2 SPIS ZAWARTOŚCI OPRACOWANIA Część opisowa: 1. CZĘŚĆ OPISOWA 2. OBLICZENIA 3. ZESTAWIENIE URZĄDZEŃ Załączniki: Dane techniczne podstawowych urządzeń: 1. Karta katalogowa pompy ciepła „VESSMANN” typAWC-I 2. Karta katalogowa kotła „VIESSMANN” typu VITODENS 200W Część rysunkowa: Rysunki: Rys. nr 1: Plan sytuacyjny skala 1:500 Rys. nr 2: Schemat technologiczny wodnej kotłowni gazowej skala Rys. nr 3: Rzut kotłowni skala 1: 100 3 CZĘŚĆ1. - OPIS TECHNICZNY 1. WSTĘP 1.1. Przedmiot i charakterystyka inwestycji. Przedmiotem niniejszego opracowania jest projekt wykonawczy technologiczny modernizacji kotłowni wodnej niskotemperaturowej dla Budynku Urzędu Miasta w Radkowie ul.Rynek 1. Modernizacja polega na zastosowaniu do wspomagania ogrzewania budynku pompy ciepła powietrze-woda typ VITOCAL 350-A o mocy 18,5kW oraz kotła gazowego kondensacyjnego typ VITODENS 200W o mocy 80kW. Projekt obejmuje całość zagadnień (instalacji) związanych z technologią kotłowni znajdujących się w samym pomieszczeniu kotłowni: - technologicznej-grzewczej, - wody uzupełniającej, - wentylacyjnej i odprowadzenia spalin, - automatycznej regulacji i sterowania. Inwestor zadania: Gmina Radków . 1.2. Podstawa opracowania i projekty związane. [2.1.] Umowa z Inwestorem . [2.2.] Inwentaryzacja pomieszczeń kotłowni. [2.4.] Obowiązujące normy i wytyczne projektowania. [2.5.] Dane katalogowe firm „VIESSMANN”, „HORA”, GRUNDFOS” i innych. 2. OPIS STANU ISTNIEJĄCEGO. 2.1. Branża budowlana Pomieszczenie przeznaczone na montaż pompy ciepła oraz kotłownia zlokalizowane są w przyziemiu w budynku Ratusza. Omawiana pomieszczenia zlokalizowane są na poziomie 0,00m do otaczającego terenu. Gabaryty pomieszczenia pompy ciepła : 3,00x1,60, wysokość 2,60. Kubatura pomieszczenia 14,96m3. Gabaryty kotłowni: (4,50 x 2,90)+(2,70 x 1,30), wysokość 2,60 m. 3 43,1m . Kubatura kotłowni 4 3. OPIS PROJEKTOWANYCH ROZWIĄZAŃ TECHNICZNYCH W CENTRALI CIEPŁA (KOTŁOWNI). 3.1. Branża budowlana W branży budowlanej przewiduje się wykonanie niezbędnych prac remontowych pomieszczeń polegających na naprawie tynków na ścianach i stropie oraz ułożenie na ścianach do wysokości 2m płytek ceramicznych . 3.2. Branża technologiczna W zakres robót modernizacyjnych wchodzą: - montaż pompy ciepła powietrze-woda - montaż buforowego zasobnika ciepła - montaż nowego kotła wodnego kondensacyjnego opalanego gazem . - podłączenie modernizowanej kotłowni do istniejących instalacji cieplnych, Należy wykonać następujące instalacje technologiczne: - rurociągi powietrza do pompy ciepła - rozdzielnia instalacji c.o. wodnego , - rurociągi technologiczne, - automatykę i sterowanie 4. TECHNOLOGIA CENTRALI CIEPŁA (KOTŁOWNI) 4.1. Przeznaczenie i moc Centrali ciepła (kotłowni). Projektowana Centrala Ciepła przeznaczona jest dla zaspokojenia potrzeb grzewczych c.o. budynku Urzędu Miasta i Gminy Radków w Radkowie ul.Rynek 1. Całkowite zapotrzebowanie ciepła centrali wynosi: 85 kW. Do wytworzenia wymaganej mocy cieplnej zastosowano: 1. Pompę ciepła powietrze woda typ VITOCAL 350-A o mocy cieplnej 18,5kW 2. Kondensacyjny kocioł gazowy typ VITODES 200W o modulowanej mocy cieplnej 30-80kW. 3. Buforowy zasobnik ciepła VITOCEL 100-E SVPA o poj. 950l. Maksymalna moc cieplna centrali wynosi 98,5 kW a) kocioł wodny kondensacyjny o mocy 30-80 kW, Centrala cieplna zaprojektowana jest jako niskoparametrowa (tz/tp = 90/70C), systemu zamkniętego (pstat= ok. 21 mH2O) wraz z automatyczną regulacją parametrów temperaturowych czynnika grzejnego. 5 Cała strona grzewcza i automatyka centrali została wykonana w technologii firmy VIESSMANN , natomiast w pozostałych jej częściach zastosowano urządzenia renomowanych firm. Pełny schemat technologiczny centrali przedstawiono na rys. nr 2. 4.1.1. Usytuowanie urządzeń i opis zmian w istniejącej kotłowni. Dla przedstawionego bilansu ciepła przyjęto zastosowanie: 1. Pompy ciepła powietrze woda typ VITOCAL 350-A o mocy cieplnej 18,5kW. Pompa zamontowana będzie w pomieszczeniu przyziemia dotychczas użytkowanym jako pomieszczenie gospodarcze. 2. Buforowy zasobnik ciepła VITOCEL 100-E SVPA o poj. 950l. Zasobnik zamontowany będzie w pomieszczeniu istniejącej kotłowni. 3. Kondensacyjny kocioł gazowy typ VITODES 200W o modulowanej mocy cieplnej 30-80kW. Kocioł zamontowany będzie w pomieszczeniu istniejącej kotłowni po zdemontowaniu starego kotła gazowego. 4.1.2. Charakterystyka instalacji centrali cieplnej. Do wytwarzania mocy cieplnej potrzebnej do celów grzewczych budynku zastosowano układ grzewczy polegający na wytwarzaniu energii cieplnej z odnawialnego źródła ciepła (pompa ciepła powietrze-woda) oraz wysokosprawnego kondensacyjnego kotła gazowego. Przyjęta pompa cieplna pokrywać będzie ok.35% rocznego zapotrzebowania na energię cieplną a pozostałe 60% ciepłą pochodzić będzie ze spalania gazu. Podgrzany w pompie czynnik grzejny kierowany będzie do zasobnika buforowego i do instalacji grzewczych. W zależności od chwilowego zapotrzebowania ciepła przy spadkach temperatury uruchamiany będzie kocioł gazowy, który wytwarzać będzie dodatkowe ciepło niezbędne do ogrzewania pomieszczeń. Rozdział czynnika grzejnego do poszczególnych zładów c.o. zapewniają dwa rozdzielacze instalacyjne uzbrojone w zawory odcinające oraz osprzęt (termometry i manometry). Woda grzewcza powraca z wyżej wymienionych obiegów poprzez zasobnik buforowy z którego kierowana jest ponownie do instalacji grzewczej lub przez zawór 3-drogowy do kotła gdzie dogrzewana jest do odpowiedniej temperatury. Następnie woda ta jest kierowana na mieszacz 3-drogowy i dalej na rozdzielacz zasilania, a stamtąd do poszczególnych obiegów. Zabezpieczenie instalacji wewnętrznej c.o. przed wzrostem ciśnienia, jak i temperatury wykonano zgodnie z PN 91/B-02414 i przepisami DT-UC-90/WO/KW za pomocą przeponowego naczynia wzbiorczego systemu zamkniętego „REFLEX” typu N o 6 pojemności całkowitej 200 l wzbiorczą firmy „WINKELMANN & PANNHOFF”, podłączony rurą DN 25 do przewodu powrotnego obiegu grzewczego. Przyjęto, że ciśnienie statyczne wynosi ok. 0,21 MPa a maks. 0,30 MPa. Zabezpieczenia pompy ciepła tj. zawór bezpieczeństwa oraz naczynie rozszerzalne dostarczane są wraz z pompą ciepła przez producenta. Jako zabezpieczenie kotła o mocy 30-80 kW zastosowano zawór bezpieczeństwa typu 2115 Dn 20 mm, usytuowane bezpośrednio na króćcu kotła i ustawiony na ciśnienie początku otwarcia p1 = 0,30 MPa. Przewody instalacji grzewczych w obrębie kotłowni należy prowadzić ze spadkiem 3 0/00 i na wysokościach podanych na rysunkach. W najwyższych punktach instalacji należy zainstalować automatyczne odpowietrzniki. 4.1.3. Instalacja w. zimnej Woda zimna z wewnętrznej instalacji doprowadzona jest przewodem Dn 20 mm, poprzez filtr DN20 ypu MFW . Do napełniania i okresowego uzupełniania wody w instalacji zastosowano system uzupełniający.. 4.2. Zasilanie w gaz 4.2.1. Instalacja gazowa i palniki. Do zasilania gazem projektowanego kotła wykorzystano istniejącą instalację gazu, która zasilała stary przeznaczony do demontażu kocioł gazowy. Projektowany kocioł gazowy wyposażony jest fabrycznie w kompletną ścieżkę gazową nie wymagającą dodatkowych elementów jedynie na przyłączu gazowym kotła należy zamontować filtr gazu i kurek odcinający. 4.3 Instalacja wentylacyjna i odprowadzenia spalin. W pomieszczeniu kotłowni jest istniejąca sprawna grawitacyjna wentylacja nawiewnowywiewna. 7 Do odprowadzenia spalin z kotła przewidziano elementy systemu spalin typ SPS 110/150 dostosowane do kotłów kondensacyjnych z zasysanie powietrza do spalania z zewnątrz pomieszczenia kotłowni. 4.4. Instalacja automatycznej regulacji i sterowania Pracą pompy ciepła oraz kotła gazowego sterować będą regulatory pogodowy w funkcji temperatury zewnętrznej. Praca obiegów grzewczych z wyposażeniem sterowana jest automatyką "VIESSMANN" w funkcji temperatury powietrza zewnętrznego.; posiada on możliwość realizacji wielu typów funkcji (np. osłabienia nocnego, programowania dobowo tygodniowego, zmiany krzywej grzewczej, itp). Zawór mieszający 3-drogowy i pompa obiegowa dla instalacji c.o. sterowane będą, we współdziałaniu z w/w regulatorem w funkcji temperatury powietrza zewnętrznego . Zastosowana automatyka sterująca pozwala na praktycznie bezobsługową pracę centrali i uniezależnia od zaników napięcia, fazy, braku lub spadku ciśnienia gazu (bez potrzeby powtórnego ręcznego uruchomienia); posiada ona pełny zestaw funkcji diagnostyki uszkodzeń (z możliwością ich wyświetlania). 4.5. Dodatkowe wyposażenia pomieszczenia kotłowni. 4.5.1. Instalacja wodociągowa i kanalizacyjna. Pomieszczenia kotłowni oraz pompy ciepła wyposażone są w istniejące instalacje wod-kan spełniające wymagane funkcje. 5. WYTYCZNE KOTŁOWNI TECHNOLOGICZNE WYKONANIA INSTALACJI 5.1. Charakterystyka zastosowanych materiałów. W układzie kotłowni należy stosować rury stalowe bez szwu, rury zgrzewane instalacyjne typu średniego lub ciężkiego oraz miedziane twarde. Instalację wody grzejnej 90/70C, 60/30C należy wykonać z rur zgodnie z PN-80/H-74200, natomiast rozdzielacze zgodnie z PN-80/H-74219 - wszystkich łączonych przez spawanie, z łukami gładkimi o promieniu gięcia R=1,5 DN. Armatura w kotłowni łączona jest kołnierzowo oraz na gwint zgodnie z cz. III. Armatura poszczególnych obiegów na rozdzielaczu zasilania i powrotu wody grzejnej powinna być odwrócona o 45C wokół swojej osi w stronę pomieszczenia kotłowni ze względu na konieczność otwierania zaworów. Trasy przewodów, ich średnice oraz wymagane minimalne spadki podano na rysunkach konstrukcyjnych. 8 Wszystkie przejścia przez przegrody budowlane należy wykonać w tulejach ochronnych stalowych, jako gazoszczelne. 5.2. Montaż rurociągów. Przewody rozprowadzające czynniki powinny być mocowane na wspornikach lub podwieszone za pomocą uchwytów do konstrukcji dachu. Konstrukcja powinna zapewnić stałość położenia rurociągów. 6. WYTYCZNE WYKONANIA PRÓB HYDRAULICZNYCH. Zmontowane elementy instalacji technologicznych należy poddać próbom hydraulicznym zgodnie z obowiązującymi przepisami: - instalację wody grzewczej: na ciśnienie 0,6 MPa; - instalację wody zimnej i uzupełniającej: na ciśnienie 0,9 MPa; - instalację gazową: na ciśnienie 0,1 MPa (powietrzem). Po ich zakończeniu instalacje należy przepłukać (przedmuchać) z prędkością minimum 1,5 m/s oraz ewentualnie wyregulować hydraulicznie. 7. WYTYCZNE DO WYKONANIA IZOLACJI CIEPŁOCHRONNEJ. Izolacja ciepłochronna przewidziana jest na instalacjach wody grzewczej.. Izolacja ciepłochronna projektowana jest z wełny mineralnej wg BN-84/6755-15 z wełny mineralnej w płaszczu z tworzywa sztucznego. Roboty izolacji cieplnych obejmują izolacje rurociągów, armatury. Dopuszcza się wykonanie izolacji w innej technologii np. TERMAFLEX pod warunkiem uzyskania takich samych oporów cieplnych. Montaż izolacji cieplnej należy rozpoczynać po wcześniejszym przeprowadzeniu prób szczelności, wykonaniu zabezpieczenia antykorozyjnego powierzchni przeznaczonych do zaizolowania i zatwierdzeniu poprawności wykonania tych wszystkich robót. Powierzchnia armatury i rurociągu musi być czysta i sucha. Materiały izolacyjne również muszą być czyste i suche. Powierzchnia zewnętrzna płaszcza ochronnego powinna być gładka i czysta, bez pęknięć, załamań i wgnieceń oraz odpowiadać kształtowi izolowanego rurociągu lub urządzenia. Występujące w kotłowni rurociągi, w zależności od średnicy należy zaizolować izolacją o odpowiedniej średnicy zgodnie z PN-85/B-02421. Grubość łupków z wełny mineralnej powinna wynosić (zasilanie/powrót): - rurociągi wody 90/70C: 9 DN 25 mm: 40/30 mm DN 32 mm: 40/30 mm DN 40 mm: 40/30 mm DN 50 mm: 40/30 mm DN 65 mm: 50/40 mm 8. UWAGI KOŃCOWE. Projektowaną instalację należy wykonać zgodnie z „Warunkami Technicznymi Wykonania i Odbioru Robót Budowlano-Montażowych cz. II - Instalacje Sanitarne i Przemysłowe”, „Warunkami Technicznymi Wykonania i Odbioru Kotłowni na Paliwa Gazowe i Olejowe”, obowiązującymi przepisami i normami. Ponadto: 1. Warunki prowadzenia robót i zabezpieczenia powinny być ustalone komisyjnie przy udziale przedstawicieli Inwestora, Użytkownika i Wykonawcy; 2. Do montażu stosować materiały podane w zestawieniu urządzeń i materiałów instalacyjnych - cz. III niniejszego opracowania; 3. Wszystkie urządzenia montować zgodnie z DTR producentów urządzeń. Przebieg pracy całej kotłowni sterowany jest automatycznie, jednakże dla dozoru prawidłowości działania całej kotłowni wymagani są pracownicy przeszkoleni w znajomości działania całej instalacji kotłowej, jak i w zakresie przepisów BHP i p./poż. Do zadań obsługi należy okresowa kontrola wskazań przyrządów pomiarowych i działania instalacji oraz usuwanie sygnalizowanych nieprawidłowości w jej działaniu. Rozruch, uruchomienie i eksploatacja centrali łącznie z instalacją gazową powinny nastąpić po uprzednim opracowaniu „Instrukcji Obsługi” oraz sprawdzeniu jej znajomości przez nadzór i obsługę. Okresowej ingerencji obsługi w przebieg działania instalacji wymagają następujące czynności: 1. uruchomienie i zatrzymanie kotła, pompy ciepła i przynależnych urządzeń, 2. kontrola jakości wody uzdatnionej i kotłowej, 3. kontrola pracy pomp. 9. WYTYCZNE BRANŻOWE. - zdemontować istniejący kocioł wraz z osprzętem oraz rury spalinowe kotła - zdemontować zbędne odcinki instalacji 10 - montaż pompy ciepła oraz wykonanie kanałów doprowadzających powietrze zewnętrzne do pompy ciepła oraz odprowadzających z pompy powietrze na zewnątrz pomieszczenia - ściany w kotłowni wyłożyć do wys. 2m płytkami ceramicznymi , - doprowadzić energię elektryczną do szafki sterowniczej w kotłowni - zamontować agregat prądotwórczy 7,5kW - rozwiązać sterowanie i automatykę w kotłowni zgodnie z przedstawionym schematem cieplnym i w uzgodnieniu z przedstawicielem firmy 11 CZĘŚĆ 2. - OBLICZENIA 1. BILANS ZAPOTRZEBOWANIA [WG OPRAC. 2.4.]: CIEPŁA KOTŁOWNI Aktualny bilans ciepła kotłowni w trakcie normalnej eksploatacji na podstawie ustaleń wynosi: - c.o. ( woda 90/70C) 85 kW RAZEM: 55 kW 2. OBLICZENIA I DOBÓR ŹRÓDŁA CIEPŁA 2.1. Pompa ciepła Dobrano pompę ciepła powietrze woda typ VITOCAL 350-A o mocy cieplnej 18,5kW : - moc znamionowa Q= 18,5kW 2.1. Kocioł Dobrano kocioł niskotemperaturowy kondensacyjny typu „ VITODENS 200 W” produkcji firmy VIESSMANN o następujących parametrach: - moc znamionowa: -sprawność: - max. ciśn./ temp. pracy: - min. wydajność cieplna dla Q = 30-80 kW = 108 % pmax/tmax = 4bar/120C Q min= 30 kW 4. CAŁKOWITA MOC CIEPLNA CENTRALI . 4.1. Praca pompy ciepła Pompa ciepła VITOCAL 350-A o mocy cieplnej 18,5kW - moc wyjściowa (użytkowa) Q= 18,5kW 4.2. Praca kotła: Vitodens 200 30-80 kW: - moc wyjściowa (użytkowa): QKUŻ= 30-80 kW 12 5. BILANS ZAPOTRZEBOWANIA GAZU. 5.1. Dane ogólne gazu opałowego: - typ gazu - parametry gazu: a) wartość opałowa: b) gęstość bezwzględna: - ciśn. na rampie gazowej : GZ-50 Qi = 33 400 kJ/m3 = 0,78 kg/m3 pg wej = 20 mbar 5.2. Zapotrzebowanie gazu w kotłowni: 5.2.1. Obliczeniowe max. godzinowe zapotrzebowanie gazu dla kotłów: a) VITODENS 200W 30-80 kW Vg ,max 3 80 3600 7,9 m h 33400 x1,08 Całkowite maksymalne zapotrzebowanie gazu przez kotłownię: Vmax. = 7,9 m3/h Minimalne zapotrzebowanie gazu przez kotłownię: do obliczeń przyjęto, że minimalne zapotrzebowanie gazu wynika z pracy na minimalnym obciążeniu 1 kotła 30 kW (ok. 12,5% mocy nominalnej kotłowni) Vmin = 0,125 x 7,9= 0,98 m3/h 5.2.2. Normatywne całoroczne zapotrzebowanie gazu przez kotłownię (wg wz. Hottingera): a) dla potrzeb c.o. przy tw=+20C, z osłabieniem nocnym i świątecznym: Bco y 86400 Q S d a 0.95 86400 60 x 4000 1,0 13650 m 3 / rok Qi w s t w t z 33400 1,08 1,0 20 20 13 6. OBLICZENIA EFEKTÓW EKOLOGICZNYCH CENTRALI 6.1. Stan istniejący- kocioł gazowy atmosferyczny z palnikiem perforowanym : - obliczeniowe roczne zapotrzebowanie gazu Bco y 86400 Q S d a 0.95 86400 85 x 4000 1,0 25300 m 3 / rok Qi w s t w t z 33400 0,85 1,0 20 20 - obliczeniowa emisja zanieczyszczeń: Emitowane Wskaźnik zanieczyszczenie emisji[kg/GJ] SO2 0,0000 NOx 0,008000 CO 0,001000 CO2 55,600000 Pył 0,000000 Sadza 0,000000 Benzopiren 0,000000 Wytwarzane ciepło w kotle[GJ/rok] Emisja[Mg/rok] 0,0000 0,000736 0,000092 5,115 0,000000 0,000000 0,000000 92,0 6.2. Stan projektowany- pompa ciepła i kocioł gazowy kondensacyjny - obliczeniowe roczne zapotrzebowanie gazu Bco y 86400 Q S d a 0.95 86400 55 x 4000 1,0 12880 m 3 / rok Qi w s t w t z 33400 1,08 1,0 20 20 - obliczeniowa emisja zanieczyszczeń: Emitowane zanieczyszczenie SO2 NOx CO CO2 Pył Sadza Benzopiren Wskaźnik emisji[kg/GJ] 0,0000 0,008000 0,001000 55,600000 0,000000 0,000000 0,000000 Wytwarzane ciepło w kotle[GJ/rok] Emisja[Mg/rok] 0,0000 0,000446 0,000056 3,102 0,000000 0,000000 0,000000 55,8 Planowane efekty ekologiczne Emitowane zanieczyszczenie Stan istniejący [Mg/rok] Stan projektowany [Mg/rok] Efekt ekologiczny [Mg/rok] Redukcja emisji[%] SO2 NOx 0,0000 0,000736 0,0000 0,000446 0,0000 0,000290 0,0000 39,4 14 CO CO2 Pył Sadza Benzopiren 0,000092 5,115 0,000000 0,000000 0,000000 0,000056 3,102 0,000000 0,000000 0,000000 0,000036 2,013 0,000000 0,000000 0,000000 Zużycie gazu 25300 m3/r 12880 m3/r 12420 m3/r 39,1 39,4 0,000000 0,000000 0,000000 49,0 7. OBLICZENIA SPRAWDZAJĄCE POMIESZCZENIE KOTŁOWNI: 7.1. Kubatura kotłowni: - maksymalna moc wejściowa (spalania) kotłowni: Qk sp =85,9 kW - wymagana minimalna kubatura kotłowni gazowej: K min 85,9 kW 18,5 m 3 3 4.65 kW/m Istniejąca kubatura kotłowni wynosi ok. 43,1 m3 . 15 CZĘŚĆ 3. - ZESTAWIENIE CZĘŚCI I URZĄDZEŃ KOTŁOWNI L.p. Wyszczególnienie Ilość sztuk Producent 1 2 3 4 1 VIESSMANN 1 VIESSMANN 1 VIESSMANN 1 VIESSMANN 1 VIESSMANN 1 VIESSMANN 1 1 7 1 1 1 VIESSMANN 1. 1.1 1.2 1.3. 2 3 Pompa ciepła VIESSMANN VITOCAL 350-A typ AWC-I o mocy cieplnej 18,5kW Pompa obiegu wtórnego dostarczana wraz z pompą ciepła przez producenta Zawór bezpieczeństwa Dn20 dostarczany wraz z pompą ciepła przez producenta Naczynie wzbiorcze typu N dostarczane wraz z pompą ciepła przez producenta Buforowy zasobnik ciepła VITOCEL 100-E SVPA o poj. 950l Kondensacyjny kocioł gazowy typ VITODES 200W o modulowanej mocy cieplnej 30-80kW. 4. 5. 6. 7. 8 9 Pompa obiegu kotła ViRS 7 Zawór zwrotny Dn32 Zawór kulowy DN 32 Zawór 3-drogowy Dn32 z napędem Naczynie wzbiorcze typu N 200 Zawór kulowy DN 32 Zestaw systemu spalin do kotła VITODENS 200 Urządzenie do neutralizacji skroplin VIESSMANN VIESSMANN VIESSMANN