(wytworzenie ciepła w miejscu odbioru) – piec, ogrzewanie promiennikami

Instalacje wewnętrzne

System zaopatrzenia w ciepło

News from DBDH 2/2003

System dystrybucji

(ręczna obsługa)

Dozór publiczny

„URE”, Zarządca budynku

Grzejnik

(źródło ciepła w pomieszczeniu)

Odbiorca (użytkownik)

Źródło ciepła systemu (kocioł na biomasę)

Dystrybucja ciepła

Odbiór ciepła

Wytworzenie ciepła

Rodzaje ogrzewania

Ogrzewanie miejscowe Ogrzewanie miejscowe

(wytworzenie ciepła w miejscu odbioru) – piec, ogrzewanie promiennikami

podczerwieni

Rodzaje ogrzewania

Centralne ogrzewanie (wytworzenie

Centralne ogrzewanie (wytworzenie

ciepła i przesył do miejsc odbioru) –

NOŚNIK CIEPŁA

Nośnik ciepła

• woda

• para wodna

• powietrze

• powietrze

• inne

DLACZEGO WODA ?

POJEMNOŚĆ CIEPLNA – w jednostce masy czynnik

grzejny powinien przenosić możliwie dużą ilość ciepła, w efekcie daje to uzyskanie możliwie małego

natężenia przepływu nośnika ciepła i w rezultacie mniejsze średnice rurociągów, a co za tym idzie mniejsze średnice rurociągów, a co za tym idzie mniejsze koszty inwestycyjne; pojemność cieplną

nośnika ciepła charakteryzuje c_p – ciepło właściwe lub r – ciepło parowania

(+) woda, para wodna (-) powietrze

WYSOKA TEMPERATURA (PRZY MOŻLIWIE NISKIM CIŚNIENIU) – niski koszt wymienników ciepła i

instalacji instalacji

(++) para wodna

(+) woda (inst. niskotemperaturowe,

średniotemperaturowe, wysokotemperaturowe) ( ) powietrze

DOSTĘPNOŚĆ W PRZYRODZIE

NISKIE KOSZTY POZYSKANIA I EWENTUALNEGO PRZYGOTOWANIA

PRZYGOTOWANIA

„OBOJETNOŚĆ” DLA ŚRODOWISKA

(+) woda, para wodna, powietrze

WŁASNOŚCI FIZYCZNE – gęstość i lepkość – powinny gwarantować możliwie małe opory tarcia

(międzycząsteczkowego i przepływu w rurociągu) i w

rezultacie ograniczone straty energii przy przesyle czynnika grzejnego

CHEMICZNA OBOJĘTNOŚĆ – nie powinien powodować korozji CHEMICZNA OBOJĘTNOŚĆ – nie powinien powodować korozji rurociągów i urządzeń

STAŁE WŁASNOŚCI CHEMICZNE - przynajmniej w zakresie zmienności temperatur roboczych nośnik ciepła powinien się mieć stałe cechy, niedopuszczalne jest aby z upływem czasu następował jego rozkład chemiczny, przy którym np. nośnik ciepła nabierałby własności korozyjnych

NIE POWINIEN TWORZYĆ OSADÓW –

nawet cienki osad powstający na ściankach wymienników ciepła powoduje

powstawanie dodatkowego (dużego) oporu powstawanie dodatkowego (dużego) oporu przewodzenia ciepła co obniża wydajność i sprawność wymiany ciepła, powstawanie osadów na rurociągach powoduje

natomiast wzrost oporów przepływu

(mniejszy przekrój, większa chropowatość)

UMOŻLIWIA PRACĘ SYSTEMU PRZY ZMIENNYCH

PARAMETRACH – regulacja PARAMETRACH – regulacja

dostawy ciepła w zależności od

zmienności zapotrzebowania w

sezonie

„JAKA” WODA ?

„JAKA” WODA ?

t

, t

t

, t

Φ = m c

(t

- t

)

Φ = m c

(t

- t

)

Φ = m c

(t

- t

)

tz ^{tp ∆t}

95 70 25

90 70 20

85 70 15

75 55 20

Φ = m c

(t

- t

)

75 55 20

70 50 20

65 45 20

55 45 10

50 40 10

45 35 10

Φ

= F

k

[(t

+t

)/2- θ

]

Φ

= F

k

[(t

+t

)/2- θ

]

tz tp ∆t ∆ti

95 70 25 62,5

90 70 20 60

85 70 15 57,5

85 70 15 57,5

75 55 20 45

70 50 20 40

65 45 20 35

55 45 10 30

50 40 10 25

45 35 10 20

Charakterystyka cieplna grzejnika

k

= c G

[(t

+t

)/2- θ

]

c, a, wm – współczynniki

charakterystyki cieplnej grzejnika

Im wyższa t_z,

• tym mniejszy grzejnik (zarówno konwekcja, jak i promieniowanie)

• ryzyko pogorszenia komfortu

• ryzyko poparzeń

• ryzyko poparzeń

• ograniczenie ze strony źródła ciepła (niższa sprawność źródła ciepła, brak możliwości wytworzenia takiej

temperatury, konieczność zapewnienia odpowiedniej temperatury w kotle)

• wzrost efektu ciśnienia czynnego grawitacyjnego

• mniejsze ryzyko rozwoju mikroorganizmów

Im niższa t_p,

• tym mniejszy strumień czynnika grzewczego (mniejsze średnice rurociągów, niższe koszty pompowania)

• ograniczenie ze strony źródła ciepła (minimalna

• ograniczenie ze strony źródła ciepła (minimalna temperatura powrotu)

• ryzyko pogorszenia komfortu

• wzrost efektu ciśnienia czynnego grawitacyjnego

• większa nierównomierność rozkładu temperatury na powierzchni grzejnika

Wymagania po stronie grzejników

Grzejniki płytowe, członowe:

(90) 75/50 (50), ∆t = 20-25 K

Grzejniki konwektorowe, j.w. wymaganie, by t

> 45-50°C

Grzejniki płaszczyznowe

t

< 45-55°C , ∆t = 10-15 K

Wymagania po stronie źródła ciepła

Kotły na paliwo stałe: t

> 60°C

Kotły kondensacyjne: t

< 70°C

(problem przygotowania c.w.u.)

(problem przygotowania c.w.u.)

Pompa ciepła t

< 45-55°C

t

, t

Parametry obliczeniowe (w warunkach projektowych temperatur

zewnętrznych)

… UMOŻLIWIA PRACĘ SYSTEMU PRZY

ZMIENNYCH PARAMETRACH – regulacja dostawy ciepła w zależności od

zmienności zapotrzebowania w sezonie

t_px t_zx

Фnośnika ciepła

Фstrat ciepła

θ_i

Ф_grz

Trzy składowe - bilans

• Zmiana temperatury czynnika grzewczego – wykres regulacyjny jakościowy

• Zmiana strumienia czynnika grzewczego – wykres regulacyjny ilościowy

• Zmiana temperatury i strumienia czynnika grzewczego – wykres regulacyjny ilościowo - jakościowy

Rea liz uj ąc k ol ej ne pr ze ks zta łce ni a ot rz ymu je m y …

Rea liz uj ąc k ol ej ne pr ze ks zta łce ni a ot rz ymu je m y …

W er sj a ko ńc ow a … W er sj a ko ńc ow a …

t_px t_zx

θ_i

Podsumowanie

• System zaopatrzenia w ciepło

• Ogrzewanie centralne/miejscowe

• Nośniki ciepła

• Cechy nośnika ciepła

• Co wpływa na wybór temperatury czynnika

• Co wpływa na wybór temperatury czynnika grzewczego

• Założenia dla wyprowadzenia wykresu regulacji jakościowej

• Wykres regulacji jakościowej, wpływ na

kształt wykresu t

/t

, θ

, wm, m, θ