ciepłownictwo - iko.pwr.wroc.pl
advertisement
OGRZEWNICTWO I CIEPŁOWNICTWO 1 Kod kursu : ISS202038W WYKŁAD CIEPŁOWNICTWO WĘZŁY CIEPŁOWNICZE MIESZKANIOWE Studia dzienne II° (magisterskie) Aktualizacja : marzec 2011 Węzły ciepłownicze mieszkaniowe MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 2 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Węzeł mieszkaniowy MM Węzeł ciepłowniczy jednofunkcyjny Ciepłownictwo st magisterskie 2009 m.s.c 3 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Pompa obiegowa WĘZEŁ MIESZKANIOWY T Wymiennik ciepła woda zimna Wymiennik c.w. w każdym mieszkaniu T T TC T woda ciepła TC TC Regulatory podpionowe centralne ogrzewanie m.s.c 2 stopnie wymienników na potrzeby c.w. MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 4 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych WĘZEŁ MIESZKANIOWY T woda zimna T T TC T woda ciepła TC MM centralne ogrzewanie Ciepłownictwo st magisterskie 2009 5 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych ZMODERNIZOWANY WĘZEŁ MIESZKANIOWY TC T woda zimna T T woda ciepła T TC MM Zawór FJV DN15 ogranicznik temperatury centralne ogrzewanie Ciepłownictwo st magisterskie 2009 6 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Porównanie systemu węzłów mieszkaniowych z węzłami ciepłowniczymi indywidualnymi w budynku Zalety : 1. Miejscowe podgrzewanie ciepłej wody (brak centralnej instalacji ciepłej wody - przewodów ciepłej wody i cyrkulacji, pompy cyrkulacyjnej i centralnych wymienników ciepłej wody, zasobnika i tp.) 2. Możliwość rozliczania za ciepło na c.o. i cw wg MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 jednego licznika ciepła w każdym mieszkaniu 7 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Wady: 1. Dwustopniowy system podgrzewania ciepłej wody (dwa wymienniki ciepła – duża powierzchnia wymiany ciepła w węźle jednofunkcyjnym i duża sumaryczna powierzchnia wymiany ciepła w węzłach mieszkaniowych) ASWM=AI°+Ai > AI°+II° MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 8 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych 2. Pompa obiegowa po stronie wtórnej ma większą wydajność niż w przypadku węzła indywidualnego oraz pracuje przez cały rok a nie tylko w sezonie grzewczym – o wiele większe zużycie energii elektrycznej niż w węźle indywidualnym uwzględniając pompę obiegową co i pompę cyrkulacyjną cw. MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 9 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych 4. Konieczność zastosowania układów automatyki w węźle centralnym (tylko pogodowa) oraz w każdym mieszkaniu (stałowartościowa cw i co) oraz regulacji hydraulicznej podpionowej 5. System węzłów mieszkaniowych wymaga zdecydowanie większych nakładów inwestycyjnych w porównaniu z indywidualnym węzłem ciepłowniczym w budynku z centralnym przygotowaniem c.w. MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 10 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych 6. Wyższe koszty eksploatacyjne (cyrkulacja dużych ilości wody, wysokie koszty serwisowania – węzła centralnego i N węzłów mieszkaniowych) 7. Konieczność zmiany nastaw regulatorów podpionowych dwa razy w roku. 8. Większe zapotrzebowanie na miejsce do zabudowy MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 11 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Tok obliczeń systemu zaopatrzenia w ciepło budynku z węzłami mieszkaniowymi. 1. Dobór węzła mieszkaniowego 1. Projektowe zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania ok. 3 kW na mieszkanie; tz-tp=20°C Gco=130 dm3/h 2. Projektowe zapotrzebowanie na moc cieplną do podgrzania wody zimnej ok. 20 do 45 kW 2. Wyznaczenie strumienia nośnika ciepła na potrzeby co i cw dla węzła MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 12 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Ciepła woda - węzeł mieszkaniowy 1. Zużycie wody na 1 kąpiel (wanna) 2. Czas kapieli 3. Temperatura ciepłej wody 4. Temperatura wody zimnej 5. Zapotrzebowanie na moc cieplną 6. Przepływ masowy ciepłej wody 5. Przepływ c.w. 7. Temperatura ciepłej wody normowa 9. Moc cieplna wymiennika cw mw= τ= tcw= tzw= Qcwmx= gcwmx= gcwmx= tcwn= 140 12 40 10 25,0 0,194 11,7 55 Qcww= 37,5 kW dm3 min °C °C kW kg/s dm3/min °C 7500 Wh 140 Qcww 4,2 (55 10) 37,5kW 12 60 MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 13 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Obliczenie strumienia czynnika grzejnego dla węzła Strumień czynnika grzejnego Ogrzewanie Projektowa moc cieplna węzła mieszkaniowego Obliczeniowa różnica temperatur (tz-tp) Strumień czynnika grzejnego Podgrzewanie ciepłej wody Moc cieplna wymiennika ciepłej wody węzła mieszkaniowego Temperatura zasilania czynnika grzejnego Temperatura za wymiennikiem ciepłej wody Strumień czynnika grzejnego Sumaryczny strumień czynnika grzejnego MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 Qcow= t= Gcow= 3 kW 20 °C 129,2 dm3/h Qcww= tz= tp= Gcww= Gcow+cww= 37,5 65 25 803,6 932,8 kW °C °C dm3/h dm3/h 14 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych 3. Obliczenia hydrauliczne poprzedzone ustaleniem przepływu czynnika grzejnego w poszczególnych działkach instalacji. Sposób obliczeń przedstawiono dla przykładowej instalacji składającej się z 4 pionów i 12 węzłów mieszkaniowych (rys). MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 15 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Przykładowa instalacja MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 16 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych 3.1 Wyznaczenie jednoczesności działania węzłów mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 Liczba węzłów 17 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Pion P1 Jednoczesność działania węzłów Liczba węzłów w pionie Nwp= Liczba jednocześnie działających węzłów w pionie Przyjęto liczbę jednocześnie pracujących węzłów Nj= Strumień czynnika grzejnego w poszczególnych odcinkach pionu P1 Okres zimowy Odcinek 1 (Gcww) G1= Odcinek 2 (2 * Gcww) G2= Odcinek 3 (Gcww + Gcow) G3= 3 1,6 wykres 2 803,6 dm3/h 1607,1 dm3/h 1736,3 dm3/h Gi N k , j Gcww ( N k N k , j ) Gcow MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 18 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Strumień czynnika grzejnego dla odcinków przewodów rozprowadzających Strumień czynnika grzejnego w odcinku poziomym dla pionów P1 i P2 – tu działka 4) Okres(poziomy zimowy Liczba węzłów mieszkaniowych w obu pionach Liczba jednocześnie działających węzłów w pionie Przyjęto liczbę jednocześnie pracujących węzłów Przepływ w przewodzie rozdzielczym (P1 + P2) G4=3*Gcww+(6-3)*Gcow Nwp(P1+P2) Nj= G4= 6 2,2 wykres 3 2798 dm3/h Gi N k , j Gcww ( N k N k , j ) Gcow MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 19 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Sumaryczny przepływ w źródle ciepła Sumaryczny przepływ w źródle ciepła Okres zimowy Liczba węzłów mieszkaniowych Liczba jednocześnie działających węzłów w instalacji Przyjęto liczbę jednocześnie pracujących węzłów Przepływ w źródle ciepła Sumaryczny przepływ w źródle ciepła Okres letni Przepływ w źródle ciepła Nw Nwinst Gźc= 12 3,1 4 4247,8 dm3/h Gźc= 3214,3 dm3/h Zmiana przepływu pomiędzy okresem letnim a sezonem grzewczym o ok.. 25% MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 20 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych 4. Dobór mocy cieplnej dla węzła jednofunkcyjnego Liczba węzłów mieszkaniowych Liczba jednocześnie działających węzłów w instalacji Przyjęto liczbę jednocześnie pracujących węzłów Moc źródła ciepła Minimalna moc źródła ciepła - okres lata (4 * 37,5 kW) Moc źródła ciepła w sezonie grzewczym (4*37,5+(12-4)*3) Nw Nwinst Fźc= Fźc= 12 3,1 4 150,0 kW 174,0 kW Różnica w mocy cieplnej węzła pomiędzy okresem letnim a sezonem grzewczym jest niewielka. MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 21 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Elementy konstrukcyjne węzłów mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 22 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 23 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 24 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 25 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 26 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 27 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Siłownik zaworu strefowego MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 28 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych Regulator różnicy ciśnień inst. c.o. Regulator różnicy ciśnień instalacji co MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 29 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 30 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 31 System węzłów ciepłowniczych mieszkaniowych MM Ciepłownictwo st magisterskie 2009 32 Dziękuję za uwagę
