Wysokość opalanie

Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
1. 4. Czopuch
1. Kotłownie wbudowane na paliwo
stałe
Czopuch łączy kocioł z kominem. Musi być szczelny i mieć dwa
otwory rewizyjne.
•
dla kotłów stalowych: ....... stalowy;
•
dla kotłów Ŝeliwnych: ....... murowany;
•
musi być zdylatowany od konstrukcji budynku.
1. 1. Wymagania
Wymagania odnośnie kotłowni wbudowanych na paliwo stałe zawarte
są w normie PN-87/B-02411 “Kotłownie wbudowane na paliwo stałe”.
Mnimalne pole poprzecznego przekroju czopucha:
Fcz = (1.25 ÷ 1.5 ) ⋅ Fkrz ; [cm 2 ] [ 1. .4]
1. 2. Dobór kotła c.o.
gdzie:
Fkrz
Kocioł powinien być usytuowany moŜliwie centralnie w stosunku do
ogrzewanych pomieszczeń budynku. MoŜe być umieszczony w piwnicy
lub na poziomie ogrzewanych pomieszczeń.
1. 5. Wentylacja
Dane wyjściowe:
•
•
•
•
•
obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną Qo [W];
typ kotła;
sposób ogrzewania budynku;
wysokość komina h m;
lokalizacja kotłowni.
Minimalne pole przekroju kanału nawiewnego:
Fn = 0.5 ⋅ Fkrz ; cm 2
Fok =
Q o ⋅ (1 + a )
; [m 2 ] [ 1. .1]
q
Minimalne pole przekroju kanału wywiewnego:
Fw = 0.25 ⋅ Fkrz ; cm 2
gdzie:
Qo - obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną na cele c.o.,W;
q - moc cieplna uzyskiwana z 1 m2 powierzchni ogrzewalnej kotła:
•
kotły Ŝeliwne:..... q = 7800 W/m2;
•
kotły stalowe:..... q = 8100 W/m2.
a - dodatek na nieuwzględnione straty ciepła, dla kotłów wodnych:
•
rozdział dolny: ... a = 0.15;
•
rozdział górny: ... a = 0.20.
1. 6. Paliwo
Roczne zapotrzebowanie na paliwo dla kotłowni opalanych paliwem
stałym:
B=
Wymagana moc znamionowa kotła (dla kotłów z atestem):
Qk = 1,1 ⋅ Qo ⋅ (1 + a ); [W] [ 1. .2]
Kocioł naleŜy dobrać tak aby Qn ≥ Qk.
1. 3. Komin
Powierzchnia składu paliwa:
Komin naleŜy umieszczać jak najbliŜej kotłów w najwyŜszej części
budynku przy ścianach wewnętrznych. Wysokość komina powinna
zapewniać ciąg wymagany przez producenta kotła.
Fsp =
Minimalne pole poprzecznego przekroju komina (wg uproszczonej
metody obliczeń, wzór Sandera):
[ ]
B
⋅ (1 + a ); m 2
ρp ⋅ hp
[ 1. .8]
gdzie:
B - zapotrzebowanie na paliwo w całym sezonie ogrzewczym, kg/a;
a - dodatek uwzględniający drogę komunikacyjną, a = (0.1 ÷ 0.25);
ρp - gęstość nasypowa paliwa, kg/m3:
◊
węgiel kamienny: .......................... ρp = 750 ÷850 kg/m3;
◊
koks:.............................................. ρp = 550 ÷650 kg/m3;
hp - wysokość składowania paliwa, m (hp ≤ 1.7 m).
0.026 ⋅ Q k max
; [cm 2 ] [ 1. .3]
h
gdzie:
Qkmax - maksymalna moc cieplna kotła, W;
h
- wysokość komina od rusztu kotła do wylotu, m.
Ilość magazynowanego opału powinna stanowić zapas na określoną
liczbę dni, którą określa się w zaleŜności od mocy cieplnej
zainstalowanych kotłów
◊
dla kotłów o mocy Qk ≤ 100 kW Zp – cały sezon
◊
dla kotłów o mocy 100 kW< Qk ≤ 350 kW Zp = 90 dni
Konstrukcja komina:
•
•
86 400 ⋅ Q o ⋅ Sd ⋅ w t ⋅ w d
; [kg/a] [ 1. .7]
Q i ⋅ η w ⋅ ηe ⋅ ηp ⋅ ηr ⋅ (t i − t e )
gdzie:
Qo - obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplna dla budynku, kW;
Qi - wartość opałowa paliwa, kJ/kg:
◊
dla węgla:........24000 kJ/kg
◊
dla koksu:........28000 kJ/kg
Sd - wg wzoru [1.11]
ηw, ηe, ηp, ηr, - wg wzoru [1.12]
gdzie:
oznaczenia j.w.
•
[ 1. .6]
Minimalne wymiary kanału nawiewnego wynoszą 14x14 cm. NaleŜy go
prowadzić przy przewodzie spalinowym w celu polepszenia ciągu. Otwór
wywiewny naleŜy umieszczać pod sufitem kotłowni.
Kocioł naleŜy dobrać tak aby Fokrz ≥ Fok
•
[ 1. .5]
Minimalne wymiary kanału nawiewnego wynoszą 21x21 cm. Powietrze
powinno być nawiewane na tył kotła.
Wymagana powierzchnia ogrzewalna kotła (dla kotłów bez atestu):
Fk =
- rzeczywiste pole przekroju poprzecznego komina, m2;
dla kotłów opalanych paliwem stałym:
◊ komin z cegły dobrze wypalonej i starannie zatartej;
◊ stosunek boków 1:1 ÷ 1:5;
◊ minimalne wymiary 20 x 20 cm;
dla kotłów opalanych paliwem płynnym (gaz, olej opałowy):
◊ komin z rur lub prefabrykatów kamionkowych lub ze stali
kwasoodpornej;
◊ minimalne wymiary 14 x 14 cm;
na dole komina musi być rewizja;
musi być zdylatowany od konstrukcji budynku.
Powierzchnia składu ŜuŜla:
FsŜ =
[ ]
BŜ ⋅ ZŜ
(1 + a ); m 2
ρŜ ⋅ h Ŝ ⋅ So
gdzie:
BŜ - ilość składowanego ŜuŜla i popiołu, kg/a;
◊
koks:...................... B¿ = 0.20⋅B kg/a;
◊
węgiel kamienny: .. BŜ = 0.25⋅B kg/a;
Strona 1
[ 1. .9]
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
miał: ...................... BŜ = 0.30⋅B kg/a;
te(m) - średnia wieloletnia temperatura miesiąca m, określona zgodnie
a - dodatek uwzględniający drogę komunikacyjną, a = (0.1 ÷ 0.15),
z PN-B-2025, a w przypadku stropów nad nie ogrzewanymi
jeśli przewiduje się składowanie w pojemnikach a = 0;
piwnicami lub pod nie ogrzewanymi poddaszami - temperatura
ZŜ - okres składowania ŜuŜla, dni, ZŜ = 7 ÷14
wynikająca z obliczeń bilansu cieplnego budynku, °C,
ρŜ - gęstość ŜuŜla i popiołu, kg/m3 (ρŜ = 800 kg/m3);
Ld(m) - liczba dni ogrzewania w miesiącu m, określona według
hŜ - wysokość składowania ŜuŜla, m (hp ≤ 1.2 m);
PN-B-2025
So - liczba dni sezonu ogrzewczego.
Lg
- liczba miesięcy ogrzewania w sezonie grzewczym, określona
według PN-B-2025
Liczba pojemników na składowanie ŜuŜla:
Sprawność regulacji systemu grzewczego ηr oblicza się z wzoru:
◊
NŜ =
BŜ ⋅ ZŜ
(1 + a ); [szt.] [ 1. .10]
ρ Ŝ ⋅ S o ⋅ 0,13
η r = 1 − (1 − η co ) ⋅ 2 ⋅ GLR
gdzie:
gdzie:
BŜ, ZŜ, ρŜ, So - jak we wzorze [1.9];
0,13 - pojemność pojemnika, [m3].
ηco - współczynnik regulacji wynoszący:
1)
2)
Liczbę stopniodni Sd oblicza się z wzoru:
Sd =
Lg
∑
m =1
gdzie:
two
, [ 1. .12]
[t wo − t e (m )]Ld(m ) , [dzień ⋅K/rok] [ 1. .11]
3)
4)
GLR -
- obliczeniowa temperatura powietrza wewnętrznego, określona
zgodnie z Polską Normą dotyczącą temperatur ogrzewanych
pomieszczeń w budynkach, °C
dla systemów grzewczych z centralnym systemem regulacji,
bez automatyki pogodowej i bez zaworów termostatycznych co najmniej 0,75,
dla systemów grzewczych z centralnym systemem regulacji, z
automatyką pogodową lecz bez zaworów termostatycznych co najmniej 0,85,
dla systemów z elementami grzejnymi z termostatami, o duŜej
bezwładności cieplnej - nie więcej niŜ 0,95,
dla systemów z elementami grzejnymi z termostatami, o
znikomej bezwładności cieplnej - nie więcej niŜ 0,99,
stosunek sumy zysków ciepła budynku do sumy strat ciepła
określony zgodnie z
Polską Normą dotyczącą obliczania
sezonowego zapotrzebowania na ciepło do
ogrzewania
budynków mieszkalnych.
Tablica 1. Średniomiesięczne temperatury powietrza zewnętrznego, liczba dni ogrzewania oraz liczba stopniodni dla wybranych stacji
meteorologicznych (na podstawie PN-B-2025)
Strona 2
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
Tabela 2. Sprawności wytwarzania ciepła ηw
Rodzaj kotła/pieca
Rodzaj paliwa
1
Sprawność wytwarzania
ciepła*)
2
3
Kotły wyprodukowane przed 1980 r.
Paliwo stałe (węgiel, koks)
0,50÷0,65
Kotły wyprodukowane po 1980 r.
Paliwo stałe (węgiel, koks)
0,65÷0,75
Kotły z palnikami atmosferycznymi i regulacją włącz/wyłącz
Paliwo gazowe lub płynne
0,65-0,86
Kotły z palnikami wentylatorowymi i ciągłą regulacją procesu Paliwo gazowe lub płynne
spalania
0,75÷0,88
Kotły kondensacyjne
Paliwo gazowe
0,95÷1,0
Piece ceramiczne (kaflowe)
Paliwo stałe
0,25÷0,40
Piece metalowe
Paliwo stałe
0,55÷0,65
Kotły elektryczne przepływowe
-
0,94
Kotły elektryczne
-
0,97
Kotły elektrotermiczne
-
Kotły wrzutowe z obsługą ręczną o mocy do 100 kW
Paliwo stałe (słoma)
0,57-0,63
Kotły wrzutowe z obsługą ręczną o mocy do 100 kW
Paliwo stałe (drewno polana, brykiety
drewniane, pelety, zrębki drewniane)
0,65-0,72
Kotły wrzutowe z obsługą ręczną o mocy powyŜej 100 kW
Paliwo stałe (słoma)
0,65-0,70
Kotły wrzutowe z obsługą ręczną o mocy powyŜej 100 kW
Paliwo stałe (drewno polana, brykiety
drewniane, pelety, zrębki drewniane)
0,77-0,83
Kotły automatyczne o mocy powyŜej 100 kW do 600 kW
Paliwo stałe (słoma)
0,65-0,75
Kotły automatyczne o mocy powyŜej 100 kW do 600 kW
Paliwo stałe (drewno polana,brykiety
drewniane, pelety, zrębki drewniane)
0,80-0,85
Kotły z paleniskiem retortowym
Paliwo stałe (węgiel)
0,80-0,85
1,00
Kotły automatyczne z mechanicznym podawaniem paliwa o mocy Paliwo stałe (słoma, drewno, pelety)
powyŜej 500 kW
0,85
*) - Przyjmuje się w zaleŜności od stanu technicznego.
Tabela 3. Sprawności przesyłania ciepła ηp
Rodzaj ogrzewania
Sprawność
przesyłania
1
2
Źródło ciepła w pomieszczeniu
Tabela 5. Współczynniki uwzględniające przerwy w ogrzewaniu w
okresie tygodnia wt
Czas ogrzewania
1,0
Instalacja c.o. z przewodami w dobrym stanie
technicznym
0,95
Instalacja c.o. z przewodami w złym stanie
technicznym
0,90
Sprawność
wykorzystania
ciepła
1
2
3
7 dni
1,00
1,00
5 dni
0,75
0,85
Tabela 6. Współczynniki uwzględniające przerwy w ogrzewaniu w
okresie doby wd
2
Ogrzewanie podłogowe
Ogrzewanie tradycyjne, grzejniki
usytuowane w pomieszczeniu
CięŜki
1
*) - Budynek lekki, którego masa części ogrzewanej
odniesiona do kubatury ogrzewanej nie przekracza
150 kg/m3.
Tabela 4. Sprawności wykorzystania ciepła ηe
Rodzaj ogrzewania
Typ budynku
lekki*)
1,0
prawidłowo
Ogrzewanie tradycyjne, grzejniki z osłoną
Ogrzewanie tradycyjne, obudowa grzejników nie
uwzględniona w ich projektowaniu
Czas przerw w ogrzewaniu
0,95
Typ budynku
lekki*)
cięŜki*)
1
2
3
0,90
Bez przerw
1,00
1,00
0,80÷0,90
4 godziny
0,96
0,98
8 godzin
0,93
0,95
12 godzin
0,85
0,91
16 godzin
0,79
0,88
*) - Budynek lekki, którego masa części ogrzewanej
odniesiona do kubatury ogrzewanej nie przekracza 150 kg/m3.
Strona 3
Materiały do ćwiczeń z ogrzewnictwa
1. 7. Dane techniczne wybranych kotłów
wodnych na paliwo stałe
1. 7. .2. Kocioł Ŝeliwny wodny typu KZ-5
1. 7. .1. Kocioł Ŝeliwny wodny typu KZ-3K
Tabela 7. Dane dotyczące róŜnych typów paliw
Opis
Jedn.
koks węgiel
1
miał
olej drewno zrębki
węglowy opałowy
lekki
5
6
7
8
2
3
4
GJ/ton
28
24
18
42
15
GJ/m3
-
-
-
-
Cena jednostkowa
zł/ton
1200
500
280
Cena jednostkowa
zł/m3
-
-
Cena
ciepła
energii zł/GJ
pierwotnej
Sprawność źródła ciepła
-
42,86
Cena
ciepła
z z³/GJ
uwzględnieniem
sprawności źródła ciepła
Wartość opałowa
trociny
pelety gaz GZ- elektrycz
50
ność
9
10
11
12
-
-
18
-
-
-
7
6
-
0,0338
-
-
-
-
-
470
-
-
-
2500
120
105
50
-
1,00
-
20,83
15,56
70,03
21,05
15,00
8,33
26,11
29,59
100,00
0,75
0,75
0,75
0,85
0,72
0,72
0,72
0,72
0,85
1,00
57,14
27,78
20,74
82,39
29,24
20,83
11,57
36,27
34,81
100,00
Strona 4