ZBIGNIEW RUSEK PRACOWNIA PROJEKTOWA 40-873 Katowice ul. Tysiąclecia 1 44-104 Gliwice ul. Rapackiego 5/6 tel/fax: 2795 201, 606 646 434 e-mail: zrusek @ o2.pl. NIP: 969-001-52-30 konto: Bank Śląski S.A.w Katowicach, I/O Gliwice 02 1050 1285 1000 0002 0215 8705 INWESTOR: OBIEKT: POWIAT GLIWICKI GLIWICE UL. ZYGMUNTA STAREGO 17 ZESPÓŁ SZKÓŁ im. J. PADEREWSKIEGO ADRES: KNURÓW UL. SZPITALNA 25 TEMAT: TERMOMODERNIZACJA BUDYNKÓW ZESPOŁU SZKÓŁ IM. I. J. PADEREWSKIEGO PRZY ULICY SZPITALNEJ 25 W KNUROWIE PROJEKT BUDOWLANY WYKONAWCZY ROZBUDOWY WĘZŁA WYMIENNIKOWEGO NA POTRZEBY C.W.U. STADIUM: PROJEKT BUDOWLANY WYKONAWCZY DATA: MAJ 2013 NR ARCH. 37/11/T Część opisowa Część rysunkowa ZAWARTOŚĆ PROJEKTU PROJEKTOWAŁ: mgr inż. Zbigniew Rusek kody CPV: 45331000-6 Instalowanie urządzeń grzewczych wentylacyjnych i klimatyzacyjnych
2 OŚWIADCZENIE Na podstawie art. 20 ust. 4 ustawy z dnia 7 lipca 1994 Prawo budowlane (tekst jednolity Dz.U. z 2003r. nr 207 poz. 2016) z późniejszymi zmianami OŚWIADCZAM, że: projekt wymiennikowni c.w.u. dla budynków Zespołu Szkół im. I. J. Paderewskiego przy ulicy Szpitalnej 25 w Knurowie, został sporządzony zgodnie z obowiązującymi przepisami oraz zasadami wiedzy technicznej. Projektant :... Podpis i pieczęć
3 SPIS TREŚCI 1. Podstawa opracowania 2. Zakres opracowania 3. Charakterystyka obiektu 4. Opis techniczny 5. Wykonawstwo i odbiory 6. Automatyka i pomiary 7. Wytyczne budowlane 8. Uwagi końcowe 9. Obliczenia 10. Zestawienie materiałów SPIS RYSUNKÓW 1. Schemat technologiczny projektowanej wymiennikowni c.w.u. 2. Schemat technologiczny istniejącej wymiennikowni c.o. 3. Schemat technologiczny skojarzeniowy 4. Rzut piwnic segmentu A 5. Rzut wymiennikowni
4 1. PODSTAWA OPRACOWANIA Podstawę niniejszego opracowania stanowią: - zlecenie Inwestora - uzgodnienia z Inwestorem - wizja obiektu - bilans potrzeb cieplnych obiektu - uzgodnienia międzybranżowe - normy i wytyczne branżowe 2. ZAKRES OPRACOWANIA W zakres opracowania wchodzi projekt węzła wymiennikowego c.w.u. zapewniającego pokrycie potrzeb cieplnych budynku szkolnego w Knurowie ul. Szpitalna 25. 3. CHARAKTERYSTYKA OBIEKTU 3.2.2. INFORMACJE OGÓLNE Budynek nie posiada instalacji c.w.u.. Woda podgrzewana jest w elektrycznych podgrzewaczach pojemnościowych. Liczba uczniów 811 osób 3.2.1. BILANS POTRZEB CIEPLNYCH OBIEKTU Zapotrzebowanie mocy dla wymiennikowni: Qśr = 42 kw Qmax = 77 kw Na podstawie powyższego określono moc zamówioną : 3.2.2. PARAMETRY WODY Q = 77 kw dla c.w.u. WODA SIECIOWA zima temperatura na zasilaniu maksymalna temperatura powrotu ciśnienie dyspozycyjne lato temperatura na zasilaniu maksymalna temperatura powrotu ciśnienie dyspozycyjne INSTALACJA C.W.U. temperatura na zasilaniu temperatura wody zimnej 135 C 75 C 300 kpa 70 C 35 C 200 kpa 55 C 10 C
5 4. OPIS TECHNICZNY Opis układów technologicznych. W układzie technologicznym wyróżniamy następujące obiegi: - obieg wysokoparametrowy - obieg c.w.u. 4.1. OBIEG WYSOKOPARAMETROWY. Zaprojektowano układ jednostopniowy równoległy w odniesieniu do istniejącej wymiennikowni c.o., bezzasobnikowy ze stabilizatorem temperatury c.w.u. Zasilanie wymiennikowni z istniejącej wymiennikowni c.o. oraz z instalacji solarnej. Węzeł przyłaczeniowy - istniejący, zasilający wymiennikownię c.o.. Zasilanie wymiennika c.w.u. regulowane jest dwudrogowym zaworem regulacyjnym sterowanym ze sterownika XENTA 301 TAC. 4.2. OBIEG C.W.U. Przyjęto układ bezzasobnikowy, jednostopniowy, równoległy. Wymiana ciepła odbywa się w wymienniku płytowym lutowanym. Obieg wody cyrkulacyjnej wymuszony jest pompą cyrkulacyjną o stałej wydajności. W celu zapewnienia odpowiedniej jakości wody wpływającej do wymienników, na przewodzie cyrkulacyjnym i na przewodzie wody zimnej przewidziano filtry siatkowe. 5. WYKONAWSTWO I ODBIORY 5.1. MONTAŻ Orurowanie całego układu wysokoparametrowego wykonać z rur stalowych czarnych bez szwu o przeznaczeniu ciepłowniczym wg PN-80/H-74219 ze stali gat. R35 i PN-79/H-74244 ze stali gat. St.(dla średnic mniejszych od Dn 20). Załamania tras tych rurociągów wykonać za pomocą łuków o promieniu gięcia 1,5 * Dn. Łączenie rurociągów przez spawanie gazowe. Połączenia rurociągów z armaturą w układzie wysokich parametrów kołnierzowe i spawane. Zamocowania rurociągów typowe. Odwodnienia i odpowietrzenia wymiennikowni wykonać w miejscach wynikających z montażu węzła. Orurowanie układu c.w.u. z rur PP stabilizowanych. 5.2. ZABEZPIECZENIE ANTYKOROZYJNE Orurowanie układu technologicznego wykonane z rur stalowych czarnych należy zabezpieczyć przed korozją przez oczyszczenie z rdzy za pomocą szczotek stalowych lub piaskowania, odtłuszczanie oraz pomalowanie farbami antykorozyjnymi. Grubość warstwy minimum 120 mm. 5.3. IZOLACJA TERMICZNA Wymienniki oraz orurowanie układu wysokoparametrowego należy zaizolować zgodnie z WT 2008 za pomocą prefabrykowanych okładzin z pianki PUR. Należy zwrócić uwagę na odporność stosowanej pianki PUR na temperaturę wody grzewczej (135 C). Grubość izolacji [cm] przyjmować wg poniższej tabeli: średnica nominalna mm grubość izolacji cm Dn25 2,5 Dn32 3,0 Dn40 4,0 Dn50 5,0 Dn65 6,0
6 5.4. ARMATURA ODCINAJĄCA I ZAPOROWA 5.4.1. OBIEG WYSOKOPARAMETROWY - armatura główna - zawory sferyczne spawane PN 25 - armatura uzupełniająca - zawory sferyczne spawane PN 25 5.4.2. OBIEG C.W.U. - armatura główna i uzupełniająca - zawory sferyczne gwintowane PN 10 5.4.3. OBIEG UZUPEŁNIANIA - zawory sferyczne spawane PN25 i gwintowane 5.5. WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU Wszystkie prace wykonać zgodnie z niniejszym projektem. Wymagania odbioru instalacji technologicznej wymiennikowni obowiązują wg przepisów "Warunków technicznych wykonania i odbioru robót budowlanomontażowych" cz. II - "Instalacje sanitarne i przemysłowe" pkt. 9.4. 5.6. PRÓBY SZCZELNOŚCI Próby szczelności instalacji technologicznej wymiennikowni obowiązują wg przepisów "Warunków technicznych wykonania i odbioru robót budowlano-montażowych" cz. II - "Instalacje sanitarne i przemysłowe" pkt 9.4.2. Sprawdzenie szczelności urządzeń węzla ciepłnego należy przeprowadzić przy zamkniętych i zaślepionych głównych zaworach odcinających węzeł od sieci cieplnej i od instalacji wewnętrznych. Należy na czas próby rozłączyć i zaślepić układy uzupełniania. Próbę należy przeprowadzić przez napełnienie węzła po stronie wysokoparametrowej wodą zimną i podnieść ciśnienie do wartości 24 bar. Dla pozostałych obiegów próbę należy wykonać przy ciśnieniu 10 bar po uprzednim demontażu zaworów bezpieczeństwa, odłączeniu naczyń wzbiorczych i zaślepieniu połączeń. Ciśnienie próbne należy utrzymywać przez co najmniej 30 min. dokonując przy tym oględzin wszystkich połączeń.
7 6. AUTOMATYKA I POMIARY Pracą wymiennikowni sterować będzie sterownik ECL Comfort 200 firmy Danfoss 6.1. POMIARY I SYGNALIZACJA 6.1.1. ELEMENTY POMIARÓW BEZPOŚREDNICH 6.1.1.1. POMIAR CIŚNIENIA I TEMPERATURY obieg wysokoparametrowy - manometry techniczne 0-1,6 MPa produkcji KFM - termometry techniczne 0-150 C obieg c.w.u. - manometry techniczne 0-1,0 MPa produkcji KFM - termometry techniczne 0-100 C 6.1.1.3. POMIAR ILOŚCI POBRANEJ ZIMNEJ WODY Z WODOCIĄGU Pomiar realizowany jest przy pomocy wodomierza śrubowego produkcji METRON 6.1.2.ELEMENTY POMIARÓW POŚREDNICH. 6.1.2.1. POMIAR TEMPERATURY Pomiar realizowany jest przy pomocy czujników temperatury Pt 1000. 6.1.2.2. POMIAR CIŚNIENIA Pomiar realizowany jest przy pomocy presostatów KPI firmy DANFOSS 6.2. OBWODY STERUJĄCE POŚREDNIE 6.2.1. STEROWANIE NAPĘDEM ZAWORU REGULACYJNEGO C.W.U. obwód regulacyjny R1 (obwód regulatora ECL, DO), sygnały sterujące: - otwieraj zawór aż do osiągnięcia temperatury c.w.u. 55C - czujnik T2 - zamykaj zawór przy przekroczeniu temperatury zadanej c.w.u. 60 C czujnik T2 - temp. wody powrotnej do sieci zamykaj zawór przy przekroczeniu temp. powrotu - czujnik T1 6.2.2. STEROWANIE PRACĄ POMPY CYRKULACYJNEJ. pompa pracuje w trybie dobowo-tygodniowym (obwód regulatora ECL, DO). obwód regulacyjny R3, sygnały sterujące: - zablokuj pompę dla ciśnienia statycznego w zładzie p < 0.15 MPa - czujnik P1 (nadrzędny) - odblokuj pompę dla ciśnienia statycznego w zładzie p > 0.20 MPa - czujnik P3 (nadrzędny) 6.2.3. STEROWANIE NAPĘDEM ZAWORU ELEKTROMAGNETYCZNEGO STB obwód regulacyjny R4 (niezależny od ECL), sygnały sterujące: - zamknij zawór przy przekroczeniu temperatury zadanej c.w.u. 60 C czujnik T4 - otwarcie zaworu ręczne
8 7. WYTYCZNE BUDOWLANE I DODATKOWE ROBOTY INSTALACYJNE Przewiduje się następujący zakres prac budowlanych i demontażowych w obrębie pomieszczeń przeznaczonych na wymiennikownię: a. malowanie ścian do poziomu 2 m farbą zmywalną (np. ftalową) b. malowanie sufitu i ścian pow. 2m farbą emulsyjną c. wykonanie odwodnień posadzki 8. UWAGI KOŃCOWE Celem stworzenia przejrzystości układu technologicznego zaizolowane rurociągi i urządzenia zaznaczyć kolorami rozpoznawczymi: rurociągi wysokoparametrowe: zasilający - wiśniowy powrotny - granatowy rurociągi c.o. i c.t. : zasilający - jasnoczerwony powrotny - niebieski rurociągi wody ciepłej: zielony w czerwone paski rurociągi uzupełniające i wody zimnej: zielony
9 9. OBLICZENIA 9.1. OBIEG WYSOKOPARAMETROWY 9.1.1. OBLICZENIE PRZEPŁYWÓW WODY SIECIOWEJ DLA PARAMETRÓW NOMINALNYCH 9.1.1.2. UKŁAD C.W.U. ZIMA temperatura zasilania wody sieciowej temperatura powrotu wody sieciowej moc obliczeniowa układu c.w.u. przepływ wody sieciowej Tz = 135 C Tp = 75 C Qcwu= 77 kw V = 3600*77/(4,187*65*986) = 1,12 m3/h 9.1.1.3. UKŁAD C.W.U. LATO temperatura zasilania wody sieciowej temperatura powrotu wody sieciowej moc obliczeniowa układu c.w.u. przepływ wody sieciowej Tz = 70 C Tp = 35 C Qcwu= 77 kw V = 3600*77/(4,187*35*986) =1,91 m3/h 9.1.4. DOBÓR ZAWORÓW REGULACYJNYCH 9.1.4.2. DOBÓR ZAWORU REGULACYJNEGO C.W.U. założony spadek ciśnienia na zaworze p kpa 40 wydajność zaworu Q kw 77 założony spadek temperatury t K 35 gęstość wody sieciowej ρ kg/m3 987 przepływ przez zawór V m3/h 1,916 współczynnik przepływu obliczeniowy kv m3/h 3,030 dobrany zawór Dn mm 25 współczynnik przepływu dobranego zaworu kvs m3/h 4 stopień otwarcia zaworu 0,76 opór całkowicie otwartego zaworu p s kpa 23 Dobrano zawór regulacyjny DANFOSS typ VM2 Dn20, kvs =4,0 m3/h, wraz z napędem typ AME33 wydajność zaworu -lato założony spadek ciśnienia na zaworze p kpa 40 współczynnik przepływu zaworu kvs m3/ h 4 wydajność zaworu G m3/ h 2,530 wydajność zaworu Q kw 102 wydajność zaworu -zima założony spadek ciśnienia na zaworze p kpa 40 współczynnik przepływu zaworu kvs m3/ h 4
10 m3/ wydajność zaworu G h 2,53 wydajność zaworu Q kw 189 9.1.5. OBLICZENIA HYDRAULICZNE 9.1.5.1. ZIMA OBIEG GRZEWCZY C.W.U. zawór sferyczny Dn 40 2 1,12 176 0,008 zwężka Dn40/20 1 1,12 48 0,054 zawór regulacyjny Dn20 1 1,12 1,613 48,213 rura prosta Dn 20 0,5 1,12 20 0,157 rura prosta Dn 40 2 1,12 176 0,008 wymiennik c.w.u. 77kW 1 1,12 4,2 7,111 dyfuzor Dn40/20 2 1,12 28 0,320 rura prosta Dn 40 4 1,12 101 0,049 kolano 1.5*Dn Dn 40 4 1,12 130 0,030 55,951 Do obliczeń przyjęto p = 56 kpa Regulowana różnica ciśnień (objęta regulatorem RRC)wynosi: p reg = 56 kpa Całkowita strata ciśnienia w węźle z zaworem RRC wynosi: p = 56 + 4 = 60 kpa 9.1.5.2. LATO zawór sferyczny Dn 40 1 1,916 176 0,012 zwężka Dn40/20 1 1,916 48 0,159 zawór regulacyjny Dn20 1 1,916 1,94 39,986 rura prosta Dn 20 0,5 1,916 20 0,459 wymiennik c.w.u. I st 77kW 1 1,916 2,75 20,811 dyfuzor Dn40/20 1 1,916 535 0,001 rura prosta Dn 40 4 1,916 101 0,144 kolano 1.5*Dn Dn 40 4 1,916 325 0,014 61,586 Do obliczeń przyjęto p = 61 kpa Regulowana różnica ciśnień (objęta regulatorem RRC)wynosi: p reg = 62 kpa Całkowita strata ciśnienia w węźle z zaworem RRC wynosi: p = 62 + 4 = 66 kpa Zestawienie charakterystycznych wielkości hydraulicznych dla węzła : okres zima lato przepływ regulowany V m3/h 1,120 1,916 stabilizowana różnica ciśnień dp s kpa 56 62
11
12 9.2. OBIEGI NISKOPARAMETROWE 9.2.1. ZAPOTRZEBOWANIE C.W.U. Założenia : - ilość użytkowników: 811 - zapotrzebowanie c.w.u. na jednego użytkownika: 8 kg - temperatura wody zimnej: 10 C - temperatura wody ciepłej: 55 C ilość użytkownikow ilość dni użytkowania godziny użytkowania współcz. jednoczesn. zapotrz. jedn. zapotrz. dobowe śr. godz. zap. na cwu maks. chwilowe zapotrz. na c.w.u. os d h kg/os kg/d kg/h kg/h m3/a kw kw GJ GJ roczne zapotrz. na cwu moc średnia moc maksymalna zapotrz. na energię dla cwu zapotrz. na energię końcową 811 200 8 1,818 8 6488 811 1474 1297,6 42,45 77,17 244,49 378,98 9.2.2. DOBÓR WYMIENNIKÓW 9.2.2.1. ZAŁOŻENIA DO DOBORU WYMIENNIKÓW obieg moc parametry wody sieciowej zima parametry wody sieciowej lato parametry wody instalacyjnej max strata ciśnienia kw C C C kpa C.W.U. 77 130/70 70/35 10/55 20 9.2.2.2. DOBÓR WYMIENNIKÓW Na podstawie powyższych założeń dobrano wymienniki SONDEX SL32BR25-30TL. Doboru dokonał producent wymienników. Informacje dotyczące doboru zawarte są w załączonych kartach doboru wymienników przygotowanych przez producenta wymienników. 9.2.3. DOBÓR POMP 9.2.3.2. DOBÓR POMPY CYRKULACYJNEJ C.W.U. Wysokość podnoszenia pompy: dpins = 30 kpa dpwym = 10 kpa Przyjęto H= 4,0m H2O Dobrano pompę 25PWr60C.
13 9.2.4. DOBÓR NACZYNIA WZBIORCZEGO Dobrano naczynie wzbiorcze do instalacji c.w.u. REFIX DD12 o pojemności 12 dm3 9.2.3. DOBÓR ZAWORÓW BEZPIECZEŃSTWA A. ZAŁOŻENIA: parametr oznaczenie wartość max. moc wymiennika N 77 kw ciśnienie dopływu p 2 16 bar ciśnienie otw. zaworu (względne) p 1 10 bar gęstość wody sieciowej ρ 935 kg/m 3 pole powierzchni pęknięcia A 0.0001 m 2 ciepło właściwe wody cw 4187 J/kg*K współczynnik poprawkowy b 2 B. OBLICZENIE WYMAGANEJ PRZEPUSTOWOŚCI ZAWORÓW BEZPIECZEŃSTWA ZE WZGLĘDU NA PRZEBICIE ŚCIANKI WYMIENNIKA Wstępnie dobrano zawór SYR 2115 Dn 40, α c = 0,36, d 0 = 35 mm Wymagana przepustowość zaworu wynosi: M = 447,3*b*A*((p 2 - p 1 )*ρ) 0,5 = 447,3*2*0,0001*((16-10)935) 0.5 = 6,70 kg/s C. WYMAGANA ŚREDNICA ZAWORÓW BEZPIECZEŃSTWA d 0 = 54*(M/ac(p1*r)^0,5)^0,5 = 54*(6,70/0,36*0,9*(10*935)^0,5)^0,5 = 24,97 mm D. DOBÓR ZAWORÓW BEZPIECZEŃSTWA Dobrano jeden zawór SYR 2115, Dn 40 średnica gniazda 35 mm > 24,97 mm i powierzchnia wypływu 962 mm 2. Nastawa otwarcia zaworu 10 bar.
14 10. ZESTAWIENIE MATERIAŁÓW URZĄDZENIA, ARMATURA POZ WYSZCZEGÓLNIENIE ROZMIAR ILOŚĆ PRODUCENT NR KAT. 1 wymiennik c.w.u SL32BR25-30TL Qn 77 kw 1 szt SONDEX 2 stabilizator temperatury c.w.u. SCWA 286 Vn 286 l 1 szt TERMEN 3 naczynie wzbiorcze przeponowe c.w.u. V 12 l 1 szt REFIX typ DD12 4 pompa cyrkulacyjna 25PWr60C Dn 25 1 szt LFP U=1*230 V I=0,4 A P=90 W 5 zawór regulacyjny c.w.u. typ VM2 Dn 20 1 szt DANFOSS kvs 4,0 m3/h 065B2016 napęd AMV33 082G3013 6 regulator różnicy ciśnień AVP Dn20 1 szt DANFOSS kvs 6,3 m3/h 8 zawór elektromagnetyczny EV 220B32NO Dn32 1szt DANFOSS cewka BB220V/10W 9 reduktor ciśnienia DO 06 F Dn 32 1 szt 10 filtr siatkowy 300 oczek/mm2 Dn 25 1 szt 11 zawór bezpieczeństwa c.w.u. SYR typ 2115 Dn 40 1 szt Dn 40 do = 35 mm ciśnienie otwarcia 1,0 MPa 12 zawór zwrotny typ 601 Dn 40 2 szt SOCLA 13 zawór zwrotny typ 601 Dn 25 1 szt SOCLA 14 kurek kulowy spawany PN16, 150 C Dn 40 2 szt 15 kurek kulowy spawany PN16, 150 C Dn 25 2 szt 16 kurek kulowy gwintowany PN6, 100C Dn 40 6 szt 17 kurek kulowy gwintowany PN6, 100C Dn 25 3 szt 18 zawór obsługowy do naczynia wzbiorczego Dn 20 1 szt REFLEX gwintowany PN6,100C UWAGI
15 ORUROWANIE POZ WYSZCZEGÓLNIENIE ROZMIAR ILOŚĆ PRODUCENT NR KAT. A1 rura stalowa bez szwu Dn40 22 m PN74200 A2 rura stalowa bez szwu Dn25 2 m PN74200 A3 kolano stalowe 1,5*Dn Dn40 16 szt A4 kolano stalowe 1,5*Dn Dn25 4 szt A5 rura stalowa ocynkowana Dn40 6 m A6 rura stalowa ocynkowana Dn25 4 m A7 kolano żeliwne ocynkowane 1,5*Dn Dn40 6 szt A8 kolano żeliwne ocynkowane 1,5*Dn Dn25 6 szt A9 rura PP stabi D50 8 m A10 rura PP D50 6 m A11 kolano PP 1,5*Dn D50 16 szt A12 izolacja PU na rurę Dz48, gr 40mm 22 m A13 izolacja PU na rurę Dz33, gr 25mm 2 m A14 izolacja PE na rurę Dz50, gr 50mm 14 m A15 izolacja PE na rurę Dz33, gr 25mm 4 m UWAGI URZĄDZENIA POMIAROWE I AUTOMATYKA POZ WYSZCZEGÓLNIENIE ROZMIAR ILOŚĆ PRODUCENT NR KAT. R regulator ECL Comfort 200 z kartą P16 1 szt DANFOSS 087B1120 T1 czujnik temperatury powrotu wody sieciowej 1 szt DANFOSS ESMU 100 087B1182 T2 czujnik temperatury zasilania c.w.u. 1 szt DANFOSS ESMU 100 087B1182 T4 STB czujnik temperatury c.w.u. na wyjściu 1 szt DANFOSS ze stabilizatora ST-2 087N1051 TI1 termometr tarczowy, 0-150 C typ T 2 szt TI2 termometr tarczowy, 0-100 C typ T 4 szt P1 presostat KPI 35 0,2-8 bar, histereza 0,4-1,5 1 szt DANFOSS PI1 manometr M100-R(0-1,6) MPa-2,5 z 2 szt KFM zaworem stopowym PI2 manometr M100-R(0-1,0) MPa-2,5 z 4 szt KFM zaworem stopowym W1 wodomierz do wody zimnej WS 3,5m3/h Dn 25 1 szt METRON UWAGI