Vítejte na přednášce, Přeji příjemnou pohodu Váš přednášející

Transkript

1 Vítejte na přednášce, Přeji příjemnou pohodu Váš přednášející Ilona Koubková 1

2 Spotřebiče připojování, umisťování a jejich provoz Umisťování spotřebičů v bytových prostorech Spotřebiče v provedení A - odebírají vzduch pro spalování z prostoru, ve kterém jsou umístěny - produkty spalování jsou odváděny do téže místnosti bez odtahu spalin - kladeny vysoké požadavky na objem místnosti a výměnu vzduchu - musí být umístěny v prostorách alespoň přímo větratelných Spotřebiče v provedení A je zakázáno umisťovat : - v koupelnách a sprchových koutech - ve skladišti potravin a na WC - v místnostech určených ke spaní ( s výjimkou případů dle násl.tab. ) Je-li nad spotřebičem instalováno odvětrávací zařízení ( např. digestoř ), snižuje se požadavek na nejmenší objem místnosti o 25 %. viz. následující tabulka Ilona Koubková 2

3 Požadovaný objem místnosti pro spotřebiče v provedení A Ilona Koubková 3

4 Možnosti umístění spotřebičů v provedení A pro místnost, která nemá nejmenší požadovaný objem : - místnost se propojí se sousední místností neuzavíratelnou volnou plochou od podlahy až ke stropu o šířce nejméně 1 m ; tato plocha nesmí být zakryta, musí být zajištěna volná výměna vzduchu mezi oběma místnostmi; - objem místnosti je nejméně 10 m 3 a celkový objem místnosti se rovná alespoň nejmenšímu požadovanému objemu, - obě místnosti jsou alespoň přímo větratelné. Výměna vzduchu pro spotřebiče v provedení A - alespoň jednonásobná výměna za hodinu ( n = 1 ) z nejmenšího požadovaného objemu místnosti pro spotřebič nebo jeho kombinaci a to při zavřených oknech a dveřích, - Je-li objem místnosti alespoň 1,5 násobku nejmenšího požadovaného objemu, je dostačující výměna vzduchu n = 0,8. Ilona Koubková 4

5 Spotřebiče je možno instalovat v místnosti, jejíž průměrná světlá výška, vztažená na podlahovou plochu, je nejméně 2,3 m. Jedná-li se o místnost se šikmým nebo klenutým stropem, započítává se do nejmenšího objemu pouze objem té části, kde světlá výška činí 2,3 m a více. Umístí-li se spotřebič u stěny nižší, musí být nad ním instalováno účinné odvětrávací zařízení (např. digestoř), které odsává spaliny a popř. i páry do venkovního prostoru. Spotřebiče je možno umístit v místnosti, která nemá nejmenší požadovaný objem, nebo je nepřímo větratelná, při splnění následujících požadavků: a) místnost se propojí se sousední místností trvalým odstraněním dveří (odstraněním dveřních závěsů); b) objem místnosti je nejméně 10 m3 a celkový objem obou místností se rovná alespoň 1,3 násobku nejmenšího požadovaného objemu podle tabulky 4; c) alespoň jedna z těchto místností musí být přímo větratelným prostorem. Ilona Koubková 5

6 Výměna vzduchu Do místnosti, v níž je instalován spotřebič v provedení A, je třeba přivádět množství vzduchu pro spalování: V s = 1,1. λ. B. H U [ m3. h -1 ] kde V s je množství vzduchu pro spalování [ m3. h -1 ]; λ součinitel přebytku vzduchu pro spalování [- ]; B příkon plynu ke spotřebiči [ Nm3. h-1 ]; H U výhřevnost plynu [ kwh / Nm3 ]; 1,1 konstanta pro zemní plyn [ m3. kw h -1]. Pokud není hodnota λ daného spotřebiče známa, volí se λ = 1,8. Výpočet výměny vzduchu pro tyto účely je uveden v příloze 10, TPG Místnost se spotřebiči v provedení A má mít za hodinu alespoň jednonásobnou výměnu vzduchu z nejmenšího požadovaného objemu místnosti pro spotřebič nebo jeho kombinaci (n = 1), a to i při zavřených oknech a dveřích viz tabulka 4. V případě, že tomu tak není, je možné získat prostor propojením s dalším prostorem. Přívod potřebného vzduchu se musí při projektování nových zařízení ověřit výpočtem. Ilona Koubková 6

7 Ukázky spotřebičů v provedení A plynový sporák MORA, vestavěná trouba, průtokový ohřívač vody s výkonem do 10 kw. Ilona Koubková 7

8 Spotřebiče v provedení B - Odebírají vzduch pro spalování z prostoru, ve kterém jsou umístěny, - Spaliny jsou odváděny do vnějšího ovzduší kouřovodem a komínem Možnosti umístění pro spotřebiče v provedení B : - V prostorách o min. ploše 8 m 2, alespoň nepřímo větratelných s tím, s tím že musí být zajištěno propojení místností dle násl.obr. - Je-li místnost, kde je umístěn spotřebič, nepřímo větratelná, pak se její objem pro splnění požadavků následujících požadavků nezapočítává. Započítává se však objem propojeného sousedního přímo větratelného prostoru, nebo další místnosti s přímo větratelným prostorem. Ilona Koubková 8

9 Ilona Koubková 9

10 Zákazy umístění spotřebičů v provedení B - spotřebiče s atm.hořáky v provedení B v prostorách, kde je vytvářen podtlak ( např.od ventilátorů vzduch.zařízení ) - spotřebiče s atm. hořáky, o příkonu větším než 7 kw, které nejsou vybaveny automatickou pojistkou proti zpětnému tahu spalin se neumisťují v byt.prostorech, ve kterých na 1 kw příkonu je objem místností alespoň nepřímo větratelných menší než 2 m 3. Ilona Koubková 10

11 Spotřebiče s atm.hořáky a s přerušovačem tahu - Požadovaný objem místnosti musí být nejméně 1 m 3 na 1 kw příkonu spotřebiče!!! - Nelze-li tuto podmínku splnit, musí být provedena následující opatření : - zajistit samostatný, trvalý přívod vzduchu z venk.prostoru otvorem či otvory o volném průřezu 0,001 m 2 na 1 kw příkonu spotřebiče, nejméně však 0,02 m 2 viz.obr. - propojením s dalšími místnostmi, dle předchozího se zajištěním požadovaného množství vzduchu. Ilona Koubková 11

12 Přívod vzduchu a požadavky na prostor Množství vzduchu pro spalování, které je potřeba přivádět do prostoru, kde jsou umístěny spotřebiče v provedení B, se stanoví ze vzorce: V s = 1,1. Λ. Q J / η [ m 3. h -1 ] kde V s je množství vzduchu pro spalování [ m3. h -1 ]; Λ součinitel přebytku vzduchu pro spalování [- ]; Q J jmenovitý výkon spotřebiče [ kw ]; η účinnost spotřebiče. [ - ]; 1,1 konstanta [ m3. kw-1. h -1 ]. Pro výpočet Λ platí: Λ = CO 2max / CO 2skut Pokud není součinitel přebytku vzduchu znám, uvažuje se podle TPG s hodnotou Λ = 2,5. Ilona Koubková 12

13 Ilona Koubková 13

14 Spotřebiče v provedení B Ilona Koubková 14

15 Spotřebiče v provedení C - Na umísťování spotřebičů v provedení C nejsou kladeny zvláštní požadavky na objem prostoru, na větrání ani na přívod vzduchu, neboť přisávají vzduch pro spalování z venkovního prostoru a spaliny jsou odváděny tamtéž. Ilona Koubková 15

16 Ukázka spotřebičů v provedení C plynová topidla KARMA Ilona Koubková 16

17 napojení spotřebičů typu C na přetlakový komín pro uzavřené spotřebiče Ilona Koubková 17

18 Zásobování objektů plynem, vnitřní plynovod Izometrie rozvodu ( viz. obrázek ) Pro usnadnění práce při výpočtu světlosti potrubí je třeba mít dokonalý přehled o průběhu celé sítě i všech jejich zařízení. Proto se připraví izometrický či axonometrický průmět celé domovní sítě s vyznačením délek jednotlivých úseků potrubí. Celá trasa domovního plynovodu se rozdělí na úseky ( úsekem rozumíme část trasy s konstantním průtokem plynu ) a počátek a konec úseku se označí písmeny ( velké abecedy ). K jednotlivým úsekům připíšeme skutečné délky.» Ztráta tlaku Plynovodní potrubí musí mít takové světlosti, aby ztráty tlaku plynu protékajícího potrubím od přípojky ke spotřebiči byly v množství odpovídajícím tzv. potřebě plynu, nepřesahovaly hodnoty stanovené příslušnými předpisy. Tlaková ztráta je ovlivněna třecími odpory v potrubí a v jednotlivých zabudovaných prvcích, ohybech a výškovými rozdíly. Třecí odpory závisí na materiálu, drsnosti vnitřních stěn, délce a průměru potrubí, druhu armatur a tvarovek, tlaku plynu, rychlosti proudění a dalších vlivech. Rychlost proudění závisí na průměru domovního plynovodu, tlaku plynu, počtu a příkonu spotřebičů a na koeficientech současnosti. Domovní plynovod je převážně NTL, výjimečně STL toho plyne, že tlaková ztráta domovního plynovodu se volí tak, aby by vždy zajištěn požadovaný min. provozní tlak plynu před spotřebiči, případně spotřebičovými regulátory. Tlakovou ztrátu podle místních podmínek je možno připustit větší, musí však být zaručeno dodržení minimálního vstupního přetlaku pro spotřebiče. Ilona Koubková 18

19 Zásobování objektů plynem, vnitřní plynovod Prostorová izometrie podklad pro výpočet plynu Ilona Koubková 19

20 Zásobování objektů plynem, vnitřní plynovod Ztráta tlaku pro vodorovné úseky nesmí překročit max. dovolenou tlakovou ztrátu domovního plynovodu. Stoupací potrubí ( stoupačky ) se navrhuje tak, aby ztráta tlaku plynu byla vyrovnána přirozeným vztlakem plynu : Δp v = 11,8. H h. ( 1 d ) kde Δp v je přirozený vztlak v [ Pa ] H h výška počítaného úseku v [ m ] d relativní hustota ( hutnota ) plynu [ - ] viz. tab. 1. přednáška Ilona Koubková 20

21 Zásobování objektů plynem, vnitřní plynovod» Redukovaný odběr plynu Redukovaný odběr plynu Vr v [ m3 / h ] pro určitý úsek potrubí se vypočítá podle vzorce : Vr = K 1. V 1 + K 2. V 2 + K 3. V 3. + K 4. V 4 [ m 3. h -1 ] kde : V 1 je součet objemových průtoků při příkonech všech spotřebičů pro přípravu pokrmů ( plynové sporáky, vařiče, samostatné pečící trouby, vařidlové desky apod.) a spotřebičů pro přípravu teplé vody průtokovým způsobem (průtokové ohřívače vody ) [ m 3. h -1 ], V 2 součet objemových průtoků při příkonech všech spotřebičů pro lokální vytápění ( lokální topidla ) a pro přípravu teplé vody zásobníkovým způsobem ( přímý zásobníkový ohřev ) [ m 3. h -1 ], V 3 součet objemových průtoků při příkonech všech kotlů pro vytápění včetně kotlů kombinovaných s přípravou teplé vody kombinovaným nebo zásobníkovým způsobem [ m 3. h -1 ], V 4 součet objemových průtoků při příkonech všech technologických plynových spotřebičů a spotřebičů velkokuchyní [ m 3. h -1 ], K 1 koeficient současnosti pro skupinu spotřebičů uvedených u V 1, K 2 koeficient současnosti pro skupinu spotřebičů uvedených u V 2, K 3 koeficient současnosti pro skupinu spotřebičů uvedených u V 3. K 4 koeficient současnosti pro skupinu spotřebičů uvedených u V 4 Jednotlivé koeficienty současnosti se vypočítají podle následujících vzorců : K 1 = n 0,5 kde n je počet připojených spotřebičů K 2 = n 0,15 plynové chladničky se při výpočtu neuvažují. K 3 = n 0,1 Ilona Koubková 21

22 Zásobování objektů plynem, vnitřní plynovod Pro výpočet vnitřního průměru části domovního plynovodu do tlaku 0,5 MPa ( 5 barů ) se používá rovnice : D = { V r 1,82. L e / [(p z + 100) 2 (p k + 100) 2 ] } 1 / 4,8 kde : D je výpočtový vnitřní průměr plynovodu [ mm ]; V r redukovaný odběr plynu [ m3. h-1 ]; L e ekvivalentní délka plynovodu [m ]; p z přetlak na začátku počítaného úseku plynovodu [kpa ]; P k přetlak na konci počítaného úseku plynovodu [kpa ]; K konstanta, pro zemní plyn K = 13,8. p n = p z - p k [kpa ] kde : p z je přetlak na začátku počítaného úseku plynovodu [kpa ]; p k přetlak na konci počítaného úseku plynovodu [kpa ]. Ilona Koubková 22

23 Zásobování objektů plynem, vnitřní plynovod Postup výpočtu a) předběžný výpočet označí se v izomerii úseky, kde dochází ke změně objemového průtoku plynu, stanovení objemových průtoků plynu jednotlivých spotřebičů v daném úseku v [ m 3 / h ], stanovení redukovaného odběru plynu pro daný úsek V r v [ m 3 / h ], stanovení skutečné délky potrubí L v [ m ], pro každý úsek, - vypočítá se předběžná ztráta tlaku Δp ( R ) v [ Pa / m ] Δp = Δp d / L e stanovení Δp d pro vodorovné úseky ( vodorovnými úseky je myšleno vše, kromě svislých stoupacích potrubí ( stoupaček ), v [ Pa ] stanovení Δp v pro svislé úseky ( stoupačky ) v [ Pa ] L e = 1,5 L dle Δp a V r určíme předběžně DN v jednotlivých úsecích ( dle tabulky ), tlakové posouzení v každém úseku určíme ekvivalentní přirážky l p v [ m ] ( dle tabulky ), v každém úseku stanovíme Le = L + l p v [ m ], dle předběžné DN a V r určíme v každém úseku skutečnou ztrátu tlaku / 1 m potrubí Δp s v [ Pa / m ] ( přesně interpolací dle tabulky ), v každém úseku stanovíme celkovou skutečnou ztrátu tlaku Δp c = L e. Δp s v [ Pa ], Σ celkových tlakových ztrát pro vodorovné úseky < dovolená tlaková ztráta Δp d Σ celkových tlakových ztrát pro svislé úseky ( stoupačky ) < přirozený vztlak Δp v Ilona Koubková 23

24 Ilona Koubková 24

25 Ilona Koubková 25

26 Tlakové posouzení : Zásobování objektů plynem, domovní plynovod L e = L + součet ekvivalentních přirážek p s.. Skutečná ztráta tlaku na 1m potrubí, dle předchozí tabulky ztrát interpolací Celková ztráta tlaku p c = L. p s celkových tlak.ztrát pro vodorovné úseky dovolená tlak. ztráta celkových tlak. ztrát pro svislé úseky ( stoupačky ) přirozený vztlak Ilona Koubková 26

27 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Potřebný objem místnosti a množství vzduchu Nutno respektovat pravidla pro spotřebiče v provedení A a B Provzdušnost objemový tok vzduchu za jednotku času, procházející spárami uzavřeného okna nebo dveří. Závisí na tlakovém rozdílu mezi dvěma prostory. Ilona Koubková 27

28 Zásobování objektů plynem, vnitřní plynovod Převody jednotek pro oživení paměti : Ilona Koubková 28

29 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Rekapitulace rozdělení spotřebičů podle způsobu přívodu vzduchu a odvodu spalin Ilona Koubková 29

30 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Ilona Koubková 30

31 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Ilona Koubková 31

32 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Ilona Koubková 32

33 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Ilona Koubková 33

34 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Ilona Koubková 34

35 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Ilona Koubková 35

36 Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Ilona Koubková 36

37 Komíny pro plynná paliva Ilona Koubková 37

38 Konstrukční uspořádání Ilona Koubková 38

39 Zásadně se doporučuje připojovat plynové spotřebiče samostatným kouřovodem na samostatný komín s tím, že : Pro spotřebiče s přetlakovým hořákem je to podmínka nutná Pro spotřebiče s atmosférickým hořákem je povoleno připojení nejvýše čtyř kotlů ( max. 900 kw ). Ilona Koubková 39

40 Ilona Koubková 40

41 Ilona Koubková 41

42 Ilona Koubková 42

43 Spalinové klapky slouží u spotřebičů s atmosférickým hořákem a přerušovačem tahu k uzavření spalinové cesty v případě, že spotřebič je mimo provoz. Spalinové klapky se umisťují bezprostředně za přerušovač tahu na kouřové hrdlo. Ilona Koubková 43

44 Ilona Koubková 44

45 Vzduchové klapky ( regulátory komínového tahu ) Vzduchové klapky zajišťují : Vyrovnávání komínového tahu při extrémních hodnotách tahu komína Vysoušení povrchu komínového průduchu v době, kdy spaliny neproudí komínem. Ilona Koubková 45

46 Vzduchová, elektricky ovládaná klapka působí v této kombinaci pouze při uzavření spalinové klapky a provětrává a vysušuje komínový průduch. Ilona Koubková 46

47 Přerušovače tahu Zásobování objektů plynem, domovní plynovod Změnou tahu se mění i hmotnostní průtok spalin. Snaha aby hmotnostní průtok spalin od plynového hořáku zůstal konstantní a měnil se hmotnostní průtok až za spotřebičem, ke spalinám možnost přívodu vzduchu z místnosti. Přerušovač tahu zajišťuje tři následující funkce : - nasává do komína vzduch z místnosti v případě většího komínového tahu, - vypouští spaliny do místnosti v případě, že komín nemá odpovídající tah ( spaliny se nebudou shromažďovat ve spalovací komoře ), - působí jako pojistka proti zpětnému tahu při opačném proudění v komíně ( např. účinkem větru ) ochrana proti zhasnutí plamene. Ilona Koubková 47

48 Funkce přerušovače tahu Ilona Koubková 48

49 Komín s přirozeným tahem - příklad Ilona Koubková 49

50 Přetlakový komín - příklad Ilona Koubková 50

51 Ilona Koubková 51

52 1- spalin. Ventilátor 2-připoj. skříňka, 3- regulátor tahu, 4- clona pro seřízení průtoku 5-regul. servopohonu, 6-uzávěr přívodu plynu, 7 spalinová klapka 8-potrubí přívodu spalovacího vzduchu Ilona Koubková 52

53 Přetlakový komín pro spotřebiče v provedení C uzavřené - turbo Ilona Koubková 53

54 Výpočet průřezu komína se suchým nebo mokrým provozem je založen na třech kritériích : Komínový tah musí být větší nebo roven požadovanému tahu v sopouchu, Komínový tah musí být větší nebo roven účinné tlakové ztrátě z nasávání vzduchu do spotřebiče, Povrchová teplota na komínovém průduchu v v ústí komína musí být větší nebo rovná přípustné povrchové teplotě. Zásady tepelně technického a hydraulického výpočtu komínového průduchu nejsou v této partii přednášky řešeny a budou probírány v rámci modulu TZB. Pro předběžný návrh dimenze komína možno použít následující empirický vztah, který ale neslouží pro přesný výpočet!!! A plocha průřezu cm 2 A = 0,015. Q / H 1 0,5 Q. jmenovitý výkon v W 0,015. charakt. ZP H.. účinná výška v m Ilona Koubková 54

55 Zkapalněný plyn propan C 3 H 8 a butan C 4 H 10 a jeho využití V kapalném stavu představují jen zlomek svého plynného objemu ( 1:260 ), dají se v zásobnících skladovat velká množství energie, při odběru ze zásobníku se plyn z kapalné formy odpařuje a v plynné formě pak již proudí přes tlakové regulátory přímo do systému spotřebičů. V praxi používán spíše propan ( butan má podstatně horší odpar ). Ilona Koubková 55

56 Nadzemní zásobníky podrobněji na modulu TZB Ilona Koubková 56

57 Podzemní zásobníky podrobněji na modulu TZB Ilona Koubková 57

58 Orientační porovnání o velikosti zásobníků a orientační spotřeby Ilona Koubková 58

59 Zásobování objektů plynem, vnitřní plynovod Děkuji za pozornost Ilona Koubková, katedra TZB Ilona Koubková 59