Zawartość projektu węzła cieplnego

Transkrypt

1 Zawartość projektu węzła cieplnego I. Opis techniczny Podstawa opracowania Temat i zakres opracowania Dane wyjściowe Opis projektowanego rozwiązania Armatura, rurociągi, izolacje termiczne i antykorozyjne (dotyczy tylko instalacji wodnych) Wytyczne dla branŝowe II. Obliczenia Podstawowe wyniki obliczeń Układ pomiarowo-rozliczeniowy energii cieplnej 3. Dobór naczynia wzbiorczego dla instalacji c.t Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji c.t Dobór regulatora przepływu i ciśnienia Dobór zaworu regulacyjnego c.t Strata ciśnienia węzła ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 1

2 I. Opis techniczny 1. Podstawa opracowania a.) umowa nr ZP/471/U/07 b.) notatka słuŝbowa spisana w dniu r. pomiędzy UAM Poznań, reprezentowanym przez Z-cę Kierownika Działu Technicznego mgr inŝ. Krzysztofa Noteckiego, a Firmą HEAT & WATER, reprezentowaną przez mgr inŝ. Romana Biskupa, dotyczącą potwierdzenia bilansu cieplnego na potrzeby technologiczne central wentylacyjnych dla przedmiotowych obiektów (zał. do projektu). c.) ustalenia branŝowe pomiędzy Zamawiającym, Pracownią Projektową Mieczysław Porowski, a Wykonawcą. d.) inwentaryzacja pomieszczenia węzła e.) istniejące dokumentacje techniczne udostępnione Wykonawcy : - P.T. węzła cieplnego c.o. etap I, II opracowany przez Ciepłownik Sp. z o.o., - P.T. modernizacji wentylacji i c.o. opracowany przez INSTAL Poznań, - Aneks do projektu instalacji zasilania nagrzewnic i wody lodowej opracowany przez Pracownia Projektowa Mieczysław Porowski. - P.T. instalacji c.o. w budynku Collegium Minus UAM w Poznaniu opracowany przez Ciepłownik Sp. z o.o. - P.T. modernizacji sali XVII w budynku UAM opracowany przez ART. Space Pracownia Architektoniczna. - P.T. instalacji wentylacyjno-klimatyzacyjnej dla sali im. Lubrańskiego, opracowany przez Pracownię Projektową Mieczysław Porowski. - P.T. sprawdzenie doboru urządzeń węzła cieplnego po dołączeniu instalacji zasilania nagrzewnic wentylacyjnych opracowany przez Michała Dziennika i Romualda Sztukiewicza. 2. Temat i zakres opracowania Przedmiotem niniejszego opracowania jest modernizacja istniejącego węzła cieplnego w budynku Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza przy ul.wieniawskiego 1 w Poznaniu. Zakres modernizacji obejmuje budowę niezaleŝnego zasilania dla potrzeb cieplnych instalacji wentylacji Collegium Minus i Auli UAM. ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 2

3 3. Dane wyjściowe Bilans ciepła sporządzono na podstawie dostarczonych przez Inwestora dokumentacji technicznych oraz danych dotyczących sali nr 19 (projektowanej). 1. Węzeł nr 1 Aula UAM : Q co = 304,5 kw, 2. Węzeł nr 2 Collegium Minus UAM : Q co = 560,6 kw. 3. Ciepło technologiczne : - sala Lubrańskiego : Q ct = 80,7 kw, - sala nr 17 : Q ct = 21,6 kw, - sala nr 19 (projektowana) : Q ct = 31,0 kw, - aula UAM : Q ct = 508,3 kw, - klub profesorski : Q ct = 10,0 kw, - nagrzewnica Rektorat Q ct = 22,0 kw Razem zapotrzebowanie na ciepło technologiczne wynosi : 675,6 kw. Ww. wielkość zapotrzebowania ciepła na cele technologiczne będzie podstawą do zaprojektowania węzła cieplnego. Do obliczeń przyjęto następujące dane: Dane Zapotrzebowanie ciepła na c.t. Temperatura zasilania powrotu instalacji c.t. Temperatura zewnętrzna obliczeniowa Ciśnienie dyspozycyjne na obiegu c.o. Ciśnienie dyspozycyjne m.s.c. Temperatura wody sieciowej w okresie grzewczym Wartości 675,6 kw 80/60 o C -18 o C 50,0 kpa 150 kpa 130/65 o C 4. Opis projektowanego rozwiązania Zaprojektowano węzeł cieplny na cele ciepła technologicznego z wymiennikiem firmy Alfa-Laval typu M6-FG/52-0,5-Alloy316-EPDMCT o mocy maksymalnej na c.t. 675,6 kw. Ponadto zakłada się rozdzielenie instalacji wewnętrznych centralnego ogrzewania i ciepła technologicznego. Urządzenia węzłów centralnego ogrzewania pozostaną bez zmian. Zaprojektowano układ automatycznej regulacji z zastosowaniem urządzeń produkcji firmy Danfoss. Regulacja temperatury wody instalacyjnej c.t. będzie realizowana przez regulator ECL Comfort 200 z kartą P16. ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 3

4 Woda instalacyjna dla potrzeb c.t. będzie przygotowywana w płytowym wymienniku ciepła typu M6-FG/52-0,5-Alloy316-EPDMCT liczba płyt 52 szt. Do regulacji temperatury wody instalacyjnej zaprojektowano zawór VM2 Dn 40 mm K v = 16,0 m 3 /h z siłownikiem AMV 23. Przed zaworem regulacyjnym naleŝy zamontować zawór AVPB 50 K v = 20,0 m 3 /h. Temperatura wody regulowana będzie w zaleŝności od nastawionej krzywej grzewczej dla obiektu poprzez regulator ECL200 z kartą P16. Obieg wody instalacyjnej wymuszany będzie przez pompę elektroniczna typu Stratos 80/1-12 1x230V. Zabezpieczenie instalacji przed przekroczeniem maksymalnego ciśnienia stanowić będą 2 zawory SYR 1915 Dn 25; nastawa zaworu 5,0 bar. Przyrost objętości wody przejmie istniejące naczynie wzbiorcze Reflex N800 o maksymalnym ciśnieniu roboczym 6,0 bar ( naczynie naleŝy odłączyć od układu c.o. Collegium Minus ). Dla ochrony przed wzrostem temperatury wody instalacyjnej c.t. projektuje się termostat ST-1 z funkcją samoczynnego załączenia po spadku temperatury poniŝej zadanej. Włączenie węzła wykonać zgodnie z załączonym schematem (rys. 2). 5. Armatura, rurociągi, izolacje termiczne i antykorozyjne (dotyczy tylko instalacji wodnych) Wszystkie rurociągi wysokoparametrowe w węźle naleŝy wykonać z rur stalowych bez szwu, walcowanych na gorąco, o sprawdzonej wytrzymałości wg PN 80/H Rurociągi te łączyć przez spawanie i prowadzić ze spadkiem 3 w kierunku odwodnień. Rurociągi podpierać na wspornikach przy ścianie lub umocować na specjalnej konstrukcji ze stali profilowanej, umocowanej na betonowej posadzce. Rurociągi pomiędzy urządzeniami prowadzić na wysokości 2,5 m od posadzki pomieszczenia. Odległości między podporami powinny wynosić od 3 do 4 m. NajwyŜsze punkty instalacji naleŝy odpowietrzyć, a najniŝsze odwodnić. Instalację naleŝy poddać próbie wodnej na ciśnienie 1,5 p rob bez podłączenia armatury i zaworu bezpieczeństwa lub 1,25 p rob dla instalacji z armaturą. Ciśnienie próbne naleŝy utrzymać przez co najmniej 0,5 godziny. Rurociągi pomalować farbą poliwinylową do gruntowania termoodporną do 150 o C, szarą, srebrzystą, a następnie dwa razy emalią poliwinylową termoodporną do 150 o C. Wszystkie rurociągi izolować za pomocą otulin termoizolacyjnych o grubościach spełniających wymogi PN- B aktualnie wydanie ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 4

5 Grubości izolacji zgodnie z PN-B-02421:2000 Średnica rurociągu [mm] 150 o C 80 o C do 60 o C DN DN DN DN DN DN DN DN DN DN DN Kierunki przepływu wody oznaczyć czarnymi strzałkami o długości 50 do 300 mm, zaleŝnie od średnicy rurociągu zgodnie z Polską Normą. UWAGA 1. Urządzenia montować zgodnie z ich DTR. 2. Wszystkie prace wykonać zgodnie z: Warunki Techniczne Wykonania i Odbioru Robót Budowlano-MontaŜowych Część II. - Instalacje sanitarne i przemysłowe. Wymagania techniczne COBRTI Instal zeszyty Wszystkie prace budowlane wykonać zgodnie z obowiązującymi przepisami BHP 6. Wytyczne dla branŝowe branŝa instalacji elektrycznych i automatyki - podłączyć wszystkie urządzenia węzła c.t. do regulatora węzła - nastawić temperatury zasilania na regulatorze ciepła zgodną z krzywą grzewczą budynku - przewody zasilające urządzenia układać na ścianach w rurkach elektroinstalacyjnych PVC oraz w korytkach kablowych, - regulator i wszystkie urządzenia węzła c.t. podłączyć do rozdzielnicy elektrycznej ( zawór regulacyjny VM2 Dn40, pompę obiegową Stratos 80/1-12 1x230V, regulator ECL 200+P16). ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 5

6 branŝa instalacyjna - wykonać wszystkie podłączenia projektowanego węzła c.t. do istniejącego węzła zgodnie ze schematem technologicznym rys. nr 2, - rurociągi pomalować farbą poliwinylową do gruntowania termoodporną do 150 o C, szarą, srebrzystą, a następnie dwa razy emalią poliwinylową termoodporną do 150 o C - kierunki przepływu wody oznaczyć czarnymi strzałkami o długości 50 do 300 mm, zaleŝnie od średnicy rurociągu zgodnie z Polską Norm - instalację naleŝy poddać próbie wodnej na ciśnienie 1,5 p rob bez podłączenia armatury i zaworu bezpieczeństwa oraz 1,25 p rob dla instalacji z armaturą ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 6

7 II. Obliczenia 1. Podstawowe wyniki obliczeń Wyniki obliczeń Wartości Maksymalna moc dobranego wymiennika c.t. 675,6 kw Przepływ wody instalacyjnej dla potrzeb c.t. 8,06 dm 3 /s = 29,02 m 3 /h Przepływ wody sieciowej dla potrzeb c.t. 2,48 dm 3 /s = 9,03 m 3 /h Przepływ wody sieciowej dla potrzeb c.o. Aula UAM : Q co = 304,5 kw 1,12 dm 3 /s = 4,03 m 3 /h Przepływ wody sieciowej dla potrzeb c.o. Collegium Minus UAM : Q co = 560,6 kw 2,05 dm 3 /s = 7,42 m 3 /h Łączny przepływ wody sieciowej przez węzeł ( c.o.+c.t.) 6,23 dm 3 /s = 20,48 m 3 /h 2. Układ pomiarowo-rozliczeniowy energii cieplnej Istniejący układ pomiarowy: Maksymalny strumień objętości wody sieciowej wynosi: m smax = 20,48 m 3 /h Układ pomiarowo-rozliczeniowy składa się z następujących urządzeń: - wodomierzowy przetwornik przepływu typu MP NC o Dn65 mm i Q nom =25,0 m 3 /h - elektroniczny przelicznik Supercal 430 LB - czujniki temperatury wody sieciowej typu Pt500-84TH Strata ciśnienia na wodomierzu: zima: p z = 5 kpa 3. Dobór naczynia wzbiorczego dla instalacji c.t. Doboru dokonano zgodnie z PN-B dla istniejących warunków pracy: Ciśnienie początku otwarcia zaworu bezpieczeństwa: p o = 5,0 bar t zi /t pi : 80/60 o C Pojemność zładu: przyjęto 12,0 dm 3 /kw stąd V zł = dm 3 Pojemność uŝytkowa naczynia: V u = V zł ρ ν ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 7

8 gdzie: ρ - 999,7 kg/m 3 (w temperaturze 10 o C) ν - 0,0356 dm 3 /kg (dla parametrów 90/70) V u = ,9997 0,0356 = 288,3 dm 3 Pojemność całkowita naczynia: V n = V u (p max +0,1)/(p max -p) p max = 0,5 MPa (obliczeniowe max ciśnienie w naczyniu w czasie eksploatacji) p 0 = p a +0,2 = 0,18 MPa przyjęto p a ciśnienie statyczne p a = 2,5 bar V n = 288,3 (0,5+0,1)/(0,5-0,28) = 786,3 dm 3 Rura wzbiorcza: d wz = 0,7 (V u ) 0,5 = 0,7 (288,3) 0,5 = 11,88 mm Przyjęto rurę o średnicy d wz = 25 mm Dobrano ciśnieniowe naczynie firmy Reflex typu N800 przy ciśnieniu otwarcia zaworu 5,0 bar i ciśnieniu wstępnym 2,7 bar. 4. Dobór zaworu bezpieczeństwa dla instalacji c.t. Sprawdzenie zaworu wg PN Obliczenia zaworu zgodnie z PN-B-02414:1999 wymaganą najmniejszą średnicę przelotu zaworu bezpieczeństwa jeŝeli ciśnienie wody sieciowej jest większe niŝ ciśnienie dopuszczalne instalacji. Wstępnie dobrano zawór SYR 1915 Dn32 d o = 54 α c M p ρ 1 gdzie: M = 447,3 b A ( ) ρ p 2 p 1 Gdzie: - 54; 447,3 współczynnik przeliczeniowy - M masowa przepuszczalność zaworu bezpieczeństwa w [kg/s] ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 8

9 - ρ gęstość wody sieciowej przy jej temperaturze obliczeniowej [kg/m 3 ] 917,0 kg/m 3 - α c dopuszczalny współczynnik wypływu dla cieczy 0,41 dl SYR1915 Dn25mm - p 1 ciśnienie dopuszczalne instalacji w [bar] - p 2 ciśnienie nominalne sieci ciepłowniczej wg PN-89/H A powierzchnia przekroju otworu pękniętej płyty lub rurki wymiennika [m 2 ], dla M6-MFG = 0, m 2 M = 2,31 [kg/h] d o = 16,19 [mm] zawór spełnia warunki stawiane przez Polską Normę Sprawdzenie zaworu wg UDT Sprawdzenie dobranego zaworu na przepustowość dla pary Wymagana przepustowość zaworu dla pary m = 3600 N, r N - wydajność max wymiennika = 675,6 kw, r - ciepło parowania dla p=3,3 bar r = 2079,0 kj/kg, m = kg/h, - przepustowość dobranego zaworu dla pary: m = 10 K 1 K 2 α A (p 1 + 0,1) K 1 = 0,532 β =(p 2 +0,1)/(p 1 +0,1) β=(0+0,1)/(0,55+0,1) β=0,15 stąd K 2 = 1 m z = 10 0,532 1,0 0, (0,55 + 0,1) m z = 1390 kg/h > m p = kg/h, Dobrano zawór firmy Hans Sasserath & Co. KG typ SYR 1915 o średnicy d o = 20mm, ciśnienie otwarcia 5,0 bar, średnica siedliska zaworu 25mm spełnia warunki i wymogi Polskiej Normy i Dozoru Technicznego ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 9

10 5. Dobór regulatora przepływu i ciśnienia Zaprojektowano regulator róŝnicy ciśnień i przepływu firmy DANFOSS typu AVPB DN 50 K v = 20,0 m 3 /h, zakres: 0,2-1,0 bar Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze: p zz = m k sc vs 2 = 2 9,03 * 100 = 20,4 kpa+20 kpa = 40,4 kpa = 4,04 mh 2 O 20,0 Nastawa na zaworze: p = 40 kpa Q = 9,03 m 3 /h 6. Dobór zaworów regulacyjnego c.t. Dobrano zawór regulacyjny firmy Danfoss typu VM 2-40/16 o k v =16 m 3 /h i średnicy Dn40 mm z napędem elektrycznym AMV 13. Rzeczywista strata ciśnienia na zaworze: p zo = m k sco vs 2 = 2 9,03 16 * 100 = 31,6 kpa = 3,2 mh 2 O 7. Strata ciśnienia węzła Strata ciśnienia w części pierwotnej: p 92 kpa wymiennik zawór róŝnicy ciśnienia przewody+armatura zawór regulacyjny c.o. Filtroodmulmnik FOM filtr FS-1 licznik ciepła Razem: 03 kpa 40 kpa 10 kpa 32 kpa 01 kpa 01 kpa 05 kpa 92 kpa ul. Tarninowa 8/2, Poznań tel. (061) Strona 10

11 L.p. Nazwa urządzenia Typ Producent Ilość Jedn. 1 Wymiennik ciepła M6-FG/52-0,5-Alloy316-EPDMCT Alfa-Laval 1 szt. Izolacja Alfa-Laval 1 szt. Podstawa Alfa-Laval 1 szt. 2 Zawór regulacyjny VM2 DN40/16 DANFOSS 1 szt. 3 Siłownik AMV V DANFOSS 1 szt. 4 Regulator róŝnicy ciśnień z ogr. przepł. AVPB50 PN25 Kvs 20,0 ; 0,2-1bar DANFOSS 1 szt. 5 Regulator Dp - punkt pomiaru ciśnienia DN15/6mm GIACOMINI 1 szt. 6 Zawór odcinający spawany DN65 PN25 DANFOSS 2 szt. 7 Zawór odcinający gwint. R250D DN25 GIACOMINI 2 szt. 8 Regulator ECL Comfort P16 DANFOSS 1 szt. 9 Czujnik temp. zanurzeniowy ESMU-100 DANFOSS 1 szt. 10 Termostat TR/STW (samoczynne załącz.) ST-1 DANFOSS 1 szt. 11 Pompa Stratos 80/1-12 1x230V Wilo 1 szt. 12 Zawór bezpieczeństwa SYR 1915 DN25 5,0 BAR SYR 2 szt. 13 Filtroodmulacz magnetyczny st. kwasoodp. FOMbis-100/16 INSTALMET 1 szt. 14 Otulina FOMbis 100 INSTALMET 1 szt. 15 Przepustnica Uranie Dn100 PN16 t=110c DANFOSS 6 szt. 16 Zawór odcinający gwint. DN25 INSTALMET 5 szt. 17 Zawór odcinający gwint. DN15 INSTALMET 2 szt. 18 Zawór odcinająco-zwrotny DN100 INSTALMET 1 szt. 19 Naczynie wzbiorcze przeponowe N 800/6 bar REFLEXistniejący 1 szt. 20 Złącze samoodcinające SU R1x1 CALEFFI 1 szt. 21 Manometr z kurkiem manomet. fig ,6 MPa KFM 2 szt. 22 Manometr z kurkiem manomet. fig ,0 MPa KFM 5 szt. 23 Termometr prosty techniczny C KWT 4 szt. 24 Zawór odcinający gwint. Dn100 DANFOSS 2 szt. 25 Zawór odcinający gwint. Dn32 DANFOSS 6 szt. 26 Zawór odcinający gwint. Dn25 DANFOSS 4 szt. 27 Zawór równowaŝący STAF Dn80 DANFOSS 1 szt. 28 Zawór rownowaŝący STAD. Dn32 DANFOSS 3 szt. 29 Zawór równowaŝący STAD. Dn25 DANFOSS 2 szt. 30 Skrzynka elektryczna HENSEL SE-1x230V - jeden obieg 1 szt. 31 Skrzynka elektryczna suchobieg 1 szt. 32 Presostat KPI 35 zakres: -0,2 8,0 bar DANFOSS 1 szt. 33 Izolacja węzła dla średnic rurociągów do Dn100 1 szt.

12

13