Projekt modernizacji węzła cieplnego w budynku przy ul. Św. Ducha 90 w Inowrocławiu. Stadium dokumentacji Nr projektu BranŜa Projekt budowlano - wykonawczy ul. Janickiego 20B, 60-542 Poznań, tel./fax: (061)843-28-01/03 Inwestor Urząd Miasta Inowrocławia ul. F.D. Roosvelta 36 88-100 Inowrocław Temat opracowania 36/PW/IS.ZC/2009 Sanitarna Autorzy Imię i nazwisko BranŜa/Zakres Specjalność Nr uprawnień proj. Podpis instalacyjne w zakresie sieci, instalacji i inŝ. Maria Ruta Instalacyjna wentylacyjnych i gazowych urządzeń: wodociągowych i 7131- kanalizacyjnych, cieplnych, 7132/36/PW/2002 instalacyjne w zakresie sieci, instalacji i mgr inŝ. Anna Taciak Instalacyjna urządzeń: cieplnych, wentylacyjnych, WKP/0132/POOS/08 gazowych, wodociągowych i kanalizacyjnych Zespół w składzie Zawartość dokumentacji Opis techniczny: 1. Opis techniczny 1.1.Podstawa opracowania 1.2. Przedmiot i zakres opracowania 1.3. ZałoŜenia przyjęte do bilansu ciepła 1.4. Opis instalacji c.o. stan istniejący 1.5. Rozwiązania projektowe 1.6. Uwagi końcowe 1.7. Zestawienie materiałów podstawowych 2. Załączniki 1 3. Dokumenty odniesienia 4. Bezpieczeństwo i ochrona zdrowia 5. Załączniki 2 6. Rysunki Data Poznań, maj 2009 r.
I. OPIS TECHNICZNY ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA 1.0. Podstawa opracowania 2.0. Przedmiot i zakres opracowania 3.0. Dane wyjściowe węzła cieplnego 4. Opis projektowanej instalacji technologicznej węzła cieplnego 4.1.Węzeł podłączeniowy 4.2.Węzeł c.o. 4.3. Węzeł c.t. 4.4.Węzeł c.w.u. 4.5.Rurociągi i armatura 4.6.Próby ciśnieniowe, zabezpieczenie antykorozyjne i termiczne 4.7.Pomieszczenie węzła cieplnego 5.0.Wytyczne montaŝowe 6.0. Wytyczne branŝowe 6.1. Wytyczne budowlane 6.2. Wytyczne instalacji wod-kan. 6.3. Wytyczne elektryczne II. OBLICZENIA 1.0. ZałoŜenia do obliczeń 2.0. Dane wyjściowe 3.0. Węzeł c.o. 3.1. Dane wyjściowe 3.2. Wymienniki ciepła c.o. 3.3. Pompa obiegowa c.o. 3.4. Naczynie wzbiorcze c.o. 3.5. Zawór bezpieczeństwa c.o. 3.6. Regulator c.o. 3.7. Układ uzupełniania wody instalacyjnej 4.0. Węzeł c.t. 4.1. Dane wyjściowe 4.2. Wymienniki ciepła c.t. 4.3. Pompa obiegowa c.t. 4.4. Naczynie wzbiorcze c.t. 4.5. Zawór bezpieczeństwa c.t. 4.6. Regulator c.t. 4.7. Układ uzupełniania wody instalacyjnej 5.0. Węzeł c.w.u. 5.1. Dane wyjściowe 5.2. Wymienniki ciepła c.w.u. 5.3. Pompa obiegowa c.w.u. 5.4 Zawór regulacyjny obiegu c.w.u. 5.5. Układ zabezpieczeń instalacji c.w.u. 5.6. Pompa cyrkulacyjna 6.0. Układ pomiarowo-rozliczeniowy strona 2
III. AUTOMATYKA WĘZŁA CIEPLNEGO 1.0. Podstawa opracowania 2.0. Zakres opracowania 3.0. Przyjęte rozwiązania 3.1. Pomiar ilości ciepła 3.2. Regulacja temperatury c.o. (TC-2), c.w.u.(tc-3) 3.3. Regulacja temperatury c.t. (TC-4) 3.4. Węzeł podłączeniowy 3.5. Instalacja elektryczna i ochrona przeciwporaŝeniowa 3.6. Wskazówki wykonawcze 3.7. Zestawienie danych technicznych i wyniki obliczeń 4.0. Dane eksploatacyjne 4.1. Węzeł podłączeniowy 4.2. Ogólna charakterystyka pracy regulatora c.o. i c.w.u. 4.3. Ogólna charakterystyka pracy regulatora c.t. 5.0. Wytyczne rozruchu i eksploatacji 6.0. Wytyczne elektryczne III. IV. SPECYFIKACJA URZĄDZEŃ AUTOMATYKI ZESTAWIENIE ARMATURY I URZĄDZEŃ V. ZAŁĄCZNIKI Tabela nr I - Zestawienie danych technicznych dla technologii wymiennikowego węzła cieplnego Węzeł c.o. Tabela nr II - Zestawienie danych technicznych dla technologii wymiennikowego węzła cieplnego Węzeł ciepłej wody uŝytkowej Tabela nr III - Obliczenia automatyki węzła cieplnego Zestawienie danych technicznych i wyniki obliczeń Wyniki doboru pomp obiegowych i cyrkulacyjnej VI. RYSUNKI Rys. Nr 1 Rzut węzła cieplnego 1:50 Rys. nr 2 Schemat technologiczny węzła z automatyką Rys. nr 3 Węzeł podłączeniowy 1:20 strona 3
OPIS TECHNICZNY do projektu wykonawczego modernizacji węzła cieplnego w budynku przy ul. Św. Ducha 90 w Inowrocławiu Inwestor: Urząd Miasta Inowrocławia Ul. F. D. Roosvelta 36 88-100 Inowrocław 1.0. Podstawa opracowania Niniejsze opracowanie sporządzono w oparciu o: Zlecenie Inwestora Projekt budowlano-wykonawczy wymiany instalacji c.o. i c.t. w budynku przy ul.św. Ducha 90 w Inowrocławiu. - oprac. Termoprojekt maj 2009r. Inwentaryzacja stanu istniejącego, uzgodnienia międzybranŝowe, normy i wytyczne projektowania Warunki techniczne na modernizację istniejącego węzła cieplnego w budynku MOPS przy ul.św. Ducha 90 w Inowrocławiu.- wydane przez ZEC Sp. z o.o. w Inowrocławiu, z dnia 20.04.09 r. 2.0. Przedmiot i zakres opracowania Przedmiotem opracowania jest projekt modernizacji trzyfunkcyjnego węzła cieplnego c.o., c.w.u. i ciepła technologicznego w budynku przy ul.św. Ducha 90 w Inowrocławiu. W ramach opracowania przewiduje się: wymianę wymienników ciepła dla c.w.u wymianę wymienników c.o. na dostosowane do zmienionych warunków cieplnych związanych z termomodernizacją budynku montaŝ wymienników ciepła dla potrzeb wentylacji mechanicznej obiektu, dobór pomp obiegowych dla poszczególnych części węzła dobór układu zabezpieczeń Zakres modernizacji obejmuje równieŝ: - układ automatyki dla poszczególnych części węzła, - układ pomiaru ciepła, - układ stabilizacji ciśnienia dyspozycyjnego i przepływu. Zestawienie danych węzła po termomodernizacji na podstawie Projekt wymiany instalacji c.o. i c.t. w budynku przy ul. Św. Ducha 90 w Inowrocławiu.. Rodzaj ogrzewania wodne, pompowe z rozdziałem dolnym Parametry ogrzewania 80/60 o C Moc cieplna c.o. 186 240 W Moc c.w.u. max 177 230 W Moc cwu śr. 56 310 W Moc wentylacji 34 500 W Ciśnienie dysp.c.o. 38,5,0 kpa Ciśnienie dysp. went. 18,6 kpa Ciśnienie dysp. węzła 94,0/85,0 kpa strona 4
Instalacja c.o. po modernizacji wykonana będzie z rur tworzywowych PE-RT/Al/PE-RT firmy Uponor wielowarstwowych z wkładką aluminiową. Instalacja c.w.u. wykonana jest z rur z polietylenu sieciowanego PEX-c. 3.0. Dane wyjściowe węzła cieplnego Węzeł zlokalizowany będzie w pomieszczeniach istniejącego węzła cieplnego. Projektuje się węzeł cieplny w układzie szeregowo -równoległym, z dwustopniowym podgrzewem c.w.u. Węzeł zasilany jest z miejskiej sieci cieplnej o parametrach wody sieciowej: temperatura 125/70 o C i ciśnieniu 1,6 MPa. Do węzła doprowadzone jest przyłącze cieplne Dn40. Dane wyjściowe do obliczeń: -obliczeniowa temperatura czynnika grzejnego dla węzła c.o T zs /T ps = 125/70 o C -obliczeniowa temperatura czynnika grzejnego dla węzła c.w.u. T zs /T ps = 70/35 o C -temperatury obliczeniowe instalacji c.w.u. t zi /t pi = 60/10 o C -ciśnienie statyczne instalacji c.o. p s = 180 kpa -strata ciśnienia w obiegu c.w.u. p cwu = 15 kpa 4.0. Opis projektowanej instalacji technologicznej węzła cieplnego 4.1. Węzeł podłączeniowy W miejsce istniejących urządzeń proponuje się montaŝ: - licznika ciepła prod. Kamstrup z przelicznikiem pomiaru energii cieplnej Multical 401 i przetwornikiem przepływu ultradźwiękowym typu Ultraflow65-S/R Dn25 o przepływie nominalnym q n = 13,5 m 3 /h, - regulator róŝnicy ciśnień i przepływu Danfoss typu AVPQ-4 Dn25 o k v =16,0 m 3 /h. 4.2. Węzeł c.o. Dla potrzeb instalacji c.o. zaprojektowano węzeł wymiennikowy z wymiennikami typu JADX6/50 1 szt. W obiegu wody instalacyjnej, na zasilaniu, zastosowano pompę typu MAGNA 40-120F ( 1+1 rezerwowa). Parametry pracy pompy: wysokość podnoszenia 0,5 10 mh 2 0 wydajność 0,0-18 m 3 /h pobór mocy 25-450 W pobór prądu 0,17 2,0 A / 1x230V ciśnienie PN 10 temperatura +2 - +110 o C Przewiduje się pracę pompy wg ciśnienia proporcjonalnego. W magazynie naleŝy przechowywać pompę rezerwową. Zabezpieczenie przed wzrostem ciśnienia stanowi: naczynie wzbiorcze przeponowe typu N200 o pojemności całkowitej 200 l i uŝytkowej 180 l, ze złączem samoodcinającym, produkcji REFLEX, zawór bezpieczeństwa typu SYR 1915 11/4 o ciśnieniu otwarcia 4,0 bar. strona 5
Do regulacji ilości ciepła dla potrzeb c.o. dobrano zawór regulacyjny produkcji Danfoss typ VF2 Dn25 o k vs = 6,3 m 3 /h, z siłownikiem AMV323 z zabezpieczeniem STW, współpracujący z regulatorem elektronicznym typu ECL Comfort300 z kartą C66, produkcji Danfoss. 4.3. Węzeł c.t. Dla potrzeb instalacji c.t. zaprojektowano węzeł wymiennikowy z wymiennikami typu JADX3/18 1 szt. W obiegu wody instalacyjnej, na zasilaniu, zastosowano pompę typu UPS32-60 ( 1+1 rezerwowa). Parametry pracy pompy: wysokość podnoszenia 0,5 3,0 mh 2 0 wydajność 0,5-5,0 m 3 /h pobór mocy 60 W pobór prądu 0,27 A / 1x230V ciśnienie PN 10 temperatura +2 - +110 o C Przewiduje się pracę pompy wg ciśnienia proporcjonalnego. W magazynie naleŝy przechowywać pompę rezerwową. Zabezpieczenie przed wzrostem ciśnienia stanowi: naczynie wzbiorcze przeponowe typu N50 o pojemności całkowitej 50 l i uŝytkowej 45 l, ze złączem samoodcinającym, produkcji REFLEX, zawór bezpieczeństwa typu SYR 1915 11/4 o ciśnieniu otwarcia 4,0 bar. Do regulacji ilości ciepła dla potrzeb c.o. dobrano zawór regulacyjny produkcji Danfoss typ VF2 Dn15 o k vs = 1,6 m 3 /h, z siłownikiem AMV323 z zabezpieczeniem STW, współpracujący z regulatorem elektronicznym typu ECL Comfort300 z kartą C14, produkcji Danfoss. 4.4. Węzeł c.w.u. Dla zasilania instalacji c.w.u. zaprojektowano węzeł wymiennikowy dwustopniowy z wymiennikami JADX-6/50 2 szt.(1+1) i pompą cyrkulacyjną (1+1 rezerwowa). Dobrano pompę cyrkulacyjną: typu Alpha 25-60N180 ( 1+1 rezerwowa). Parametry pracy pompy: wysokość podnoszenia 0,5 4,50 mh 2 0 wydajność 0,0 2,5 m 3 /h pobór mocy 5-45 W pobór prądu 0,05 0,38 A / 1x230V ciśnienie PN 10 temperatura +2 - +110 o C Pompa winna pracować na 2-gim biegu. Przewiduje się montaŝ jednej pompy cyrkulacyjnej, drugą pompę naleŝy przechowywać w magazynie. Zabezpieczenie przed wzrostem ciśnienia stanowi zawór bezpieczeństwa SYR typu 2115 11/4 o ciśnieniu otwarcia 6 bar. Zastosowano z zawór regulacyjny typu FV2 Dn 25 o k v = 10.m 3 /h z siłownikiem AMV323, z zabezpieczeniem STB typ ST-2, produkcji Danfoss. Nastawa STB 30-90 o C, nastawa termostatu 60 o C. 4.5. Rurociągi i armatura strona 6
Rurociągi po stronie wody sieciowej wykonane będą z rur stalowych bez szwu wg PN- 74/H 74219 posiadających świadectwo badania jakości ZETOM, łączonych przez spawanie. Po stronie instalacyjnej c.o. rury stalowe czarne typu średniego wg PN-74/ H-74244 z atestem ZETOM, łączone przez spawanie. Rurociągi c.w.u. wykonane będą z rur kwasoodpornych, połączenia gwintowane. Armatura: zawory w węźle po stronie sieciowej: kulowe kołnierzowe z końcówkami do wspawania ( t=130 o C, p=1,6 MPa) pierwsze zawory tylko kołnierzowe ( t=130 o C, t=2,5 MPa) istniejące, zawory po stronie instalacyjnej kulowe kołnierzowe, z końcówkami do wspawania lub mufowe (t=100 o C, p=0,6 MPa), zawory odpowietrzające instalację c.o. po stronie instalacyjnej TACO 42-5126. W najwyŝszych punktach węzła naleŝy wykonać odpowietrzenia, a w najniŝszych odwodnienia. Odprowadzenie wody z odpowietrzeń i odwodnień poprzez lejki i instalację wod.-kan. sprowadzić do istniejącej studzienki schładzającej. Rurociągi naleŝy podpierać na wspornikach przy ścianie, lub wspornikach mocowanych do stropu. Rozstaw podpór Instalacje z rur stalowych Uchwyty naleŝy stosować w następujących odległościach: Ø 15 L = 1,5 m Ø20 L = 1,5 m Ø25 L = 2,2 m Ø32 L = 2,5 m Ø50 L = 3,5 m Ø65 L = 3,8 m Ø80 L = 4,2 m Ø100 L = 5,0 m 4.6. Próby ciśnieniowe, zabezpieczenie antykorozyjne i termiczne Poszczególne obiegi węzła naleŝy poddać próbie ciśnieniowej: strona sieciowa 20 bar po stronie instalacji c.o.i c.t. 6 bar po stronie instalacji c.w.u. 10 bar Ciśnienie próbne naleŝy utrzymać przez min. 45 minut. Naczynie ciśnieniowe Reflex i zawory bezpieczeństwa naleŝy instalować po pomyślnym ukończeniu próby ciśnieniowej. Wszystkie rurociągi naleŝy zabezpieczyć antykorozyjnie Po montaŝu instalacji rurociągi naleŝy oczyścić do III stopnia czystości wg PN-70/H-97051, przemyć roztworem odtłuszczającym, spłukać wodą, osuszyć i pokryć kolejno farbami: poliwinylową do gruntowania odporną na temperaturę 200 o C szarą (symbol 1521503), a następnie emalią poliwinylową termoodporną takŝe na 200 o C (symbol 1520001). Następną warstwę moŝna nakładać po zupełnym wyschnięciu nałoŝonej wcześniej. Zalecane jest malowanie ręczne - pędzlem, w temperaturze otoczenia od 15 do 25 o C i przy wilgotności względnej powietrza poniŝej 70%. strona 7
Następnie instalacje węzła naleŝy poddać dwukrotnemu płukaniu i przeczyścić filtroodmulnik po kaŝdym płukaniu. Prędkość przepływu wody w trakcie płukania winna wynosić min. 2 m/s. Rurociągi wodne naleŝy izolować cieplnie matami z wełny mineralnej pod płaszczem ochronnym np. z blachy ocynkowanej o grubości ca 0,75 mm. zgodnie z wymogami Rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dnia 6.11.2008 r. Dz.U. Nr 201, poz.1238 w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie, załącznik nr 2, pkt.1.5. Do izolacji odmulaczy stosować kształtki z pianki poliuretanowej o grubości 60 mm. Zalecane grubości izolacji o współczynniku przewodzenia 0,035 W/mK Izolacja winna spełniać wymagania eksploatacyjne ZEC. Dla oznakowania rurociągów wykonać opaski identyfikacyjne o wymiarach i odstępach zgodnych z PN-70/N-01270/07. Barwy rozpoznawcze stosować zgodnie z PN-70/N-01270/03 dla zielonego koloru wody. Przyjąć następujące barwy: -woda sieciowa zasilanie - czerwona -woda sieciowa powrót - niebieska -woda instalacyjna zasilanie - biała -woda instalacyjna powrót - biała. strona 8
Kierunki przepływu oznaczyć strzałkami o długości 50-300 mm, w zaleŝności od średnicy rurociągu, w kolorze czarnym. Dźwignie zaworów kulowych pomalować farbą w kolorach identyfikacyjnych rurociągów. 4.7. Pomieszczenie węzła cieplnego Przewiduje sie montaŝ urządzeń w pomieszczeniu istniejącego węzła cieplnego. Pomieszczenie węzła posiada oświetlenie dzienne. Wysokość pomieszczenia H=2,5m. W pomieszczenie węzła posiada wentylację grawitacyjną nawiewną i wywiewną dodatkowo proponuje się : 1. Wentylacja wywiewna: w kanale wyciągowym zamontować wentylator osiowy FLUX-100, produkcji Danfoss. 5.0. Wytyczne montaŝowe 1. W trakcie montaŝu posługiwać się schematem technologicznym węzła cieplnego. 2. W przejściach rurociągi naleŝy prowadzić na wysokości min. 1,9 m licząc od spodu izolacji, 3. Przejścia przewodów przez ściany wykonać w tulejach ochronnych, 4. Przewody prowadzić z minimalnym spadkiem 0,2% w kierunku odwodnień, 5. Przewody mocować na zawiesiach systemowych. 6. Zawory bezpieczeństwa zamontować zgodnie z projektem na ciśnienie otwarcia: -instalacja c.o. i c.t. - 4 bar -instalacja c.w.u. - 6 bar 7. Sprawdzić i wyregulować ciśnienie przestrzeni gazowej w naczyniu ciśnieniowym 2,0 MPa 8. Urządzenia montować zgodnie z ich DTR. 9. Czujnik temperatury zewnętrznej naleŝy zamontować na ścianie zewnętrznej budynku, na wysokości minimum 2,5 m ponad poziomem terenu. 10. Wszelkie zmiany w projekcie naleŝy uzgodnić z projektantem i Przedstawicielem PEC. 11. Całość prac wykonać zgodnie z Warunkami technicznymi wykonania i odbioru robót budowlano-montaŝowych cz. II, Instalacje sanitarne i przemysłowe oraz obowiązującymi przepisami BHP. 6.0. Wytyczne branŝowe 6.1. Wytyczne budowlane w pomieszczeniu węzła posadzkę wyprofilować w kierunku odwodnień, ściany węzła wytynkować i pomalować lub wykończyć glazurą ceramiczną, 6.2. Wytyczne instalacji wod-kan. udroŝnić studzienkę schładzającą podłączoną do kanalizacji sanitarnej Opis projektowanego rozwiązania Ścieki powstałe w węźle cieplnym: odpływy z zaworów bezpieczeństwa, spusty z wymienników sprowadzić nad lejki i do istniejącej studzienki schładzającej. Następnie ścieki technologiczne oraz ze zlewu odprowadzane są do istniejącej sieci kanalizacji sanitarnej. strona 9
Przybory i urządzenia sanitarne łączone z kanalizacją muszą mieć zamknięcie wodne syfony. 6.3. Wytyczne elektryczne W ramach modernizacji węzła cieplnego naleŝy zasilić: 1. pompę c.o. MAGNA 40-120F, prod. GRUNDFOS: - pobór mocy 25-450 W - pobór prądu 0,17-2,0A / 1x230V 2. pompę c.t. UPS 32-60, prod. GRUNDFOS: - pobór mocy 60 W - pobór prądu 0,27 A / 1x230V 3. pompę c.w.u. Alpha 25-60N180, prod. GRUNDFOS: - pobór mocy 5-45 W - pobór prądu 0,05 0,38 A / 1x230V 4. Siłownik zaworu regulacyjnego c.o. Danfoss typu AMV323 z zabezpieczeniem STW: - zasilanie 230V 50 Hz - pobór prądu 12VA - stopień ochrony IP55 Sygnał sterujący 0-10V 5. Siłownik zaworu regulacyjnego c.t.. Danfoss typu AMV323 z zabezpieczeniem STW: - zasilanie 230V 50 Hz - pobór prądu 12VA - stopień ochrony IP55 Sygnał sterujący 0-10V 6. Siłownik zaworu regulacyjnego c.w.u. Danfoss typu AMV323 z zabezpieczeniem STB: - zasilanie 230V 50 Hz - pobór prądu 12VA - stopień ochrony IP55 Sygnał sterujący 0-10V 7. Regulator elektroniczny dla c.o. i c.w.u. ECL Comfort 300 z kartą C66: - zasilanie 230V 50 Hz - pobór prądu 5 VA - stopień ochrony IP40 8. Regulator elektroniczny dla c.t..ecl Comfort 300 z kartą C14: - zasilanie 230V 50 Hz - pobór prądu 5 VA - stopień ochrony IP40 strona 10
II. OBLICZENIA 1.0. ZałoŜenia do obliczeń Podstawą do wykonania modernizacji źródła ciepła jest: - Projekt budowlano-wykonawczy wymiany instalacji c.o. i c.t. w budynku przy ul. Św. Ducha 90 w Inowrocławiu - oprac. Termoprojekt, maj 2009 r. - Warunki techniczne na modernizację istniejącego węzła cieplnego w budynku M.O.P.S. przy ul. Św. Ducha 90 w Inowrocławiu - wydane przez Zakład Energetyki Cieplnej Sp. z.o.o. w Inowrocławiu, z dnia 20.04.09 Dla zmienionych warunków pracy instalacji c.o. : -zapotrzebowanie ciepła dla c.o. N co = 186,24 kw -zapotrzebowanie ciepła max dla c.w.u. N cwu max = 177,23 kw -zapotrzebowanie ciepła średnie dla c.w.u. N cwu śr = 56,31 kw -zapotrzebowanie ciepła dla potrzeb wentylacji N w = 34,50 kw -parametry pracy instalacji c.o. i c.t. t z /t p = 80/60 -przepływ obliczeniowy wody inst. c.o. G ico = 8,15 m 3 /h -przepływ obliczeniowy wody inst. went. G iw = 1,41 m 3 /h -wymagane ciśnienie dysp. Instalacji c.o.: dp i = 38,5 kpa -wymagane ciśnienie dysp. Instalacji went..: dp i = 18,6 kpa -parametry obliczeniowe wody sieciowej : w okresie grzewczym T z /T p = 125 /70 w okresie letnim T z /T p = 70 /35 maksymalne ciśnienie dysp. dp w = 1,2 bar o C o C o C 2.0. Dane wyjściowe Wymagany przepływ wody sieciowej: G S = G SCO + G SCWU + G SCT 1. okres grzewczy NatęŜenie przepływu wody sieciowej dla c.o. dla węzła cieplnego szeregoworównoległego: G S = (N co /c p x T) + 0,5x N cwśr /( c p x T II ) + (N w /c p x T) [ kg/s] gdzie: Nco - zapotrzebowanie mocy cieplnej dla c.o. w warunkach obliczeniowych, kw, N w - zapotrzebowanie mocy cieplnej dla wentylacji w warunkach obliczeniowych, kw, T - projektowa róŝnica temperatur wody sieciowej strona 11
Ncwśr średnie, godzinowe zapotrzebowanie mocy cieplnej dla c.w., kw, TII róŝnica temperatur wody sieciowej na II stopniu przy maksymalnym rozbiorze c.w. w okresie przejściowym TII = 24 C, cp - ciepło właściwe wody, kj/kg K NatęŜenie przepływu wody sieciowej przez II stopień węzła c.w. w okresie grzewczym: G scw II G scw II G scw II = 0,5x N cwu śr / (c p x T II ) = 0,5x 63 500 / (4,2 x 24x 958,3) = 0,29 kg/s = 1,05 m 3 /h NatęŜenie przepływu wody sieciowej przez I stopień węzła c.w. wynosi: G S I = G sco + G scw II kg/s G S I = 3,03 + 1,05 = 4,08 m 3 /h 2. okres letni G SL = 1,05*( N cwu max/ c p x T L ) =1,05x 177 230 /(35*4,2*977,7)=1,29 kg/s G SL = 4,66 m 3 /h Przepływ wody sieciowej dla instalacji ciepła technologicznego: G SCT = (N w /c p x T 1 ) = 36 300/[(125-70)*4,2*958,3] = 0,16 kg/s G SCT = 0,59 m 3 /h Sumaryczny przepływ wody sieciowej : - w okresie grzewczym G S = 3,03 + 1,05 +0,59 = 4,67 m 3 /h - w okresie letnim G S = 4,66 m 3 /h 3.0. Węzeł c.o. 3.1. Dane wyjściowe NatęŜenie przepływu wody sieciowej przez wymiennik c.o. wynosi: G SCO = (N co /c p x T 1 ) = 186 240/[(125-70)*4,2*960,5] =0,84 kg/s G SCO = 3,03 m 3 /h 3.2. Wymienniki ciepła c.o. W węźle c.o. zaprojektowano wymienniki ciepła typu JADX6/50,1 szt. strona 12
Na podstawie programu doboru wymienników ciepła oprac. SECESPOL określono: wymagana ilość wymienników - 1 szt. JADX6/50, przy załoŝonym współczynniku zanieczyszczenia 0,15 m 2 K/kW, parametrach T z /T p =125/70 o C, strata ciśnienia : instalacja c.o. 3.3. Pompa obiegowa c.o. obieg grzewczy - 4,45 x1,2 = 5,34 kpa - 2,46 x1,2 = 2,95 kpa Opory w obiegu instalacji c.o. -Obieg węzła cieplnego - 6,00 kpa -opór wymienników c.o. - 5,34 kpa -ciśnienie dyspozycyjne instalacji - 38,50 kpa -opór zasilania pomp obiegowych - 5,00 kpa -odmulacz - 2,50 kpa Razem 57,34 kpa Dobrano pompy obiegowe : MAGNA 40-120F ( 1+1 rezerwowa). Wymagana charakterystyka pomp obiegowych: Q = 1,15 * 8,15 = 9,37 m 3 /h H = 1,1 * 57,34 = 63,1 m H 2 O Parametry pracy pompy: wysokość podnoszenia 0,5 10 mh 2 0 wydajność 0,0-18 m 3 /h pobór mocy 25-450 W pobór prądu 0,17 2,0 A / 1x230V ciśnienie PN 10 temperatura +2 - +110 o C Przewiduje się pracę pompy wg ciśnienia proporcjonalnego. W magazynie naleŝy przechowywać pompę rezerwową. 3.4. Naczynie wzbiorcze c.o. Parametry naczyń wzbiorczych oblicza się na podstawie normy PN-B-02414:1999. Dane do obliczeń: Na podstawie danych projektu instalacji c.o. pojemność wynosi: Pojemność wodna instalacji V co,w = 1 888 dm 3 Wysokość statyczna wynosi p s = 1,8 bar Ciśnienie początku otwarcia zaworu bezpieczeństwa p o = 4,0 bar Zapotrzebowanie ciepła Q co = 202,4 kw Parametry pracy instalacji t iz /t ip = 80/60 o C Minimalna pojemność naczynia wzbiorczego określa się przy następujących załoŝeniach: V U = V ρ1 υ gdzie: V pojemność instalacji centralnego ogrzewania [m 3 ] ρ 1 gęstość wody instalacyjnej w temperaturze początkowej t 1 =10 O C [kg/m 3 ] υ przyrost objętości właściwej wody instalacyjnej przy jej ogrzaniu od temperatury początkowej t 1 do obliczeniowej temperatury wody instalacyjnej na zasilaniu t Z [dm 3 /kg] v 1 = 999,7 kg/m 3 strona 13
t 1 = 10 o C t z = 80 o C v = 0,0287dm 3 /kg Pojemność uŝytkowa naczynia jest równa: V U = 1,89 999,7 0,0287 = 54,23dm 3 V U = 54,2 dm 3 Pojemność całkowita minimalna naczynia dla: pmax + 1 Vn = VU pmax p [dm 3 ] gdzie: V U pojemność uŝytkowa naczynia wzbiorczego [dm 3 ] p max maksymalne obliczeniowe ciśnienie w naczyniu wzbiorczym [bar] p ciśnienie wstępne w przestrzeni gazowej naczynia wzbiorczego przeponowego przy temperaturze wody t 1 = 10 O C p max = 0, 4 MPa = 4,0 bar p = 1,8 + 0,2 = 2,0 bar V n = 135,57 dm 3 Pojemność uŝytkowa naczynia z rezerwą na ubytki wody jest równa: VuR = VU + V E 10 [dm 3 ] gdzie: V U pojemność uŝytkowa naczynia wzbiorczego [dm 3 ] V pojemność instalacji centralnego ogrzewania [dm 3 ] E ubytki eksploatacyjne wody instalacyjnej między uzupełnieniami [%] E = 0,25 % V ur = 54,23 + 1,89 0,25 10 = 56,8 dm 3 V ur = 58,96 dm 3 Całkowita pojemność naczynia wzbiorczego z uwzględnieniem uŝytkowej pojemności naczynia z rezerwą: V nr = V ur pmax + 1 [dm p p 3 ] max R p R - ciśnienie wstępne pracy instalacji [bar] p R = 2,1 bar V nr = 155,3 dm 3 W celu zabezpieczenia instalacji przed wzrostem ciśnienia naleŝy zainstalować naczynie wzbiorcze REFLEX N200 o pojemności całkowitej 200 l i uŝytkowej 180 l wraz z złączem samoodcinającym SU R 1. Średnica rury bezpieczeństwa Dn25. 3.5. Zawór bezpieczeństwa c.o. Obliczenia dla przepływu jednofazowego strona 14
Na podstawie normy PN-B-02414:1999. Wymagana przepustowość zaworów bezpieczeństwa wynosi: A M = 447,3* b* A*[(p2-p1)*930,5] 1/2 gdzie: p2 - ciśnienie nominalne sieci ciepłowniczej p2 = 16 bar p1 - ciśnienie nastawy zaworu bezpieczeństwa p1 = 4,0 bar - powierzchnia przekroju poprzecznego jednej rurki węŝownicy, dla JAD A=36,6*10-6 m 3 b - współczynnik dla p2-p1>5 bar b=2 M = 447,3 * 2 * 36,3*10-6 * [(16-4)*930,5] 1/2 = 3,5 kg/s Najmniejsza wewnętrzna średnica króćca dopływowego zaworu bezpieczeństwa, gdy źródłem ciepła jest wymiennik : d o = 54 *{M*[α c *(p1*ς) 1/2 ]} 1/2 α dla zaworu SYR 1915 11/4 wynosi: 0,25 α c = 0,9 *0,25 = 0,23 d o = 26,86 mm Dobrano zawór SYR 11/4 o d o = 27 mm. Obliczenie dla przepływu dwufazowego - mieszanina wody i pary Obliczenie maksymalnego przepływu w przypadku uszkodzenia wymiennika: N ṁ 3600 r N = 186,2 kw - wydajność wymiennika ciepła w warunkach obliczeniowych r = 2101,8 kj/kg - ciepło parowania dla ciśnienia 0,4 MPa m = 3600* 186,2/2102 = 318,93 kg/h Obliczenia przepływu przez 1 szt. zaworów bezpieczeństwa 11/4 firmy Hans Sasserath & CO -Niemcy SYR.. m =10 k k α A ( p + 0.1) 1 2 1 k 1 = 0,532 β=(p 2 + 0,1)/(p r +0,1) p r = 0,4 bar β= 0,19 p 2 = 0 bar k 2 = 1.00 α = 0,32- współczynnik wypływu dla pary wg danych katalogowych dla 4 bar p 1 = 1,1 * p z = 0.44 MPa A = 572 mm 2 dla SYR 1915 Dn32 d 0 = 27 mm m = 10*0,532*1,0*0,32*572*(0,44+0,1) = 525,84 kg/h Dobrane dla przepływu dwufazowego zawory spełniają warunek: 525,8 > 318,93 kg/h. strona 15
Do zabezpieczenia instalacji naleŝy zamontowaë 1 szt. zaworu bezpieczeństwa SYR11/4. 3.6. Regulator c.o. Nastawa zaworu: ciśnienie otwarcia 0,40 MPa Sprawdzenie autorytetu zaworu dla wymaganego 0,2< p r * < 0,8 Przewiduje się zainstalowanie w obiegu c.o. zaworu regulacyjnego Danfoss VF2 Dn20 o k vs = 6,3 m 3 /h. Straty w obiegu grzewczym c.o. wynoszą : wymienniki ciepła zawór regulacyjny 2,95 kpa 23,13 kpa obieg węzła cieplnego 28,38 kpa Razem p r * = 23,13/54,46 = 0,42 54,46 kpa Kryterium dławienia mieści się w wymaganym zakresie. Proponuje się montaŝ zaworu firmy Danfoss PN16 typu VF2 Dn20 o k vs =6,3 m 3 /h z siłownikiem AMV323 z zabezpieczeniem STW. Zawór będzie współpracował z regulatorem elektronicznym typu ECL Comfort300 z kartą C66. 3.7. Układ uzupełniania wody instalacyjnej W układzie uzupełniania wody z sieci ciepłowniczej naleŝy : Zamontować zawór redukcyjny SYR typ 315 Dn 20, ciśnienie nastawy 3,3 bar Filtr siatkowy typu FS-1 Dn 20 z siatką o oczkach 600/cm 2. 4.0. Węzeł ciepła technologicznego 4.1. Dane wyjściowe Przepływ wody sieciowej dla instalacji ciepła technologicznego: G SCT = (1,05xN w /c p x T 1 ) = 36 300/[(125-70)*4,2*958,3] = 0,16 kg/s G SCT = 0,59 m 3 /h typu 4.2. Wymienniki ciepła c.t. W węźle c.t. zaprojektowano wymienniki ciepła typu JADX3/18,1 szt. Na podstawie programu doboru wymienników ciepła oprac. SECESPOL określono: wymagana ilość wymienników - 1 szt. JADX3.18, przy załoŝonym współczynniku zanieczyszczenia 0,15 m 2 K/kW, parametrach T z /T p =125/70 o C, strata ciśnienia : instalacja c.t. - 1,01 x1,2 = 1,21 kpa obieg grzewczy - 0,58 x1,2 = 0,7 kpa 4.3. Pompa obiegowa c.t. Opory w obiegu instalacji c.t. strona 16
-Obieg węzła cieplnego - 5,20 kpa -opór wymienników c.o. - 1,21 kpa -ciśnienie dyspozycyjne instalacji - 18,60 kpa -opór zasilania pomp obiegowych - 8,00 kpa -filtr - 1,50 kpa Razem 34,51 kpa Dobrano pompy obiegowe UPS 32-60 ( 1+1 rezerwowa). Wymagana charakterystyka pomp obiegowych: Q = 1,15 * 1,413 = 1,62 m 3 /h H = 1,10 * 34,51 = 37,96 kpa = 3,8 m H 2 O Parametry pracy pompy: wysokość podnoszenia 0,5 3,0 mh 2 0 wydajność 0,5-5,0 m 3 /h pobór mocy 60 W pobór prądu 0,27 A / 1x230V ciśnienie PN 10 temperatura +2 - +110 o C Przewiduje się pracę pompy na 2. biegu. W magazynie naleŝy przechowywać pompę rezerwową. 4.4. Naczynie wzbiorcze c.t. Parametry naczyń wzbiorczych oblicza się na podstawie normy PN-B-02414:1999. Dane do obliczeń: Na podstawie danych projektu instalacji c.o. pojemność wynosi: Pojemność wodna instalacji V co,w = 106,8 dm 3 Wysokość statyczna wynosi p s = 1,8 bar Ciśnienie początku otwarcia zaworu bezpieczeństwa p o = 4,0 bar Zapotrzebowanie ciepła Q co = 34,5 kw Parametry pracy instalacji t iz /t ip = 80/60 o C Minimalna pojemność naczynia wzbiorczego określa się przy następujących załoŝeniach: V U = V ρ1 υ gdzie: V pojemność instalacji centralnego ogrzewania [m 3 ] ρ 1 gęstość wody instalacyjnej w temperaturze początkowej t 1 =10 O C [kg/m 3 ] υ przyrost objętości właściwej wody instalacyjnej przy jej ogrzaniu od temperatury początkowej t 1 do obliczeniowej temperatury wody instalacyjnej na zasilaniu t Z [dm 3 /kg] v 1 = 999,7 kg/m 3 t 1 = 10 o C t z = 80 o C v = 0,0287dm 3 /kg Pojemność uŝytkowa naczynia jest równa: V U = 0,107 999,7 0,0287 = 3,04 dm 3 V U = 3,0 dm 3 Pojemność całkowita minimalna naczynia dla: strona 17
V n = V U p p + p max 1 max [dm 3 ] gdzie: V U pojemność uŝytkowa naczynia wzbiorczego [dm 3 ] p max maksymalne obliczeniowe ciśnienie w naczyniu wzbiorczym [bar] p ciśnienie wstępne w przestrzeni gazowej naczynia wzbiorczego przeponowego przy temperaturze wody t 1 = 10 O C p max = 0, 4 MPa = 4,0 bar p = 1,8 + 0,2 = 2,0 bar V n = 7,6 dm 3 Pojemność uŝytkowa naczynia z rezerwą na ubytki wody jest równa: VuR = VU + V E 10 [dm 3 ] gdzie: V U pojemność uŝytkowa naczynia wzbiorczego [dm 3 ] V pojemność instalacji centralnego ogrzewania [dm 3 ] E ubytki eksploatacyjne wody instalacyjnej między uzupełnieniami [%] E = 0,15 % V ur = 7,6 + 0,107 0,15 10 = 7,8 dm 3 V ur = 7,8 dm 3 Całkowita pojemność naczynia wzbiorczego z uwzględnieniem uŝytkowej pojemności naczynia z rezerwą: V nr = V ur pmax + 1 [dm p p 3 ] max R p R - ciśnienie wstępne pracy instalacji [bar] p R = 2,3 bar V nr = 19,8 dm 3 strona 18 W celu zabezpieczenia instalacji przed wzrostem ciśnienia naleŝy zainstalować naczynie wzbiorcze REFLEX N50 o pojemności całkowitej 50 l i uŝytkowej 45 l wraz z złączem samoodcinającym SU R 3/4. Średnica rury bezpieczeństwa Dn25. 4.5. Zawór bezpieczeństwa c.t. Obliczenia dla przepływu jednofazowego Na podstawie normy PN-B-02414:1999. Wymagana przepustowość zaworów bezpieczeństwa wynosi: M = 447,3* b* A*[(p2-p1)*930,5] 1/2 gdzie: p2 - ciśnienie nominalne sieci ciepłowniczej p2 = 16 bar p1 - ciśnienie nastawy zaworu bezpieczeństwa p1 = 4,0 bar
A Projekt wykonawczy modernizacji węzła cieplnego w budynku w Inowrocławiu przy ul. Św. Ducha 90 - powierzchnia przekroju poprzecznego jednej rurki węŝownicy, dla JAD A=36,6*10-6 m 3 b - współczynnik dla p2-p1>5 bar b=2 M = 447,3 * 2 * 36,3*10-6 * [(16-4)*930,5] 1/2 = 3,5 kg/s Najmniejsza wewnętrzna średnica króćca dopływowego zaworu bezpieczeństwa, gdy źródłem ciepła jest wymiennik : d o = 54 *{M*[α c *(p1*ς) 1/2 ]} 1/2 α dla zaworu SYR 1915 11/4 wynosi: 0,25 α c = 0,9 *0,25 = 0,23 d o = 26,86 mm Dobrano zawór SYR 11/4 o d o = 27 mm. Obliczenie dla przepływu dwufazowego - mieszanina wody i pary Obliczenie maksymalnego przepływu w przypadku uszkodzenia wymiennika: N ṁ 3600 r N = 34,5 kw - wydajność wymiennika ciepła w warunkach obliczeniowych r = 2101,8 kj/kg - ciepło parowania dla ciśnienia 0,4 MPa m = 3600* 34,5/2102 = 59,1 kg/h Obliczenia przepływu przez 1 szt. zaworów bezpieczeństwa 11/4 firmy Hans Sasserath & CO -Niemcy SYR.. m =10 k k α A ( p + 0.1) 1 2 1 k 1 = 0,532 β=(p 2 + 0,1)/(p r +0,1) p r = 0,4 bar β= 0,19 p 2 = 0 bar k 2 = 1.00 α = 0,32- współczynnik wypływu dla pary wg danych katalogowych dla 4 bar p 1 = 1,1 * p z = 0.44 MPa A = 572 mm 2 dla SYR 1915 Dn32 d 0 = 27 mm m = 10*0,532*1,0*0,32*572*(0,44+0,1) = 525,84 kg/h Dobrane dla przepływu dwufazowego zawory spełniają warunek: 525,8 > 59,1 kg/h. Do zabezpieczenia instalacji naleŝy zamontować 1 szt. zaworu bezpieczeństwa SYR11/4. 4.6. Regulator c.t. Nastawa zaworu: ciśnienie otwarcia 0,40 MPa Sprawdzenie autorytetu zaworu dla wymaganego 0,2< p r * < 0,8 strona 19
Przewiduje się zainstalowanie w obiegu c.t. zaworu regulacyjnego Danfoss VF2 Dn15 o k vs = 1,6 m 3 /h. Straty w obiegu grzewczym c.o. wynoszą : wymienniki ciepła zawór regulacyjny obieg węzła cieplnego Razem p r * 13,60/39,79 = 0,34 0,70 kpa 13,60 kpa 25,49 kpa 39,79 kpa Kryterium dławienia mieści się w wymaganym zakresie. Proponuje się montaŝ zaworu firmy Danfoss PN16 typu VF2 Dn15 o k vs = 1,6 m 3 /h z siłownikiem AMV323 z zabezpieczeniem STW. Zawór będzie współpracował z regulatorem elektronicznym typu ECL Comfort300 z kartą C14. 4.7. Układ uzupełniania wody instalacyjnej W układzie uzupełniania wody z sieci ciepłowniczej naleŝy : Zamontować zawór redukcyjny SYR typ 315 Dn 20, ciśnienie nastawy 3,3 bar Filtr siatkowy typu FS-1 Dn 20 z siatką o oczkach 600/cm 2. typu 5.0. Węzeł c.w.u. 5.1. Dane wyjściowe -zapotrzebowanie ciepła max dla c.w.u. N cwu max = 177,23 kw -zapotrzebowanie ciepła średnie dla c.w.u. N cwu śr = 56,31 kw -przepływ obliczeniowy wody instalacyjnej G icwu = 0,97 m 3 /h -strata ciśnienia w instalacji cyrkulacji: dp i = 15,0 kpa -parametry obliczeniowe wody sieciowej - zima T z = 125/70 -parametry obliczeniowe wody sieciowej- lato T zl = 70/35 o C -obliczeniowa temperatura c.w.u. t cwu = 60/10 o C o C Zapotrzebowanie ciepła dla potrzeb c.w.u. określono przy następujących załoŝeniach: - część mieszkalna budynku: - dla załoŝonej ilości 90 osób: zapotrzebowanie ciepła dla c.w.u. max = 106 kw zapotrzebowanie ciepła dla c.w.u. śr = 35,0 kw godzinowy współczynnik nierównomierności rozbioru = 3,03, - część niemieszkalna budynku: - dla załoŝonej ilości osób: ćwiczący 65 osób - zuŝycie normatywne 66 l/j.o. x doba strona 20
biurowi pracownicy 38 osób zuŝycie normatywne 15 l/j.o. x doba - załoŝony czas pracy 10 h/dobę przepływ obliczeniowy c.w.u. dla osób ćwiczących średni 0,12l/s, maksymalny 0,42 l/s przepływ obliczeniowy c.w.u. dla pracowników biurowych średni 0,016l/s, maksymalny 0,04 l/s - współczynniki nierównomierności rozbioru: pobór c.w.u. dla potrzeb osób ćwiczących - 3,5 pobór dla potrzeb pracowników biurowych - 2,5 - zapotrzebowanie ciepła dla odbiorców: osoby ćwiczące - maksymalne 62,85 kw średnie 17,96 kw pracownicy biurowi - maksymalne 8,38 kw średnie Łączne zapotrzebowanie ciepła dla potrzeb c.w.u. Q cwu max = 177 23 kw Q cwu śr = 56,31 kw Wymagane moce wymienników ciepła: - wymiennik II o Q w II - wymiennik I o Q w I = 0,5x Q cwu max = 0,5 x 177,23 = 88,6 kw = 0,55x Q cwu max = 0,55 x 177,23 = 97,48 kw Wymagany przepływ wody sieciowej: 1. okres grzewczy 3,34 kw NatęŜenie przepływu wody sieciowej przez II stopień węzła c.w. w okresie grzewczym: G scw II G scw II G scw II = 0,5x N cwu max / (c p x ϱ x T II ) = 0,5x 177 230 / (4,2 x 958,3x26) = 0,85 kg/s = 3,05 m 3 /h NatęŜenie przepływu wody sieciowej przez I stopień węzła c.w. wynosi: G S I = 3,03 + 1,05 = 4,08 m 3 /h 2. okres letni G SL = 1,05*( N cwu max/ c p x T L ) =1,05x 177 230 /(35*4,2*977,7)=1,29 kg/s strona 21
G SL = 4,66 m 3 /h Maksymalny przepływ instalacyjny godzinowy: G max cwu = 0,97 kg/s = 3,49 m 3 /h Przepływ cyrkulacyjny: G cyrk = 0,3 x 0,97 = 1,08 m 3 /h Na przewodzie zimnej wody zasilającej wymiennik I o podgrzewu c.w.u. przewiduje się montaŝ wodomierza z.w. typu JS-50-6,0 Dn 32 o przepływie nominalnym 6,0 m 3 /h i przepływie maksymalnym 12,0 m 3 /h. 5.2. Wymienniki ciepła c.w.u. Wymagana moc wymienników ciepła dla węzła bez zasobnika: Q i wu = 1,05 * Q max wu = 186,09 kw W węźle c.w.u. zaprojektowano wymienniki ciepła typu JADX-6/50, 2 szt. Połączone szeregowo po stronie wody instalacyjnej i sieciowej. Na podstawie programu doboru wymienników ciepła oprac. SECESPOL określono: wymagana ilośë wymienników - 2 szt. JADX-6/50, przy załoŝonym współczynniku zanieczyszczenia 0,25 m 2 K/kW, parametrach T z /T p =70/35 o C nadwyŝka mocy wynosi 32%, strata ciśnienia : instalacja c.w.u. obieg grzewczy (lato) obieg grzewczy ( zima) - 1,01 x1,2 = 1,21 kpa - 2,19 x1,2 = 2,63 kpa - wymiennik I o - 2,41 x 1,2 = 2,89 kpa - wymiennik II o - 1,03 x1,2 = 1,24 kpa Zgodnie z wytycznymi projektowania węzłów cieplnych przekazanymi przez ZEC w obiegu c.w.u. zaprojektowano stabilizator temperatury c.w.u. typu SCWA 400 o pojemności 300 l, produkcji Termen. 5.3. Pompa obiegowa c.w.u. Wymagane parametry pompy cyrkulacyjnej: Opory w obiegu instalacji c..w.u -Obieg węzła cieplnego - 3,00 kpa -opór wymienników c.w..u. - 1,21 kpa -strata ciśnienia w instalacji - 15,00 kpa -opór zasilania pomp cyrkulacyjnych - 2,00 kpa -filtr - 3,00 kpa Razem 24,21 kpa Wymagana charakterystyka pomp obiegowych: Q = 0,3 * 0,97 = 0,30 kg/s= 1,08 m 3 /h H = 1,1 * 2,4 = 2,64 m H 2 O Dobrano pompę cyrkulacyjną: typu UPS 25-60B ( 1+1 rezerwowa). Parametry pracy pompy: wysokość podnoszenia 0,5 5,0 mh 2 0 wydajność 0,0 3,5 m 3 /h strona 22
pobór mocy 50-70 W pobór prądu 0,22 0,30 A / 1x230V ciśnienie PN 10 temperatura +2 - +110 o C Pompa winna pracować na 2-gim biegu. Przewiduje się montaŝ jednej pompy cyrkulacyjnej, drugą pompę naleŝy przechowywać w magazynie. 5.4. Zawór regulacyjny obiegu c.w.u. Obliczeniowy strumień wody sieciowej dla węzła c.w.u.: - w okresie grzewczym: G scw II = 3,05 m 3 /h - w okresie letnim: G SL = 4,66 m 3 /h Straty w obiegu grzewczym c.w.u. wynoszą : - w okresie grzewczym wymienniki ciepła 4,13 kpa obieg węzła cieplnego Razem - w okresie letnim wymienniki ciepła obieg węzła cieplnego Razem 25,49 kpa 29,62 kpa 2,63 kpa 25,40 kpa 28,03 kpa Proponuje się montaŝ zaworu firmy Danfoss PN16 typu VF2 Dn20 o k vs = 10 m 3 /h z siłownikiem AMV323 z zabezpieczeniem STB. Zawór będzie współpracował z regulatorem elektronicznym ECL Comfort300 z kartą C66. Strata ciśnienia na zaworze regulacyjnym: - w okresie grzewczym: p = (10*3,05/10) 2 = 9,5 kpa - w okresie letnim: p = (10*4,66/10) 2 = 21,72 kpa Sprawdzenie autorytetu zaworu regulacyjnego: Łączna strata ciśnienia w obiegu grzewczym: - dla okresu grzewczego wymienniki ciepła 4,13 kpa zawór regulacyjny obieg węzła cieplnego 9,50 kpa 25,49 kpa Razem 39,12 kpa Sprawdzenie autorytetu zaworu dla wymaganego 0,2< p * r < 0,8 Regulowana róŝnica ciśnień = 39,12 kpa p r * = 9,50/39,12 = 0,25 strona 23
- dla okresu letniego wymienniki ciepła zawór regulacyjny obieg węzła cieplnego 2,63 kpa 21,72 kpa 25,40 kpa Razem 49,75 kpa Sprawdzenie autorytetu zaworu dla wymaganego 0,2< p * r < 0,8 Regulowana róŝnica ciśnień = 49,75 kpa p r * = 21,72/49,75 = 0,44 Strata ciśnienia w obiegu regulacyjnym: lato: p l = 39,12 kpa zima: p z = 49,75 kpa 5.5. Układ zabezpieczeń instalacji c.w.u. Zawór bezpieczeństwa instalacji c.w.u. Doboru zaworu bezpieczeństwa dokonano na podstawie wymagań normy PN-91/B-02414.. m = 447,3 b A ( p 1 p 2 ) ρ 1, gdzie dla wymiennika : b = 2 - dla (p 2 - p 1 ) > 0,5 A - powierzchnia przekroju poprzecznego jednej rurki węŝownicy, dla JAD A=36,6*10-6 m 3 p 2 = 16,0 bar - ciśnienie maksymalne wody sieciowej p 1 = 6,0 bar - ciśnienie dopuszczalne instalacji ρ 1 = 934,8 kg/m 3 - gęstość wody sieciowej przy temperaturze obliczeniowej zasilania dla t = 130 C czyli: M = 447,3 * 2 * 36,3*10-6 * 16 6,0 934,8 = 3,17 kg/s Obliczenie przepływu przez zawór bezpieczeństwa 11/4 firmy Hans Sasserath & CO - Niemcy SYR2115. Zakłada się zainstalowanie 1 szt. zaworu bezpieczeństwa. Najmniejsza wewnętrzna średnica króćca dopływowego zaworu bezpieczeństwa:. d o = 54 α c m. p 1 ρ 1 mm α c = 0,25 - współczynnik wypływu dla zaworu bezpieczeństwa 11/4 α crz = 0,25* 0,9 = 0,225 p o = 6,0 bar - ciśnienie początku otwarcia p 1 = p o bar - ciśnienie zrzutowe p 2 = 0 bar - ciśnienie odpływowe ρ 1 = 934,8 kg/m 3 - gęstość wody w temperaturze obliczeniowej zasilania sieci, dla t = 130 C strona 24
d o = - najmniejsza średnica wewnętrzna kanału przepływowego zaworu d o = 54 3,17/ 0,225 6,0 934,8 = 23,31 mm Przyjęto zainstalowanie 1 szt. zaworów bezpieczeństwa SYR 1915 11/4 o d o =27 mm. Obliczenie dla przepływu dwufazowego - mieszanina wody i pary Obliczenie maksymalnego przepływu w przypadku uszkodzenia wymiennika: N ṁ 3600 r N = 177,3 kw - wydajność wymiennika ciepła w warunkach obliczeniowych r = 2057,8 kj/kg - ciepło parowania dla ciśnienia 0,6 MPa m = 3600* 177,3/2057,8 = 310,2 kg/h Obliczenia przepływu przez zawór bezpieczeństwa 11/4 firmy Hans Sasserath & CO -Niemcy SYR. Przepustowość 1 szt. zaworu bezpieczeństwa :. m =10 k1 k 2 α A ( p + 0.1 ) 1 k 2 = 1.00 α = 0,48 - współczynnik wypływu dla pary wg danych katalogowych p 1 = 1,1 * p o = 0.66 MPa A = 572 mm 2 m = 10*0,53*1,0*0,48*572*(0,66+0,1) = 1105,9 kg/h Dobrany zawór spełnia warunek: 1105,9 > 310,2 kg/h. 6.0. Układ pomiarowo-rozliczeniowy Proponuje się zainstalowanie układu pomiarowo-rozliczeniowego ciepła, produkcji Kamstrup: - przelicznik pomiaru energii cieplnej typu Multical 401 z zasilaniem bateryjnym i modułem TOP, - przetwornik przepływu typu Ultraflow65-S/R o przepływie nominalnym q n =3,5m 3 /h, przepływie maksymalnym q max =9,0m 3 /h i progu rozruchu 7 l/h strona 25
III. AUTOMATYKA WĘZŁA CIEPLNEGO 1.0. Podstawa opracowania - zlecenie Inwestora - wytyczne projektowania ZEC Inowrocław - katalogi firmy Danfoss - inwentaryzacja węzła cieplnego. 2.0. Zakres opracowania Projekt niniejszy obejmuje: - regulację nadąŝną temperatury wody zasilającej instalację c.o,. w zaleŝności od temperatury zewnętrznej, - regulacje temperatury ciepłej wody uŝytkowej,z uwzględnienie priorytetu c.w.u. - regulację temperatury wody instalacyjnej ciepła technologicznego, zasilającego nagrzewnicę wodna centrali wentylacyjnej 3.0. Przyjęte rozwiązania 3.1. Pomiar ilości ciepła Proponuje się montaŝ układu pomiarowo-rozliczeniowego z licznikiem ciepła produkcji Kamstrup: - przelicznik pomiaru energii ciepnej typu Multical 401 z zasilaniem bateryjnym i modułem TOP, - przetwornik przepływu typu Ultraflow65-S/R Dn 25 o przepływie nominalnym q n =3,5m 3 /h, przepływie maksymalnym q max =9,0m 3 /h i progu rozruchu 7 l/h, k vs = 13,5 m 3 /h. Dla wymaganego przepływu wody sieciowej: 1. okres grzewczy G S = 3,03+1,05+0,59 = 4,67 m 3 /h strata ciśnienia na przetworniku przepływu: 11,97 kpa = 1,2 mh 2 0 2. okres letni G SL = 4,66 m 3 /h strata ciśnienia na przetworniku przepływu: 11,92 kpa = 1,2 mh 2 0. 3.2. Regulacja temperatury c.o.(tc-2), c.w.u. (TC-3) Układ automatycznej regulacji węzła cieplnego c.o. i c.w.u. zaprojektowano przy zastosowaniu następujących elementów automatyki firmy Danfoss: - elektroniczny regulator temperatury typu ECL Comfort 300 z kartą C66 - zawór regulacyjny c.o. typu VF2 Dn20 o k vs = 6,3 m3/h z siłownikiem AMV323,z zabezpieczeniem STW - zawór regulacyjny c.w.u. typu VF2 Dn25 o k vs =10 m3/h z siłownikiem AMV323 z zabezpieczeniem STB - czujniki temperatury : czujnik temperatury wody PT1000 ESMU-100, szt. 2 dla c.o., czujnik temperatury wody PT1000 ESMU-100, szt. 2 dla c.w.u. Czujnik temperatury zewnętrznej ESMT, szt.1 strona 26
Regulator nadąŝnie reguluje temperaturę wody zasilającej instalację c.o. w funkcji temperatury zewnętrznej oraz utrzymuje temperaturę ciepłej wody na stałym poziomie +60 o C za stabilizatorem temperatury c.w.u., co pozwala na uzyskanie wymaganej temperatury +55 o C w punktach poboru. Obwód regulacji c.o. wyposaŝony jest w dodatkowy czujnik temperatury umieszczony w przewodzie wody powrotnej sieciowej z wymiennika c.o., którego celem jest ochrona przed nadmiernym wzrostem temperatury wody powrotnej powstałym w skutek braku odbioru ciepła w obwodzie instalacji c.o. Obwód regulacji c.w.u. wyposaŝony jest w termostat bezpieczeństwa STB, który nie pozwala na wzrost temperatury wody instalacyjnej powyŝej 65 o C.Nastawa termostatu 60 o C, nastawa STB 65 o C. Obwód regulacji c.w.u. wyposaŝony jest w dodatkowy czujnik temperatury umieszczony w przewodzie cyrkulacyjnym., którego celem jest umoŝliwienie wykonania przegrzewu instalacji c.w.u. 3.3. Regulacja temperatury c.t.(tc-4) Układ automatycznej regulacji węzła c.t. zaprojektowano przy zastosowaniu następujących elementów automatyki firmy Danfoss: - elektroniczny regulator temperatury typu ECL Comfort 300 z kartą C14 - zawór regulacyjny c.t. typu VF2 Dn15 o k vs = 1,6 m3/h z siłownikiem AMV323,z zabezpieczeniem STW - czujniki temperatury : czujnik temperatury wody PT1000 ESMU-100 szt. 2 dla c.t., Regulator reguluje temperaturę wody zasilającej instalację c.t.,utrzymując temperaturę stałą na zasilaniu instalacji wentylacji na poziomie 80 o C. Dostosowanie parametrów wody zasilającej nagrzewnice centrali do potrzeb chwilowych następuje przez zawór mieszający, stopień otwarcia zaworu sterowany jest układem automatycznej regulacji stanowiącym wyposaŝenie centrali wentylacyjnej. Dobór zaworu mieszającego zawiera projekt instalacji c.t. wewnętrznej budynku. Obwód regulacji c.t. wyposaŝony jest w dodatkowy czujnik temperatury umieszczony w przewodzie wody powrotnej sieciowej z wymiennika c.o., którego celem jest ochrona przed nadmiernym wzrostem temperatury wody powrotnej powstałym w skutek braku odbioru ciepła w obwodzie instalacji c.t. 3.4. Węzeł podłączeniowy W ramach modernizacji proponuje się montaŝ licznika ciepła oraz regulatora róŝnicy ciśnień i przepływu Danfoss typu AVPQ-4 Dn40, k v = 16,0 m 3 /h i zakresie regulacji ciśnienia 0,3-2,0 bar. Nastawa regulatora przepływu wynosi 5,2. Strata ciśnienia na przetworniku zaworu regulacyjnego 0,2 bar. Wymagane nastawy zestawiono na formularzach obliczeniowych. Ciśnienie dyspozycyjne sieci: p z = pl = 120 kpa Ciśnienie absolutne sieci: p i = 6,0 atn strona 27
3.5.Instalacja elektryczna i ochrona przeciwporaŝeniowa System ochrony przeciwporaŝeniowej regulatorów zasilanych elektrycznie, licznika ciepła i miejsc podłączenia zasilania elektrycznego podany w projekcie instalacji elektrycznej węzła. 3.6. Wskazówki wykonawcze 1. Regulator elektroniczny firmy Danfoss, wchodzący w skład układu automatycznej regulacji, naleŝy montować na ścianie, na wysokości 1,5 m z zachowaniem wygodnego dostępu w trakcie eksploatacji. 2. Czujnik temperatury zewnętrznej naleŝy umieścić na ścianie zewnętrznej północnej budynku, na wysokości około 2,5 m nad poziomem terenu. 3. Czujniki temperatury regulowanej montować w króćcach, w kierunku przeciwnym do przepływu wody i jak najbliŝej wymienników ciepła, czujnik temperatury c.w.u. montować za stabilizatorem c.w.u. 3.7. Zestawienie danych technicznych i wyniki obliczeń Zestawienie danych technicznych i wyniki obliczeń zestawiono w tabelach: Tabela nr I - Zestawienie danych technicznych dla technologii wymiennikowego węzła cieplnego Węzeł c.w.u. Tabela nr II - Zestawienie danych technicznych dla technologii wymiennikowego węzła cieplnego Węzeł c.o. Tabela nr III - Zestawienie danych technicznych dla technologii wymiennikowego węzła cieplnego Węzeł ciepła technologicznego Tabela nr IV - Obliczenia automatyki węzła cieplnego Zestawienie danych technicznych i wyniki obliczeń Specyfikację urządzeń automatyki węzła cieplnego zestawiono w tabeli. 4.0.Dane eksploatacyjne 4.1. Węzeł podłączeniowy - przepływ limitowany: lato - 4,66 m 3 /h zima - 4,67 m 3 /h - regulowana róŝnica ciśnienia: lato - 25,40 kpa zima - 25,49 kpa - minimalne ciśnienie dyspozycyjne: lato - 76,3 kpa zima - 81,0 kpa - w obiegu grzewczym c.t. zamontować kryzę 8,0 mm strona 28
4.2. Ogólna charakterystyka pracy regulatora obiegu grzewczego c.o. i c.w.u. Parametryzacja REGULATORA DANFOSS TYP ECL COMFORT 300 z kartą C66 - wpisanie aktualnego czasu i daty ustawienia w dniu rozruchu, - krzywa grzania 1,0 - max. temperatura wody zasilającej 80 o C -min. temperatura wody zasilającej 30 o C -obniŝenie temp. wody zasilającej 3 o C -wartość graniczna tem. zewnętrznej 12 o C - Krzywa temperatury powrotu 0,8 - poziom temperatury powrotu 1 o C - max temperatura powrotu 50 o C - min temperatura powrotu 20 o C - wartość graniczna w czasie pracy letniej 15 o C - tygodniowy program dla c.o. wg potrzeb - praca w dni świąteczne wg potrzeb - wartość zadana c.w.u. 55 O C - program tygodniowy dla c.w.u. Wg potrzeb 4.3. Ogólna charakterystyka pracy regulatora obiegu grzewczego c.t. Parametryzacja REGULATORA DANFOSS TYP ECL COMFORT 300 z kartą C14 - wpisanie aktualnego czasu i daty ustawienia w dniu rozruchu, - krzywa grzania regulacja stałotemperaturowa - max. temperatura wody zasilającej 80 o C -min. temperatura wody zasilającej 30 o C -obniŝenie temp. wody zasilającej 3 o C -wartość graniczna tem. zewnętrznej 12 o C - poziom temperatury powrotu 1 o C - max temperatura powrotu 50 o C - min temperatura powrotu 20 o C - wartość graniczna w czasie pracy letniej 15 o C - tygodniowy program wg potrzeb - praca w dni świąteczne wg potrzeb strona 29
5.0. Wytyczne rozruchu i eksploatacji - przed montaŝem sprawdzić stan urządzeń kontrolno-pomiarowych, - przed montaŝem armatury regulacyjnej bardzo dokładnie przepłukać rurociągi przez wstawienie w miejsce armatury odpowiednich kształtek, - zestawy kontrolno-pomiarowe nie wymagają ciągłego nadzoru. Okresowo sprawdzić poprawność działania. - Bezwzględnie przestrzegać wytycznych zawartych w DTR dostarczanych przez producenta urządzeń oraz wytycznych PEC. 6.0. Wytyczne elektryczne Wytyczne elektryczne dla urządzeń projektowanych w ramach modernizacji węzła cieplnego zestawiono w punkcie 6.3. części I opracowania. strona 30
III. SPECYFIKACJA URZĄDZEŃ AUTOMATYKI L.p. Charakterystyka urządzenia Ilość Oznacz. Producent 1 2 3 4 5 1.0 - Licznik ciepła Multical 401 - przetwornik przepływu Ultraflow typ 65-1 NQI-5 Kamstrup S/R Dn 25 o przepływie nominalnym 6,0m 3 /h i maksymalnym 18m 3 /h -czujnik temperatury. 1 2 FQ-5.3 TE-5.1,2 2.0. Regulator róŝnicy ciśnień i przepływu typu AVPQ o Dn 40 o k v = 16,0 m 3 /h. 1 PDC-1 Danfoss 3.0. Elektroniczny zestaw regulacji temperatury c.o. i c.w.u. ECL Comfort300 z kartą C66: - zawór regulacyjny c.o. typ VF2 Dn20 k vs =6,3 m 3 /h - zawór regulacyjny c.w.u. Typ VF2 Dn25 k vs = 10 m 3 /h - napęd elektryczny zaworu c.o. typ AMV323 - napęd elektryczny zaworu c.w.u. typ AMV323 - czujnik temperatury zewnętrznej typ ESMT Pt1000 - czujnik zanurzeniowy temperatury wody PT1000 typ ESMU-100 - czujnik powierzchniowy temperatury wody PT1000 typ ESMC - ogranicznik temperatury wody ST-1 o zakresie nastaw 3-120 o C - ogranicznik temperatury wody typu ST-2 0 zakresie nastaw 30-90 o C 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 TC-2,3 TX-2 TX-3 TV-2 TV-3 TE-2.2 TE-2.3,4 TE-3.1 TE-3.2 TE-3.3 Danfoss 4.0. Elektroniczny zestaw regulacji temperatury c.t. ECL Comfort300 z kartą C14: - zawór regulacyjny c.t. typ VF2 Dn15 k vs =1,6 m 3 /h - napęd elektryczny zaworu typ AMV323 - czujnik zanurzeniowy temperatury wody PT1000 typ ESMU-100 - czujnik powierzchniowy temperatury wody PT1000 typ ESMC - ogranicznik temperatury wody ST-1 o zakresie nastaw 3-120 o C 1 1 1 2 1 1 TC-4 TX-4 TX-4 TE-4.1 TE-4.2 TE-4.3 Danfoss strona 31
IV. ZESTAWIENIE ARMATURY I URZĄDZEŃ Zestawienie urządzeń technologii węzła cieplnego Producent L.p. Nazwa urządzenia Ilość Materiał 1 2 3 4 1.0. Wymiennik ciepła c.o. typu JADX-6/50 1 SECESPOL 2.0. Wymiennik ciepła c.w.u. typu JADX-6/50 2 SECESPOL połączone szeregowo 3.0. Wymiennik ciepła c.t. typu JADX3.18 1 SECESPOL 4.0. Zawór regulacyjny c.o. typu VF2 Dn20 o k vs =6,3 m 3 /h 1 DANFOSS 5.0. Siłownik zaworu regulacyjnego c.o.typu AMV323 z zabezpieczeniem STW 1 DANFOSS 6.0. Zawór regulacyjny c.w.u. typu VF2 Dn25 o k vs =10 m 3 /h 1 DANFOSS 7.0. Siłownik zaworu regulacyjnego c.w.u.typu AMV323 z zabezpieczeniem STB 1 DANFOSS 8.0. Zawór regulacyjny c.t. typu VF2 Dn15 o k vs =1,60 m 3 /h 1 DANFOSS 9.0. Siłownik zaworu regulacyjnego c.w.u.typu AMV323 z zabezpieczeniem STW 1 DANFOSS 10.0. Regulator elektroniczny regulacji obiegu c.o. i c.w.u. typu ECL Comfort z kartą C66 1 DANFOSS 11.0. Regulator elektroniczny regulacji obiegu c.t typu ECL Comfort z kartą C14 1 DANFOSS 12.0 Czujnik temperatury zewnętrznej ESMT Pt100 1 DANFOSS 13.0. Czujnik temperatury wody instalacyjnej 2 zanurzeniowy typu PT1000 ESMU-100 DANFOSS 14.0. Czujnik temperatury c.w.u. zanurzeniowy typu 1 Pt-1000 ESMU-100 DANFOSS 15.0. Ogranicznik temperatury wody ST-1 z 2 zabezpieczeniem TR i STW o zakresie DANFOSS nastaw 3-120 o C 16.0. Ogranicznik temperatury wody ST-2 z 1 zabezpieczeniem TR i STB o zakresie nastaw DANFOSS 30-90 o C 17.0. Regulator róŝnicy ciśnień typu AVPQ Dn40 o 1 k vs =16 m 3 /h i zakresie nastaw 0,3 2,0 bar DANFOSS 18.0. Licznik ciepła Multical 401 - przetwornik przepływuultraflow65-s/r Dn 25 o 1 1 przepływie nominalnym q n =3,5m 3 /h, przepływie KAMSTRUP maksymalnym q max =9,0m 3 /h i progu rozruchu 7 l/h, para - czujniki temperatury 19.0. Przepływomierz jednostrumieniowy do zimnej wody JS 50-6,0 Dn 32 1 Qn = 6,0 m 3 /h POWOGAZ Poznań 20.0. Przepływomierz jednostrumieniowy do wody uzupełniającej JS 90-2,5 Dn 15 1 Qn = 2,5 m 3 /h POWOGAZ - Poznań 21.0. Zawór redukcyjny typ 315 Dn20 o nastawie 3,0 bar 2 SYR 22.0. Pompa obiegowa c.o. typu Magna40-120F V = 0.0-28.0 m 3 /h (1+1 rezerwowa) H = 0,5 10 m H 2 O 1*230 V 2 GRUNDFOS strona 32