Ciepłownictwo

Książka dla osób zajmujących się projektowaniem, budową i eksploatacją sieci oraz centrali cieplnych, a także rozdziałem lub przesyłaniem ciepła, i nie tylko.

Autorzy: Szkarowski Aleksander, Łatowski Leszek
Wydawca: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne
Rok wydania: 2006
Stron: s. 360, rys. 120, tabl. 70
Format: B5
ISBN: 83-204-3143-3
Poprawnie zaprojektowany system ciepłowniczy zapewnia niezawodność zaopatrzenia w ciepło, obniżenie kosztów ponoszonych przez odbiorców i producentów ciepła, zmniejszenie zużycia paliwa, a także ograniczenie negatywnego wpływu na środowisko naturalne. Aby taki system zaprojektować, trzeba znać zasady obliczeń związanych z odpowiednim procesem cieplnym oraz mieć rozległą wiedzę na temat zarówno konstrukcji, funkcjonowania i metod regulacji układów ciepłowniczych, jak i optymalnego doboru urządzeń i materiałów. Wiedzę tę można zaczerpnąć z tej książki. Zawiera ona: - podstawowe wiadomości na temat przepływu ciepła, - szczegółowe zasady konstrukcji, obliczeń, działania i regulowania sieci cieplnych, - omówienie przepisów oraz norm polskich i europejskich obowiązujących we współczesnym projektowaniu, - zagadnienia dotyczące projektowania węzłów cieplnych, z uwzględnieniem najnowszych rozwiązań technicznych zapewniających energooszczędne, niezawodne i bezpieczne zaopatrzenie odbiorców w ciepło, - informacje o metodach opracowywania projektów sieci cieplnych optymalnych pod względem technicznym i ekonomicznym, - zasady oszczędzania energii w ciepłownictwie, ze szczególnym zwróceniem uwagi na analizę opłacalności stosowania źródeł energii pierwotnej. Zamieszczono w niej także liczne i bardzo interesujące przykłady obliczeniowe oraz tablice i nomogramy niezbędne do projektowania. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne i Autorzy polecają tę książkę szczególnie osobom zajmującym się projektowaniem, budową i eksploatacją sieci oraz centrali cieplnych, a także rozdziałem lub przesyłaniem ciepła. Powinni się nią zainteresować również specjaliści projektujący i eksploatujący systemy ciepłownicze. Będzie też przydatna dla studentów kierunku inżynieria środowiska jako podręcznik do przedmiotów: "sieci i centrale cieplne", "ekonomika gospodarki cieplnej" itp. Spis treści: Przedmowa Część I. Zasady projektowania sieci cieplnych 1. Uwagi ogólne i podstawowe pojęcia 1.1. Czynniki grzejne stosowane w systemach ciepłowniczych 1.2. Klasyfikacja sieci cieplnych 2. Układy sieci cieplnych 2.1. Podłączenie instalacji centralnego ogrzewania i wentylacji 2.1.1. Podłączenie instalacji centralnego ogrzewania do sieci wodnych 2.1.2. Podłączenie centralnego ogrzewania do sieci parowych 2.1.3. Podłączenie instalacji wentylacji 2.2. Sieci wodne z bezpośrednim poborem ciepłej wody 2.2.1. Sieci jednoprzewodowe 2.2.2. Sieci dwuprzewodowe 2.2.3. Sieci wieloprzewodowe 2.3. Sieci wodne z pośrednim poborem ciepłej wody 2.4. Porównawcza analiza układów wodnych sieci cieplnych 2.5. Sieci parowe 3. Bilans cieplny układów ciepłowniczych 3.1. Podstawy teoretyczne 3.1.1. Bilans cieplny budynku 3.1.2. Przewodzenie ciepła 3.1.3. Przejmowanie ciepła 3.1.4. Promieniowanie 3.1.5. Przenikanie ciepła 3.2. Sporządzanie bilansu cieplnego 3.2.1. Określenie zapotrzebowania na ciepło dla poszczególnych pomieszczeń i budynków 3.2.1.1. Określenie zapotrzebowania na ciepło dla poszczególnych budynków za pomocą programów komputerowych 3.2.1.2. Określenie sezonowego zapotrzebowania na ciepło budynków 3.2.2. Wyznaczanie bilansu cieplnego na podstawie jednostkowych charakterystyk budynków 3.2.2.1. Zapotrzebowanie ciepła na cele centralnego ogrzewania 3.2.2.2. Zapotrzebowanie ciepła do przygotowania ciepłej wody 3.2.2.3. Zapotrzebowanie ciepła na cele wentylacji Przykład 3.1 3.2.3. Ekonomiczne zasady wyznaczania bilansu cieplnego na etapie założeń techniczno-ekonomicznych 3.2.3.1. Zapotrzebowanie ciepła na cele centralnego ogrzewania 3.2.3.2. Zapotrzebowanie ciepła na cele wentylacji 3.2.3.3. Zapotrzebowanie ciepła do przygotowania ciepłej wody użytkowej Przykład 3.2 3.3. Zależność zapotrzebowania na ciepło od temperatury powietrza zewnętrznego 3.3.1. Centralne ogrzewanie 3.3.2. Wentylacja 3.3.3. Centralna ciepła woda Przykład 3.3 3.4. Roczne zapotrzebowanie na ciepło Przykład 3.4 3.5. Wykresy rocznego zapotrzebowania ciepła Przykład 3.5 4. Regulacja dostarczania ciepła 4.1. Regulacja centralnego ogrzewania 4.1.1. Ciągłe regulowanie 4.1.2. Regulowanie czasem pracy 4.2. Regulowanie wentylacji 4.2.1. Regulowanie czynnikiem grzejnym 4.2.2. Regulowanie ilością powietrza 4.3. Regulowanie obciążenia cieplnego ciepłej wody użytkowej 4.3.1. Regulowanie przy pośrednim poborze ciepłej wody 4.3.2. Regulowanie przy bezpośrednim poborze ciepłej wody 4.4. Wspólne regulowanie różnorodnego obciążenia cieplnego 4.4.1. Sposoby regulacji różnorodnego obciążenia 4.4.2. Zasady mieszanego regulowania 4.4.3. Regulowanie wspólnego zapotrzebowania ciepła według obciążenia c.o. 4.4.3.1. Równoległe podłączenie podgrzewaczy c.w. 4.4.3.2. Dwustopniowe szeregowo-równoległe podłączenie podgrzewaczy c.w. 4.4.3.3. Bezpośredni układ poboru ciepłej wody 4.4.4. Regulowanie wspólnego zapotrzebowania ciepła według sumarycznego obciążenia c.o. i c.w. 4.4.4.1. Dwustopniowe szeregowe podłączenie podgrzewaczy c.w. 4.4.4.2. Bezpośredni układ poboru ciepłej wody Przykład 4.1 5. Obliczenia hydrauliczne sieci cieplnych 5.1. Cele obliczeń hydraulicznych 5.2. Określanie obliczeniowych przepływów wody 5.3. Podstawy teoretyczne obliczeń hydraulicznych 5.4. Określanie średnic przewodów i strat ciśnienia 5.4.1. Metoda zadanych jednostkowych strat ciśnienia Przykład 5.1 5.5. Wykresy piezometryczne. Wymagania wobec ciśnień w przewodach sieci cieplnych 5.5.1. Podłączenie do istniejącej sieci 5.5.2. Projektowanie nowej sieci cieplnej 5.5.3. Wymagania dotyczące stanu ciśnień w przewodach sieci 5.5.4. Stan statyczny sieci cieplnej Przykład 5.2 6. Przewody sieci cieplnych 6.1. Rury 6.1.1. Wytrzymałość mechaniczna ścianek rur Przykład 6.1 6.1.2. Rodzaje rur i ich połączenia 6.2. Podpory przewodów 6.2.1. Określenie odległości między podporami ruchomymi 6.2.2. Obciążenie podpór ruchomych 6.2.3. Obciążenie podpór stałych (nieruchomych) 6.2.3.1. Siły tarcia 6.2.3.2. Siły tarcia w kompensatorach dławicowych 6.2.3.3. Siły odkształceń sprężystych 6.2.3.4. Siła ciśnienia wewnętrznego 7. Kompensacja wydłużeń termicznych 7.1. Uwagi ogólne Przykład 7.1 7.2. Typy kompensatorów 7.2.1. Kompensatory osiowe 7.2.2. Kompensatory radialne 7.2.3. Kompensacyjne metody układania przewodów sieci 7.3. Obliczanie kompensacji wydłużeń przewodów sieci 7.3.1. Metoda centrum sprężystego 7.3.1.1. Podstawy teoretyczne 7.3.1.2. Obliczanie Z-kształtowego odcinka samokompensacji 7.3.1.3. Obliczanie L-kształtowego odcinka samokompensacji 7.3.1.4. Obliczanie U-kształtowego kompensatora 7.3.2. Uniwersalne wzory obliczeniowe 8. Izolacja przewodów sieci cieplnych 8.1. Wiadomości ogólne 8.1.1. Warstwa ciepłoizolacyjna 8.1.2. Warstwa hydroizolacyjna 8.1.3. Warstwa osłonowa 8.2. Rodzaje izolacji cieplnej 8.2.1. Izolacja z masy plastycznej 8.2.2. Izolacja z mat 8.2.3. Kształtki izolacyjne 8.2.4. Izolacja zasypowa lub wylewana 8.2.5. Krótka analiza rozwoju technologii izolacji 8.2.6. Technologia rur preizolowanych 8.2.6.1. Rozwój technologii rur preizolowanych 8.2.6.2. Nowoczesne technologie rur preizolowanych 8.2.7. Izolacja złączy w technologii rur preizolowanych Część II. Zasady optymalnego projektowania węzłów cieplnych 1. Podstawy teoretyczne wymiany ciepła i masy w wymiennikach ciepła. 1.1. Podstawowe pojęcia 1.2. Bilans ciepła i masy w układach otwartych 1.2.1. Bezpośrednia wymiana ciepła 1.2.2. Pośrednia rekuperacyjna wymiana ciepła 1.2.3. Pośrednia regeneracyjna wymiana ciepła 1.3. Przekazywanie ciepła przez ściankę cylindryczną 1.3.1. Przewodzenie ciepła przez ściankę cylindryczną 1.3.2. Przejmowanie ciepła na powierzchni cylindrycznej 1.3.3. Przenikanie ciepła przez ściankę cylindryczną 2. Obliczenia cieplne i hydrauliczne wymienników 2.1. Rodzaje wymienników stosowanych w węzłach cieplnych 2.2. Wymiana ciepła w wymiennikach 2.2.1. Bilans cieplny wymiennika 2.2.2. Wymiana ciepła w wymiennikach przepływowych typu woda-woda 2.2.3. Wymiana ciepła w wymiennikach pojemnościowych typu woda-woda 2.2.4. Określenie właściwości fizycznych wody 2.3. Obliczenia wymienników 2.3.1. Rodzaje obliczeń wymienników ciepła 2.3.2. Przykładowe charakterystyki wymienników 2.3.2.1. Wymienniki pojemnościowe 2.3.2.2. Wymienniki płytowe 2.3.3. Obliczenia komputerowe 3. Podstawy budowy węzłów cieplnych 3.1. Klasyfikacja węzłów cieplnych 3.2. Węzły cieplne bezpośredniego podłączenia (BP) 3.2.1. Węzły BP bez transformacji parametrów 3.2.2. Węzły BP z transformacją parametrów 3.2.2.1. Węzły hydroelewatorowe (ejektorowe) 3.2.2.2. Węzły mieszania pompowego 3.3. Wymiennikowe węzły cieplne 3.3.1. Węzły jednofunkcyjne 3.3.1.1. Węzły jednofunkcyjne c.o. i ciepła technologicznego 3.3.1.2. Węzły jednofunkcyjne centralnej ciepłej wody 3.3.2. Węzły wielofunkcyjne 3.4. Połączone (mieszane) układy węzłów cieplnych 3.4.1. Układy z decentralnym przygotowaniem c.w.u. 3.4.1.1. Mieszkaniowe miniwęzły cieplne Logoterma firmy "Meibes" 3.4.1.2. Regulator PM 3.4.2. Węzły zasobnikowe 3.4.3. Kompletne systemy węzłów cieplnych 4. Dobór elementów węzłów cieplnych 4.1. Dobór urządzeń do ejekcji 4.2. Dobór pomp 4.2.1. Ogólne zasady doboru pomp 4.2.2. Dobór pomp mieszających w stacji zmieszania instalacji c.o. 4.3. Dobór wymienników ciepła 5. Nowoczesne rozwiązania węzłów cieplnych 5.1. Zasady prawidłowego projektowania węzłów cieplnych 5.1.1. Ogólna analiza wymogów zapewniających optymalne rozwiązania węzłów cieplnych 5.1.2. Przyczyny powodujące konieczność hydraulicznego oddzielenia obiegów centrali cieplnej i instalacji 5.2. Rozdzielacze hydrauliczne 5.2.1. Pionowe rozdzielacze hydrauliczne PRH 5.2.1.1. Zasady działania rozdzielaczy pionowych 5.2.1.2. Wymiarowanie rozdzielaczy 5.2.2. Rozpowszechnione konstrukcje PRH 5.2.2.1. PRH firmy "Schäfer" 5.2.2.2. PRH firmy "MAGRA" 5.2.2.3. PRH firmy "Hydrotherm" 5.2.2.4. PRH firmy "De Dietrich" 5.2.3. "Wartownik" 5.2.4. Zasady doboru pomp i projektowania układu węzłów wyposażonych w rozdzielacze hydrauliczne 5.2.5. Rozdzielacze ZORT-System 5.2.5.1. ZORT-Centrala 5.2.5.2. ZORT-Multi Część III. Ekonomiczne zagadnienia z ciepłownictwa 1. Ekonomiczne zasady obliczeń hydraulicznych przewodów sieci cieplnych 1.1. Podstawy metody najkorzystniejszych jednostkowych strat ciśnienia 1.1.1. Podstawy teoretyczne 1.1.2. Wzory obliczeniowe 1.2. Wskazana kolejność obliczeń hydraulicznych metodą najkorzystniejszych jednostkowych strat ciśnienia 1.2.1. Obliczenia wstępne 1.2.2. Określenie najkorzystniejszych jednostkowych strat ciśnienia 1.2.3. Określenie średnic przewodów i rzeczywistych liniowych strat ciśnienia 1.2.4. Wyznaczanie miejscowych strat ciśnienia 1.2.5. Określenie sumarycznych strat ciśnienia sieci cieplnej 1.2.6. Końcowy etap obliczeń Przykład 1.1 2. Ekonomiczne zasady obliczeń cieplnych przewodów sieci 2.1. Obliczenia cieplne rurociągu otoczonego powietrzem 2.2. Obliczenia pojedynczego rurociągu ułożonego bezpośrednio w gruncie 2.3. Obliczenia dwuprzewodowej podziemnej bezkanałowej sieci cieplnej 2.4. Obliczenia podziemnej kanałowej sieci cieplnej 2.5. Spadek temperatury i skroplenie kondensatu podczas transportowania nośnika ciepła 2.6. Wyznaczanie najkorzystniejszej grubości izolacji cieplnej Przykład 2.1 3. Oszczędzanie energii w wyniku regulowania czasu pracy instalacji centralnego ogrzewania 3.1. Ogólne wiadomości o programowym regulowaniu czasu pracy instalacji centralnego ogrzewania 3.2. Określenie jednostkowych strat ciepła budynku 3.3. Określenie stałej czasowej współczynnika akumulacyjności cieplnej budynku 3.4. Obliczenie regulowania czasu pracy instalacji c.o. 3.5. Określenie ilości zaoszczędzonej energii 3.6. Szczegóły programowego regulowania czasu pracy instalacji c.o. w budynkach o podwyższonej izolacyjności 4. Analiza opłacalności stosowania różnych rodzajów energii pierwotnej w budownictwie mieszkalnym i użyteczności publicznej 4.1. Uwagi ogólne 4.2. Sporządzenie bilansu opłacalności zużycia gazu do podgrzewania ciepłej wody 4.2.1. Dobowe zapotrzebowanie na c.w.u. 4.2.2. Roczne zapotrzebowanie na c.w.u. 4.2.3. Roczne zapotrzebowanie energii na podgrzewanie c.w.u. 4.2.4. Roczne dodatkowe zużycie gazu na podgrzewanie c.w.u. 4.2.5. Opłaty dodatkowe za gaz 4.2.6. Koszty podgrzewania c.w.u. za pomocą energii elektrycznej 4.2.7. Roczny zysk przy stosowaniu gazu 4.2.8. Różnica kosztów inwestycyjnych 4.3. Rachunek ekonomiczny przy wyborze źródła ciepła 4.3.1. Prosty okres zwrotu nakładów SPBT 4.3.2. Zaktualizowana wartość netto NPV 4.3.3. Wewnętrzna stopa zwrotu IRR Przykład 4.1 Przykład 4.2 Przykład 4.3 Przykład 4.4 Przykład 4.5 Przykład 4.6 4.4. Uwagi końcowe Literatura Załączniki Skorowidz