OGRZEWNICTWO ca6 przyklad
Transkrypt
OGRZEWNICTWO ca6 przyklad
PRZYKŁAD OBLICZENIOWY (Przykład 9.1): Zaprojektować instalację parową, rozdział dolny, przewody kondensatowe zalane, obciążenia cieplne wg schematu obliczeniowego. 1. Dobór kotła Qk= Qobl x (1+a) / 0,9 = 29.950 x (1+0,10) / 0,9 = 36.600 W (9.1.1) Przyjęto kocioł żeliwny parowy, członowy KZ 5 – K – 4 o mocy nominalnej Qk = 42,6kW, paliwo: koks (lub mieszanka koksu i węgla kamiennego 1:1) Ustawienie i podłączenia kotła zgodnie z PN-87/B-02411 wg rysunku rzutu piwnic 2.1 Określenie przekroju komina (np. wg wzoru uproszczonego – Sandera) ┌─┐ ┌──┐ Fk = 0,86*a*Qk / √ h = 0,86*0,03*42600 / √ 18,9 = 252 cm2 (9.1.2) Qk – moc dobranego źródła ciepła, W a – współczynnik uwzględniający rodzaj paliwa i sposób prowadzenia komina, dla kotłów na paliwo stałe 0,03 h – wysokość czynna komina (od podłączenia czopucha do wylotu) Przyjęto najmniejszy dopuszczalny przekrój 0,2x0,2m (400 cm2) murowany z cegły 2.2 Wymagana wysokość komina ze względu na zapewnienie niezbędnego ciągu kominowego: Dla kotła K 5 – K – 4 wymagany ciąg kominowy wynosi 26 Pa (wg karty katalogowej), temperatura spalin 180 oC Niezbędną wysokość komina zapewniającą uzyskanie odpowiedniego podciśnienia w komorze paleniskowej w uproszczeniu obliczyć można ze wzoru: hmin = 39 S / ((1/(273+tz) - (1/(273+ts)) Pb), m (9.1.3) S - wymagany ciąg kominowy dla kotła, Pa tz – temperatura powietrza zewnętrznego (najniekorzystniejsze warunki tj. 12 lub 20), oC tz – średnia temperatura spalin, oC Pb- ciśnienie barometryczne, Pa (przy braku danych można przyjąć 101325 Pa) hmin = 39 x 26 / ((1/(273+12) - (1/(273+180)) 101325) = 7,16 m (warunek spełniony) 2.3 Czopuch Fcz = 1,4*Fk = 1,4 x 400 = 560 cm2 (9.1.4) Przyjęto przekrój 0,2x0,28m (560 cm2) murowany z cegły 2.4 Wentylacja kotłowni Przyjęto przekrój kanału nawiewnego 0,22x0,22 (powierzchnia brutto 484 cm2) blaszany, zaopatrzony w kratkę na wlocie i wylocie kanału (powierzchnia netto/brutto 0,9) i przepustnicę powietrza zmniejszającą przy pełnym zamknięciu przekrój kanału do 8 powierzchni 80 cm2. Wylot kanału nawiewnego wyprowadzony 1m nad powierzchnię posadzki z tyłu kotła Przyjęto przekrój kanału wywiewnego 0,14x0,14 (powierzchnia brutto 196 cm2) murowany z cegły (w bloku kominowym), zaopatrzony w kratkę wentylacyjną umieszczoną pod stropem kotłowni o wymiarach 14 x 21 cm (powierzchnia netto/brutto 0,9) i zamykaną wyczystkę na wysokości 30 cm od poziomu posadzki. 3 Zestawienie oporów miejscowych nr działki 1g, 8g 2g-4g, 9g-11g 1, 3 średnica 2 15 4 20 4a 20 5 25 6 25 7 50 8, 9, 10 15 11 15 11a 15 15 15 zmiana średnicy/ nagłe zwęż./rozsze. grzejnik 1,0 grzejnik 1,0 zawór odsadzka grzejnikowy 10,0 grzejnikowy 10,0 1xo 1 x 0,5 1xo 1 x 0,5 obejście kolano/łuk 1xk 1 x 2,0 Trójnik 13,5 odgałęz. zas 1,5 przelot 0,5 przelot 0,5 15-20 zwężenie 20/15 0,3 prosty x 1 8,5 zwężenie 32/20 0,3 zwężenie 40/25 0,3 zwężenie (rozdzielacz) 0,5 kocioł + rozszerz (rozdzielacz) 0,5 + 1,5 Suma ζ 1xk 1 x 2,0 13,0 0,5 0,8 11,0 przelot 0,5 przelot 0,5 0,8 0,8 prosty x 1 7,0 3xł 3 x 0,5 7,5 prosty x 1 5,0 2xł 2 x 0,5 8,0 przelot 0,5 prosty x 1 10 1xk 1 x 2,0 0,5 12,0 odgał. 1,5 1,5 Dobór średnic i obliczenia hydrauliczne magistrali obliczeniowej 4 nr dz. 1g 1 2 3 4 4a 5 6 7 Q, kW 0,7 0,7 1,38 2,06 2,78 2,78 10,78 12,63 29,95 m, kg/s l, m 1,08 1,0 1,08 3,0 2,38 3,0 3,53 3,0 4,75 1,2 4,75 13,8 5,13 12,0 18,47 10,0 51,33 4,0 zgodny/ d, max(w) przeciw. mm m/s w m/s R, dPa/m R l, dPa Obieg grzejnika w pomieszczeniu 407 (pion 1) 6 4 1,0 p 15 1,0 6 4 1,0 p 15 3,0 6 5 2,5 p 15 7,5 7 4 1,0 p 20 3,0 7 6 2,0 p 20 2,4 18 6 2,0 z 20 27,6 22 13 7,0 z 25 84,0 22 15 9,0 z 25 90,0 12 10 2,0 p 50 8,0 Razem: 226,5 ζ Z, dPa 13,5 0,5 0,8 0,5 11,0 0,8 0,8 7,5 8,0 6,6 0,2 0,6 0,2 13,2 1,0 4,0 52,5 25,6 103,9 Rl +Z dPa 7,6 3,2 8,1 3,2 15,6 28,6 88,0 142,5 33,6 330,4 Długość przewodów poziomych pomiędzy rozdzielaczem kotłowni, a pionem 1 wynosi 35,8m, wymagana odległość pomiędzy odwadniaczami dla przewodów izolowanych 20-50m, przewody rozdzielcze o średnicy 2025mm (odległość pomiędzy odwodnieniami 40-50m). Ze względu na rozległość sieci przewodów rozdzielczych odwodnienia tylko pod pionami. Prowadzenie przewodów ze spadkiem 0,5% w kierunku przepływu, 35,8 x 0,005 = 0,18m. Różnica pomiędzy początkiem, a końcem magistrali (przewody poziome) 18 cm 5. Ciśnienie robocze w źródle ciepła: pr = pgrz + ∑ (Rl +Z) = 200 + 330,4 = 530,4 dPa 9 (9.1.5) gdzie: pgrz – wymagane ciśnienie pary w odbiorniku, przyjęto dla grzejników 200 dPa ∑ (Rl +Z) – opory przepływu pomiędzy źródłem ciepła a najniekorzystniej położonym grzejnikiem Przyjęto ciśnienie robocze (dyspozycyjne) w kotle 550 dPa (dopuszczalny nadmiar ciśnienia w pozostałych grzejnikach 25% z 550 = 137,5 Pa) 6. Dobór średnic i obliczenia hydrauliczne obiegów pozostałych grzejników nr dz. Q, m, kg/s kW 2g 0,68 3g 0,68 4g 0,72 8g 8 9 10 11 11a 0,52 0,52 0,92 1,30 1,85 1,85 l, m zgodny/ d, max(w) przeciw. mm m/s w m/s R, dPa/m ζ R l, dPa Z, dPa Obieg grzejnika w pomieszczeniu 307 (pion 1) 1,0 6 4 1,0 p 15 1,0 13,0 6,5 Działki wspólne 2 - 7 222,5 97,1 Razem: 223,5 103,6 Nadmiar ciśnienia: 550 – 200 –327,1 = 23 dPa ( 4% ciśnienia dyspozycyjnego) obieg nie wymaga kryzowania 1,08 Obieg grzejnika w pomieszczeniu 207 (pion 1) 1,0 6 4 1,0 p 15 1,0 13,0 6,5 Działki wspólne 3 - 7 215,0 103,0 Razem: 216,0 109,5 Nadmiar ciśnienia: 550 – 200 –325,5 = 24,5 dPa ( 4% ciśnienia dyspozycyjnego) obieg nie wymaga kryzowania 1,08 Obieg grzejnika w pomieszczeniu 107 (pion 1) 1,0 6 4 1,0 p 15 1,0 13,0 6,5 Działki wspólne 4 - 7 212,0 102,8 Razem: 213,0 109,3 Nadmiar ciśnienia: 550 – 200 –322,3 = 27,7 dPa ( 5% ciśnienia dyspozycyjnego) obieg nie wymaga kryzowania 1,08 Obieg grzejnika w pomieszczeniu 421 (pion 3) 2,5 6 3 0,8 p 15 2,0 13,5 4,0 3,0 6 3 0,8 p 15 2,4 0,5 0,0 3,0 6 4 1,5 p 15 4,5 0,5 0,2 3,0 6 5 2,3 p 15 6,9 0,5 0,4 1,0 6 6 3,5 p 15 3,5 12 14,4 6,0 15 6 3,5 z 15 21,0 1,5 1,8 Działki wspólne 6- 7 98,0 78,1 Razem: 138,3 98,8 Nadmiar ciśnienia: 550 – 200 – 237,2 = 112,8 dPa ( 20% ciśnienia dyspozycyjnego) obieg nie wymaga kryzowania 0,86 0,86 1,38 2,23 3,17 3,17 Rl +Z dPa 7,5 319,6 327,1 7,5 318,0 325,5 7,5 314,8 322,3 6,0 2,4 4,7 7,3 17,9 22,8 176,1 237,2 Analogicznie liczymy obiegi grzejników 321, 221 11g 0,55 Obieg grzejnika w pomieszczeniu 121 (pion 3) 0,86 2,5 6 3 0,8 p 15 2,0 13,0 4,0 Działki wspólne 11, 11a oraz 6- 7 122,5 94,3 Razem: 124,5 98,3 Nadmiar ciśnienia: 550 – 200 – 222,8 = 127,2 dPa ( 23% ciśnienia dyspozycyjnego) obieg nie wymaga kryzowania 6,0 216,8 222,8 7. Dobór średnic przewodów kondensatowych i odpowietrzających Przewody kondensatowe zalane, odległość źródła ciepła od najdalej i najniżej położonego grzejnika < 50 m Numery działek Wszystkie działki Średnica przewodu Obciążenie cieplne w kW mniejsze niż: skropliny 15 32,56 10 odpowietrz. 15 8. Dobór odwadniaczy Pomiędzy grzejnikiem i przewodem kondensatowym montowane są odwadniacze. Ich wielkość można dobierać na przepływ strumienia kondensatu przy różnicy ciśnień przed i za odwadniaczem na podstawie charakterystyki odwadniacza podanej przez producenta. Ze względu na warunki rozruchu instalacji, kiedy ilość powstającego kondensatu jest dużo większa od warunków obliczeniowych można przyjmować przepływ kondensatu 2-3 razy większy niż w warunkach roboczych. Najmniej obciążony grzejnik: Qg = 380 W Najbardziej obciążony grzejnik: Qg = 720 W Ilość kondensatu odprowadzana z grzejników (w zależności od ich wielkości) od 0,65 kg/h do 1,10 kg/h Różnica ciśnienia dyspozycyjnego dla odwadniaczy nie mniej niż 0,22 kPa Dla G = 2,20 kg/h (2 x 1,1) i ∆p = 0,22 kPa dobrano dla wszystkich grzejników odwadniacze płynowe fig M.3300 o średnicy nominalnej 15 mm. 8. Zabezpieczenie kotła (jednosyfonowy przyrząd bezpieczeństwa) Zabezpieczenie kotła wykonać zgodnie z PN-75/B-02412 Kocioł powinien zostać wyposażony w: a) manometr z tarczą 150 mm o zakresie ciśnień 0-1 bara z zaznaczonym czerwoną kreską ciśnieniem 0,055 bara b) wodowskaz z zabezpieczoną przed uszkodzeniem rurką szklaną, dwoma kurkami wodowskazowymi i jednym kurkiem probierczym c) sygnalizator akustyczny (gwizdawkę) informujący o przekroczeniu ciśnienia roboczego, z zamknięciem hydraulicznym, dołączony do przyrządu bezpieczeństwa (jako alternatywa gwizdawka z zamknięciem ciężarkowym podłączona do przestrzeni parowej kotła) d) sygnalizator akustyczny (gwizdawkę) informujący o spadku poziomu wody poniżej dopuszczalnego, umieszczony na zbiorniczku o poj. 4 dm3, którego dno jest umieszczone min. 400mm powyżej linii ciśnień e) kurek spustowy f) miarkownik dopływu powietrza do paleniska g) pompę ręczną do napełniania h) jednosyfonowy przyrząd bezpieczeństwa wg wymiarów: przepustowość przyrządu bezpieczeństwa m= 3600 Q/r = 73,02 kg/h ciśnienie robocze 5,5 kPa średnica przewodu wyrzutowego: Dn1 40 mm (Dz = 48,3 mm Dw1 = 41,8 mm) średnica przewodu ostrzegawczego: Dn2 25 mm (Dz = 33,5 mm Dw2 = 27,0 mm) h1 = pr + 300 mm = 550 + 300 = 850 mm h2 = [1,57 (Dw2)2 h1 + 0,785 (Dw1) 2 (h1+h2)] / [1,57 ((Dw1)2 +(Dw2)2)], mm h2 = 785 mm 11 h3 = 200 mm h4 = 1180 mm zbiornik wyrzutowy h5 = 280 mm, Dw3 = 210 mm opracował dr. inż Bogdan Nowak, Wrocław, 1-4 maja 2003 Literatura: 1. Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z 12 kwietnia 2002r w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (DzU nr 75 poz. 690) 2. K. Pieńkowski, D. Krawczyk, W. Tumel, Ogrzewnictwo t. 2, Rozprawy naukowe nr 65, Politechnika Białostocka, Białystok 1999 3. Rietschel/Rais, Ogrzewanie i klimatyzacja t. 2, Arkady, Warszawa 1973. 4. Recknagel-Sprenger-Honman-Schramek, Ogrzewanie i klimatyzacja, EWFE, Gdańsk 1994 5. PN-75/B-02412 Zabezpieczenie urządzeń wytwarzających parę niskoprężną. Wymagania 12