dobór węzła - obliczenia

Węzeł 2 Funkcyjny - Równoległy c.o. i c.w.u.
Adres: Siedlce
Komenda Policji
1. Bilans zapotrzebowania na moc cieplną
Zapotrzebowanie na moc cieplną do c.o. (wg danych PEC)
Zapotrzebowanie na moc do c.w. średnie
Zapotrzebowanie na moc do c.w. maksymalne (wg danych PEC)
Łącznie (c.o.+c.w.max.)
Nco
Ncwsr
Ncwmax
Ntot
2. Parametry sieci i instalacji
Obliczeniowa temperatura zasilania w sieci - zima (wg danych PEC)
Obliczeniowa temperatura powrotu w sieci c.o.-zima (wg danych PEC)
Obliczeniowa temperatura zasilania w sieci - lato (wg danych PEC)
81,80
0,00
78,60
160,40
o
125,0 C
o
57,0 C
o
67,0 C
Tzz
Tpco
Tzl
Tpl
Obliczeniowa temperatura powrotu w sieci - lato (wg danych PEC)
Temperatura zasilania instalacji c.o. (wg danych PEC)
kW
kW
kW
kW
o
Temperatura powrotu instalacji c.o. (wg danych PEC)
Tzico
Tpico
Temperatura c.w. (wg danych PEC)
Temperatura wody zimnej (wg danych PEC)
Tcw
Twz
35,0 C
o
75,0 C
o
52,0 C
o
55,0 C
o
10,0 C
Minimalne ciśnienie zasilania (założono) - nadciśnienie
Maksymalne ciśnienie zasilania (wg danych PEC)
Ciśnienie dyspozycyjne - zima (wg danych PEC)
Ciśnienie dyspozycyjne - lato (wg danych PEC)
pminzas
pmaxzas
pdyspz
pdyspl
Dopuszczalne ciśnienie w instalacji c.o. (wg danych PEC)
Ciśnienie statyczne w instalacji c.o. (przyjęte przez projektanta)
Dopuszczalne ciśnienie w instalacji c.w. (wg danych PEC)
pmaxco
pstatco
pmaxcw
5,0 bar
2,0 bar
6,0 bar
Strata ciśnienia w instalacji c.o. (przyjęte przez projektanta)
Strata ciśnienia w instalacji cyrkulacji c.w.(przyjęte przez projektanta)
∆pinstco
∆picyrk
25,0 kPa
25,0 kPa
Vico
3
1,9 m
Pojemność instalacji c.o. (przyjęte przez projektanta)
5,8
16,0
120,0
120,0
3. Zestawienie przepływów (strumienia masy), średnic i strat ciśnienia w obwodach
Przepływ
Średnica
masowy
nominalna
Prędkość
czynnika
rurociągu
przepływu
Opis obwodu
Oznaczenie przepływu
Dnom [mm]
G [t/h]
w [m/s]
Obwód sieciowy wspólny zima
G sz = G sco +
Obwód sieciowy wspólny lato
G
sl
=
Ncw
∆ T
| GSZ
2,02
Nco
Ncw max
G scw =
+ ⋅
∆ Tco ⋅Cp
∆ Tcw ⋅ Cp
| Gsl
c
0,53
Opory liniowe i Suma oporów
miejscowe
w obwodzie
∆pobw [kPa]
R [Pa/m]
111,79
49,70
∆p obw sz = ∆prur + ∆pciepł + ∆pzawdp / V
2,12
32
0,55
123,91
45,55
∆p obw sl = ∆prur + ∆pciepł + ∆pzawdp / V
max
l⋅
32
bar
bar
kPa
kPa
p
Obwód sieciowy c.o.
| Gsco
1,03
25
0,46
120,26
29,44
∆p obw sco = ∆pwsco + ∆prur + ∆pciepł + ∆pzawreg co
Obwód sieciowy c.w. lato
| Gscw
2,12
Obwód instalacyjny c.o.
| Gico
3,06
25
0,93
491,67
57,03
∆p obw scw = ∆pwscw + ∆prur + ∆pciepł + ∆pzawregcw
40
0,59
117,45
33,45
∆p obwico = ∆pinstco + ∆wico+ ∆prur + ∆pfiltra co
G [t/h]
Obwód instalacyjny c.w.
| Gicw
Dnom [mm]
1,50
∆ p obw
Obwód cyrkulacji c.w.
G
cw
max
N cw max
=
cp ⋅ ∆ t cw
| Gcyrk
∆ t cw = 50 K
Wymagana różnica ciśnienia na zasilaniu węzła - zima
Wymagana różnica ciśnienia na zasilaniu węzła - lato
0,50
33 % Gcwmax
w [m/s]
32
icw =
0,52
∆ wicw
25
+
R [Pa/m]
∆pobw [kPa]
125,77
15,43
44,75
36,25
∆ p rur
0,26
∆p obwicyrkw= ∆picyrk+ ∆wicw+ ∆prur + ∆pfiltra cw
∆pdyspz [kPa]
∆pdyspl [kPa]
106,96
107,37
kPa
kPa
4. Zestawienie ciepłomierzy
Qn [m3/h]
TYP
∆pciepł [kPa]
Dnom [mm]
Licznik główny - obwód sieciowy wspólny zima (dostarcza PEC)
Siemens UH50
ULTRAHEAT+2 Pt500
2,50
20
Licznik główny, strata ciśnienia lato
Podlicznik - obwód sieciowy c.o. (Opcjonalnie na życzenie
odbiorcy)
13,16
14,14
Siemens UH50
ULTRAHEAT+2 Pt500
1,50
20
7,81
125,0
75,0
XB 2057,0
52,0
2,24
5. Obliczenia obwodu c.o.
Typ wymiennika c.o.
Temperatura doboru sieć
Temperatura doboru instalacja
Strata ciśnienia po stronie sieciowej
Tzz/Tpco
Tzico/Tpico
∆pwsco
Strata ciśnienia po stronie instalacyjnej
Strumień masy wody sieciowej
Strumień masy wody instalacyjnej
Wydajność pompy c.o. z mnożnikiem
Zestawienie strat ciśnienia do doboru pomp c.o. [kPa]
∆p obwico = ∆pinstco + ∆wico+ ∆prur + ∆pfiltra co
1,00
∆pwico
∆pinstco
25,00
Wysokość podnoszenia pompy c.o.
Armatura oczyszczająca
Strata ciśnienia w armaturze oczyszczającej
Typ pompy
Zawór bezpieczeństwa /A-współcz. wymiennika
Nastawa ciśnienia (pmaxco)
Ciśnienie w sieci ciepłowniczej (pmaxzas)
1 30
C
o
C
o
kPa
∆pwico
3,06 kPa
Gsco
Gico
1,03 t/h
3,06 t/h
3
3,12 m /h
Vpco
∆prur
3,06
∆pfiltra co
Razem
0,92
33,45
3,48 m sł. w.
4,47
Hpco
FOM
∆pfiltra co
0,92 kPa
MAGNA 25-100 1x230V
2
A
41,0 mm
p2
5,00 bar
p1
16,00 bar
3
ρs
939,03 kg/m
SYR 1915
Gęstość wody w sieci
Współczynnik do wzoru
2,00
b
M = 447 .3 ⋅ b ⋅ A ⋅
Wymagana przepustowość wg normy PN-B-02414:1999
M
(p1 − p 2 ) ⋅ ρs
3,73
kg/s
2
Przepustowość zaworu bezpieczeństwa
Przepustowość dobranego zaworu
Współczynnik wypływu dobranego zaworu
Średnica dolotowa dobranego zaworu
Średnica nominalna dobranego zaworu
Wskaźnik pojemności instalacji (0 - gdy wpisana pojemność)
Pojemność instalacji, gdzie N - moc cieplna [kW]
szt.
1
V 1 = wsk ⋅ Nco
 do 
Mz = 
 ⋅ 0.9α ⋅ p1 ⋅ ρs
 54 
M
5,55 kg/s
α
0,36 kg/s
do
27,00 mm
dn
32 mm
3
wsk
23,55 dm /kW
3
V1
1926,4 dm
ρ1
∆v
Gęstość wody instalacyjnej
Przyrost objętości właściwej wody instalacyjnej
Vu1 = V1 ⋅ ρ1 ⋅ ∆v
Wymagana pojemność użytkowa naczynia wzbiorczego wg normy PN-B-02414:1999
Wymagana pojemność użytkowa naczynia wzbiorczego
Ciśnienie statyczne w instalacji c.o. (pstatco)
Ciśnienie wstępne w naczyniu wzbiorczym
Maksymalne ciśnienie w naczyniu wzbiorczym
pst1
3
49,35 dm
2,00 bar
p
pmax
2,20 bar
5,00 bar
Vu
p = pst1 + 0.2
Wymagana pojemność całkowita naczynia wzbiorczego
Vc
Przyjęta pojemność całkowita naczynia wzbiorczego
Reflex
Liczba naczyń wzbiorczych
Minimalna średnica wewnętrzna rury wzbiorczej
3
999,72 kg/m
3
0,0256 m /kg
Vc
Vc
n
d min = 0.7 ⋅ Vu
Przyjęto średnicę rury wzbiorczej jak króciec przy naczyniu wzbiorczym
1
= V u1
p max + 1
p max − p
3
105,76 dm
3
140 dm
1 szt.
dmin
4,92 mm
DN
25 mm
6. Obliczenia obwodu c.w.
Typ wymiennika c.w.
Temperatura doboru sieć
Temperatura doboru instalacja
Tzl/Tpl
XB 30- 1 26
o
35,0 C
o
10,0 C
67,0
55,0
Tcw/Twz
Róznica temp. wody sieciowej nprzy maksymalnym rozbiorze c.w. w okresie
przejściowym
Strata ciśnienia po stronie sieciowej
ΔTcws
∆pwscw
32,0 K
18,94 kPa
Strata ciśnienia po stronie instalacyjnej
∆pwicw
10,12 kPa
Strumień masy wody sieciowej
Strumień masy wody instalacyjnej
Zawór bezpieczeństwa wymiennik c.w./ /A=F-współcz. wymiennika
Nastawa ciśnienia (pmaxcw)
Ciśnienie w sieci ciepłowniczej (pmaxzas)
Gęstość wody w sieci
Współczynnik do wzoru
Wsp. wypływu wody grzejnej
SYR 2115
A=F
p1
p3
ρs
b
αc1
G
(p 3
d 0min =
Ciśnienie na wylocie zaworu bezpieczeństwa
kg/h
4⋅G
3,14 ⋅ 1,59 ⋅ α c ⋅
(1,1p1 − p 2 ) ⋅ p1 ⋅ ρs
10,12
1,00
Armatura oczyszczająca
Strata ciśnienia w armaturze oczyszczającej
Typ pompy
αc=0,35 α
d0min
α
do
d0
Gcyrk
Vpcyrk
∆prur
0,1925
18,27
0,55
20
25
0,50
0,50
∆pfiltra cw
Obieg
c.o.
c.w.
1,07
VM2
2,14
VM2
15
AMV23/230V
Kv [m3/h]
∆p [kPa]
Α
Αl
wwl [m/s]
mm
mm
3
m /h
3
m /h
0,14
36,25
3,75 m sł. w.
filtr magnetyczny
∆pfiltra cw
0,14 kPa
Magna 25-100 N 1x230V
0,99
Hpcyrk
Gs [m3/h]
DN
mm
Razem
7. Dobór zaworów regulacji temperatury
Strumień objętości wody sieciowej
Zawór
Średnica nominalna
Siłownik z funkcją awaryjną
Współczynnik przepływu zaworu
Strata ciśnienia (100% otwarcia)
Autorytet
Autorytet zaworu c.w. (lato)
Prędkość wlotowa
=
0,0 bar
p2
Współczynnik wypływu αc dla dobranego zaworu
Minimalna wymagana przepustowość dobranego zaworu
Współczynnik wypływu dobranego zaworu dla par i gazów (dla b1=10%)
Średnica dolotowa dobranego zaworu
Średnica nominalna dobranego zaworu
szt.
2
Strumień objętości w obiegu cyrkulacji
33 %Gcwmax
Wydajność pompy cyrkulacyjnej
Zestawienie strat ciśnienia do doboru pomp cyrk. [kPa]
∆picyrk
∆pwicw
25,00
− p1 ) ⋅ ρ s
12 634,32
Min. średnica wewn. dla pojedynczego zaworu bezp:
Wysokość podnoszenia pompy cyrkulacyjnej z mnożnikiem
2,00
1
G = 1,59 ⋅ α c1 ⋅ b ⋅ F
Wymagana przepustowość wg normy PN-76/B-02440
∆p obwicyrkw= ∆picyrk+ ∆pwicw+ ∆prur+ ∆pfiltra cw
2,12 t/h
1,50 t/h
2
41,0 mm
6,00 bar
16,00 bar
3
939,03 kg/m
Gscw
Gicw
2,50
17,57
0,60
1,68
20
AMV33/230V
4,00
28,33
0,50
0,50
1,89
8. Obliczenia zaworu regulacji różnicy ciśnienia i przepływu Δp/V
Strumień objętości wody sieciowej - zima
Gsz
Strumień objętości wody sieciowej - lato
Gsl
Współczynnik przepływu zaworu
Zawór regulacyjny
Średnica nominalna
Strata ciśnienia na zwężce zaworu
Strata ciśnienia w zaworze ze zwężką (100% otwarcia) - zima
Strata ciśnienia w zaworze ze zwężką (100% otwarcia) - lato
Prędkość wlotowa
Zakres regulacji przepływu (max)
Kv
kPa
kPa
Strata ciśnienia w obwodzie (zima)
Strata ciśnienia w obwodzie (lato - c.w.)
Strata ciśnienia w obwodzie współnym (w pętli regulacji ∆p)
Nastawa zaworu regulacyjnego (regulowana różnica ciśnienia)
Przyjęty zakres nastawy zaworu regulacyjnego [bar]
8.1. Sprawdzenie warunku stopnia otwarcia zaworu Δp/V
Spadek ciśnienia w zaworze (bez dławika)
∆pw ( lato / zima ) = ∆prur
∆pzbd = pdy sp s− ∆pdy sp− ∆pzawdP/ V − ∆pzw
h
V  ∆p 

=
=
ho Vo  ∆po 
Stopień otwarcia zaworu Δp/V
∆pkr = pdyspmin − ∆pdysp −
DN
∆pzw
∆pzz
∆pzl
wwl
Vmax
c.o.
29,44
3
2,09 m /h
3
2,14 m /h
3
6,30 m /h
AVPQ/PN16
20
20
31,01
31,16
1,85
4,50
c.w.
57,03
57,03
zima
mm
kPa
kPa
kPa
m/s
3
m /h
lato
∆pw [kPa]
∆pzr [kPa]
0,22
57,26
0.2..1.00
0,25
57,28
∆p [kPa]
24,05
23,79
h/ho
0,68
0,68
0 .5
∆pzdP / V − ∆pzw
0,00
0,00
∆pkr [kPa]
0.32
Zaleca się dopuszczalny mininalny stopień otwarcia zaworu na 20%. Wartość do skryzowania pojawia się przy stopniu otwarcia
mniejszym niż 0,3 ew. kryzę należy montować na rurociagu powrotnym węzła.
8.2. Sprawdzenie warunku kawitacji zaworu Δp/V
Minimalne ciśnienie zasilania pomniejszone o stratę ciśnienia na dopływie
pmin
679,78 kPa
Wymagany opór kryzy
p min = p min zas − ∆prur
Strata ciśnienia w przewodzie powrotnym (do zaworu)
Miernicza strata ciśnienia w zaworze regulacyjnym
∆pwezp
∆pzw
2,08 kPa
20 kPa
Współczynnik kawitacji
Ciśnienie nasycenia w temperaturze zasilania
Dopuszczalna różnica ciśnienia ze względu na kawitację
z
pnas
∆pdopkaw
0,60
235,95 kPa
266,29 kPa
Dopuszczalna różnica ciśnienia ze względu na kawitację dla całego węzła
∆pmaxkaw
347,67 kPa
∆p max kaw = ∆pdopkaw + ∆pw + ∆pwezz + ∆pwezp + ∆pzr
Kawitacja
nie występuje
według projektu,
danych PEC i
założeń
9. Zestawienie danych technicznych do projektu automatycznej regulacji węzła cieplnego
o
woda sieciowa zasilanie
125 C
Parametry sieci i instalacji
o
obieg c.o.
75
52 C
Minimalne ciśnienie dyspozycyjne i ciśnienie absolutne w zima
120,0 kPa
p1 [bar]
sieci
lato
120,0 kPa
6,8
c.o.
XB 20- 1 30
Wymienniki ciepła
c.w.
XB 30- 1 26
Strata ciśnienia w obiegach [kPa]
c.o.
c.w.
Wymiennik
2,24
18,94
Rurociągi, armatura i filtry
1,83
9,77
Zawór regulacyjny
17,57
28,33
Ciepłomierz
7,81
Razem
29,44
57,03
Kryza (zawór regulacyjny)
Strata ciśnienia w obiegach (zima)
Regulowana różnica ciśnienia - zima
57,03 kPa
Strata ciśnienia w zaworze różnicy ciśnienia
31,01 kPa
Strata ciśnienia w obwodzie wspólnym (z filtrami)
5,75 kPa
Strata ciśnienia w ciepłomierzu głównym
13,16 kPa
Minimalne ciśnienie dyspozycyjne węzła - zima
106,96 kPa
Strata ciśnienia w obiegach (lato)
Wymienniki c.w.
18,94 kPa
Rurociągi, armatura i filtry
9,77 kPa
28,33 kPa
Zawór regulacyjny
57,03 kPa
Regulowana różnica ciśnienia - lato
31,16 kPa
Strata ciśnienia w zaworze różnicy ciśnienia
5,04 kPa
Strata ciśnienia w obwodzie wspólnym (z filtrami)
Strata ciśnienia w ciepłomierzu głównym
14,14 kPa
107,37 kPa
Minimalne ciśnienie dyspozycyjne węzła - lato
10. Legenda oznaczeń:
Gsz - strumień masy czynnika, obwód wspólny zima
Gsco - strumień masy czynnika, obwód sieciowy c.o.
Gscw - strumień masy czynnika, obwód sieciowy c.w.
Nco - moc cieplna c.o.
Ncw max - moc cieplna c.w. max.
ΔTco-róznica temp. zasilania i powrotu c.o.
ΔTcw-róznica temp. zasilania i powrotu c.w.
Cp- Ciepło właściwe
Δpobw sz - strata ciśnienia w obwodzie sieciowym wspólnym (przyłączeniowym) zima
Δprur - strata ciśnienia na orurowaniu węzła
Δpciepł - strata ciśnienia na ciepłomierzu głównym
Δpzawdp/V- strata ciśnienia na regolatorze różnicy ciśnień i przepływu
Δpobw sl - strata ciśnienia w obwodzie sieciowym wspólnym (przyłączeniowym) lato
Δpobw sco - strata ciśnienia w obwodzie sieciowym c.o.
Δpzawreg co- strata ciśnienia na zaworze regulacyjym c.o.
Δpzawreg cw- strata ciśnienia na zaworze regulacyjym c.w.
Δpobw scw - strata ciśnienia w obwodzie sieciowym c.w. lato
Δpobw ico - strata ciśnienia w obwodzie instalacyjnym c.o.
Δpfiltra co - strata ciśnienia na filtrze c.o.
Δpobw icw - strata ciśnienia w obwodzie instalacyjnym c.w. lato
Δpfiltra cw - strata ciśnienia na filtrze c.w.
Δpobw icyrkw - strata ciśnienia w obwodzie instalacyjnym cyrkulacji c.w. lato
Δpzw- mierniczy opór regulatora Δp/V (opór na zwężce 20 lub 50kPa)
Δpw -strata ciśnienia w obwodzie współnym (w pętli regulacji Δp/V)
Δpzbd -spadek ciśnienia w zaworze Δp/V (bez dławika)
Δpdyspz - ciśnienie dyspozycyjne - zima
Δpdyspl - ciśnienie dyspozycyjne - lato
h/h0 - stopień otwarcia regulatora Δp/V
Δpkr- wymagany opór kryzy
Δpmax kaw- dopuszczalna różnica ciśnienia ze względu na kawitację dla całego węzła
Jednostka
[t/h]
[t/h]
[t/h]
[kW]
[kW]
[K]
[K]
[kJ/kgK]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]
[kPa]