str. 44 Część 2 - Automatyka i pomiary. Z A W A R T O Ś Ć O P R A C O W A N I A I. Opis techniczny str. 45 49 II. Zestawienie danych technicznych str. 50 51 III. Zestawienie urządzeń str. 52 IV. Instrukcje montaŝu i eksploatacji licznika ciepła str. 53 54 V. Rysunki załączone : 1. Rys. nr 1A/6 - Sytuacja i orientacjarys. str. 55 2. Rys. nr 2A/6 - Schemat ideowo-montaŝowy automatycznej str. 56 regulacji i pomiarów węzła ciepłowniczego 3. Rys. nr 3A/6 - Węzeł podłączeniowy - dyspozycja podstawowych str. 57 urządzeń 4. Rys. nr 4A/6 - Schemat montaŝowy regulatora róŝnicy ciśnienia str. 58 i przepływu 5. Rys. nr 5A/6 - Schemat montaŝu i połączeń urządzeń licznika ciepła str. 59 6. Rys. nr 6A/6 - MontaŜ czujników temperatury i ograniczników str.60 temperatury STB, STW. 7. Dyspozycja urządzeń automatycznej regulacji rys. nr 1T/4 - cz.1 oprac.
str. 45 O P I S T E C H N I C Z N Y Do projektu wykonawczego automatyki i pomiaru wymiennikowego węzła ciepłowniczego w budynku Państwowego Instytutu Geologicznego przy ul. Rakowieckiej 4 w Warszawie. 1.1. PRZEDMIOT I PODSTAWA OPRACOWANIA Opracowanie zawiera projekt automatyki węzła cieplnego dla potrzeb centralnego ogrzewania, ciepła technologicznego i centralnej ciepłej wody. Podstawę opracowania stanowi: - Zlecenie Inwestora - PW węzła cieplnego cz. instalacyjna - cz. 1 niniejszego opracowania. - Zgoda na dodatkowy przydział ciepła dla instalacji ciepła technologicznego, pismo SPEC nr H/HP/GS/S-08-0063/reg/1173/1/08 z dnia 27 czerwca 2008r. - Protokół ogólnych załoŝeń techniczno eksploatacyjnych do projektu węzła cieplnego wielo-funkcyjnego. - Instrukcja doboru elementów automatycznej regulacji w wymiennikowych węzłach cieplnych - oprac. OBRC - SPEC - katalogi f - my SAMSON", MEINECKE, POLNA, 1.2. STAN AKTUALNY WĘZŁA CIEPLNEGO Obiekt istniejący. Węzeł ciepłowniczy przed modernizacją. Dla instalacja c.o., c.t. i c.w. projektuje się zabezpieczenie w postaci ograniczników temperatury: STB dla c.w. i STW dla c.o. i c.t. Pompy obiegowe w instalacji c.o. i c.t. z regulowanymi obrotami typu MAGNA - nie projektuje się regulatora upustowego. 1.3. ZAKRES OPRACOWANIA - rys. nr 2A/6. Projekt niniejszy zawiera: - regulację nadąŝną temperatury wody zasilającej instalację c.o. w zaleŝności od temperatury zewnętrznej, - regulację nadąŝną temperatury wody zasilającej instalację c.t. w zaleŝności od temperatury zewnętrznej, - regulację temperatury ciepłej wody uŝytkowej, - sprawdzenie istniejącego regulatora stałej róŝnicy ciśnienia i przepływu, - sprawdzenie istniejącego licznika ciepła. 2. PRZYJĘTE ROZWIĄZANIA. Układy automatycznej regulacji w węźle cieplnym zaprojektowano przy zastosowaniu następujących elementów automatyki:
str. 46 2.1. Instalacja c.o. TC1. Dobrano zawór regulacyjny f-my " SAMSON ", typ 3222, Dn 32, Kv = 16,0 m 3 /h z napędem elektrycznym typ 5825-20 sterowany regulatorem elektronicznym typ 5179 regulator trójfunkcyjny dla c.o., c.t. i c.w. Obwód regulacji wyposaŝony jest w dodatkowy czujnik umieszczony na przewodzie powrotnym wody sieciowej powracającej z wymiennika c.o. Celem tego jest zabezpieczenie powrotu przed nadmiernym wzrostem temperatury wody sieciowej, powstałym w skutek braku odbioru ciepła w obwodzie instalacji centralnego ogrzewania. Autorytet zaworu : pr * = 0,77 Nastawy regulatora 5179 wg p.4 i instrukcji regulatora. Parametry instalacji c.o. - 90 / 65 oc Kryza K -, φ = mm, G = m 3 /h. Nastawa STW - 95 oc 2.2. Instalacja c.t. TC3. Dobrano zawór regulacyjny f-my " SAMSON ", typ 3222, Dn 15, Kv = 4,0 m 3 /h z napędem elektrycznym typ 5825-10 sterowany regulatorem elektronicznym typ 5179. Obwód regulacji wyposaŝony jest w dodatkowy czujnik umieszczony w przewodzie powrotnym wody sieciowej powracającej z wymiennika c.t. Celem tego jest zabezpieczenie powrotu przed nadmiernym wzrostem temperatury wody sieciowej, powstałym w skutek braku odbioru ciepła w obwodzie instalacji ciepła technologicznego. Autorytet zaworu : pr * = 0,31 Nastawy regulatora 5179 wg p.4 i instrukcji regulatora. Parametry instalacji c.t. - 80 / 60 oc Nastawa STW - 85 oc 2.3. Instalacja c.w. TC2. Zawór regulacyjny typ 3222, Dn 15, Kv = 4,0 m 3 /h z napędem elektrycznym typ 5825-10 współpracujący z regulatorem elektronicznym typ 5179. Dodatkowo przewidziano czujnik STB na przewodzie zasilającym instalację c.w. Regulator utrzymuje temperaturę ciepłej wody na zadanym poziomie + 55 oc Autorytet zaworu : lato - pr * = 0,48 zima - pr * = 0,40 Nastawy regulatora 5179 wg p.4 i instrukcji regulatora. Kryza na c.w. - K 2: dla G=1,59 m 3 /h i p=6,2 kpa kryza φ=14 mm - nie montować, priorytet dla instalacji c.w. Nastawa STB - 70 oc. W celu przeprowadzania dezynfekcji termicznej układu (unieszkodliwienie bakterii Legionelli) zastosowano czujkę temp. Pt-1000 typ 5207-21, którą naleŝy umieścić przed pompami cyrkulacyjnymi. Przegrzew realizowany będzie przez elektroniczny regulator pogodowy po włączeniu bloku funkcyjnego CO 4 FB 08.
str. 47 2.4. Węzeł podłączeniowy - PDC1, rys nr 3A/6 i 4A/6. Regulator róŝnicy ciśnienia /istniejący/ z ogranicznikiem przepływu, bezpośredniego działania f - my "Samson", typ 42-39 Dn 40, Kv=16 m 3 /h, o zakresie nastaw 0,2 1,0 bar. Zakres ogranicznika przepływu 0,9 16,0 m 3 /h przy spadku ciśnienia 0,5 bara. Przed regulatorem projektuje się filtr f -my POLNA typ FS-1, Dn 80, Kv=125 m 3 /h. Autorytet zaworu : pr * = 0,33 Parametry : - przepływ limitowany - lato : 1,59 m 3 /h - zima : 11,90 m 3 /h - regulowana róŝnica ciśnień - lato : 40,0 kpa - zima: 33,0 kpa - minimalne ciśnienie dyspozycyjne - lato : 87,0 kpa - zima : 131,0 kpa 2.4.1. Określenie dopuszczalnego spadku ciśnienia na zaworze regulatora 42-39. Zima : a) dopuszczalny spadek ciśnienia ze względu na kawitację : p dop. = 339,3 kpa b) warunek spełnienia otwarcia 0.3 : reg. p dop. = 392,8 kpa Decyduje warunek "a" Lato : b) warunek spełnienia otwarcia 0.3 : p dop. reg. = 7,0 kpa Po uwzględnieniu spadku ciśnienia w inst. c.o., c.t. i c.w. (po stronie wody sieciowej), w węźle przyłączeniowym, liczniku ciepła i filtrze kryzę K-1 naleŝy montować, gdy ciśnienie dyspozycyjne przekroczy wartość 450 kpa w zimie i 94 kpa w lecie. Φ kryzy określa ZEC. 2.5. Licznik ciepła - FE1, rys. nr 5A/6. Pozostawia się /istniejący/ licznik ciepła składający się z: wodomierza typ Ws 50 - Dn 50, o połączeniu kołnierzowym f-my Meinecke, dwóch czujek Pt 500 oraz przelicznika ciepła typ CF 50 f-my Schlumberger. Qnom = 15,0 m 3 /h Opór licznika ciepła : - zima - 12,0 kpa, - lato - 2,0 kpa.
str. 48 2.6. Instalacja elektryczna i ochrona przeciwporaŝeniowa. System ochrony przeciwporaŝeniowej regulatora zasilanego elektrycznie i miejsc podłączenia zasilania elektrycznego został podany w części elektrycznej węzła. Regulator elektroniczny TROVIS 5179 naleŝy zamontować w obudowie spełniającej stopień ochrony wymaganej przez SPEC IP 44. 2.7. Wskazówki wykonawcze. Regulator elektroniczny wchodzący w skład zestawu f - my "SAMSON" naleŝy montować na ścianie w miejscu wskazanym na dyspozycji węzła (rys nr 1T/4 - cz.1 opracowania). Czujnik temperatury zewnętrznej naleŝy umieścić ok. 3 m nad terenem na północnej ścianie budynku. Czujniki temperatury regulowanej naleŝy montować w króćcu (rys nr 6A/6). Króćce naleŝy montować na rurociągach wymiennika c.o. i c.t.: rurociągi zasilania instalacji c.o. i c.t. oraz rurociągi wody sieciowej powrotnej. Czujniki naleŝy montować w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu wody. Zawory regulacyjne naleŝy montować na przewodach tak, aby siłowniki znalazły się w połoŝeniu: - zawór regulacyjny c.o. - do góry - zawór regulacyjny c.t. - do góry - zawór regulacyjny c.w. - do góry - regulator róŝnicy ciśnienia - do dołu Zawory regulacyjne montować na rurociągach poziomych. Licznik ciepła naleŝy montować zgodnie z załączonymi rysunkami i instrukcją producenta. Licznik ciepła wymaga uwierzytelnienia przy odbiorze węzła. 2.8. Wskazówki eksploatacyjne. Schemat ideowy automatyki pokazano na rys. nr 2A/6 wraz z niezbędnymi urządzeniami kontrolno-pomiarowymi oraz kryzami. Przy przełączaniu na okres letni naleŝy : - zamknąć zawory na gałęzi c.o. i c.t. - zdemontować kryzę K - 1 (jeŝeli została zamontowana) Przy przełączaniu na okres zimowy naleŝy : - otworzyć zawory na gałęzi c.o. i c.t. - zamontować kryzę K - 1 (jeŝeli jest wymagana) 2.9. Zestawienie danych technicznych i wyników obliczeń. W załączonych tabelach na str. 50 51 podano charakterystyczne wielkości z projektu technologicznego węzła jak : typ i ilość zamontowanych wymienników, minimalne ciśnienia wg danych SPEC oraz zestawienie wyników obliczeń. 3. SPECYFIKACJA Zestawienie podstawowych elementów automatyki węzła podano na str. 52 oraz na załączonych rysunkach.
str. 49 4. Dane do programowania regulatora. SCHEMAT: Nr 9. Parametry s.c. - 122/70 C dla c.o. i 122/65 C dla c.t. Temperatura wody instalacyjnej c.o. - 90/65 C Temperatura wody instalacyjnej c.t. - 80/60 C Temperatura ciepłej wody uŝytkowej c.w. - 60 C ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- PROGRAMOWANIE c.o.+c.w.+c.t. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1. Wybór schematu węzła Nr 9 2. Wpisanie aktualnej godziny, dnia, roku 3. Krzywa grzania 1.6 - c.o. i 1,4 - c.t. 4. Krzywa grzania (wg SPEC) 1.3 - c.o. i 1,2 - c.t. 5. Poziom +2 o C - c.o. i 2 o C - c.t. 6. Maksymalna temperatura wody zasilającej 90 o C - c.o. i 80 o C - c.t. 7. Minimalna temperatura wody zasilającej 30 o C 8. ObniŜenie temperatury zasilania (wg. potrzeb) 9. Krzywa temperatury powrotu 1,2 - c.o. i 1,1- c.t.) 10. Poziom temperatury powrotu -2 o C c.o. i c.t. 11. Maksymalna temperatura wody powrotnej 70 o C - c.o. i 65 - c.t. 12. Minimalna temperatura wody powrotnej 35 o C 13. Wartość graniczna temp. dla pracy lato zima 15 o C 14. Temperatura wody c.w.u. 60 o C 15. Tygodniowy program dla c.o. i c.t. (wg. potrzeb) 16. Dni świąteczne (wg. potrzeb) Uwaga: Przed zaprogramowaniem regulatora naleŝy uzyskać potwierdzenie parametrów sieci cieplnej wg aktualnego wykresu regulacyjnego. Szczególnie dotyczy to linii powrotu wody sieciowej.
str. 50 5. ZESTAWIENIE DANYCH TECHNICZNYCH - WYNIKI OBLICZEŃ 5.1. Dane wg. projektu technicznego i protokółu SPEC Parametry wody sieciowej c.o.-122/70 c.t.-122/65 [oc ] Min. dyspozycyjna róŝnica ciśnienia zimą P1 = 8,7 atn. 570 [ kpa ] Min. dyspozycyjna róŝnica ciśnienia latem 200 [ kpa ] Zapotrzebowanie ciepła na c.o. 538000 [ W ] Zapotrzebowanie ciepła na c.t. 93300 [ W ] Zapotrzebowanie ciepła na c.w. 82600 [ W ] Max. schłodzenie wody grzejnej - wymiennik c.o. 52,0 [oc ] Max. schłodzenie wody grzejnej - wymiennik c.t. 57,0 [oc ] Max. schłodzenie wody grzejnej w okresie lata i zimy - wymiennik c.w. 47,0 [oc ] Węzeł c.o. - zastosowano wymiennik płytowy lutowany /80 płyt/ B50Mx80-2 szt. Węzeł c.t. - zastosowano wymienniki układ szeregowy /1+1/ JADX3/18-2 szt. Węzeł c.w. - zastosowano wymienniki układ szeregowy /1+1/ JAD5/36-2 szt. 5.2. NatęŜenie przepływu wody grzejnej ( s.c. ) Węzeł c.o. 8,90 [ t/h ] Węzeł c.t. 1,41 [ t/h ] Węzeł c.w. - zima 1,59 [ t/h ] Węzeł c.w. - lato 1,59 [ t/h ] 5.3. Opory przepływu zimą [ kpa ] Zima c.o. c.t. c.w. Opór instalacji (wymien.+ podłączenie) 9,1 27,6 18,0 Opór regulatora 30,9 12,4 15,8 Opór do zdławienia 6,2 Reg. róŝnica ciśnień - nastawa BRC 40,0 Opór zaworu regulacyjnego BRC 19,8 Opór ogranicznika przepływu 50,0 Opór przyłącza w węźle 9,2 Opór licznika ciepła 12,0 Min. wymagane ciś. dyspozycyjne 131,0
str. 51 5.4. Opory przepływu latem [ kpa ] Lato c.w. Opór instalacji c.w. I i II st. (wymiennik + podłączenie ) 17,2 Opór regulatora 15,8 Regulowana róŝnica ciśnień - nastawa BRC 33,0 Opór zaworu regulacyjnego BRC 0,6 Opór ogranicznika przepływu 50,0 Opór przyłącza w węźle 1,4 Opór licznika ciepła 2,0 Min. wymagane ciśnienie dyspozycyjne 87,0 5.5. Przepływ przez węzeł [ t/h ] Zimą 11,90 Latem 1,59 5.6. Pomiar ciepła Pozostawia się licznik ciepła w składzie: wodomierz typ Ws 50 - DN 50, przelicznik ciepła typ CF 50 i czujniki temperatury Pt 500. Max. obciąŝenie stałe 15,0 [ m 3 /h ] 5.8. Wyrównanie ciśnień Zima i lato Przepływ Φ kryzy [ t/h ] [ mm ] K - 2 - na węźle c.w.: zima - nie montować, priorytet dla c.w. 1,59 14 K - 1 - określa i montuje ZEC, gdy ciśnienie dyspozycyjne jest większe niŝ 450 kpa w zimie i 94 kpa w lecie. Prędkości przepływu wody sieciowej na zaworze regulacyjnym: ZR c.o. - DN 32, v = 3,08 m/s.
str. 52 6. ZESTAWIENIE URZĄDZEŃ AUTOMATYCZNEJ REGULACJI dla budynku Państwowego Instytutu Geologicznego przy ul. Rakowieckiej 4 w Warszawie. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Poz. Ilość Wyszczególnienie Uwagi ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1. Elektroniczny zestaw regulacyjny dla c.o., c.t. i c.w. składzie: f - ma " SAMSON " Niemcy 1 szt. Elektroniczny regulator cyfrowy typ 5179 1 szt. Zawór regulacyjny typ 3222 stałoprocentowy dla c.o. Dn 32, Kv = 16,0 m3/h, Pn = 2,5 MPa, T 130 oc 2 szt. Zawór regulacyjny typ 3222 stałoprocentowy dla c.w. i c.t. Dn 15, Kv = 4,0 m3/h, Pn = 2,5 MPa, T 130 oc 1 szt. Napęd elektryczny typ 5825-20, 220 V, IP 44 dla zaworu c.o. 2 szt. Napędy elektryczne typ 5825-10, 220 V, IP 44 dla zaworów c.w. i c.t. 1 szt. Czujnik temperatury zewnętrznej Pt 1000 typ 5227-2 5 szt. Czujnik temperatury regulowanej Pt 1000 typ 5207-21 l = 80 mm. dla c.o., c.t. i c.w. - dezynfekcja termiczna 1 szt. Czujnik temperatury regulowanej Pt 1000 typ 5207-65 l = 250 mm. dla c.w. 2 szt. Ogranicznik temp. STW typ 5313-5, zakres 60 110 oc dla c.o. i c.t. 1 szt. Ogranicznik temp. STB typ 5315-1, zakres 30 110 oc dla c.w. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2. 1 szt. Regulator stałej róŝnicy ciśnienia z ogranicznikiem f - ma " SAMSON " przepływu typ 42-39 z zaworem regulacyjnym DN 32, Kv = 20 m 3 /h, Pn = 2,5 MPa, T 130 oc. Zakres nastawy: 0,2 1,0 bara Zakres ogranicznika przepływu : 0,9 16,0 m3/h Niemcy istniejący przy spadku ciśnienia: 0,5 bara. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3. Licznik ciepła w składzie: f-ma MEINECKE 1 szt. Wodomierz typ Ws 15 - Dn 25, istniejący Qnom = 6,0 m 3 /h, Pn = 1,6 MPa, T = 130 C, 1 szt. Urządzenie liczące typ CF 50, 2 szt. Czujnik temperatury typ Pt 500. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Pozostałe elementy i dyspozycja urządzeń wg. załączonych rysunków i projektu instalacyjnego węzła cieplnego. Dystrybutor urządzeń: SAMSON Sp. z o.o. Automatyka i technika pomiarowa, Warszawa Al. Krakowska 201 A. Uwaga: Poz. 2 i 3 specyfikacji urządzenia istniejące /własność SPEC/. DemontaŜ i ponowny montaŝ urządzeń pod nadzorem pracownika SPEC.
str. 53 INSTRUKCJA MONTAśU LICZNIKA CIEPŁA Przed rozpoczęciem montaŝu naleŝy zwrócić uwagę na następujące czynniki: 1. Czy wodomierz odpowiada danym na elektronicznym urządzeniu liczącym /np. wartościowość impulsów na jednostkę objętości/. Przy urządzeniach urzędowo zalegalizowanych zwrócić uwagę na prawidłowe przyporządkowanie numeru protokołu. 2. Czy przewidziane miejsce montaŝu umoŝliwia zachowanie prawidłowej stabilizacji hydraulicznej. Czy jest wystarczająca ilość miejsca do montaŝu i rozmontowania. 3. Czy warunki otoczenia są dopuszczalne dla urządzenia liczącego, czy miejsce jest łatwo dostępne i czy moŝliwy jest odczyt. MontaŜu naleŝy dokonać w suchych pomieszczeniach, na płaskiej powierzchni, na wysokości oczu. Temperatura otoczenia: 0 50 C, ale bez obroszenia. 4. Czy jest zabezpieczone przed kapaniem wody na licznik. 5. Przy montaŝu termometrów naleŝy zwrócić uwagę, aby tuleje zanurzane, wmontowane były niezgodnie z kierunkiem strumienia, oraz muszą być otoczone medium. Tuleje zanurzone naleŝy koniecznie chronić przed zanieczyszczeniem. Czujniki temperatury naleŝy wprowadzić do i unieruchomić. Przy kablach instalacyjnych termometrów naleŝy koniecznie przestrzegać jednakowej długości kabli i przekroju /opór/. Dla kabla termometru i dla przewodu łączącego wodomierz z urządzeniem liczącym, obowiązują przepisy układania linii telekomunikacyjnej przy wysokim elektrycznym poziomie zakłóceń, zalecane przewody ekranowe. 6. JeŜeli gruntowne płukanie rurociągów nie zabezpieczy przed uszkodzeniem licznika przez obce ciała, to prze wodomierzem koniecznie musi być wmontowany osadnik zanieczyszczeń. 7. W pomieszczeniu węzła naleŝy przechowywać wykonaną wcześniej wstawkę mającą zastąpić wodomierz w przypadku awarii lub oddania do legalizacji. Wstawka powinna mieć takie samo zakończenie jak wodomierz /kołnierze lub gwinty/ i takie same wymiary zewnętrzne.
str. 54 WYTYCZNE EKSPLOATACYJNE DLA LICZNIKA CIEPŁA 1. Instalacja pomiarowa będzie mogła być wykorzystana jako rozliczeniowa, jeŝeli uŝytkownik uzyska świadectwo uwierzytelnienia. Świadectwo takie wydaje z upowaŝnienia PKNMiJ - OBRC-SPEC na podstawie zlecenia wystawionego przez odbiorcę ciepła. Świadectwo waŝne jest 2 lata i przed upływem tego okresu naleŝy zwrócić się o przedłuŝenie jego waŝności. 2. Praca instalacji pomiarowej przez pierwszy sezon grzewczy musi być dokładnie obserwowana w celu stwierdzenia poprawności załoŝonych zakresów pomiarowych oraz określenia średniego w sezonie grzewczym błędu pomiaru ilości ciepła. Licznik ciepła jak wszystkie urządzenia AKPiA wymaga ciągłego dozoru. W związku z tym uŝytkownik winien co najmniej raz dziennie dokonać sprawdzenia układu pomiarowego, z odnotowaniem parametrów termodynamicznych. Odczytów naleŝy dokonywać w miarę moŝliwości o tej samej godzinie. Miesięczne wartości Q i G naleŝy określić dodatkowo, gdyŝ będą one podstawą do rozliczeń za pobrane ciepło i wodę sieciową. 3. Po zakończeniu sezonu ogrzewczego, a przed rozpoczęciem nowego, naleŝy dokonać sprawdzenia /przeglądu/ licznika ciepła. 4. Licznik wymaga bieŝącej konserwacji i obsługi technicznej przez specjalnie w tym celu przeszkolone osoby, dysponujące niezbędną aparaturą kontrolno-pomiarową. 5. Wszystkie prace prowadzone przy liczniku ciepła muszą być ewidencjonowane w specjalnej karcie przy instalacji pomiarowej. 6. Wodomierz naleŝy poddawać planowemu remontowi zapobiegawczemu minimum co 2 lata. 7. W celu zapewnienia prawidłowej pracy licznika energii cieplnej oraz zabezpieczenia jego części elektronicznej przed uszkodzeniem naleŝy zapewnić w pomieszczeniu węzła: temperaturę powietrz wewnętrznego - tw = +5 +40 C, wilgotność względna powietrza - W = 30 70 %.