5. TEPELNÉ ZTRÁTY, SPOTŘEBA TEPLA A PALIVA

Transkript

1 1. ÚKOL Úkolem této části projektové dokumentace je návrh vytápění pro akci Novostavba rodinného domu v Dolním Žandově. Projektová dokumentace je zpracována v rozsahu pro stavební povolení. 2. VÝCHOZÍ PODKLADY - Zadání investora - Dokumentace stavební části - Zákony, vyhlášky, normy ČSN, EN - Technické podklady výrobců 3. POPIS ŘEŠENÍ V rámci výstavby nového objektu bude vybudován nový systém vytápění. Je navrženo teplovodní vytápění s deskovými a trubkovými otopnými tělesy se samostatným zdrojem tepla na tuhá paliva. (dřevo, uhlí, případně pelety). Zdroj tepla bude zapojen s akumulační nádrží. Ohřev TUV bude zajišťován nepřímotopně s akumulací v zásobníkovém ohřívači. 4. VÝPOČTOVÉ TEPLOTY Klimatické podmínky: výpočtová venkovní teplota t e -15 C průměrná roční teplota venk. vzduchu t em 7,2 C Vnitřní teploty: pokoje 20 C WC, chodba, vstupní hala 20 C Koupelna 24 C Kotelna 10 C 5. TEPELNÉ ZTRÁTY, SPOTŘEBA TEPLA A PALIVA 5.1. Výsledky výpočtů tepelných ztrát: (dle ČSN EN 12831, ČSN a STN tepelná ztráta prostupem tepelná ztráta větráním celková tepelná ztráta 5046 W 2257 W 7303 W 5.2. Potřeba tepla na vytápění a ohřev TV potřeba tepla na vytápění potřeba tepla na ohřev TV celková potřeba tepla 18,20 MWh/rok 5,10 MWh/rok 23,30 MWh/rok 5.3. Roční potřeba paliva Vzhledem k možnostem je jako zdroj energie navržen kotel na tuhá paliva. Možná paliva jsou dřevo, hnědé uhlí, černé uhlí, případně pelety (za použití speciálního hořáku). Pro stanovení roční spotřeby je uvažováno s výhřevností. dřevo 14,6 MJ/kg černé uhlí 23,1 MJ/kg hnědé uhlí 18 MJ/kg dřevěné pelety 17 MJ/kg 1

2 Roční spotřeba paliva bude potom: Dřevo 7689 kg černé uhlí 6627 kg hnědé uhlí 8505 kg dřevěné pelety 5827 kg Účinnost automatického kotle se pohybuje mezi 84-91%. 6. ZDROJ TEPLA 6.1. Popis zdroje tepla Pro vytápění a ohřev teplé vody v řešeném objektu bude v místnosti 1.09 umístěn kotel na spalování dřeva, uhlí a případně pelet (při použití speciálního hořáku) ATMOS AC 25S. Kotel Atmos AC25S je konstruován pro spalování dřeva a uhlí na principu generátorového zplynování s použitím odtahového ventilátoru, který odsává spaliny z kotle. Těleso kotlů je vyrobeno jako svařenec z kvalitních ocelových plechů o tlouštce 8 až 3 mm, které se skládá: - ze zásobníku paliva (6 mm), který je ve vrchní části opatřen dvířky s otvorem pro zabudování hořáku na pelety a ve spodní části opatřen zplynovací tryskou nebo otočným litinovým zplynovacím roštem pro snadné odstranění popela. - z dohořívacího prostoru, který je opatřen keramickými tvarovkami pro ideální vyhoření všech spalitelných látek s vysokou účinností při ekologicky šetrném spalování. Kotel ATMOS bude zapojen s LADDOMATEM 21 pro docílení minimální teploty vratné vody do kotle 65C. Výstupní teplota kotle musí být trvale udržována v rozsahu C. Kotel je dodávány v základním provedení s chladící smyčkou proti přetopení. Kotel bude instalován s akumulační nádrží, která sníží spotřebu paliva a zvýší komfort vytápění. POZN: Kotel je možno osadit hořákem na pelety ATMOS A25. V případě použití hořáku na pelety bude použita regulace AS25, která je určena pro speciální funkce hořáku ATMOS A Doporučené zapojení Doporučeným zapojením kotle je zapojení s LADDOMATEM 21 a vyrovnávací nádrží o objemu 500 nebo 1000l pro docílení nízké spotřeby paliva a vysoké životnosti hořáku a kotle. Pro další úsporu paliva ( až 20% ) a správnou funkci nabíjení vyrovnávací nádrže bude použita speciálně vyvinutá regulace ATMOS ACD01 nebo sada AS25, která je určena pro speciální funkce hořáku ATMOS A25. 2

3 6.3. Technické údaje kotle TYP KOTLE Technická data: AC 25S Výkon kotle na dřevo kw Výkon kotle na dřevěné pelety kw 6-20 Výkon kotle na hnědé uhlí kw Výkon kotle na černé uhlí a uhelné brikety kw Předepsaný tah komína Pa 24 Hmotnost kotle kg 235 Objem vody l 45 Obsah násypky dm3 66 Připojovací napětí V/Hz 230/50 Max. délka dřeva mm 330 Předepsané palivo Suché dřevo, průměr mm o vlhkosti 12-20% Kvalitní černé uhlí - ořech 1 ( kostka ) Hnědouhelné brikety Kvalitní dřevěné pelety o ø 6-8 mm (bílé pelety) 3

4 Minimální teplota vratné vody C 65 Účinnost % Zapojení chladící smyčky proti přetopení Zapojení chladící smyčky proti přetopení s pojistným ventilem Honeywell TS 130-3/4 A nebo WATTS STS20 (teplota otevření ventilu C) POZOR - chladící smyčka proti přetopení nesmí být využívána dle normy EN ČSN k jiným účelům, než je ochrana proti přetopení (nikdy pro ohřev teplé užitkové vody). Ventil TS ¾ A,WATTS STS 20, DANFOSS BVTS ¾ A jehož čidlo je umístěno v zadní části kotle chrání kotel proti přetopení tak, že stoupne-li teplota vody v kotli nad 95 C, vpustí do chladící smyčky vodu z vodovodního řádu, která převezme přebytečnou energii a odejde do odpadu. V případě umístění zpětné klapky na vstup vody do chladící smyčky, z důvodu zabránění možného zpětného proudění vody, díky poklesu tlaku ve vodovodním řádu, musíme chladící smyčku vybavit pojišťovacím ventilem 6-10 bar, nebo expansní nádobou o objemu minimálně 4 l Příprava TUV Ohřev teplé vody bude zajištěn v plovoucím bojleru o objemu 140 l, umístěným v tepelně izolované akumulační nádrži o objemu l. Ohřev TUV je řízen regulací kotle. Za výstupem z bojleru bude na výstupním vodovodním potrubí umístěn třícestný směšovací ventil nastavený na maximální teplotu teplé vody 60ºC Připojení na potrubí studené vody bude provedeno podle platných norem a předpisů za použití jednotlivých armatur nebo jedné kompletní pojistné skupiny armatur Jištění otopného systému Jištění otopného systému bude provedeno ve smyslu ČSN pojistným ventilem, který bude osazen na pojistné hrdlo kotle. Pojistný ventil bude dimenzován pro pojistný tlak 0,25 MPa.Odfuk od pojistného ventilu bude sveden k podlaze. Výpočet velikosti a výkonu ventilu je proveden ve smyslu ČSN

5 Velikost expanzní nádrže je stanovena ve smyslu ČSN maximální výkon zdroje 25 kw Objem vody na 1 kw výkonu 10 l Statický tlak v soustavě h max 3 m Teplota topné vody 80/60 C Střední teplota vody 70 C teplota napájecí vody 10 C Maximální teplota vody 95 C Zvětšení objemu vody při ohřátí na 95 C Δv 0,0398l/kg pojistný tlak 0,20 MPa počáteční přetlak v systému pp1 p p1 = ρ x g x h + p atm = 1000 x 9,81 x 3 =29,43 kpa počáteční tlak p a1 = p p1 + p atm = 29, = 129,43 kpa využití expanzní nádoby ξ = p a2 - p p1 / p a2 = ( ,43) / 300 = 0,57 Objem vody v systému V c = v x Q k = 10 x 25 = 250 l Zvětšení objemu vody ΔV = Δv x V c = 0,0398 x 250 = 9,95 l Velikost expanzní nádrže VN = 1,3 x ΔV /ξ = 1,3 x 9,95 / 0,57 = 22,7 l Je volena tlaková expanzní nádrž s membránou o objemu 25 l s provozním tlakem 3 bary. (např.reflex N 25/3). (rozměry viz katalog výrobce) Výpočet expanzního potrubí: d v = ,6 x Qk d v = ,6 x 25 = 13 DN 20 Minimální připojení expanzní nádrže na zdroj tepla musí být provedeno potrubím o světlosti min DN 20. připojení je provedeno do kotle na hrdlo, které je proveden ve spodní části kotle. na potrubí se osadí manometr, který je součástí bezpečnostního omezovače minimálního tlaku, odvzdušnění a vypouštění. výpočet pojistného zařízení (pojistného ventilu) pro kotel o výkonu 25 kw Výkon kotle 25 kw Pojistný tlak 0,20 MPa Teplota topné vody 80/60 C S o = Q n / (α w x K ) d v = ,4 x Q n S o = 58 mm 2 - vypočtený průřez sedla pojistného ventilu d v = 22 mm minimální vnitřní průměr výstupního a vstupního pojistného potrubí V pojistném místě je osazen teploměr, manometr, bezpečnostní omezovač, omezovač stavu vody dle ČSN Na zabezpečovacím zařízení se provedou zkoušky dle ČSN se zápisem smyslu výše uvedené normy Odvod spalin Zdrojem tepla pro objekt je automatický kotel na tuhá paliva. Kotel má výstupní hrdlo pro odvod spalin o průměru 152mm. Pro odvod spalin od kotle budou použit kouřovod ATMOS DN 152mm, který bude napojen do třísložkového komínu Schiedel. Umístění komínu je patrné z výkresu. 5

6 6.8. Regulace kotle a otopné soustavy Elektromechanická - regulaci výkonu provádíme záklopkou ovládanou regulátorem tahu, typ FR 124, který automaticky podle nastavené výstupní teploty vody (80-90 C) otevírá či přivírá vzduchovou klapku. Nastavení regulátoru výkonu je nutno věnovat zvýšenou pozornost, poněvadž regulátor kromě regulace výkonu plní další důležitou funkci, že zajišťuje kotel proti přetopení. Kotel je dále vybaven regulačním termostatem umístěným na panelu kotle, který ovládá ventilátor dle nastavené výstupní teploty (80-85 C). Na regulačním termostatu by měla být nastavena teplota o 5 C nižší než na regulátoru tahu FR 124. Od roku 2002 jsou kotle navíc vybaveny spalinovým termostatem, který slouží k vypnutí odtahového ventilátoru po dohoření paliva. Kotle pracují na snížený výkon do 70% jmenovitého výkonu i bez ventilátoru. Elektromechanická regulace je optimálním řešením řízení provozu kotle (ventilátoru) jednoduchým způsobem. Provedení panelu se standardní regulací je základním provedením pro všechny vyráběné kotle Každý kotel je možné vybavit u zákazníka elektronickou ekvitermní regulací ATMOS ACD 01 pro řízení celého topného systému v závislosti na venkovní teplotě, pokojové teplotě a čase. Tato regulace je schopna řídit i samotný kotel s ventilátorem s mnoha dalšími funkcemi. Ekvitermní regulace ATMOS ACD 01 je regulačním prvkem pro všechny kotle ATMOS. Regulace je vybavena velkým displejem, na kterém je možné sledovat nejdůležitější údaje o stavu kotle a topného systému. Speciální programem ATMOS, vytvořený pro podmínky kotlů na pevná paliva je schopen řídit následující: - vytápění dvou topných okruhů (např. klasické radiátory + podlahové vytápění) podle požadované teploty v místnosti, venkovní teploty a v závislosti na čase pomocí dvou typů pokojových jednotek - jeden kotlový okruh pro dodržení minimální teploty vratné vody do kotle 65 C, přes trojcestný mísící ventil s čerpadlem a vytápění jednoho topného okruhů (např. klasické radiátory nebo podlahové vytápění) podle požadované teploty v místnosti, venkovní teploty a v závislosti na čase pomocí dvou typů pokojových jednotek - ohřev teplé užitkové vody na požadovanou teplotu (např. 55 C) - solární ohřev přes sluneční kolektory - optimální nabíjení a vybíjení akumulačních nádrží dle požadavků zákazníka - automatické přepínání provozu dvou kotlů, např. kotle na dřevo a zemní plyn - kompletní provoz kotle na základě potřeb topného systému včetně odtahového ventilátoru 6.9. Základní podmínky pro dobrou funkci a vysokou životnost kotlů ATMOS - Montáž kotle bude provedena odbornou firmou zaškolenou výrobcem - Kotel bude instalován v suchém a dobře větraném prostoru - kotelně - Při zapojení kotle do systému bude za kotel nainstalován Laddomat 21, aby teplota vody vracející se do kotle, v každém režimu, neklesala pod 65 C - dle normy ČSN /93. S rostoucí teplotou vratné vody do kotle, klesá možnost kondenzace dehtů kyselin = větší životnost kotle. - Při zapojení kotle bez akumulačních nádrží musí být čerpadlo v kotlovém okruhu a v okruhu vytápěného objektu spínáno jedním nebo dvěma samostatnými termostaty při teplotě výstupní vody z kotle C a to tak, aby čerpadlo v okruhu vytápěného objektu běželo jen tehdy, pokud běží čerpadlo v kotlovém okruhu. Důvodem je to, aby přes zpětnou klapku zabudovanou v Laddomatu 21 nedocházelo k podchlazování kotle 6

7 - V každém režimu kotle bude teplota výstupní vody z kotle mezi C - Bude-li kotel provozován trvale při výkonu nižším než 40 % jmenovitého výkonu a nebo pro ohřev teplé užitkové vody v létě, je nutné denně zatápět z důvodu životnosti kotle. Kotel není možné provozovat trvale v útlumu, kdy mohou vznikat dehty a kyseliny, které poškozují těleso kotle - Kotel musí být zabezpečen proti přetopení v případě výpadku elektrické energie, neboť má určitou setrvačnost 7. OTOPNÁ SOUSTAVA 7.1. Parametry topné soustavy teplonosná látka tepelný spád soustavy max.pracovní přetlak instalovaný výkon teplá voda 70/55 C 2,5 bar 10 kw Popis a funkce otopné soustavy Topný rozvod v řešené části objektu je navržen jako dvoutrubkový s nuceným oběhem o teplotním spádu 70/55ºC. Rozvody jsou vedeny z kotelny, kde je umístěn zdroj tepla společně s akumulační nádrží a zásobníkem na TV. Topný okruh bude na nejvyšších místech opatřen odvzdušněním. Rozvody jsou vedeny k jednotlivým otopným tělesům v podlaze v tepelné izolaci, nebo v drážce ve stěně. Jako materiál je zvolena měď. Trasy a dimenze jsou zřejmé z výkresové části PD Tělesa a připojení Jako otopné plochy bude použito ocelových deskových, resp.trubkových těles VENTIL KOMPAKT nebo KORALUX LINEAR MAX M pro spodní připojení, vybavených kompaktní připojovací armaturou pro rohové připojení. Každé otopné těleso bude vybaveno ve vrchní části odvzdušněním a termostatickými hlavicemi. Připojením otopných těles budou splněny podmínky pro : - regulaci průtoku teplonosné látky - uzavření na straně vstupu i výstupu - regulaci teploty vzduchu ve vytápěné místnosti Potrubí a izolace Nové potrubní rozvody jsou navrženy z měděných trubek. Spojované budou měkkým pájením. Jako izolace budou použity navlékací izolace z pěněného materiálu (např. TUBEX Al). Tepelné izolace budou provedeny dle podmínek Vyhl. 151/2001 Ministerstva průmyslu a obchodu tj. do DN mm, DN mm, DN 40 DN 100 dle DN potrubí. Povrch izolace bude ve styku slepen Montáž vytápění Pro montáž ústředního vytápění platí: - ČSN pro montáž ústř. vyt. - ČSN , ČSN , ČSN pro svářečské práce - ČSN , , vyhl.18/1979 Sb. pro tlakové nádoby a další související předpisy. Všechny armatury a zařízení budou namontovány dle pokynů výrobce a dle obecně platných předpisů a norem. Dilatace a kotvení bude řešena dle podkladů výrobce, u prostupů budou provedeny průchodky. Použité armatury a 7

8 potrubí budou doloženy atestem, případně prohlášením výrobce o vhodnosti použití. Pro snazší orientaci se všechny armatury a potrubí označí dle ČSN Zkoušky, revize a kontroly zařízení Musí být provedeny v souladu s požadavky ČSN jedná se hlavně o zkoušku těsnosti a dilatace, tyto zkoušky je nutno provést v souladu s citovanou normou za účasti stavebního dozoru a o provedené zkoušce učinit zápis do stavebního deníku. Zkouška těsnosti: otopná soustava se naplní vodou na předepsaný tlak (250kPa). Po napuštění na tento tlak se prohlédne celé zařízení (všechny spoje, otopná tělesa,armatury atd.) Nesmí se projevit viditelné projevy netěsnosti. V zařízení se udržuje určený přetlak po dobu 6 hodin po které se provede nová prohlídka. Zkouška se považuje za úspěšnou, neobjeví-li se při této prohlídce netěsnosti. Výsledek zkoušky se zapíše do stavebního deníku. Zkouška dilatační: se provádí před zazděním drážek, zakrytím kanálů a před provedením tepelných izolací. Při této zkoušce se topné medium ohřeje na nejvyšší provozní teplotu (85 C) a pak se nechá vychladnout na teplotu okolního vzduchu. Poté se tento postup ještě jednou opakuje. Zjistí-li se po podrobné prohlídce při této zkoušce netěsnosti zařízení popřípadě jiné poruchy či závady musí se zkouška po opravě opakovat. Výsledek se zapíše do stavebního deníku. zkoušce musí být přítomen zástupce investora. Zkoušku je možno provést mimo topnou sezonu. Zkouška topná po dobu trvání 72 hod. se provede též v souladu s citovanou normou po dokončení zdroje tepla. Tuto zkoušku lze provést pouze v průběhu topné sezóny. O provedené zkoušce za min. účasti stavebního dozoru se provede v souladu s ČSN zápis do stavebního deníku. Zkouška pojistného zařízení se provede dle ČSN čl Rozsah stanoví provozní předpis a bude proveden zápis. Případný zásah do pojistného zařízení provádí kvalifikovaná osoba a je proveden zápis do provozního deníku. Dále budou provedeny zkoušky a revize na ochranu před dotykovým napětím, uzemnění a vodivé pospojování dle ČSN , ČSN a ČSN EN O všech zkouškách bude proveden zápis. Pro revize a zkoušky tlakové nádoby stabilní (TNS) platí ČSN a vyhl. 18/1979 Sb. K TNS musí být dodán paspart, provedena výchozí a po 14 dnech 1.provozní revize, dále se provozní revize provádí min. 1x ročně s náležitostmi dle uvedených ČSN a vyhl. Dále je ve smyslu vyhl. 82/2002 Sb. prováděno měření spalin. Dle zákona 406/2000 Sb. je provádění energetických auditů s podrobnostmi náležitostí dle vyhl. 213/2001 Sb Předání a provoz Převzetí stavby se řídí výše uvedenými předpisy a ČSN. O převzetí stavby se sepíše zápis. Při přejímacím řízení dodavatel předá odběrateli zápisy o zkouškách a dokumentaci skutečného provedení. Otopná soustavy bude provozována v nastaveném automatickém režimu vytápění s občasnou kontrolou parametrů soustavy. Provozovatel je povinen provádět periodické prohlídky paty otopné soustavy, v místě napojení na venkovní rozvod. Četnost bude dohodnuta se servisními a revizními techniky. Zápis o prohlídce provozovatel uchová do následující kontroly. 8. BEZPEČNOST PRÁCE Při provádění stavby je nutno dodržovat bezpečnost práce dle NV č.: - 361/2007 Sb., kterým se stanoví podmínky zdraví při práci - 591/2006 Sb., o podrobnějších požadavcích na pracoviště a pracovní prostředí 8

9 - 101/2005 Sb., o podrobnějších požadavcích na pracoviště a pracovní prostředí - 406/2004 Sb., o bližších požadavcích na zajištění bezpečnosti a ochrany zdraví při práci v prostředí s nebezpečím výbuchu - 11/2002 Sb., stanovení vzhledu a umístění bezpečnostních značek a zavedení signálů - 168/2002 Sb., stanovení způsobu organizace práce a pracovních postupů, které je zaměstnavatel povinen zajistit při provozování dopravy dopravními prostředky - 378/2001 Sb., stanovení bližších požadavků na bezpečný provoz a používání strojů, technických zařízení, přístrojů a nářadí - 494/2001 Sb., stanovení způsobu evidence, hlášení a zasílání záznamu o úrazu - 495/2001 Sb., stanovení rozsahu a bližších podmínek poskytování osobních ochranných pracovních prostředků, mycích, čistících a dezinfekčních prostředků. Dále je nutno dodržovat všechny související předpisy, kdy osoby na stavby musí být s nimi seznámeny. Výrobní a provozní budovy musí být udržovány ve stavu, který neohrožuje bezpečnost osob. Při práci je nutno používat ochranné pomůcky, dbát nebezpečí popálení, pádů předmětů z výšky, pádu a případného dalšího ohrožení. Zahájení stavebních prací je rovněž vázáno na vydání kladných stanovisek všech dotčených účastníků. Při provádění stavby musí být dodrženy platné ČSN a bezpečnostní předpisy. Projekt je zpracován v rozsahu pro stavební povolení. V Chebu září 2012 Ing. Jan Révay 9