Wewnętrzne instalacje Wewnętrzne instalacje wodociągowe – zasady

Wewnętrzne instalacje Wewnętrzne instalacje wodociągowe – zasady

projektowania

Typy instalacji wodociągowych

Instalacje dzieli się na dwie podstawowe grupy:

instalacje typu bezpośredniego

instalacje typu bezpośredniego

Instalacje typu pośredniego

a) b) c)

Schematy instalacji dla budynków o różnej wysokości

Przepływy obliczeniowe w instalacjach

są to podstawowe wielkości do obliczeń i doboru poszczególnych elementów instalacji,

instalacji,

określają zapotrzebowanie na wodę w

budynku.

Zapotrzebowane na wodę w budynku

dobowe G

średnie godzinowe G

] /

[ dm

doba q

U G

= ⋅

średnie godzinowe G

maksymalne godzinowe G

maksymalne chwilowe (sekundowe) q ]

/ [ dm

h G

G

= τ

] /

[

max

G k dm h

G

=

⋅

Wykres dynamiki poboru wody

G

G^hmax

0 24

τ^[h]

q

G^hśr

G

1h

Wymiarowanie instalacji wodociągowych

Wymiarowanie przewodów wodociągowych polega na określeniu:

średnic przewodów, średnic przewodów, strat ciśnienia,

minimalnego ciśnienia zapewniającego

utrzymanie ciągłości dostawy wody do

najniekorzystniej usytuowanego punktu

czerpalnego w instalacji.

Kolejność wymiarowania instalacji

1. Podział instalacji na odcinki obliczeniowe

wodociąg

do węzła przygotowania ciepłej wody użytkowej (cwu)

1

3 2

5 4 6

7

8

2. Wyznaczenie przepływów obliczeniowych q dla odcinków (wg wzorów w PN-92/B-01706)

dla budynków mieszkalnych:

jeśli 0,07 ≤Σ q ≤ 20 dm

/s

jeśli 0,07 ≤Σ q

≤ 20 dm

/s

( ) ^{0 , 14 [ / ]}

682 ,

0 q

dm

s

q = ⋅ Σ

−

jeśli Σ qn>20 dm

/s

( ) ^{0 , 7 [ / ]}

7 ,

1 q

dm

s

q = ⋅ Σ

−

Normatywne wypływy wody z punktów czerpalnych i wymagane ciśnienia przed punktem czerpalnym (wg PN 92/B-01706)

Wzory do określania przepływów obliczeniowych w instalacjach wodociągowych

3. dobór średnic przewodów na odcinkach obliczeniowych

średnice dobiera się tak, aby nie przekroczyć dopuszczalnych prędkości przepływu wody, które wynoszą:

•1,5 m/s – w przewodach w węzłach sanitarnych (doprowadzających wodę do punktów czerpalnych) oraz w pionach wodociągowych

•1,0 m/s – w przewodach rozdzielczych (prowadzących

wodę do pionów) i w przyłączu wody

Jednostkowe spadki ci ś nienia

4. Wyznaczenie strat ciśnienia na odcinkach ]

2 [

2

v Pa l

R p

p

p = ∆

+ ∆

= ⋅ + Σ ⋅ ⋅

∆ ζ ρ

5. Wyznaczenie minimalnego ciśnienia dla instalacji

2

]

min

h g p p p p p p p [ Pa

p =

⋅ ρ ⋅ +

+ ∆

+ ∆

+ ∆

+ ∆

+ ∆

+ ∆

Zasady doboru wodomierzy

1. ustalenie obliczeniowego przepływu wody dla odcinka, którym będzie montowany wodomierz – q [dm ³ /s]

2. ustalenie umownego przepływu dla wodomierza – q _w :

q _w = 2·q [dm ³ /s]

3. dobór wodomierza, dla którego: q _max ≥ q _w

4. sprawdzenie poprawności doboru:

• q ≤ ½·q

• DN

≤ d

5. ustalenie straty ciśnienia na wodomierzu 5. ustalenie straty ciśnienia na wodomierzu

• na podstawie nomogramu zamieszczonego przez producenta

• na podstawie wzoru:

Pa q ;

p q p

2

max max

wod







 

⋅ 

∆

=

∆

Dobór filtra i zaworu antyskażeniowego

Na podstawie przepływu obliczeniowego q

na odcinku montażu filtra (ZA); średnica

dobranego filtra (ZA) powinna być równa

średnicy dobranego wodomierza. Stratę

średnicy dobranego wodomierza. Stratę

ciśnienia odczytuje się z nomogramu

zamieszczanego przez producenta dla

przepływu obliczeniowego i dobranej

średnicy urządzenia.

Zaopatrzenie w ciepłą wodę Zaopatrzenie w ciepłą wodę

użytkową

Wprowadzenie

Pojęcie ciepła woda użytkowa (c. w. u.)

oznacza podgrzaną wodę wodociągową do

temperatury max. 90ºC, przeznaczoną na

temperatury max. 90ºC, przeznaczoną na

potrzeby gospodarstw domowych i

instalacji służących do utrzymywania

czystości i higieny.

Wymagania ogólne

Ciepła woda powinna być dostarczona do odbiorcy:

w odpowiedniej ilości,

wymaganej temperaturze, wymaganej temperaturze,

w żądanej przez odbiorcę chwili, odpowiedniej jakości,

pod odpowiednim ciśnieniem.

Wymagania ogólne

Instalacje ciepłej wody powinny być tak zaprojektowane i wykonane, aby:

Zapewnić możliwość regulacji temperatury c.w.u. w miejscach poboru.

c.w.u. w miejscach poboru.

Zapewnić łatwość obsługi i niezawodność działania instalacji.

Zminimalizować koszty eksploatacyjne przy

zachowaniu niskich nakładów inwestycyjnych.

Podstawy prawne

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690) z usytuowanie (Dz. U. Nr 75, poz. 690) z późniejszymi zmianami:

wymaganie projektowania układów

energooszczędnych,

wymaganie projektowania instalacji cyrkulacyjnej,

konieczność okresowej dezynfekcji termicznej przy

temperaturze nie niższej niż 70°C,

Temperatura ciepłej wody użytkowej

Ciepła woda w budynkach może być przygotowywana w sposób indywidualny lub centralny.

W instalacjach z indywidualnym przygotowaniem W instalacjach z indywidualnym przygotowaniem ciepłej wody jej temperatur powinna wynosić od 37 - 45ºC dla łazienek i umywalni, natomiast dla kuchni 55 - 60ºC.

W budynkach z centralnym przygotowaniem ciepłej

wody wymagane jest, aby jej temperatura

wynosiła od 55 – 60ºC.

Podział instalacji c.w.u.

INSTALACJE RÓŻNICUJE TYP ODBIORCY CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ (mieszkania, hotele, przemysł, ...)

DECENTRALNE przygotowanie cwu

CENTRALNE przygotowanie cwu

przygotowanie cwu przygotowanie cwu

Przygotowanie cwu w układach z zasobnikami wody ciepłej

Przygotowanie cwu w układach bez zasobników

Układy bezpośrednie

Układy pośrednie

Różne nośniki energii cieplnej

Paliwo płynne (olej opałowy)

Układy bezpośrednie Układy pośrednie

Podział instalacji c.w.u.

Paliwo gazowe Paliwo stałe

Energia elektryczna Ciepło odpadowe

Energia słoneczna Pompy ciepła Energia słoneczna

• Podgrzewacze przepływowe działają tylko w okresie poboru wody ciepłej.

• Praktyczny sposób zasilania

Decentralne instalacje c.w.u.

• Praktyczny sposób zasilania pojedynczych miejsc poboru ciepłej wody.

• Mogą być zasilane energią

elektryczną (jak na rysunku) lub gazem.

Decentralne instalacje c.w.u.

Ogólny schemat instalacji

ŹRÓDŁO CIEPŁA ŹRÓDŁO CIEPŁA

PRZEWODY WODY CIEPŁEJ PUNKT CZERPALNY

PRZEWODY WODY ZIMNEJ

• W niektórych opracowaniach występuje także pojęcie

instalacji grupowych obejmujących punkty poboru wody zlokalizowane w obrębie pomieszczenia i zaopatrywane z jednego podgrzewacza wody pitnej, np. w mieszkaniu, czy

Decentralne instalacje c.w.u.

jednego podgrzewacza wody pitnej, np. w mieszkaniu, czy budynku jednorodzinnym.

• Instalacje centralne – przygotowanie ciepłej wody odbywa się w jednym źródle dla relatywnie dużej grupy odbiorców.

Występuje sieć przewodów rozprowadzających zarówno wody zimnej, jak i wody ciepłej oraz cyrkulacji. Ciepła woda w tym

Centralne instalacje c.w.u.

zimnej, jak i wody ciepłej oraz cyrkulacji. Ciepła woda w tym systemie może być przygotowana w układzie bezpośrednim lub pośrednim. Ciepło, w układzie pośrednim, może być dostarczone z kotłowni lub węzła cieplnego.

CHARAKTERYSTYCZNE ELEMENTY INSTALACJI:

• Przewody - magistralne, rozdzielcze, piony - wody zimnej, ciepłej i cyrkulacji

• Elementy regulacyjne.

Centralne instalacje c.w.u.

Przykład instalacji centralnej z kotłem i podgrzewaczem pojemnościowym

Centralne instalacje c.w.u.

Przykład instalacji centralnej z węzłem cieplnym i podgrzewaczem przepływowym

Układy przygotowania cwu

• Układy przepływowe (bezzasobnikowe)

• Układy z zasobnikami cwu (akumulacyjne)

Układy bez zasobników są to układy pracujące w

dynamicznych warunkach, tzn. nie ma w układzie

elementów wpływających na złagodzenie szczytów

poboru cwu. Konieczny jest dobór wymienników

ciepła oraz całego układu zasilania w ciepło na

maksymalne wielkości przewidywanego rozbioru

cwu.

Układ bez zasobnika c.w.u.

• Układ przepływowy – podgrzewana jest tylko taka ilość wody, jaka jest aktualnie zużywana.

• Ze względu na rodzaj energii wyróżnia się zasadniczo:

- podgrzewacze elektryczne, - podgrzewacze gazowe,

- wymienniki ciepła (rurowe, płytowe).

• Podgrzewacze elektryczne

- Jednopunktowe – moc grzewcza – od 3 do 12 kW, modele

o mocy powyżej 6 kW wymagają podłączenia do sieci trójfazowej.

- Wielopunktowe – moc grzewcza – od 12 do 27 kW; wszystkie

Układ bez zasobnika c.w.u.

- Wielopunktowe – moc grzewcza – od 12 do 27 kW; wszystkie wymagają podłączenia do sieci trójfazowej.

Chociaż energia elektryczna uchodzi za najdroższą, elektryczne podgrzewacze wody nie tracą na popularności.

DLACZEGO ?

• Nie są do nich potrzebne specjalne instalacje, ani kominy - po prostu

Układ bez zasobnika c.w.u.

• Nie są do nich potrzebne specjalne instalacje, ani kominy - po prostu montuje się je tam, gdzie potrzebna jest ciepła woda.

• Niska cena.

• Podgrzewacze gazowe występują w wersjach:

- jedno- (termy) lub wielopunktowych.

- z zamkniętą lub otwartą komorą spalania (wymagana odpowiednia wentylacja pomieszczenia).

Układ bez zasobnika c.w.u.

wentylacja pomieszczenia).

• Przygotowanie ciepłej wody odbywa się w nich analogicznie do urządzeń elektrycznych. Jednak podgrzewacze gazowe

wymagają:

- odprowadzenia spalin,

najczęściej w postaci komina, - doprowadzenia powietrza

do spalania oraz dobrej wentylacji.

• Odkręcamy kurek ciepłej wody

• Przepływająca woda uruchamia

Układ bez zasobnika c.w.u.

• Przepływająca woda uruchamia stycznik lub armaturę gazową

• Następuje przepływ prądu lub zapłon palnika

• Woda zostaje podgrzana

do ustalonych parametrów

Układy z zasobnikami cwu

• Istotne parametry w obliczaniu układów z zasobnikami

– Współczynnik akumulacji

– Współczynnik nierównomierności rozbioru wody

– Współczynnik redukcji

Współczynnik akumulacji φ

φ = 0 oznacza brak akumulacji w układzie

φ = 0 oznacza brak akumulacji w układzie

φ = 1 oznacza pełną akumulację w układzie

Współczynnik nierównomierności rozbioru wody K _h

• Charakteryzuje wielkość zmian w rozbiorze cwu w danym obiekcie

• Dla budynków mieszkalnych zależy od

• Dla budynków mieszkalnych zależy od

liczby mieszkańców – znane są zależności

Współczynnik redukcji

określa wpływ zasobników na pracę układu przygotowania c.w.u. Pozwala określić

przygotowania c.w.u. Pozwala określić

zmniejszenie maksymalnej mocy potrzebnej

do przygotowania c.w.u. ze względu na

akumulację ciepła w układzie.

Współczynnik redukcji

1 )

1 (

1

++++

⋅⋅⋅⋅

−−−− ϕ

ψ

K h Zależy od:

• Wielkości współczynnika akumulacji φ

• Nierównomierności rozbioru K _h

• Układ zasobnikowy – ciepła woda jest magazynowana, wyrównuje

nierównomierność poboru ciepłej wody.

Układ z zasobnikiem c.w.u.

nierównomierność poboru ciepłej wody.

Dzięki zastosowaniu zasobnika możliwe

jest zmniejszenie mocy źródła ciepła.

• Mniejsza moc urządzenia w porównaniu do podgrzewaczy przepływowych

• Podgrzewacze utrzymują stałą zadaną temperaturę wody w zasobniku.

Układ z zasobnikiem c.w.u.

temperaturę wody w zasobniku.

• Elektryczne - występują jako urządzenia ciśnieniowe i bezciśnieniowe oraz z montażem dolnych lub górnym

• Gazowe - występują z zamkniętą lub otwartą komora spalania

• Z wężownicą wodną wewnątrz zasobnika lub wymiennikiem na zewnątrz zasobnika

• Mniejsze zapotrzebowanie na gaz w porównaniu do podgrzewaczy przepływowych.

• Cyrkulacja zapewnia właściwą temperaturę u odbiorcy w czasie braku poboru c.w.u.

Dzięki temu, przy poprawnie rozwiązanej

Instalacja cyrkulacyjna c.w.u.

Dzięki temu, przy poprawnie rozwiązanej instalacji, możliwe jest zapewnienie w

każdym punkcie poboru wody o odpowiedniej temperaturze oraz zmniejsza się zużycie

wody.

Konieczność projektowania instalacji cyrkulacyjnej:

– w budynkach, z wyjątkiem jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej,

Instalacja cyrkulacyjna c.w.u.

zagrodowych i rekreacji indywidualnej, w instalacji ciepłej wody powinien być zapewniony stały obieg wody, także na

odcinkach przewodów o objętości wewnątrz

przewodu powyżej 3 dm

prowadzących do

punktów czerpalnych.

Instalacja cyrkulacyjna c.w.u.

Przykład instalacji cyrkulacyjnej dla instalacji z rozdziałem górnym i dolnym

Cyrkulacja w instalacji c.w.u.

Instalacja cyrkulacyjna c.w.u.

Energooszczędne instalacje powinny być wyposażone w układ

zaworów równoważących pracę układu i umożliwiających czasową dezynfekcję instalacji c.w.u.

Przykład zastosowania zaworu MTCV wersja B z automatyczną funkcją dezynfekcyjną w układzie cyrkulacji c.w.u.

Dezynfekcja w instalacji c.w.u.

• Instalacje ciepłej wody użytkowej mogą stać się miejscem rozwoju bakterii „Legionellen”. Wywołują one zapalenie płuc (często

kończące się śmiercią) lub w łagodnej formie dają objawy podobne do grypy.

do grypy.

• Bakterie te rozmnażają się w ciepłej wodzie. W szczególności, warunkami sprzyjającymi rozwojowi bakterii są zbiorniki wody o temperaturze zawierającej się w przedziale 32°C do 42°C.

• Jak wynika z badań, bakterie „Legionellen” giną w temperaturze wynoszącej około 65°C. Rozwiązaniem pozwalającym uniknąć ich rozmnażania się jest okresowe podwyższanie temperatury w

układzie oraz prawidłowa cyrkulacja w całej instalacji ciepłej wody użytkowej.

Dezynfekcja w instalacji c.w.u.

Dezynfekcja w instalacji c.w.u.

• Zgodnie z aktualnymi wymaganiami przedstawionymi w "Warunkach technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie"

niezbędne jest przeprowadzanie okresowej dezynfekcji termicznej całej instalacji ciepłej wody.

całej instalacji ciepłej wody.

• Wymagana temperatura procesu to nie mniej niż 70^oC.

Izolacja termiczna

Izolacja termiczna

W instalacjach ciepłej wody użytkowej izolację cieplną należy stosować:

• na całej powierzchni prostych odcinków, kształtek i połączeń przewodów,

• w miarę możliwości technicznych, na całej lub części

• w miarę możliwości technicznych, na całej lub części powierzchni urządzeń, służących do wymiany lub magazynowania ciepła,

• w miarę możliwości technicznych, na całej lub części powierzchni armatury zainstalowanej na wyżej wymienionych przewodach,

• na przewodach poziomych i pionowych, w tym cyrkulacyjnych,

niezależnie od tego, w jakim otoczeniu przewody te są

usytuowane.

Izolacja termiczna