OBLICZENIA do projektu remontu kotłowni olejowej w budynku Publicznego Gimnazjum w Osjakowie, ul. Wieluńska 14 Spis treści : 1. Zapotrzebowanie ciepła na cele ogrzewania 2. Zapotrzebowanie ciepła na cele cwu 3. Całkowite zapotrzebowanie ciepła 4. Dobór kotła 5. Dobór palnika 6. Dobór naczynia przeponowego CO 7. Dobór pompy obiegowej CO 8. Dobór mieszacza trójdrogowego 9. Dobór podgrzewacza CW 10. Dobór pompy obiegowej CW 11. Dobór pompy cyrkulacyjnej CW 12. Dobór naczynia przeponowego CW 13. Dobór pompy obiegu kotła 14. Dobór zmiękczacza wody 15. Dobór zaworów bezpieczeństwa 16. Dobór komina 17. Dobór elementów wentylacyjnych 18. Roczne zapotrzebowanie ciepła 19. Zapotrzebowanie paliwa 20. Dobór zbiorników na paliwo
I. ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA NA CELE OGRZEWANIA 2 Zgodnie z projektem instalacji CO i wentylacji zapotrzebowanie ciepła na cele ogrzewania wynosi: - dla istn. budynku Gimnazjum : Qco 1 = 83965 W - dla proj. Sali gimnastycznej z zapleczem: Qco 2 = 82468 W II. ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA NA CELE CWU 1. Dane wyjściowe: Qco = 166433 W - liczba zawodników: n 1 = 30 - liczba uczniów : n 2 = 200 - jedn. zapotrzeb. ciepłej wody dla ćwiczących : q h1 = 22 l/os. - jedn. zapotrzeb. ciepłej wody dla ucznia : q h2 = 1,2 l/h x os. q d2 = 8 l/d x os. - obliczeniowe temperatury wody użytkowej: t cw /t zw = 55/10 0 C 2. Godzinowe zapotrzebowanie CWU. Gh = n x qh G h1 = 30 x 22 = 660 l/h G h2 = 200 x 1,2 = 240 l/h 3. Dobowe zapotrzebowanie CWU. Gd = n 2 x q 2 G d = 200 x 8 = 1600 l/d 4. Zapotrzebowanie ciepła. Qh = Gh x C x t Qh = 660 x 1 x ( 55 10 ) x 1,163 = 31086 W Qh = 31,0 kw Qd = Gd x C x t Qd = 1600 x 1 x ( 55 10 ) x 1,163 = 83736 W Qd = 83,7kW
III. CAŁKOWITE ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA 3 Całkowite zapotrzebowanie ciepła dla budynku Gimnazjum wraz z nowo projektowaną salą gimnastyczną z zapleczem wynosi: Q = Qco + Qcw Q = 166,4 + 31,0 = 197,4 kw IV. DOBÓR KOTŁA - oblicz. zapotrzebowanie ciepła na cele ogrzewania : Q CO = 166,4 kw - oblicz. zapotrzebowanie ciepła na cele cwu: Q CW = 31,0 kw - oblicz. temp. czynnika grzejnego: tz/tp = 80/60 o C 2. Obliczeniowa moc cieplna kotłowni. Qk = Q CO + 0,5 x Q CW Qk = 166,4 + 0,5 x 31,0 = 181,9 kw Qk = 181,9 kw 3. Dobór kotła. - Do dalszej eksploatacji przyjęto istniejący kocioł wodny niskotemperaturowy firmy VIESSMANN typu PAROMT - SIMPLEX o mocy cieplnej nominalnej Qkn = 170 kw i maksymalnej Qk max = 1,1 Qkn = 187,0 kw V. DOBÓR PALNIKA - moc cieplna kotła : Q k = 170 kw 2. Dobór palnika. - przyjęto istniejący palnik olejowy wentylatorowy dwustopniowy firmy VIESSMANN typu UNIT P VE III-3 o mocy cieplnej 1/2 stop.120/170 kw VI. DOBÓR NACZYNIA PRZEPONOWEGO CO - oblicz. zapotrzebowanie ciepła : Qco = 166,4 kw - grzejniki stalowe płytowe - ciśnienie wstępne: po = pst + 0,2 = 1,0 bar - dopuszczalne ciśnienie robocze : pd = 3 bar - ubytki eksploatacyjne: E = 1%
2. Pojemność zładu CO. 4 - pojemność instalacji CO : Vco = 1400 l - pojemność kotła : Vk = 317 l Vzł = 1717 l 3. Pojemność użytkowa naczynia. Vu = V x γ x V Vu = 1717 x 1 x 0,0287 = 49,2 l 4. Pojemność całkowita naczynia. pd + 0,1 Vc = Vu x ----------- pd pst 3 + 1 Vc = 49,2 x ------------- = 98,4 l 3 1 5. Pojemność użytkowa naczynia z rezerwą eksploatacyjną. Vur = Vu + V x E x 10 Vur = 49,2 + 0,44 x 1 x 10 = 53,6 l 6. Ciśnienie wstępne instalacji całkowitej pojemności z rezerwą naczynia wzbiorczego przeponowego. pd + 1 pr = ( ) 1 Vu 1+ pd + 1 Vur( 1) pd p pr = 3 + 1 ( ) 1 = 1,08bar 49,2 1+ 3 + 1 53,6( 1) 3 1 7. Pojemność naczynia wzbiorczego z uwzględnieniem ubytków eksploatacyjnych. Vnr = Vur pd +1 pd pr 3 + 1 Vnr = 53,6 x 3 1,08 = 111,6 l
8. Dobór naczynia 5 przyjęto istniejące naczynie wzbiorcze przeponowe typu REFLEX 200N/3 o wielkości : - Vn = 200 l - Dn = 634 mm - H = 785 mm - dn = 25 mm - pd = 0,3 MPa - pst = 0,15 MPa. VII. DOBÓR POMPY OBIEGOWEJ CO - oblicz. zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie proj. Sali gimnastycznej: Q CO1 = 82,4 kw - oblicz. temp. czynnika grzejnego : tz/ t p = 80/60 C - opór instalacji CO: h CO = 1,7 msw - opór instalacji kotłowni : przyjeto h k = 2,0 msw 2. Obliczeniowa wydajność pompy. 1,15 x Q Vp = ------------ 1000 x t 1,15 x 82,4 x 860 Vp = ------------------------------ = 4,07 m 3 /h 1000 x 1 x ( 80-60 ) 3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy. Hp > h CO + h k Hp = 1,7 + 2,0 = 3,7 msw 4. Dobór pompy. - przyjęto pompę obiegową firmy GRUNDFOS typu UPE 40-80F o parametrach: Vp = 4,07 m 3 /h Hp = 3,7 msw Ns = 186 W / 1 x 230 V VIII. DOBÓR MIESZACZA TRÓJDROGOWEGO - oblicz. moc cieplna : Q CO = 82,4 kw - oblicz. różnica temperatur : t = 20 C 2. Dobór mieszacza. - przyjęto mieszacz trójdrogowy firmy VIESSMANN typu 3 o średnicy
50 z siłownikiem elektrycznym dla mieszacza 3. 6 IX. DOBÓR PODGRZEWACZA CW 1. Dane wyjściowe - oblicz. zapotrzeb. CWU: G CW = 660 l/h - oblicz. zapotrzeb. ciepła: Q CW = 31 kw - oblicz. temp. czynnika grzejnego t z / t p = 80 / 60 0 C - oblicz. temp. wody użytkowej: t cw /t zw = 55 / 10 0 C 2. Dobór podgrzewacza - przyjęto podgrzewacz CW pionowy firmy POMEX typu WCW 1000 o wielkości: Vn = 1000 l Q = 94 kw G cw = 2298 l/h Dn = 1010 mm H = 2025 mm X. DOBÓR POMPY OBIEGOWEJ CW - oblicz. zapotrzebowanie ciepła : Qcw = 31,0 kw - oblicz. temp. czynnika grzejnego : t z /t p = 80/60 C - opór instalacji grzewczej : przyjęto h = 2,0 msw. 2. Obliczeniowa wydajność pompy. 1,15 x 31,0 x 860 Vp = ------------------------------ = 1,19 m 3 /h 1000 x 1 x ( 80-60 ) 3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy. Hp = h Hp = 2,0 msw 4. Dobór pompy. - przyjęto do dalszej eksploatacji istniejącą pompę obiegową CW firmy LFP Leszno typu 32POr80C
7 XI. DOBÓR POMPY CYRKULACYJNEJ CW - oblicz. zapotrzebowanie CWU : Gcw = 660 l/h - opór obiegu cyrkulacyjnego : przyjęto hc = 2,0 msw. 2. Obliczeniowa wydajność pompy. Vp = 0,3 x Gcw Vp = 0,3 x 660 = 198 l/h Vp = 0,20 m 3 /h 3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy. Hp = hc Hp = 2,0 msw 4. Dobór pompy. - przyjęto do dalszej eksploatacji istniejącą pompę cyrkulacyjną CW firmy WILO typu Star Z25/2. XII. DOBÓR NACZYNIA PRZEPONOWEGO CW - pojemność podgrzewacza: V = 1000 l - oblicz. temp. wody użytkowej : tcw/tzw = 55/10 C - jedn. przyrost objętości : V = 0,014 - maks. ciśnienie robocze CW : pmax = 0,6 MPa - ciśnienie wstępne w naczyniu : po = 0,3 MPa 2. Pojemność użytkowa naczynia. Vu = 1,1 x V x ς x V Vu = 1,1 x 1000 x 1 x 0, 014 = 15,4 l 3. Pojemność całkowita naczynia. pmax + 0,1 Vc = Vu x --------------- pmax - po 0,6 + 0,1 Vc = 15,4 x ------------ = 35,9 l 0,6 0,3
8 4. Dobór naczynia. - przyjęto naczynie wzbiorcze przeponowe typu REFIX DE junior 50 o wielkości: Vc = 50 l dn = 25 mm D = 409 mm H = 580 mm p dop = 10 bar t dop = 70 0 C XIII. DOBÓR POMPY OBIEGU KOTŁA - oblicz. wydajność pomp obiegowych istn + proj. : V CO1 + V CO2 + V CO3 + V CW = 9,4 m 3 /h - opór obiegu kotła : przyjęto hk = 2,0 msw. 2. Obliczeniowa wydajność pompy. Vok = 0,3 x Vpo Vok = 0,3 x 9,4 = 2,82 m 3 /h 3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy. Hp hok Hp = 2,0 msw 4. Dobór pompy. - przyjęto do dalszej eksploatacji pompę obiegu kotła firmy LFP Leszno typu 40POc80A/B o parametrach : Vp = 2,82 m 3 /h Hp = 2,0 msw Ns = 75 W / 1 x 230 V. XIV. DOBÓR ZMIĘKCZACZA WODY - pojemność zładu: Vi = 1717 l - czas napełniania instalacji: przyjeto t = 2 h 2. Obliczeniowa przepustowość. Vi Qs = t 1717,0 Qs = = 858,5 l/h 2,0
9 3. Dobór zmiękczacza. - z katalogu przyjęto zmiękczacz wody kompaktowy jonowymienny firmy EPURO typu ES 37 o wydajności Q max = 0,9 m 3 /h XV. DOBÓR ZAWORÓW BEZPIECZEŃSTWA 1. Zawór na kotle. 1. - moc cieplna kotła : Qk = 170 kw - oblicz. temp. czynnika grzejnego : tz/tp = 80/60 C - skorygowany współczynnik wypływu dla zaworów typu SYR : αc = 0,20 - dopuszczalne ciśnienie robocze czynnika grzejnego : p1 = 0,3 MPa - ciśnienie wypływu ( otoczenia ) : p2 = 0 1.2. Obliczeniowa przepustowość zaworu. Q G = --------- C x t 170 x 860 G = ------------------ = 7310 kg / h 1 x ( 80-60 ) 1.3. Teoretyczna jednostkowa przepustowość zaworu. qm = 1414,5 x V ( p1 - p2 ) x γ qm = 1414,5 x V ( 0,3-0 ) x 1000 = 24500 kg / m 2 x s 1.4. Obliczeniowy przekrój gniazda zaworu. G F = ------------ qm x αc 7310 F = -------------------------- = 0,00041 m 2 24500 x 0,20 x 3600 1.5. Obliczeniowa średnica gniazda zaworu.
4 x Fg dg = V π 4 x 0,00041 dg = V 3,14 10 dg = 0,022 m dg = 22,0 mm 1.6. Dobór zaworu. - przyjęto zawór bezpieczeństwa membranowy typu SYR1915 o wielkości : d1 x d2 = 32 x 40 mm dg = 27 mm p = 0,30 MPa. 2. Zawór na podgrzewaczu CW. 2. - oblicz. zapotrzebowanie CWU : Gcw = 660 kg/h - pojemność podgrzewaczy : V = 1000 l - skorygowany współczynnik wypływu : αc = 0,20 - dopuszczalne ciśnienie robocze CWU : pr = 0,6 MPa - ciśnienie wypływu ( otoczenia ) : p 2 = 0 2.2. Teoretyczna jednostkowa przepustowość zaworu. qm = 1414,5 x V ( 0,6-0 ) x 1000 = 34648 kg / m 2 x s 2.3. Obliczeniowy przekrój gniazda zaworu. 1,1 x 660 Fg = -------------------------- = 0,000029m 2 34648 x 0,20 x 3600 2.4. Obliczeniowa średnica gniazda zaworu. 4 x 0,000029 dg = V 3,14 dg = 0,0061 m = 6,1mm
2.5. Dobór zaworu. 11 - przyjęto zawór bezpieczeństwa membranowy typu SYR2115 o wielkości : d1 x d2 = 20 x 25 mm dg = 14 mm αc = 0,20 po = 0,6 MPa XVI. DOBÓR KOMINA - moc cieplna kotła : Q k = 170 kw - wysokość komina : H k = 12,0 m 2. Dobór komina. - dla kotła o mocy cieplnej 170 kw i wysokości H =12,0 m odczytano z diagramu Schiedel a średnicę wewnętrzną komina d k = 200 mm. - przyjęto istn komin murowany z wkładką kominową d k = 200 mm i wysokości Hk = 12,0 m. XVII. DOBÓR ELEMENTÓW WENTYLACYJNYCH 1. Pomieszczenie kotła 1.1 Dane wyjściowe. - moc cieplna kotła : Qk = 170 kw - wskaźnik wentylacji nawiewnej : Wn = 5 cm2/kw - wskaźnik wentylacji wywiewnej : Ww = 2,5 cm2/kw 1.2 Obliczeniowy przekrój kanału nawiewnego. Fn = Qk x Wn Fn = 170 x 5 = 850 cm 2 1.3 Dobór kanału nawiewnego. - przyjęto czerpnię ścienną typu A o wym. 500 x 200 mm osadzoną w ścianie zewnętrznej i sprowadzoną 50cm nad posadzkę. 1.4 Obliczeniowy przekrój kanału wywiewnego. Fw = Qk x Ww Fw = 170 x 2,5 = 425 cm 2
1.5 Dobór kanału wywiewnego 12 - przyjęto istn dwa kanały wywiewne murowane o wym 140x140 mm (392 cm 2.) 2. Wentylacja składu paliwa 2.1. Dane wyjściowe - kubatura pomieszczenia: V = 26,8 m 3 - krotność wymian: n = 4 2.2. Ilość powietrza wentylacyjnego Lw = Vxn Lw = 26,8 x 4,0 = 107,2 m 3 2.3. Obliczeniowy przekrój kanałów wentylacyjnych F = L 3600xV F = 107,2 = 0,029 m 2 (290 cm 2 ) 3600x1,0 2.3. Dobór elementów wentylacyjnych - do wywiewu przyjęto istn kanał wywiewny murowany o wym 210x210 mm. - nawiew powietrza poprzez istn. czerpnię przyścienną o wym. 250x200 mm sprowadzoną kanałem stal. 50 cm nad posadzkę. XVIII. ROCZNE ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA 1. Zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie 1.1. Dane wyjściowe - oblicz. zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie: Q CO = 166,4kW - normatywna ilość dni grzewczych: n = 223 - średnia temperatura zewnętrzna okresu grzewczego: t zśr = + 2,4 0 C - oblicz. temperatura zewnętrzna okresu zimowego : t zo = - 20 0 C - średnia temperatura pomieszczeń: t wśr = + 18 0 C - czas ogrzewania budynku w ciągu doby : z = 24 godz. - współczynnik zmniejszający : y = 0,81
1.2. Zapotrzebowanie ciepła 13 ( t wśr - t zśr ) x n x Z x y Q r = ------------------------------- x Q CO ( t wśr - t zo ) ( 18-2,4 ) x 223 x 24 x 0,81 Q r = ------------------------------------ x Q CO ( 18 + 20 ) Q r = 1779 x Q CO Q r = 1779 x 166,4 = 296138 kw Q r = 296,1 MW 2. Zapotrzebowanie ciepła na CWU 2.1. Dane wyjściowe - dobowe zapotrzebowanie ciepła : Qcwd = 83,7 kw - oblicz. zapotrzebowanie ciepła na CWU: Q CWh = 31,0 kw - oblicz. temp. wody użytkowej: t cw /t zw = 55/10 0 C - okres dostawy ciepła: t = 250 dni 2.2.Roczne zapotrzebowanie ciepła Q r = Q d x t Q r = 83,7 x 250 = 20925 kw Q r = 20,9 MW XIX. ZAPOTRZEBOWANIE PALIWA 1. Dane wyjściowe - oblicz. zapotrzebowanie ciepła: Q CO = 166,4 kw : Q CW = 31,0 kw - roczne zapotrzebowanie ciepła: Q CO = 296,1 MW : Q CWr = 20,9 MW - wartość opałowa oleju opałowego EKOTERM wg WT-92/MZRiP/22 : W = 41500 kj/kg - średnia sprawność urządzenia grzewczego : η = 0,9 - współ. zmniejszający z tytułu zastosowania pełnej automatyki: A = 0,8 2. Obliczeniowe zapotrzebowanie oleju. (Qco + Qcw )xa Bh = -------------------------- W x η
14 (166,4 + 31,0) x 860 x 4,19x0,8 Bh = ------------------------------------ = 15,23 kg/h 41500 x 0,9 3. Roczne zapotrzebowanie oleju. (Qco r + Qcw r )xa Br = ------------------------- W x η (296,1 + 20,9) x 860 x 4,19x 0,8 x 1000 Br = -------------------------------------------- -------- = 24466 kg/rok 41500 x 0,9 24466 B r = = 27802 l/rok 0,88 B = 27,8 m 3 /rok r XX. DOBÓR ZBIORNIKÓW NA PALIWO 1. Dane wyjściowe - roczne zapotrzebowanie na paliwo: Br = 27,8 m 3 /rok 2. Dobór zbiorników - przyjęto do dalszej eksploatacji dwa zbiorniki polietylenowe o pojemności 1500 l każdy z zachowaniem wymaganych odstępów od przegród. 3. Średniodobowe zużycie paliwa Bd śr = Br n Bd śr = 27802 = 124, 7 l/d 223 3. Średni czasokres zużycia paliwa (opróżnienia zbiorników) V Tśr = Bd 2x1500 Tśr = = 24, 0 dni 124,7 Średnio dziewięć razy w sezonie grzewczym napełniane będą zbiorniki paliwem.