CIEPŁOWNICTWO WĘZŁY CIEPŁOWNICZE MIESZKANIOWE

OGRZEWNICTWO I CIEPŁOWNICTWO 1 Kod kursu : ISS202038W WYKŁAD CIEPŁOWNICTWO WĘZŁY CIEPŁOWNICZE MIESZKANIOWE Studia dzienne II (magisterskie) Aktualizacja : marzec 2011

Węzły ciepłownicze mieszkaniowe MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 2

Węzeł mieszkaniowy Węzeł ciepłowniczy MM jednofunkcyjny Ciepłownictwo st magisterskie 2009 m.s.c 3

Pompa obiegowa Wymiennik ciepła T T WĘZEŁ MIESZKANIOWY woda zimna Wymiennik c.w. w każdym mieszkaniu TC TC T TC T woda ciepła Regulatory podpionowe centralne ogrzewanie m.s.c 2 stopnie wymienników na potrzeby c.w. MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 4

WĘZEŁ MIESZKANIOWY T woda zimna T TC T TC T woda ciepła centralne ogrzewanie MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 5

ZMODERNIZOWANY WĘZEŁ MIESZKANIOWY TC T woda zimna T T TC T woda ciepła Zawór FJV DN15 - ogranicznik temperatury centralne ogrzewanie MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 6

Porównanie systemu węzłów mieszkaniowych z węzłami ciepłowniczymi indywidualnymi w budynku Zalety : 1. Miejscowe podgrzewanie ciepłej wody (brak centralnej instalacji ciepłej wody - przewodów ciepłej wody i cyrkulacji, pompy cyrkulacyjnej i centralnych wymienników ciepłej wody, zasobnika i tp.) 2. Możliwość rozliczania za ciepło na c.o. i cw wg jednego licznika ciepła w każdym mieszkaniu MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 7

Wady: 1. Dwustopniowy system podgrzewania ciepłej wody (dwa wymienniki ciepła duża powierzchnia wymiany ciepła w węźle jednofunkcyjnym i duża sumaryczna powierzchnia wymiany ciepła w węzłach mieszkaniowych) A SWM =A I + A i > A I +II MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 8

2. Pompa obiegowa po stronie wtórnej ma większą wydajność niż w przypadku węzła indywidualnego oraz pracuje przez cały rok a nie tylko w sezonie grzewczym o wiele większe zużycie energii elektrycznej niż w węźle indywidualnym uwzględniając pompę obiegową co i pompę cyrkulacyjną cw. MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 9

4. Konieczność zastosowania układów automatyki w węźle centralnym (tylko pogodowa) oraz w każdym mieszkaniu (stałowartościowa cw i co) oraz regulacji hydraulicznej podpionowej 5. System węzłów mieszkaniowych wymaga zdecydowanie większych nakładów inwestycyjnych w porównaniu z indywidualnym węzłem ciepłowniczym w budynku z centralnym przygotowaniem c.w. MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 10

6. Wyższe koszty eksploatacyjne (cyrkulacja dużych ilości wody, wysokie koszty serwisowania węzła centralnego i N węzłów mieszkaniowych) 7. Konieczność zmiany nastaw regulatorów podpionowych dwa razy w roku. 8. Większe zapotrzebowanie na miejsce do zabudowy MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 11

Tok obliczeń systemu zaopatrzenia w ciepło budynku z węzłami mieszkaniowymi. 1. Dobór węzła mieszkaniowego 1. Projektowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania ok. 3 kw na mieszkanie; tz-tp=20 C Gco=130 dm 3 /h 2. Projektowe zapotrzebowanie na moc cieplną do podgrzania wody zimnej ok. 20 do 45 kw 2. Wyznaczenie strumienia nośnika ciepła na potrzeby co i cw dla węzła MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 12

Ciepła woda - węzeł mieszkaniowy 1. Zużycie wody na 1 kąpiel (wanna) mw= 140 dm3 2. Czas kapieli τ= 12 min 3. Temperatura ciepłej wody tcw= 40 C 4. Temperatura wody zimnej tzw= 10 C 5. Zapotrzebowanie na moc cieplną Qcwmx= 25,0 kw 6. Przepływ masowy ciepłej wody gcwmx= 0,194 kg/s 5. Przepływ c.w. gcwmx= 11,7 dm3/min 7. Temperatura ciepłej wody normowa tcwn= 55 C 9. Moc cieplna wymiennika cw Qcww= 37,5 kw 7500 Wh 140 Qcww 4,2 (55 10) 37, 5kW 12 60 MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 13

Obliczenie strumienia czynnika grzejnego dla węzła Strumień czynnika grzejnego Ogrzewanie Projektowa moc cieplna węzła mieszkaniowego Obliczeniowa różnica temperatur (tz-tp) Qcow= 3 kw t= 20 C Gcow= 129,2 dm3/h Strumień czynnika grzejnego Podgrzewanie ciepłej wody Moc cieplna wymiennika ciepłej wody węzła mieszkaniowego Qcww= 37,5 kw Temperatura zasilania czynnika grzejnego tz= 65 C Temperatura za wymiennikiem ciepłej wody tp= 25 C Strumień czynnika grzejnego Gcww= 803,6 dm3/h Sumaryczny strumień czynnika grzejnego Gcow+cww= 932,8 dm3/h MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 14

3. Obliczenia hydrauliczne poprzedzone ustaleniem przepływu czynnika grzejnego w poszczególnych działkach instalacji. Sposób obliczeń przedstawiono dla przykładowej instalacji składającej się z 4 pionów i 12 węzłów mieszkaniowych (rys). MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 15

Przykładowa instalacja MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 16

3.1 Wyznaczenie jednoczesności działania węzłów mieszkaniowych Liczba węzłów MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 17

Pion P1 Jednoczesność działania węzłów Liczba węzłów w pionie Liczba jednocześnie działających węzłów w pionie Przyjęto liczbę jednocześnie pracujących węzłów Strumień czynnika grzejnego w poszczególnych odcinkach pionu P1 Okres zimowy Odcinek 1 (Gcww) Odcinek 2 (2 * Gcww) Odcinek 3 (Gcww + Gcow) Nwp= 3 1,6 wykres Nj= 2 G1= 803,6 dm3/h G2= 1607,1 dm3/h G3= 1736,3 dm3/h G i N Gcww N N ) Gcow k, j ( k k, j MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 18

Strumień czynnika grzejnego dla odcinków przewodów rozprowadzających (poziomy tu działka 4) Strumień czynnika grzejnego w odcinku poziomym dla pionów P1 i P2 Okres zimowy Liczba węzłów mieszkaniowych w obu pionach Liczba jednocześnie działających węzłów w pionie Przyjęto liczbę jednocześnie pracujących węzłów Przepływ w przewodzie rozdzielczym (P1 + P2) G4=3*Gcww+(6-3)*Gcow Nwp(P1+P2) 6 2,2 wykres Nj= 3 G4= 2798 dm3/h G i N Gcww N N ) Gcow k, j ( k k, j MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 19

Sumaryczny przepływ w źródle ciepła Sumaryczny przepływ w źródle ciepła Okres zimowy Liczba węzłów mieszkaniowych Liczba jednocześnie działających węzłów w instalacji Przyjęto liczbę jednocześnie pracujących węzłów Przepływ w źródle ciepła Sumaryczny przepływ w źródle ciepła Okres letni Przepływ w źródle ciepła Nw 12 Nwinst 3,1 4 Gźc= 4247,8 dm3/h Gźc= 3214,3 dm3/h Zmiana przepływu pomiędzy okresem letnim a sezonem grzewczym o ok.. 25% MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 20

4. Dobór mocy cieplnej dla węzła jednofunkcyjnego Liczba węzłów mieszkaniowych Liczba jednocześnie działających węzłów w instalacji Przyjęto liczbę jednocześnie pracujących węzłów Nw 12 Nwinst 3,1 4 Moc źródła ciepła Minimalna moc źródła ciepła - okres lata (4 * 37,5 kw) Fźc= 150,0 kw Moc źródła ciepła w sezonie grzewczym (4*37,5+(12-4)*3) Fźc= 174,0 kw Różnica w mocy cieplnej węzła pomiędzy okresem letnim a sezonem grzewczym jest niewielka. MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 21

Elementy konstrukcyjne węzłów mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 22

MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 23

Siłownik zaworu strefowego MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 28

Regulator różnicy ciśnień inst. c.o. Regulator różnicy ciśnień instalacji co MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 29

Dziękuję za uwagę