PROJEKT TECHNICZNY REMONTU INSTALACJI KOTŁOWNI NISKOPARAMETROWEJ WODNEJ W BUDYNKU AKADEMII MUZYCZNEJ PRZY ULICY BIEGASA 2 WE WROCŁAWIU

Transkrypt

1 PROJEKT TECHNICZNY REMONTU INSTALACJI KOTŁOWNI NISKOPARAMETROWEJ WODNEJ W BUDYNKU AKADEMII MUZYCZNEJ PRZY ULICY BIEGASA 2 WE WROCŁAWIU Opracował: inŝ. Jerzy Pawłowski Lipiec 2010 r.

2 SPIS TREŚCI I. OPIS TECHNICZNY POJEKTU Przedmiot opracowania Podstawa opracowania Zakres opracowania Opis stanu istniejącej kotłowni Opis zakresu remontu instalacji kotłowni Opis modernizowanego układu układu grzewczego i c.w.u. remontowanej5kotłowni Wytyczne wykonawcze Wentylacja pomieszczenia kotłowni Instalacja kanalizacyjna kotłowni Obsługa kotłowni Wytyczne elektryczne Wytyczne budowlane... 7 II. OBLICZENIA Zapotrzebowanie ciepła na cele c.o. i c.w.u Dobór kotła Dobór zasobnika c.w.u Zabezpieczenie układu grzewczego i cwu przed przekroczeniem ciśnienia8dopuszczalnego Dobór zaworu bezpieczeństwa na kotle kondensacyjnym Vaillant VKK476/48o mocy 47,5 kw Dobór zaworu bezpieczeństwa w układzie przygotowania c.w.u Dobór przeponowego naczynia wzbiorczego zabezpieczenia układu c.w.u Dobór przeponowego naczynia wzbiorczego zabezpieczenia układu10grzewczego Dobór pomp Pompa obiegu grzewczego Pompa ładująca zasobnik c.w.u Pompa cyrkulacyjna obiegu c.w.u Obliczenie zapotrzebowania paliwa Dobór instalacji spalinowej Wentylacja kotłowni Wentylacja nawiewna kotłowni Zapotrzebowanie powietrza do spalania dla kotłów z zamkniętą komorą spalania str. 2

3 Zapotrzebowanie powietrza wentylującego pomieszczenie kotłowni Łączne zapotrzebowanie powietrza do spalania dla kotła i wentylującego pomieszczenie kotłowni Wentylacja wywiewna kotłowni TABELE Tabela 1. Wyszczególnienie głównych elementów kotłowni Tabela 2. Zestawienie kosztów remontu. RYSUNKI 1T Rzut technologii kotłowni. Skala 1:25. 2T Rozmieszczenie urządzeń kotłowni. Skala 1:25. 2T/A Szczegół A. Kratka ściekowa. Skala 1:10. 3T Schemat technologii kotłowni. str. 3

4 I. OPIS TECHNICZNY POJEKTU 1. Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest projekt remontu instalacji kotłowni wodnej, wyposaŝonej w kocioł gazowy w budynku Akademii Muzycznej we Wrocławiu przy ulicy Biegasa Podstawa opracowania Podstawę niniejszego opracowania stanowią: uzgodnienia z Inwestorem, archiwalna inwentaryzacja architektoniczna budynku, wizja lokalna, obowiązujące normy i przepisy projektowania. 3. Zakres opracowania Opracowanie obejmuje rozwiązanie remontu instalacji: wymiana zuŝytego kotła gazowego atmosferycznego VK48/1 na kocioł gazowy kondensacyjny VKK476/4 o mocy 47,5 kw wraz z wymianą zasobnika ciepłej wody oraz instalacji co i wodociągowej w obrębie pomieszczenia kotłowni. 4. Opis stanu istniejącej kotłowni Obecnie na potrzeby ogrzewania i przygotowania ciepłej wody energia cieplna wytwarzana jest w zuŝytym kotle VK 48/1. Ciepła woda przygotowywana jest w zasobniku c.w.u. firmy Reflex. Instalacja kotłowni wykonana była w latach 90 tych. Instalacja jest wyeksploatowana i wymaga remontu. 5. Opis zakresu remontu instalacji kotłowni W istniejącej kotłowni proponuje się wykonanie remontu zuŝytych instalacji grzewczych i ciepłej wody uŝytkowej, polegającego na: - wymianie zuŝytego kotła gazowego atmosferycznego VK 48/1 na kocioł gazowy kondensacyjny VKK 476/4: - wymianie istniejącego zasobnika ciepłej wody uŝytkowej na zasobnik c.w.u. VIH K; - wymianie istniejących pomp grzewczych co i c,w.u, cyrkulacyjnej cwu; str. 4

5 - wymianie orurowania w obrębie kotłowni; - podłączeniu nowego kotła kondensacyjnego do istniejącego przyłącza gazowego wymienianego kotła; - podłączeniu nowej instalacji kotłowni do istniejących wewnętrznych instalacji grzewczych, wodociągowych i elektrycznych budynku; - wykonaniu nowej instalacji powietrzno-spalinowej do kotła kondensacyjnego ułoŝonej w istniejącym szachcie spalinowym; - wykonaniu kratki ściekowej i podłączenia kanalizacyjnego do istniejącej studzienki kanalizacyjnej. 6. Opis modernizowanego układu układu grzewczego i c.w.u. remontowanej kotłowni W miejsce zuŝytego gazowego kotła atmosferycznego VK 48/1 zostanie zainstalowany gazowy stojący kocioł kondensacyjny VKK476/4 z palnikiem promiennikowym modulowanym w zakresie % wydajności. Kocioł ten wykorzystuje zarówno ciepło jawne powstałe w wyniku spalania gazu jak i ciepło kondensacji pary wodnej zawartej w spalinach w zainstalowanym w kotle wymienniku, a sprawność tego kotła wynosi ok. 106%.Ponadto zespolony z kotłem nowo zainstalowany warstwowy zasobnik ciepłej wody VIH K 300 o pojemności 150 dcm 3 zapewnia szybką moŝliwość korzystania z cieplej wody ze względu na warstwowe ułoŝenie pokładów wody. Zima woda pobierana z dołu zasobnika ogrzewana w zewnętrznym wymienniku ciepła doprowadzona jest do zasobnika od góry. Partia tak przygotowanej ciepłej wody jest gotowa do uŝycia w stosunkowo krótkim czasie. Zainstalowany zestaw kocioł kondensacyjny VKK476/4 z warstwowym zasobnikiem ciepłej wody pozwoli zaoszczędzić około 15% kosztów ogrzewania w stosunku do poprzedniego systemu kotłowni. Nowo zainstalowany kocioł kondensacyjny wyposaŝony jest w automatyczne zabezpieczenia na wypadek: - braku wody w kotle, - przekroczenia maksymalnej temperatury wody w kotle. Zabezpieczenia kotła i instalacji przed przekroczeniem ciśnienia dopuszczalnego zaprojektowano zgodnie z PN/B Kocioł kondensacyjny jak i zasobnik c.w.u. zabezpieczono zaworami zaworem bezpieczeństwa. Do zabezpieczenia instalacji grzewczej jak i instalacji c.w.u. przed przekroczeniem ciśnienia dopuszczalnego zastosowano naczynia wzbiorcze przeponowe. Obiegi grzewcze wyposaŝone są w pompy obiegowe (obieg c.o. i c.w.u.). Zastosowany układ AKPiA zapewnia regulację pogodową instalacji grzewczej, priorytet cieplej wody oraz moŝliwość sterowania czasowego obiegiem c.o. przygotowania ciepłej wody i pompy cyrkulacyjnej c.w.u. str. 5

6 7. Wytyczne wykonawcze Przewody c.o. i c.w.u. wykonać z rur stalowych. Przewody wody wodociągowej z rur stalowych ocynkowanych podwójnie ze szwem. Przewody w kotłowni naleŝy prowadzić ze spadkiem 0,5% w kierunku przeciwnym do punktu odpowietrzenia. Rurociągi odwadniające urządzenia i odprowadzające wodę z rur wyrzutowych zaworów bezpieczeństwa naleŝy sprowadzić nad istniejącą kratkę ściekową. Po zakończeniu robót montaŝowych instalacje kotłowni naleŝy przepłukać wodą bieŝącą w celu usunięcia zanieczyszczeń, a następnie poddać próbom szczelności wg Warunków Technicznych Wykonania i Odbioru Robót Budowlano-MontaŜowych Tom II. Przewody wody grzejnej naleŝy izolować termicznie izolacją w systemie PUR firmy Thermaflex. Grubości izolacji 20 mm. MontaŜ urządzeń,osprzętu i orurowania oraz podłączenia instalacji elektrycznej i przyłącza gazowego kotła mogą wykonywać jedynie posiadający odpowiednie kwalifikacje autoryzowani instalatorzy. Przegląd i pierwsze uruchomienie moŝe wykonać jedynie uprawniony autoryzowany przez producenta serwisant. Wykaz głównych urządzeń dla nowo projektowanej części kotłowni wodnej kondensacyjnej wg schematu technologicznego kotłowni podano w tabeli nr Wentylacja pomieszczenia kotłowni W pomieszczeniu kotłowni istnieje wentylacja grawitacyjna nawiewno-wywiewną zorganizowaną. Szczegóły rozwiązania podano w części obliczeniowej. 9. Instalacja kanalizacyjna kotłowni W posadzce pomieszczeniu kotłowni wykonać kratkę ściekową i przewód kanalizacyjny do istniejącej studzienki odwadniającej. 10. Obsługa kotłowni Procesy technologiczne po stronie paliwa i czynnika grzejnego są w pełni zautomatyzowane. Kotłownia wymaga ograniczonego dozoru ze strony obsługi kotłowni. Obowiązki obsługi (zgodnie z Instrukcją obsługi kotłowni) będą polegać na kontrolowaniu parametrów pracy kotłowni, ewentualnym uzupełnianiu zładu wody, bieŝącej konserwacji urządzeń oraz na zgłaszaniu ewentualnych awarii do firmy prowadzącej serwis gwarancyjny i pogwarancyjny. str. 6

7 11. Wytyczne elektryczne Instalację elektryczną wymienionych urządzeń podłączyć zgodnie ze sztuką budowlaną i obowiązującymi przepisami do istniejącej instalacji elektrycznej. 12. Wytyczne budowlane Kocioł kondensacyjny i zasobnik ViH K naleŝy montować na posadzce kotłowni. Z istniejącego kanału spalinowego usunąć dotychczasowy wkład kominowy, oczyścić kanał kominowy i zamontować systemowy przewód spalinowy. str. 7

8 II. OBLICZENIA 1. Zapotrzebowanie ciepła na cele c.o. i c.w.u. Zapotrzebowanie mocy cieplnej określono na podstawie uprzednio zainstalowanego kotła w wysokości około 47 kw. 2. Dobór kotła Za zuŝyty kocioł gazowy atmosferyczny VK 48/1 dobiera się stojący kocioł gazowy kondensacyjny VKK 476 o wydajności 47,5 kw i sprawności 106 % z palnikiem modulacyjnym w zakresie wydajności % wydajności. 3. Dobór zasobnika c.w.u. Zamiast istniejącego zuŝytego zasobnika Reflex dobrano zasobnik firmy Vaillant typ VIH K 300 o pojemności 150 dcm Zabezpieczenie układu grzewczego i cwu przed przekroczeniem ciśnienia dopuszczalnego 4.1. Dobór zaworu bezpieczeństwa na kotle kondensacyjnym Vaillant VKK476/4 o mocy 47,5 kw Wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa (wg Warunków technicznych dozoru technicznego DT-UC-90KW/04): m 3600 x Q / r [kg/h], gdzie: Q = 47,5 kw r = 2133 kj/kg dla 3 atm m 3600 x 47,5 / 2133 = 80 kg/h Ciśnienie otwarcia zaworu p1 = 0,3 MPa Wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa: m Q k / r m 47,5 / 2133 m 0,022 kg/s, gdzie: Q k = 47,5 kw - moc kotła r = 2133 kj/k - ciepło parowania dla wody przy nadciśnieniu 0,3 MPa str. 8

9 Teoretyczna przepustowość zaworu bezpieczeństwa: q m = 1458 x (pr + 0,1) q m = 1458 x (0,3 + 0,1) q m = 583,2 kg/(m 2 s) Wymagane pole przekroju siedliska: F = m / q m x α c F = 0,022 / 583,2 x 0,52 F = 0,0725 x 10-3 m 2 Wymagana średnica siedliska zaworu bezpieczeństwa: d o = ( 4 x F / π )0,5 d o = (4 x 0,073 x 10-3 / π )0,5 d o = 0,0096 m = 9,6 mm Dla kotła Vaillant VVK 476 o mocy 47,5 kw przyjęto membranowy, wysokosprawny zawór bezpieczeństwa w wykonaniu kątowym SYR 1915 DN15, ciśnienie otwarcia 3,0 bary, do = 12 mm. Zawór bezpieczeństwa jest nastawiony fabrycznie Dobór zaworu bezpieczeństwa w układzie przygotowania c.w.u. Układ przygotowania c.w.u.: wymiennik + zasobnik c.w.u. pojemność zasobnika c.w.u. V z = 150 dm3 Wymagana min. średnica kanału dopływowego zaworu bezpieczeństwa do (wg PN-76/B-02440): d o = [(4 x G) / π x 1,59 x α x [(1,1 x p 1 - p 2 ) x γ] 1/2 ] 1/2 G = 0,16 x V z = 0,16 x 150=24 kg/h p 1 = 6 atm p 2 = 0 atm γ = 986 kg/m 3 α = 0,25 dla SYR /2 d o = [(4 x 24) / π x 1,59 x 0,25 x [(1,1 x 6) x 986] 1/2 ] 1/2 = 1,7 mm Do zabezpieczenia układu przed przekroczeniem ciśnienia dopuszczalnego dobrano zawór bezpieczeństwa firmy SYR typ /2", do = 12 mm, ciśnienie otwarcia p 1 = 6 bar. str. 9

10 4.3 Dobór przeponowego naczynia wzbiorczego zabezpieczenia układu c.w.u. Dobrano naczynie wzbiorcze firmy Reflex typ DE 8 maksymalne ciśnienie robocze: 10 bar (D = 206 mm, H = 321, d= 20mm). Pozostawić dotychczasowo zamontowane naczynie przeponowe Dobór przeponowego naczynia wzbiorczego zabezpieczenia układu grzewczego. Zaprojektowano zabezpieczenie systemu zamkniętego z naczyniem przeponowym wg PN-B Pojemność wodna układu V = V k1 + V k2 + V i 0,9 m 3 Pojemność uŝytkowa naczynia V u = V x ρ 1 x ν; [dm 3 ] ρ 1 - gęstość wody instalacyjnej w temp. początkowej +10 C; ρ 1 = 999,7 kg/m 3 ν - przyrost objętości właściwej wody instalacyjnej; dla t zasil. = 75 C ν = 0,0255 dm 3 /kg V u = 0,9 x 999,7 x 0,0255 = 20,94 dm 3 Pojemność całkowita naczynia V c = V u x (p max + 1) / (p max - p) ; [dm3] p - ciśnienie wstępne w naczyniu wzbiorczym; p = p st + 0,2 p st - ciśnienie hydrostatyczne w instalacji; p st = 1,5 bar p max - maksymalne obliczeniowe ciśnienie w naczyniu; p max = 3 bar V c = 22,94 x (3 + 1) / (3 0,9) = 43,7 dcm 3 Dobrano naczynie przeponowe firmy Reflex typ NG 50, maksymalne ciśnienie robocze: 6 bar (D = 409 mm, H = 469 mm, d= 20mm). Pozostawić dotychczasowo zamontowane naczynie przeponowe. str. 10

11 5. Dobór pomp 5.1. Pompa obiegu grzewczego Q co = 1,1 x 3,6 x 4,5 / 4,19 x (80-60) = 2,12 m 3 /h Dobrano pompę firmy LFP typ 25POor60C, 1x230 V, o parametrach: Q p = 2,12 m 3 /h, H p = 2,8 mh 2 O na 3 biegu Zaleca się wykorzystanie fabrycznego izolowanego zestawu pompowego obiegu c.o. firmy Vaillant nr katalogowy Pompa ładująca zasobnik c.w.u. Q cwu = 45kW Q pcwu = 1,1 x 3,6 x 45 / 4,19 x (75-55) = 2,12 m 3 /h Dobrano pompę LFP typ 25Por60C 1x230 V, o parametrach: Q p =2,12 m 3 /h, Hp = 2,8 mh 2 O na 3 biegu Zaleca się wykorzystanie fabrycznego zestawu ładującego zasobnika z pompą ładującą firmy Vaillant nr katalogowy Pompa cyrkulacyjna obiegu c.w.u. Dobrano pompę LFP typ 20PWr15C B, 1x230 V, o parametrach: Q p = 0,5 m3/h, Hp = 1,0 mh 2 O Zaleca się wykorzystanie fabrycznego zestawu cyrkulacyjnego do zasobnika cwu c.o. firmy Vaillant nr katalogowy Obliczenie zapotrzebowania paliwa Max godzinowe zapotrzebowanie gazu GZ50 dla kotła 47,5 kw; G max = Q/(H x n) m 3 /godz. Q max zapotrzebowanie ciepła kw n sprawność = 1,06 H wartość opałowa gazu GZ-50 = 9,5 kwh/m 3 G max = 47,5 / (9,5 x 1,06) = 4,5 m 3 /godz. str. 11

12 7. Dobór instalacji spalinowej Wg metodyki firmy Vaillant dobrano system powietrzno-spalinowy C33 lub B33 złoŝony z koncentrycznego przyłączenia 80/125 mm PP i przewodu odprowadzenia spalin dn80 PP(sztywnego) ułoŝonego w istniejącym szachcie. 8. Wentylacja kotłowni 8.1. Wentylacja nawiewna kotłowni Zapotrzebowanie powietrza do spalania dla kotłów z zamkniętą komorą spalania (wg. Recknagla) V s =B x L x α B - ilość spalonego paliwa przez kotły w ciągu godziny /h/; B= 4,7/h L - ilość powietrza potrzebnego bo spalania 1m3 gazu GZ-50 L= 9,8m 3 /m 3 Α - współczynnik nadmiaru powietrza 1,1 1,3 przyjęto 1,3 V s =4,7 x 9,8 x 1,3 = 60 m 3 / h Zapotrzebowanie powietrza wentylującego pomieszczenie kotłowni kubatura pomieszczenia 25 m 3 ; krotność wymian 2 ; V nk = 25 x 2 = 50 m Łączne zapotrzebowanie powietrza do spalania dla kotła i wentylującego pomieszczenie kotłowni Vn =V s + V nk Vn = = 110 m 3 /h Powierzchnia otworu kanału nawiewnego F n = 110/3600 x 1,0 = 0,0356 m 2. Istniejący w remontowanej kotłowni kanał nawiewny z kratką o wymiarach 0,2 x 0,2 m jest wystarczający Wentylacja wywiewna kotłowni F w = 0,5 x F n = 0,5 x 0,2 x 0,2 = 0,02m 2 Istniejący w remontowanej kotłowni kanał wywiewny z kratką o wymiarach str. 12

13 0,2 x 0,2 m jest wystarczający. Lokalizacja otworów wentylacyjnych w kotłowni - patrz: część rysunkowa projektu. str. 13

14 Tabela 1. Wyszczególnienie głównych elementów kotłowni L.p. Nazwa urządzenia Dane techniczne j.m. ilość Nr katalogowy 1. Kocioł kondensacyjny gazowy Q=16,1-47,5 kw; Kpl typ VKK476/4 Gaz GZ50 1a. Kotłowa grupa bezpieczeństwa - Kpl b. Zestaw przyłączeniowy obiegu - Szt grzewczego 1c. Zestaw pompowy obiegu CO - Sz izolowany 1d. Połączenie hydrauliczne VIT z - Szt kotłem VKK 1e. Kolektor do podłączenia dwóch - Szt obiegów grzewczych 2. Zasobnik warstwowy CWU typ V=150 dm 3 Kpl VIH K 300 2a. Grupa bezpieczeństwa VIH K - Szt b. Zestaw pompowy cyrkulacyjny do - Szt zasobnika cwu 2c. Zestaw pompowy ładujący do - Szt zasobnika cwu 3. System odprowadzania spalin - Kpl. 1-3a. Podstawowy zestaw - Kpl przyłączeniowy A 3b. Rura przedłuŝająca L=1,0 m Szt Koncentryczna 80/125 3c. Złączka z otworami kontrolnopomiarowa - Szt d. Uchwyty do rur DN125 - Kpl e. Rura przedłuŝająca DN80 L=0,5m PP Szt f. Rura przedłuŝająca DN80 L=1,0 m PP Szt g. Rura przedłuŝająca DN80 L=2,0 mpp Szt h. Trójnik rewizyjny DN80 L=0,25 m PP Szt i. Mufa przesuwna koncentryczna - Szt /125 3j. Nasada szachtu - Szt k. Rura końcowa DN80 - Szt l. Uchwyty centrujące - Kpl Regulator kotła typ VRC 410S z modułem VR40 - Szt Naczynie przeponowe istniejące Szt. 1 - NG50 Reflex 6. Naczynie przeponowe istniejące Szt. 1 - DE8 Reflex 7. Zawory kulowe dn Szt Zawory zwrotne - Szt Separator powietrza DN25 - Szt Odpowietrznik automatyczny - Szt Uchwyty do rur dn Kpl Przewody rurowe stalowe ocynk. - Mb 16 - str. 14

15 Dn15-25 ze złączkami A - Podstawowy zestaw przyłączeniowy /koncentryczne przyłącze do przewodu odprowadzenia spalin w szachcie, złoŝony z: - trójnik rewizyjny 80/125, - koncentryczna przedłuŝka 80/125 z obejmą zaciskową, - rozeta ścienna, - kolanko szachtowe z podporą str. 15