E-0 12/02. Gazowe kot³y stoj¹ce. Materia³y projektowe. Informacje ogólne. Zawartoœæ opracowania:

Transkrypt

1 Materia³y projektowe Gazowe kot³y stoj¹ce Informacje ogólne Zawartoœæ opracowania: Strona 1. Dobór kot³ów 2 2. Wymagania monta owe Miejsce monta u Powietrze do spalania Doprowadzenie gazu Odprowadzenie spalin Jakoœæ wody instalacyjnej 3 Strona 2.6 Zabezpieczenie kot³a, instalacji c.o Nape³nianie i opró nianie kot³a Stosowanie zaworu upustowego Pompa obiegu kot³owego Zwrotnica hydrauliczna 4 3. Uk³ady kaskadowe kot³ów 5

2 1. Dobór kot³ów Dobór wielkoœci jednostek kot³owych powinien zapewniaæ ekonomiczn¹ i efektywn¹ pracê kot³owni w ci¹gu ca³ego roku (nie tylko okresu grzewczego, bowiem latem zwykle realizowana jest c.w.u.). Powinno siê równie uwzglêdniaæ pracê kot³ów ze zmiennym obci¹ eniem podczas sezonu grzewczego, bowiem temperatury obliczeniowe zewnêtrzne wystêpuj¹ zaledwie kilka dni w ci¹gu roku, w pozosta³ym czasie natomiast moc kot³a nie jest w pe³ni wykorzystywana i prowadzi to do krótkich okresów pracy palnika i stosunkowo d³ugich przerw. Sporz¹dzenie dok³adnego bilansu cieplnego obiektu lub zespo³u obiektów przewidzianych do zasilania z projektowanego Ÿród³a ciep³a, jest podstawowym kryterium wyboru kot³a (wzglêdnie kilku jednostek). Wykonanie takiego bilansu odbywa siê wg PN-94/B Obliczanie zapotrzebowania na ciep³o pomieszczeñ o kubaturze do 600 m³ (aktualnie stan z brak norm do obliczeñ pomieszczeñ wiêkszych). Ewentualna moc wynikaj¹ca z potrzeb technologicznych musi byæ dodana do bilansu, natomiast moc na potrzeby podgrzewania c.w.u. (jeœli ma byæ realizowana poprzez wspó³pracê kot³a z zasobnikiem zasilanym poœrednio) zazwyczaj nie jest ujmowana w bilansie dla kot³owni - niecelowe z ekonomicznego i energetycznego punktu widzenia. Chwilowe okresy pracy kot³owni na potrzeby podgrzewania wody w zasobniku s¹ w zasadzie niezauwa alne w spadkach temperatury w ogrzewanych pomieszczeniach ze wzglêdu na akumulacyjnoœæ ciepln¹ budynku. Projektuj¹c wspó³pracê kot³a (kot³ów) z zasobnikiem (zasobnikami) ogrzewanym poœrednio, nale y wzi¹æ pod uwagê nastêpuj¹ce czynniki: moc cieplna kot³a nie powinna byæ wiêksza od mocy cieplnej wê ownicy grzejnej w zasobniku; w ka dym przypadku nale y oszacowaæ max. czas ³adowania zasobnika (na podstawie danych technicznych kot³a i zasobnika) i oceniæ wp³yw przerw w ogrzewaniu na ewentualne wych³odzenie pomieszczeñ. Zatem: k = c. o. + t [kw] max dla h c. w.u. < c. o. gdzie: k = ca³kowita moc kot³owni [kw]; c. o. = moc na cele ogrzewania [kw]; t = moc wynikaj¹ca z potrzeb technologicznych [kw]; max h c. w.u. = szczytowe godzinowe zapotrzebowanie ciep³a na c.w.u. [kw]. 2. Wymagania monta owe 2.1 Miejsce monta u Podczas monta u nale y przestrzegaæ nastêpuj¹cych przepisów: Rozporz¹dzenie Ministra Infrastruktury z dnia w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadaæ budynki i ich usytuowanie (Dziennik Ustaw ). Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlano-monta owych. Tom II Instalacje sanitarne i przemys³owe ARKADY; Warszawa 1988 r. Warunki techniczne wykonania i odbioru kot³owni na paliwa gazowe i olejowe. Polska Korporacja Techniki Sanitarnej, Grzewczej, Gazowej i Klimatyzacji; Warszawa 1995 r. Wymagania ogólne: kot³y nie powinny byæ montowane bezpoœrednio w otwartych pomieszczeniach warsztatów lub zak³adów produkcyjnych; aby zapobiec korozji, pomieszczenie kot³a powinno byæ wolne od substancji agresywnych; nie montowaæ kot³ów w wilgotnych pomieszczeniach (np. pralnie); temperatura otoczenia nie powinna przekraczaæ 35 C; w pobli u kot³a nie sk³adowaæ ³atwo zapalnych materia³ów; pomieszczenie kot³a powinno byæ zabezpieczone przed ma³ymi zwierzêtami lub innymi szkodnikami; powierzchnia pod kot³em powinna posiadaæ ochronê przed promieniowaniem cieplnym; zaleca siê coroczn¹ konserwacjê w celu zagwarantowania niezawodnej i bezpiecznej pracy urz¹dzenia (umowa z autoryzowanym serwisem); z boku kot³a nale y zachowaæ minimalne odleg³oœci monta owe (podane w kartach katalogowych poszczególnych jednostek); kocio³ nale y montowaæ mo liwie blisko komina; w przypadku stosowania gazu p³ynnego pomieszczenie kot³owni nie mo e znajdowaæ sie poni ej poziomu terenu. 2.2 Powietrze do spalania Dostarczenie odpowiedniej iloœci powietrza jest bardzo istotnym czynnikiem gwarantuj¹cym prawid³owe spalanie paliwa. Nale y przy tym przestrzegaæ wytycznych umieszczonych w publikacji Warunki techniczne wykonania i odbioru kot³owni na paliwa gazowe i olejowe Polska Korporacja Techniki Sanitarnej, Grzewczej, Gazowej i Klimatyzacji; Warszawa 1995 r. Uwaga: Powietrze do spalania musi byæ doprowadzone od przodu kot³a. Aby zapobiec korozji, powietrze do spalania powinno byæ wolne od agresywnych substancji. Za szczególnie agresywne uwa a siê zwi¹zki chlorowców (zawieraj¹ce chlor, fluor) znajduj¹ce siê w rozpuszczalnikach, farbach, klejach, aerozolach i ró nych domowych œrodkach do czyszczenia. Kurz zawarty w powietrzu (mo e doprowadziæ do zabrudzenia palnika, a przez to spowodowaæ przegrzanie jego powierzchni i w rezultacie uszkodzenie - dlatego w przypadku pojawienia siê kurzu, np. podczas robót budowlanych lub sprz¹tania, kocio³ nale y wy³¹czyæ). 2

3 2.3 Doprowadzenie gazu Œrednica pod³¹czenia gazowego podana jest dla ka dego typu kot³a w tabeli danych technicznych. Próbê ciœnieniow¹ szczelnoœci przy³¹cza gazu nale y wykonaæ na ciœnienie 50 kpa (0,5 bar) bez pod³¹czonego kot³a. Max. ciœnienie próbne armatury gazowej w kotle nie mo e przekraczaæ 60 mbar (0,06 bar). Przed wykonaniem próby szczelnoœci armatury gazowej w kotle nale y obni yæ ciœnienie próbne w przy³¹czu gazowym. Przed kot³em nale y zaprojektowaæ i zamontowaæ skuteczny filtr gazu o du ej powierzchni, który nie bêdzie powodowa³ du ych strat ciœnienia. 2.4 Odprowadzenie spalin W celu zapewnienia dobrego ci¹gu kominowego nale y zaprojektowaæ komin o odpowiednim przekroju kieruj¹c siê przy tym aktualnymi przepisami oraz wytycznymi (np. programy komputerowe) producentów przewodów spalinowych. Niezwykle wa ne jest wykonywanie kana³ów spalinowych z odpowiednich, atestowanych materia³ów (stal kwasoodporna, szamot szkliwiowy itp.), które maj¹ ma³¹ pojemnoœæ ciepln¹. Zapewnia to uzyskanie przez spaliny w krótkim czasie temperatury powy ej punktu rosy, dziêki czemu nie wykraplaj¹ siê one w kominie. Miejsce monta u kot³a nale y wybraæ tak, aby spaliny by³y odprowadzane do komina jak najkrótsz¹ drog¹. Pionowy odcinek rury prowadz¹cy nad przerywaczem ci¹gu do pierwszego kolana powinien byæ jak najd³u szy, minimum 22 cm. Rura odprowadzaj¹ca spaliny nie mo e opieraæ siê swoim ciê arem na kotle (zastosowaæ obejmy, wieszaki). Rurê spalinow¹ montowaæ w sposób umo liwiaj¹cy jej zdjêcie. Przewidziane w programie dostaw dla kot³ów eliwnych przepustnice spalin EAK i MOK sterowane przez elektronikê kot³a, maj¹ za zadanie ograniczenie wych³odzenia przez przep³ywaj¹ce podczas postoju zimne powietrze. Podczas pracy kot³a przepustnica jest otwarta, podczas postoju - zamkniêta. Zastosowanie takiego rozwi¹zania zmniejsza straty urz¹dzenia. Uwaga: Aktualne polskie przepisy nie pozwalaj¹ na zmniejszenie przekroju przewodu spalinowego, a wiêc stosowanie powy szych rozwi¹zañ. Ci¹g kominowy badany w odleg³oœci ok. 3 D (œrednica przewodu spalinowego) nad przerywaczem ci¹gu nie powinien przekraczaæ 10 Pa, jak te spadaæ poni ej okreœlonego minimum (patrz tabele danych technicznych kot³ów). Przy zbyt du ym ci¹gu zaleca siê zamontowanie ogranicznika ci¹gu kominowego. Zbyt ma³y ci¹g kominowy prowadzi do awaryjnego wy³¹czania kot³a na skutek zadzia³ania czujnika ci¹gu kominowego. W przypadku stosowania uk³adów kaskadowych, aktualnie polskie przepisy pozwalaj¹ na pod³¹czenie 2 lub 3 kot³ów (z palnikami in ektorowymi) do wspólnego przerywacza ci¹gu, przy czym podczas zaniku ci¹gu kominowego musi nast¹piæ awaryjne wy³¹czenie z pracy ca³ego zestawu kot³owego lub poszczególnych kot³ów pracuj¹cych w tym czasie. 2.5 Jakoœæ wody instalacyjnej Jakoœæ wody instalacyjnej ma du y wp³yw na trwa³oœæ kot³a i instalacji. Szczególnie wra liwe na to s¹ kot³y z wymiennikiem eliwnym, bowiem zanieczyszczenia zawarte w wodzie instalacyjnej, produkty utleniania z wewnêtrznej powierzchni rur i grzejników, mog¹ spowodowaæ osadzanie siê mu³u w dolnej czêœci bloku eliwnego. Jeœli iloœæ ta jest znaczna, nastêpuje stopniowo stwardnienie zanieczyszczeñ i zablokowanie przep³ywu wody w pewnej czêœci bloku. Z kolei utrudniona wymiana ciep³a powoduje znaczny wzrost temperatury powierzchni eliwa, a przez to powstanie naprê eñ, które mog¹ spowodowaæ pêkniêcie bloku eliwnego. Jakoœæ wody kot³owej (instalacyjnej) powinna spe³niaæ wymagania PN-93/C Przed kot³em od strony powrotu wody z instalacji c.o. nale y zaprojektowaæ i zamontowaæ skuteczny filtr (odmulacz, magnetoodmulacz). 2.6 Zabezpieczenie kot³a, instalacji c.o. Kocio³ wodny pracuj¹cy w zamkniêtym uk³adzie grzewczym, powinien byæ zabezpieczony zgodnie z PN-B-02414:1999. Standardowe wyposa enie kot³ów stoj¹cych marki Junkers obejmuje: termostat kot³a regulowany w zakresie 40 do 90 C (kot³y K/KN); ogranicznik temperatury bezpieczeñstwa STB (110 C); czujnik ci¹gu kominowego (z wyj¹tkiem K/KN , gdzie czujnik AGÜ 1 jest wyposa eniem dodatkowym); termometr; manometr (wy³¹cznie kot³y KR); zawór bezpieczeñstwa (wy³¹cznie kot³y KN E). Ewentualny dobór zaworu bezpieczeñstwa nale y przeprowadziæ zgodnie z obowi¹zuj¹cymi przepisami, a otwór wyp³ywowy skierowaæ nad zlew lub kratkê œciekow¹. Kompensacja przyrostu objêtoœci wody w uk³adzie zamkniêtym c.o. bêd¹cego wynikiem jej ogrzewania, dokonywana jest poprzez zastosowanie naczynia wzbiorczego. Nale y zatem wyposa yæ uk³ad zamkniêty w atestowane naczynie wzbiorcze przystosowane do pracy przy ciœnieniu min. 3 bar. Rura wzbiorcza powinna mieæ œrednicê min. Dn 20. Zamontowany na rurze bezpieczeñstwa manometr (wyposa enie dodatkowe), powinien mieæ zaznaczon¹ wartoœæ minimalnego ciœnienia w instalacji oraz ciœnienia, przy którym otwiera siê zawór bezpieczeñstwa. Zawór bezpieczeñstwa musi znajdowaæ siê w kot³owni w miejscu ³atwo dostêpnym i dobrze widzianym. Nale y go zamontowaæ na przewodzie zasilaj¹cym w pobli u kot³a przed pierwszym zaworem odcinaj¹cym. Otwór wyp³ywowy nale y skierowaæ nad zlew lub kratkê œciekow¹. 3

4 Wstêpne ciœnienie gazu wype³niaj¹cego przestrzeñ gazow¹ naczynia powinno byæ co najmniej równe ciœnieniu statycznemu instalacji grzewczej, liczonemu od najwy szego elementu tej instalacji do miejsca w³¹czenia rury bezpieczeñstwa do naczynia. Przeponowe naczynia wzbiorcze podlegaj¹ odbiorowi przez Urz¹d Dozoru Technicznego, je eli iloczyn ich pojemnoœci (m ³ ) i dopuszczalnego ciœnienia (MPa) jest wiêkszy lub równy 0,03 MPa m ³. Przyk³ad doboru naczynia wzbiorczego wg PN-91/B-02414: Za³o enia do obliczeñ: pojemnoœæ instalacji c.o. grzejniki c.o. 290 dm³ ruroci¹gi c.o. 44 dm³ kocio³ KN 42-8 DP. 16 dm³ Razem: V = 350 dm ³ = 0,35 m³ obliczeniowe parametry c.o.: 85/70 C maksymalne obliczeniowe ciœnienie w naczyniu równe ciœnieniu zadzia³ania zaworu bezpieczeñstwa: pmax = 3 atm = 0,3 MPa ciœnienie wstêpne w przestrzeni gazowej naczynia przeponowego - odpowiada ciœnieniu statycznemu w miejscu przy³¹czenia naczynia wzbiorczego: p = 8 m s³. wody = 0,08 MPa Obliczenie pojemnoœci u ytkowej naczynia: V u =1,1 V p 1 v V = 1,1 0, ,0271 = 10,3 dm³ u Pojemnoœæ ca³kowita naczynia: V=V n u V = 10,3 n p ma x+ 0,1 p - p Dobrano naczynie przeponowe o pojemnoœci 22 dm ³ (najbli sze z dostêpnego typoszeregu). 2.7 Nape³nianie i opró nianie kot³a Zawór spustowy (ze z³¹czk¹ do wê a) nale y zaprojektowaæ w najni szym miejscu, czyli na przewodzie powrotnym z instalacji c.o. przed kot³em. Zawór ten mo e s³u yæ równie do pierwszego nape³nienia instalacji c.o. Do uzupe³nienia wody w instalacji c.o. nale y zaprojektowaæ zawór nape³niaj¹cy (ze z³¹czk¹ do wê a) na zasileniu c.o. w pewnej odleg³oœci od kot³a. W przypadku uzupe³niania zimn¹ wod¹ instalacji c.o., nie bêdzie niebezpieczeñstwa gwa³townego sch³odzenia gor¹cego wymiennika (wa ne dla kot³ów z wymiennikami eliwnymi, gdy mog³oby doprowadziæ do wzrostu naprê eñ i pêkniêcia bloku eliwnego). Przewodu uzupe³niaj¹cego nie powinno ³¹czyæ siê na sta³e z przewodem wodoci¹gowym, aby zapewniæ pe³n¹ kontrolê uzupe³nianej wody. ma x 0,3+0,1 0,3-0,08 = 18,7 dm³ 2.8 Stosowanie zaworu upustowego W celu unikniêcia szumów w instalacji c.o. spowodowanych zwiêkszeniem ciœnienia oraz prêdkoœci przep³ywu wody w ruroci¹gach i zaworach na skutek zadzia³ania zaworów termostatycznych, miêdzy zasilaniem a powrotem nale y zaprojektowaæ zawór upustowy. 2.9 Pompa obiegu kot³owego W przypadku stosowania pompy z elektronicznie regulowan¹ p³ynn¹ regulacj¹ obrotow¹, w celu w³aœciwego dzia³ania czujników kot³a, nale y wbudowaæ pompê obiegow¹ kot³a (³¹czy zasilanie z powrotem przy kotle), która przy zerowym zapotrzebowaniu na ciep³o zapewni minimalny obieg wody. Pompê nale y dobraæ na ok. 30% przep³ywu wody instalacyjnej. Pompa ta pracuje w sposób ci¹g³y i zapewnia w ka dych warunkach w³aœciwe omywanie czujników w kotle. Uwaga: monta pompy obiegowej jest zalecany dla kot³ów o mocy powy ej 70 kw Zwrotnica hydrauliczna Obecnie coraz czêœciej mamy do czynienia z zasilaniem z kot³owni kilku ró nych obiegów grzewczych o ró nych wymaganiach w zakresie parametrów eksploatacyjnych (np. obiekt warsztatowy i mieszkalny; obiegi ogrzewania grzejnikowego oraz pod³ogowego). Uk³ady tego typu mog¹ pracowaæ w sposób zmienny i niezale ny od siebie, co wp³ywa na zak³ócenia obiegu kot³owego. Aby te zak³ócenia zminimalizowaæ, w obiegach o du ych pojemnoœciach wodnych i intensywnych zmianach temperatur, strumieni przep³ywów oraz ciœnienia, obieg kot³owy ³¹czy siê z obiegami wtórnymi poprzez zwrotnicê hydrauliczn¹ (zwan¹ inaczej: wajch¹, przek³adni¹, sprzêg³em lub rozdzielaczem hydraulicznym). Znajduje ona zastosowanie zarówno w jedno- jak i wielokot³owych instalacjach niezale nie od sterowania obiegów grzewczych. Przy odpowiednim doborze i lokalizacji (pionowy monta ) pe³ni równie rolê odmulacza. Œrednia prêdkoœæ przep³ywu w zwrotnicy hydraulicznej nie powinna przekraczaæ 0,1 m/s (przy pionowym monta u taka prêdkoœæ gwarantuje pracê w roli odmulacza). Natomiast œrednica przewodów powinna byæ dobierana dla prêdkoœci przep³ywu 0,7 do 0,9 m/s. Orientacyjne wymiary zwrotnic hydraulicznych zestawiono w poni szej tabeli: Obci¹ enie ca³kowite Œrednica Œrednica [kw] a b 50 1" 2" 75 1,5" 2,5" " 3" ,5" 4" " 5" " 6" " 8" 4

5 odpowietrznik zasilanie kot³a a b zasilanie instalacji c.o. 5b 4b powrót kot³a powrót z instalacji c.o. spust Rys Uk³ady kaskadowe kot³ów Tworzenie uk³adów kaskadowych polega na dobraniu do obliczonego zapotrzebowania na cele grzewcze kilku jednostek kot³owych o mocy proporcjonalnie mniejszej. Podstawow¹ zalet¹ pracy kot³ów w kaskadzie jest stopniowanie pracy i zwi¹zane z tym lepsze dostosowywanie mocy do aktualnego zapotrzebowania cieplnego. Kot³y pracuj¹ w ci¹gu ca³ego roku z maksymalnym obci¹ eniem zaledwie kilka dni w roku, natomiast wiêkszoœæ czasu mog¹ pracowaæ z mniejsz¹ moc¹ i to w³aœnie umo liwia kaskada (kilka stopni pracy palników), poprzez dostosowywanie iloœci pracuj¹cych kot³ów do aktualnego zapotrzebowania cieplnego, np. maj¹c kaskadê 3 jednostek z palnikami dwusekcyjnymi w sumie uzyskujemy a 6 stopni pracy, przy czym automatyka umo liwia równomierne wykorzystywanie kot³ów poprzez zmianê jednostki prowadz¹cej w kolejnych cyklach pracy. Istotn¹ zalet¹ kaskad jest równie bezpieczeñstwo u ytkowania, tzn. w przypadku awarii pojedynczej jednostki mamy do dyspozycji pozosta³e. Zwykle zestawia siê kaskady z jednostek o równych mocach (takie same moce kolejnych stopni za³¹czeñ pracy), ale mo liwe s¹ zestawienia kot³ów ró nych mocy. Kaskady mog¹ tworzyæ nastêpuj¹ce kot³y (oczywiœcie pod warunkiem zastosowania odpowiedniej automatyki - szczegó³y w materia³ach dotycz¹cych poszczególnych typów): KN E (Supraline) do 2 szt. KN DM (Suprastar) do 3 szt. K D/L (Supramax) do 3 szt. Uwaga: dla kot³ów Suprastar i Supramax przewidziano specjalne zestawy kaskadowe (patrz MKN M oraz MK D/L). 5

6 Robert Bosch Sp. z o.o. Dzia³ Termotechniki ul. Poleczki Warszawa Infolinia: Junkers Serwis