wodociągowe zasady projektowania

Transkrypt

1 Wewnętrzne instalacje wodociągowe zasady projektowania

2 Typy instalacji wodociągowych Instalacje dzieli się na dwie podstawowe grupy: instalacje typu bezpośredniego Instalacje typu pośredniego

3 a) b) c) Schematy instalacji dla budynków o różnej wysokości

4 Przepływy obliczeniowe w instalacjach są to podstawowe wielkości do obliczeń i doboru poszczególnych elementów instalacji, określają zapotrzebowanie na wodę w budynku.

5 Zapotrzebowane na wodę w budynku dobowe G d G d = U q [ dm / doba] średnie godzinowe G hśr Gd 3 Ghśśr = [ dm / h] τ maksymalne godzinowe G hmax G hmax j = G hśśr maksymalne chwilowe (sekundowe) q 3 k h [ dm 3 / h]

6 Wykres dynamiki poboru wody G Ghmax q Ghśr Gd 0 1h 24 τ[h]

7 Wymiarowanie instalacji wodociągowych Wymiarowanie przewodów wodociągowych polega na określeniu: średnic przewodów, strat ciśnienia, minimalnego ciśnienia zapewniającego utrzymanie ciągłości dostawy wody do najniekorzystniej usytuowanego punktu czerpalnego w instalacji.

8 Kolejność wymiarowania instalacji 1. Podział instalacji na odcinki obliczeniowe wodociąg do węzła przygotowania ciepłej wody użytkowej (cwu)

9 2. Wyznaczenie przepływów obliczeniowych q dla odcinków (wg wzorów w PN-92/B-01706) dla budynków mieszkalnych: jeśli 0,07 Σq n 20 dm 3 /s jeśli Σqn>20 dm 3 /s q = 0,682 n ( ) 0,45 3 Σq 0,14[ dm / s] ( ) 0,21 3 Σq 0,7[ dm / s] q = 1,7 n

10 Normatywne wypływy wody z punktów czerpalnych i wymagane ciśnienia przed punktem czerpalnym (wg PN 92/B-01706)

11 Wzory do określania przepływów obliczeniowych w instalacjach wodociągowy

12

13 3. dobór średnic przewodów na odcinkach obliczeniowych średnice dobiera się tak, aby nie przekroczyć dopuszczalnych prędkości przepływu wody, które wynoszą: 1,5 m/s w przewodach w węzłach sanitarnych (doprowadzających wodę do punktów czerpalnych) oraz w pionach wodociągowych 1,0 m/s w przewodach rozdzielczych (prowadzących wodę do pionów) i w przyłączu wody

14

15 Jednostkowe spadki ciśnienia

16 4. Wyznaczenie strat ciśnienia na odcinkach p = p l + p m = R l + Σζ ρ v 2 2 [ Pa] 5. Wyznaczenie minimalnego ciśnienia dla instalacji p min = h ρ g g + p w + p c + p wod + p ZA + p F + p wodi + p w [ Pa]

17 Zasady doboru wodomierzy 1. ustalenie obliczeniowego przepływu wody dla odcinka, którym będzie montowany wodomierz q [dm 3 /s] 2. ustalenie umownego przepływu dla wodomierza q w : q w = 2 q [dm 3 /s] 3. dobór wodomierza, dla którego: q max q w

18 4. sprawdzenie poprawności doboru: q ½ q max DN wod d odc 5. ustalenie straty ciśnienia na wodomierzu na podstawie nomogramu zamieszczonego przez producenta na podstawie wzoru: p wod = p max q q max 2 ;Pa

19 Dobór filtra i zaworu antyskażeniowego Na podstawie przepływu obliczeniowego q na odcinku montażu filtra (ZA); średnica dobranego filtra (ZA) powinna być równa średnicy dobranego wodomierza. Stratę ciśnienia odczytuje się z nomogramu zamieszczanego przez producenta dla przepływu obliczeniowego i dobranej średnicy urządzenia.

20 Zaopatrzenie w ciepłą wodę użytkową

21 Wprowadzenie Pojęcie ciepła woda użytkowa (c. w. u.) oznacza podgrzaną wodę wodociągową do temperatury max. 90ºC, przeznaczoną na potrzeby gospodarstw domowych i instalacji służących do utrzymywania czystości i higieny.

22 Wymagania ogólne Ciepła woda powinna być dostarczona do odbiorcy: w odpowiedniej ilości, wymaganej temperaturze, w żądanej przez odbiorcę chwili, odpowiedniej jakości, pod odpowiednim ciśnieniem.

23 Wymagania ogólne Instalacje ciepłej wody powinny być tak zaprojektowane i wykonane, aby: Zapewnić możliwość regulacji temperatury c.w.u. w miejscach poboru. Zapewnić łatwość obsługi i niezawodność działania instalacji. Zminimalizować koszty eksploatacyjne przy zachowaniu niskich nakładów inwestycyjnych.

24 Podstawy prawne Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690) z późniejszymi zmianami: wymaganie projektowania układów energooszczędnych, wymaganie projektowania instalacji cyrkulacyjnej, konieczność okresowej dezynfekcji termicznej przy temperaturze nie niższej niż 70 C,

25 Temperatura ciepłej wody użytkowej Ciepła woda w budynkach może być przygotowywana w sposób indywidualny lub centralny. W instalacjach z indywidualnym przygotowaniem ciepłej wody jej temperatur powinna wynosić od 37-45ºC dla łazienek i umywalni, natomiast dla kuchni 55-60ºC. W budynkach z centralnym przygotowaniem ciepłej wody wymagane jest, aby jej temperatura wynosiła od 55 60ºC.

26 Podział instalacji c.w.u. INSTALACJE RÓŻNICUJE TYP ODBIORCY CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ (mieszkania, hotele, przemysł,...) DECENTRALNE przygotowanie cwu CENTRALNE przygotowanie cwu Przygotowanie cwu w układach z zasobnikami wody ciepłej Przygotowanie cwu w układach bez zasobników Układy bezpośrednie Układy pośrednie Różne nośniki energii cieplnej

27 Podział instalacji c.w.u. Układy bezpośrednie Układy pośrednie Paliwo płynne (olej opałowy) Paliwo gazowe Paliwo stałe Energia elektryczna Energia słoneczna Ciepło odpadowe Energia słoneczna Pompy ciepła

28 Decentralne instalacje c.w.u. Podgrzewacze przepływowe działają tylko w okresie poboru wody ciepłej. Praktyczny sposób zasilania pojedynczych miejsc poboru ciepłej wody. Mogą być zasilane energią elektryczną (jak na rysunku) lub gazem.

29 Decentralne instalacje c.w.u. Ogólny schemat instalacji ŹRÓDŁO CIEPŁA PRZEWODY WODY CIEPŁEJ PUNKT CZERPALNY PRZEWODY WODY ZIMNEJ

30 Decentralne instalacje c.w.u. W niektórych opracowaniach występuje także pojęcie instalacji grupowych obejmujących punkty poboru wody zlokalizowane w obrębie pomieszczenia i zaopatrywane z jednego podgrzewacza wody pitnej, np. w mieszkaniu, czy budynku jednorodzinnym.

31 Centralne instalacje c.w.u. Instalacje centralne przygotowanie ciepłej wody odbywa się w jednym źródle dla relatywnie dużej grupy odbiorców. Występuje sieć przewodów rozprowadzających zarówno wody zimnej, jak i wody ciepłej oraz cyrkulacji. Ciepła woda w tym systemie może być przygotowana w układzie bezpośrednim lub pośrednim. Ciepło, w układzie pośrednim, może być dostarczone z kotłowni lub węzła cieplnego. CHARAKTERYSTYCZNE ELEMENTY INSTALACJI: Przewody - magistralne, rozdzielcze, piony - wody zimnej, ciepłej i cyrkulacji Elementy regulacyjne.

32 Centralne instalacje c.w.u. Przykład instalacji centralnej z kotłem i podgrzewaczem pojemnościowym

33 Centralne instalacje c.w.u. Przykład instalacji centralnej z węzłem cieplnym i podgrzewaczem przepływowym

34 Układy przygotowania cwu Układy przepływowe (bezzasobnikowe) Układy z zasobnikami cwu (akumulacyjne) Układy bez zasobników są to układy pracujące w dynamicznych warunkach, tzn. nie ma w układzie elementów wpływających na złagodzenie szczytów poboru cwu. Konieczny jest dobór wymienników ciepła oraz całego układu zasilania w ciepło na maksymalne wielkości przewidywanego rozbioru cwu.

35 Układ bez zasobnika c.w.u. Układ przepływowy podgrzewana jest tylko taka ilość wody, jaka jest aktualnie zużywana. Ze względu na rodzaj energii wyróżnia się zasadniczo: - podgrzewacze elektryczne, - podgrzewacze gazowe, - wymienniki ciepła (rurowe, płytowe).

36 Układ bez zasobnika c.w.u. Podgrzewacze elektryczne - Jednopunktowe moc grzewcza od 3 do 12 kw, modele o mocy powyżej 6 kw wymagają podłączenia do sieci trójfazowej. - Wielopunktowe moc grzewcza od 12 do 27 kw; wszystkie wymagają podłączenia do sieci trójfazowej.

37 Układ bez zasobnika c.w.u. Chociaż energia elektryczna uchodzi za najdroższą, elektryczne podgrzewacze wody nie tracą na popularności. DLACZEGO? Nie są do nich potrzebne specjalne instalacje, ani kominy - po prostu montuje się je tam, gdzie potrzebna jest ciepła woda. Niska cena.

38 Układ bez zasobnika c.w.u. Podgrzewacze gazowe występują w wersjach: - jedno- (termy) lub wielopunktowych. - z zamkniętą lub otwartą komorą spalania (wymagana odpowiednia wentylacja pomieszczenia). Przygotowanie ciepłej wody odbywa się w nich analogicznie do urządzeń elektrycznych. Jednak podgrzewacze gazowe wymagają: - odprowadzenia spalin, najczęściej w postaci komina, - doprowadzenia powietrza do spalania oraz dobrej wentylacji.

39 Układ bez zasobnika c.w.u. Odkręcamy kurek ciepłej wody Przepływająca woda uruchamia stycznik lub armaturę gazową Następuje przepływ prądu lub zapłon palnika Woda zostaje podgrzana do ustalonych parametrów

40 Układy z zasobnikami cwu Istotne parametry w obliczaniu układów z zasobnikami Współczynnik akumulacji Współczynnik nierównomierności rozbioru wody Współczynnik redukcji

41 Współczynnik akumulacji φ φ = 0 oznacza brak akumulacji w układzie φ = 1 oznacza pełną akumulację w układzie

42 Współczynnik nierównomierności rozbioru wody K h Charakteryzuje wielkość zmian w rozbiorze cwu w danym obiekcie Dla budynków mieszkalnych zależy od liczby mieszkańców znane są zależności

43 Współczynnik redukcji określa wpływ zasobników na prace układu przygotowania c.w.u. Pozwala określic zmniejszenie maksymalnej mocy potrzebnej do przygotowania c.w.u. ze względu na akumulacje ciepła w układzie.

44 Współczynnik redukcji ψ 1 ( K h 1) ϕ + 1 Zależy od: Wielkości współczynnika akumulacji φ Nierównomierności rozbioru K h

45 Układ z zasobnikiem c.w.u. Układ zasobnikowy ciepła woda jest magazynowana, wyrównuje nierównomierność poboru ciepłej wody. Dzięki zastosowaniu zasobnika możliwe jest zmniejszenie mocy źródła ciepła.

46 Układ z zasobnikiem c.w.u. Mniejsza moc urządzenia w porównaniu do podgrzewaczy przepływowych Podgrzewacze utrzymują stałą zadaną temperaturę wody w zasobniku. Elektryczne - występują jako urządzenia ciśnieniowe i bezciśnieniowe oraz z montażem dolnych lub górnym Gazowe - występują z zamkniętą lub otwartą komora spalania Z wężownicą wodną wewnątrz zasobnika lub wymiennikiem na zewnątrz zasobnika Mniejsze zapotrzebowanie na gaz w porównaniu do podgrzewaczy przepływowych.

47

48 Instalacja cyrkulacyjna c.w.u. Cyrkulacja zapewnia właściwą temperaturę u odbiorcy w czasie braku poboru c.w.u. Dzięki temu, przy poprawnie rozwiązanej instalacji, możliwe jest zapewnienie w każdym punkcie poboru wody o odpowiedniej temperaturze oraz zmniejsza się zużycie wody.

49 Instalacja cyrkulacyjna c.w.u. Konieczność projektowania instalacji cyrkulacyjnej: w budynkach, z wyjątkiem jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej, w instalacji ciepłej wody powinien być zapewniony stały obieg wody, także na odcinkach przewodów o objętości wewnątrz przewodu powyżej 3 dm 3 prowadzących do punktów czerpalnych.

50 Instalacja cyrkulacyjna c.w.u. Przykład instalacji cyrkulacyjnej dla instalacji z rozdziałem górnym i dolnym

51 Cyrkulacja w instalacji c.w.u.

52 Instalacja cyrkulacyjna c.w.u. Energooszczędne instalacje powinny być wyposażone w układ zaworów równoważących pracę układu i umożliwiających czasową dezynfekcję instalacji c.w.u. Przykład zastosowania zaworu MTCV wersja B z automatyczną funkcją dezynfekcyjną w układzie cyrkulacji c.w.u.

53 Dezynfekcja w instalacji c.w.u. Instalacje ciepłej wody użytkowej mogą stać się miejscem rozwoju bakterii Legionellen. Wywołują one zapalenie płuc (często kończące się śmiercią) lub w łagodnej formie dają objawy podobne do grypy. Bakterie te rozmnażają się w ciepłej wodzie. W szczególności, warunkami sprzyjającymi rozwojowi bakterii są zbiorniki wody o temperaturze zawierającej się w przedziale 32 C do 42 C. Jak wynika z badań, bakterie Legionellen giną w temperaturze wynoszącej około 65 C. Rozwiązaniem pozwalającym uniknąć ich rozmnażania się jest okresowe podwyższanie temperatury w układzie oraz prawidłowa cyrkulacja w całej instalacji ciepłej wody użytkowej.

54 Dezynfekcja w instalacji c.w.u.

55 Dezynfekcja w instalacji c.w.u. Zgodnie z aktualnymi wymaganiami przedstawionymi w "Warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie" niezbędne jest przeprowadzanie okresowej dezynfekcji termicznej całej instalacji ciepłej wody. Wymagana temperatura procesu to nie mniej niż 70 o C.

56 Izolacja termiczna

57 Izolacja termiczna W instalacjach ciepłej wody użytkowej izolację cieplną należy stosować: na całej powierzchni prostych odcinków, kształtek i połączeń przewodów, w miarę możliwości technicznych, na całej lub części powierzchni urządzeń, służących do wymiany lub magazynowania ciepła, w miarę możliwości technicznych, na całej lub części powierzchni armatury zainstalowanej na wyżej wymienionych przewodach, na przewodach poziomych i pionowych, w tym cyrkulacyjnych, niezależnie od tego, w jakim otoczeniu przewody te są usytuowane.

58 Izolacja termiczna