Węzły cieplne w miejskich systemach ciepłowniczych
Kazimierz Żarski
rok wydania: 1997
stron: 204 + załączniki
format: A4
oprawa: miękka
Ośrodek Informacji "Technika Instalacyjna w Budownictwie"
Projektowanie węzłów cieplnych stanowi jedno z trudniejszych zagadnień z dziedziny ciepłownictwa i ogrzewnictwa. Jedną z przyczyn jest duży stopień komplikacji zależności obliczeniowych służących do wymiarowania poszczególnych elementów węzła i do przeprowadzenia kompleksowych obliczeń, zwłaszcza gdy celem projektanta jest optymalizacja rozwiązania z punktu widzenia technicznego i ekonomicznego. Węzeł cieplny jest jednym z ogniw miejskiego systemu ciepłowniczego, ściślej ogniwem pośrednim, na które oddziaływuje zarówno sieć, jak i instalacje wewnętrzne w obiektach zasilanych z centrali cieplnej. Wyposażenie instalacji w budynkach w skutecznie działające urządzenia regulacji parametrów oraz, realizowana w nieco mniejszym stopniu w krajowych systemach, automatyzacja pracy źródeł, wymaga takich cech eksploatacyjnych węzła cieplnego, które pozwolą na osiągnięcie właściwego, uzasadnionego poziomu zużycia energii cieplnej przez ogrzewany obiekt. Jedną z tych cech określa charakterystyka statyczna węzła, zależna od parametrów cieplnych i hydraulicznych zastosowanych urządzeń, drugą - charakterystyka dynamiczna będąca m. in. funkcją zainstalowanych elementów automatycznej regulacji parametrów pracy węzła.
Literatura przedmiotu, o czym wiedzą osoby zajmujące się profesjonalnie tą gałęzią techniki, jest dziś raczej skromna. W przeciwieństwie do lat 70. i 80., gdy niemal każde z zagadnień projektowania było unormowane stosownymi wytycznymi, w latach obecnych ukazuje się raczej niewiele opracowań o tym charakterze. Ma to i swoje pozytywne skutki w postaci uniknięcia upowszechniania, czasem nie najlepszych wzorów, a także wyzwolenia inwencji projektantów w korzystaniu z dostępnych źródeł zagranicznych. Równie pozytywnym zjawiskiem w stosunku do czasów minionych jest dziś łatwość w uzyskaniu krajowych i zagranicznych katalogów urządzeń o najwyższym standardzie.
Książka jest próbą usystematyzowania zagadnień projektowania węzłów cieplnych w miejskich systemach ciepłowniczych. Inne typy węzłów, jak np. parowe i jednofunkcyjne węzły ciepłej wody użytkowej stanowią elementy źródeł ciepła i zostaną omówione w planowanych przez autora wydawnictwach. Adresatami książki są projektanci systemów ciepłowniczych, a także studenci kierunków związanych z ciepłownictwem, ogrzewnictwem i energetyką.
W książce w zwięzłej formie przypomniano podstawy teoretyczne przepływu masy i ciepła, omówiono charakterystyki wybranych wymienników, zaproponowano klasyfikację węzłów, zaprezentowano algorytmy projektowania i symulacje pracy węzłów w różnych warunkach eksploatacyjnych, a także przedstawiono szereg specyficznych zagadnień z dziedziny projektowania węzłów cieplnych. W uzupełnieniu zaprezentowano sześć przykładów projektów różnych węzłów cieplnych. Z już wymienionych powodów autor nie uznał za celowe zamieszczanie w książce przedruków danych katalogowych. Dobór urządzeń w przykładach ma jedynie charakter ilustracyjny, poglądowy, bez próby określenia preferencji w stosunku do któregokolwiek z producentów urządzeń.
SPIS TREŚCI:
1. Podstawy teoretyczne przepływu ciepła i masy
1.1. Bilans masy i ciepła w układach otwartych
1.2. Przewodzenie ciepła
1.3. Przejmowanie ciepła
1.4. Przenikanie ciepła
1.5. Rodzaje wymienników ciepła stosowane w węzłach cieplnych
1.6. Bilans cieplny wymiennika
1.7. Wymiana ciepła w wymienniku w stanie ustalonym
1.8. Właściwości fizyczne wody
1.9. Straty ciśnienia przy przepływie czynników wymieniających ciepło
1.10. Wymiennik ciepła jako obiekt regulacji
2. Charakterystyki cieplne i hydrauliczne wybranych typów wymienników
2.1. Różne postaci charakterystyk cieplnych i hydraulicznych wymienników ciepła
2.2. Przykładowe charakterystyki wymienników pojemnościowych
2.3. Przykładowe charakterystyki wymienników płytowych
2.4. Przykładowe charakterystyki wymienników płaszczowo-rurowych starszych konstrukcji
2.5. Przykładowe charakterystyki wymienników płaszczowo-rurowych nowych konstrukcji
2.6. Algorytmy komputerowych obliczeń cieplnych wymienników
3. Klasyfikacja i charakterystyka podstawowych typów węzłów cieplnych
3.1. Klasyfikacja węzłów cieplnych
3.2. Węzły cieplne bezpośredniego połączenia
3.2.1. Węzły bezpośredniego połączenia bez transformacji parametrów
3.2.2. Węzły bezpośredniego połączenia z transformacją parametrów
3.3. Wymiennikowe węzły cieplne
3.3.1. Węzły jednofunkcyjne
3.3.2. Węzły wielofunkcyjne
3.4. Połączone (mieszane) układy węzłów cieplnych
4. Dobór elementów składowych węzłów cieplnych
4.1. Dobór średnic rurociągów
4.2. Dobór hydroelewatora
4.3. Obliczenie przepływów charakterystycznych dla wymiarowania wymienników ciepłej wody, dobór zasobników i stabilizatorów temperatury ciepłej wody
4.4. Dobór pomp
4.5. Dobór wymienników ciepła
4.6. Dobór elementów zabezpieczających, uzupełniających i stabilizujących ciśnienie
5. Pomiary i automatyczna regulacja parametrów w węzłach cieplnych
5.1. Podstawowe rodzaje urządzeń pomiarowych i zasady ich doboru
5.1.1. Pomiar temperatury
5.1.2. Pomiar ciśnienia
5.1.3. Pomiar przepływu
5.1.4. Pomiar zużycia energii cieplnej
5.2. Podstawowe rodzaje urządzeń regulacyjnych i zasady ich doboru
5.2.1. Regulacja temperatury
5.2.2. Regulacja ciśnienia i różnicy ciśnień
5.2.3. Regulacja przepływu
6. Wybrane zagadnienia projektowania węzłów cieplnych
6.1. Wybór typu węzła
6.2. Wybór schematu ideowego węzła
6.3. Określenie zapotrzebowania mocy cieplnej
6.4. Wykres regulacyjny i parametry obliczeniowe węzła cieplnego
6.5. Wykorzystanie pojemności cieplnej budynków
6.6. Elementy pojemnościowe w układzie przygotowania ciepłej wody użytkowej
6.7. Ekstremalne i obliczeniowe warunki pracy węzła cieplnego
6.8. Lokalizacja elementów regulacyjnych i pomiarowych
6.9. Połączenie układów uzupełniających, stabilizujących i zabezpieczających
6.10. Wymiarowanie hydrauliczne węzła cieplnego
6.11. Stabilizacja hydraulicznych warunków pracy węzłów cieplnych
6.12. Wybrane aspekty współpracy węzła cieplnego z siecią
6.13. Zdalne sterowanie i pomiary w węzłach cieplnych
6.14. Wymagania dla instalacji wewnętrznych zasilanych z węzłów
6.15. Wymagania budowlane dla pomieszczeń węzłów cieplnych
6.16. Komputerowe wspomaganie projektowania węzłów cieplnych
7. Przykładowe projekty wybranych typów węzłów
7.0. Zakres projektu budowlanego i wykonawczego węzła cieplnego
7.1. Węzeł bezpośredniego połączenia bez transformacji parametrów
7.2. Jednofunkcyjna stacja zmieszania pompowego
7.3. Stacja zmieszania pompowego z jednostopniowym przygotowaniem ciepłej wody
7.4. Węzeł wymiennikowy jednofunkcyjny
7.5. Węzeł wymiennikowy z jednostopniowym przygotowaniem ciepłej wody
7.6. Węzeł wymiennikowy z dwustopniowym przygotowaniem ciepłej wody
8. Literatura
9. Załączniki
Schematy ideowe węzłów, wyniki obliczeń i specyfikacje do przykładów 7.4-7.6
