KnJ Biuro Techniczne. Szpital Powiatowy w Owocku. Adres: ul. Batorego Otwock

Transkrypt

1 KnJ Biuro Techniczne Jacek Kania ul. Zgoda 7/47, Konstancin-Jeziorna Obiekt: Szpital Powiatowy w Otwocku Adres: ul. Batorego Otwock Temat: Modernizacja instalacji przygotowania ciepłej wody użytkowej w kotłowni wodnej, gazowej Inwestor: Szpital Powiatowy w Owocku ul. Batorego Otwock Projektował: mgr inż. Małgorzata Olesińska upr. nr ST-09/89 Opracował: mgr inż. Jacek Kania Styczeń 2011

2 Spis Treści 1 Zakres opracowania Założenia Technologia przygotowania ciepłej wody użytkowej - modernizacja Opis technologii Dobór urządzeń przygotowania ciepłej wody użytkowej Zapotrzebowanie ciepłej wody użytkowej Wymiennik ciepła [1] Pompa [2] ładowania wymiennika (strona pierwotna) Pompa [3] rozładowania wymiennika (strona wtórna) Przewody i armatura: Wytyczne dla instalacji elektrycznej Zagadnienia dla montażu kotłowni gazowej Uwagi końcowe Wykaz stosowanych norm: Specyfikacja urządzeń Załączniki Rysunki: 1. Schemat technologiczny kotłowni nr 1-2. Pomieszczenie kotłowni 1: Przyłącze instalacji - 2

3 1 Cel i zakres opracowania 1.1 Stan obecny W chwili obecnej woda użytkowa na potrzeby szpitala jest przygotowywana w wymienniku płaszczowo-rurowym, zasilanym z kotła parowego zlokalizowanego w kotłowni. Podgrzana woda użytkowa magazynowana jest w zbiorniku wody użytkowej o pojemności 3000 dm 3 (oznaczony w kotłowni jako zbiornik nr 2). Przygotowanie ciepłej wody użytkowej wspomagane jest dodatkowo przez instalacje kolektorów słonecznych. Kolektory słoneczne, poprzez wymiennik płytowy wygrzewają wodę w zbiornikach buforowych. Woda grzewcza, poprzez kolejny wymiennik płytowy podgrzewają wstępnie wodę użytkową (przed wymiennikiem zasilanym z kotła parowego), wyłącznie podczas jej poboru. Instalacja centralnego ogrzewania szpitala zasilana jest przez dwa kotły wodne Paromat Simlex firmy Viessmann, o mocy znamionowej 575 kw każdy. Zarówno kotły parowe oraz kotły wodne zasilane są palnikami gazowymi, na gaz ziemny typu E. Po termomodernizacji budynku głównego szpitala oraz budynków towarzyszących, zrealizowanej w 2008 roku, zmniejszyło się zapotrzebowanie mocy dla kotłów wodnych (2x575 kw), pracujących na potrzeby instalacji CO. Pozwala to na dodatkowe ich wykorzystanie do przygotowania ciepłej wody użytkowej, a tym samym rezygnację z przygotowywania na ten cel pary wodnej. 1.2 Zakres opracowania Opracowanie zawiera projekt modernizacji instalacji przygotowania ciepłej wody użytkowej z wykorzystaniem istniejących kotłów wodnych. Obecnie w instalacji wody użytkowej na terenie kotłowni zastosowane są rury stalowe ocynkowane. Ponieważ po modernizacji instalacji będzie realizowany wymagany wygrzew antybakteryjny cwu, do temperatury 70 O C, może powodować to zwiększenie korozji tych rur. W projekcie proponuje się zatem wyminę części instalacji od przyłącza wody zimnej do rozdzielaczy zasilania i cyrkulacji ciepłej wody użytkowej, na rury stabilizowane z tworzywa sztucznego. Projekt zawiera także niezbędne wyposażenie konieczne do połączenia istniejącej instalacji słonecznej z nawą instalacją przygotowania ciepłej wody użytkowej. Podstawą opracowania jest projekt kotłowni i projekt instalacji kolektorów słonecznych oraz audyt energetyczny budynku określający aktualne (po zrealizowanej termomodernizacji) zapotrzebowanie mocy kotłowni wodnej na potrzeby instalacji centralnego ogrzewania. 3

4 2 Założenia Kotłownia zlokalizowana jest w budynku na kondygnacji -1 (piwnicy) w specjalnie wyznaczonym pomieszczeniu. 2.1 Zapotrzebowanie mocy poszczególnych instalacji grzewczych wynosi: - Zapotrzebowanie mocy grzewczej budynku głównego Q Sz : Q Sz = [W] - Zapotrzebowanie mocy grzewczej budynku Okulistyki i Neurologii Q OiN : Q OiN = [W] - Zapotrzebowanie mocy grzewczej budynku Przychodni Specjalistycznej Q PS : Q PS = [W] Całkowite zapotrzebowanie mocy instalacji centralnego ogrzewania Q CO : Q CO = Q Sz + Q OiN + Q PS = 729,61 [kw] 2.2 Moc znamionowa zainstalowanej kotłowni wodnej W kotłowni zainstalowane są 2 kotły wodne Paromat Simplex firmy Viessmann o mocy 575 kw każdy: Moc znamionowa kotłowni Q K : Q K = 1150 kw 2.3 Pojemność istniejącego zbiornik buforowy ciepłej wody użytkowej V cwu : V cwu = [dm 3 ] 4

5 3 Technologia przygotowania ciepłej wody użytkowej - modernizacja 3.1 Opis technologii Woda użytkowa będzie podgrzewana do wymaganej temperatury przez istniejące 2 kotły wodne (kaskada) w wymienniku płaszczowo-rurowym [1] typu JAD XK Kotły opalane gazem ziemnym E, o mocy znamionowej 575 kw każdy. Zasilanie wymiennika wodą grzewczą (strona pierwotna) podłączone jest do instalacji grzewczej za sprzęgłem hydraulicznym. Dla optymalnego wykorzystania mocy grzewczej kotłów oraz uzyskania wymaganej temperatury wody użytkowej, na zasilaniu wymiennika zamontowany będzie zawór mieszający [4]. Sterowanie instalacją po stronie pierwotnej (woda grzewcza) i wtórnej (cwu) realizowane jest przez istniejący regulator kaskadowy Vitotronic 300-K. Podgrzew wstępny wody użytkowej będzie realizowany przez istniejącą instalację słoneczną. Dla zachowania ciągłości pracy instalacji słonecznej oraz połączenia jej z modernizowaną instalacją cwu, zastosowano dodatkowy zbiornik buforowy [6]. Podgrzew wody użytkowej przez instalację słoneczną realizowany jest za pośrednictwem istniejącego wymiennika płytowego, dobranego w oddzielnym projekcie instalacji słonecznej. Podgrzana woda będzie magazynowana w zbiorniku buforowym o pojemności dm 3. Na regulatorze Vitotronic 300-K należy zaprogramować wygrzew antybakteryjny zbiornika ciepłej wody użytkowej do temperatury 70 O C o okresie zmniejszonego zapotrzebowania na ciepłą wodę (noc). W celu wygrzewu antybakteryjnego w zbiorika [4] należy w tym samym czasie nastawić wygrzew antybakteryjny na regulatorze Vitotronic 200-H. Wygrzew zbiornika [4] realizowany przez załączenie pompy recyrkulacji ciepłej wody ze zbiornika dm 3. Uwaga: 1. Wygrzew antybakteryjny realizowany jest w 4 (czwartym) dobowym przedziale czasowym, programowanym na regulatorze Vitotronic 300-K i Vitotronic 200-H. Wymagana nastawa: Kod 58:70 2. Na regulatorze Vitotronic 200-H pozostałe progi czasowe bez wymaganej temperatury w podgrzewaczu [4]! Sposób podłączenia regulatorów wg schematu technologicznego instalacji (Rys. 1) 3. Temperatura wody w zasobniku głównym (3.000 dm 3 ) regulowana przez 2 czujniki temperatury: Nastawa na regulatorze Vitotronic 300-K: Kod 55:2 i 69:9 4. Przygotowania wody użytkowej bez preferencji: Kod A2:0 5

6 3.2 Dobór urządzeń przygotowania ciepłej wody użytkowej Zapotrzebowanie ciepłej wody użytkowej Szpital, 215 łóżek (200l/osobę/dobę) Obliczone średnie i maksymalne zapotrzebowanie na wodę (dobowe D i godzinowe H) G Dśr = 43 m 3 /dobę G Dmax = 49 m 3 /dobę G Hśr = 2,75 m 3 /h G Hmax1 = 5,50 m 3 /h Poliklinika, 12 gabinetów G Hmax2 = 0,29 m 3 /h Całkowite, maksymalne zapotrzebowanie na cwu G Hmax = 5,79 m 3 /h Obliczone zapotrzebowanie mocy Q cwu : Q cwumax = 337 kw Q cwuśr = 169 kw (k h = 2h) Obliczona moc wymagana przy założonej pojemności zasobnika ciepłej wody użytkowej (cwu) o pojemności dm 3 : Q 3000Max = 287 kw Moc kotłowni do wykorzystania na przygotowanie cwu: Q Kcwu = Q K Q CO = = 420 kw Moc kotłowni jest wystarczająca dla przygotowania ciepłej wody użytkowej. Pozwala to na pracę kotłowni bez preferencji ciepłej wody użytkowej Wymiennik ciepła [1] Parametry doboru wymiennika: Strona pierwotna (woda grzewcza) t Z /t P : 80/60 O C Strona wtórna (woda użytkowa) t Z /t P : 30/60 O C Moc 290 kw Dobrano wymiennik JAD XK Arkusz doboru i dane techniczne wymiennika w załączeniu 6

7 3.2.3 Zabezpieczenie instalacji Instalację po stronie wtórnej wymiennika (ciepła woda użytkowa) została zabezpieczona zaworami bezpieczeństwa o ciśnieniu otwarcia 8 bar, typu 2115 firmy SYR dobranymi wg PN-76/B za wymiennikiem [1]: zawór nr [16], o średnicy króćca wylotowego 1 - za wymiennikiem inst. słonecznej: zawór nr [17], o średnicy króćca wylotowego ¾ Instalacja grzewcza jest zabezpieczona zaworami bezpieczeństwa na kotłach grzewczych oraz naczyniem wzbiorczym instalacji co dobranymi w oddzielnym projekcie kotłowni. Rozbudowa instalacji nie wymaga zmiany zabezpieczenia Pompa [2] zasilania wymiennika, (rozdzielacz-wymiennik ciepła [1], strona pierwotna) Zapotrzebowanie ciepła Q [2] =290 [kw] Temperatura pracy: t z /t p = 80/60 o C Wielkość przepływu: G [2] = 13,0 m 3 /h Strata ciśnienia ob. pierwotnego: Straty liniowe 10,8 kpa Straty miejscowe 4,6 kpa Straty na wymienniku ciepła 22,1 kpa Straty na zaworze mieszającym 10,5 kpa Całkowita strata ciśnienia ob. pierwotnego: dp [2] = 48,0 kpa Dobrana został pompa zasilająca UPS F firmy Grundfos Charakterystyka pompy w załączeniu Pompa [3] zasilania wymiennika ( wymiennik ciepła-zbiornik buforowy, strona wtórna) Zapotrzebowanie ciepła Q [2] =290 [kw] Temperatura pracy: t z /t p = 30/60 o C Wielkość przepływu: G [2] = 8,8 m 3 /h Strata ciśnienia ob. pierwotnego: Straty liniowe 9,0 kpa Straty miejscowe 8,4 kpa Straty na wymienniku ciepła 0,6 kpa Straty na zaworze reg-pom. [11] 15,0 kpa Całkowita strata ciśnienia ob. pierwotnego: dp [2] = 33,0 kpa Dobrana został pompa zasilająca UPS 50-60/4F-B firmy Grundfos Charakterystyka pompy w załączeniu Pompa cyrkulacyjna ciepłej wody użytkowej bez zmiany. W instalacji należy zastosować pracującą obecnie pompę cyrkulacyjną cwu UPE E Montaż instalacji według schematu technologicznego (Rys.1) 7

8 3.3 Przewody i armatura: W pomieszczeniu kotłowni, do instalacji grzewczej, przygotowania ciepłej wody nw przewody instalacyjne : - centralne ogrzewanie, obiegi pompowe, rury stalowe bez szwu, - rury bezpieczeństwa, rury odwodnień i odpowietrzeń z rur stalowych czarnych, ze szwem, z usuniętym wypływem szwu, - instalacja zimnej i ciepłej wody: rury PE stabilizowane, Armatura zaporowa, kulowa, do połączeń gwintowanych oraz kołnierzowa, przeznaczona dla wody o temp. min. 100 o C oraz ciśnienia roboczego min. 6,0 bar. Wszystkie przewody c.o., rozdzielacze, przewody zimnej i ciepłej wody, należy zaizolować termicznie według DU 201 z 6 listopada 2008, Załącznik 2 Wymagania izolacyjności cieplnej i inne wymagania związane z oszczędnością energii. 3.4 Wytyczne dla instalacji elektrycznej Urządzenia zasilić z rozdzielni elektrycznej dla kotłów wodnych umieszczonej w kotłowni. Rozdzielnia elektryczna wykonana zgodnie z wymaganiami stopnia ochrony IP-54 Instalacja elektryczna stanowiąca wyposażenie kotłów powinna być wykonana w klasie I zabezpieczenia przed porażeniem Zapotrzebowanie mocy elektrycznej poszczególnych urządzeń w kotłowni: Numer wg specyfikacji urządzeń Nazwa urządzenia Szt. Moc [W] Razem [W] 2 Pompa obiegowa UPS F Pompa obiegowa UPS 50-60/4 F B Pompa obiegowa UPE 32-80B Pompa obiegowa UPS 25-60N SUMA 950 8

9 3.5 Wytyczne montażu Zgodnie z obowiązującymi normami oraz zgodnie z załączoną do projektu Specyfikacja Techniczną Robót 4 Uwagi końcowe Wykonanie kotłowni, próby i odbiory zgodnie z "Warunkami Technicznymi Wykonania i Odbioru Kotłowni Na Paliwa Gazowe i Olejowe", a także z aktualnymi "Warunkami Technicznymi Jakim Powinny Odpowiadać Budynki i Ich Usytuowanie". /Dz. U. Nr 75 z 15 czerwca 2002 r./ Zmiany do Warunków Technicznych wg Rozporządzenia Min. Infrastruktury z dnia 7 kwietnia 2004 r. /Dz. U. Nr 109, poz z dnia r./. Wykonanie kotłowni powinno być zgodne z Rozporządzeniem Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 3 listopada 1992 r. /Dz. Ustaw Nr 92 z 1993 r. poz.460/ wraz z późniejszymi zmianami. Montaż automatyki kotłowni, jej rozruch oraz serwis gwarancyjny i dalszą eksploatację należy wykonywać w porozumieniu z firmą Viessmann 5 Wykaz stosowanych norm: PN-76/B Zabezpieczenie urządzeń ciepłej wody użytkowej. Wymagania PN-B Ogrzewnictwo i ciepłownictwo - Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego z naczyniami wzbiorczymi PN-92/B Instalacje wodociągowe. Wymagania w projektowaniu. PN-81/ M Technika bezpieczeństwa- Kotły parowe i wodne. Zawory bezpieczeństwa. PN-B Ogrzewnictwo i ciepłownictwo Izolacja cieplna przewodów, armatury i urządzeń Wymagania i badania odbiorcze. PN-B Ogrzewnictwo. Kotłownie wbudowane na paliwa gazowe o gęstości względnej mniejszej niż 1 PN-EN Instalacje grzewcze w budynkach. Projektowanie wodnych instalacji centralnego ogrzewania 9

10 6 Specyfikacja urządzeń Nr Nazwa urządzenia Producent/ Dostawca L Nr zam. 1 Wymiennik ciepła JAD XK FF Secespol Pompa obiegowa wymiennika cwu [1], strona pierwotna UPS F 3 Pompa obiegowa wymiennika cwu [1], strona wtórna UPS 50-60/4 F B Grundfos Grundfos Zawór mieszający 3 drogowy, DN 50, kołnierzowy Viessmann Napęd zaworu mieszającego, 3 punktowy Viessmann Czujnik temperatury zasilania (VTS), kontaktowy Viessmann Zawór przelotowy DN50 Nr zam. N4363, typ. VVG41.50 Siemens 1 VVG Siłownik elektromechaniczny Nr zam. N4554 typ. SQX32.03 Siemens 1 SQX Zbiornik ciepłej wody użytkowej Vitocell 100-L Viessmann 1 Z Czujnik temperatury podgrzewacza (Sterowanie regulator Vitosolic 200) 6.2 Czujnik temperatury podgrzewacza (Sterowanie regulator Vitotronic 200-H typ HK1W) 7 Pompa obiegu wtórnego istniejącego wymiennika instalacji słonecznej. UPE 32-80B 8 Zawór odcinający z napędem elektrycznym (sprężynowy, beznapięciowo zamknięty), DN32 9 Pompa obiegowa UPS 25-60N, (recyrkulacja do wygrzewu antybakteryjnego zbiornika [6]) Viessmann Viessmann Grundfos 1 Do wykorzystania istniejąca pompa recyrkulacji wymiennika Viessmann Grundfos Termostatyczny zawór mieszający cwu DN40 Honeywell, 1 TM Zawór regulacyjno-pomiarowy DN50, AV23 Setter Bypass SD 12 Osłona ochronna czujnika temperatury, ALT-SSF600, 600mm 13 Osłona ochronna czujnika temperatury, ALT-SSF600, 150mm Taco-Nova Siemens 1 N1194, typ ALT-SSF600 Siemens 1 N1194, typ ALT-SSF150 10

11 14 Czujnik temperatury podgrzewacza (Sterowanie regulator Vitotronic 300-K typ MW1) Viessmann Zawór nadmiarowo-upustowy DN32 Oventrop Zawór bezpieczeństwa 2115, 8 bar, 1 SYR 1 17 Zawór bezpieczeństwa 2115, 8 bar, ¾ SYR 2 20 Zawór kulowy Optibal DN 65 Oventrop Zawór kulowy Optibal DN 50 Oventrop Zawór kulowy Optibal DN 40 Oventrop Zawór kulowy Optibal DN 32 Oventrop Zawór kulowy Optibal DN 25 Oventrop Zawór zwrotny, sprężynowy, DN50 Oventrop Klapa zwrotna DN50 Oventrop Zawór zwrotny, sprężynowy, DN32 Oventrop Klapa zwrotna DN40 Oventrop Klapa zwrotna DN65 Oventrop Klapa odcinająca, kołnierzowa, DN65 Oventrop Filtr siatkowy, kołnierzowy DN50 Oventrop Filtr siatkowy DN50 Oventrop Filtr siatkowy DN32 Oventrop Zawór kulowy KFE ze złączką do węża DN15 Oventrop Zawór kulowy KFE ze złączką do węża DN20 Oventrop Manometr ¼, 0-10 bar, RF 63 D 211 Afriso Zawór montażowy z redukcją GW ¼ x GZ ½, Afriso Termometr bimetaliczny ½, O C Afriso Rura stalowa bez szwu, DN65 58m 41 Rura PE-RT/AL/PE-RT, 75x7,5 Uponor 25m 42 Rura PE-RT/AL/PE-RT, 63x6,0 Uponor 36m 43 Rura PE-RT/AL/PE-RT, 50x4,5 Uponor 6m 44 Rura PE-RT/AL/PE-RT, 40x4,0 Uponor 14m 11

12 7 Załączniki 12