OBLICZENIA WĘZŁA CIEPLNEGO C.O., C.W. I C.T. PO STRONIE WODY SIECIOWEJ W ZESPOLE BUDYNKÓW BIUROWYCH RADWAR W WARSZAWIE Parametry woda sieciowa c.o. 75 50 0 C zasilenie/powrót - c.o. i c.t. 122 55 55 c.t. 75 50 0 C Min. ciśnienie dyspozycjne zima 300 p 1 = 750 kpa i ciśnienie w sieci lato 200 kpa Moc cieplna Q c.o. 458,5 Q c.w. max 84,0 kw Q c.w. śr 40,0 kw Q c.t. 950,0 Q c.w. II 46,2 kw Q c.w. I 42,0 kw Wymienniki ciepła płytowe c.o. B56H/1Px70 c.w. II B35H/2Sx22 szt. lutowane c.t. B56H/1Px140 c.w. I B35H/2Sx22 szt. Natężenie przepływu wody G c.o. 5,89 G c.w. II 1,61 t/h sieciowej przez wymienniki G c.w. I 4,55 t/h G c.t. 12,19 G c.w. L 1,61 t/h Przepływy obliczeniowe zima 19,68 t/h dla węzła lato 1,61 t/h Opory przepływu dla zimy c.o. c.t. c.w. Opór wymiennika 4,0 5,0 5,0 kpa Opór instalacji sieciowej 2,0 2,0 2,0 kpa Opór regulatora kv= 10,0 34,6 20,0 37,2 4,0 16,1 kpa Opór wymiennika i instalacji c.w. I st 13,0 0,0 13,0 kpa Opór ciepłomierza c.w. Qn= 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 kpa Suma 53,6 44,2 36,1 kpa Opór kryzy dławiącej 0,0 9,5 0,0 kpa Regul. rożnica ciśnień (nastawa) 53,6 kpa Opór reg. różnicy ciśnień i przepłwu kv= 32 Dp= 50 87,8 kpa Opór przyłącza w węźle 10,0 kpa Opór ciepłomierza Qn= 25,0 4,9 kpa Minimalne wymagalne ciśnie dysp. 156,4 kpa Opory przepływu dla lata Opór wymienników 4,0 kpa Opór instalacji 3,0 kpa Opór regulatora 16,1 kpa Suma 23,1 kpa Opór kryzy dławiącej 0,0 kpa Regul. różnica ciśnień (nastawa) 23,1 kpa Opór reg. różnicy ciśnień i przepływu 50,3 kpa Opór przyłącza w węźle 6,0 kpa Opór ciepłomierza 1,0 kpa Minimalne wymagane ciśnienie dysp. 80,4 kpa Autorytety zaworów regulacyjnych c.o. = 0,72 c.t. = 0,69 c.w. = 0,70 DOBÓR KRYZ G [ t/h ] Dp [ kpa ] f - KD1 ( gałąź c.o. ) 5,89 0,0 - mm KD2 ( gałąź c.w. ) 1,61 0,0 - mm KD3 ( gałąź c.t. ) 12,19 9,5 35 mm KD0 Kryzę dobierze ZEC Kryzę należy stosować, gdy ciśnienie przekroczy : zimą 304 kpa latem 36 kpa ILOŚĆ WODY WG. ZASAD REGULACJI SPEC : zima 19,12 m 3 /h lato 1,74 m 3 /h
WĘZEŁ WYMIENNIKOWY C.O. - CZĘŚĆ INSTALACYJNA DANE WYJŚCIOWE Zapotrz. ciepła 458,5 kw Parametry s.c. 122 55 Parametry inst. c.o. 75 50 Opory inst. c.o 40 kpa OBLICZENIA HYDRAULICZNE Przepływ wody sieciowej Gs = 5,89 t / h Przepływ wody instalacyjnej Gi = 15,77 t / h DOBÓR WYMIENNIKÓW Wymienniki ciepła typ B56H/1Px70 Ilość elementów - 1 Opory przepływu wody sieciowej Opory przepływu wody instalacyjnej 4,0 kpa 10,0 kpa Opory podłączenia instalacji c.o. G [t/h] L [m] Dn [mm] V [m/s] R [mm/m] RL[mm] Sz Z [mm] DH [mm] 15,77 18 80 0,85 17,5 314 10 349 670 odmulacz = 300 + 0,2x DH 440 Opory zestawu pompowego 15,77 1 80 0,85 17,5 17 8 279 300 opór instalacji 4000 opór wymiennika x1,3 1300 łączne opory instalacji c.o. 6710 DOBÓR POMP OBIEGOWYCH Wymagana charakterystyka pomp: Wydajność : G = 17,3 m 3 /h Wysokość podnoszenia : H = 7,7 m sł. w. Istnieją dwie (w tym 1 rezerwowa) pompy firmy Grudfos Magna 65-120F wydajność G = 17,3 m 3 /h podnoszenie H = 7,7 m sł. w. obroty n - regul. automatycznie moc siln. N = 0,9 kw 1x230V ZAWÓR REGULACYJNO - UPUSTOWY W OBIEGU C.O. Zgodnie z wymogami SPEC dla pomp regulowanych automatycznie nie stosuje się
DOBÓR NACZYNIA WZBIORCZEGO DLA POTRZEB C.O. WYSZCZEGÓLNIENIE SYMBOL JEDNOSTKA WARTOŚĆ Ilość ciepła Q c.o. [ kw ] 458,5 Pojemność zładu V c.o. [ m 3 ] 5,5 Maksymalne ciśnienie w instalacji p max [ bar ] 5 Ciśn. stat. w miejscu włączenia naczynia p st [ bar ] 2 Ciśn. wstępne w naczyniu = p st +0,2 p o [ bar ] 2,2 Temperatura zasilania instalacji t z o C 75 Przyrost objętości właściwej wody Dv [ kg/m 3 ] 0,0256 Gęstość wody przy temperaturze t 1 = 10 o C r 1 [ kg/m 3 ] 999,7 Min. pojemność użytkowa N.W.P. Vu = V x r 1 x DV Vu c.o. [ dcm 3 ] 141 Pojemność całkowita naczynia Vc= Vu x ( p max +1/ p max - p o ) Vc c.o. [ dcm 3 ] 302 Dobrano ciśnieniowe naczynie przeponowe prod. Reflex typ N p max = 6,0 bar V c = 400 dcm 3 DOBÓR ZAWORU BEZPIECZEŃSTWA istniejący Obliczenia prowadzone są dla zaworu pełnoskokowego, membranowego WYSZCZEGÓLNIENIE SYMBOL JEDNOSTKA WARTOŚĆ Rzeczywisty współczynnik wypływu a rz - brak danych Dopuszczalny współczynnik wypływu a c = 0,9 *a rz a c - 0,25 Maksymalne ciśnienie w sieci p 2 [ bar ] 16 Maksymalne ciśnienie w instalacji p 1 [ bar ] 5 Gęstość wody przy temperaturze tz= 130 o C r [ kg/m 3 ] 934,6 Współczynnik zależny od Dp b 2 Powierzchnia przekroju jednej rurki wężownicy A [ m 2 ] 0,000036 Przepustowość zaworu bezpieczeństwa M = 447,3 * b* A ( p2 - p1 )r M [ kg/s ] 3,27 Wewnętrzna średnica króćca dopływowego do = 54 M ac p1 * r d o [ mm ] 23,6 Dobrano zawór membranowy Syr1915 Dn 32 Ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa bar 5 Średnica wewnętrzna rury wzbiorczej c.o. Dn 25
WĘZEŁ WYMIENNIKOWY DLA POTRZEB INSTALACJI C.W. DANE WEJŚCIOWE Q max = 84,0 kw t z = 5 t max = 55 G i = 1,44 t/h Q śr = 40,0 kw U h [n h ] = 2,1 G cyrk = 0,6 x G i = 0,87 t/h h cyrk = 2000 mm sł. w. Uwaga : cykulacja w budynku 0,2 Gi oraz cyrkulacja przez spinkę w węźle 0,4 Gi A = 0,5 (współczynnik wykorzystania wody sieciowej z wymiennika c.o.) OBLICZENIA stopień II Moc [ kw ] stopień I Q II = Qmax = 46,2 Q I = 42,0 stopień II Ilość wody sieciowej dla zimy [ t/h ] stopień I G II = Q II / 25 = 1,59 G I = G II +A*Gc.o.= 4,53 Ilość wody sieciowej dla lata [ t/h ] G = Qmax /45 = 1,61 DOBÓR WYMIENNIKÓW C.W. stopień II Typ / ilość sztuk wymienników JAD stopień I B35H/2Sx22 B35H/2Sx22 Opory wymienników zimą - woda sieciowa [kpa] h II s = 2,0 h I s = 11,0 Opory wymienników latem - woda sieciowa [kpa] h II s = 2,0 h I s = 2,0 Opory wymienników - woda instalacyjna [kpa] h II i = 2,0 h I i = 2,0 DOBÓR POMP OBIEGOWYCH Wymagana charakterystyka pomp: Wydajność : G = 1,0 m 3 /h Wysokość podnoszenia : H = 1,2 * ( hcyrk+ h II i + hpomp ) = 3,0 m sł. w. Dobrano dwie (w tym 1 rezerwowa) pompy firmy Grundfos typu UPE 25-60B wydajność G = 1,0 m 3 /h podnoszenie H = 3,0 m sł. w. moc siln. N = 0,1 kw N = ZAWORY REGULACYJNO - NASTAWNE W OBIEGU CYRKULACJI I C.W. Na spince - typ Stromax 4117M Dn 15 nastawa 2 Na cyrkulacji c.w. - typ Stromax 4117M Dn 20 nastawa full ZAWÓR BEZPIECZEŃSTWA : SI 6301M Dn 25/40 (0,48-0,60) lub SYR Dn 32/ 6 bar
WĘZEŁ C.T. - CZĘŚĆ INSTALACYJNA DANE WYJŚCIOWE Zapotrz. ciepła 950 kw Parametry s.c. 122 55 Parametry inst. c.t. 75 50 Opory inst. c.t. 50 kpa OBLICZENIA HYDRAULICZNE Przepływ wody sieciowej Gs = 12,19 t / h Przepływ wody instalacyjnej Gi = 32,68 t / h DOBÓR WYMIENNIKÓW Wymienniki ciepła typu B56H/1Px140 Ilość elementów - 1 Opory przepływu wody sieciowej Opory przepływu wody instalacyjnej 5,0 kpa 13,0 kpa Opory podłączenia instalacji c.t. G [t/h] L [m] Dn [mm] V [m/s] R [mm/m] RL[mm] Sz Z [mm] DH [mm] 32,68 18 125 0,72 8,1 145 10 251 400 odmulacz = 300 + 0,2x DH 380 Opory zestawu pompowego 32,68 1 100 1,12 24,6 25 8 491 520 opór instalacji 5000 opór wymiennika x1,3 1690 łączne opory instalacji c.t. 7990 DOBÓR POMP OBIEGOWYCH Wymagana charakterystyka pomp: Wydajność : G = 37,6 m 3 /h Wysokość podnoszenia : H = 9,2 m sł. w. Dobrano dwie (w tym 1 rezerwowa) pompy firmy Grundfos TPE 80-140/2-S wydajność G = 37,6 m 3 /h podnoszenie H = 9,2 m sł. w. obroty n - reg. autom moc siln. N = 2,2 kw 3x400V ZAWÓR REGULACYJNO - UPUSTOWY W OBIEGU C.T. Zawór nie jest wymagany dla pomp regulowanych elektronicznie
DOBÓR NACZYNIA WZBIORCZEGO DLA POTRZEB C.T. WYSZCZEGÓLNIENIE SYMBOL JEDNOSTKA WARTOŚĆ Ilość ciepła Q c.t. [ kw ] 950 Pojemność zładu V c.t. [ m 3 ] 7,5 Maksymalne ciśnienie w instalacji p max [ bar ] 5 Ciśn. stat. w miejscu włączenia naczynia p st [ bar ] 2,4 Ciśn. wstępne w naczyniu = p st +0,2 p o [ bar ] 2,6 Temperatura zasilania instalacji t z o C 75 Przyrost objętości właściwej wody Dv [ kg/m 3 ] 0,0256 Gęstość wody przy temperaturze t 1 = 10 o C r 1 [ kg/m 3 ] 999,7 Min. pojemność użytkowa N.W.P. Vu = V x r 1 x DV Vu c.t. [ dcm 3 ] 192 Pojemność całkowita naczynia Vc= Vu x ( p max +1/ p max - p o ) Vc c.t. [ dcm 3 ] 480 Dobrano ciśnieniowe naczynia przeponowe prod. Reflex typ N p max = 6,0 bar V c = 600 dcm 3 DOBÓR ZAWORU BEZPIECZEŃSTWA Obliczenia prowadzone są dla zaworu pełnoskokowego, membranowego WYSZCZEGÓLNIENIE SYMBOL JEDNOSTKA WARTOŚĆ Rzeczywisty współczynnik wypływu a rz - brak danych Dopuszczalny współczynnik wypływu a c = 0,9 *a rz a c - 0,36 Maksymalne ciśnienie w sieci p 2 [ bar ] 16 Maksymalne ciśnienie w instalacji p 1 [ bar ] 5 Gęstość wody przy temperaturze tz= 130 o C r [ kg/m 3 ] 934,6 Współczynnik zależny od Dp b 2 Powierzchnia przekroju jednej rurki wężownicy A [ m 2 ] 0,0001 Przepustowość zaworu bezpieczeństwa M = 447,3 * b* A ( p2 - p1 )r M [ kg/s ] 9,07 Wewnętrzna średnica króćca dopływowego do = 54 M ac p1 * r d o [ mm ] 32,8 Dobrano zawór membranowy - 2 szt Syr1915 Dn 32 Ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa bar 5 Średnica wewnętrzna rury wzbiorczej c.o. Dn 25
Automatyka Część II AUTOMATYCZNA REGULACJA WĘZŁA 1. Podstawa opracowania - zlecenie Inwestora - protokół założeń eksploatacyjnych SPEC - instrukcja doboru elementów automatycznej regulacji w węzłach cieplnych - opracowanie OBRC-SPEC - katalogi firm automatycznej regulacji dla ciepłownictwa - projekt techniczny węzła cieplnego ( cz.i niniejszego opracowania) 2. Zakres opracowania Projekt niniejszy zawiera: - regulację nadążną temperatury wody zasilającej instalację c.o. w zależności od temperatury zewnętrznej korygowaną temperaturą wody sieciowej powrotnej - regulację nadążną temperatury wody zasilającej instalację c.t. (jak wyżej) - regulację temperatury ciepłej wody użytkowej - dobór regulatora stałej różnicy ciśnienia - dobór licznika ciepła 3. Przyjęte rozwiązania techniczne Układ automatycznej regulacji w węźle cieplnym zaprojektowano z uwzglednieniem możliwości podłaczenia gałęzi tj. c.o. i c.w. (istniejące, modernizowane) oraz c.t. Zastosowano urządzenia firmy Samson. Zaproponowano wykorzystanie urządzeń istniejacych, o krótkim czasie eksploatacji - po sprawdzeniu ich sprawności 3.1. Instalacja c.o. Projektowany zestaw pogodowej regulacji temperatury firmy Samson składa się z: - zaworu regulacyjnego c.o. typu 3222 z siłownikiem 5825-10 - elektronicznego regulatora typu 5179 (wspólnego dla c.o., c.w. I c.t.) - czujek temperatury PT1000 szt. 3 - wg specyfikacji - termostatu bezpieczeństwa typu STW Regulator nadążnie reguluje temperaturę wody zasilającej c.o. w funkcji temperatury zewnętrznej nie dopuszczając do przekroczenia zadanej temperatury powrotu sieciowego. Opis podstawowych funkcji i nastaw regulatora wg załączonej karty nastaw. Dobrano zawór regulacyjny c.o. typu 3222, Dn 20 ; kvs = 10,0 m 3 /h z siłownikiem jak wyżej (z funkcją awaryjnego zamykania).
Automatyka 3.2 Instalacja c.w. Projektowany zestaw stałowartościowej regulacji temperatury firmy Samson składa się z: - zaworu regulacyjnego c.w. typu 3222, Dn 15 ; kvs = 4,0 m3/h z siłownikiem 5825-10 - elektronicznego regulatora typu 5179 - wspólnego dla c.o. i c.t. - czujek temperatury c.w. typ PT1000 szt. 2 - termostatu STB typ 5315-1 Regulator utrzymuje temperaturę ciepłej wody na zadanym poziomie 55-60 o C. Nastawa STB - 70 o C. Siłownik zaworu regulacyjnego z funkcją awaryjnego zamykania. 3.3. Instalacja c.t. Elektroniczny zestaw regulacji temperatury składa się z: - zaworu regulacyjnego c.t. typu 3222 z siłownikiem 5825-10 - elektronicznego regulatora typu 5179 - wspólnego dla c.o. i c.w - czujek temperatury PT1000 szt. 3 - wg specyfikacji - termostatu bezpieczeństwa typu STW (alternatywa) Regulator nadążnie reguluje temperaturę wody zasilającej c.o. w funkcji temperatury zewnętrznej nie dopuszczając do przekroczenia zadanej temperatury powrotu sieciowego. Opis podstawowych funkcji i nastaw regulatora 5179 wg załączonej karty nastaw. Dobrano zawór regulacyjny c.t. typu 3222, Dn 20 ; kvs = 20,0 m 3 /h z siłownikiem jak wyżej (z funkcją awaryjnego zamykania). 3.4. Węzeł podłączeniowy Wg danych SPEC ciśnienie dyspozycyjne dla rejonu wynosi: zima - 300 kpa lato - 200 kpa Regulator stałej różnicy ciśnienia Na węźle podłączeniowym należy zamontować regulator stałej różnicy ciśnienia i przeływu bezpośredniego działania firmy "SAMSON" typu 42-39 Dn 50; kvs = 32 m3/h zakres nastaw: Dp: 0,2-1,0 bar ; G: 2-24 m3/h stabilizujący ciśnienie dyspozycyjne na poziomie : - zima: przepływ wody sieciowej Gs = 19,68 m 3 /h Dp = 53,6 kpa - lato: przepływ wody sieciowej Gs = 1,61 m 3 /h Dp = 23,1 kpa
Automatyka Licznik ciepła do rozliczeń ze SPEC Dla obliczonych przepływów wody sieciowej dobrano licznik ciepła firmy KAMSTRUP MULTICAL z : - wodomierzem typu ULTRAFLOW II 65-S, t = 110*C, - 2 szt. czujników PT 500 Dn 65, Qn = 25 m3/h Podliczniki ciepła dla potrzeb c.w. (różnicowe, montaż w gałęzi c.o.i c.t.) Dla budynków niemieszkalnych podliczników ciepła dla potrzeb rozliczenia c.w. nie stosuje się. 3.5. Instalacje elektryczne i ochrona przeciwporażeniowa System ochrony przeciwporażeniowej regulatorów zasilanych elektrycznie, licznika ciepła i miejsc podłączenia zasilania elektrycznego będzie podany w części elektrycznej węzła. Regulator elektroniczny należy zamontować w obudowie spełniającej stopień ochrony IP 54 - obudowa wg projektu elektrycznego. 3.6. Wskazówki wykonawcze Regulator elektroniczny wchodzący w skład zestawu należy montować na ścianie w miejscu wskazanym na dyspozycji węzła. Czujnik temperatury zewnętrznej należy umieścić około 3 m nad terenem na północnej ścianie budynku. Czujniki temperatury regulowanej montować w króćce f15 Czujniki należy montować w kierunku przeciwnym do przepływu wody. Zawory regulacyjne należy montować na przewodach tak, aby siłowniki znalazły w położeniu : - zawór regulacyjny c.w.: do góry - zawór regulacyjny c.o.: do góry - zawór regulacyjny c.t. : do góry - regulator różnicy ciśnienia: do dołu
Automatyka 3.6. Zestawienie danych technicznych i wyniki obliczeń W tabelach podano charakterystyczne wielkości z projektu technologicznego węzła i zestawiono wyniki obliczeń charakterystyczne dla automatycznej regulacji węzła. W tabeli na końcu podano szczegółową specyfikację elementów automatycznej regulacji dla węzła. 4. Dane eksploatacyjne - przepływ limitowany zima - 19,68 t/h lato - 1,61 t/h - ilość wody sieciowej wg: zima - 19,12 m 3 /h wymagań SPEC lato - 1,74 m 3 /h - regulowana różnica ciśnienia zima - 53,6 kpa lato - 23,1 kpa - minimalne ciśnienia dyspozyc. zima - 156,4 kpa lato - 80,4 kpa - kryza KDo montowana na przyłączu w zimie zostanie dobrana przez ZEC, gdy rzeczywiste ciśnienie dyspozycyjne na przyłączu przekroczy wartość : - 304 kpa w zimie - 36 kpa w lecie
Automatyka 5. Zestawienie urządzeń automatycznej regulacji - układ docelowy Oznaczenie Ilość Wyszczególnienie Uwagi PDC 1kpl Regulator różnicy ciśnień kołnierzowy fimy SAMSON Samson 42-39 Dn 50; kvs = 32 m 3 /h kołnierzowy Dp: 0,2-1,0 bar ; G: 2-24 m 3 /h (komplet z rurką impulsową) TC-1/2/3 1 Elektroniczny regulator cyfrowy dla ciepłownictwa 5179 ~-~ wspólny dla c.o., c.w. i c.w. TC-1 1 Zawór regul. c.w. typ 3222 z końcówkami do spawania ~-~ Dn 15 ; kvs = 4,0 m 3 /h 1 Napęd elektryczny typ 5825-10; 220V;50Hz; IP 44 ~-~ 1 Czujnik temp. wody PT1000 5207-65; zakres 15-180*C ~-~ 1 Czujnik temp. wody PT1000 5207-64 ~-~ STB 1 Termostat STB typ 5315-1; zakres 30-110oC ~-~ TC-2 1 Zawór regul. c.o. typ 3222 z końcówkami do spawania ~-~ Dn 32 ; kvs = 10,0 m 3 /h 1 Napęd elektryczny typ 5825-10;220V;50Hz; IP 44 ~-~ 1 Czujnik temp.zewn. PT1000 5227-2;zakres -35:85*C ~-~ 2 Czujniki temp. wody PT1000 5277-2 ;zakres -20:120*C ~-~ STW 1 Termostat STW typ 5313-5; zakres 60:100*C ~-~ TC-3 1 Zawór regul. c.t. typ 3222 kołnierzowy ~-~ Dn 40 ; kvs = 20,0 m 3 /h 1 Napęd elektryczny typ 5825-20;220V;50Hz; IP 44 ~-~ 2 Czujniki temp. wody PT1000 5277-2 ;zakres -20:120*C ~-~ STW 1 Termostat STW typ 5313-5; zakres 60:100*C ~-~ NQ 1kpl. Licznik ciepła typ KAMSTRUP Multical - wodomierz typ ULTRAFLOW II 65-S, t=110*c Kamstrup Dn 65, Qn = 25 m 3 /h; SPEC - integrator, Multical 66CDE - montaż na zasileniu - 2 szt. czujników PT 500 UWAGI : 1. Zastosowanie termostatu STW dla stalowej instalacji c.t. nie jest obligatoryjne 2. Dodatkowy czujnik TC-1 (montaż na cyrkulacji c.w.) dla potrzeb dezynfekcji termicznej.