INSTALACJE SANITARNE - iko.pwr.wroc.pl · INSTALACJE SANITARNE Dr. hab. inż.Ara SAYEGH W technice zestaw urządzeń wewnątrz budynku (pojazdu, statku lub innego obiektu), służących

INSTALACJE SANITARNE

Dr. hab. inż. Ara SAYEGH

W technice zestaw urządzeń wewnątrz budynku (pojazdu, statku lub innego obiektu), służących do

przesyłania mediów (takich jak prąd elektryczny, woda, gaz ziemny, paliwo, ścieki, czy inne

substancje).

• Na instalację składają się zwykle elementy liniowe odpowiednie do transportu danego

medium takie jak rury czy przewody elektryczne, oraz dodatkowe elementy służące do

monitorowania i sterowania przepływem medium (takie jak pompy, zawory, zawory

hydrauliczne, liczniki, bezpieczniki i….. inne).

• Czyli Instalacje pełnią podobną funkcję do sieci, lub układu limfatycznego u człowieka

Rodzaje instalacji

Instalacje Elektryczne

• Instalacja elektryczna , instalacja oświetlenia (zewętrznego i wewnętrznego), instalacja

telefoniczna …itd.

Instalacje Sanitarne

• Zespół instalacji budowlanych wewnątrz i na zewnątrz budynku, w zakresie takich mediów

jak: woda, powietrze i gaz. W skład instalacji sanitarnych wchodzą:

• instalacja grzewcza lub Ciepłownicza

• System centralnego ogrzewania (c.o.) i ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) z węzłami

indywidualnymi

• instalacja wentylacji (wentylacja mechaniczna, wentylacja grawitacyjna…., )

• instalacja wodna lub wodociągowa (wody zimnej, ciepłej, cyrkulacyjnej) Wodociąg – układ

połączonych przewodów, armatury i urządzeń, służący do zaopatrywania budynku w zimną i

ciepłą wodę, spełniający wymagania jakościowe (określone w przepisach) warunków, jakim

powinna odpowiadać woda do spożycia przez ludzi.

• instalacja gazowa. Instalację gazową zasilaną z sieci gazowej stanowi układ przewodów za

kurkiem głównym, prowadzonych na zewnątrz lub wewnątrz budynku, wraz z armaturą,

kształtkami i innym wyposażeniem, a także urządzeniami do pomiaru zużycia gazu,

urządzeniami gazowymi oraz przewodami spalinowymi lub powietrzno-spalinowymi, jeżeli są

one elementem wyposażenia urządzeń gazowych.

• instalacja chłodnicza (lub inaczej ziębnicza). Chłodnictwo jest działem techniki zajmującym się

odprowadzaniem ciepła ze środowiska chłodzonego w celu uzyskania i utrzymania temperatur

niższych od temperatury otoczenia.

• Instalacja Tryskaczowa. Tryskacz lub też główka tryskaczowa jest to element instalacji

tryskaczowej używany do rozprowadzenia wody znajdującej się w rurociągach instalacji po

powierzchni obiektu, w którym został zamontowany. Tryskacze są jednym z systemów

samoobrony budynku przed pożarem.

• Instalacja Hydrantowa. Hydrant – Urządzenie, które umożliwia bezpośredni pobór wody z

głównych przewodów sieci wodociągowej. Hydrant jest wyposażony w zawór i złącze do węża,

ma zastosowanie w celach gospodarczych oraz przeciwpożarowych

• Instalacja wentylacji pożarowej (oddymiania, nawiewu pożarowego)

• instalacja klimatyzacji

• instalacja kanalizacji (sanitarnej, deszczowej, technologicznej)

• instalacja wodociągowa przeciwpożarowa (tryskaczowa, hydrantowa)

• instalacja freonowa

• instalacja olejowa

• instalacja sprężonego powietrza

• instalacja spalinowa………

Główne zagadnienia instalacji sanitarnych

Aby rozmawiać na temat instalacji sanitarnych trzeba wpierw przedstawić i omówić

następujące zagadnienia

1- Niezbędne dane i informacje określające potrzeby……jakie??

grzewcze, wentylacyjne i klimatyzacyjne…. w budynku lub danym obiekcie budowlanym

2- Wpływ klimatu zewnętrznego na warunki kształtujące się w wewnątrz budynków oraz potrzebna ilość informacji dotyczących klimatu wewnętrznego.

3- Elementy klimatu zewnętrznego oraz wymagania cieplne i sanitarno-zdrowotne w zakresie warunków wewnętrznych z uwzględnieniem współczesnych poglądów odnośnie do ich ważności i definiowania.

4- Elementy mikroklimatu charakteryzujące środowisko termiczne

• Temperatura powietrza

• Temperatura promieniowania

• Ruch powietrza

• Wilgotność powietrza

Elementy klimatu zewnętrznego

1- Fizyczne elementy klimatu zewnętrznego i ich sezonowa zmienność

• Temperatura powietrza

• Wilgotność powietrza zewnętrznego

• Prędkości i kierunki wiatru

• Promieniowanie słoneczne

2- Zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego

3- Niektóre czynniki kształtujące klimat lokalny

Elementy klimatu wewnętrznego

1- Funkcjonowanie organizmu ludzkiego

• Bilans cieplny organizmu ludzkiego

• Zanieczyszczenie powietrza związane z działaniem ustroju ludzkiego

2- Komfort cieplny i jego określenia

Definicja Komfortu cieplnego - stan, w którym człowiek czuje, że jego organizm znajduje się w stanie zrównoważonego bilansu cieplnego, tzn. nie odczuwa ani uczucia ciepła, ani zimna. Lub : Stan zadowolenia człowieka ze środowiska, które go otacza

Czynniki wpływające na komfort cieplny

• Czynność wykonywana Izolacyjność cieplna ubrania

• Aktywność umysłowa Temperatura

3- Jakość powietrza wewnętrznego

4- Wymagania w zakresie kształtowania klimatu wewnętrznego

Współzależność między człowiekiem a środowiskiem w zakresie wymiany ciepła ujęta jest ilościowo w równaniu bilansu cieplnego człowieka:

S = M – W – R – C – E – Res

S= Akumulacja ciepła M= Metabolizm energetyczny

W= Praca zewnętrzna E= Straty ciepła Res= straty ciepła przy oddychaniu

C, R= wymiana ciepła na drodze konwekcji i promieniowania

Cel instalacji sanitarnych

Aby budynki i zlokalizowane w nich pomieszczenia spełniały stawiane im zadania, muszą

współdziałać z wyposażającymi je urządzeniami i instalacjami w kształtowaniu i utrzymywaniu

bezpiecznych, zdrowych oraz komfortowych (przynajmniej akceptowanych) warunków

wewnętrznych.

• Oznacza to że każdy obiekt budowlany jest skomplikowanym systemem złożonym w dużej

ilości elementów, z których każdy współdecyduje w kreacji zadowalających technicznie i

ekonomicznie efektów.

• Jednocześnie żaden z tych elementów nie może funkcjonować poprawnie bez pozostałych.

Świadomość tego faktu ma podstawowe znaczenie dla zaprojektowania, realizacji oraz

użytkowania obiektów budowlanych zgodnego z wymaganiami.

Elementy klimatu zewnętrznego

1- Fizyczne elementy klimatu zewnętrznego i ich sezonowa zmienność

1. Temperatura powietrza 2. Wilgotność powietrza zewnętrznego 3. Prędkości i kierunki wiatru 4. Promieniowanie słoneczne

• Do fizycznych elementów zalicza się temperatury i wilgotności powietrza, prędkości wiatrów natężenie promieniowania słonecznego i czasu bezpośredniej operacji słonecznej oraz temperatury gruntu i wód.

• Przy obliczaniu strat ciepła przyjmuje się średnie wartości temperatur powietrza (tz) odpowiadające obszarowi Polski podzielonemu na 5 stref klimatycznych.

• Temperatury obliczeniowe powietrza zewnętrznego, jakie należy przyjmować do obliczeń określa norma PN-EN 12831.

• W przypadku lokalizacji miejscowości na linii rozgraniczającej strefy, należy przyjmować strefę o temperaturze niższej.

• Zwrócić trzeba jeszcze uwagę, że w normie tej podano temperatury w nieogrzewanych przestrzeniach zamkniętych (piwnice, poddasze…itd.).

Podział obszaru Polski na strefy Klimatyczne – okresu zimnego

Podział obszaru Polski na strefy Klimatyczne – okresu letniego

Wartości obliczeniowe temperatury powietrza w wybranych pomieszczeniach ogrzewanych

Temperatura obliczeniowa powietrza w wybranych pomieszczeniach nieogrzewanych

1-Dobowe i roczne przebiegi temperatur powietrza zewnętrznego

2- Roczny Przebieg wilgotności względnej i ciśnienia pary wodnej w powietrzu zewnętrznym

3- Określanie pionowego rozkładu prędkości wiatru

4- Przekładowe dobowy rozkład sezonowy prędkości wiatru

5- Promieniowania słonecznego

Kryteria projektowe

• Zasady obciążenia (Chłodzenia / Ogrzewnictwo)

• obciążenie cieplne Jest ilością ciepła, które musi być dodawane lub usuwane z powierzchni do utrzymania odpowiedniej temperatury w przestrzeni.

• Celem estymacji (szacowania) obciążenia HVAC lub OWIK jest:

• Obliczanie obciążeń szczytowych projektowych (chłodzenie / ogrzewanie)

• Oszacowania pojemność lub wielkość sprzętu/urządzenie

• Zapewnienie informacji dla projektu, np. profil obciążenia HVAC-OWIK

• Stanowi podstawę do opracowania analizy energetycznej budynku .

• Obliczenie obciążenia grzewczego (jak i Chłodzenia) jest naszym głównym celem

• Ważne dla projektowania w chłodnym i ciepłym klimacie

• Wpływa na wydajność budynku i pierwsze koszty

• Wytworzenie w pomieszczeniu wewnętrznym komfortowych warunków życia i pracy, i na to wpływ mają przede wszystkim instalacje wyposażające budynki (zespół wszystkich parametrów kształtujących te warunki nosi nazwę klimatu wewnętrznego lub mikroklimatu lub mikro środowiska).

Przekładowa zmienność obciążenia w okresie grzewczym

Przekładowa Zmienność obciążeń cieplnych w komunalnym systemie ciepłowniczym z

uwzględnieniem produkcji energii chłodniczej

Ciepłownictwo – Ogrzewnictwo

CIEPŁOWNICTWO:

Dział energetyki zajmujący się PRZEMYSŁOYM wytwarzaniem ciepła oraz jego przesyłaniem na znaczne odległości do rozproszonych w terenie odbiorców w celu wykorzystania na potrzeby ogrzewania, wentylacji, klimatyzacji, przygotowania ciepłej wody użytkowej i na cele technologiczne.

OGRZEWNICTWO:

Zajmuje się natomiast – w odróżnieniu od ciepłownictwa – wykorzystaniem wytworzonego lub dostarczanego ciepła niezbędnego dla pokrycia straty ciepła do otoczenia i zapewnienia wymaganych warunków temperaturowych w pomieszczeniach.

• Ogrzewanie – To proces dostarczania energii termicznej do ciała, pomieszczenia, w celu podniesienia lub utrzymania jego temperatury.

• Ogrzewanie jest szeroko rozumianym pojęciem, związanym z zapewnieniem odpowiednich warunków temperaturowych, zależnie od charakteru pomieszczenia i z uwzględnieniem zmian potrzeb klimatycznych w różnych okresach (czasowych lub funkcjonalnych).

• ogrzewanie omawia w kontekście wszelkiego rodzaju pomieszczeń, budowli i budynków, gdyż takie jest najczęstsze stosowanie tego wyrażenia.

• Istnieje wiele metod dostarczania ciepła do pomieszczenia.

• Konkretne rozwiązania warunkują:

1. Rodzaj pomieszczenia (np. pokój dzienny, garaż, łazienka…),

2. Czas przebywania w nim ludzi (np. cała noc, chwilowo),

3. Możliwości techniczne (czyli dostępne źródła energii) i uwarunkowania finansowe.

Dostarczanie ciepła do pomieszczeń

1. Centralne ogrzewanie (CO)

2. Rodzaje grzejników

2.1 Grzejniki gazowe 2.2 Grzejniki konwekcyjne 2.3 Grzejniki radiatorowe 2.4 Promienniki energii cieplnej 2.5 Grzejniki nadmuchowe 2.6 Ogrzewanie podłogowe

Źródła energii cieplnej:

A) Tradycyjne (konwencjonalne) źródła energii cieplnej: To takie, w którym wytwarzane jest ciepło w wyniku spalania paliw stałych, ciekłych i gazowych,

B) Niekonwencjonalne (Alternatywne) źródła ciepła: to takie, w których nośnik ciepła podgrzewany jest za pomocą energii odnawialnej np. (promieniowania słonecznego, wiatru, wód termalnych, ciepła ziemi…) lub ciepła zawartego w ściekach, ciepła powstałego ze spalania np. spalanie biomasy, odpadów komunalnych….

• Ciepło z elektrociepłowni

• Ogrzewanie spalinowe

1. Piec opalany węglem – (mieszkaniowy) 2. Kocioł centralnego ogrzewania opalany węglem 3. Kocioł centralnego ogrzewania opalany gazem 4. Kominek

• Ogrzewanie elektryczne wskutek użycia energii elektrycznej.

Ograniczanie zużycia energii

Duża zmienność i niezależność na zapotrzebowanie na ciepło powodują, że optymalna produkcja, transport i zużycie ciepła wymaga wprowadzania układów regulacji na rożnych poziomach systemu ciepłowniczego:

1- Regulacja centralna

2- Regulacja lokalna – zawór (z głowicą termostatyczną)

• 1- w źródle ciepła (regulacja centralna), gdzie możliwa jest zarówno zmiana temperatury jak i natężenia przepływu wody sieciowej;

• 2 A)- na węzłach ciepłowniczych (regulacja węzłowa), które z jednej strony spełniają funkcję lokalnego źródła ciepła z regulacją temperatury, a jednocześnie dla centralnego źródła są odbiornikami wywołującymi zmiany przepływu;

• 2 B)- przy odbiornikach (regulacja miejscowa), gdzie w zasadzie występuje tylko sterowanie przepływem poprzez zawory regulacyjne przy grzejnikach.

Regulatory węzłowe są według

• Regulacji nadążnej wg temperatury zasilania odbiorników (Tzo), • Regulacji nadążnej wg temperatury powrotu z odbiorników (Tpo), • Regulacji nadążnej wg średniej temperatury zasilania i powrotu (Tsr), • Stałowartościowej stabilizacji średniej temperatury wybranych pomieszczeń (Twew).

Cel instalacji centralnego ogrzewania

• Instalacja centralnego ogrzewania

Ma za zadanie dostarczyć do budynku taką ilość ciepła, która pokryje straty przez przegrody zewnętrzne oraz w wyniku wentylacji.

• W domach najczęściej stosujemy wodny system grzewczy. Ciepło wytworzone w kotle na gaz lub paliwa stałe, kominku z płaszczem wodnym.

Istnieje kilka kryteriów podziału instalacji centralnego ogrzewania:

• ze względu na rodzaj nośnika energii wyróżnia się instalacje: • wodne niskotemperaturowe, • wodne wysokotemperaturowe, • parowe, • powietrzne, • z cieczą niezamarzającą,

• ze względu na rodzaj obiegu wody wyróżnia się instalacje: • pompowe, • grawitacyjne,

• ze względu na sposób połączenia instalacji z atmosferą wyróżnia się instalacje: • zamknięte, • otwarte,

• ze względu na położenie przewodów głównych wyróżnia się instalacje: • z rozdziałem dolnym, • z rozdziałem górnym,

• ze względu na materiał z którego wykonane są przewody wyróżnia się instalacje: • stalowe, • miedziane,

• z tworzyw sztucznych, • ze względu na sposób połączenia odbiorników ciepła wyróżnia się instalacje:

• dwururowe, • jednorurowe, • pętlicowe mieszkaniowe, • rozdzielaczowe mikroprzewodowe,

• ze względu na pojemność wodną instalacji wyróżnia się instalacje: • o małej pojemności, • o dużej pojemności.

Projektowanie instalacji centralnego ogrzewania (CO) 1. Obliczanie oporu cieplnego przegród budowlanych 2. Obliczanie współczynnika przenikania ciepła 3. Obliczanie zapotrzebowania na ciepło w budynku 4. Obliczanie średnic przewodów grzewczych i ciśnienie dyspozycyjnego 5. Obliczanie strat ciepła w przewodach (dobór izolacji) 6. Obliczanie i dobór grzejników 7. Zasady projektowania ogrzewania podłogowego 8. Ogólne zasady doboru kotłów 9. Dobór pompy w instalacji CO 10. Dobór wysokości i przekroju komina 11. Dobór naczynia wzbiorczego 12. projektowanie kolektorów słonecznych…..

ZAPOTRZEBOWANIA NA CIEPŁO - BILANS CIEPLNY

Bilans cieplny: Łącznego zapotrzebowania ciepła dla aglomeracji miejskiej obejmuje:

• ciepło na cele centralnego ogrzewania budynków (o różnym przeznaczeniu), Qco

• ciepło na przygotowanie ciepłej wody użytkowej (dla budynków o różnych funkcjach), Qcwu

• ciepło na potrzeby wentylacji i klimatyzacji (tylko dla budynków użyteczności publicznej i przemysłowych), Qw.

Rodzaje instalacji centralnego ogrzewania (CO)

• Podział instalacji centralnego ogrzewania

• Instalacje wodne grawitacyjne

• Instalacje wodne pompowe

• Instalacje pary niskoprężnej

• Ogrzewania powietrzne

• Ogrzewania elektryczne

Zadaniem instalacji centralnego ogrzewania jest:

• Utrzymanie w pomieszczeniu wymaganej temperatury.

• Komfort cieplny w pomieszczeniu można zdefiniować następująco:

- średnia temperatura pomieszczeniu 20 [°C],

- przy nieruchomym powietrzu (prędkość powietrza poniżej 0,15 [m/s] )

- przy normalnej wilgotności względnej około [50%],

Instalacja centralnego ogrzewania zbudowana jest z następujących elementów :

• kotła lub innego źródła ciepła (wymiennik ciepła) można najogólniej kotła podzielić na stalowe i żeliwne.

• grzejniki oraz armatury połączonych między sobą przewodami.

• Przewody instalacji centralnego ogrzewania, mogą być wykonywane z rur stalowych, miedzianych lub tworzywowych.

• Czynnikiem, który przenosi ciepło z kotła do odbiorników (grzejników) jest najczęściej woda o maksymalnej temperaturze 95 [°C].

Ciepło może być wytwarzane w:

• - Indywidualnych źródłach ciepła (wytwarzana moc cieplna nie przekracza 50 [kW]),

• - Scentralizowanych źródłach ciepła (wytwarzana moc cieplna przekracza 50 [kW]).

• - Scentralizowane źródła ciepła dzielimy na:

• - kotłownie wbudowane,

• - kotłownie lokalne,

• - ciepłownie,

• - elektrociepłownie.

Dla odbiorców :

komunalnych (budynki mieszkalne, obiekty użyteczności publicznej) nośnikiem ciepła jest woda o maksymalnej temperaturze: do 115 [°C] przy niskich parametrach oraz od 115 [°C] do 150 [oC] przy wysokich parametrach.

• przemysłowych, często nośnikiem ciepła jest para wodna: - niskoprężna (do 70 [kPa]) lub

- wysokoprężna (powyżej 70 [kPa]).

• W sieciach wysokoprężnych stosuje się parę nasyconą lub przegrzaną.

• ze względu na sposób wymuszenia krążenia czynnika grzewczego: - ogrzewanie grawitacyjne, - ogrzewanie pompowe. ze względu na sposób rozprowadzenia przewodów: - instalacje z rozdziałem górnym, - z rozdziałem dolnym (w układzie tradycyjnym, poziomym lub rozdzielaczowym).

• - też na instalacje dwururowe i jednorurowe - ze względu na sposób zabezpieczenia instalacji: - instalacje z naczyniem wzbiorczym typu otwartego, - z przeponowym naczyniem wzbiorczym.

Centralne ogrzewanie grawitacyjne

• Ogrzewanie grawitacyjne jest metodą wymuszania przepływu wody w instalacji.

• Nie potrzeba do tego energii elektrycznej.

• Ogrzewanie grawitacyjne wykorzystuje się najczęściej w małych instalacjach z kotłem opalanym paliwem stałym, np. węglem, drzewem.

Centralne ogrzewanie pompowe

• Ogrzewanie pompowe jest to ogrzewanie, w którym obieg wody wymusza pompa, która wytwarza różnicę ciśnienia potrzebną do pokonania oporów hydraulicznych instalacji.

• Obecnie wodne ogrzewania pompowe są najbardziej rozpowszechnionym systemem ogrzewania zarówno w budownictwie mieszkaniowym, przemysłowym, jak i użyteczności publicznej.

Łączenie grzejników : Jednorurowe – dwururowe

• W skład zestawu służącego do podłączenia grzejnika do instalacji pracującej w systemie jednorurowym wchodzą takie same elementy jak w wersji dwururowej z tą różnicą, że rozdzielacz wykonany jest w sposób umożliwiający podział strumienia masy czynnika grzewczego, zasilającego grzejnik na dwa mniejsze strumienie.

Ogrzewanie podłogowe:

• Główna cecha ogrzewania podłogowego jest sposób emisji ciepła – jest ono dostarczane całą powierzchnią podłogi poprzez promieniowanie,

• zapobiega to powstawaniu nie wykorzystanych gorących warstw powietrza w górnej części pomieszczenia.

• W nowych budynkach coraz częściej jest stosowane na całej powierzchni użytkowej co pozwala zaoszczędzić sporo energii.

W ogrzewaniu podłogowym konieczne jest zastosowanie mieszacza do obniżenia temperatury lub częściej stosowane niskotemperaturowego źródła ciepła, takie jak kolektor słoneczny, pompa ciepła itd.

Instalacje parowe można dzielić dalej na:

• Instalacje parowe można dzielić na:

- instalacje z rozdziałem dolnym i górnym,

• ze względu na sposób spływu skroplin (kondensatu) na:

• - instalacje z grawitacyjnym spływem skroplin z przewodami kondensatu (zalanymi, niezalanymi)

• - instalacje z przepompowaniem skroplin z przewodami kondensatu (zalanymi, niezalanymi)

Ogrzewanie grawitacyjne to (Zalety i wady):

• - pewność działania (nie potrzebna jest energia z zewnątrz np. do napędu pompy),

• - niskie ciśnienie wody wynikające tylko z ciśnienia hydrostatycznego.

• Ogrzewanie grawitacyjne posiada następujące wady:

- duża bezwładność (brak możliwości regulacji), - duże średnice przewodów w porównaniu z

ogrzewaniem pompowym, - duża pojemność wodna instalacji, - kłopoty z prowadzeniem przewodów.

Sieć ciepłownicza:

- Zespół przewodów, armatury, urządzeń i budowli przeznaczonych do przesyła ciepła od źródła do rozproszonych w terenie odbiorców. - Wodna sieć ciepłownicza składa się z rurociągów zasilających, doprowadzających ciepło do odbiorców oraz rurociągów powrotnych, odprowadzających schłodzoną wodę do źródła ciepła. - Rurociągi zasilające i powrotne mają tę samą średnicę. - Zewnętrzny wymiar rurociągów może być różny ze względu na możliwość stosowania grubszej izolacji na przewodach zasilających (wyższa temperatura czynnika grzejnego) - Charakterystyka ta dotyczy sieci dwuprzewodowej, która jest najczęściej stosowana do zaopatrzenia w ciepło obszarów o zawartej zabudowie mieszkalno-usługowej.

- W sieci ciepłowniczej funkcjonują również parowe sieci ciepłownicze, gdzie w rurociągu zasilającym przepływa para, zaś rurociągiem powrotnym przesyłany jest skroplony kondensat.

Węzeł ciepłowniczy:

- Zespół przewodów, armatury i urządzeń służących do przyłączenia wewnętrznych instalacji cieplnych do zewnętrznej sieci ciepłowniczej. - Zadania węzła ciepłowniczego to:

• 1- przekazywanie ciepła z sieci zewnętrznej do instalacji u odbiorcy, • 2- zapewnienie krążenia czynnika grzejnego w instalacji wewnętrznej • 3- kontrola i ewentualna zmiana parametrów czynnika • 4- dodatkowo:

• powinien umożliwiać pomiar tych parametrów, • Pomiar strumienia czynnika grzejnego oraz • Pomiar ilości ciepła • Rejestracja wartości wybranych mierzonych wielkości • Zabezpieczenie instalacji przed niedopuszczalnym wzrostem ciśnienia i temperatury

Opory przepływu:

- Przepływ czynnika grzejnego pomiędzy źródłem ciepła, a grzejnikami wywołane jest tzw. Ciśnieniem grawitacyjnym wynikającym z różnicy gęstości wody o różnej temperaturze. - Zaletą tego typu ogrzewań jest uniezależnienie się od dostawy energii elektrycznej niezbędnej do napędu pomp obiegowych jak również tzw. samoregulacja instalacji (wzrost temperatury w

pomieszczeniu powoduje zmniejszenie schłodzenia czynnika grzejnego, a w efekcie ciśnienia grawitacyjnego, co

skutkuje ograniczeniem strumienia krążącego w obiegu czynnika grzejnego). • Problemem jest natomiast dużo trudniejsze wyregulowanie hydrauliczne instalacji,

uzależnienie warunków pracy od geometrii instalacji, możliwość problemów z rozruchem niektórych obiegów instalacji (warunek Tichelmana), dużo większe średnice przewodów.

• Od strony projektowej bardziej złożona jest również procedura obliczeń. • Obliczenia hydrauliczne instalacji CO polegają na zrównoważeniu ciśnienia grawitacyjnego

wywołującej przepływ oporami przepływu dla obiegów wszystkich grzejników.

• W przypadku obliczeń • A) instalacji pompowych obliczenia przeprowadzone mogą być w ten sposób, że najpierw określane są opory przepływu, a następnie w oparciu o tę wielkość dobierane jest urządzenie gwarantujące pokonanie (zrównoważenie) tych oporów, przy zachowaniu obliczeniowych przepływów.

• B) instalacji grawitacyjnych najpierw określone jest ciśnienie grawitacyjne, a następnie tak dobierane elementy instalacji (średnice przewodów), aby jej opory zrównoważyły to ciśnienie.

• Powoduje to jednak konieczność przeprowadzenia doboru średnic przewodów metodą kolejnych przybliżeń, gdyż najpierw dobierana jest średnica przewodów instalacji, następnie dla tak określonych średnic obliczane są opory przepływu i na koniec porównywane z wielkością ciśnienia czynnego dla danego obiegu.

• W przypadku braku zrównoważenia obiegu następuje korekta wcześniej założonych średnic przewodów.

• Obliczenia hydrauliczne instalacji CO pompowej polegają na określeniu oporów przepływu czynnika grzejnego pomiędzy źródłem ciepła, a grzejnikiem (każdym) i doborze odpowiednio dużej pompy obiegowej, tak aby jej wysokość podnoszenia równoważyła opory przepływu w instalacji przy obliczeniowym strumieniu czynnika grzejnego.

• Ze względu na to, że również i w tego typu instalacjach działa tzw. ciśnienie grawitacyjne Δpcz (następny wzór) będące skutkiem różnicy gęstości wody o różnych temperaturach może ono być uwzględniane w obliczeniach instalacji pompowej:

Δp pompy = Δpl + Δpm – 0,75 Δpcz gdzie:

• Δppompy – wysokość podnoszenia pompy obiegowej, kPa • Δpl – opory liniowe obiegu instalacji CO , kPa • Δpm – opory miejscowe obiegu instalacji CO , kPa • 0,75 – współczynnik uwzględniający zmienność wartości ciśnienia grawitacyjnego • wynikający z jakościowej regulacji wydajności cieplnej instalacji CO • Δpcz – ciśnienie czynne grawitacyjne określone , kPa

Ciśnienie czynne w ogrzewaniu grawitacyjnym określa się ze wzoru:

Δpcz = h . g . ( ρp – ρz) , [Pa]

gdzie: • h - różnica poziomów środka grzejnika i środka źródła ciepła, [m] • g - przyspieszenie ziemskie, [m/s

2]

• ρp - gęstość wody o temperaturze obliczeniowej powrotu do źródła ciepła, [kg/m3]

• ρz - gęstość wody o temperaturze na wyjściu ze źródła ciepła, [kg/m3]

• opory przepływu składają się:

• 1. opory liniowe:

Δpl = R . l [Pa] gdzie : • R – jednostkowy opór liniowym przyjmowany w oparciu o odpowiednie tabele lub nomogramy,

[Pa/m] określany jest w funkcji : d – średnicy przewodu, m – strumienia przepływu czynnika grzejnego, materiału z którego wykonane są przewody oraz temperatury czynnika grzejnego.

• l - długość odcinka obliczeniowego instalacji, [m]

• 2. opory miejscowe:

Δpm = Z = ζ . w 2 / 2 . g [Pa]

gdzie : • ζ – współczynnik oporów miejscowych • w– prędkość przepływu czynnika grzejnego, [m/s] • g - przyspieszenie ziemskie, [m/s

2]

Centralne ogrzewanie pompowe:

- Ogrzewanie pompowe jest to ogrzewanie, w którym obieg wody wymusza pompa, która wytwarza różnicę ciśnienia potrzebną do pokonania oporów hydraulicznych instalacji. - Obecnie wodne ogrzewania pompowe są najbardziej rozpowszechnionym systemem ogrzewania zarówno w budownictwie mieszkaniowym, przemysłowym, jak i użyteczności publicznej.

Ogrzewanie pompowe ma następujące zalety: - Dużo większy zakres zastosowania, - Uniezależniony od wysokości i długości ogrzewanego obiektu, - Możliwość podziału zładu na strefy, - Wysoka sprawność źródła ciepła i armatury (większe opory), dużo mniejsza bezwładność instalacji, skuteczniejsza regulacja centralna i miejscowa, możliwość umieszczania grzejników poniżej źródła ciepła.

- Możliwość stosowania mniejszych średnic przewodów (mniejsze transportowe straty ciepła) i większa swoboda w prowadzeniu przewodów (załamania, blokady lub zasyfonowania w pionie),

Natomiast wadami tego systemu jest mniejsza niezawodność (awaria pompy, okresowy zanik napięcia) i większe koszty eksploatacyjne (energia elektryczna do zasilania pompy).

Ogrzewanie podłogowe:

- Główna cecha ogrzewania podłogowego jest sposób emisji ciepła – jest ono dostarczane całą powierzchnią podłogi poprzez promieniowanie, - Zapobiega to powstawaniu nie wykorzystanych gorących warstw powietrza w górnej części pomieszczenia.

• W nowych budynkach coraz częściej jest stosowane na całej powierzchni użytkowej co pozwala zaoszczędzić sporo energii.

• W ogrzewaniu podłogowym konieczne jest zastosowanie mieszacza do obniżenia temperatury lub częściej stosowane niskotemperaturowego źródła ciepła, takie jak kolektor słoneczny, pompa ciepła ….itd.

• Zaletą takiego ogrzewania jest równomierny rozkład temperatur w pomieszczeniu uzyskując wysoki komfort cieplny przy niższych temperaturach,

• zaś wadą są ograniczone możliwości wykonania podłogi i jej pokrycia (podłogi na legarach , stosowanie termoizolacyjnych materiałów wykończeniowych).

Nośniki Ciepła : Wymagania stawiane nośnikom ciepła

Duża pojemność cieplna

Mała lepkość i duża gęstość

Medium obojętnie chemiczne i nietoksyczne

Odczyn zasadowy o PH≥ 9

Ograniczenie wytracania osadów

Tolerancja zmiany temperatury w dość szerokich granicach

Możliwość przesyłania wysokich temperatur przy niskich ciśnieniach

Możliwie tani i dostępny szeroko w przyrodzie

Schemat przesyłki ciepła w systemie ciepłowniczym: Wymiana ciepła odbywa się w

węzłach ciepłowniczych

Sschemat systemu ciepłowniczego miasta

1 – wymiennika ciepła na potrzeby centralnego ogrzewania, 2 – wymiennik ciepła na potrzeby ciepłej wody,

3 – instalacja centralnego ogrzewania, K – kocioł, POB – pompa obiegowa

Sieć ciepłownicza miasta: W sieci ciepłowniczej można wyodrębnić następujące odcinki:

• 1- sieć tranzytową – odcinek sieci ciepłowniczej o długości powyżej 500 [m], na którym nie występują żadne odbiory ciepła,

• 2 - sieć magistralną – odcinek sieci ciepłowniczej od źródła ciepła lub sieci tranzytowej do odgałęzień lub sieci osiedlowej,

• 3- odgałęzienie sieci ciepłowniczej – odcinek sieci ciepłowniczej przyłączony bezpośrednio do sieci magistralnej, którym przesyłane jest ciepło do sieci osiedlowej lub dużego odbiorcy ciepła (np. zakładu przemysłowego),

• 4 - osiedlową sieć ciepłowniczą – sieć ciepłownicza rozprowa-dzająca ciepło na danym obszarze,

• 5 - przyłącze ciepłownicze – odcinek sieci, którym doprowadzane jest ciepło do budynku (węzła ciepłowniczego).

Sieć ciepłowniczą możemy zaprojektować jako:

- Sieć promieniowa

- Sieć pajęcza

- Sieć pierścieniowa

Pompa obiegowa : Przepływ wody w sieci ciepłowniczej spowodowany jest działaniem pomp

obiegowych. - Maszyna robocza, która wywołuje przepływ cieczy (wody lub wodnych roztworów) w obiegach (pierwotnych lub wtórnych), instalacjach grzewczych lub chłodzących.

Aby wykreślić wykres rozkładu ciśnienia, należy:

• - określić wartość strat ciśnienia w poszczególnych odcinkach sieci,

• - określić wartość ciśnienia dyspozycyjnego dla każdego węzła ciepłowniczego P dys (na podstawie Projektu Technicznego węzła ciepłowniczego),

• - ustalić sposób podłączenia węzłów do sieci ciepłowniczej,

• - określić wartość strat ciśnienia w źródle ciepła pŻC,

• - określić wartość ciśnienia pomp obiegowych pOB (wartość ta powinna pokonać opory przepływu: źródła ciepła, sieci ciepłowniczej, węzła ciepłowniczego),

• - wybrać sposób stabilizacji ciśnienia w sieci.

Grzejniki

• Grzejniki, dawniej nazywane kaloryferami, służą do przekazywania pomieszczeniom ciepła

wytworzonego w kotłach grzewczych, przeniesionego przez czynnik grzejny za

pośrednictwem przewodów. Istnieją różne rodzaje grzejników:

Stabilizacji ciśnienia

• W dużych systemach ciepłowniczych, do stabilizacji ciśnienia stosowane są układy:

• - z oddzielnymi pompami uzupełniającymi i stabilizującymi,

• - z pompami stabilizująco-uzupełniającymi.

Naczynie wzbiorcze:

• W instalacji grzewczej dużym zagrożeniem jest nadmierny wzrost ciśnienia.

• Wiele urządzeń wchodzących w skład kotłowni lub węzła cieplnego zostało skonstruowanych specjalnie do ochrony przed tym zjawiskiem. Należy do nich przeponowe naczynie wzbiorcze, które rozwiązuje problemy związane z rozszerzalnością cieplną wody grzewczej.

Wymienniki Ciepła:

• Wymiennikiem ciepła nazywamy urządzenie, w którym następuje wymiana ciepła pomiędzy czynnikiem grzewczym o wyższej temperaturze, a czynnikiem ogrzewanym o niższej temperaturze.

• Wymiennik ciepła : Urządzenie służące do wymiany energii cieplnej pomiędzy dwoma jej nośnikami, tj. substancjami będącymi w stanie ciekłym lub gazowym.

• Wymienniki ciepła są stosowane w węzłach ciepłowniczych.

• Następuje w nich wymiana ciepła pomiędzy czynnikiem grzewczym z sieci ciepłowniczej, a wodą krążącą w instalacji centralnego ogrzewania lub instalacją ciepłej wody.

• Wymiennik współprądowy to taki, w którym czynnik grzewczy płynie w tym samym kierunku, co czynnik ogrzewany.

• Wymiennik przeciwprądowy to taki, w którym czynnik grzewczy przepływa przez wymiennik w kierunku przeciwnym do czynnika ogrzewanego

• Wymienniki współprądowe i przeciwprądowe są wymiennikami przepływowymi

Gruntowy wymiennik ciepła – lub Gruntowy Powietrzny Wymiennik Ciepła (GPWC)

urządzenie służące do wspomagania wentylacji budynków zwiększające ich komfort cieplny.

Zasady regulacji eksploatacyjnej:

• Głównym zadaniem regulacji każdego układu grzewczego jest utrzymywanie temperatury powietrza wewnętrznego w ogrzewanych pomieszczeniach w dopuszczalnym paśmie tolerancji , tak aby nie zaburzyć temperatury komfortu niezależnie od zmieniających się obciążeń zewnętrznych (klimatu zewnętrznego, a gównie temperatury) i wewnętrznych (np,. Zysków ciepła wewnętrznego).

REGULACJA DOSTARCZANIA CIEPŁA:

• REGULACJA CENTRALNA

• REGULACJA MIEJSCOWA

• REGULACJA ŁĄCZNA.

Elementy instalacji wodociągowych:

• Instalacja wodociągowa to układ przewodów z armaturą (uzbrojeniem) w budynku i na terenie nieruchomości, którego zadaniem jest dostarczenie wody dla odbiorcy zgodnie z zapotrzebowaniem o odpowiedniej jakości i określonym ciśnieniu.

Rozpatrując układy wewnętrznych instalacji wodociągowych w aspekcie wysokości podnoszenia wody i

dopuszczalnej wysokości ciśnienia w instalacjach wodociągowych możemy dokonać podziału na:

• instalacje jednostrefowe

• instalacje dwustrefowa

• instalacje wielostrefowe

GŁÓWNE ZASADY PROWADZENIA INSTALACJI WODOCIĄGOWYCH

• równolegle i prostopadle do ścian i stropów

• z jak najmniejszą ilością załamań

• po trasach najkrótszych

• przy wewnętrznych ścianach budynku

• przejścia rur przez przegrody należy wyposażyć w tuleje ochronne

Zasady wykonywania połączenia wodociągowego:

• Połączenie (przyłącze) wodociągowe jest to odcinek przewodu łączący źródło wody z

urządzeniami wodociągowymi nieruchomości. Składa się z:

• elementu łączącego sieć z instalacją, przewodu z uzbrojeniem oraz zestawu

wodomierzowego.

• Łączenie przewodu rozdzielczego miejskiej sieci wodociągowej z przewodem połączenia

wodociągowego (domowego) może być wykonane z zastosowaniem: trójnika lub opaski.

• Sprzęt, narzędzia i sposób zabezpieczenia w środki ochrony osobistej są typowe dla robót

instalacyjnych charakterystycz-nych w danej technologii wykonania prac.

Sieci i instalacje gazowe

Do jednych z powszechnie i chętnie stosowanych paliw należą gazy. Za ich wykorzystaniem przemawiają następujące argumenty:

- Są łatwe w transporcie i magazynowaniu, - Umożliwiają szybkie uruchamianie i zamykanie palników, - Pozwalają na dokładną regulację i automatyzację urządzeń, - Powodują niewielkie zanieczyszczenie środowiska,

Stosowanie gazu ma również swoje wady: niebezpieczeństwo wybuchu (zwłaszcza mieszanek gazowych) oraz wysoka cena, niebezpieczeństwo zatrucia ( ze względu na powstanie tlenku węgla w wyniku niezupełnego spalania)

Tłocznie gazu ziemnego:

Przetłocznie gazu na trasach gazociągów magistralnych są to tłocznie gazu służące do

podwyższania ciśnienia w gazociągach magistralnych.

gazociągi możemy podzielić na:

1) ciśnienia roboczego na:

• wysokiego ciśnienia (od 1,6 do 10 MPa);

• podwyższonego średniego ciśnienia (od 0,5 do 1,6 MPa);

• średniego ciśnienia (10 kPa do 0,5 MPa);

• niskiego ciśnienia (poniżej 10 kPa).

W budynkach może występować gaz tylko o ciśnieniu niskim, wynoszącym najwyżej 0,005 MPa, czyli 5 kPa .

2) stosowanych materiałów na:

a) gazociągi stalowe,

b) gazociągi z tworzyw sztucznych.

• Układ przewodów sieci gazowej może być: rozgałęziony, obwodowy, mieszany.

Stan gazu i jego parametry:

• Stan gazu określają jego parametry jak:

Objętość, temperatura , ciśnienie

• Objętość gazu zależy od ciśnienia i temperatury, dlatego też określając tę wielkość należy podać ciśnienie i temperaturę.

• Za jednostkę objętości przyjęto normalny metr sześcienny gazu [m3] [jest to ilość gazu zawarta w objętości 1 [m3] pod ciśnieniem absolutnym 101,3 [kPa] (760 mm słupka rtęci Hg) i w temperaturze 0 [oC].

W gazownictwie używa się przede wszystkim dwóch pojęć dotyczących ciśnienia : Zbiornikowe i nominalne.

• Ciśnienie zbiornikowe: jest to ciśnienie statystyczne panujące w zbiornikach – równe jest ono 1, 2-3 [kPa].

• Ciśnienie nominalne : dotyczy natomiast określonego miejsca w zewnętrznej lub też wewnętrznej instalacji gazowej.

• Dlaczego gaz płynny : jest paliwem o bardzo wysokich współczynnikach sprawności energetycznej w zestawieniu z innymi paliwami kopalnymi.

Gaz płynny

Dzięki wysokiej kaloryczności, dużej dostępności i wygodzie użytkowania jest idealnym paliwem do stosowania w gospodarstwach domowych i firmach.

Podział sieci gazowych ze względu na pełnione funkcje:

• Przesyłowe (gazociągi wysokiego ciśnienia - powyżej 1,6 [Mpa] );

• Zasilające (rozprowadzające) (średniego ciśnienia - powyżej 10 [kPa], ale mniej niż 0,5 [Mpa] lub średniego podwyższonego średniego ciśnienia - do 1,6 [Mpa]);

• Rozdzielcze (średniego lub niskiego ciśnienia - do 10 [kPa] D = 50-100 mm;

• Przyłącza gazowe

Podział sieci gazowych ze względu na strukturę

• Rozgałęzione;

• Pierścieniowe;

• Mieszane.

Stacje gazowe

• Stacja gazowa to zespół urządzeń w sieci gazowej,

• spełniający oddzielnie lub równocześnie funkcje redukcji, regulacji, pomiarów i rozdziału paliwa gazowego.

Doprowadzenia gazu do budynków

• Sieć gazowa stanowi jeden z elementów przewodowego systemu dostawy gazu odbiorcom miasta i osiedli.

• Konfiguracja sieci oraz jej parametry przepływu i ciśnienia gazu zależne są od kształtu miasta, rodzaju odbioru, lokalizacji źródła produkcji lub dostawy gazu, rodzaju gazu i wreszcie od przebiegu realizacji całego systemu dostawy.

• Topografia sieci gazowej pokrywa się zwykle z przebiegiem przebiegiem dróg lub ulic miasta i osiedli, a przewody gazowe zlokalizowane są najczęściej w chodnikach lub pasach zieleni na poboczu dróg.

Instalacja gazowa

Instalacją gazową nazywamy zespół przewodów i urządzeń położonych za kurkiem głównym, spełniającą określone wymagania szczelności.

Jej zadaniem jest doprowadzenie gazu do poszczególnych odbiorników. Instalacja może być prowadzona na zewnątrz lub wewnątrz budynku.

W jej skład, oprócz przewodów i przyłącza gazowego, wchodzą urządzenia do pomiaru zużycia gazu, armatura i przybory gazowe, a także przewody spalinowe połączone z kanałami spalinowymi.

Instalacja gazowa jest własnością właściciela budynku lub jego administratora, natomiast gazomierz należy do Zakładu Gazowniczego.

Gazomierz

• Gazomierz jest najdelikatniejszym elementem instalacji gazowej, z tego też względu należy chronić go przed uszkodzeniem mechanicznym i instalować w miejscach, gdzie ewentualne skutki uszkodzenia są ograniczone.

• Gazomierze można umieszczać:

• - w przedpokojach oraz kuchniach niemieszkalnych

• - w klatkach schodowych o odległości co najmniej 0,5 [m] od drzwi.

• - w szybach instalacyjnych i szafach gazomierzowych.

• W pomieszczeniach na kurek główny.

Urządzenia gazowe

Urządzenie gazowe (zwane także aparatem gazowym) służy do przekształcania energii chemicznej

zawartej w palnych składnikach gazu w ciepło wykorzystywane

do gotowania potraw, ogrzewania wody lub ogrzewania pomieszczeń.

Wielkość urządzenia gazowego określa się według norm przedmiotowych dla danego urządzenia lub

według kryteriów producenta. Najczęściej wielkość opisuje parametr charakterystyczny, np.: moc

nominalna, pojemność, liczba palników, itp.

Magazynowanie gazu

• Do magazynowania gazu wykorzystuje się też wyeksploatowane złoża gazowe lub specjalne

do tego celu przystosowane struktury geologiczne, zbiorniki takie mają bardzo duże

pojemności.

• Innym sposobem magazynowania jest wykorzystanie zmiany stanu skupienia gazu na ciecz.

• Zbiorniki wysokiego ciśnienia są to zbiorniki suche o niezmiennej objętości, natomiast o

zmiennym ciśnieniu

• Schematy zbiorników wysokiego ciśnienia:

są budowane jako zbiorniki:

A) kuliste, B) cylindryczne (poziome bądź pionowe)

Zasady wykonywania instalacji gazowych

Instalację gazową stanowi układ przewodów gazowych za kurkiem głównym, spełniający określone wymagania szczelności, prowadzony na zewnątrz lub wewnątrz budynku wraz z armaturą, kształtkami i innym wyposażeniem, a także urządzeniami do pomiaru zużycia gazu, urządzeniami gazowymi oraz przewodami spalinowymi lub powietrzno-spalinowymi, jeżeli są one elementem wyposażenia urządzeń gazowych.

Przewody instalacji gazowej w budynkach mieszkalnych jednorodzinnych, zagrodowych i rekreacji indywidualnej, a także w pozostałych budynkach, za gazomierzami lub odgałęzieniami prowadzącymi do odrębnych mieszkań lub lokali użytkowych

Wentylacja i klimatyzacja

Wentylacja i klimatyzacja powinny zapewniać odpowiednią jakość środowiska

wewnętrznego, w tym wielkość wymiany powietrza, jego czystość, temperaturę, wilgotność

względną, prędkość ruchu w pomieszczeniu.

Mikroklimat wnętrz

• W pomieszczeniach zamkniętych, w których powietrze ulega zanieczyszczeniu, niezbędny jest

stała lub okresowa wymiana powietrza, w zależności od stawianych wymagań.

• Urządzenia wywołujące tę wymianę - urządzenia wentylacyjne – służą również często do

utrzymania w określonych granicach wilgotności i temperatury pomieszczenia.

• Wentylacja jest to zatem zorganizowana wymiana powietrza wewnątrz pomieszczeń , mająca

na celu utrzymanie w strefie przebywania ludzi odpowiednych parametrów (temperatura,

prędkości przepływu powietrza, a w przypadku klimatyzacji jeszcze i wilgotności) oraz

czystości powietrza.

• Zwykle urządzenia wentylacyjne umożliwiają wymuszenie przepływu powietrza, jego filtrację

i utrzymanie pożądanej temperatury w okresie zimowym, natomiast latem nie zachowują

temperatury (czasem można kontrolować przyrost temperatury).

• Wymiana powietrza między pomieszczeniem wentylowanym a pomieszczeniem i atmosferą -

jest możliwa tylko wtedy, gdy istnieje między nimi różnica ciśnień.

• Różnica ciśnień powstaje wskutek różnic temperatur powietrza w obu ośrodkach, wskutek

działania wiatru lub też wskutek działania wentylatora.

Wymagania stawiane instalacjom wentylacyjnym i klimatyzacyjnymi:

Do zanieczyszczeń powietrza, które mogą występować w pomieszczeniu zaliczyć należy:

• – Pyły – cząstki ciał stałych o średnicy poniżej 100 μm, powstające w procesach kruszenia, mielenia, szlifowania.

• – Dymy – produkty niecałkowitego spalania, którego szczególną odmianą jest dym tytoniowy,

• – Wyziewy – zapachy powstające w węzłach sanitarnych, kuchniach, zakładach produkcyjnych,

• – Zanieczyszczenia gazowe – o ich obecności świadczy obecność dwutlenku węgla, tlenku węgla, czasami związków siarki i azotu.

• – Równie niebezpieczny, jak wymienione wyżej zanieczyszczenia, jest różnego rodzaju kurz, szczególnie o rozmiarze 0,3 μm, ponieważ powoduje pylicę i inne schorzenia organizmu.

Temperatura

- Temperatura w pomieszczeniu

powinna być w przybliżeniu stała, np. 22 [oC] przez cały rok. - Jednak w przypadku

pomieszczeń klimatyzowanych w lecie zaleca się aby temp w pomieszczeniu nie była niższa

niż ok. 7 [K] względem temp otoczenia budynku. Wynika to m.in. z wrażliwości człowieka na

nagłe przechłodzenie się, przy braku możliwości dodatkowego ubrania się podczas upałów.

Istnieje pewna współzależność: człowiek akceptuje wyższe temperatury powietrza, jeśli jest

ono bardziej suche - i odwrotnie. Wynika to z procesu chłodzenia organizmu poprzez

odparowywanie potu z powierzchni skóry, jest ono silniejsze w suchym powietrzu.

Wykres Molliera, lub wykres i-x

Wykres dla powietrza wilgotnego pozwala odczytać współzależności wielu istotnych

parametrów: temperatura, wilgotność względna, zawartość wilgoci, entalpia, gęstość

• Wykres Molliera dla powietrza wilgotnego w graficzny sposób umożliwia

przedstawienie relacji pomiędzy wielkościami fizycznymi opisującymi jego stan.

• Jest to podstawowe narzędzie wykorzystywane podczas projektowania układów

klimatyzacyjnych i wentylacyjnych oraz w chłodnictwie.

• Umiejętne korzystanie z niego znacznie ułatwia i przyspiesza dobór urządzeń

grzewczych i chłodniczych oraz umożliwia analizę pracy tych systemów w

dowolnych warunkach klimatycznych.

Podstawowe parametry powietrza wilgotnego, będącego mieszaniną powietrza

suchego oraz pary wodnej, przy znanym ciśnieniu atmosferycznym to:

• temperatura (t), [o C]

• zawartość wilgoci (x), [kg/kgsuchego]

• wilgotność względna (), % • entalpia (i), [kJ/kg] • ciśnienie cząstkowe pary wodnej (ppw),

• gęstość powietrza wilgotnego (), [kg/m3].

Podstawowe rodzaje wentylacji :

W zależności od sposobu wymiany powietrza rozróżnić można wentylację:

• – Naturalną, która może przybierać formy:

• – przewietrzania,

• – infiltracji,

• – wentylacji grawitacyjnej,

• – aeracji,

• - Sztuczną, czyli mechaniczną, niezależną od wpływów atmosferycznych, wśród której

rozróżnia się wentylację:

• – ogólną;

• – miejscową:

• – odciągi miejscowe,

• – nawiewy miejscowe,

• – zasłony powietrzne,

• – pożarową,

• – hybrydową.

• W zależności przemieszczania wyróżnia się wentylację:

• – nawiewną,

• – wywiewną,

• – nawiewno-wywiewną.

• Ze względu na wytwarzaną różnicę ciśnienia pomiędzy pomieszczeniem, a

powietrzem zewnętrznym, wyróżnić należy wentylację mechaniczną:

• – nadciśnieniową,

• – podciśnieniową.

• Wentylacja poprzez zastosowane rozwiązania technologiczne może zapewniać w

pomieszczeniu wentylację:

• – zwykłą, czyli zapewniającą wymaganą temperaturę w pomieszczeniach wentylowanych tylko zimą,

• – z chłodzeniem, czyli utrzymaniem wymaganej temperatury niezależnie od temperatury zewnętrznej,

• – z osuszaniem, która powoduje zmniejszenie wilgotności powietrza do zadanych wartości.

• Dobór parametrów powietrza zależy od następujących czynników:

• – charakteru pracy (ciężka, lekka),

• – rodzaju i przebiegu procesów technologicznych,

• – rodzaju i stanu konstrukcji budynku,

• – warunków klimatycznych.

Przewietrzanie – okresowe odświeżanie powietrza w pomieszczeniach polegające na otwarciu

okien lub innych otworów w przegrodach

Infiltracja – przenikanie powietrza przez porowate materiały budowlane, nieszczelności przegród

oraz szczeliny wokół okien i drzwi

Wentylacja grawitacyjna – pionowe przewody wywiewne do usuwania powietrza, przy

wykorzystaniu różnicy ciśnień

Aeracja – zorganizowana wymiana powietrza, które dopływa przez odpowiednie otwory

rozmieszczone w zewnętrznych przegrodach budowlanych, uzyskiwana dzięki różnicy ciśnienia

powietrza na zewnątrz i wewnątrz pomieszczenia. Intensywność aeracji zależy od temperatury i

szybkości ruchu powietrza (siły wiatru).

Wentylacja mechaniczna

• Występuje wówczas, gdy wymiana powietrza w pomieszczeniu jest wywołana pracą

urządzeń mechanicznych.

• Zastosowanie mechanicznego środka pobudzenia ruchu powietrza (wentylator lub rzadziej

ejektor) umożliwia wytworzenie odpowiednio dużej różnicy ciśnienia w sieci

rozprowadzającej powietrze, niezależnie od czynników meteorologicznych.

Sposoby przepływu powietrza w pomieszczeniu - z góry do dołu

- z góry do góry

- z dołu do góry

WENTYLACJA MECHANICZNA - ZALETY

możliwość kształtowania parametrów powietrza w pomieszczeniu

możliwość filtracji powietrza doprowadzanego do pomieszczenia

możliwość kształtowania prawidłowego rozdziału powietrza w pomieszczeniu

możliwość realizacji różnych procesów uzdatniania powietrza w tym odzysku energii z powietrza usuwanego

uniezależnienie intensywności wymiany powietrza od szczelności obudowy budynku, zabezpieczenie przed hałasem zewnętrznym

duża efektywność

WENTYLACJA MECHANICZNA - WADY

wysokie koszty inwestycyjne

konieczność systematycznej konserwacji

ryzyko stworzenia dyskomfortu akustycznego spowodowanego pracą wentylatora lub turbulencją i drganiami występującymi przy przepływie powietrza

RODZAJE WENTYLACJI MECHANICZNEJ

W zależności od kierunku ruchu powietrza w stosunku do wentylowanego pomieszczenia rozróżnia się wentylację mechaniczną:

Nawiewną - dostarczanie powietrza odbywa się w sposób mechaniczny a usuwanie w sposób naturalny,

Wywiewną - tu powietrze dostarczane jest w sposób naturalny a mechanicznie wspomagany jest wywiew,

Nawiewno - wywiewną - w tym przypadku dostarczanie i usuwanie powietrza odbywa się w pełni mechanicznie (nadciśnieniowa lub podciśnieniowa)

Wentylacja wywiewna

• Wentylacja wywiewna – wyciągowa polega na tym, że powietrze jest czerpane z pomieszczeń wentylowanych przez wentylator wytwarzający podciśnienie.

• W pomieszczeniach wentylowanych powstaje również podciśnienie i następuje napływ świeżego powietrza do tego pomieszczenia przez nieszczelności lub przez specjalnie wykonane otwory nawiewne. Powietrze zużyte usuwane jest na zewnątrz budynku.

Instalacja nawiewna

• Wentylacja nawiewna polega na dostarczeniu do pomieszczeń wentylowanych powietrza za pomocą wentylatorów promieniowych wytwarzających nadciśnienie powietrza. W wentylowanym pomieszczeniu panuje nadciśnienie, a nadmiar powietrza wypływa z niego przez nieszczelności lub specjalne otwory wentylacyjne

Wentylacja nawiewno-wywiewna

• Wentylacja nawiewno-wywiewna to rodzaj wentylacji mechanicznej łączący oba powyższe rodzaje. Jest droższy od każdego z nich z osobna, lecz ma wiele zalet.

• polega na tym, ze powietrze jest czerpane z pomieszczeń wentylowanych przez wentylator wytwarzający podciśnienie.

• W pomieszczeniach wentylowanych powstaje również podciśnienie i następuje napływ świeżego powietrza do tego pomieszczenia przez nieszczelności lub poprzez specjalnie wykonane otwory nawiewne.

Wentylacja miejscowa

• – urządzenia do chwytania zanieczyszczeń, typu ssawki, okapy, obudowy hermetyczne,

• – przewodu ssawnego i tłocznego,

• – urządzenia wymuszającego przepływ powietrza – wentylatora,

• – urządzenia do oczyszczania powietrza przed usunięciem do atmosfery – filtru

• – wyrzutni – urządzenia do odprowadzania powietrza do atmosfery

Wentylacja hybrydowa

• Wentylacja hybrydowa to system wentylowania pomieszczeń pracujący w zależności

od warunków zewnętrznych, jako wentylacja grawitacyjna lub mechaniczna.

• System wykorzystuje siły naturalne charakterystyczne dla wentylacji grawitacyjnej,

jednak, gdy podciśnienie uzyskane w sposób grawitacyjny jest zbyt małe, aby

skutecznie usuwać powietrze z pomieszczeń - układ sterujący automatycznie załącza

niskociśnieniową nasadę kominową.

Taki tryb pracy zapewnia odpowiednią jakość powietrza wewnętrznego, przy małym

zużyciu energii elektrycznej.

Elementy instalacji wentylacyjnych oraz central wentylacyjnych

W instalacji mechanicznej występują następujące elementy:

– elementy prowadzące powietrze:

– przewody wentylacyjne, kształtki;

– kończące układy wentylacyjne:

– czerpnie powietrza, wyrzutnie powietrza,

– kratki wentylacyjne: nawiewniki i wywiewniki;

– urządzenia do oczyszczania powietrza:

– komory kurzowe, filtry powietrza;

– urządzenia do podgrzewania lub chłodzenia powietrza:

– nagrzewnice, chłodnice;

– urządzenia regulacyjne:

– przepustnice, zasuwy, żaluzje;

– urządzenia pomocnicze:

– otwory rewizyjne i wzierniki,

– tłumiki akustyczne.

– wentylatory,

– silniki napędowe

Klimatyzacja

Cel stosowania klimatyzacji

• Proces wymiany powietrza w pomieszczeniu, mający na celu utrzymywanie zadanych warunków klimatycznych, czyli odpowiedniego zakresu temperatur i wilgotności powietrza, zapewniających dogodne warunki komfortu cieplnego do pracy i funkcjonowania człowieka lub optymalne warunki dla określonego procesu przemysłowego (np. w przemyśle elektronicznym).

• W języku potocznym mianem klimatyzacji określa się błędnie proces chłodzenia (np. samochód osobowy z klimatyzacją).

• Zadania klimatyzacji • Klimatyzacja jest udoskonaloną formą wentylacji mechanicznej. • Zadaniem, które powinno być zrealizowane dzięki zastosowaniu klimatyzacji jest utrzymanie

na wymaganym poziomie: temperatury, wilgotności, czystości powietrza, ruchu powietrza. • Klimatyzacja powinna zapewniać:

• temperaturę powietrza, • jego wilgotność względną, • czystość i prędkość ruchu powietrza w pomieszczeniu

• Należy przy tym zachować przepisy i wymagania PN dotyczące wentylacji, a także warunków bezpieczeństwa pożarowego i wymagań akustycznych

• Ze względu na przeznaczenie i wymagania stawiane powietrzu wewnątrz pomieszczenia, urządzenia klimatyzacyjne można podzielić na: urządzenia użyteczności publicznej i przemysłowe.

• W obliczaniu urządzeń klimatyzacyjnych należy brać pod uwagę wiele czynników, które są trudno do ujęcia, ponieważ większość z nich zmienia się w szerokich granicach w ciągu doby.

• Poza tym utrzymanie wymaganych parametrów powietrza wewnątrz pomieszczenia jest możliwe tylko pod warunkiem zastosowania automatycznej regulacji urządzenia klimatyzacyjnego.

Chłodnictwo :

• Chłodnictwo jest działem techniki zajmującym się odprowadzaniem ciepła ze środowiska chłodzonego w celu uzyskania i utrzymania temperatur niższych od temperatury otoczenia.

• Najważniejszym obszarem zastosowań chłodnictwa jest utrwalanie, przechowywanie i transport łatwo psujących się artykułów spożywczych.

• Przeciwieństwie do konserwowania przy pomocy wysokich temperatur technika chłodnicza pozwala zachować produkty w pierwotnym stanie świeżości, bez zmiany smaku, koloru, czy zawartości witamin.

Termodynamiczne funkcje klimatyzacji

Instalacje wentylacyjne i klimatyzacyjne pomieszczeń można rozróżnić przede wszystkim

wg parametrów powietrza doprowadzanego (zmiana temperatury i/lub wilgotności) na:

- Instalacje bez (zero) funkcji klimatyzacji. - Instalacje z jedną funkcją klimatyzacji. - Instalacje z dwoma funkcjami klimatyzacji. - Instalacje z trzema funkcjami klimatyzacji.

- Instalacje z czterema funkcjami klimatyzacji Termodynamiczne funkcje klimatyzacji są opisane za pomocą procesów :

- Ogrzewanie , - Chłodzenie , - Nawilżanie , - Osuszenie

Niezależnie od zmiennych warunków w pomieszczeniu, pory roku i warunków zewnętrznych, ze względu na spełniane zadania - klimatyzację dzielimy na:

– klimatyzację komfortową – klimatyzację przemysłową

- Zadaniem klimatyzacji komfortowej jest wytworzenie bądź utrzymanie stanu powietrza warunkującego dobre samopoczucie ludzi, przebywających w pomieszczeniu. - Zadaniem klimatyzacji przemysłowej jest zapewnienie wymaganych w procesie technologicznym warunków środowiskowych. • Dla pracy urządzeń klimatyzacyjnych niezbędne jest powietrze zewnętrzne. Jest ono

wprowadzane do instalacji w całości, lub mieszane z powietrzem usuwanym z

pomieszczenia (recyrkulacji powietrza).

• Recyrkulacja powietrza jest zabroniona, gdy powietrze w pomieszczeniu może zawierać

bakterie i wirusy chorobotwórcze, substancje o specyficznym zapachu, substancje

łatwopalne i wybuchowe.

Klimatyzacja centralna

• Centralę klimatyzacyjną stanowi zespół następujących urządzeń: • – przepustnice, • – nagrzewnica wstępna, • – nagrzewnica wtórna, • – komora mieszania, • – filtr powietrza, • – komora zraszania, • – wentylator nawiewny.

• W instalacjach klimatyzacyjnych – urządzeniem dodatkowo występującym, a nie

instalowanym w układach wentylacji mechanicznej – jest komora zraszania. • Jej zadaniem jest nawilżanie powietrza lub też nawilżanie i chłodzenie powietrza. • Komora zraszania zasilana może być wodą z instalacji wodociągowej lub wodą lodową z

urządzenia chłodniczego.

Elementami automatycznej regulacji

zapewniającej efektywną pracę klimatyzatora są: – układ regulacji temperatury powietrza, – układ regulacji wilgotności powietrza, – czasowy programator pracy klimatyzatora, – automatyczny układ intensywności grzania, chłodzenia, nawilżania oraz regulacji prędkości obrotowej wentylatora,

– układ alarmujący o konieczności wymiany lub oczyszczenia filtra, uzupełnienia wody w nawilżaczu, opróżnienia zbiornika skroplin – w przypadku przekroczenia dopuszczalnych wartości parametrów powietrza.

Komora klimatyzacyjna

• We wszystkich układach urządzeń klimatyzacyjnych (w wyjątkiem indywidualnych) podstawowym elementem jest komora klimatyzacyjna, w której odbywa się przegotowanie powietrza nawiewanego.

• Komory klimatyzacyjne są wyposażone we wszystkie urządzenia umożliwiające obróbkę powietrza zewnętrznego w taki sposób, aby powietrze nawiewane do pomieszczeń miało ściśle określoną temperaturę i wilgotność, niezależny od swoich początkowych parametrów.

• komora klimatyzacyjna, składa się z filtru, nagrzewnicy wstępnej, komory zraszania, odkraplacza i nagrzewnicy wtórnej . Komory mogą być konstruowane różnie w zależności od warunków ich pracy i sposobu przygotowania powietrza nawiewanego.