Program kursu Ciepłownictwo 1 – Wykład – przewiduje omówienie i zapoznanie słuchaczy z następującymi zagadnieniami:
1. Wprowadzenie. Podstawowe pojęcia i definicje. Geneza budowy scentralizowanych systemów zaopatrzenia w ciepło. Charakterystyka gospodarki cieplno-energetycznej w Polsce i Europie.
2. Źródła ciepła. Ciepłownie, elektrociepłownie. Schematy technologiczne i cieplne.
3. Bilans zapotrzebowania na ciepło, uporządkowany wykres obciążeń cieplnych, dobór jednostek kotłowych. Praca kotłów a sprawność ciepłowni.
4. Kotły ciepłownicze (wodne) – rodzaje, konstrukcja, paleniska i palniki.
5. Układy zabezpieczeń i stabilizacji ciśnienia w ciepłowniach wodnych.
6. Układy zmieszania zimnego i gorącego. Pompy obiegowe.
7. Zasady regulacji dostawy ciepła w źródłach i u odbiorców.
8. Sieci ciepłownicze. Rodzaje. Technologie i techniki układania.
9. Obliczenia hydrauliczne wodnych sieci ciepłowniczych. Wykresy ciśnień piezometrycznych.
10. Sieci ciepłownicze preizolowane. Kompensacja wydłużeń termicznych.
11. Węzły ciepłownicze. Klasyfikacja. Schematy technologiczne.
12. Węzły jednofunkcyjne.
13. Węzły dwufunkcyjne.
14. Zasady eksploatacji sieci i węzłów ciepłowniczych.
15. Prawo energetyczne. Zasady rozliczeń za ciepło. Standardy obsługi.
Poza wiedzą prezentowaną przez wykładowcę założenia metodyczne kursu uwzględniają samodzielną pracę studentów, w oparciu o literaturę przedmiotu, w tym książki, podręczniki i prasę branżową. Uzupełnieniem są również pozostałe formy kursu (ćwiczenia audytoryjne i ćwiczenia projektowe).
Literatura podstawowa:
1. Kamler W., Ciepłownictwo, PWN, Warszawa 1980.
2. Mańkowski S., Projektowanie instalacji ciepłej wody użytkowej, Arkady, Warszawa 1981.
3. Krygier K., Sieci ciepłownicze, Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1995 i 2007.
4. Szkarowski A., Łatowski L., Ciepłownictwo, WNT, Warszawa 2006.
5. Żarski K., Węzły cieplne w miejskich systemach ciepłowniczych, OI Technika Instalacyjna w Budownictwie, Warszawa-Toruń 1997.
6. Praca zbiorowa, Poradnik ciepłownictwa. Eksploatacja, projektowanie, inwestycje, FRC Unia Ciepłownictwa, Warszawa 1994.
7. Mizielińska K., Olszak J., Gazowe i olejowe źródła ciepła małej mocy. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2005.
Literatura uzupełniająca:
1. Żarski K., Obiegi wodne i parowe w kotłowniach, OITIB, Warszawa 2000.
2. Nantka M.: Ogrzewnictwo i ciepłownictwo t.1 i 2. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2006.
3. czasopisma branżowe i normy.
4. poradniki i katalogi producentów sieci preizolowanych.
Ćwiczenia – Analiza hydrauliczna wodnych sieci ciepłowniczych. Stateczność hydrauliczna.
Zasady doboru elementów węzłów ciepłowniczych
Projekt - Projekt kotłowni lokalnej dla budynku mieszkalnego. Dobór jednostek kotłowych, podstawowych urządzeń i zabezpieczeń.
Zagadnienia egzaminacyjne:
Wprowadzenie. Podstawowe pojęcia i definicje. Geneza budowy scentralizowanych systemów zaopatrzenia w ciepło. Charakterystyka gospodarki cieplno-energetycznej w Polsce i Europie.
Definicje: Ciepłownictwo, System ciepłowniczy, Ogrzewnictwo, Ciepłownia, Elektrociepłownia, (źródło ciepła), Ciepłownia (elektrociepłownia) zawodowa, Ciepłownia (elektrociepłownia) przemysłowa, Ciepłownia (elektrociepłownia) komunalna, Sieć ciepłownicza, Węzeł ciepłowniczy
Elementy systemu ciepłowniczego i ich krótka charakterystyka Klasyfikacja źródeł ciepła, kryteria klasyfikacji
Klasyfikacja sieci ciepłowniczych, kryteria klasyfikacji
Geometria sieci ciepłowniczych (schemat sieci promieniowej, pierścieniowej, pajęczej, z połączeniem rezerwowym, kratownicowa), krótka charakterystyka Uwarunkowania rozwoju systemów ciepłowniczych w Polsce
Przesłanki środowiskowe, ekonomiczne, polityczne i społeczne rozwoju systemów ciepłowniczych
Charakterystyka gospodarki cieplno-energetycznej w Polsce Charakterystyka gospodarki na świecie
Źródła ciepła. Ciepłownie, elektrociepłownie. Schematy technologiczne i cieplne.
Ciepłownia, elektrownia, elektrociepłownia Schemat ideowy ciepłowni
Schemat technologiczny ciepłowni dla celów grzewczych
Schemat technologiczny ciepłowni dla celów grzewczych i technologicznych.
Podmieszanie zimne (obieg odbiorców). Podmieszanie gorące (obieg kotła) Schemat ideowy elektrowni kondensacyjnej, z turbiną przeciwprężną
Turbina parowa kondensacyjna, przeciwprężna, upustowa
Obieg Clausiusa-Rankina elektrowni kondensacyjnej. Sprawność teoretyczna, sprawność teoretyczna dla elektrociepłowni. Sposoby poprawy sprawności obiegu.
Wykres Sankeya. Wykres Sankeya dla elektrowni i elektrociepłowni (uproszczony)
Schemat ideowy elektrociepłowni z turbiną przeciwprężną, z turbiną upustową
Korzyści i uwarunkowania skojarzonego wytwarzania energii elektrycznej i ciepła (chłodu)
Bilans zapotrzebowania na ciepło, uporządkowany wykres obciążeń cieplnych, dobór jednostek kotłowych. Praca kotłów a sprawność ciepłowni.
Sposoby obliczania i szacowania potrzeb cieplnych odbiorców, metody dokładne, metody wskaźnikowe
Charakterystyka potrzeb cieplnych na cele centralnego ogrzewania, zależność od czasu, od temperatur zewnętrznych
Charakterystyka potrzeb cieplnych na cele ciepłej wody użytkowej, zależność od czasu, od temperatur zewnętrznych
Charakterystyka potrzeb cieplnych na cele wentylacji/klimatyzacji, zależność od czasu, od temperatur zewnętrznych
Charakterystyka potrzeb cieplnych na cele technologii, zależność od czasu, od temperatur zewnętrznych
Zasady tworzenia uporządkowanego wykresu obciążeń cieplnych, sposób uwzględnienia zmienności w czasie potrzeb c.w.u, technologii
Zastosowania uporządkowanego wykresu obciążeń cieplnych
Sprawność jednostek kotłowych, scenariusze eksploatacji układów kotłowych Sprawność sumaryczna kilku kotłów przy różnych ich obciążeniach
Kotły ciepłownicze – rodzaje, konstrukcja, paleniska i palniki Informacje zawarte w charakterystyce kotła (tabliczka znamionowa) Warunki poprawnego przebiegu procesu spalania
Straty ciepła w kotle (strata kominowa, paleniskowa, odmulania, do otoczenia)
Niepełne a niecałkowite spalanie
Charakterystyka powstawania tlenków azotu w palenisku
Kryteria klasyfikacji kotłów ciepłowniczych i przemysłowych, klasyfikacja kotłów
Elementy kotła ciepłowniczego / energetycznego Rodzaje paleniska
Zapotrzebowanie powietrza do procesu spalania
Spalanie węgla na ruszcie taśmowym wędrownym, przebieg procesu a zapotrzebowanie na powietrze
Konstrukcje rusztu i paleniska
Palenisko warstwowe z rusztem mechanicznym taśmowym Palenisko narzutowe z rusztem taśmowym
Paleniska pyłowe
Geometria ustawienia palników w paleniskach pyłowych Sposoby redukcji emisji tlenków azotu
Sposoby oczyszczania powierzchni wymiany ciepła (ekranów) z pyłu Paleniska fluidalne, istota działania, charakterystyka
Kocioł płomienicowy, płomieniówkowy, opłomkowy, wodnorurkowy Kierunki rozwoju i modernizacji kotłów ciepłowniczych
Układy zabezpieczeń i stabilizacji ciśnienia w ciepłowniach wodnych Zadania układu stabilizacji ciśnienia w ciepłowni
Pojęcie punktu obojętnego (punkt stałego ciśnienia)
Rozwiązania techniczne układu stabilizacji ciśnienia w ciepłowni, zalety i wady, schematy
Układy stabilizacji z poduszką gazową
Układy z pompami uzupełniająco-stabilizującymi
Wpływ układu stabilizacji na układ linii ciśnień w sieci ciepłowniczej (punkt obojętny)
Układy zmieszania zimnego i gorącego. Pompy obiegowe
Schematy połączeń hydraulicznych ciepłowni Wspólny układ pomp kotłowych
Odrębne pompy i indywidualny układ podmieszania gorącego Układ zmieszania zimnego
Układ zmieszania gorącego Pompy ciepłownicze
Zasady regulacji dostawy ciepła w źródłach i u odbiorców Regulacja ilościowa, jakościowa i mieszana w źródle ciepła
Wykres regulacji jakościowej (pogodowej)
Przyczyny ograniczenia temperatury zasilania „od góry” i „od dołu”
Skutki ograniczenia temperatury zasilania „od góry”
Skutki ograniczenia temperatury zasilania „od dołu”
Regulacja odbioru ciepła w węźle ciepłowniczym
Sieci ciepłownicze. Rodzaje. Technologie i techniki układania Klasyfikacja technik układania sieci ciepłowniczych
Sieci napowietrzne Sieci podziemne Sieci preizolowane
Technologie i techniki układania Kompensacja wydłużeń termicznych Rurociągi elastyczne
Obliczenia hydrauliczne wodnych sieci ciepłowniczych. Wykresy ciśnień piezometrycznych
Sposób obliczenia strumienia wody sieciowej
Czynniki wpływające na wielkość średnicy ciepłociągu Kryteria doboru średnic rurociągów ciepłowniczych Elementy składowe kosztu budowy ciepłociągu
Składowe kosztów eksploatacji, straty ciepła, energia zużywana na przetłaczanie czynnika
Stateczność hydrauliczna, przyczyny zmian warunków hydraulicznych w sieci ciepłowniczej
Kryterium stateczności hydraulicznej sieci ciepłowniczej Pojęcia przepustowości i oporności rurociągu
Opory liniowe, miejscowe, całkowite
Zasady konstruowania wykresu linii ciśnień
Warunki ustalenia zakresu ciśnień (min. max.) dla ciśnienia stabilizacji Warunki ustalenia zakresu ciśnień (min. max.) dla ciśnienia na zasilaniu Warunki ustalenia zakresu ciśnień (min. max.) dla ciśnienia na powrocie Różnice w ustalaniu ciśnień w przypadku węzłów ciepłowniczych typu bezpośredniego i pośredniego
Wykres linii ciśnień dla sieci ciepłowniczej w terenie płaskim
Wykres linii ciśnień dla sieci ciepłowniczej gdy źródło ciepła jest w najwyższym punkcie terenu
Wykres linii ciśnień dla sieci ciepłowniczej gdy źródło ciepła jest w najniższym punkcie terenu
Węzły ciepłownicze. Klasyfikacja. Schematy technologiczne.
Definicja węzła ciepłowniczego
Zadania realizowane przez węzeł ciepłowniczy
Kryteria klasyfikacji węzłów ciepłowniczych
Klasyfikacja ze względu na: sposób połączenia instalacji wewnętrznej i sieci ciepłowniczej, sposób obniżenia temperatury wody sieciowej, realizowane funkcje i ilość/rodzaj odbiorów ciepła, sposób przygotowania ciepłej wody użytkowej, sposób połączenia funkcji c.o. i c.w.u.
Schematy technologiczne węzłów ciepłowniczych Węzły jednofunkcyjne
Węzły dwufunkcyjne
Zasady eksploatacji sieci i węzłów ciepłowniczych
Prawo energetyczne. Zasady rozliczeń za ciepło. Standardy obsługi.
