PROJEKT WYKONAWCZY. Technologia węzła cieplnego

Transkrypt

1 PROJEKT WYKONAWCZY Budowa budynku stacji kontroli pojazdów wraz z instalacjami wewnętrznymi wod.- kan., wentylacji, CO, elektycznymi oraz miejscami postojowymi na działce nr 19/15 obr. 47 Podgórze wraz z przyłączami energetycznym, wod.-kan., CO, drogami dojazdowymi oraz przebudową dwóch zjazdów i chodnika na działkach nr 19/15, 27/10, 27/6, 27/8, 28/2, 29/3, 29/4, 30/2, 32/2, obr. 47 Podgórze, oraz na działkach nr 835 i 831 obr. 49 Podgórze przy ul. W. Sławka w Krakowie. Technologia węzła cieplnego OPRACOWAŁ: mgr inż. Mirosław Wróblewski z zespołem INWESTOR: Miejskie Przedsiębiorstwo Komunikacyjne S.A Kraków ul. Św. Wawrzyńca 13 Podstawowe dane techniczne: Wyszczególnienie Jedn. Wielkość Zapotrzebowanie ciepła co kw 30 Parametr zasilania instalacji wewnętrznej co o C 70/55 Opór instalacji co kpa 14 Zapotrzebowanie ciepła do nagrzewnic kw 70 Parametr zasilania instalacji nagrzewnic o C 70/50 Opór instalacji nagrzewnic kpa 7 Parametry zasilania sieciowego zima o C 135/65 Kraków, luty 2014

2 PROJEKT ZAWIERA: OPIS TECHNICZNY PODSTAWA OPRACOWANIA ZAKRES OPRACOWANIA WYMIENNIKOWY WĘZEŁ CIEPLNY Parametry pracy węzła Dobór węzła kompaktowego Technologia węzła cieplnego Funkcje regulatora pogodowego DOBÓR URZĄDZEŃ DLA OBIEGU C.O Obliczenie maksymalnego przepływu wody sieciowej Dobór zaworu regulacyjnego dla obiegu wysokiego parametru c.o Dobór wymiennika instalacji c.o Dobór pompy obiegowej Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji c.o wg PN-B Dobór naczynia przeponowego dla instalacji c.o wg PN-B DOBÓR URZĄDZEŃ DLA OBIEGU NAGRZEWNIC Obliczenie maksymalnego przepływu wody sieciowej Dobór zaworu regulacyjnego dla obiegu wysokiego parametru nagrzewnic Dobór wymiennika instalacji nagrzewnic Dobór pompy obiegowej Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji nagrzewnic wg PN-B Dobór naczynia przeponowego dla instalacji nagrzewnic wg PN-B WYDŁAWIENIE NADWYŻKI CIŚNIENIA Urządzenia do wydławienia nadwyżki ciśnienia Dobór reduktora ciśnienia Dobór zaworu różnicy ciśnień Dobór zaworów regulacyjnych dla wyrównania oporów pomiędzy obiegami DOBÓR LICZNIKA CIEPŁA USZCZELNIENIA PRÓBY SZCZELNOŚCI ZABEZPIECZENIE ANTYKOROZYJNE IZOLACJA TERMICZNA WYTYCZNE REALIZACYJNE ZAŁĄCZNIKI 1. Karty doboru urządzeń węzła 2. Warunki techniczne z MPEC S.A. w Krakowie ZESTAWIENIE RYSUNKÓW 1. SYTUACJA 2. SCHEMAT TECHNOLOGICZNY WĘZŁA CIEPLNEGO 3. RZUT WĘZŁA CIEPLNEGO 4. PRZEKRÓJ A-A 2

3 OPIS TECHNICZNY 1. PODSTAWA OPRACOWANIA. Podstawą niniejszego opracowania są: zlecenie Inwestora konsultacje z projektantami branżowymi sytuacja podkłady architektoniczno konstrukcyjne warunki techniczne dostawy ciepła wydane przez MPEC S.A. Kraków obowiązujące przepisy i normy 2. ZAKRES OPRACOWANIA. Opracowanie niniejsze swoim zakresem obejmuje projekt wykonawczy montażu kompaktowego węzła cieplnego c.o.+we wraz z obliczeniami i doborem urządzeń części technologicznej. 3. WYMIENNIKOWY WĘZEŁ CIEPLNY. Projektowany węzeł cieplny przeznaczony będzie do zasilania w ciepło projektowanej instalacji centralnego ogrzewania i nagrzewnic jednokondygnacyjnego budynku stacji kontroli pojazdów przy ul. Walerego Sławka w Krakowie. Pomieszczenie węzła zlokalizowane jest na poziomie pozostałych pomieszczeń, w miejscu wejścia do budynku przyłącza wysokich parametrów. Węzeł zostanie wyposażony w regulator pogodowy oraz licznik ciepła do pomiaru zużycia energii cieplnej. Rozwiązanie węzła jako dwufunkcyjnego podyktowane zostało sposobem użytkowania obiektu. Podstawowym źródłem ciepła dla obiektu jest instalacja centralnego ogrzewania o mocy 30 kw, pracująca w sposób ciągły. Instalacja nagrzewnic o mocy 70 kw włączana będzie okresowo, w celu skompensowania strat ciepła spowodowanych otwieraniem bram wjazdowych stacji kontroli pojazdów. W związku z tym w okresie wiosny i jesieni układ nagrzewnic często będzie nie wykorzystywany Parametry pracy węzła. Zgodnie z Warunkami Technicznymi uzyskanymi z MPEC S.A. w Krakowie węzeł cieplny pracował będzie na następujących parametrach: temperatura sieciowa w sezonie grzewczym 135 / 65 O C (zmienna od warunków atmosferycznych, zgodnie z tabelą regulacyjną MPEC) ciśnienie sieciowe sezon grzewczy 0,90 / 0,12 MPa temperatura instalacji co. 70 / 55 O C temperatura instalacji nagrzewnic 70 / 50 O C 3.2. Dobór węzła kompaktowego. Dobór urządzeń węzła kompaktowego przeprowadzono zgodnie z zaleceniami zamieszczonymi na stronie internetowej MPEC S.A. ( w zakładce 3

4 Strefa projektanta, przy użyciu specjalistycznych programów komputerowych oraz wzorów branżowych. W dalszej części zamieszczono wyniki doboru podstawowych urządzeń węzła Technologia węzła cieplnego. Projektuje się wymiennikowy, dwufunkcyjny węzeł cieplny centralnego ogrzewania i wentylacji. W konstrukcji węzła wykorzystano: wymienniki płytowe lutowane, pompy bezdławicowe, automatyczną regulację pogodową, zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem ciśnienia. Powyższy węzeł zostanie podłączony do sieci ciepłowniczej wysokiego parametru poprzez moduł przyłączeniowy, w którego skład wchodzą: zawory odcinające, urządzenia filtrujące czynnik grzewczy, zawory redukujące ciśnienie sieciowe oraz licznik ciepła. Jako organy zamykające projektuje się zawory kulowe do spawania firmy Broen Dn25 PN25 T135 o C. W celu zabezpieczenia wymienników, urządzeń automatyki i liczników ciepła przed zanieczyszczeniami, które mogą być niesione przez wodę sieciową, projektuje się na zasilaniu filtroodmulnik Dn32 FO2m produkcji Wytwórni Urządzeń Ciepłowniczych Thermo Sp. z o. o., a na powrocie filtr siatkowy z żeliwa sferoidalnego Dn32 typu FS-1-PN-25 z siatką o gęstości 100. Orurowanie węzła wykonać dla części sieciowej i instalacyjnej c.o. z rur czarnych, przewodowych, bez szwu łączonych poprzez spawanie. Połączenia armatury kołnierzowe z uszczelkami klingerytowymi lub z polonitu. Połączenia gwintowane z uszczelnieniem taśmami teflonowymi lub konopiami czesanymi na paście uszczelniającej. Uzupełnianie instalacji wewnętrznych wodą sieciową poprzez wodomierz do wody ciepłej. W najwyższych punktach odpowietrzenia dn=15mm, a w najniższych odwodnienia dn=20 mm Funkcje regulatora pogodowego. Dla prawidłowej pracy węzła i instalacji grzewczych węzeł wyposażony jest automatyczny regulator pogodowy Danfoss ECL Comfort 210. Regulator ten optymalizuje pracę wymienników dla potrzeb c.o. i nagrzewnic ustalając właściwą temperaturę wody instalacyjnej dla danych warunków pogodowych. Cele te są realizowane poprzez regulację przepływu wody sieciowej (za pomocą zaworów regulacyjnych). Program wewnętrzny regulatora typowy stosowany w MPEC S.A. w Krakowie. Tak zaprogramowany regulator powinien realizować następujące funkcje: Regulacja temperatury wody na zasilaniu dla obwodów grzewczych z dynamicznym dostosowaniem do temperatury zewnętrznej, Algorytm przeciwzamrożeniowy, Ograniczenie temperatury zasilania poprzez oddziaływanie na zawory obwodu sieciowego, Programy czasowe dzienne, tygodniowe, roczne dla każdego obwodu grzewczego, Ograniczenie temperatury powrotnej do miejskiej sieci cieplnej zgodnie z krzywą powrotu. 4

5 4. DOBÓR URZĄDZEŃ DLA OBIEGU C.O Obliczenie maksymalnego przepływu wody sieciowej. Zapotrzebowanie ciepła na potrzeby c.o. Q co = 30 kw Temperatura obliczeniowa instalacji 70/55 o C x 0,86 G EC = = 0,35 [m 3 /h] (135-60) x Dobór zaworu regulacyjnego dla obiegu wysokiego parametru c.o. Przy użyciu programu firmowego zaprojektowano zawór Danfoss typ VM2 Dn15, Kvs0,63. Montaż na rurociągu zasilającym. Strata ciśnienia na zaworze przy przepływie maksymalnym wynosi p=0,31 bar a prędkość medium przepływającego przez zawór wynosi 0,55 m/s. Do współpracy z zaworem przewidziano napęd Danfoss typ AMV23. Karta doboru w załączeniu Dobór wymiennika instalacji c.o. Przy użyciu programu firmy SECESPOL dobrano wymiennik ciepła typu LB31-30 znajdujący się w typoszeregu wymienników stosowanych przez MPEC Kraków. Wydruk z programu firmowego do doboru wymienników stanowi załącznik niniejszego projektu Dobór pompy obiegowej. Obliczenie wydajności pompy: Qco x 0,86 Vo= = = 1,75 [m 3 /h] ρ * (tz-tp) (70-55) x 985 Wymagana wysokości podnoszenia pompy 50 kpa. Pompa Grundfos Magna spełnia powyższe warunki. Charakterystyka pompy stanowi załącznik niniejszego projektu Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji c.o wg PN-B W oparciu o normę PN-B zaprojektowano dwa zawory bezpieczeństwa Syr 1915 Dn25; 3 bar. Montaż na rurociągu zasilającym. Karta doboru w załączeniu Dobór naczynia przeponowego dla instalacji c.o wg PN-B W oparciu o normę PN-B zaprojektowano naczynie przeponowe o pojemności 50 l, typu Flexcon C 50, 3 bar. Wstępne ciśnienie w przestrzeni gazowej ustawić na 0,4 bar, a ciśnienie wstępne pracy instalacji 0,8 bar. Karta doboru w załączeniu. 5

6 5. DOBÓR URZĄDZEŃ DLA OBIEGU NAGRZEWNIC Obliczenie maksymalnego przepływu wody sieciowej. Zapotrzebowanie ciepła na potrzeby nagrzewnic Qwe = 70 kw Temperatura obliczeniowa instalacji 70/50 o C x 0,86 G EC = = 0,76 [m 3 /h] (135-55) x Dobór zaworu regulacyjnego dla obiegu wysokiego parametru nagrzewnic. Przy użyciu programu firmowego zaprojektowano zawór Danfoss typ VM2 Dn15, Kvs1,0. Montaż na rurociągu zasilającym. Strata ciśnienia na zaworze przy przepływie maksymalnym wynosi p=0,58 bar a prędkość medium przepływającego przez zawór wynosi 1,20 m/s. Do współpracy z zaworem przewidziano napęd Danfoss typ AMV23. Karta doboru w załączeniu Dobór wymiennika instalacji nagrzewnic. Przy użyciu programu firmy SECESPOL dobrano wymiennik ciepła typu LB31-40 znajdujący się w typoszeregu wymienników stosowanych przez MPEC Kraków. Wydruk z programu firmowego do doboru wymienników stanowi załącznik niniejszego projektu Dobór pompy obiegowej. Obliczenie wydajności pompy: Qco x 0,86 Vo= = = 3,05 [m 3 /h] ρ * (tz-tp) (70-50) x 988 Wymagana wysokości podnoszenia pompy 50 kpa. Pompa Grundfos Magna spełnia powyższe warunki. Charakterystyka pompy stanowi załącznik niniejszego projektu Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji nagrzewnic wg PN-B W oparciu o normę PN-B zaprojektowano dwa zawory bezpieczeństwa Syr 1915 Dn25; 3 bar. Montaż na rurociągu zasilającym. Karta doboru w załączeniu Dobór naczynia przeponowego dla instalacji nagrzewnic wg PN-B W oparciu o normę PN-B zaprojektowano naczynie przeponowe o pojemności 50 l, typu Flexcon C 50, 3 bar. Wstępne ciśnienie w przestrzeni gazowej ustawić na 1,1 bar, a ciśnienie wstępne pracy instalacji 1,5 bar. Karta doboru w załączeniu. 6

7 6. WYDŁAWIENIE NADWYŻKI CIŚNIENIA Urządzenia do wydławienia nadwyżki ciśnienia. W celu wydławienia nadwyżki ciśnienia dyspozycyjnego projektuje się reduktor ciśnienia oraz zawór stałej różnicy ciśnień Dobór reduktora ciśnienia. Zaprojektowano wspólny reduktor dla obiegów c.o. i instalacji nagrzewnic typ Danfoss AVD: Dn15; Kvs1,0; PN25 o zakresie nastaw 3-12 bar. Nastawa 5,0 bar. Maksymalna prędkość medium przepływającego przez zawór wynosi 1,75 m/s i występuje przy przepływie sumarycznym 1,11 m3/h. Karta doboru w załączeniu Dobór zaworu różnicy ciśnień. W celu wydławienia nadwyżki ciśnienia około 3,1 bar zaprojektowano wspólny zawór stałej różnicy ciśnień dla obiegów c.o. i instalacji nagrzewnic typ Danfoss AVP: Dn15; Kvs1,0; PN25, zakres zadanej różnicy ciśnienia 0,2-1,0 bar. Montaż na rurociągu powrotnym. Maksymalna prędkość medium przepływającego przez zawór przy przepływie 1,11 m 3 /h (nominalnym) wynosi 1,75 m/s. Ciśnienie zadane (około 0,6 bar) ustawić eksperymentalnie tak, aby przy całkowitym otwarciu zaworu regulacji pogodowej uzyskać przepływ nominalny. Obliczenie Kvs min Kvs min = 1,11m 3 /h / 3,1bar = 0,63 m 3 /h Sprawdzenie warunku kawitacji (z=0,6, 60 o C) (4,4+1-0,19)*0,6 = 3,12 bar > 3,1 bar Warunek stabilnej pracy dla przepływu 20% x G EC c.o. 1,0 m 3 /h / [(0,2 x 0,35 m 3 /h) / 3,1bar ] = 21,1 < 50 Przewód impulsowy przyłączyć do regulatora za pośrednictwem zaworu dławiącego np. ZWD1 produkcji Polna Przemyśl Dobór zaworów regulacyjnych dla wyrównania oporów pomiędzy obiegami. W celu zrównoważenia oporów obiegów wysokiego parametru c.o. i wentylacji projektuje się zawory regulacyjne kulowe typ Naval Trim Dn 25 PN25; 135 o C. 7. DOBÓR LICZNIKA CIEPŁA. Maksymalny przepływ czynnika grzewczego dla co 0,35 [m 3 /h] Maksymalny przepływ czynnika grzewczego dla nagrzewnic 0,76 [m 3 /h] razem 1,11 [m 3 /h] Dobrano licznik ciepła LQM-III-U z z przetwornikiem ultradźwiękowym o wielkości Qn=1,5 m 3 /h, Dn= 15 mm. 7

8 8.USZCZELNIENIA Uszczelnienia połączeń kołnierzowych wykonać uszczelkami wykonanymi z klingerytu lub polonitu. Średnica zewnętrzna uszczelki winna zapewnić jej opieranie się na śrubach spinających kołnierze. Osłony czujników temperatury wkręcić w tuleje na uszczelce. Połączenia gwintowane z uszczelnieniem taśmami teflonowymi lub konopiami czesanymi na paście uszczelniającej 9. PRÓBY SZCZELNOŚCI Po zamontowaniu całości wykonać próbę szczelności: - na ciśnienie 20 bar (część wysokoparametrowa), - na ciśnienie 4,5 bar (część niskoparametrowa co i instalacji nagrzewnic). Przed wykonaniem próby dla części niskoparametrowej należy zdemontować zawór bezpieczeństwa i naczynie przeponowe. Miejsca po zdemontowanych urządzeniach należy zaślepić. Po pozytywnych wynikach prób należy spisać protokół. 10. ZABEZPIECZENIE ANTYKOROZYJNE. Po pomyślnym wykonaniu próby szczelności rury czarne oczyścić a następnie pomalować dwukrotnie farbą antykorozyjną np. Cekor R. 11. IZOLACJA TERMICZNA. Po zakończeniu prac malarskich rurociągi zaizolować termicznie zgodnie z obowiązującą normą (PN-B-02421:2000). Do izolacji można zastosować np. łubki izolacyjne: - TERMOROCK firmy ROCKWOOL (wełna mineralna w płaszczu PCV), - STEINONORM 300 firmy IZOTERM (pianka poliuretanowa w płaszczu PCV). 12. WYTYCZNE REALIZACYJNE. Pomieszczenie węzła cieplnego powinno być zgodne z normą PN-B-02423:1999. Węzeł powinien być wyposażony: w instalację elektryczną zasilaną z oddzielnego obwodu z własnym licznikiem energii, drzwi stalowe otwierane na zewnątrz, sprawną wentylację, sprawną kanalizację wyposażoną w studzienkę schładzającą zgodnie z obowiązującymi przepisami, zlew owalny z zaworem czerpalnym ze złączką do węża dn 20 mm. UWAGA! W celu niedopuszczenia do "zamrożenia" nagrzewnic wentylacyjnych, należy wyposażyć je w możliwość poboru tzw. ciepła dyżurnego z zabezpieczeniem przed przekroczeniem temperatury powrotu zgodnie z tabelą regulacyjną instalacji wentylacyjnych. Całość wykonać zgodnie z projektem wykonawczym, obowiązującymi przepisami i normami oraz sztuką monterską i inżynierską. 8