OBLICZENIA

OBLICZENIA
do projektu remontu kotłowni olejowej w budynku
Publicznego Gimnazjum w Osjakowie, ul. Wieluńska 14
Spis treści :
1. Zapotrzebowanie ciepła na cele ogrzewania
2. Zapotrzebowanie ciepła na cele cwu
3. Całkowite zapotrzebowanie ciepła
4. Dobór kotła
5. Dobór palnika
6. Dobór naczynia przeponowego CO
7. Dobór pompy obiegowej CO
8. Dobór mieszacza trójdrogowego
9. Dobór podgrzewacza CW
10. Dobór pompy obiegowej CW
11. Dobór pompy cyrkulacyjnej CW
12. Dobór naczynia przeponowego CW
13. Dobór pompy obiegu kotła
14. Dobór zmiękczacza wody
15. Dobór zaworów bezpieczeństwa
16. Dobór komina
17. Dobór elementów wentylacyjnych
18. Roczne zapotrzebowanie ciepła
19. Zapotrzebowanie paliwa
20. Dobór zbiorników na paliwo
2
I. ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA NA CELE OGRZEWANIA
Zgodnie z projektem instalacji CO i wentylacji zapotrzebowanie ciepła na cele ogrzewania
wynosi:
- dla istn. budynku Gimnazjum :
Qco1 = 83965 W
- dla proj. Sali gimnastycznej z zapleczem: Qco2 = 82468 W
Qco = 166433 W
II. ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA NA CELE CWU
1. Dane wyjściowe:
- liczba zawodników: n1 = 30
- liczba uczniów
: n2 = 200
- jedn. zapotrzeb. ciepłej wody dla ćwiczących : qh1 = 22 l/os.
- jedn. zapotrzeb. ciepłej wody dla ucznia :
qh2 = 1,2 l/h x os.
qd2 = 8 l/d x os.
- obliczeniowe temperatury wody użytkowej: tcw/tzw = 55/100C
2. Godzinowe zapotrzebowanie CWU.
Gh = n x qh
Gh1 = 30 x 22 = 660 l/h
Gh2 = 200 x 1,2 = 240 l/h
3. Dobowe zapotrzebowanie CWU.
Gd = n2 x q2
Gd = 200 x 8 = 1600 l/d
4. Zapotrzebowanie ciepła.
Qh = Gh x C x ∆t
Qh = 660 x 1 x ( 55 – 10 ) x 1,163 = 31086 W
Qh = 31,0 kW
Qd = Gd x C x ∆t
Qd = 1600 x 1 x ( 55 – 10 ) x 1,163 = 83736 W
Qd = 83,7kW
3
III. CAŁKOWITE ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA
Całkowite zapotrzebowanie ciepła dla budynku Gimnazjum wraz z nowo projektowaną salą
gimnastyczną z zapleczem wynosi:
Q = Qco + Qcw
Q = 166,4 + 31,0 = 197,4 kW
IV. DOBÓR KOTŁA
1. Dane wyjściowe.
-
oblicz. zapotrzebowanie ciepła na cele ogrzewania : QCO = 166,4 kW
oblicz. zapotrzebowanie ciepła na cele cwu: QCW = 31,0 kW
oblicz. temp. czynnika grzejnego: tz/tp = 80/60oC
2. Obliczeniowa moc cieplna kotłowni.
Qk = QCO + 0,5 x QCW
Qk = 166,4 + 0,5 x 31,0 = 181,9 kW
Qk = 181,9 kW
3. Dobór kotła.
-
Do dalszej eksploatacji przyjęto istniejący kocioł wodny niskotemperaturowy firmy
VIESSMANN typu PAROMT - SIMPLEX o mocy cieplnej nominalnej Qkn = 170 kW i
maksymalnej Qkmax = 1,1 Qkn = 187,0 kW
V. DOBÓR PALNIKA
1. Dane wyjściowe.
-
moc cieplna kotła : Qk = 170 kW
2. Dobór palnika.
-
przyjęto istniejący palnik olejowy wentylatorowy dwustopniowy firmy VIESSMANN
typu UNIT –P VE III-3 o mocy cieplnej 1/2 stop.120/170 kW
VI. DOBÓR NACZYNIA PRZEPONOWEGO
CO
1. Dane wyjściowe.
-
oblicz. zapotrzebowanie ciepła : Qco = 166,4 kW
grzejniki stalowe płytowe
ciśnienie wstępne: po = pst + 0,2 = 1,0 bar
dopuszczalne ciśnienie robocze : pd = 3 bar
ubytki eksploatacyjne: E = 1%
4
2. Pojemność zładu CO.
- pojemność instalacji CO : Vco = 1400 l
- pojemność kotła :
Vk = 317 l
Vzł = 1717 l
3. Pojemność użytkowa naczynia.
Vu = V x γ x ∆V
Vu = 1717 x 1 x 0,0287 = 49,2 l
4. Pojemność całkowita naczynia.
pd + 0,1
Vc = Vu x ----------pd – pst
3+1
Vc = 49,2 x ------------- = 98,4 l
3–1
5. Pojemność użytkowa naczynia z rezerwą eksploatacyjną.
Vur = Vu + V x E x 10
Vur = 49,2 + 0,44 x 1 x 10 = 53,6 l
6. Ciśnienie wstępne instalacji całkowitej pojemności z rezerwą naczynia wzbiorczego
przeponowego.
pr = (
1+
pr = (
1+
pd + 1
) −1
Vu
pd + 1
Vur (
− 1)
pd − p
3 +1
) − 1 = 1,08bar
49,2
3+1
53,6(
− 1)
3 −1
7. Pojemność naczynia wzbiorczego z uwzględnieniem ubytków eksploatacyjnych.
Vnr = Vur
pd + 1
pd − pr
Vnr = 53,6 x
3 +1
= 111,6 l
3 − 1,08
5
8. Dobór naczynia
przyjęto istniejące naczynie wzbiorcze przeponowe typu REFLEX – 200N/3 o wielkości :
- Vn = 200 l
- Dn = 634 mm
- H = 785 mm
- dn = 25 mm
- pd = 0,3 MPa
- pst = 0,15 MPa.
VII. DOBÓR POMPY OBIEGOWEJ CO
1. Dane wyjściowe.
-
oblicz. zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie proj. Sali gimnastycznej: QCO1 = 82,4 kW
oblicz. temp. czynnika grzejnego : tz/ tp = 80/60 °C
opór instalacji CO: hCO = 1,7 msw
opór instalacji kotłowni : przyjeto hk = 2,0 msw
2. Obliczeniowa wydajność pompy.
1,15 x Q
Vp = -----------1000 x ∆t
1,15 x 82,4 x 860
Vp = ------------------------------ = 4,07 m3/h
1000 x 1 x ( 80 - 60 )
3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy.
Hp > hCO + hk
Hp = 1,7 + 2,0 = 3,7 msw
4. Dobór pompy.
- przyjęto pompę obiegową firmy GRUNDFOS typu UPE 40-80F o parametrach:
Vp = 4,07 m3/h
Hp = 3,7 msw
Ns = 186 W / 1 x 230 V
VIII. DOBÓR MIESZACZA TRÓJDROGOWEGO
1. Dane wyjściowe.
- oblicz. moc cieplna : QCO = 82,4 kW
- oblicz. różnica temperatur : ∆t = 20°C
2. Dobór mieszacza.
- przyjęto mieszacz trójdrogowy firmy VIESSMANN typu 3 o średnicy
6
∅50 z siłownikiem elektrycznym dla mieszacza 3.
IX. DOBÓR PODGRZEWACZA CW
1. Dane wyjściowe
- oblicz. zapotrzeb. CWU: GCW = 660 l/h
- oblicz. zapotrzeb. ciepła: QCW = 31 kW
- oblicz. temp. czynnika grzejnego tz / t p = 80 / 600C
- oblicz. temp. wody użytkowej: tcw /tzw = 55 / 100C
2. Dobór podgrzewacza
- przyjęto podgrzewacz CW pionowy firmy POMEX typu WCW – 1000 o wielkości:
Vn = 1000 l
Q = 94 kW
Gcw = 2298 l/h
Dn = 1010 mm
H = 2025 mm
X. DOBÓR POMPY OBIEGOWEJ CW
1. Dane wyjściowe.
- oblicz. zapotrzebowanie ciepła : Qcw = 31,0 kW
- oblicz. temp. czynnika grzejnego : tz/tp = 80/60 °C
- opór instalacji grzewczej : przyjęto h = 2,0 msw.
2. Obliczeniowa wydajność pompy.
1,15 x 31,0 x 860
Vp = ------------------------------ = 1,19 m3/h
1000 x 1 x ( 80 - 60 )
3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy.
Hp = h
Hp = 2,0 msw
4. Dobór pompy.
- przyjęto do dalszej eksploatacji istniejącą pompę obiegową CW firmy LFP Leszno typu
32POr80C
7
XI. DOBÓR POMPY CYRKULACYJNEJ CW
1. Dane wyjściowe.
- oblicz. zapotrzebowanie CWU : Gcw = 660 l/h
- opór obiegu cyrkulacyjnego : przyjęto hc = 2,0 msw.
2. Obliczeniowa wydajność pompy.
Vp = 0,3 x Gcw
Vp = 0,3 x 660 = 198 l/h
Vp = 0,20 m3/h
3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy.
Hp = hc
Hp = 2,0 msw
4. Dobór pompy.
- przyjęto do dalszej eksploatacji istniejącą pompę cyrkulacyjną CW firmy WILO
typu Star Z25/2.
XII. DOBÓR NACZYNIA PRZEPONOWEGO
CW
1. Dane wyjściowe.
-
pojemność podgrzewacza: V = 1000 l
oblicz. temp. wody użytkowej : tcw/tzw = 55/10 °C
jedn. przyrost objętości : ∆V = 0,014
maks. ciśnienie robocze CW : pmax = 0,6 MPa
ciśnienie wstępne w naczyniu : po = 0,3 MPa
2. Pojemność użytkowa naczynia.
Vu = 1,1 x V x ς x ∆V
Vu = 1,1 x 1000 x 1 x 0, 014 = 15,4 l
3. Pojemność całkowita naczynia.
pmax + 0,1
Vc = Vu x --------------pmax - po
0,6 + 0,1
Vc = 15,4 x ------------ = 35,9 l
0,6 – 0,3
8
4. Dobór naczynia.
- przyjęto naczynie wzbiorcze przeponowe typu REFIX DE junior 50 o wielkości:
Vc = 50 l
dn = 25 mm
D = 409 mm
H = 580 mm
pdop = 10 bar
tdop = 70 0C
XIII. DOBÓR POMPY OBIEGU KOTŁA
1. Dane wyjściowe.
- oblicz. wydajność pomp obiegowych istn + proj. : VCO1 + VCO2 + VCO3 + VCW = 9,4 m3/h
- opór obiegu kotła : przyjęto hk = 2,0 msw.
2. Obliczeniowa wydajność pompy.
Vok = 0,3 x Vpo
Vok = 0,3 x 9,4 = 2,82 m3/h
3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy.
Hp ≥ hok
Hp = 2,0 msw
4. Dobór pompy.
- przyjęto do dalszej eksploatacji pompę obiegu kotła firmy LFP Leszno typu
40POc80A/B o parametrach :
Vp = 2,82 m3/h
Hp = 2,0 msw
Ns = 75 W / 1 x 230 V.
XIV. DOBÓR ZMIĘKCZACZA WODY
1. Dane wyjściowe.
- pojemność zładu: Vi = 1717 l
- czas napełniania instalacji: przyjeto t = 2 h
2. Obliczeniowa przepustowość.
Qs =
Vi
t
Qs =
1717,0
= 858,5 l/h
2,0
9
3. Dobór zmiękczacza.
- z katalogu przyjęto zmiękczacz wody kompaktowy jonowymienny firmy EPURO
typu ES 37 o wydajności Qmax = 0,9 m3/h
XV. DOBÓR ZAWORÓW BEZPIECZEŃSTWA
1. Zawór na kotle.
1.1. Dane wyjściowe.
- moc cieplna kotła : Qk = 170 kW
- oblicz. temp. czynnika grzejnego : tz/tp = 80/60 °C
- skorygowany współczynnik wypływu dla zaworów typu SYR : αc = 0,20
- dopuszczalne ciśnienie robocze czynnika grzejnego : p1 = 0,3 MPa
- ciśnienie wypływu ( otoczenia ) : p2 = 0
1.2. Obliczeniowa przepustowość zaworu.
Q
G = --------C x ∆t
170 x 860
G = ------------------ = 7310 kg / h
1 x ( 80 - 60 )
1.3. Teoretyczna jednostkowa przepustowość zaworu.
_____________
qm = 1414,5 x V ( p1 - p2 ) x γ
________________
qm = 1414,5 x V ( 0,3 - 0 ) x 1000 = 24500 kg / m2 x s
1.4. Obliczeniowy przekrój gniazda zaworu.
G
F = -----------qm x αc
7310
F = -------------------------- = 0,00041 m2
24500 x 0,20 x 3600
1.5. Obliczeniowa średnica gniazda zaworu.
________
10
4 x Fg
π
___________
4 x 0,00041
dg = V
3,14
dg = V
dg = 0,022 m
dg = 22,0 mm
1.6. Dobór zaworu.
- przyjęto zawór bezpieczeństwa membranowy typu SYR1915 o wielkości :
d1 x d2 = 32 x 40 mm
dg = 27 mm
p = 0,30 MPa.
2. Zawór na podgrzewaczu CW.
2.1. Dane wyjściowe.
- oblicz. zapotrzebowanie CWU : Gcw = 660 kg/h
- pojemność podgrzewaczy : V = 1000 l
- skorygowany współczynnik wypływu : αc = 0,20
- dopuszczalne ciśnienie robocze CWU : pr = 0,6 MPa
- ciśnienie wypływu ( otoczenia ) : p2 = 0
2.2. Teoretyczna jednostkowa przepustowość zaworu.
________________
qm = 1414,5 x V ( 0,6 - 0 ) x 1000 = 34648 kg / m2 x s
2.3. Obliczeniowy przekrój gniazda zaworu.
1,1 x 660
Fg = -------------------------- = 0,000029m2
34648 x 0,20 x 3600
2.4. Obliczeniowa średnica gniazda zaworu.
_____________
4 x 0,000029
dg = V
3,14
dg = 0,0061 m = 6,1mm
11
2.5. Dobór zaworu.
- przyjęto zawór bezpieczeństwa membranowy typu SYR2115 o
wielkości :
d1 x d2 = 20 x 25 mm
dg = 14 mm
αc = 0,20
po = 0,6 MPa
XVI. DOBÓR KOMINA
1. Dane wyjściowe.
- moc cieplna kotła : Qk = 170 kW
- wysokość komina : Hk = 12,0 m
2. Dobór komina.
- dla kotła o mocy cieplnej 170 kW i wysokości H =12,0 m odczytano z diagramu Schiedel’a
średnicę wewnętrzną komina dk = 200 mm.
- przyjęto istn komin murowany z wkładką kominową dk = 200 mm i wysokości
Hk = 12,0 m.
XVII. DOBÓR ELEMENTÓW WENTYLACYJNYCH
1. Pomieszczenie kotła
1.1 Dane wyjściowe.
- moc cieplna kotła : Qk = 170 kW
- wskaźnik wentylacji nawiewnej : Wn = 5 cm2/kW
- wskaźnik wentylacji wywiewnej : Ww = 2,5 cm2/kW
1.2 Obliczeniowy przekrój kanału nawiewnego.
Fn = Qk x Wn
Fn = 170 x 5 = 850 cm2
1.3 Dobór kanału nawiewnego.
- przyjęto czerpnię ścienną typu A o wym. 500 x 200 mm osadzoną w ścianie
zewnętrznej i sprowadzoną 50cm nad posadzkę.
1.4 Obliczeniowy przekrój kanału wywiewnego.
Fw = Qk x Ww
Fw = 170 x 2,5 = 425 cm2
12
1.5 Dobór kanału wywiewnego
- przyjęto istn dwa kanały wywiewne murowane o wym 140x140 mm (392 cm2.)
2. Wentylacja składu paliwa
2.1. Dane wyjściowe
- kubatura pomieszczenia: V = 26,8 m3
- krotność wymian: n = 4
2.2. Ilość powietrza wentylacyjnego
Lw = Vxn
Lw = 26,8 x 4,0 = 107,2 m3
2.3. Obliczeniowy przekrój kanałów wentylacyjnych
F=
L
3600 xV
F=
107, 2
= 0,029 m2 (290 cm2)
3600 x1,0
2.3. Dobór elementów wentylacyjnych
- do wywiewu przyjęto istn kanał wywiewny murowany o wym 210x210 mm.
- nawiew powietrza poprzez istn. czerpnię przyścienną o wym. 250x200 mm sprowadzoną
kanałem stal. 50 cm nad posadzkę.
XVIII. ROCZNE ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA
1. Zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie
1.1. Dane wyjściowe
- oblicz. zapotrzebowanie ciepła na ogrzewanie: QCO = 166,4kW
- normatywna ilość dni grzewczych: n = 223
- średnia temperatura zewnętrzna okresu grzewczego: tzśr = + 2,4 0C
- oblicz. temperatura zewnętrzna okresu zimowego : tzo = - 20 0C
- średnia temperatura pomieszczeń: twśr = + 18 0C
- czas ogrzewania budynku w ciągu doby : z = 24 godz.
- współczynnik zmniejszający : y = 0,81
13
1.2. Zapotrzebowanie ciepła
( twśr - tzśr ) x n x Z x y
Qr = ------------------------------- x QCO
( twśr - tzo )
( 18 - 2,4 ) x 223 x 24 x 0,81
Qr = ------------------------------------ x QCO
( 18 + 20 )
Qr = 1779 x QCO
Qr = 1779 x 166,4 = 296138 kW
Qr = 296,1 MW
2. Zapotrzebowanie ciepła na CWU
2.1. Dane wyjściowe
- dobowe zapotrzebowanie ciepła : Qcwd = 83,7 kW
- oblicz. zapotrzebowanie ciepła na CWU: QCWh = 31,0 kW
- oblicz. temp. wody użytkowej: tcw/tzw = 55/10 0C
- okres dostawy ciepła: t = 250 dni
2.2.Roczne zapotrzebowanie ciepła
Qr = Qd x t
Qr = 83,7 x 250 = 20925 kW
Qr = 20,9 MW
XIX. ZAPOTRZEBOWANIE PALIWA
1. Dane wyjściowe
- oblicz. zapotrzebowanie ciepła: QCO = 166,4 kW
: QCW = 31,0 kW
- roczne zapotrzebowanie ciepła: QCO = 296,1 MW
: QCWr = 20,9 MW
- wartość opałowa oleju opałowego „EKOTERM” wg WT-92/MZRiP/22 :
W = 41500 kJ/kg
- średnia sprawność urządzenia grzewczego : η = 0,9
- współ. zmniejszający z tytułu zastosowania pełnej automatyki: A = 0,8
2. Obliczeniowe zapotrzebowanie oleju.
Bh =
(Qco + Qcw )xA
-------------------------Wxη
14
(166,4 + 31,0) x 860 x 4,19x0,8
Bh = ------------------------------------ = 15,23 kg/h
41500 x 0,9
3. Roczne zapotrzebowanie oleju.
(Qcor + Qcwr )xA
------------------------Wxη
Br =
(296,1 + 20,9) x 860 x 4,19x 0,8 x 1000
Br = -------------------------------------------- -------- = 24466 kg/rok
41500 x 0,9
Br =
24466
= 27802 l/rok
0,88
Br = 27,8 m3/rok
XX. DOBÓR ZBIORNIKÓW NA PALIWO
1. Dane wyjściowe
- roczne zapotrzebowanie na paliwo: Br = 27,8 m3/rok
2. Dobór zbiorników
- przyjęto do dalszej eksploatacji dwa zbiorniki polietylenowe o pojemności 1500 l każdy z
zachowaniem wymaganych odstępów od przegród.
3. Średniodobowe zużycie paliwa
Bdśr=
Bdśr =
Br
n
27802
= 124,7 l/d
223
3. Średni czasokres zużycia paliwa (opróżnienia zbiorników)
Tśr =
V
Bd
Tśr =
2 x1500
= 24,0 dni
124,7
Średnio dziewięć razy w sezonie grzewczym napełniane będą zbiorniki paliwem.