19,4 kw Zapotrzebowanie ciepła dla potrzeb wentylacji mechanicznej Qwm = Zapotrzebowanie ciepła dla węzła cieplnego Q= 107,3 kw

Transkrypt

1 Dwufunkcyjny węzeł cieplny w budynku warsztatu SPPK Police Dane ogólne obiektu: Adres: Bilans ciepła dla węzła: Zapotrzebowanie ciepła dla potrzeb c.o. Qco = 19,4 kw Zapotrzebowanie ciepła dla potrzeb wentylacji mechanicznej Qwm = 87,9 kw Zapotrzebowanie ciepła dla węzła cieplnego Q= 107,3 kw cw - ciepło właściwe wody ρ - gęstość wody w temperaturze 10 oc cw = ρ = 4,19 kj/kg oc 999,7 kg/m3 Ciśnienie dyspozycyjne sezon Temperatura zasilania z msc zimą: Temperatura powrotu do msc zimą: Temperatura zasilania instalacji c.o. Temperatura powrotu z instalacji c.o. Temperatura zasilania z msc w lecie: Temperatura powrotu do msc w lecie: Pd(D)= Tzmsc_z = Tpmsc_z = Tzco = Tpco = Tzmsc_l = Tpmsc_l = 35 mh2o 135 oc 65 oc 70 oc 50 oc 70 oc 35 oc Temperatura wody zimnej Tzcwu = 5 oc Temperatura ciepłej wody użytkowej Tcwu = 60 oc Gęstość wody sieciowej zimą przy 100 oc ρ105 = 958,3 kg/m3 Gęstość wody instalacyjnej przy 60 oc ρ80 = 971,8 kg/m3 Dobór wymienników centralnego ogrzewania Lutowany wymiennik płytowy firmy Alfa Laval typ CBH16-17A( ), ze śrubunkami do wspawania po stronie wody sieciowej oraz gwintowanymi po stronie centralnego ogrzewania, z fabryczną izolacją Do niniejszego projektu załączono wyniki obliczeń. Przepływ obliczeniowy węzła po stronie sieciowej Gmsc = 0,24 m3/h Opory przepływu przez wymiennik: Po stronie sieciowej: pmsc_wym 0,71 kpa 0,0071 bar Przepływ obliczeniowy wody instalacyjnej: Ginst = 0,83 m3/h Dobór wymienników wentylacji mechanicznej Do niniejszego projektu załączono wyniki obliczeń. Po stronie instalacyjnej: pin_wym = 4,27 kpa 0,0427 bar Lutowany wymiennik płytowy firmy Alfa Laval typ CB30-34H(V22,V22) ( ), ze śrubunkami do wspawania po stronie wody sieciowej oraz gwintowanymi po stronie wentylacji mechanicznej, z fabryczną izolacją Przepływ obliczeniowy węzła po stronie sieciowej Gmsc = 1,08 m3/h Opory przepływu przez wymiennik: Po stronie sieciowej: pmsc_wym 1,15 kpa 0,012 bar Przepływ obliczeniowy wody instalacyjnej: Ginst = 3,78 m3/h Po stronie instalacyjnej: pin_wym = 14 kpa 0,14 bar Dobór pozostałych urządzeń węzła cieplnego. Przepływ wody sieciowej dla potrzeb c.o. (Gmsc_co) Przepływ wody sieciowej dla potrzeb wm (Gmsc_wm) Gmsc_co = Gmsc_wm = 0,24 m3/h 1,08 m3/h Całkowity przepływ przez węzeł cieplny Gmsc = 1,32 m3/h Dobór ciepłomierza głównego Przepływ obliczeniowy węzła cieplnego Gobl = Gmsc_co Gobl = 1,32 m3/h Wymagany przepływ nominalny 1 Gobl Qn = 1,32 m3/h Ciepłomierz ultradźwiękowy firmy Kamstrup typ ULTRFLOW, z przetwornikiem przepływu, Qn=1,5 m3/h, Dn20, PN 16, wymiary G3/4 110 mm, kvs_ciepł = 3,2 m3/h pciepł = 0,17 bar Dobór zaworu regulacyjnego centralnego ogrzewania

2 Przepływ obliczeniowy węzła cieplnego Gobl = Gmsc_co Gobl = 0,24 m3/h Opory instalacji węzła p(inst) = 0,18 bar Wymagany współczynnik przepływu kvs = Qco/( pz_co1/2) kvs = 0,57 m3/h Zawór firmy Samson typ 3222/ , średnica Dn15, ciśnienie robocze 16 bar,z siłownikiem , bez funkcji awaryjnej, kvs=1,0 m3/h, zredukowany Współczynnik kvs zaworu regulacyjnego c.o. kvs_z_co = 1,00 m3/h Rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze pz_co_rz = 0,06 bar Rzeczywisty autorytet zaworu Nz(co) = 0,25 Dobór zaworu regulacyjnego wentylacji mechanicznej Przepływ obliczeniowy węzła cieplnego Gobl = Gmsc_co Gobl = 1,08 m3/h Opory instalacji węzła p(inst) = 0,02 bar Wymagany współczynnik przepływu kvs = Qco/( pz_co1/2) kvs = 7,64 m3/h Zawór firmy Samson typ 3222/ , średnica Dn15, ciśnienie robocze 16 bar,z siłownikiem , bez funkcji awaryjnej, kvs=4,0 m3/h Współczynnik kvs zaworu regulacyjnego c.o. kvs_z_co = 4,00 m3/h Rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze pz_co_rz = 0,07 bar Rzeczywisty autorytet zaworu Nz(co) = 0,78 Regulator różnicy ciśnień i przepływu Przepływ obliczeniowy węzła cieplnego Gobl = Gmsc Gobl = 1,32 m3/h Zawór firmy Samson typ 46-7, średnica Dn15, ciśnienie robocze 25 bar, zakres przepływu 0,6 1,3 m3/h dla mierniczego spadku na zaworze 0,2 bar, zakres nastaw ciśnienia 0,2 1,0 bar, kvs =4,0 m3/h. Współczynnik kvs regulatora różnicy ciśnień i przepływu c.o. kvs_z_pv = 4,0 m3/h Rzeczywisty spadek ciśnienia na zaworze pz_pv_rz = 0,11 bar Mierniczy spadek ciśnienia na zaworze pz_m = 0,2 bar Całkowity spadek ciśnienia na zaworze pz_pv = 0,31 bar Nastawa regulatora różnicy ciśnień zima = 26,90 kpa Obliczenie oporów przepływu przez węzeł Przewody centralnego ogrzewania przepływ obliczeniowy Gobl =Gmsc(co) Gobl = 0,24 m3/h Gobl = 0,00007 m3/s założona średnica rurociągu DN = 25 mm 33,7 mm 27,2 mm rzeczywista prędkość przepływu w rurociągu v = 0,12 m/s dobrano średnice przyłącza DN = 25 mm Zestawienie oporów przepływu po stronie wysokiej c.o.: filtr siatkowy kołnierzowy DN 25 kvs_filtr = 16,5 m3/h 0 p(fom) = 0mH2O zawór kulowy DN 25 kvs_zk = 71,5 m3/h ilość 2 pz(zk) = 0mH2O długość przewodów L = 3m jednostkowy spadek ciśnienia pl_jedn = 7,80 Pa/m 0,00 mh2o opory miejscowe: ilość ζ kolana 1,5xD 6 0,17 1,02 0,01 0 trójniki przelotowe 13 0,04 0, zwężka 2 1,3 2,6 0,02 0 0,002 mh2o Przewody wentylacji mechanicznej

3 przepływ obliczeniowy Gobl =Gmsc(co) Gobl = 1,08 m3/h Gobl = 0,00030 m3/s założona średnica rurociągu DN = 25 mm 33,7 mm 27,2 mm rzeczywista prędkość przepływu w rurociągu v = 0,52 m/s dobrano średnice przyłącza DN = 25 mm Zestawienie oporów przepływu po stronie wysokiej wentylacji mechanicznej: filtr siatkowy kołnierzowy DN 25 kvs_filtr = 16,5 m3/h 0 p(fom) = 0,00 mh2o zawór kulowy DN 25 kvs_zk = 71,5 m3/h ilość 2 pz(zk) = 0,01 mh2o długość przewodów L = 3m jednostkowy spadek ciśnienia pl_jedn = 130,42 Pa/m 0,04 mh2o opory miejscowe: ilość ζ kolana 1,5xD 6 0,17 1,02 0,13 0,01 trójniki przelotowe 13 0,04 0,52 0,07 0,01 zwężka 2 1,3 2,6 0,33 0,03 0,09 mh2o Przewody wejściowe do budynku przepływ obliczeniowy Gobl =Gmsc_co + Gmsc_cwu(śr) Gobl = 1,32 m3/h Gobl = 0,00037 m3/s założona średnica rurociągu DN = 32 mm 42,4 mm 35,9 mm rzeczywista prędkość przepływu w rurociągu v = 0,36 m/s dobrano średnice przyłącza DN = 32 mm Zestawienie oporów przepływu po stronie wysokiej: filtroodmulnik Termen DN 32 kvs(fom) = 28,5 m3/h 1 p(fs) = 0,02 mh2o zawór kulowy DN 32 kvs_zk = 105 m3/h ilość 2 pz_zk = 0,003 mh2o długość przewodów L = 6m jednostkowy spadek ciśnienia pl_jedn = 46,53 Pa/m 0,03 mh2o opory miejscowe: ilość ζ kolana 1,5xD 6 0,17 1,02 0,06 0,01 trójniki przelotowe 13 0,04 0,52 0,03 0 zwężka 2 1,3 2,6 0,16 0,02 0,08 mh2o Sumaryczne opory węzła cieplnego po stronie sieciowej c.o. Dp = 5,56 mh2o w sezonie grzewczym 0,56 bar Sumaryczne opory węzła cieplnego po stronie sieciowej wentylacji Dp = 5,79 mh2o w sezonie grzewczym 0,58 bar Obliczenie strat ciśnienia po stronie instalacyjnej: Przewody centralnego ogrzewania przepływ obliczeniowy Ginst_co = 0,832 m3/h Ginst = 0,00023 m3/s założona średnica rurociągu DN = 25 mm 33,7 mm

4 27,2 mm rzeczywista prędkość przepływu w rurociągu v = 0,40 m/s dobrano średnice przyłącza DN = 25 mm wymiennik ciepła pz_wym = 0,427 mh2o filtroodmulnik Termen DN 25 kvs(fom) = 14 m3/h p(fom) = 0,04 mh2o zawór kulowy DN 25 kvs_zk = 71,5 m3/h ilość 4 Dp(zk) = 0,005 mh2o zaw. zwrotny gwintowany Perfex DN 25 kvs(zzg) = ,06 mh2o 4m p(zz) = 80,34 Pa/m 0,03 mh2o Opory miejscowe: ilość ζ kolana 1,5xD 4 0,17 0,68 0,05 0,01 trójniki przelotowe 6 0,04 0,24 0,02 0 zwężka ,08 0,01 0,02 mh2o Opór instalacji wewnętrznej: 2,50 mh2o Sumaryczne opory węzła cieplnego po stronie instalacyjnej Dp = 3,08 mh2o Qp = 0,83 m3/h Pompa obiegowa firmy Grundfos, Magna 25-80; V, PN 6; Pmaks = 140 W, In = 0,98 A, gwintowana Przewody wentylacji mechanicznej przepływ obliczeniowy Ginst_co = 3,78 m3/h Ginst = 0,00105 m3/s założona średnica rurociągu DN = 50 mm 60,3 mm 53,8 mm rzeczywista prędkość przepływu w rurociągu v = 0,46 m/s dobrano średnice przyłącza DN = 50 mm wymiennik ciepła pz_wym = 0,427 mh2o filtr siatkowy gwintowany DN 50 kvs(fsg) = 44 m3/h Dp(fsg) = 0,07 mh2o zawór kulowy DN 50 kvs(zkg) = 275 m3/h ilość 4 Dp(zkg) = 0,008 mh2o zaw. zwrotny gwintowany Perfex DN 50 kvs(zzg) = 25 1 Dp(zzg) = p(zz) = 0,23 mh2o 15 m 44,90 Pa/m 0,07 mh2o Opory miejscowe: ilość ζ kolana 1,5xD 4 0,17 0,68 0,05 0,01 trójniki przelotowe 6 0,04 0,24 0,02 0 zwężka ,08 0,01 0,02 mh2o Opór instalacji wewnętrznej: 2,00 mh2o Sumaryczne opory węzła cieplnego po stronie instalacyjnej Dp = 2,82 mh2o Pompa obiegowa firmy Grundfos, Magna 32-80; V, PN 6; Pmaks = 140 W, In = 1,01 A, gwintowana Dobór urządzeń zabezpieczających Zawór bezpieczeństwa instalacji centralnego ogrzewania Qp = 3,78 m3/h

5 Obliczeń dokonano zgodnie z PN-B-02414:1999 Wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa: G = 447,3 b A ((p2 - p1) ρ)1/2 [kg/s] p2 - ciśnienie nominalne w sieci miejskiej wg PN-89/H p2 = 16 bar p1 - ciśnienie nastawy zaworu bezpieczeństwa p1= 6bar p - ciśnienie dopuszczalne instalacji centralnego ogrzewania ρ- gęstość wody sieciowej przy jej obliczeniowej temperaturze p= ρmsc = 6bar 958,3 kg/m3 b - współczynnik zależny od różnicy ciśnień: jeżeli p2 - p1 < 5 bar wówczas b = 1 jeżeli p2 - p1 > 5 bar wówczas b = 2 A- pole przekroju płyty wymiennika (wg danych producenta) A = 0, m2 b = 2 M = 2,73 kg/s Przyjęta ilość zaworów 1 szt M = 2,73 kg/s Minimalna wewnętrzna średnica króćca dopływowego: d0 = 54 (M/(αc (p ρ)1/2)1/2 αc - dopuszczalny współczynnik wypływu dla cieczy, αc = 0,9 αrz wg UDT 42-C-04/imp. Dane: αrz = 0,43 b=10% αc = 0,387 d0 = 16,47 mm Membranowy zawór bezpieczeństwa firmy SYR, typ 1915, ciśnienie otwarcia 6,0 bar, średnica nominalna Dn25, odpływ Dn32, d0=20 mm. ilość szt. 1 Dobór naczynia wzbiorczego centralnego ogrzewania hco - wysokość instalacji centralnego ogrzewania (od króćca hco = 6,0 m przyłącznego naczynia do najwyższego punktu) p - ciśnienie hydrostatyczne na poziomie króćca przyłącznego, przy temperaturze wody instalacyjnej 10 oc pst = 0,6 bar 999,7 kg/m3 ρ1 - gęstość wody instalacyjnej w temperaturze 10 oc ρ1 = Pojemność użytkowa naczynia wzbiorczego: Vu = V ρ1 v V - pojemność instalacji centralnego ogrzewania V = l/kw Qco V = 472 dm3 Hala SPPK 11,00 V = 212,88 dm3 Pojemność sieci cieplnej Vsc= 0,00 dm3 Pojemność instalacji w węźle Vw = 27,69 dm3 V = 0,71 m3 v - przyrost objętości wody v = Vu = 0,0224 dm3 15,96 dm3 Vn = Vu ((pmax + 1)/(pmax - p)) pmax - maksymalne oblliczeniowe ciśnienie w naczyniu wzbiorczym pmax = p1-0,5 pmax = Vn = 5,5 bar 21,17 dm3 Powiększenie pojemności naczynia wzbiorczego z uwagi na ubytki eksploatacyjne: VuR = Vu + V E 10 E - ubytki eksploatacyjne wody w instalacji, przyjęto E = VuR = 0,5 % 19,52 dm3 Obliczenie ciśnienia wstępnego pracy instalacji PR = (pmaks+1)/(1+vu/(vur((pmaks+1)/(pmaks-p)-1))-1 bar p -ciśnienie początkowe w naczyniu wzbiorczym p=pst+0.2 p = 0,8 bar PR = 1,07 bar VnR = VuR ((pmax + 1)/(pmax - pr)) VnR = 28,64 dm3 Naczynie wzbiorcze firmy Reflex, typ N35 o pojemności całkowitej 35 dm3, PN 6, Obliczenie średnicy rury wzbiorczej

6 d = 0,7 (Vu)1/2 Dobrano średnicę rury wzbiorczej Dobór urządzeń zabezpieczających Zawór bezpieczeństwa instalacji wentylacji mechanicznej Obliczeń dokonano zgodnie z PN-B-02414:1999 Wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa: d = V = 2,7 mm DN 20 G = 447,3 b A ((p2 - p1) ρ)1/2 [kg/s] p2 - ciśnienie nominalne w sieci miejskiej wg PN-89/H p2 = 16 bar p1 - ciśnienie nastawy zaworu bezpieczeństwa p1= 6bar p - ciśnienie dopuszczalne instalacji centralnego ogrzewania ρ- gęstość wody sieciowej przy jej obliczeniowej temperaturze p= ρmsc = 6bar 1,32 kg/m3 b - współczynnik zależny od różnicy ciśnień: jeżeli p2 - p1 < 5 bar wówczas b = 1 jeżeli p2 - p1 > 5 bar wówczas b = 2 A- pole przekroju płyty wymiennika (wg danych producenta) A = 0, m2 b = 2 M = 0,09 kg/s Przyjęta ilość zaworów 1 szt M = 0,09 kg/s Minimalna wewnętrzna średnica króćca dopływowego: d0 = 54 (M/(αc (p ρ)1/2)1/2 αc - dopuszczalny współczynnik wypływu dla cieczy, αc = 0,9 αrz wg UDT 42-C-04/imp. Dane: αrz = 0,43 b=10% αc = 0,387 d0 = 15,52 mm Membranowy zawór bezpieczeństwa firmy SYR, typ 1915, ciśnienie otwarcia 6,0 bar, średnica nominalna Dn25, odpływ Dn32, d0=20 mm. ilość szt. 1 Dobór naczynia wzbiorczego wentylacji mechanicznej hco - wysokość instalacji centralnego ogrzewania (od króćca hco = 6,0 m przyłącznego naczynia do najwyższego punktu) p - ciśnienie hydrostatyczne na poziomie króćca przyłącznego, przy temperaturze wody instalacyjnej 10 oc pst = 0,6 bar 999,7 kg/m3 ρ1 - gęstość wody instalacyjnej w temperaturze 10 oc ρ1 = Pojemność użytkowa naczynia wzbiorczego: Vu = V ρ1 v V - pojemność instalacji wentylacji mechanicznej V = 75,24 dm3 Pojemność instalacji w nagrzewnicy 12,00 Vw = 1054,80 dm3 1,13 m3 v - przyrost objętości wody v = Vu = 0,0224 dm3 25,31 dm3 Vn = Vu ((pmax + 1)/(pmax - p)) pmax - maksymalne oblliczeniowe ciśnienie w naczyniu wzbiorczym pmax = p1-0,5 pmax = Vn = 5,5 bar 33,57 dm3 Powiększenie pojemności naczynia wzbiorczego z uwagi na ubytki eksploatacyjne: VuR = Vu + V E 10 E - ubytki eksploatacyjne wody w instalacji, przyjęto E = VuR = 0,5 % 30,96 dm3 Obliczenie ciśnienia wstępnego pracy instalacji PR = (pmaks+1)/(1+vu/(vur((pmaks+1)/(pmaks-p)-1))-1 bar p -ciśnienie początkowe w naczyniu wzbiorczym p=pst+0.2 p = 0,8 bar PR = 1,07 bar VnR = VuR ((pmax + 1)/(pmax - pr)) VnR = 45,42 dm3

7 Naczynie wzbiorcze firmy Reflex, typ N50 o pojemności całkowitej 50 dm3, PN 6, Obliczenie średnicy rury wzbiorczej d = 0,7 (Vu)1/2 d = Dobrano średnicę rury wzbiorczej 2,7 mm DN 20