Projektowanie węzłów ciepłowniczych

Transkrypt

OGRZEWNICTWO I CIEPŁOWNICTWO 2
sem. II
WYKŁAD
WĘZŁY CIEPŁOWNICZE
PROJEKTOWANIE
Ogrzewnictwo i Ciepłownictwo 2 /2011
Priorytet ciepłej wody
Cele:
1. Ograniczenie wahań w rozbiorze wody sieciowej
przez węzeł ciepłowniczy w okresie całorocznym
2. Obniżenie strumienia wody sieciowej pobieranej
przez węzeł ciepłowniczy na cele ogrzewania i
podgrzewania ciepłej wody
Ogrzewnictwo i Ciepłownictwo 2 / 2011
2
Ad.1.i 2.
Głębokość
priorytetu
1,6
1,4
1,2
Ms
Mspr
Msco
1
MscwII
0,8
MScwI
0,6
MsocwI
0,4
Ms
0,2
0
-20
-10
0
10
20
30
Obszar
występowania
3
Zaspokojenie potrzeb ogrzewania i podgrzewania
ciepłej wody można zrealizować przy strumieniu
wody sieciowej Mspr < Msco+Mscw, jeżeli
zagwarantujemy w węźle realizację funkcji priorytetu
przygotowania ciepłej wody w stosunku do
ogrzewania.
Wykorzystuje się tutaj pojemność cieplną budynku oraz
nieciągłe zapotrzebowanie na ciepło do
podgrzewania ciepłej
wody.
4
Zalety stosowania priorytetu:
- Obniżenie strumienia wody sieciowej dostarczanej
do węzła (mniejsze koszty pompowania wody,
zwiększenie przepustowości sieci, mniejsze średnice
przewodów i armatury węzła)
- Zmniejszenie różnic pomiędzy maksymalnym i
minimalnym strumieniem wody sieciowej pobieranej
przez węzeł (mniejsze rozregulowanie sieci)
5
Wady:
• Możliwość występowania okresowych spadków
temperatury regulowanej w pomieszczeniach
ogrzewanych – obniżenie się komfortu cieplnego w
pomieszczeniach ogrzewanych
6
Stosowanie priorytetu ciepłej wody wymaga spełnienia
następującego warunku:
Ilość ciepła dostarczana do pomieszczeń ogrzewanych
przez system technicznego wyposażenia budynku
(ogrzewanie) w okresie doby musi odpowiadać
dobowym stratom ciepła.
7
• Dobowy bilans zapotrzebowania na ciepło
Qdco 
1
co
co
  Qmin
 (24   )  Qmax
24
  X min  (24   )  X max
24
Xmin – stopień osłabienia ogrzewania
Xmax – stopień wzmocnienia
ogrzewania
Ogrzewnictwo i Ciepłownictwo
2 / 2011
8
Bez priorytetu ciepłej wody
z priorytetem c.w.
Ms
Msco MscwII
Ms=Msco+MscwII

24-
Msco
Msco”
Ms’
Msco’ MscwII
Ms’=Msco+Mscwśr

24-
9
• Regulacja dostawy ciepła
tz X  t i  0,5  X    tz o  ( X   )
1
1 m
 tg o
tp X  tz X  X    tz o
(t i  t e )

(t i  t e 0 )
X  X min lub X max 
10
tzXmax
Temperatura tz,tp,te [°C]
100,00
80,00
60,00
40,00
tzXmin
tzx
tpx
20,00
te
0,00
-20,00
0,00
4,00
8,00
12,00
16,00
20,00
24,00
Czas [h]
11
• Strumień wody sieciowej minimalny przy realizacji funkcji
priorytetu ciepłej wody w węźle ciepłowniczym
M spr  M sco  (1   )
te
Qcwsrh

Qco
te
12
Inny wzór:
Ms pr  MsL  (1 

Nh  
)
Qcwsrh

teZ  Qco te
13
0
0
-18
-16
-14
-12
0,2
-10
-8
-6
-4
-2
0
0,4
2
4
6
8
10
12
14
16
0,545
0,545
0,545
0,771
0,841
0,929
1,07
1,022
0,926
0,864
0,82
0,788
0,759
1,2
0,672
0,453
0,617
0,47
0,459
0,503
0,338
0,528
0,243
0,545
0,35
0,666
0,662
0,66
0,656
0,654
0,739
0,716
0,694
0,678
0,662
1
0,26
0,202
0,16
0,132
0,105
0,652
0,649
0,647
0,646
0,643
0,642
Msmin=0,804 kg/s
0,087
0,067
0,047
0,032
0,6
0,642
0,8
0,019
Strumień wody sieciowej Ms, kg/s
Zmiana strumienia wody sieciowej dla węzła szeregowo-równoległego
Ms=
McwII=
Msco=
18
20
Temperatura zewnetrzna te, °C
14
Realizacja funkcji priorytetu ciepłej wody w węźle
1. Funkcja programowalna w sterowniku węzła
ciepłowniczego
2. Zastosowanie ogranicznika przepływu wody
sieciowej na potrzeby ogrzewania
15
0..2 V zamknięty
10 V otwarty
U cw  U co  16 V
II°
1
s.c.
Ucw=0÷6 V
Uco=0÷10 V
Regulacja
11. Bez ograniczania
strumienia wody
sieciowej na co
22. Z ograniczeniem
strumienia wody
sieciowej na co
c.o.
I°
2 Ucw=6÷10 V
Uco=10÷6 V
16
Układy automatycznej regulacji węzłów ciepłowniczych
Podstawowe funkcje:
1. Regulacja różnicy ciśnień z ograniczeniem
strumienia wody sieciowej
2. Regulacja stałowartościowa temperatury c.w.
3. Regulacja pogodowa temperatury zasilania
instalacji c.o. i c.t. od temperatury zewnętrznej
17
Wymagania dodatkowe
1. Ograniczenie temperatury w instalacjach c.w. typu
STB (bezpiecznik temperatury)
2. Ograniczenie temperatury w instalacjach c.o. i c.t.
wykonanych z tworzyw sztucznych typu STW
(ogranicznik temperatury)
3. Siłowniki elektryczne zaworów regulacyjnych
wyposażone w funkcję awaryjnego zamykania
18
4. Ograniczenie różnicy ciśnień w instalacjach c.o.
wyposażonych w zawory termostatyczne
5. Funkcja okresowego przegrzewania wody dla
potrzeb dezynfekcji termicznej instalacji c.w.
19
Układ automatycznej regulacji powinien:
• Zapewniać właściwą dostawę ciepła (c.o., cw, c.t.)
• Ograniczać strumień wody sieciowej pobieranej
przez węzeł wskutek równoczesnego maksymalnego
otwarcia się wszystkich zaworów regulacyjnych
temperatury (np. przy zaniżeniu zamówionej mocy
przez odbiorcę)
• Zabezpieczać system ciepłowniczy przed
niewłaściwym rozdziałem nośnika ciepła i jego
20
wykorzystaniemOgrzewnictwo i Ciepłownictwo 2 / 2011
Wyposażenie węzła ciepłowniczego konieczne do prawidłowej
pracy układów automatycznej regulacji
• Urządzenia zabezpieczające zawory regulacyjne przed
zanieczyszczeniami (filtry)
• Urządzenia kontrolno-pomiarowe (termometry, manometry
• Ciepłomierz z możliwością pomiaru przepływu chwilowego
• Urządzenia dławiące w module przyłączeniowym
(zabezpieczenie przed kawitacją lub wysokim ciś.
Dyspozycyjnym)
21
Zaleca się stosowanie układów automatycznej regulacji
z funkcją priorytetu ciepłej wody
Powinna istnieć możliwość wyłączenia priorytetu c.w.
Priorytet c.w. można realizować:
- Stosując regulatory elektroniczne z funkcją
programowego obniżenia temperatury zasilania c.o.
- Stosując tzw. „priorytet hydrauliczny”
22
Priorytet hydrauliczny powinien zapewniać przy maks.
otwarciu obu zaworów regulacyjnych (c.w. i c.o.):
1. Obliczeniowy przepływ wody sieciowej na potrzeby
c.w.
2. Mniejszy od obliczeniowego przepływ wody
sieciowej dla węzła c.o
3. Obliczeniowa różnica spadków ciśnienia w obiegu
c.w. i c.o. nie powinna być większa niż 25% spadku
Ogrzewnictwo
i Ciepłownictwo
2 / 2011
ciśnienia w obiegu
c.o.
(brak
kryzy w obiegu c.w.)23
• Do obliczeń zaworu regulacyjnego c.o. przyjmuje się
90% obliczeniowego strumienia wody sieciowej dla
węzła c.o.
24
Zasady doboru urządzeń automatycznej regulacji
Dobór urządzeń automatycznej regulacji polega na:
1. Wyborze typu regulatora
2. Dobraniu zaworu regulacyjnego o określonej
średnicy, charakterystyce przepływowej i
współczynniku przepływu kvs
3. Dobraniu siłownika zaworu regulacyjnego
4. Dobraniu czujników pomiarowych
5. Dobraniu urządzeń
zabezpieczających
25
Przy doborze zaworów regulacyjnych kierujemy się
zasadą minimalizacji ich wielkości co ma istotny
wpływ na jakość regulacji oraz nakłady inwestycyjne.
26
Dobór zaworów regulacyjnych temperatury
Do regulacji temperatury stosuje się zwory regulacyjne
o charakterystykach przepływowych:
- Stałoprocentowych
- „wklęsłych”
- Liniowych
Regulatory temperatury bezpośredniego działania c.w.
mają najczęściej charakterystykę liniową.
27
W przypadku stosowania regulatorów elektronicznych
należy stosować zawory regulacyjne o
charakterystykach stałoprocentowej lub „wklęsłej”
Podstawą doboru zaworów regulacyjnych jest jego
autorytet (kryterium dławienia):
28
Zaleca się przyjmować autorytety zaworów:
- O charakterystyce liniowej
- O charakterystyce stałoprocentowej
- Wg wytycznych Euro Heat&Power A>=0,5
29
Dla węzła szeregowo-równoległego autorytet zaworu
regulacyjnego wyznacza się dla przypadku
zamknięcia zaworu regulacyjnego w obwodzie
równoległym.
Współczynnik przepływu kvs
30
Zawór regulacyjny dobiera się o współczynniku
najbliższym wartości Kvs.
Dla węzłów nie wyposażonych w regulator różnicy
ciśnień i przepływu należy sprawdzić czy na
zaworach regulacyjnych nie wystąpi zjawisko
kawitacji.
31
Regulator różnicy ciśnień i
przepływu p/V - budowa
32
Regulatory różnicy ciśnień i przepływu (p/V)
Regulatory (p/V) stosujemy we wszystkich węzłach.
Do doboru zaworu regulacyjnego i określenia jego
prawidłowych warunków działania wymagane są:
- Max i min dyspozycyjna różnica ciśnień, jaka
występuje w miejscu przyłączenia do systemu
ciepłowniczego
- Minimalne ciśnienie zasilania Pzmin
33
Zakres nastaw regulatora różnicy ciśnień i przepływu
powinien umożliwiać nastawy wartości
obliczeniowych.
Podstawą doboru regulatora różnicy ciśnień i przepływu
p/V jest max strumień wody sieciowej.
34
Przy doborze zaworów należy zwrócić uwagę na:
• możliwość wystąpienia hałasu ponad wartości
dopuszczalne określone w PN-87/B-02151/02 przy
przepływie bez kawitacji.
• Możliwość wystąpienia zjawiska kawitacji – należy
dokonać obliczeń sprawdzających.
35
Miarodajny strumień wody sieciowej do doboru zaworu
regulacyjnego p/V jest obliczeniowy strumień wody
sieciowej, najczęściej przyjmowany jako suma
strumieni wody sieciowej na potrzeby c.o., c.w. i c.t.
Wymaganą dla węzła różnicę ciśnień (ciśnienie
stabilizowane) wyznacza się obliczając sumę
spadków ciśnienia w węźle w sezonie grzewczym i w
okresie letnim- wybierając większą z tych wartości.
36
Sumę spadków ciśnienia oblicza się dla pełnego
otwarcia zaworów regulacyjnych temperatury i
maksymalnego natężenia przepływu wody sieciowej
w poszczególnych gałęziach.
Zakres nastaw regulatora powinien umożliwiać nastawę
wymaganej różnicy ciśnień, a wymagana wartość
nastawy powinna znajdować się w miarę możliwości
pośrodku zakresu nastaw regulatora.
37
II°
2
s.c.
1
3
c.o.
1
2
I°
3
38
Regulator różnicy ciśnień powinien pracować w okresie
całorocznym bez konieczności jego przestawiania
(sezon grzewczy/okres letni).
Spadek ciśnienia na dławiku członu regulacji przepływu
należy przyjmować:
• 0,5 bar dla dużych ciśnień dyspozycyjnych
• 0,2 bar dla małych
39
Przy doborze zaworu należy sprawdzić:
• Prędkość wody przepływającej przez zawór w<3,5
m/s, dla budownictwa mieszkaniowego w<3,0 m/s
• Minimalny stopień otwarcia zaworu – powinien być
większy od dopuszczalnego (co najmniej 20%)
zaleca się 30%.
• Spadek ciśnienia na zaworze regulacyjnym –
powinien być mniejszy od dopuszczalnego ze
40
względu na kawitację
Sprawdzenie zaworu na wystąpienie kawitacji.
1. Określamy w warunkach projektowych max
dyspozycyjną różnicę ciśnień pdysp max , gdy nie
występuje kawitacja.
2. Max dopuszczalny spadek ciśnienia na zaworze
Ciśnienie przed
zaworem
Ciśnienie
parowania
41
Kawitacja
Ciśnienie
parowania
Pv|Tz
42
43
Ciśnienie
przed
zaworem
Spadek ciśnienia od
Pzmin do zaworu
regulacyjnego
Min ciśnienie
zasilania
44
3. Max dyspozycyjna różnica ciśnień bez wystąpienia
kawitacji
Dop. Spadek
ciśnienia na
zaworze reg.
Mierniczy
spadek ciś.
Spadek ciśnienia na zasilaniu i
powrocie węzła
Stabilizowana różnica ciśnienia
dla węzła
45
pzas
pr dop kaw
pdysp max
pdysp maxkaw
pstab
pkr akaw
ppow
pdysp max
pkr akaw
46
5. Sprawdzamy czy max ciśnienie dyspozycyjne dla
węzła jest większe od max ciśnienia
dyspozycyjnego bez kawitacji – jeżeli tak,
dobieramy kryzę antykawitacyjną na różnicę tych
ciśnień
47
6. Sprawdzamy czy nie jest wymagane skryzowanie
węzła ciepłowniczego w taki sposób aby
zagwarantować min dopuszczalne otwarcie zaworu
regulacyjnego p/V (min 30%)
- Spadek ciśnienia na zaworze regulatora p/V przy
30% otwarciu obliczamy
48
- Obliczamy max dyspozycyjną różnię ciśnień przy
30% otwarciu zaworu
30%
30%
- Sprawdzamy czy:
30%
30%
49
Stosujemy jedną kryzę dławiącą, wynikającą z warunku
na minimalny stopień otwarcia zaworu regulacyjnego
lub z warunku na kawitację (obowiązuje warunek
ostrzejszy).
Kryzę montujemy na przewodzie powrotnym.
50
7. Sprawdzamy, czy zawór regulacyjny nie jest
przewymiarowany
Kryterium
51
Dziękuję za uwagę
52

Projektowanie węzłów ciepłowniczych

Transkrypt

Podobne dokumenty

SP8co - opis techniczny

22 równieŜ mechanizmy adaptacyjne, które pozwalają lepiej

VEOLIA USŁUGI DLA ŚRODOWISKA S

15_Tabela regulacyjna wody sieciowej dla grupowych węzłach w

System Stateview II to pełny obraz kondycji Państwa sieci

system ciepłowniczy miasta krakowa

kierownik działu eksploatacji kubaturowych obiektów

Modernizowany Koszalin

rekrutacja - Inspektor GIS