona 1







---