'I
II II II
l' II
PRIRUČNI
ZA ORIJA E
II ji ll'
I
I,
,I I
[ I
f
I
ENEReETIKA MARKETING Zegreh, fujan 2005.
-
- --
-
ENERGETIKA MARKETING d.o.o, Sokoiska25, 10 000 Zagreb tel: 01/377 1256, faks: 01/377 24 29 e-mail:
[email protected] www.ege.hr
Nakladnik:
Autor i koordinator:
Boris LABUDOVIĆ, dipl. ing.
Suradnici:
mr. sc. Zvonko PAIĆ, dipl. ing. Robert VUK, dipl. ing.
Glavni urednik: Tehnički
urednik:
Računalni
prijelom:
Odnosi s javnošću: Marketing: Voditeljica Data-centra: Tajnica projekta: Dizajn i grafičko uređenje:
Branko ILJAŠ, dipl. ing. Zoran PAJNIĆ, dipl. ing. Marko LOVROVIĆ Antonia HOHNJEC, dipl. nov. JelenaPRiŠLIN, oec. Zvjezdana ŠUŠNIĆ Snježana JAKOVINA, dipl. oec. ENERGETIKA MARKETING, Zagreb
CIP - Katalogizacija u publikaciji Nacionalna i sveučilišna knjižnica, Zagreb UDK
628.8(035} 697(035}
LABUDOVIĆ, Boris Priručnik za grijanje / . - Zagreb:
Energetika marketing, 2005.
ISBN 953-6759-25-X
I. Grijanje -- Priručnik 450922178
ISBN 953-6759-25-X Tisak:
KRATIS d.o.o., Sveta Nedelja
'~'\.,
J~
"----- - -
UMJESTO UVODA Mjeseci priprema, razrade, prikupljanja potrebnih podataka, prelistavanja nebrojene domaće i strane stručne literature, normi i propisa, mnogobrojni sati pred računalom ... I konačno - novo djelo je tu. Tema novog djela je grijanje, jedna od temeljnih čovjekovih potreba. Naravno, pristup temi je gotovo jednak kao u dosadašnjem uspješnom nizu priručničkih izdanja koje ENERGETIKA MARKETING sustavno objavljuje proteklih godina (a neki od tih priručnika doživjeli su već dva izdanja). Ponovno se radi o priručniku namijenjenom svima koji sa sustavima grijanja na bilo koji način dolaze u vezu u svakodnevnom radu: projektantima i inženjerima, instalaterima i serviseri ma, trgovcima opremom, ali i onima koji se sa zanimljivim i dinamičnim područjem tehnike grijanja tek upoznaju. Slijedeći koncepciju dosadašnjih izdanja i ovaj se put u prvih nekoliko poglavlja donose brojni korisni podaci u obliku jednadžbi, tablica, shema i dijagrama potrebnih za razumijevanje šire problematike. Potorn slijedi prikaz proračuna toplinskog opterećenja prema novoj normi HRN EN 12 831, a zatim podrobni opisi svih važnijih dijelova sustava grijanja. Započinje se s energentima koji se danas najčešće koriste u sustavima grijanja, a zatim slijede izvori topline (uključujući i suvremena rješenja kao što su solarni sustavi i toplinske crpke), razvod, sigurnosna i regulacijska oprema te sustavi za odvod dimnih plinova (gotovo uvijek 'zaboravljeni' u bilo kojoj literaturi o grijanju, što je nedopustivo) i, konačno, ogrjevna tijela. Naravno, spomenuti su i sustavi za pripremu potrošne tople vode, s obzirom na to da se najčešće izvode zajedno sa sustavima grijanja. Uz to, zasebno su obrađeni sustavi centralnog toplovodnog grijanja s gledišta dimenzioniranja, regulacije i hidraulike jer se radi o najčešće korištenim sustavima grijanja danas kod nas. Kao što je uobičajeno, posljednje poglavlje donosi brojne korisne tablice i dijagrame potrebne za izvođenje proračuna te, dakako, popis najvažnijih normi i propisa. Pri tome valja spomenuti i brojne tablice s tehničkim podacima vodećih proizvođača opreme koji su poslužili kao ilustracija određene teme, a koji će svima kojima je to potrebno olakšati odabir opreme. Kada je riječ o normama i propisima, valja spomenuti da su se usporedno s izradom ovog Priručnika u Hrvatskoj konačno počela PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - -
prihvaćati suvremena razmišljanja u području graditeljstva, posebice s obzirom na sprječavanje toplinskih gubitaka što je za posljedicu imalo donošenje normi i propisa iz tog područja koje obuhvaća i tehniku grijanja. Naravno, podaci i odredbe iz tih normi i propisa poslužili su i pri oblikovanju sadržaja ovog djela. Novo je djelo po mnogočemu jedinstveno na našem tržištu, ponajprije stoga što stručna literatura iz područja tehnike grijanja na hrvatskom jeziku baš i nije brojna, a nijedno slično izdanja do sada nije bilo toliko sveobuhvatno (u smislu da su obuhvaćeni gotovo svi dijelovi sustava grijanja) i ni u jedno nisu ugrađeni najsuvremenija domaća i strana dostignuća, norme i tehnički propisi. Na izradi ovog Priručnika korišteni su nebrojeni izvornici iz domaće i strane stručne literature, a bez stalne i uske suradnje s brojnim stručnjacima i njihovih mišljenja, prijedloga, savjeta i primjedbi ovo djelo ne bi ugledalo svjetlo dana. Ipak, dva bi imena valjalo posebno izdvojiti. Na prvom je mjestu mr. sc. Zvonko PAIĆ, dipl. ing. koji je dao brojne stručne (ali ne samo stručne) primjedbe i prijedloge na osnovi svoje dugogodišnje projektantske prakse i usko surađivao u svakoj fazi izrade ovog djela, dok je Robert VUK, dipl. ing. na svega nekoliko stranica sažeo složenu i sve aktualniju problematiku toplinarskih sustava, koji se u sličnoj literaturi također vrlo često zaboravljaju spomenuti. Na kraju, valjalo bi još zahvaliti svima koji nisu bili izrijekom spomenuti, a koji su također izravno ili neizravno sudjelovali na izradi ovog Priručnika, a posebice brojne tvrtke koje su svojim prilozima, stručnim podacima te tehničkom dokumentacijom uvelike olakšali njegovo izdavanje. U Zagrebu, rujna 2005. godine,
T
SADRŽAJ Umjesto uvoda Sadržaj Sustavi grijanja kroz povijest
3 5 11
Fiziološke, termodinainičkei meteorološke osnove sustava grijanja
15
1.1.
Fiziološke osnove
16
1.1.1.
Ugodnost i toplinska ugodnost
16
1.1.2.
Temperatura zraka
17
1.1.3.
Brzina, vlažnost i kvaliteta zraka u prostoriji
20
1.1.4.
Razina aktivnosti i
odjeća
25
1.2.
Termodinamičke
osnove
1.2.1.
Masa, volumen,
1.2.2.
Tlak
29
1.2.3.
Temperatura i toplinsko rastezanje tvari
32
1.2.4.
Energija, toplina, specifični toplinski kapacitet, snaga i
34
1.
gustoća
osoba
27
i protok
učin
27
1.2.5.
Izmjena topline
37
1.3.
Meteorološke osnove
42
1.3.1.
Klimatske
1.3.2.
Zimske projektne temperature i stupanj-dani
47
2.
Voda - osnovni prijenosnik energije u sustavima grijanja
51
2.1.
Osnovna svojstva vode
52
2.2.
Gustoća
55
2.3.
pH vrijednost vode
57
2.4.
Tvrdoća
59
značajke
Hrvatske
42
Boris LABUDOVIĆ, dipl. ing.
4
- - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
i specifični toplinski kapacitet vode vode
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
s
- - -.--
3.
--
- --
- - -----
Proračun toplinskog HRN EN 12831
--
F~
opterećenja prema
3.1.
Osnovne značajke proračuna
3.2.
Proračun
61 62
ukupnih projektnih toplinskih gubitaka grijane prostorije
64
3.3.
Proračun
83
3.4.
Pojednostavljeni postupak proračuna
84
4.
Sustavi grijanja
87
4.1.
Podjela sustava grijanja
88
4.2.
Osnovni pojmovi tehnike grijanja
91
5.
Osnovni energenti u sustavima grijanja
97
5.1.
Plinska goriva
98
5.1.1.
Osnovna svojstva važnijih plinskih goriva
98
5.1.2.
Unutarnje plinske instalacije
100
5.2.
Loživa ulja
103
5.2.1.
Osnovna svojstva loživih ulja
103
5.2.2.
Spremnici za loživo ulje
104
5.2.3.
Sustavi za opskrbu loživim uljem
108
5.3.
Kruta goriva
111
5.3.1.
Ugljen
111
5.3.2.
Biomasa i ogrjevno drvo
112
5.4.
Električna
116
5.4.1.
Osnovne elektrotehničke veličine
116
5.4.2.
Zaštita od strujnog udara
117
5.5.
Sunčeva
121
5.5.1.
Sunčevo zračenje
121
5.5.2.
Osunčanje
122
6
projektnog toplinskog
struja
energija
opterećenja
- - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
,
...
_--
-----
- ~ I:
6.
Izvori topline za sustave grijanja
135
6.1.
Osnovne značajke
136
6.1.1.
Podjela izvora topline
136
6.1.2.
Potrošnja goriva
138
6.2.
Plinski izvori topline
141
6.2.1.
Podjela plinskih izvora topline
141
6.2.2.
Postavljanje plinskih izvora topline u prostorijama
145
6.2.3.
Standardni i niskotemperaturni plinski kotlovi
150
6.2.4.
Kondenzacijski plinski kotlovi
6.2.5.
. . Plinski. plamenici
. 174
6.2.6.
Plinske kotlovnice
183
6.2.7.
Plinske peći
195
6.2.8.
Plinski zagrijači zraka
202
6.2.9.
Plinske infracrvene grijalice
202
6.3.
Uljni izvori topline
209
6.3.1.
Uljni kotlovi
209
6.3.2.
Uljni plamenici
213
6.4. 6.5. 6.6.
Izvori topline na kruta goriva
216
Električni
219
Ostali izvori topline
221
6.6.1.
Solarni sustavi za grijanje .:
221
6.6.2.
6.7.
Toplinske crpke . Sustavi daljmskog grijanja
239 . 246
6.7.1.
Osnovne značajke sustava daljinskog grijanja
6.7.2.
Razvodna mreza
246 . 247
6.7.3.
Toplinske stanice
249
6.7.4.
Priprema potrošne tople vode " kog grijanja ", da lJInS
160
izvori topline
v
pomoću
sustava .. 254
6.7.5.
Mjerenje potrošnje toplinske energije
254
6.7.4.
Individualne toplinske podstanice
256
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
7
r
7.
8.5.
.. . Sustavi površinskog grijanja
259
8.5.1.
Osnovne značajke površinskog grijanja
Razvod sustava grijanja
260
8.5.2.
Materijali za izvođenje cijevnog razvoda Izvođenje spojeva i savijanje
260
Cijevni razvod sustava .. . površinskog toplovodnog grijanja
. 352
Razvod i ostala oprema sustava grijanja
7.1. 7.1.1. 7.1.2.
. 348 348
cijevi cijevnog razvoda
266
9.
Priprema potrošne tople vode
355
7.1.3.
Postavljanje cijevnog razvoda
269
9.1.
Osnovne značajke i podjela sustava
356
7.1.4.
Toplinska izolacija cijevnog razvoda
274
9.2.
7.2.
Armatura
280
Dimenzioniranje sustava za pripremu potrošne tople vode
359
7.3.
Cirkulacijske crpke
283
7.3.1.
Osnovne značajke
283
Oprema sustava za pripremu potrošne tople vode
362
7.3.2.
Odabir cirkulacijskih crpki
291
9.3.1.
Izvori topline i spremnici tople vode
362
Sigurnosna oprema
366
Sustavi centralnog toplovodnog grijanja
9.3.
7.4.
Sigurnosna i regulacijska oprema
294
9.3.2.
7.4.1.
Osnovna sigurnosna oprema sustava centralnog toplovodnog grijanja prema HRN EN 12 828
294
10.
7.4.2.
Ekspanzijske posude
301
7.5.
Dimovodne instalacije sustava grijanja
309
10.1.
Osnovna podjela
372
7.5.1.
Osnovni dijelovi dimovodnih instalacija
309
10.2.
Dimenzioniranje sustava
376
7.5.2.
Osnovne značajke dimnjaka
311
10.2.1.
Crpni dvocijevni sustavi
376
7.5.3.
313
10.2.2.
Gravitacijski dvocijevni sustavi
379
7.5.4.
Izvođenje dimnjaka Priključivanje na dimnjak
315
10.2.3.
Jednocijevni sustavi
381
7.5.5.
Oprema dimovodne instalacije
317
10.3.
Osnove regulacije sustava grijanja
385
7.5.6.
Dimenzioniranje dimovodnih instalacija
318
10.3.1.
" Osnovni zadaci. regu IaCIJe
10.3.2.
Regulacija temperature u prostoriji
385
10.3.3.
Regulacija temperature polaznog voda ovisno o vanjskoj temperaturi
388
10.3.4.
Regulacija temperature potrošne tople vode
390
10.4.
Osnove hidraulike sustava centralnog toplovodnog grijanja
392
Hidrauličko
395
8.
Ogrjevna tijela
323
8.1.
Podjela i osnovne značajke ogrjevnih tijela
324
8.2.
Radijatori
330
8.2.1.
Osnovne vrste radijatora
330
8.2.2.
Odabir radijatora
337
8.3.
Konvektori
342
8.4.
Zidni kaloriferi i zračeći paneli
345
8
----------------
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
10.5.
371
. 385
uravnotežavanje
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
9
~---------II' 11.
Prilozi
11.1.
Veličine i mjerne jedinice
400
11.1.1.
Jedinice Međunarodnog sustava jedinica Anglosaske jedinice i njihova
400
11.1.2.
pretvorba u jedinice SI-ja
399
Osnovni simboli u tehnici grijanja
407
11.3.
Korisni obrasci, tablice idijagrami Obrazac za proračun padova
411
tlaka u cijevnom razvodu
411
11.3.2.
Dijagrami i tablice za određivanje
11.3.2.
Tablica za određivanje lokalnog
linijskog otpora u cijevnom razvodu
li li li
.403
11.2.
11.3.1.
l:
412
otpora u cijevnom razvodu
426
11.4.
Važnije norme i propisi u tehnici grijanja
434
11.4.1.
Norme i strukovni propisi
434
11.4.2.
Hrvatski zakoni i podzakonski propisi
469
Literatura
475
Stručne prezentacije tvrtki
477
10 ------------~-~ PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
I:
li
SUSTAVI GRIJANJA KROZ POVIJEST
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
11
"
IRIJANJE NEKADA I DANAS Često se s pravom kaže kako je potreba za grijanjem jedna od osnovnih čovjekovih potreba. Prvim 'sustavom' grijanja koji je čovjeku bio poznat svakako se može smatrati izlaganje Sunčevim zrakama. Tek nakon 'otkrića' vatre, čovjeku je, osim jednostavnijeg pripremanja hrane, omogućena zaštita od hladnog vremena u svako doba dana i godine. Ognjište, odnosno ložište s otvorenim plamenom u pravilu se nalazilo u središnjem dijelu nastambe i ujedno je služilo za pripremanje hrane i kao sustav grijanja, ali i kao svojevrsno okupljalište manje ili veće društvene zajednice. Prvi složeniji sustavi grijanja na području Europe nastaju tek u antičko doba. Bili su to sustavi centralnog toplozračnog površinskog grijanja koji su bili poznati pod nazivom hipokaustično grijanje. Kao prijenosnik energije pri tome je služio topli zrak koji se zagrijavao u otvorenom ložištu (hipokaustu) koje je bilo smješteno na jednom mjestu u građevini, najčešće u podrumu (poput današnjih kotlovnica). Tako zagrijan zrak se zajedno s dimnim plinovima do prostorija razvodio posebno izvedene šupljine u zidovima i podovima (tubule). U srednjem vijeku u europskim zemljama nije zabilježen neki značajniji pomak u razvoju tehnike grijanja, pa čak se može reći da su hipokaustična grijanja i drugi antički sustavi grijanja pomalo zaboravljeni. Gotovo cijeli srednji vijek u Europi kao izvor topline u nastambama običnog puka služi otvoreno ognjište postavljeno u središte prostorije, a u kućama plemenitaša otvoreni kamin postavljen u prostoriji u kojoj se najčešće boravilo (u pravilu u središnjem dijelu građevine), dok se ostale prostorije ili nisu grijale uopće ili su se grijale tako što je uz njih prolazio dimnjak. Do novih rješenja u tehnici grijanja započinje tek u doba većeg naseljavanja u gradove, u kojima je nekontrolirani otvoreni plamen lako mogao izazvati požar. Prvo veliko poboljšanje predstavljale su kaljeve peći, koje su se uz određene tehničke izmjene i poboljšanja održale do danas. Najznačajnije novosti pojavljuju se u 18. stoljeću. Godine 1716. u Švedskoj je izveden prvi sustav centralne pripreme potrošne tople vode (Triewald), a 1745. godine u Engleskoj je izveden prvi sustav parnog grijanja. Godine 1763. proizvedena je 12
~-~--------~--~- PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE
--
(t~-,I.--
1
---
-
---------------
prva peć na drva s povećanom učinkovitošću (tzv. berlinska peć) kao posljedica velike nestašice energenata (ogrjevnog drva zbog nekontrolirane sječe šuma) u tadašnjoj Pruskoj, a 1770. godine glasoviti izumitelj James Watt za grijanje svojih pogona počinje koristiti radijatore s parom kao prijenosnikom energije, dok 1777. godine u Francuskoj započinje primjena centralnog toplovodnog grijanja u inkubatorima za uzgoj pilića i u staklenicima. Potkraj 18. stoljeća konstruirani su prva željezna peć i lijevanoželjezni kotao. U prvoj polovici 19. stoljeća postavljene su tehničke osnove sustava vrelovodnog (Perkins, 1831. godine) i toplovodnog grijanja (Paalcov, 1833. godine). U istom je razdoblju izveden i jedan od prvih sustava centralnog toplovodnog grijanja (u glasovitom dvorcu Neuschwannstein u južnoj Bavarskoj). Godine 1860. u SAD-u započinje tvornička proizvodnja lijevanoželjeznih kotlova i radijatora, a posljednja desetljeća 19. stoljeća donose pravu ekspanziju proizvođača opreme za grijanje, od kojih su neki opstali i do danas. Osim promjena u tehnologiji izrade i izvedbe, u to vrijeme dolazi i do promjena u gorivu. Do tada isključive energente kao što su drvo, biljni otpaci, životinjski izmet i treset polako počinju zamjenjivati fosilna goriva: najprije ugljen, a zatim nafta i plin. Tehnički razvoj u 20. stoljeću donosi brojne novosti. Izgrađuju se prve toplane i toplinarski sustavi: parni u Dresdenu 1901. godine i toplovodni u Plauenu (također u Saskoj) 1906. godine. Godine 1930. konstruirana je prva cirkulacijska crpka za sustave grijanja (Oplaender). Već u to vrijeme su primijećene prednosti centralnog toplovodnog grijanja, koje najveći zamah doživljava pedesetih godina prošlog stoljeća, u doba poslijeratne izgradnje te povećane industrijalizacije i urbanizacije brojnih europskih zemalja. U vrijeme nakon drugog svjetskog rata dolazi do sve veće primjene novih tehnologija i značajnog porasta životnog standarda velikog dijela svjetskog stanovništva. Sustavi grijanja se sve više povezuju sa sustavima pripreme potrošne tople vode. U doba tzv. energetskih kriza sedamdesetih godina prošlog stoljeća dolazi do velikih promjena u tehnici grijanja jer osnovni zahtjev postaje istodobno smanjivanje potrošnje goriva uz očuvanje ugodnosti boravka u prostorijama. Tada nastaju prvi niskotemperaturni kotlovi i počinje se primjenjivati regulacija u ovisnosti o vanjskoj temperaturi. U isto se vrijeme u razvijenim zemljama Zapadne Europe počinju donositi propisi o smanjivanju toplinskih gubitaka građevina, odnosno poboljšavanju njihove toplinske izolacije čime se stvaraju PRIRUČNIK
ZA CR lJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
-
--
l' l! l,
I'
li
J li
'!:
pretpostavke za primjenu niskotemperaturnih sustava grijanja (npr. podnog i drugih površinskih grijanja). Sljedeći veliki korak u razvoju tehnike grijanja predstavljaju kondenzacijski kotlovi, čija primjena započinje početkom 90. godina prošlog stoljeća. Koriste se uz niskotemperaturne sustave grijanja (npr. s temperaturama polaznog i povratnog voda 50/60 ili čak 35/45 "C), a u posljednje su vrijeme česti u kombinaciji sa solarnim sustavima. Kao gorivo u njima se najčešće koristi plin, iako su sve češće i izvedbe na loživo ulje. U najvećem broju slučajeva, izvode se za postavljanje na zid, iako ni podne izvedbe (osobito za veće učine) nisu rijetke. Zbog svega toga se može očekivati da će oni, uz veća ili manja poboljšanja, barem još desetak godina biti standardno rješenje za sustave grijanja. Kada je riječ o sustavima grijanja budućnosti, mogu se primijetiti neke naznake daljnjeg razvoja. Jedna od njih svakako je povezivanje sustava grijanja sa sustavom za decentraliziranu proizvodnju električne energije, odnosno primjena kogeneracije, primjerice pomoću malih kogeneracijskih postrojenja u bloku, kotlova s gorivim ćelijama ili Stirlingovih motora. Isto tako, u posljednje se vrijeme može primijetiti sve veća težnja za primjenom energije iz obnovljivih izvora, primjerice pomoću solarnih sustava ili toplinskih crpki. Naravno, za veću primjenu takvih suvremenih rješenja i kod nas, uz odgovarajuće norme i propise (i njihovo pridržavanje), bit će potrebni i određeni novčani ili slični financijski poticaji kao što je uobičajeno u razvijenim zemljama.
t4
----------------
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
1. FIZIOLOŠKE, TERMODINAMIČKE I METEOROLOŠKE OSNOVE SUSTAVA ORIJANJA
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE
------------~~--
tS
---~---------------""""=""""'------------------I
1.1.2. Temperatura zraka
t.t. FIZIOLOŠKE OSNOVE 1.1.1. Ugodnost i toplinska ugodnost Ugodnost (komfor, udobnost) je svijest jedne ili više osoba o ugodnoj okolici i njezino je postizanje osnovni zadatak svakog sustava grijanja, ventilacije i klimatizacije. Ona je subjektivan i individualan osjećaj, odnosno nemjeriva veličina, a kada je riječ o sustavima grijanja (ali i ventilacije ili klimatizacije) uglavnom se misli na toplinsku ugodnost. Toplinska ugodnost je određena s nekoliko osnovnih čimbenika: • temperaturom zraka u prostoriji • srednjom temperaturom ploha prostorije • kvalitetom zraka u prostoriji • vlažnošću zraka u prostoriji • brzinom zraka u prostoriji • razinom buke u prostoriji • namjenom prostorije • razinom i vrstom aktivnosti koje se odvijaju u prostoriji • odjećom osoba koje borave u prostoriji. Svaki od tih čimbenika vezan je uz barem jedan od tri pojma iz čijeg međudjelovanja proizlazi pojam 'ugodnosti': • osobu: od koje polazi sam osjećaj ugodnosti • prostoriju: u kojoj je potrebno stvoriti osjećaj ugodnosti • sustavi grijanja (i/ili ventilacije i/ili klimatizacije): kojima je zadatak postizanje ugodnosti.
Temperatura zraka je jedan od najvažnijih čimbenika ugodnosti, pri čemu se neke njezine vrijednosti mogu opisati kao ugodne, a druge kao neugodne ili nepodnošljive (tablica 1.1). Preporučljive vrijednosti temperature zraka u prostoriji ovisno o vanjskoj temperaturi mogu se pronaći u normama, smjernicama i propisima (tablice 1.2 i 1.3). Tablica 1.1 Utjecaj temperature zraka na čovjeka, odnosno na osjećaj ugodnosti (prema R.G. Nevinsu) [9]
{}zr,OC
temperature
< 11,5
vrlo hladno
11,5 -15,5 15,5- 20
20 - 23 23 - 26,5 26,6 - 30,5 30,5 - 35 35 - 38 38 - 40,5
Glavni utjecaji na (toplinsku) ugodnost u prostoriji se dijele u nekoliko osnovnih skupina: 1. toplinski: temperatura zraka u prostoriji, srednja temperatura ploha prostorije, brzina strujanja i relativna vlažnost zraka u prostoriji 2. kemijski: izvori mirisa (smrada), prašina, plinovi, dim i sl. 3. fizikalni: razina buke, elektrostatičko opterećenje 4. optički: svjetlost (prirodna i umjetna, od rasvjete) i tama, boje, biljke, unutarnje uređenje prostora 5. ostali: odjeća i obuća, aktivnosti, zdravstveno stanje, vrijeme zadržavanja osoba itd. 16 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE
osjećaj
temperatura zraka
>40,5
prilično
ugodnosti neugodno
djelovanje (*) fiziološko • drhtanje mišića
• sušenjekapilara u udovima ne sasvim • povećani gubici ugodno topline hladno • potrebno je utopliti ili kretati se prohladno • normalna regulacija ugodno tjelesne temperature neutralno • znojenje toplo ne sasvim • proširenje potkožnih ugodno vrlo toplo kapi/ara vruće • povećano znojenje neugodno • povećana cirkulacija vrlo vruće krvi • brz PQrasHjelesne nepodnošljivo nepodnošljivo temperature • prestanak regulqcije temperature tijela hladno
na zdravlje • prestaje potkožna cirkulacija krvi • lagani bolu mišićima
• povećano
Isušiva~jekože
• normalno stanje • mogućnost toplinskog udara • smetnje uradu srca • opasnost toplinskog udara • kolaps, prekid optoka krvi
Legenda: (j osoba pri tome miruje i dulje je izložena spomenutim uvjetima temperature uz vlažnost zraka 50%
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
11
,
r.
- - - - --
-:-~~-
I' I
pri
ljeto
zima vrijednosti ~::)co-
Razina aktivnosti i odjeća osoba su nefizikalni čimbenici s velikim utjecajem na osjećaj ugodnosti. Osim odjeće i razine aktivnosti, uz pojam osobe veže se i vrijeme boravka u prostoriji koje također značajno utječe na osjećaj ugodnosti. Aktivnost osobe uzrokuje odavanje topline, što izravno dovodi do povećanja toplinskog opterećenja prostorije pa se razina aktivnosti kao nefizikalna veličina može brojčano prikazati iznosom topline koju osoba odaje pri određenoj aktivnosti (tablica 1.5).
'" e: ~ ~.~
'5" ~tJoC: ~ ~ Qj ~
~ ~~ )( e :a.-s: ~~~ ~
I
-c:::
~c:i' ""'>"'"
l'l
SO
... '"
o, I{}---~
,'-"'" • ~,
VlROvmCA. .. l OSIJEK (,
":.' I
',-~
"
"KARLOVAC
ICE
SISAK GUIJN
,.......,
PAJ
::="
en
Bjelovar
Dubrovnik
Gospić
....
:!!
'"
e 0< :z
Karlovac
:>o: N :1:0
o
'" c::
Osijek
:1:0
:z em
temperatura zraka, °c relativna vlažnost zraka, % brzina vjetra, m/s temperatura zraka, "C relativna vlažnost zraka, % brzina vjetra, m/s temperatura zraka, °c relativna vlažnost zraka, % brzina vjetra, m/s temperatura zraka, "C relativna vlažnost zraka, % brzina vjetra, m/s temperatura zraka, °c relativna vlažnost zraka, % brzina vjetra, m/s
-1,1 87 . 1,6 8,8 61 3,6 -1,7 85 1,2 -0,6 88 0,9 -1,2 89 1,6
e.:>
..>.::
~
Tablica 1.13 - nastavak
mjeseci grad
podatak
02'
co
' cl)
:55'
Šibenik
Varaždin
Zadar
'" e '"
C'><
z
:o::
Zagreb
N
~ >
(Grič)
:rc::>
'2'
'2'
co" ""'oS'
co
N
"o
o o>
'2'
..o
co
o
'S;
en
-
een
o
"2'
.8 en
10,5
13,9
18,7
22,5
25,4
24,9
21,4
16,9
60 4,7
59 4,2
59
56 3,0
49
52
3,5
3,1
58 3,3
9,9
13,4
18,0
21,6
24,5
3,0 24,0
20,5
16,2
"2'
co
C.
58
58
3,9
3,4
58 2,6
57 2,1
5,4
10,3
15,1
74
70
2,5
69 2,7
9,4 72
N
temperatura zraka, °C 7,6 8,2 relativna vlažnost zraka, % 60 ' 60 brzina vjetra, m/s 4,5 5,0 temperatura zraka, °C 6,6 7,5 relativna vlažnost zraka, % 60 58 brzina vjetra, mIs 4,4 4,4 temperatura zraka, °C -1,3 1,3 relativna vlažnost zraka, % 84 80 brzina vjetra, mIs 2,0 2,4 temperatura zraka, °C 6,7 7,4 relativna vlažnost zraka, % 72 71 brzina vjetra, m/s 2,4 2,6 temperatura zraka, °C 0,5 3,1 relativna vlažnost zraka, % 79 73 brzina vjetra, mIs 1,5 1,8
Split (Marjan)
...
co > co
c.
'"
,
,
, o,
--'" J:,. ce cc o:> ,..;;;;.,I"
,
, --'" ~ ~ o:> co O
O
,
,
~ co co
..;.,J",
o,
~
~
.j::o.
~
, --'"
ce
Q:
,
::I
--'"
CD
ce
CD
3
'c
CD .... Q)
e
ja
°
(")
C:a5(j)~i;;I
:J:::>;-::l::l0'
~S2."O~::: m~(I)(I)o
.... OIi>
Cil"oQl III :>;.-,."0 .... Q~S:;d:"" • (1)' (lj (ji' """ ct> c: :>;-
Et
s" (I)
_o
(JJ cc -O C '"o ..... .....
3 =: '"o O =: O I:ll = O ~o I:ll ~. ::J::Jo.CD::JCD 0 @ 05 O O 9: 05 0 ~
so. s3 e s CD al.
o ::J e < zr 05" .., CDO) CD o.-N CD C ~. 3 I:ll ~" ::J I::r'"O CD ..... CD~ \ (JJ ..... c' 0CDI:ll ::::;0 N ;:>\ (JJ ~ O I:ll CD _o ::J ::J :::!:CDCI:ll
•
3 (JJ ~. -;+ ::J -::J::r ~o CD 1:ll~::J ~ - ::J ~o CD _o CD I:ll 3 CD::r t::L '"o _o ~ ~o _o CD NI:ll::r_::riri I:ll N o. N '"O~" =: C ..... ::rQ?.3 CD O '"o O (JJ iri o < 2s: < ()\;:>\ _. ~ CD o
1il
550~CC3
(JJ _o ..... (JJ 8";:>\ I:ll (JJ C ..... CDChCD (JJ =: ........ CD N CD ::J O < N CD ::J ::J I:llI:ll2S:CDCD
or
:::0
-w ~
....
...El
~
GO
...
""CI'
.2.
-... -...... GO
~
: :ll
GO
GO
El
""CI'
GO D
c:
GO
_.c:
""CI' D ::ll I
AD ::ll
l:
I, vrijednosti koje su bile uobičajene do početka devedesetih ili pa k vrijednosti prema ASHRAE-u (tablice 1.14 i 1.15). Stupanj-dan grijanja je veličina koja se koristi za utvrđivanj e, uspoređivanje i kontrolu potrošnje topline u sezoni grijanja u neko m području. Stupanj-dan u sezoni grijanja jednak je umnošku bro ja dana s grijanjem i razlike srednje temperature u prostoriji i sredn je vanjske temperature:
Tablica 1.16 Broj dana grijanja i stupanj-dani grijanja za nekoliko gradova u Hrvatskoj (prema Tehničkom propisu o uštedi toplinske energije i toplinskoj zaštiti u zgradama, NN 79/2005) [27J
grad
broj dana grijanja z
stupanj-dan grijanja Gl
202.2 156,2 209.3 200,3 200,2 201,6 191,8 190,8 201,3 202,1 168,4 176,5 204,6 183,5 197,1
3198~3
I'
1537,1 3535,6 3082,9 3134,4 3121,2 2268,4 2266.1 3118,4 3167,9 1749,3 1931,5 3269,7 1982,1 2892,4
l,
Gospić
Gt
=
L
Karlovac (rtzr,sr -rtok,sr,i),
Osijek Požega
i~1
pri
čemu
Gl
-
z
-
rtzr.sr rtok,sr -
su: broj stupanj-dana u sezoni grijanja (tablica 1.16) ukupan broj dana u sezoni grijanja (tablica 1.16) srednja temperatura zraka u prostoriji (= 20 dc) srednja temperatura okolnog (vanjskog) zraka tijeko m pojedinog dana u sezoni grijanja, DC.
t
Zagreb
sjeverna zemljopisna širina, o istočna zemljopisna dužina, o nadmorska visina, m standardni tlak, bar zimska projektna temperatura suhog termometra, DC ekstremne srednje zimske temperature suhog termometra, DC ekstremna brzina vjetra,
t
mis
Split 43,53 16,30
Pula 44,90 13,92
63 1,0057
-13,2
21 1,0107 -1,9
-16,5
-7,1
-6,2
7,2
8,4
9,4
45,73 16,07 107 1,0005
Šibenik Varaždin Zadar Zagreb (Grič)
gradovi
vrijednosti
Pula Rijeka Sisak Slavonski Brod Split (Marjan)
:
Tablica 1.15 Zimske projektne temperature i drugi podaci potrebni za proračun sustava grijanja za tri grada u Hrvatskoj (prema ASHRAE-u) [21J
li
Bj~lovar
Dubrovnik
z
li
II I;
li li I:
I' I' l· i: II
I".
i' "
li li
Nepomene; - podaci vrijede za srednju temperaturu zraka u prostoriji 20 °C i za srednju dnevnu vanjsku temperaturu zraka početka i završetka rada sustava grijanja 15 °C
-. I
Napomena: - podaci vrijede za lokaciju mjerne postaje
48 - - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK
ZA GRIJAN JE
L
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
49
I. VODA • OSNOVNI PRIJENOSNIK ENERCIJE U SUSTAVIMA CRIJANJA
so
--------~
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - -
S1
2.1. OSNOVNA SVOJSTVA VODE Voda (HP) je jedna od najčešćih tvari na Zemlji i pri uobičajenim uvjetima tlaka i temperature i u kemijski čistom stanju je kapljevina bez boje, okusa i mirisa. U vodi koja se nalazi u prirodi redovito se nalaze otopljene razne tvari (plinovi, metali, nemetal i i sl). Neke važnije fizikalne konstante vode su sljedeće: • molarna masa: M = 20,032 kg/kmol • gustoća pri 4 °C i 1,013 bar: p = 1000 kq/m" • temperatura ledišta pri 1 bar: 19; = O °C • temperatura vrelišta pri 1 bar: {}v = 100 °C • specifični toplinski kapacitet pri 15 °C: e = 4187 J/(kg K) • toplina taljenja (smrzavanja): s = 333 kJ/kg • toplina isparavanja (ukapljivanja): r = 2257,2 kJ/kg.
• trajna točka (0,0098 °C i 0,01 bar, odnosno 610,7 Pa) je ona u kojoj se sijeku sve krivulje napetosti i u kojoj sva tri agregatna stanja vode mogu postojati istodobno.
!
!
!
_ područje čvrstog agregatnog_-±..o~=---+--_ tlakp, bar stanja - pothlađeni led , _!\ed
i I
10000
'ia~\\e~\{\a
I
'~()S\\ I
,L~a~e
I
I
'd~~ I
l
!
!
!
j
100-
II
pothlađena kapijevina
i
Agregatna stanja vode, odnosno njezine pojavnosti ovisno o tlaku i temperaturi mogu se prikazati u p-i} dijagramu promjene stanja, u kojemu su bitne dvije točke (il. 2.1): • kritična točka (374,1 °C i 221,29 bar) je ona u kojoj završava krivulja napetosti kapljevina-para i u kojoj nestaju razlike između kapljevitog i plinovitog stanja
S2 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
l
I
uObičaJ'enb pOdručJ'e;,1
ii : !
kritična
!
i221,29 bar
i I i
točka:
i i 374,1 °C I
i
I I 1Or---~'777777:m::r77)7/-ii-----+-----+-I tlak: In,013 bar I I
Promjene agregatnog stanja su: • smrzavanje, odnosno taljenje (pretvorba iz vode u led, odnosno obratno) • isparavanje, odnosno ukapljivanje ili kondenzacija (pretvorba iz vode u paru, odnosno obratno) • sublimacija, odnosno desublimacija (pretvorba iz leda u paru, odnosno obratno).
I
i
područje kapljevitog agregatnog stanja - !
1000
primje e vode
Ovisno o okolnim uvjetima tlaka i temperature, voda se u prirodi pojavljuje u tri osnovna agregatna stanja: • kapljevitom • plinovitom (vodena para) • čvrstom (led).
I
I
atmosf~rski
'-L
i
I
I
I
I I 0,1 1---1---f----+----+---+----1-vrelištb: 100 DC l l i ledište: Oi DC I
!! I I
I I
I
I
I
i
I
l
I
I
- krivuUa napetosti kapljevina - para I
I trajna tOQka: 0,01 ~ar i O,009~ °C I
j
0,001
I
I o
!
I!
I . I . ,I . područje plinovitog krivulja rapetostl I agregatnog stanja - _ led i para I pregrijana para
I
!
l
100
200
I
:
300 400 temperatura it, DC
Ilustracija 2.1 Dijagram promjene stanja vode
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
S3
t._,~_~
Pri uvjetima atmosferskog tlaka (1013 mbar) važne su još dvije točke:
- vrelište vode (100 "C) pri čemu dolazi do isparavanja vode (odnosno ukap ljivanja pare) - ledište vode (O "C) pri čemu dolazi do smrzavanja vode (odnosno taljenja leda). Pri tome je još važno spomenuti ovisnost vrelišta o stvarnom okolnom tlaku: - ako JOe p stv > p A onda je ffv > 100 °C (tj. voda vrije tek iznad 100 "C) - ako J'e p stv < p A onda je ffv < 100 °C (tj. voda vrije i ispod 100 "C),
r
2.2 SUSTOĆA I SPECIFiČNI TOPLINSKI KAPACITET VODE Gustoća, odnosno njezina promjena s temperaturom je bitno fizikalno svojstvo vode kada se radi o sustavima grijanja i drugim tehničkim sustavima (tablica 2.1). Anomalija vode je pojava kada se njezina gustoća u području temperatura većih od 4 °C zagrijavanjem smanjuje i hlađenjem povećava, dok na 4 °C postiže najveću vrijednost i iznosi 1000 kq/rn", a daljnjim se hlađenjem (i nakon smrzavanja na O "C) i dalje smanjuje, za razliku od svih drugih tvari (tablica 2.2)0
i
,i
I,
i
Tablica 2.1 Gustoća i specifični volumen vode ovisno o temperaturi
temperatura, °C -50 (led)
°(led) °4
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 (para)
gustoća,
kg/dm 3
0,89 ,0,9167 0,9998 1,0000 0,9996 0,9982 0,9956 0,9922 0,9880 0,9832 0,9777 0;9718 0,9653 0,9583 0,0006
specifični
I
i"
volumen, 1,1240 1,0906···· 1,0002 1,0000 1,0004 1,0018 1,0044 1,0079 1,0121 1,0171 1,0228 1,0290 1,0359 1.,0435 1673
i
dm 3/kg
.
Specifični
toplinski kapacitet vode je najveći od svih poznatih tvari i iznosi c = 4187 J/(kg K). Zbog toga vodi treba razmjerno više vremena za zagrijavanje od bilo koje druge tvari i ona mnogo dulje predaje toplinu okolici, što je razlog zašto je voda glavni prijenosnik energije u sustavima grijanja.
S4 - - - - - - - - - - - - - - - ...
.,
~
_
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
ss
Tablica 2.2 Ponašanje vode pri zagrijavanju i h/ađenju [BJ
2.J. pH VRIJEDNOST VODE
promjena volumena, % posljedice u prirodi i tehničkim sustavima • led pliva na vodi • velik porast volumena leda može uzrokovati smrzavanje (pretvorba vode u led) +9,06 pucanje zatvorenih posuda, spremnika i cijevi (osobito u području od -2 do -6 "C) koje stoga treba izolirati • topla voda jemanje gušća pa se uzdiže prema gore (cirkulacija) +4,35 zagrijavanje vode • uzatvorenim posudama i spremnicima dolazi do povećanja tlaka • vrlo veliko povećanje tlaka u zatvorenim spremnicima isparavanje (pretvorba vode u paru) +167300 i posudama zbog čega se npr. ugrađuju sigurnosni ventili proces
pH vrijednost je važno svojstvo vode kada se radi o sustavima grijanja jer o njemu ovisi koliki će biti utjecaj na materijal instalacije. pH vrijednost je jednaka udjelu slobodnih vodikovih iona (H+) i pokazuje koliko je voda (i bilo koja druga kapljevina) kisela, neutralna ili lužnata i u kojem iznosu. Razlaganjem vode nastaju električki pozitivni vodikovi (H+) i negativnihidroksidni ioni (OH-):
H20 .,..... H+ + OH-o Pri tome H+ ioni imaju kiselo, a OH- ioni lužnato djelovanje. Ako u nekoj otopini (što je, zapravo, prirodna voda) ima više H+ od OHiona, ona je kisela, što se dokazuje narančastim obojenjem indikatora. Ako je pak OH- iona više od H+ iona, otopina je lužnata, što se dokazuje plavim obojenjem indikatora. pH vrijednost je matematički određena kao dekadski logaritam apsolutne vrijednosti udjela mase H+ iona u 1 I vode. Pri tome ravnotežna, odnosno neutralna vrijednost iznosi 10- 7 g/I, odnosno tada je pH = 7. pH vrijednosti se mogu grafički prikazati u ljestvici od O do 14 pri čemu su vrijednosti podijeljene u tri područja (il. 2.2): • pH = 7 - neutralno područje • pH < 7 - kiselo (bazično) područje • pH > 7 - lužnato (alkalično) područje. Kada se voda nalazi u kiselom području (pH < 6,8), može doći do šteta na instalacijama, dok je voda u lužnatom području (pH> 7,8) štetna za organizme (nadražuje pa i oštećuje kožu i sluznicu). Zbog toga treba težiti tome da se pH vrijednost vode za primjenu u sustavima grijanja kreće oko neutralnog područja.
56 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
57
i
lt I
il!l il I:
li
II
l'
---------------fi:
~r
I
2.4. TVRDOĆA VODE Tvrdoća
Q)
c:: ;N
Q)
3
;(3"
2
pH-vrijednost primjeri '
:::J
~
~
:::J
O
~
pri čemu su: f g1 - korekcijski faktor koji u obzir uzima utjecaj godišnjih promjena vanjske temperature (= 1,45, uobičajena vrijednost)
t. _ ffzr,pro]·-ffok,sr, 9 92 -
ff zr,proj
-
ffok
:52 m .!: C.
+"'
eQ)
Uekv
Q)
m
~ ~
.!:
:g Q)
-a
p
,
cv) cv)
,
" cr.; ~
~
t.'>
Pri određivanju vrijednosti koeficijenta prolaza topline građevinskih elemenata (poda ili zidova) koji su u doticaju s tlom koristi se karakterističan parametar koji se određuje jednadžbom:
BI
o
c. S ~
co ci '0' c:x::-
:=-
ffok,sr,g - srednja godišnja vanjska temperatura, "C (tablica 1.13) A - površina pojedinog građevinskog elementa (poda ili zida) koji je u doticaju s tlom, m2
ec-
% cr.;
S
- temperaturni redukcijski faktor koji u obzir uzima razliku srednje godišnje vanjske i vanjske projektne temperature
:::5 SZ co N co eQ) E
67
:::J
Tablica 3.1 - nastavak CI"
oo
građevinski
element
koeficijent
toplinski
ukupni
debljina
toplinske
otpor
koeficijent
sloja
vodljivosti
sloja
prolaza
d, m
slola x,
R,
topline U,
W/(m K)
m2 K/W
W/(m 2 K)
opis
kod 3
neizolirani vanjski zid unutarnji površinski otpor (vodoravni prolaz topline)
-
-
0,13
-
0,01
0,35
1
gips laka opeka
0,2
0,8
-
62
vanjski površinski otpor (vodoravni prolaz topline)
-
-
0,03 0,25 0,04 0,45
2,229
0,13
61 11
ukupne vrijednosti
11 61
0,21 unutarnji pregradnizid unutarnji površinski otpor (vodoravni prolaz topline) gips
11 neprozračivani
41
... :2 :z
...
o m
LO
...
r-:~ N N m N o c: co > o co c: o cl. m r--
....o N
N
e
:52 en en I-m ~ [;j
E
c'")
...
Projektno toplinsko opterećenje se za grijanu prostoriju, dio zgrade
ili cijelu zgradu proračunava kako bi se odredio potreban učin izvora
N
topline sustava grijanja.
g ~
N N
c'")
N
m 3
o
D.. Q)
e::
..
~ ..a o -C
~ ..a O -C
~ ..a o -C
Izvor topline je glavni dio sustava grijanja i u njemu dolazi do pretvorbe energije iz njezinog primarnog oblika ili izvora (npr. kemijske energije goriva, električne, Sunčeve itd) u toplinu. U lokalnim je sustavima grijanja objedinjen s ogrjevnim tijelom, tj. njime se prostorija zagrijava izravno (npr. plinska peć, kamin na drva, električna grijalica i sl), dok kod centralnih sustava grijanja izvor topline najprije zagrijava prikladni prijenosnik energije koji se potom do ogrjevnih tijela smještenih u prostorijama prenosi odgovarajućim razvodom (npr. etažno grijanje s plinskim kotlom). Ložište je dio izvora topline u kojemu dolazi do pretvorbe kemijske energije goriva u toplinu procesom izgaranja. Toplina se pri tome pomoću odgovarajućeg izmjenjivača topline prenosi izravno na prostoriju ili na prikladni prijenosnik energije.
~o:> '" ,t)
::l
: Q)
.~
,t)
::l
o
'[ii'
-g
:>
..a
ii; N =Cil o o
~
~
o u
'"
ou
::l
.~
I
l
~ ..a o -C
..a o -C
Razvod je dio centralnih sustava grijanja koji služi za prijenos toplinske energije do prostorija pomoću odgovarajućeg prijenosnika energije (najčešće tople vode). Prijenosnik energije ili ogrjevni medij je tvar koja u centralnim sustavima grijanja služi za prijenos energije od izvora topline do ogrjevnih tijela smještenih u prostorijama. Kao prijenosnik energije uglavnom se koriste topla ili vrela voda, para ili topli zrak.
al' c: : ON co
o
1;)
:~
ID .cl .cl
o "e6cl $: .cl
co co -'
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - -
99
Ukapljeni naftni plin (UNP, propan-butan) je smjesa zasićenih ugljikovodika propana (C3HJ i butana (C4H 10) , odnosno njegovih izomera te raznih primjesa u različitim omjerima. Pri normalnim je uvjetima plinovit i teži od zraka, a ukapljuje se pri prilično niskim tlakovima (od 1,7 do 7,5 bar). Proizvodi se rafinerijskom preradom nafte i naftnih plinova ili obradom sirovog prirodnog plina. Skladišti se i prevozi u kapljevitom, a koristi u plinovitom stanju. Neotrovan je, bez boje i mirisa (pri proizvodnji mu se dodaje odorant), ima uske, ali niske granice eksplozivnosti, a kako je teži od zraka (d > 1) skuplja se pri podu prostorije i vrlo lako taloži u podrumima, raznim oknima, rovovima i sl.
dovod plina ogranak co .f: ci. -c o
6 p
> N
~
14
1. kat dovod plina
'6 o > N
Gradski plin je nekada bio osnova plinskog gospodarstva, ali se njegova primjena posvuda napušta (u Hrvatskoj se koristi još samo u Rijeci i Puli). Danas se proizvodi termokatalitičkim procesima iz ugljikovodika (iz nafte, prirodnog ili ukapljenog naftnog plina). Njegova je osnova vodik (H2), a sadržava i oko 10% ugljičnog monoksida (CO) pa je vrlo otrovan.
ogranak
:::J
co .f: ci.
priključak
-c o
trošila
> N
~
PRIZEMLJE dovod plina
S.I.2. Unutarnje plinske instalacije Unutarnje ili kućne plinske instalacije čini sustav cjevovoda, zapornih, mjernih, regulacijskih i sigurnosnih elemenata, trošila te elemenata za dovod zraka za izgaranje i odvod dimnih plinova koji je u nekom stanu, obiteljskoj kući, stambenoj ili poslovnoj zgradi ili nekoj drugoj građevini koji je namijenjen za korištenje plina kao energenta, primjerice, za pripremu hrane, za sustave grijanja i pripreme PTV-a i sl. (il. 5.1). Prema HSUP P-600, unutarnjim se plinskim instalacijama smatraju svi spomenuti elementi od glavnog zapora do ispusta sustava za odvod dimnih plinova.
I I
2. kat
15
priključak
plinskog ložišta 16
kućni priključak
ulični
14
5
5
9
10
PODRUM
plinovod
Legenda: 1. prijelazni komad PE-čelik 2. zaštitna cijev 3. T-ogranak za čišćenje i ispitivanje 4. glavni zapor 5. slavina 6. plinomjer 7. vanjski ukopani zapor 8. manometar
9. filtar 10. regulator tlaka 11. sigurnosna sklopka za plin 12. elektromagnetski ventil 13. trošilo: plinsko ložište 14. trošilo: plinski štednjak 15. trošilo: plinski protočni zagrijač vode 16. dimovadna instalacija
Ilustracija 5.1 Primjer unutarnje plinske instalacije [16J
100 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - -
101
Nekoliko osnovnih pojmova je važno kada je riječ o unutarnjim plinskim instalacijama: • opteretivost voda: najveći protok plina kroz neki plinski vod pri istodobnom pogonu svih priključenih trošila (u m3/h) • kućni priključak ili dovod plina: dio instalacije od uličnog plinovoda do glavnog zapora, odnosno do kućnog. regulatora tlaka (ako postoji) • razvod nemjerenog plina: dio instalacije od glavnog zapora do plinomjera, uključujući ulaz i priključak plinomjera • razvod mjerenog plina: dio instalacije od izlaska iz plinomjera do slavine ispred plinskog trošila, uključujući ogranke • priključak trošila: dio instalacije od slavine ispred trošila do njega. Priključci
trošila pri tome mogu biti: • čvrsti - sastoje se od: plinske slavine navojno spojene na ogranak i čvrste ili savitljive cijevi između slavine i trošila, pri čemu je razdvajanje priključka moguće samo alatom • slobodni - sastoje se od: specijalne ili standardne slavine, savitljive (čelične lli armirane gumene) cijevi i spoja na plinsko trošilo (ne na ložište!), pri čemu se spoj savitljive cijevi i slavine može rastaviti rukom, a konstruiran je tako da pri tome ne može doći do istjecanja plina.
T
5.2. LOŽIVA ULJA 5.2.1. Osnovna svojstva loživih ulja Loživo ulje je tekuće gorivo koje se dobiva frakcijskom destilacijom sirove nafte, a koristi se u malim i velikim energetskim postrojenjima (sustavi grijanja i pripreme PTV-a, industrijske energane, termoelektrane itd). Po kemijskom se sastavu najvećim dijelom sastoji od ugljika (oko 86%), a ostatak čine vodik (11 - 13%), kisik i dušik (0,5 - 1%) itd. Prema hrvatskim se propisima loživa ulja mogu podijeliti u nekoliko osnovnih skupina s obzirom na fizikalno-kemijska svojstva i namjenu (tablica 5.2): • ekstralako loživo ulje (EL): destilatno gorivo namijenjeno za izvore topline koji su opremljeni isparnim i pretlačnim plamenicima bez mogućnosti za njegovo predgrijavanje (tj. za sustave grijanja i pripreme PTV-a), a boji se crvenom bojom kako bi se lakše moglo prepoznati i time onemogućile zlouporabe • lako specijalno loživo ulje (LS): pretežno destilatno gorivo namijenjeno za izvore topline u sustavima grijanja i industriji • lako loživo ulje (L): miješano (destllatno i ostatno) gorivo namijenjeno za izvore topline koji imaju mogućnost za njegovo predgrijavanje pri skladištenju i uporabi • srednje loživo ulje (S): ostatno gorivo namijenjeno za izvore topline u industriji (industrijske peći) i energetska postrojenja koja imaju mogućnost za njegovo predgrijavanje pri prijenosu, skladištenju i uporabi • teško loživo ulje (T): ostatno gorivo namijenjeno za velike izvore topline u industriji (industrijske peći) i velika energetska postrojenja koja imaju mogućnost za njegovo predgrijavanje pri prijenosu, skladištenju i uporabi • ekstrateško loživo ulje (ET): ostatno gorivo namijenjeno za velika energetska postrojenja u industriji. Osim standardnih loživih ulja, postoje i tzv. niskosumporna loživa ulja čije su značajke gotovo jednake, osim što udio sumpora iznosi najviše 1% pa zadovoljavaju zahtjeve koje propisuje EU.
102 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - 103
T
Tablica 5.2 Osnovna svojstva ekstralakog i lakog specijalnog loživog ulja (prema internoj normi INA N 02-015) [1 l]
I
loživo ulje ekstralako
značajke
donja ogrjevna vrijednost, kJ/kg gustoća
pri 15°C, kg/m plamište, °C
3
16.4. - 30.9.
lako
EL
specijalno LS
min. 42 000
min. 42000
max. 860
-
> 55
> 60
O -6
max. 10
-12 1,8- 6,0
6,0-12,0
udio pepela, % masenih
max. 0,02
max. 0,1
udio sumpora, % masenih
max. 1,0
max. 1,5
stinište, °C
doba godine
1.1 O. - 31.1 O. 1.11. - 29.2.
kinematička
viskoznost pri 20°C, rnrnvs
b) prema materijalu izrade: • čelični (cilindrični, četvrtasti itd) • polimerni (cilindrični, četvrtasti, baterijski itd) • armiranobetonski.
,
~.-&-~
~. cilindričn:
~_. leže~f~::d:~~vno --_.
udio vode, % volumnih
max. 0,1
max. 0,2
udio vode i sedimenata, % masenih
max. 0,1
max. 0,3
udio koksa (po Conradssonu), % masenih
max. 0,15
max. 2,0
destilacija do 350 °C, % volumnih
min. 85,0
-
S.2.2. Spremnici za loživo ulje Spremnici za loživo ulje su zatvorene posude namijenjene skladištenju loživog ulja u količini koja je dostatna za pokrivanje potrošnje tijekom određenog vremena, u pravilu tijekom sezone grijanja. Projektiraju se, izvode i opremaju s obzirom na odgovarajuće norme i protupožarne propise (npr. Pravilnik o zapaljivim tekućinama, NN 54/99), arhitektonske uvjete (položaj građevine, raspored prostorija u njoj, smještaj i veličina kotlovnice itd) i predviđenu potrošnju loživog ulja. Spremnici za loživo ulje mogu se podijeliti na dva osnovna a) prema izgledu i mjestu postavljanja (il. 5.2): • cilindrični ukopani (podzemni) • cilindrični nadzemni ležeći i uspravni • samostojeći ili baterijski za postavljanje u prostorije • pravokutni zavareni za postavljanje u prostorije
načina:
104 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
1
cilindrični ukopani
postavljen)
cilindrični
nadzemni uspravni (okomito postavljen)
baterijski
Ilustracija 5.2 Osnovne izvedbe spremnika za loživo ulje [14]
Ukopani ili podzemni spremnici danas su u primjeni najčešći. U se od čelika i cilindričnog su oblika, s jednostrukom ili dvostrukom stijenkom, prevučeni izolacijom i zaštićeni od korozije, mogu biti izrađeni i od poliesterske smole armirane staklenim vlaknima. Postavljaju se u iskopanu rupu u tlu čije je dno u pravilu betonirano (zbog zaštite podzemnih voda), sidre kako bi se spriječilo djelovanje sila uzgona i zatrpavaju slojem prikladnog materijala (najčešće šljunka). Na vrhu spremnika se nalazi otvor s priključcima oko kojega se izvodi betonsko okno koje se mora zatvarati poklopcem, a također treba izvesti odzračni vod. većini slučajeva izrađuju
Samostojeći
ili baterijski spremnici u posljednje se vrijeme sve koriste. U pravilu se izrađujU od polimernih materijala (polietilena, poliamida ili poliesterske smole armirane staklenim vlaknima), a postoje i čelične izvedbe. Isporučuju se s volumenima čak do 10 000 I, a više spremnika se može povezivati u baterije pri čemu se učvršćuju čeličnim profilima ili bandažama. Polimerni spremnici imaju nekoliko osnovnih prednosti u odnosu na čelične: češće
• ne korodiraju • imaju malu masu što olakšava ugradnju • prozirni su pa omogućavaju uvid u količinu ulja izvana. PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - 105
Zavareni čelični četvrtasti spremnici izrađuju se prema narudžbi, odnosno prema stanju na licu mjesta. Prikladni su kada nije moguć prijevoz, unos i postavljanje već gotovih spremnika (npr. kod postojećih zgrada). Mogu se točno prilagoditi postojećim dimenzijama prostorije, a jedino što treba izvesti je izolacija poda i zidova kako bi se onemogućilo propuštanje ulja u tlo.
Na spremniku loživog ulja se uobičajeno nalaze sljedeći priključci (il. 5.3): • priključak za punjenje iz cisterne sa sigurnosnom zaklopkom za zatvaranje, dimenzija DN 50 ili DN 80 • savitljiva cijev (tzv. crijevo) za punjenje duljine 10 - 30 m (u pravilu ga ima isporučitelj ulja, odnosno cisterna) • odzračni vod (za odvođenje uljnih para) dimenzije DN 50 i najmanje visine 0,5 m iznad priključka za punjenje • jedan ili dva uljna voda (ovisno o izvedbi sustava opskrbe) dimenzija ovisnih o kapacitetu uljne crpke, udaljenosti od spremnika i usisnoj visini • priključak za mjernu cijev s poklopcem • priključak osjetnika granične razine punjenja (za sprječavanje prepunjavanja spremnika) • priključak za mjerenje količine ulja.
r
Tablica 5.3 Tehnički podaci samostojećih i baterijskih polimernih spremnika za loživo ulje (proizvođača Rotex Heating Systems GmbH, GOgIingen, Njemačka)
volumen spremnika, I 600
1380 x 720 x 720
19
750
1650 x 720 x 720
22
Variosystem 1000
1000
1950 x 720 x 720
28
Highcube 1500
1500
1900 x 1200 x 780
oko 48 (sbandažama)
Highcube 2000
2000
1900 x 1600 x 780
oko 70 (sbandažama)
Tablica 5.4 Tehnički podaci samostojećih i baterijskih čeličnih i polimernih spremnika za loživo ulje (proizvođača Roth Werke GmbH, Dautphetal-Buchenau, Njemačka)
najmanje volumen naziv
izvedba
pojedinačnog
spremnika, I
dimenzije (hx lx b), mm
potrebne dimenzije prostorije
masa, kg
(I x b), mm
DWT
620
1600 x 740 x 700
1150 x 840
65,0
s dvostrukom
1000
1600 x 1'100 x 700
1150 x 1200
84,0
stijenkom
1500
1860 x 1630 x 760
1990 x 1730
151,0
750
1660 x 760 x 760
1260 x 1260
46,0
četvrtasti čelični
KWT
razine ulja(tzv. nivokaz)
osjetnik granične razine punjenja
pokazivač
masa, kg
Variosystem 750
Tehnički
pokazivač
dimenzije (hx lx b), mm
Variosystem 600
plus 3
podaci samostojećih i baterijskih čeličnih i polimernih spremnika za postavljanje u prostorije ili na otvorenom prikazani su u tablicama 5.3 - 5.5.
pojedinačnog
naziv
CT
propuštanja .__f-----_-- polazni (usisni) uljni vod
LI-----l, -rtJW+rrI--jpPcolVr1vratni uljni vod
polimerni (polietilenski)
1970 x 820 x 820
1320 x 1020
56,0
1500
1625 x 1660 x 760
1860 x 1260
83,0 24,5
kompaktni
750
1640 x 730 x 730
1230 x 1230
polimerni s
1000
1960 x 780 x 780
1280 x 1280
27,5
jednostrukom
1600
1940 x 1200 x 780
1700 x 1280
67,0
stijenkom
2200
1940 x 1630 x 780
2130 x 1280
95,0
1500
1615 x 1580 x 720
2080 x 1220
50,0
2000
1660 x 2130 x 720
2680 x 1220
72,0
polimerni
BT
1000
baterijski s jednostrukom stijenkom
Ilustracija 5.3 spremnika za loživo ulje [14]
Priključci
106 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 107
- - - - - - - - - - - - - - - - i i i i i. . .= - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ '
Tablica 5.5 Tehnički podaci samostojećih i baterijskih polimernih spremnika za loživo ulje (proizvođača SchOtz Werke GmbH & Co. KG, Selters, Njemačka)
volumen naziv
dimenzije
pojedinačnog
(hx lx b), mm
spremnika, I
masa, kg
Multitank 750
750
1450 x 1190 x 660
43
Multitank 1000
1000
1700 x 1190 x 770
54
Multitank 1500
1500
1700 x 1720 x 770
89
Oprema sustava za opskrbu loživim uljem ovisi o kakvom se spremniku radi, odnosno o mjestu njegovog postavljanja (il. 5.7). Primjerice, kod ukopanlh se spremnika svi priključci nalaze na jednom mjestu iznad kojeg se izvodi betonirano okno s poklopcem za lakši pristup. Preporučljive brzine strujanja ulja kroz oba uljna voda iznose: • za jednocijevne sustave: oko 0,2 m/s • za dvocijevne sustave: 0,2 - 0,3 m/s • za prstenaste sustave: 0,4 - 0,5 m/s. a) s jednim vodom odfiltra docrpke odzračni vod
5.2.3. Sustavi za opskrbu loživim uljem Sustavi za opskrbu ložišta izvora topline loživim uljem mogu biti izvedeni na tri osnovna načina: • jednocijevni • dvocijevni • prstenasti. Jednocijevni sustav opskrbe loživim uljem sastoji se od samo jednog voda između spremnika i uljnog filtra iza čega prema plameniku mogu ići jedan ili dva voda, a uljna crpka mora imati mogućnost odzračivanja (il. 5.4). Kada od fitra prema crpki, odnosno plameniku idu dva voda, fi/tarski je uređaj opremljen i odgovarajućim odzračnikom. Takvi se sustavi u pravilu koriste za izvore topline malih učina i s gravitacijskim dovodom ulja. Dvocijevni sustav opskrbe loživim uljem sastoji se od dva voda između spremnika i uljne crpke plamenika: polaznog (usisnog) i povratnog (il. 5.5). Na taj je način osiguran povrat viška ulja i zraka koji u njega može ući natrag u spremnik, a ujedno i hlađenje crpke. Prstenasti sustav opskrbe loživim uljem služi za opskrbu više izvora topline istodobno, a pri tome je redovito potrebna ugradnja tzv. međucrpke (il. 5.6). Uljni vodovi izvode se od bakrenih ili čeličnih cijevi koje se međusobno povezuju steznim i spojevima s brtvenim prstenom, a za neposredan spoj s plamenikom koriste se i savitljive cijevi. Ako se spremnici nalaze izvan građevine (ukopani ili na otvorenom), vodovi se polažu ispod zemlje, u zaštitnu cijev i moraju se zaštititi od smrzavanja, odnosno mora se spriječiti parafinacija ulja. 108 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
plamenik s crpkom
b) s dva voda odfiltra docrpke odzračni vod
plamenik s crpkom
protupovratni ventil
Ilustracija 5.4 Jednocijevni sustav opskrbe loživim uljem [14J
IZJ
filtar s odzračnikom
polazni uljni vod
spremnik o------/-- protupovratni
ventil Ilustracija 5.5 Dvocijevni sustav opskrbe loživim uljem [14J PRIRUČNIK
L.,-....------=r
\
\
spremnik prstenasti vod
~ -J>IU
::J
:2 "§..
kotao
vrsta ugljena
!(
mrki ugljen (iz rudnika Trbovlje) Iignit (iz
Ilustracija 5.7 Izvođenje priključaka ukopanog i spremnika smještenog u prostoriju kotlovnice [14J
l_
rudnika Velenie)
udio ugljika,
donja ogrjevna
vrijednost, % masenih kJ/kg
teoretska
količina
količina
količina
suhih
vodene
zraka za izgaranje,
dimnih
pare u dimnim
plinova, norm. m3/kg
plinovima, norm. m3/kg
3/kg
norm, m
43,7
16494
4,42
4,32
0,67
29,3
9889
2,84
2,79
0,78
j
110 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - -
111
Ugljen koji se pojavljuje na tržištu dijeli se prema načinu, odnosno obliku isporuke ili tzv. asortimanu u sedam osnovnih skupina (tablica 5.7). Za primjenu u izvorima topline sustava grijanja u pravilu se koristi komadni ili ugljen u kockama ili kao orah. Tablica 5.7 Vrste ugljena prema asortimanu [17]
kameni ugljen oblik kornadnl
granične
oznaka A
mrki ugljen
lignit
dimenzije, mm
donje
gornje
donje
gornje
donje
gornje
60- 80
-
60 30 - 40
-
80 -120
-
u kockama
B
30
30 - 60
kao orah kao grah
e
30
D
15 - 20 5 -10
kao griz
E
u prahu
F
sitni
G
-
10 - 20
5 -10
60 - 65
40 - 65
80 - 120
15 - 20 5 -10
30- 40
20- 35 10 - 20
40 - 65 20 - 35
3-5
10 3-5
5- 10
10- 20
-
5 -10
10- 20
-
10 - 20
-
15 - 20
S.3.2. Biomasa i ogrjevno drvo Biomasa je kruto gorivo biološkog porijekla, odnosno obnovljivi izvor energije, a može biti u raznim oblicima: ogrjevno drvo, osušena slama ili životinjski izmet, treset itd. Prema Uredbi o graničnim vrijednostima emisije onečišćujućih tvari u zrak iz stacionarnih izvora (NN 140/97), biomasa je 'gorivo koje se dobiva od biljaka ili dijelova biljaka kao što su drvo, slama, stabljike žitarica, ljušture itd.' Biomasa se dijeli na: • drvnu biomasu (ostaci iz šumarstva, otpadno drvo) • drvnu uzgojenu biomasu (brzorastuće drveće) • nedrvnu uzgojenu biomasu (brzorastuće alge i trave) • ostatke i otpatke iz poljoprivrede • životinjski otpad i ostatke.
Za primjenu u sustavima grijanja obiteljskih kuća, stambenih i poslovnih zgrada u pravilu se koristi ogrjevno drvo ili razni proizvodi koji se dobivaju obradom drveta, drvnih ostataka i otpadaka kao što su piljevina, briketi, peleti i sl.
112 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
T
Ogrjevnost (ogrjevna vrijednost) je osnovna veličina koja se koristi za proračun energije iz određene količine šumske ili drvne biomase, odnosno ogrjevnog drva i ovisi o mokrini (vlažnosti, udjelu vlage), kemijskom sastavu, gustoći i zdravosti drva, a također je bitna i vrsta drva, odnosno ubraja li se ono u listače ili četinjače, odnosno u meka ili tvrda drva (tablica 5.8). Inače, pri proračunu toplinske energije koja se može dobiti iz drvne biomase koriste se tzv. prostorni metri (tablica 5.9). Mokrina je udio mase vode u cjelokupnoj masi mokrog drva:
w = mv = m
mv mo+m v
pri čemu su: W - mokrina, % m - masa vlažnog drva, kg m v - masa vode (vlage) u drvu, kg mo - masa suhog drva, kg. Za neke se svrhe mokrina iskazuje s obzirom na masu suhog drva i tada se naziva mokrim udjelom, a njihov je odnos jednak:
U=mv=~, mo l-W pri čemu je: U - mokri udio, %. S obzirom na mokrinu, drvo može biti: a) sirovo: W;;: 40% b) provelo: W = 20 - 40% e) prosušeno: W = 8 - 22%: • brodosuho: W = 18 - 22% • zrakosuho: W = 12 - 18% • sobosuho: W = 8 - 12% d) posve suho: W = 0%.
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - 113
T
Tablica 5.8 Ogrjevnosti raznih vrsta drva [7]
vrsta drva
gustoća
grab bukva hrast jasen brijest javor bagrem breza kesten vrba bijela vrba siva joha crna joha bijela topola crna smreka jela borobični ariš dugiazija borovac
p,
ogrjevnost
kg/m 3
pri W= O%, MJ/kg
830 720 690 690 680 630 770 650 570 560 560 550 550 450 470 450 520 590 530 400
17,01 18,82 18,38 17,81
17,51 18,95 19,49 -
17,85 17,54 18,07 17,26 17,26 19,66 19,49 21,21 16,98 19,18 20,41
ogrjevnost pri W= 15% (H15) , MJ/kg GJ/m3 GJ po prm (*) 13,31 11,047 7,773
14,84 14,44 13,98 14,70 13,73 14,97 15,43 13,29 13,65 13,73 14,21 13,52 13,15 15,60 15,45 16,96 14,86 15,20 16,24
10,685 9,964 9,646 9,996 8,650 11,527 10,029 7,575 7,644 7,689 7,815 7,436 6,084 7,332 6,952 8,819 8,767 8,056 6,496
Ogrjevnost u ovisnosti o mokrini se može odrediti empirijskim jednadžbama: • za listače: Hd
7,479 6,975 6,752 6,997 6,055 8,069 7,020 5,302 5,351 5,382 5,470 5,205 4,259 5,132 4,866 6,173 6,137 5,639 4,457
=2500'(6,833-~) 1+W
• za četinjače:
Hd
=2500'(7,333-~), 1+W
pri čemu su: H d - donja ogrjevnost (ogrjevna vrijednost) drva, kJ/kg W - mokrina drva, %. Treba napomenuti da za primjenu drvne biomase kao energenta u sustavima grijanja i pripreme PTV-a nije važna samo ogrjevnost, odnosno njezin iznos, već i zahtjevi koji se postavljaju na značajke izgaranja (brzo ili polagano izgaranje, veliki ili mali 'plamen i sl). Ako je potreban plamen visoke temperature kratkoga trajanja, koriste se npr. breza, joha ili topola, dok su za primjenu u sustavima grijanja stambenih zgrada prikladnije vrste drva koje izgaraju umjereno brzo, a žar je dugog trajanja kao što su, npr. grab ili bukva.
Legenda: (j za preračunavanje kubičnih u prostorne metre uzet je faktor 0,7
Tablica 5.9 Faktori za pretvorbu prostornih u kubične metre i obratno [7)
oblik drvne biomase
1 prm =
cjepanice
0,70 do 0,75 m3 0,65 do 0,70 m3 0,40 do 0,50 m3 0,50 do 0,65 m" 0,45 do 0,50 m~
oblice sječenice
kvrge panjevina
1,33 do 1,43 prm 1,43 do 1,54 prm 2,00 do 2,50 prm 1,54 do 2,00 prm 2,00 do 2,22 prm
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - _
114 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE -"'Ii&!I::- __
11S
5.4. ELEKTRiČNA STRUJA
Zbog električnog otpora pri prolasku struje kroz neko tijelo dolazi do njegovog zagrijavanja i ono počinje odavati toplinu, što predstavlja osnovu rada električnih izmjenjivača topline.
5.4.1. Osnovne elektrotehničke veličine Električna
struja je usmjereno gibanje naboja (tj. elektrona) u u kojem djeluje stalno električno polje, a s obzirom na smjer električnog polja pod čijim djelovanjem dolazi do tog gibanja, može biti: • istosmjerna (oznaka DC ili =) • izmjenična (oznaka AC ili -). Izmjenična struja se može podijeliti i prema broju faza, pri čemu su za primjenu najvažnije jednofazna (monofazna) i trofazna struja (oznaka 3-).
Električni rad (W) je jednak umnošku napona, struje i vremena, a njegova je jedinica džul, ali se mnogo češće koristi vatsat (W h, pri čemu vrijedi 1 W h = 3600 J) i njegovi višekratnici (kW h, MW h):
vodiču
W =Ult,
pri čemu su: W - rad električne struje, J U - napon električne struje, V I - jakost električne struje, A t - vrijeme, s.
Jakost električne struje (~ je jedna od osnovnih fizikalnih veličina. Njezina je jedinica amper (A) i njegovi višekratnici (npr. mA, /lA). Frekvencija izmjenične struje je broj promjena smjera toka elektrona u jedinici vremena. U europskim zemljama iznosi 50 Hz, a u Americi 60 Hz.
Električna snaga (P) je jednaka omjeru električnog rada i vremena, a njezina je jedinica vat (W), odnosno njegovi višekratnici:
P=UI. Električni
Treba napomenuti da se, za razliku od snage električnih rotacijskih strojeva koja je redovito manja od snage koju uređaj uzima iz mreže za određeni stupanj djelovanja elektromotora, toplinski učin električnih izmjenjivača topline (grijača) može smatrati jednakim snazi koja se uzima iz mreže.
napon (u) je razlika potencijala (potencijalne energije) dviju točaka u električnom polju. Njegova je jedinica volt M i njegovi višekratnici (npr. kV, mV itd). između
Električni otpor (R) je prema Ohmovom zakonu određen kao omjer napona i struje, a njegova je jedinica om (Q), i njegovi višekratnici (npr. kQ, MQ):
5.4.2. Zaštita od strujnog udara Sve električne instalacije, uređaji i strojevi na vidljivom mjestu (natpisnoj pločici i sl) i u tehničkoj dokumentaciji moraju imati istaknute oznake ispitivanja pogonske sigurnosti (zaštita od strujnog udara i sl) koja su provedena u za to ovlaštenim ustanovama. Opasnost od električnog ili strujnog udara za čovjeka nastupa u trenutku kada dio tijela dođe u doticaj s predmetom pod naponom ili, u slučaju vrlo visokih napona, čak u prostor u kojemu se nalazi predmet pod visokim naponom (npr. dalekovod). Između predmeta pod naponom i tla (čiji je napon O v) dolazi do razlike električnog potencijala i kako je ljudsko tijelo vodič, dolazi do prolaska struje
U I '
R=pri
čemu
su
električni otpor, Q U - napon između dviju točaka električnog polja (dvije točke u vodiču), V I - jakost električne struje u električnom polju (u vodiču), A.
R -
II' 116 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK ZA
PRIRUČNIK
GRIJANJE I
~
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
117
I~L_~
Tablica 5.10 Djelovanje električne struje na
čovjeka
Mjere zaštite od dodira predmeta pod naponom dijele se u tri skupine:
[8]
jakost struje, mA izmjenične,
50 Hz
djelovanje istosmjerne • kontrakcije
do 25
25- 80
do 80 mA
80- 300
mišića
u prstima
• otpuštanje predmeta moguće je za jakost struje 9 -15 mA • pojava smetnji u radu srca, velika opasnost od srčanog udara • zauklanjanje smrtne opasnosti potrebna je prva pomoć u 3 min od dodira • potpuni prestanak disanja i rada srca
više od 80
više od 300
• smrt redovito nastupa ako je tijelo bilo izloženo prolasku struje Više od 0,3 s
kroz njega što, ovisno o njezinoj jakosti, može imati različito štetno djelovanje, od blagog strujnog udara do smrtnih posljedica (tablica 5.10). Najveći dopušteni dodirni napon jednak je naponu nekog predmeta (vodiča, metalne plohe i sl) pri. čijem doticanju dolazi do strujnog udara bez posljedica za čovjekovo zdravlje. Određuje se jednadžbom:
pri čemu su: Umax - najveći dopušteni dodirni napon, V RIj - otpor ljudskog tijela prolasku struje (= 2000 Q pri normalnim uvjetima) 'lj - jakost struje koja protječe kroz tijelo, V (tablica 5.10).
1. zaštita od izravnog dodira predmeta koji su stalno pod naponom: • izolacija i sl. 2. zaštita od neizravnog dodira predmeta koji su Zbog kvara ili pogreške došli pod napon: • za električne uređaje, opremu i sl: primjena zaštitnih vodova (uzemljenja), zaštitne izolacije ili zaštitnog niskog napona • za ostale instalacije od vodljivih materijala (npr. instalacije sustava grijanja, plina, vodovoda i sl): izjednačavanje potencijala (izvođenje dodatnog spoja s tlom) 3. zaštita pri izravnom dodiru predmeta pod naponom: • zaštitne sklopke ili osigurači (npr. FI ili FID-sklopke) koji automatski prekidaju daljnji protok struje kroz instalaciju kada kroz nju protječe velika struja. Električne instalacije, oprema i uređaji (što uključuje i sve izvore topline sustava grijanja i pripreme PTV-a koji koriste električnu struju kao pomoćnu energiju) moraju biti zaštićeni od mogućeg prodora vode i/ili stranih tijela u unutrašnjost njihovog kućišta te njihovog doticaja s dijelovima koji su pod naponom. Takva se zaštita označava tzv. lP-oznakama (tablica 5.11). Uz to, na natpisnim pločicama električnih uređaja i opreme moraju se nalaziti i simboli dodatne zaštite od neizravnog strujnog udara (il. 5.8).
zaštitni vod (uzemljenje)
zaštitna izolacija
zaštitni niski napon
Ilustracija 5.8 Simboli dodatne zaštite od neizravnog strujnog udara na električnim uređajima i opremi
Pri tome se opasnima za ljudski život smatraju dodirni napon i veći od 50 V kod izmjenične, odnosno 120 V kod istosmjerne struje.
118 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
119
I
.'!I~
S.S. SUNČEVA ENERCIJA
Tablica 5.11 lP-oznake na električnim uređajima i opremi (prema VDE 0470-1)
1. znamenka lP OX lP IP2X lP 3X lP 4X lP 5X IP6X 2. znamenka IPXO lP Xi lP X2 IPX3 IPX4 IPX5 lP X6 IPX7 IPX8
ix
zaštita od dodira osobe zaštita od prodora stranih tijela nije zaštićeno nije zaštićeno zaštić eno od dodira rukom zaštićeno do d?:. 50 mm zaštić eno od dodira prstima zaštićeno do d?:. 12,5 mm zaštić eno od dodira alatom zaštićeno do d?:. 2,5 mm zaštić eno od dodira žicom zaštićeno do d?:. 1 mm zaštlć eno od dodira žicom zaštićeno od prašine zaštić eno od dodira žicom nepropusno zaprašinu zaštita od prodora vode grafič kaoznaka prema IEC 598-1 nije zaštićeno zaštićeno od okomitih kapljica zaštićeno od kapljica pod kutem 15 o zaštićeno od raspršene vode zaštićeno od mlaza vode zaštićeno od jakog mlaza vode Lt. vodonepropusna zaštićeno od vrlo jakog mlaza vode zaštićeno od povremenog potapanja u vodonepropusno zaštićeno od trajnog potapanja u vodonepropusno do ..... bar
S.S.l. Sunčevo zračenje Sunčeva energija je obnovljiv i neograničen izvor energije od kojeg, izravno ili neizravno, potječe najveći dio drugih izvora energije na Zemlji. Sunčeva energija u užem smislu podrazumijeva količinu energije koja je prenesena Sunčevim zračenjem, a izražava se u J. Sunčeva se energija u svojem izvornom obliku najčešće koristi za
pretvorbu u toplinsku energiju za sustave pripreme potrošne tople vode i grijanja (u europskim zemljama uglavnom kao dodatni energent) te u solarnim elektranama, dok se za pretvorbu u električnu energiju koriste fotonaponski sustavi.
••
Sunčevo zračenje je kratkovaino zračenje koje Zemlja dobiva od Sunca. Izražava se u W/m 2 , a ovisno o njegovom upadu na plohe na Zemlji može biti: • neposredno: zračenje Sunčevih zraka • difuzno zračenje neba: raspršeno zračenje cijelog neba zbog pojava u atmosferi
mu
Primjer: lP 45 znači zaštićeno od prodora stranih tijela do d žicom te zaštićeno od jakog mlaza vode.
2<
• difuzno zračenje obzorja: dio difuznog zračenja koji zrači obzorje • okosunčevo difuzno (cirkumsolarno) zračenje: difuzno zračenje bliže okolice Sunčevog diska koji se vidi sa Zemlje • odbijeno zračenje: zračenje koje se odbija od okolice i pada na promatranu plohu.
1 mm i od dodira
Učin Sunčevog zračenja iznosi oko 3,8 . 1026 W, od čega Zemlja
/'.
dobiva 1,7 . 1017 W. Zemlja od Sunca godišnje dobiva oko 4 . 1024 J energije što je nekoliko tisuća puta više nego što iznosi ukupna godišnja potrošnja energije iz svih primarnih izvora. Prosječna jakost Sunčevog zračenja iznosi oko 1367 W/m 2 (tzv. solarna konstanta). Spektar Sunčevog zračenja obuhvaća radio-valove, mikrovalove, infracrveno zračenje, vidljivu svjetlost, ultraljubičasto zračenje, X-zrake i v-zrake. Najveći dio energije pri tome predstavlja IC zračenje (valne duljine> 760 nm), vidljiva svletlost (valne duijine 400 - 760 nm) te UV zračenje. U spektru je njihov udio sljedeći: 51 % čini IC zračenje, 40% UV zračenje, a 9% vidljiva svjetlost.
120 - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
ZA GRIJANJE ~I&
121
I
Potencijal Sunčeve energije je energija Sunčevog zračenja koju preuzima jedinica plohe s određenim položajem u prostoru uz prosječne stvarne uvjete u atmosferi.
5.5.2. Osuncanje Osunčanje ili insolacija je upadna energija Sunčevog zračenja na jedinicu površine u određenom vremenu (danu, satu ili minuti), bez obzira na orijentaciju plohe. Izražava se u W h/m" ili J/m 2 , a može biti: • neposredno: difuzno (zračenje neba) ili odbijeno (zračenje koje se odbija od okolice) • globalno: Sunčevo zračenje na vodoravnu plohu u jedinici vremena (il. 5.9) • kvaziglobalno (globalno osunčanje proizvoljno orijentirane plohe): Sunčevo zračenje nevodoravne plohe u jedinici vremena.
Osunčanje
neke plohe (npr. krova, prozora ili vanjskog zida), uz projektne temperature, važan je meteorološki podatak za proračun potrebnog toplinskog učina sustava grijanja, a i za proračun solarnog sustava. Važnost osunčanja pri proračunu potreba prostorije (odnosno zgrade) za toplinom se ogleda u tome što toplina koja je dovedena iz okolice kroz vanjske zidove, krov ili ostakljene plohe i koja je u velikoj mjeri uvjetovana jačinom i smjerom upada Sunčevog zračenja predstavlja dodatni toplinski izvor u prostoriji. Položaj Sunca u odnosu na neku plohu i smjer upada Sunčevih zraka na nju opisuju se kutnim veličinama (il. 5.10). Kut upada Sunčevog zračenja je veličina koja opisuje smjer Sunčevog zračenja i određuje se jednadžbom: cos f3 pri
=
cosz slny + slnscosvcoslc, - a p ) ,
čemu
su: f3 - kut upada Sunčevog zračenja, o E - kut nagiba plohe, o y - visina Sunca, o (tablica 5.12) as - azimut Sunca, o (tablica 5.13) a p - azimut plohe (u smjeru kazaljke na satu),
o.
I:
::>1 .c,
Ilustracija 5.9 Područja srednjeg godišnjeg osunčanja (globalnog Sunčevog zračenja) vodoravne plohe u Hrvatskoj [26] Napomena: ilustracija u boji nalazi se na str, 559
122
srednja _ > 1, 60 godišnja - 1,55 - 1,60 ozračenost f~ 1,50- 1,55 vodoravne l 1,45 - 1,50 plohe, 1,40 - 1,45 MW h/m 2 eJ;1! 1,35- 1,40 1,30 -1,35 _1,25 -1,30 1,20·1,25 1,20
------~---~-----
_<
OI
o.~
co, CI co' (.)1
'f \ sjever ~I
0\ I
--~---------------
projekcija Sunčeve zrake naobzor
Ilustracija 5.10 Upad Sunčeve zrake na neku plohu opisuje nekoliko kuteva
PRIRUčrHK
ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
jug
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 123
Tablica 5.12 - nastavak
Tablica 5.12 Visina Sunce 15. dana u mjesecu u pola sata Sunčevog vremena za sjeverne zemljopisne širine 43 - 46 o [13J
mjesec
cp,
doba dana, h
o
mjesec cp,
° °-
4 - 5 rl 5 - 6 rl 6 - 7 i I 7 - 81 8 - 9 ,I 9 -1 i 11 11 111 - 12 19 - 20 18 - 19 17 - 18 16 - 1715 - 16 14 - 15 13 - 14f 12 - 13 visina Sunca y, o siječanj
veljača
ožujak
travanj
svibanj
lipanj
43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
6,9 6,4 6 5,6 ,14,5 14,2 13,9 13,6 22,9 22,8 22,6 22,4 29 28,9 28,9 28,9 31,8 31,8 31,9 31,9
-
0,7 1,3 1,8 2,3
-
-
-
3,8 3,7 3,6 3,5 12,0 12 12 12,1 18 18,2 18,3 18,5 20,9 21,2 21,4 21,6
1,1 1,3 1,5 1,7 7,4 7,7 8 8,4 10,5 10,9 11,2 11,6
0,8 0,3 -
9,7 9 8,3 7,7 16,3 15,7 15,1 14,5 24,6 24,1 23,6 23,1 33,5 33,2 32,8 32,5 39,9 39,6 39,4 39,2 42,7 42,6 42,5 42,3
o
17,1 16,3 15,5 14,7 24,3 23,6 22,8 22,1 33,5 32,8 32,1 31,4, 43,3 42,7 42,1 41,5 50,2 49,8 49,3 48,9 53,4 53 52,6 52,3
22,5 21,6 20,6 19,7 30,4 29,4 28,5 27,6 40,3 39,4 38,6 37,7 51,2 50,4 49,6 48,8 59,2 58,5 57,8 57 62,9 62,3 61,6 60,9
25,4 24,4 23,4 22,4 33,6 32,6 31,6 30,6 44,1 43,1 42,1 41,2 55,9 55 54 53 64,9 64 63 62 69,3 68,4 67,5 66,5
srpanj
43 44 45 46 kolovoz 43 44 45 46 rujan 43 44 45 46 listopad 43 44 45 46 studeni 43 44 45 46 prosinac 43 44 45 46
doba dana, h 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 19-10 10 - 11 11 - 12 19 - 20 18 -19 17 -18 16-17 15-16 14-15 13 -14 12 -13 visina Sunca y, o 9,4 19,9 30,8 41,8 52,3 61,7 67,8 0,1 9,8 20,1 30,9 41,6 51,9 61 66,9 0,6 10,1 20,3 30,9 41,4 51,5 60,3 65,9 1,1 10,5 20,5 30,9 41,2 51,1 59,6 65 4,4 15,1 26,1 36,9 47 55,4 60,6 4,6 15,2 26 36,6 46,4 54,7 59,6 4,9 15,3 25,9 36,3 45,9 53,9 58,6 5,2 15,4 25,8 36 45,4 53,1 57,7 7,7 18,6 28,9 38,2 45,6 49,8 7,7 18,4 28,5 37,6 44,7 48,8 7,7 18,1 28,1 36,9 43,9 47,8 7,6 17,9 27,6 36,3 43 46,8 10,2 19,9 28,3 38,1 34,7 9,8 19,4 27,6 33,8 37,2 9,5 18,8 26,8 32,9 36,2 9,1 18,3 26,1 32 35,2 2,9 11,9 19,6 25,2 28,2 2,4 11,3 18,8 24,3 27,2 1,9 10,7 18 23,3 26,2 1,4 10 17,2 22,4 25,2 8 15,3 20,6 23,4 7,3 14,5 19,6 22,4 6,7 13,6 18,7 21,4 6 12,8 17,8 20,4
Legenda: rp- sjeverna zemljopisna širina
Legenda: rp - sjeverna zemljopisna širina
124 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
125
Tablica 5.13 Azimut Sunca 15. dana u mjesecu u pola sata Sunčevog vremena za sjeverne zemljopisne širine 43 - 46 a [13J
mjesec rp,
siječanj
a
43 44 45 46 veljača 43 44 45 46 ožujak 43 44 45 46 travanj 43 44 45 46 SVibanj 43 44 45 46 lipanj 43 44 45 46
doba dana, h izlazak! 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9 -10 10-11 11 -12 zalazak Sunca 19- 20 18 -19 17-18 16-17 15-16 14-15 13-14 12-13 azimut Sunca as, a 60,3 59,5 48,6 36,4 22,7 7,7 36,2 59,8 59,5 48,5 22,6 7,7 59,2 - 48,4 36,1 22,4 7,6 58,6 48,3 35,9 22,3 7,6 72,3 - 65,1 53,7 40,7 25,6 8,8 72 53,5 40,4 25,4 8,7 65 71,6 - 64,9 53,3 40,1 25,2 8,6 71,3 - 64,8 53,1 39,9 24,9 8,5 86,8 46,8 30,1 10,5 83,2 72,5 60,7 86,7 - 83,1 72,3 60,3 46,4 29,7 10,3 86,7 45,9 59,9 29,3 10,1 83 72 86,6 45,5 28,9 71,8 59,5 10 83 103,1 55,5 37,1 - 102,1 92 81,5 69,8 13,3 103,4 - 102,1 91,8 81,1 69,2 54,8 36,3 13 103,6 91,6 102 80,7 68,6 54 35,6 12,6 103,8 91,3 53,3 102 80,3 68 35 12,4 116,1 108,8 99,1 78,1 64,3 89,2 45 17 116,5 108,7 98,8 77,3 63,2 43,9 16,4 88,6 117 108,5 98,5 76,5 62,2 42,8 15,8 88,1 117,5 108,4 98,1 75,7 61,2 41,7 15,3 87,5 122,7 121,9 112,2 102,8 93,3 82,8 69,6 50,5 19,9 123,3 121,9 112 102,5 92,7 81,9 68,4 49 19 124 121,9 111,8 102,1 92,1 81 67,1 47,6 18,2 124,7 121,9 111,6 101,7 91,5 80,1 65,9 46,3 17,5
Tablica 5.13 - nastavak
mjesec rp,
srpanj
kolovoz
rujan
listopad
studeni
prosinac
o
43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46
doba dana, h izlazak! 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9 -10 10-11 11 -12 zalazak Sunca 19- 20 18-19 17-1816-17 15-16 14-15 13-14 12-13 azimut Sunca as, a
120,2 120,8 121,4 122 109,6 110 110,3 110,7 94,4 94,5 94,6 94,7 78,6 78,4 78,2 78 64,5 64,1 63,6 63,1 57,4 56,7 56,1 55,4
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
91,8 91,2 90,6 90 85,3 84,8 84,4 83,9 76,6 76,3 76 75,7 68,3 68,1 68 67,8 61,4 61,4 61,3 61,3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
120,8 120,8 -
-
110,9 110,8 110,6 110,4 105,5 105,4 105,3 105,2 -
101,4 101,1 100,7 100,4 95,6 95,3 95 94,7 87,3 87,1 87 86,9 -
-
-
81 80,1 79,3 78,4 73,8 73,1 72,4 71,7 64,8 64,3 63,8 63,3 56,7 56,4 56,1 55,8 50,3 50,2 50 49,9 47,4 47,3 47,2 47,1
67,6 66,4 65,2 64,1 59,7 58,8 57,9 57,1 50,6 50 49,4 48,9 43,2 42,9 42,5 42,2 37,8 37,6 37,4 37,2 35,4 35,3 35,1 35
48,4 47 45,7 44,5 40,7 39,8 38,9 38,1 33 32,5 32 31,5 27,4 27,1 26,8 26,5 23,7 23,5 23,3 23,2 22,1 21,9 21,8 21,7
18,7 17,9 17,2 16,6 14,9 14,5 14 13,7 11,6 11,4 11,2 11 9,5 9,3 9,2 9,1 8,1 8 7,9 7,9 7,5 7,5 7,4 7,4
Legenda: lp - sjeverna zemljopisna širina
Legenda: lp - sjeverna zemljopisna širina
126 ---~---------~-- PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - 127
Položaj Sunca određen je njegovom visinom i azimutom. Njihove se vrijednosti u pravilu očitavaju iz tablica, a mogu se i izračunati jednadžbama: • za visinu Sunca siny = slnc slnč + cos cp cos CS cos co
Treba napomenuti da se kod iskazivanja vrijednosti Sunčevog zračenja u J/m 2 radi o tzv. sekundnim vrijednostima koje odgovaraju iznosu u W/m 2 (1 J / 1 s = 1 W).
Raspršeno i izravno Sunčevo zračenje na proizvoljno postavljenu plohu računaju se jednadžbama:
• za azimut Sunca
Irasp
cos CS cos co - sin y cos cp cos e, = . ' sme cos v pri
čemu
su: cp - zemljopisna širina, o co - satni kut Sunca, mjeren od južne vremena vrijedi co = O) CS - deklinacija Sunca, o.
o
(u podne
sunčevog
Deklinacija Sunca također se očitava iz astronomskih tablica ili se računa jednadžbom: CS
=
23 45sin(360' 284 + ' 365
pri čemu je: d - redni broj
I -Irasp • smy
= uk
pri
čemu
eJ "2 + r 1- cos 2 ' odnosno:
2e
(
/.
Izr
točke,
= Iuk K RZ COS
COS
f3
su:
KRZ - faktor udjela raspršenog u ukupnom satnom zračenju (tablice 5.15 i 5.16)
r
- albedo - omjer odbijenog i upadnog
zračenja
okolnih ploha
(tablica 5.17).
Ukupno Sunčevo zračenje na vodoravnu plohu pri vedrom vremenu može se izračunati jednadžbom (prema ASHRAE-u):
dj '
-BA
odgovarajućeg
dana u godini.
Ukupno Sunčevo zračenje na neku plohu: vanjski zid, ravni ili kosi krov, ostakljenu plohu i sl. određuje se jednadžbom (tablica 5.14):
lUk
=AA(CA+siny)es;ny
,
pri čemu su: AA' BA' CA - proračunski faktori (tablica 5.18). Isto tako se može koristiti jednadžba:
pri
čemu
su:
I rasp - raspršeno (difuzno) sunčevo zračenje u pola sata Sunčevog I.Izr
vremena, J/m 2 (W/m 2) - izravno (direktno) sunčevo zračenje u pola sata Sunčevog vremena, J/m 2 (W/m 2).
128 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
lUk =
Go +G1 siny +G2 sin.j;,
pri čemu su: Go' G1 , G2 - proračunski faktori (tablica 5.19).
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
129
.........
-----------~=-iiiiiiiiiijijiiiiiiiiiiii-
~~~----------------
, I.
I
Tablica 5.14 Sekundne vrijednosti ukupnog satnog i dnevnog zračenja na vodoravnu plohu pri vedrom vremenu za sjeverne zemljopisne širine 43 - 46 o [13J
mjesec
doba dana, h
(JJ, o
Tablica 5.14 - nastavak
mjesec IUk(d),
4-5 5-6 6-717-8 19 - 20 18 - 19 17 -18 16 - 17 15 - 16 14 - 15 13 - 14 12 - 13 siječanj
veljača
ožujak
travanj
svibanj
lipanj
43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46
-
-
-
-
-
-
7 5
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
4 4 4 4 44 44 44 45
-
-
6 6 6 6
-
4 4 4 4 11 13 14 16 34 37 39 41
77
78 79 80 99 100 101 103
23 21 19 16 67 65 63 61 113 112 111 110 151 151 151 151 166 167 167 167
51 48 44 41 82 78 74 70 134 131 127 124 179 177
175 173 222 220 219 218 229 229 228 227
89 85 81 77
133 129 124 119 191 187 183 178 235 232 229 226 281 279 276 274 282 281 279 277
Legenda: f{J - sjeverna zemljopisna širina IUk(d) - ukupno dnevno zračenje (zbroj ukupnog satnog
IUk(h),
116 111 107 102 171 166 160 154 233 228 223 217 276 272 268 264 324 321 317 314 320 318 316 313
ukupno satno zračenje srpanj
J/cm 2
130 125 120 115 191 185 179 173 254 249 243 238 297 293 288 284 346 343 339 335 340 337 335 332
785 747 704 671 1202 1156 1110 1065 1767 1727 1686 1645 2296 2268 2239 2209 2824 2809 2793 2775 2953 2947 2939 2930
IUk(d),
4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10 -11 11 -12 J/cm2 19 - 20 18 -19 17-1816-1715-1614-1513-14 12 -13
2 8-919-10 10-11111-12 J/cm
ukupno satno zračenje
doba dana, h
(JJ, o
kolovoz
rujan
listopad
studeni
prosinac
43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46 43 44 45 46
-
-
-
82 83 84 85 53 53 54 54 16 16 16 16
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
20 22 24 26 5 5 5 5
-
-
-
-
6 6 6
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
149 149 149 149 118 117 117 116 81 80 78 31 29 27 25 6 4 4 4
77
-
-
-
213 212 211 210 181 179 178 176 146 144 141 138 89 86 83 79 53 49 46 42 42 38 35 31
IUk(h),
266 264 262 260 234 231 228 226 202 199 195 191 141 136 132 127 96 92 87 83 81 76 72 68
J/cm2
305 302 300 297 272 269 266 262 243 238 234 229 178 173 168 163 128 123 118 113 109 104 99 94
325 322 319 316 292 289 285 281 264 259 254 249 198 192 187 181 145 140 134 128 123 118 113 108
2718 2712 2711 2699 2~09
2287 2265 2242 1905 1870 1835 1799 1274 1233 1192 1150 857 816 777 739 708 672 634 600
Legenda: f{J - sjeverna zemljopisna širina IUk(d) - ukupno dnevno zračenje (zbroj ukupnog satnog zračenja)
zračenja)
130 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
- i
Tablica 5.15 Faktor udjela raspršenog u ukupnom
mjesec
4-5 19 - 20 siječanj
-
veljača
-
ožujak travanj svibanj lipanj srpanj kolovoz rujan listopad studeni I prosinac
1 0,8 0,66 0,66 0,76 0,85 1 -
zračenju
Tablica 5.17 Albedo za nekoliko
za vedro vrijeme [13J
doba dana, h 6-7 7-8 5-6 8-9 9 -10 10 - 11 18 - 19 17 -18 16 - 17 15 - 16 14 -15 13 - 14 faktor udjela raspršenog u ukupnom zračenju, KRz 1 0,67 0,46 0,28 0,24 1 0,62 0,56 0,29 0,27 0,23 0,59 1 0,3 0,23 0,2 0,19 0,61 0,31 0,25 0,19 0,18 0,18 0,4 0,25 0,23 0;18 0,17 Doli 0,39 0,24 0,22 0,17 0,16 0,15 0,23 0,39 0,21 0,16 0,15 0,15 0,4 0,25 0,23 0,19 0,18 0,17 0,58 0,29 0,2 0.29 0.23 0,19 0,5 0,63 0,34 0,29 0,23 0,22 1 0,62 0,53 0,29 0,24 0,23 0,75 1 0,45 0,29 0.24
11 - 12 12 - 13 0,23 0,22 0,18 0,17 0,16 0,15 0,15 0,16 0,18 0,21 0,22 0,23
najčešćih
ploha [13J
ploha
albedo r
asfalt
0,1 - 0;2 0,25 - 0,35 0,3 - 0,4 0,75 - 0,95 0,4 - 0,6 0,1 - 0.2 0,2 - 0,3 0,3 - 0,5
beton /
pijesak snijeg
svježi stari
šuma trava zemlja
Tablica 5.18 Proračunski faktori
u jednadžbi ukupnog (prema ASHRAE-u) [13J
mjesec
AA, J/cm 2 (*)
siječanj
Tablica 5.16 Faktor udjela raspršenog u ukupnom
zračenju
mjesec
5
siječanj
-
veljača
ožujak travanj svibanj 0,97 0,86 lipanj 0,82 srpanj 1 kolovoz rujan listopad studeni prosinac -
6
0,94 0,84 0,71 0,61 0,71 0,75 0,77 -
-
7
8
9
10
11
za
oblačno
doba dana, h 12 13 14 15
faktor udjela raspršenog - 0,89 0.71 0.65 0,64 0,64 0,89 0,87 0,74 0,69 0,65 0,61 0,69 0.61 0,54 0,53 0.51 0,5 0,68 0,59 0,55 0,53 0,52 0,51 0,61 0,52 0,46 0,45 0,44 0,44 0,57 0,52 0,47 0,46 0,44 0,44 0,61 0,54 0,48 0,45 0,44 0,44 0,61 0,53 0,51 0,47 0,45 0,44 0,67 0,59 0,51 0,45 0,43 0,43 0,94 0,74 0,67 0,64 0,56 0,52 1 0;91 0,8 0,77 0,71 0,69 - 1 0,86 0,94 0,74 0,7
veljača
vrijeme [13J
16 17
18
u ukupnom zračenju, KRz 0.64 0,65 0,66 0,72 0,95 0,5 0,6 0,63 0,66 0,78 0,96 0,51 0,62 0,57 0,61 0,63 0,81 0,51 0,51 0,55 0,58 0,62 0,72 0,45 0,5 0,51 0,55 0,57 0,63 0,44 0,44 0,46 0,47 0,54 0,6 0,45 0,46 0,48 0,49 0,53 0;6 0,44 0,47 0,48 0,51 0,54 0,62 0,43 0,45 0,47 0,5 0,57 0,68 0,53 0,55 0,57 0,6 0,74 0,69 0,68 0,7 0,72 0,8 0,92 1 0,68 0,69 0,71 0,82 0,92 -
19
0,99 0,84 0,74 0,68 0,57 0,78 0,9 -
20
0,94 0,94 0,9 0,91
ožujak travanj svibanj lipanj srpanj kolovoz rujan listopad studeni prosinac
437,4 409 392 398,8 429,4 444,2
zračenja
za obalno
BA 0,142 0,144 0,156 0,18 0,196 0,205 0,207 0,201 0,177 0,16 0,149 0,142
područje
Hrvatske
GA
0,058 0,06 0,071 0,097 0,121 0,134 0,136 0,122 0.092 0,073 0,063 0,057
Legenda: (*) - tzv. sekundne vrijednosti, Jlcm" odgovara W/cm 2
-
132 -----~---------- PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 133
~,...
Tablica 5.19 Proračunski fakta ri
mjesec siječanj veljača
ožujak travanj svibanj lipanj srpanj kolovoz rUjan listopad student prosinac
u jednadžbi ukupnog
Go 4,099 4,063 4,219 3,749 6,584 5,914 6,249 4,949 4,497 3,267 3;62 4,029
zračenja
[13]
Gl, J/(cm2 hl 314,149 493,286 523,272 514,158 580,922 515,456 532,651 508,308 522,128 495,745 418,818 340,943
Gl -13,61 -115,289 -136,655 -145,999 -196,292 -153,346 -181,751 -166,735 -159,368 -142,022 -82,152 -25,71
134 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
6. IZVORI TOPLINE ZA SUSTAVE IRIJANJA
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 135
6.1. OSNOVNE ZNAČAJKE 6.1.1. Podjeli izvori topline Izvori topline su dijelovi sustava grijanja u kojima dolazi do pretvorbe prikladnog primarnog izvora energije (npr. kemijske energije goriva, električne energije, Sunčeve energije, energije iz okoliša itd) u toplinu koja se potom izravno ili posredno (pomoću odgovarajućeg prijenosnika energije - ogrjevnog medija) predaje u prostoriju. Izvori topline koji se danas koriste za sustave grijanja stanova o?iteljskih kuća, stambenih, poslovnih i zgrada razne druge namjen~ dijele se na nekoliko osnovnih načina: a) prema izvedbi: • kotlovi i kombinirani kotlovi (omogućavaju i pripremu PTV-a) • grijalice i zagrijači zraka • peći, štednjaci ikamini • solarni sustavi • toplinske crpke • toplinske stanice • razni posebni izvori b) prema vrsti goriva:
• plinski • uljni • na kruta goriva i biomasu • električni • solarni • na toplinu iz okoliša (toplinske crpke i sl) • izmjenjivački (toplinske stanice i sl) c) prema prijenosniku energije (ogrjevnom mediju): • toplovodni • vrelovodni • parni • uljni • toplozračni • izravni (izravno zagrijavaju okolni zrak, bez posrednika)
d) prema mjestu postavljanja: • podni ili samostojeći • zidni • ovješeni o strop i sl. Kotlovi su neizravni izvori topline za sustave (centralnog) grijanja u kojima na jednom mjestu dolazi do pretvorbe primarnog oblika energije u toplinu koja se potom pomoću ogrjevnog medija dovodi do ogrjevnih tijela (radijatora, konvektora, podnog grijanja i sl) i preko njih predaje u prostoriju. Kotlovi su danas, u raznim izvedbama, najčešći izvori topline u europskim zemljama i također se mogu podijeliti na više osnovnih načina: a) prema materijalu izrade tijela:
• čelični • lijevanoželjezni • od kombinacije materijala b) prema veličini, odnosno učinu: • mali - malog učina: 5 - 30 (80) kW • srednji - srednjeg učina: 50 (80) - 150 (200) kW • veliki - velikog učina: > 200 kW e) prema načinu iskorištavanja energije (ujedno i prema temperaturama ogrjevnog medija i dimnih plinova na izlazu iz kotla te stupnjevima djelovanja kotla): • standardni (s tzv. standardnim temperaturama polaznog i povratnog voda 90/70 "C) • niskotemperaturni (sa sniženim temperaturama polaznog i povratnog voda, npr. 70/50, 60/40 "C) • kondenzacijski (s mogućnošću iskorištavanja topline kondenzacije vodene pare iz dimnih plinova). Kotlovi kod kojih se toplina dobiva izgaranjem goriva također se dijele na nekoliko osnovnih načina: a) prema vrsti goriva: • na plinska goriva • na tekuća goriva • na kruta goriva • kombinirani (za više vrsta goriva)
136 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE --------~~------
137
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -. .
iiiiiiiii-='------------------------------~
b) prema načinu uzimanja zraka za izgaranje, odnosno izvedbi plamenika: • ovisni o zraku iz prostorije (s atmosferskim ili pretlačnim plamenikom) • neovisni o zraku iz prostorije (sa zatvorenom komorom izgaranja) • u posebnoj izvedbi
Specifična
godišnja potrošnja goriva jednaka je omjeru godišnje potrošnje goriva i ukupne površine grijanog dijela zgrade i može poslužiti kao pokazatelj kvalitete izvedbe sustava grijanja i cijele građevine, a posebice toplinske izolacije (tablica 6.1): GG,90d
gG,90d=~' uk
c) prema izvedbi spoja splamenikom: • u kompaktnoj izvedbi (s ugrađenim plamenikom i svom drugom potrebnom opremom) • jedinični ili tzv. unit (s ugrađenim plamenikom) • s mogućnošću dogradnje plamenika d) prema izvedbi izmjenjivačkih ploha, odnosno broju nastrujavanja dimnih plinova na izmjenjivač ke plohe: • jednovlačni (s jednim nastrujavanjem) • dvovlačni (s dva nastrujavanja) • trovlačni (s tri nastrujavanja) • u bloku • s plamenom cijevi.
6.1.2. Potrošnja goriva Godišnja potrošnja goriva izvora topline sustava grijanja u kojima se toplina dobiva izgaranjem može se odrediti pomoću jednadžbe: G
_ G,god -
ON,zgbh,pG
H
d'Y/K11pr
pri
' 11raz
čemu
su: GG,90d - godišnja potrošnja goriva (plina, loživog ulja itd) izvora topline sustava grijanja, m", I, kg 0N,Z9 - potrebe zgrade za toplinom, odnosno toplinski gubici, kW bh,pG - godišnji broj sati pogona sustava grijanja H d - donja ogrjevna vrijednost goriva, kW h/m", kW h/I, kW h/kg l1K - stupanj iskoristivosti izvora topline 11pr - stupanj iskoristivosti u stanju pripravnosti l1raz - stupanj iskoristivosti razvoda.
138 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
pri
čemu
su:
3/m2 , l/m", g G,god - s pec i fi č n a godišnja potrošnja goriva zgrade, m
A Uk
-
kq/rn" ukupna površina zagrijavanih prostorija u zgradi, m",
Godišnja potrošnja goriva za pripremu PTV-a dodaje se godišnjoj potrošnji za grijanje kada se isti sustav koristi i za pripremu PTV-a, a određuje se jednadžbom:
(tt
GpTV,90d =
2,5 ' VPTV H
PTV -
1O) '
d
pri čemu su: GPTV,god - qodišnja potrošnja goriva (plina, loživog ulja itd) izvora topline sustava pripreme PTV-a, m", I, kg VpTV - ukupni volumen zagrijavane vode, m3 ttpTV - najviša temperatura zagrijavane vode, "C, Ako se ne može točno odrediti ukupni volumen zagrijavane vode, pretpostavlja se da godišnja potrošnja goriva za pripremu PTV-a iznosi 15-20% godišnje potrošnje goriva za grijanje u uobičajenim zgradama, odnosno 30-50% u niskoenergetskim pa čak i 60-80% u tzv. pasivnim zgradama.
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE
------------~--~
139
T I
l 6.2. PLINSKI IZVORI TOPLINE 6.2.1. Podjela plinskih izvora topline Plinski izvori topline kao primarni izvor energije koriste neko plinsko gorivo (prirodni, ukapljeni naftni, gradski ili bioplin), a s obzirom na svoje osnovne značajke, nazivaju se i plinskim trošilima. Pri tome se na njih postavlja nekoliko osnovnih zahtjeva: • moraju imati natpisnu pločicu na kojoj se nalazi oznaka odgovarajućeg certifikata ili oznaka norme ili propisa prema kojima su proizvedeni i ispitani (npr. DVGW-a) • moraju biti ispravni i s odgovarajućom, priznatom izvedbom • moraju se redovito kontrolirati i održavati te se u njih smiju ugrađivati samo originalni nadoknadni dijelovi s oznakom proizvođača • smiju se koristiti samo za predviđenu namjenu • moraju biti instalirani prema normama i uputama proizvođača. Nazivnim se učinom plinskog izvora topline (trošila) smatra: • učin koji je otisnut na natpisnoj pločici uređaja • gornja granica područja učina koje je otisnuto na natpisnoj pločici uređaja
• učin dobiven proračunom uz stupanj djelovanja 80% (za uređaje na kojima nema natpisne pločice).
cl
lI)
cl
to
c')
'",
'",
~ ,
LO
cl
lI)
cl
'"
'"
~
cl ~
~
140 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
Plinski izvori topline za sustave grijanja, odnosno plinska trošila mogu se podijeliti na tri osnovna načina: a) prema izvedbi s obzirom na dovod zraka za izgaranje i odvod dimnih plinova (tablica 6.2): • vrsta A: zrak za izgaranje uzimaju iz prostorije u kojoj se nalaze i nisu opremljeni sustavom za odvod dimnih plinova • vrsta B: zrak za izgaranje uzimaju iz prostorije u kojoj se nalaze i opremljeni su sustavom za odvod dimnih plinova (il. 6.1) • vrsta C: zrak za izgaranje uzimaju izvana kroz posebno izveden kanal i opremljeni su sustavom za odvod dimnih plinova (il. 6.2) b) prema vrsti plina koji se koristi kao gorivo (tablica 6.3) lt 1. kategorija - samo za jednu vrstu plina (za plinove samo jedne skupine i podskupine) • 2. kategorija - za više plinova (za plinove dviju skupina)
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - -
141
T I
I
• 3. kategorija - za sve vrste plinova (za sve skupine plinova) e) prema namjeni. b) vrsta Ga
a) vrsta G1
najmanje 40 cm \ ' a) vrsta Bl
b) vrsta B2 zaštita otporna napožar pri 'fr> B5°C
zaštita otporna napožar pri 'fr> B5°C
najmanje 40 cm zaštita otporna na požar pri 'fr> B5°C
otvor za dovod zraka (1x150ili ~ 2x75 cm 2) ~~"""II"'""'~I
c) vrsta G4 podtlačni odvod dimnih plinova (najmanje klase vatrootpornosti F90)
najmanje 40 cm
Ilustracija 6.2 Plinska trošila vrste e [16J
I t
_ otvor zadovod zraka
Il"""".............
~?1'1
(1 x150 ili 2x75 cm2) zrakodimovod (dozračno-odzračni
1I-~""""1 dimnjak, tzv. LAS ili LAF) Ilustracija 6.1 Plinska trošila vrste B [16J
142 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - -
143
Tablica 6.3 Osnovna svojstva skupina plinova [16J
Tablica 6.2 Podjela plinskih trošila (prema DVGW-uJ [16J vrsta sustav opskrba prekidač plinskog za zrakom strujanja trošila odvod za dimnih izgaranje plinova A A1 nema 1
B11
ima
~ B~ ~
trošila ovisna o zraku iz prostorije
ls;;--
~ '-~
f---nema
~
~ ~
I~
Cl~
~
~
ima
trošila neovisna o zraku iz prostorije
i---kI
C53
~
~
način dovoda zraka i odvoda dimnih plinova
smještaj osiguranje od ventilatora istjecanja DP u prostoriju
dovod zraka iz 1 prostorije i odvod DP u prostoriju 1 dovod zraka iz 1 bez prostorije i odvod DP ventilatora u dimnjak (podtlak) 3 ispred plamenika 2 dovod zraka iz iza IT 2 prostorije i odvod 3 ispred DP u dimnjak plamenika (podtlak/pretlak) 3 dovod zraka iz 2 iza IT prostorije kroz 3 Ispred vanjsku cijev i plamenika odvod DP u. dimnjak (podtlak) 1 dovod zraka i odvod 1 bez DP vodoravno kroz ventilatora vanjski zid uisto 2 izaIT tlačno područje lj ispreu plamenika 2 dovod zraka i odvod 1 bez DP kroz dozračnoventilatora odzračni dimnjak Oednostruki) 3 dovod zraka i odvod 2 iza IT DP okomiti iznad 3 ispred krova u istotlačno plamenika
stara oznaka
A
-
Bsplamenikom bez ventilatora -
-
B Bsplamenikom bez ventilatora
oplahivanje oplahivanje
03.1
-
Cl
ima Ima
C3.3
C2 -
ima ima
Co
iza IT ispred plamenika
ima ima
C3.1
izaIT ispred plamenika 2 izaIT 3 ispred plamenika
ima ima
područje
4
dovod zraka i odvod DP kroz
2 3
dozračno-odzračnl
dimnjak 5 dovod zraka kroz vanjski zid i odvod DP iznad krova 8 dovod zraka kroz vanjski zid i odvod DP kroz dimnjak (podtlak)
2 3
-
ima ima
03.2
Legenda: DP - dimni plinovi IT - izmjenjivač topline
144 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA tRlJANJE
2LL 2E 1a l oznaka 2. (prirodni i naftni plin) skupina plinova 1. (gradski plin) 17-20-25 6- 8-15 Pu" mbar 3 40,9 50,72 54,761 34,36 - 41,52 - 44,83 22,36 24,75 Wg,ret, MJ/m (*)
3 BIP 3. (ukapljeni naftni plin) 42,5 - 50 - 57,5 72,86 - 87,33
Legenda: tj - referentno stanje je pri 15 DC i 1,0135 bar
6.2.2. Postavljanje plinskih izvora topline u prostorijama Plinski izvori topline za sustave grijanja, odnosno plinska trošila smiju se postavljati samo u prostorije u kojima s obzirom na njihovu veličinu (duljinu, širinu, visinu), građevinske značajke i način primjene ne može doći do opasnosti za ljude i imovinu. Njihovo je postavljanje stoga zabranjeno: • na stubištima, osim u manjim zgradama s najviše dva stana • u nužnim izlazima • u garažama (osim vrste C čija površinska temperatura nije viša od 300 DC) • u prostorima u kojima se nalaze ili u kojima mogu nastati eksplozivne ili lako zapaljive tvari. Postavljanje plinskih trošila čiji je nazivni učin veći od 50 kW dopušteno je samo u prostorijama koje su za to posebno namijenjene u kotlovnicama. U njima se mogu nalaziti još samo uređaji i oprema slične namjene (npr. kućni plinski priključak i sl), a prema susjednim prostorijama ne smiju imati otvore, osim dobro brtvljenih vrata s automatskim zatvaranjem. Moraju imati mogućnost dobrog prozračivanja, a izvan njih mora postojati sigurnosna sklopka kojom se izvor topline može isključiti bez ulaska u prostoriju i koja se mora posebno označiti. Inače, plinska trošila i instalacije u njihovoj neposrednoj bilizini trebaju biti opremljeni termičkim zapornim osiguračima koji pri temperaturama većim od 100 °C automatski zatvaraju protok plina. Uz to, pri njihovom postavljanju valja voditi računa o dovoljnoj udaljenosti od zapaljivih tvari građevinskih elemenata u prostoriji ili pokućstva, odnosno treba ih zakloniti tako da ni pri nazivnom učinu i trajnom radu ne dođe do porasta njihove temperature više od 85 °C. Najmanja udaljenost pri tome iznosi 40 cm. PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 145
Plinska trošila koja kao gorivo koriste UNP ne smiju se postavljati u prostorijama čiji je pod na bilo kojem mjestu za 1 m niži od okolnog tla, osim ako nisu opremljena odgovarajućim uređajem za kontrolu plamena i kada je osigurano da u prostoriji ne može doći do porasta udjela plina iznad opasne vrijednosti ili kada postoji odgovarajući sustav za prozračivanje. Plinska trošila vrste A nemaju ni sustav za dovod svježeq zraka za izgaranje ni sustav za odvod dimnih plinova. S obzirom na to da zrak za izgaranje uzimaju iz svoje neposredne okolice, tj. iz prostorije, a dimni plinovi nastali izgaranjem odlaze izravno u prostoriju, takva se trošila smiju postavljati samo u dovoljno prozračivane prostorije koje imaju vanjska vrata ili prozor koji se može otvarati, dok pri dugotrajnom radu ne smiju toplinski opterećivati okolne predmete kako ne bi došlo do požara. Za trošila s ukupnim toplinskim opterećenjem manjim od 11 kW najmanji potrebni volumen prostorije u koju se postavljaju iznosi 20 m", pri čemu se mora zadovoljiti uvjet od 4 m 3 raspoloživog prostora po 1 kW toplinskog uči na. Isto tako, izmjena zraka mora biti takva da se u prostoriju dovodi 30 m3/h svježeg zraka po 1 kW toplinskog opterećenja trošila. Plinska trošila vrste B zrak za izgaranje uzimaju iz svoje neposredne okolice, odnosno iz prostorije u kojoj se nalaze pa u njoj treba osigurati dovoljnu količinu zraka. Ta se količina smatra zadovoljavajućom ako se može ostvariti strujanje od 1,6 m 3/h po kW ukupnog nazivnog učina i kada podtlak u prostoriji nije veći od 0,04 mbar. Ukupnim se nazivnim učinom smatra ukupan učin svih trošila i u susjednim prostorijama, bez obzira na vrstu goriva, a koja mogu utjecati na količinu zraka za izgaranje. Zrak potreban za izgaranje u prostoriju se može dovoditi prirodnim (slobodnim strujanjem kroz razne otvore i zazore prozora i vrata) ili mehaničkim putem (potpomognut ventilatorom), a može strujati izravno izvana (tj. iz okolice) kroz otvore i zazore na vanjskim zidovima, prozorima i vratima ili posredno iz susjednih prostorija kroz otvore i zazore na unutarnjim zidovima i vratima. Dobava zraka za plinska trošila vrste B može se izvesti na nekoliko osnovnih načina: • kroz zazore prozora i vrata (zadovoljava ako prostorija ima barem jedna vrata ili prozor na vanjskom zidu i ako je omjer njezinog volumena i ukupnog nazivnog učina ~ 4 m 3/kW)
T
• kroz otvore izvana • kroz vanjske zazore i elemente za dovod zraka izvana • posebnim sustavima. Način dobave zraka do prostorije u kojoj se nalazi plinsko trošilo vrste B određuje se ovisno o veličini (volumenu) prostorije i ukupnom nazivnom učinu (il. 6.3).
Najmanji potrebni volumen zraka s obzirom na se jednadžbom:
učin
trošila odre-
đuje
V
pol,min =
v,
-1-' h
pri
čemu
su:
Vpot.min. - najmanji potrebni volumen zraka, m3/kW Vzr - potrebna količina zraka za izgaranje, m 3/(h kW) Ih - potrebna izmjena zraka (= 0,4 h", čak i uz dobro brtvljene zazore). Inače, ako se u prostoriji u kojoj se nalazi trošilo, s obzirom na njezinu veličinu i otvore prema okolici, ne može osigurati zadovoljavajuća količina zraka za izgaranje (tj. ako je omjer volumena prostorije i ukupnog nazivnog učina < 0,4 m 3/kW), ona se može 'povezati' sa susjednima. Pri takvom se 'povezivanju' dobava zraka ostvaruje strujanjem kroz zazore vrata i/ili posebno izvedene otvore do susjednih prostorija, a ono se može izvesti kao posredno ili neposredno (il. 6.4).
Plinska trošila vrste e zrak potreban za izgaranje dobavljaju izvana, kroz za to posebno izveden sustav (kanal za dovod zraka), dok se dimni plinovi u okolicu odvode kroz također posebno izveden dimovodni sustav (kanal za odvod dimnih plinova) čime se izbjegava bilo kakav doticaj sa zrakom iz prostorije. Drugim riječima, takva plinska trošila uopće ne ovise o zraku iz prostorije. Kod plinskih trošila vrste C 12 i C 13 koja se vrlo često koriste za sustave grijanja i pripreme PTV-a u stanovima treba voditi računa o najvećem dopuštenom nazivnom učinu koji iznosi 11 kW (za grijanje), odnosno 28 kW (za pripremu PTV-a).
• kroz zazore prozora i vrata iz tzv. povezanih prostorija 146 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
147
,mml
alneposredno povezane prostorije
1\
I I
1\
I
I
Q)ctS~ ~E CN"' E coO ~E~o ... c
1\
(J)
O.~C
cl
co ~
t5~
M~~g Mti
~
CJ)E co "':::JE CO cE § o c.Q, Cf) ....... +J(JJ
\
,
~
ff
I'
[\[\
"roti! CO':':: co
f-
1\
\ ....
~EE 00a>
-c 1.0 "O'
c")
~
\
1\
'\ [\1\
cl
co
\ \..
1\
1'1\
,
cl
0. r- a> LO> '§; g ~-.~ lS .a:00._ 0.= ot co co .... ~ oa>= ·~O .o~N.l9§E ffmc:.: .$-t5EE-CC,.) cocoJ2 co OO:::J E Cl_ 1tjE o "- "roro r- >~~~g-; f- ;;;cE .~._t)~~ N '2"~ e? ... co. @~E-EeE coco~ ff- "5~.~~-gg "5(ij~ c e>e § t) 5.= c..g ::::J.t:::! > , ci) "0:= en en o frI I
cl
-e-
::::J._ o
,
N
~~5
cl
f,~
E ~o~~en E ~
~.:.::
"'=t
l
8.19 g-
::i._~
1\
'\
50.~
f-
.$"8 ~
-omjervolumena prostorije iu nazivnog učina < 1m3/kW
ca> E :::J
1\
1\
N .~.a: coCo ~~)re ... -o
>(1)
~
1\ 1",1'
f-
>ctSCN
eo.
o>
.~~=~ .~-g
I~~\
101\
"'"
-E§~.g-E"l:l
,
1\
jn
Dijagram za
Ilustracija 6.3 dobave zraka ovisno o veličini prostorije i ukupnom nazivnom učinu plinskih trošila [16]
određivanje načina
-omjer volumena prostorije i ukupnog nazivnog učina;, 1 m3/kW- povezivanje nije potrebno
- omjer volumena prostorije i ukupnog nazivnog učina < 1 m3/kW- povezivanje jepotrebno
Ilustracija 6.4 Dobava zraka za plinska trošila vrste B iz 'povezanih' prostorija [18]
148 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 149
Za dovod zraka za izgaranje i odvod dimnih plinova kod trošila vrste koristi se tzv. zrakodimovod ili dozračno-odzračni dimnjak (p~znat i po njemačkim kraticama LAS ili LAF). Takva se trošila trebaju postavljati što bliže dimnjaku, odnosno zrakodimovodu, a u njemu se mora osigurati potpuna odvojenost i nepropusnost oba kanala.
e
T uređaj
zakontrolu dimnih plinova
----":~--/
osigurač strujanja V
~:':-4
6.2.~.
S---~
Standardni i niskotemperaturni plinski kotlovi
Standardni plinski kotlovi su izvori topline sustava grijanja čija je radna temperatura ograničena izvedbom i utvrđena pri projektiranju pa je cijelo vrijeme pogona konstantna. Inače, takvim se kotlovima smatraju oni čije temperature polaznog i povratnog voda imaju tzv. standardne vrijednosti (90/70 "C) i u skladu s tim više temperature dimnih plinova i manje stupnjeve djelovanja. Pri tome valja napomenuti da se pojam 'standardni' odnosi na 'standarde' koji su u većini europskih zemalja vrijedili prije dvadesetak godina, a takvi su kotlovi i sustavi grijanja uglavnom napušteni (npr. u Njemačkoj se više ne smiju ugrađivati nakon 1.1.1998. godine), iako su kod nas još česti.
primarni topline
izmjenjivač
injektorski plamenik /" s predmiješanjem /" glavni plinski ventil
cirkulacijska crpka
ekspanzijska /" posuda
sekundarni izmjenjivač
Niskotemperaturni plinski kotlovi su izvori topline sustava grijanja koji imaju mogućnost namještenja učina izgaranja prema zahtjevima koji se postavljaju na stupnjeve djelovanja koji općenito iznose 88 - 90% i oni koji su kao takvi označeni u skladu s Izjavom o usklađenosti EU-a. Stalni pogon takvih kotlova, ovisno o konstrukciji, moguć je i do temperature povratnog voda 40 °C pa i niže, ali ne bi smjelo doći do pojave kondenzacije. Takva izvedba kotlova danas prevladava u primjeni u najvećem broju europskih zemalja, iako ih u posljednje vrijeme sve više potiskuju kondenzacijski kotlovi. Pojavljuju se u svim područjima učina, odnosno u svim veličinama, u podnim ili zidnim izvedbama, za postavljanje i u boravišne prostore i u kotlovnice, a vrlo su česte kombinirane izvedbe, tj. s mogućnošću pripreme PTV-a (il. 6.5 i 6.6). Tehnički podaci NT plinskih kotlova različitih izvedbi i veličina
prikazani su u tablicama 6.4 - 6.10.
150 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
topline preklopnik strujanja ~ vode
ventil za uključivanje
prednosti
topla voda
,
polazni vod grijanja
,
dovod plina
dovod hladne vode
povratni vod grijanja
Ilustracija 6.5 Osnovni dijelovi zidnih NT plinskih kotlova s atmosferskim plamenikom
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
151
--:--:==:::::
-
3~
V'I
COCO
100)
3A: c-3
N" en
"o
,;,
93 >90 440 360 850 90
cl
co
cl
"
.~
cl
io
1000
co
cl
c")
to
o)
co
rev) r-
44
47
N
o) (o
N
co
(o
to
c")
t-
r-
r-
r-
r-
f---
"
:~
.a .> cl. :2 'c o!: eCO o§. a> cl :::i" o. co o ) E co co 'S: o CL ..c .> d: "o cl. E ~ CO o E o en CO > :::J a> '5 ~ E '5 o ~ e 1 en e o!: 15. 'c a> o. O 32 ,§ o .!:!2 "o
>
cl o
E E E E E E CO-
-
~ .> a; :i=:f a> a> E cl. ea> 'E' 'E' 'c :::J "o
~
E E CS .$ '5 >
e e cl.
cl.
CO
e
cl. :::J
.><
:z
:o:::
.... :te;,
'" c::
...
:t-
:z m
Tablica 6.8
;; ~
Tehnički podaci zidnih plinskih kombiniranih kotlova atmoBLOCK Plus i turboBLOCK Plus (proizvođača Vaillant GmbH, Remscheid, Njemačka)
C'>'
:z
:o:::
tehnički
podaci
.... :te;,
'" c::
:t-
...
:z m
--.. \1'1
izvedbe atmoBLOCK Plus (satmosferskim plamenikom)
područje
toplinskog učlna (80/60 °C), kW nazivna toplinsko opterećenje, kW najmanje toplinsko opterećenje, kW ukupne dimenzije dubina, mm širina, mm visina, mm najviša temperatura polaznog voda, °C područje namještanja temperature polaznog voda, °C dopušteni pretlak, bar nazivni protok vode u cirkulaciji, lih raspoloživa visina dobave ugrađene cirkulacijske crpke, mbar volumen ugrađene ekspanzijske posude, I pretlak ugrađene ekspanzijske posude, bar najviša temperatura dimnih plinova (80/60 °C), °C najveći protok dimnih plinova, kglh promjer dimovadnog priključka, mm za izvedbu nadimnjak za fasadnu izvedbu (zrakodimovod) približna masa, kg
'=="-=="'-=-=:-..:::....._-_._---_....
turboBLOCK Plus (sa zatvorenom komorom izgaranja)
VUW 200-5 7,8- 20 22,5 8,9
VUW 240-5 9,1 - 24 26,7 10,6
VUW 280-5 10,7 - 28 31,1 12,4
860
1032
1203
VUW 202-5 7,7- 20 22 8,9 338 440 800 87 35 - 87 3 860
VUW 242-5 9,1 - 24 26,7 10,6
VUW 282-5 10,7-28 31,1 12,4
VUW 322-5 10,5 - 31,3 34,8 17,4
1032
1203
1280
250 6
6
10
105
115
58
20 6
10
10
120
6 0,75 130
130
140
135
76
78
46
64
77
83
110
130
130
33
35
45
46
-
-
60/100 37
41
43
-"" CIO
Tablica 6.9 Tehnički podaci podnih plinskih NT kotlova Vitogas 100 (proizvođača Viessmann GmbH, AI/endort/Eder, Njemačka) tehnički
"CI
""c: ""
0'
:z
"" N
:-
G'>
podaci
nazivni toplinski učin, kW nazivna toplinsko opterećenje, kW stupanj iskoristivosti, % ukupne dimenzije dubina, mm širina, mm visina, mm podtlak dimnjaka, Pa dopušteni radni pretlak, bar volumen vode u kotlu, I temperatura dimnih plinova, °C (*) dimenzije priključaka napolazni i povratni vod dimenzije plinskog priključka promjer dimovadnog priključka, mm ukupna masa, kg
11 11 12,1
15 15 16,6
18 18 19,9
22 22 24,3
500
500
844 650
650
7,6 90
7,6 104
9,7 102
9,7 106
izvedba 29 35 29 35 32,0 38,8
42 42 46,4
48 48 53,0
60 60 66,2
93 864 650 845 3 3 11,7 118
840
840
930
1110
13,8 113
15,9 130
17,9 130
21,9 122
R1/2 " 150 150 148 170
150 194
180 218
180 264
G11/2"
90 101
110 101
130 124
130 124
Legenda: (*) - pri temperaturi vode u kotlu 80 °C
"" c:::
::z 0-
m
F
"CI
~
c: "" o'
:z
"" N
:-
G'>
Tablica 6.10 Tehnički podaci lijevanoželjeznih podnih plinskih kotlova s mogućnošću dogradnje kondenzacijskog modula Thermo Unit WTU-G (proizvođača Max Weishaupt GmbH, Schwendi, Njemačka) tehnički
podaci
""c:::
::z 0-
m
-"" -O
nazivni toplinski učin, kW ukupne dimenzije dubina, mm širina, mm visina, mm najViša dopuštena temperatura polaznog voda, °C dopušteni radni tlak, bar volumen vode u kotlu, I dimenzije priključaka napolazni i povratni vod
WTU 15-G 15 706 600 1016
WTU 20-G 20 706 600 1016
izvedba WTU 30-G WTU 25-G 30 25 706 706 600 600 1246 1116
WTU 37-G 37 784 680 1161
WTU 45-G 45 784 680 1301
45
58
80 3 28
28
46
28 G11/2 "
6.2.4. Kondenz8cijski plinski kotlovi Kondenzacijski plinski kotlovi su izvori topline sustava grijanja koji kao gorivo koriste plin i imaju mogućnost dodatnog iskorištavanja topline kondenzacije (latentne topline) vodene pare iz dimnih plinova u posebnom izmjenjivaču topline kojim se predgrijava ogrjevni medij (voda) iz povratnog voda sustava grijanja (il. 6.7 i 6.8). Time se postižu mnogo bolja iskoristivost goriva (plina) i povećanje stupnjeva iskoristivosti na vrijednosti koje premašuju 100% (il. 6.9 i 6.10). S obzirom na to da ponajviše služe i za pripremu PTV-a, koncenzacijski su kotlovi najčešće izvedeni kao kombinirani. Latentna ili toplina kondenzacije je ista ona toplina koja je bila potrebna za stvaranje vodene pare u procesu izgaranja, tj, jednaka je toplini isparavanja. Prolaskom kroz kondenzacijski izmjenjivač topline dimni se plinovi hlade na temperaturu 35 - 73 DC pri čemu dolazi do izdvajanja kondenzata. Kako tada nastaju agresivni spojevi, primjena kondenzacijske tehnike postala je moguća tek s razvojem novih materijala koji su visokopostojani na koroziju. Povećanje iskoristivosti goriva u kondenzacijskim kotlovima nije posljedica samo dodatnog iskorištavanja topline kondenzacije, već i smanjenja gubitaka topline putem dimnih plinova jer je njihova temperatura niža i gubitaka topline zračenjem s tijela kotla jer je njegova površina također niža. Stupanj djelovanja kondenzacijskih kotlova džbom: 1'1
'/KK
određuje
se jedna-
=1- qDP- qDPzr+ a H-H g d 100 H'
T
%Pzr =
tt
DP
-
(tt
DP -
tt zr ) •
(A CO2
+
B) -gubici putem zračenja s. tijela kotla u neposrednu okolicu, %
temperatura dimnih plinova, DC
ttzr - temperatura zraka, DC A 1 , B - dodaci za gorivo (tablica 6.11) CO2 - udio CO2 u dimnim plinovima, % H d , H g - donja i gornja ogrjevna vrijednost goriva, kWh/m 3 , kJ/m 3 , kJ/1 (tablica 6.12)
a
= Vk,mj
-
značajka kondenzacije
Vk,teo
Vk,mJ. - izmjerena (stvarna) količina nastalog kondenzata, kq/rn" teoretska količina kondenzata, kg/m 3 (tablica 6.12).
Vk,teo -
Kondenzacijski kotao je učinkovitiji što je količina nastalog kondenzata veća, a ona je veća što je temperatura dimnih plinova na izlasku niža, čime su istodobno gUbici putem dimnih plinova manji. Iskorištavanje topline kondenzacije može se poboljšati: • izvedbom plohe izmjenjivača topline • visokom kakvoćom izgaranja, tj. visokim udjelom CO2 u dimnim plinovima, odnosno visokom točkom rošenja vodene pare • pogonskom temperaturom sustava grijanja (najpovoljniji su niskotemperaturni sustavi grijanja) • izvedbom sustava koja sprječava porast temperature povratnog voda.
d
pri čemu su: TJ KK - stupanj djelovanja kondenzacijskog kotla
qoP - gubici putem dimnih plinova, %
Pri strujanju dimnih plinova kroz izmjenjivač topline mogu nastupiti dva oblika kondenzacije: • u struji plina (nastajanje magle), kada temperatura struje pada ispod točke rošenja • na plohi izmjenjivača (tzv. oblaganje), kada temperatura vode u cijevi izmjenjivača pada ispod točke rošenja (slučaj je povoljniji jer kondenzacija ovisi samo o temperaturi povratnog voda, što je velika prednost u slučaju nižih temperatura okolnog zraka).
160 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
%P - %Pzr
_
100 a Hg -Hd Hd
_
senzibilni član jednadžbe latentni ili kondenzacijski
član jednadžbe
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - -
161
Osim što se za njihovu izradu moraju koristiti visokokvalitetni materijali, kondenzacijski izmjenjivači imaju posebno izvedene plohe, što vrijedi i za cijeli sustav za odvod dimnih plinova. Dimni plinovi i kondenzat trebali bi se voditi u istosmjernoj struji kako bi se ostvario učinak samočišćenja ploha izmjenjivača kiselim kondenzatom čime se izravno može utjecati na iskoristivost kotla. Pri postupanju s kondenzatom koji nastaje u kondenzacijskim kotlovima treba voditi računa o njegovom kemijskom sastavu, odnosno svojstvima (tablica 6.13). Kako se kondenzat ubraja u otpadne vode u kućanstvu, valja obratiti pozornost na odgovarajuće granične vrijednosti udjela štetnih tvari u otpadnim vodama. Kondenzat se prema pH-vrijednosti ubraja u kisele tvari, ali kako otpadne vode iz kućanstva (pH> 6,5) imaju veliku pufernu sposobnost, najčešće neće doći do promjene njihove pH-vrijednosti. Pri odvođenju kondenzata treba obratiti pozornost na: • materijal vodova za odvodnju iz kućanstva (tablica 6.14) • potrebu za neutralizacijom (tablica 6.15) • potrebu za dodavanjem crpke.
a)s prigrađenim izravnim kondenzaeijskim izmjenjivačem topline
b) s dodatnim kondenzaeijskim izmjenjivačem topline
8
4
e)s izravno
ugrađenim
izmjenjivačem
kondenzaeijskim topline
d) s pulzaeijskim plamenikom
9-
19 11-=~=::::::
Tehnički veličina
podaci kondenzacijskih plinskih kotlova prikazani su u tablicama 6.16 - 6.21.
različitih
18
izvedbi i
17
16
15 6
7--
6~ 6
~~~""~~""""""""""O:
8""'"
1 - kotao 2 - prigrađeni izravni izmjenjivač topline 3 - sustav za raspršivanje 4 - spremnik vode 5 - polazni vod 6 - povratni vod 7 - odvod dimnih plinova 8 - odvod kondenzata
9 - dovod zraka za izgaranje 10 - ventilator za dimne plinove 11 - dovod plina 12 - prvi izmjenjivač topline 13 - dodatni (kondenzacijski) izmjenjivač topline 14 - predmiješajući plamenik
15 - izmjenjivač topline 16 - naborana cijev 17 - komora izgaranja pulzacijskog plamenika 18 - međuspremnik plina
Ilustracija 6.7 Sheme najčešćih izvedbi kondenzacijskih kotlova [18}
162 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 163
niskotemperaturni kotao
21 __
kondenzacijski kotao
kondenzacijski kotao
111%
111%
=
11%
gornja ogrjevna vrijednost
20
11% udio topline. kondenzacij~
gornja ogrjevna vrijednost
9% iskorištena toplina kondenzacije 1%gubici
6%
zračenjem
19 18
1
i putem dimnih plinova
5%
2% neiskorištena toplina kondenzacije
2
17 3
16 4
radne temperature 40/30 DC
radne temperature 75/60 DC
radne temperature 75/60 DC
Ilustracija 6.9 Usporedba stupnjeva iskoristivosti NT i kondenzacijskih kotlova [16J
15 14 6
" c: .(jj C. *§ ::l 'c ci. c l < Z
Tablica 6.19 Tehnički podaci zidnih plinskih kondenzacijskih kotlova Vitodens (proizvođača Viessmann GmbH, AI/endart/Eder, Njemačka)
:o; N
:oo tehnički
G'> :ll:!
izvedbe
podaci
Vitodens 300 I Vitodens 300 Vitodens 200 Vitodens200 (samo zagrijanje) (kombinirani) (samo zagrijanje) (kombinirani) 4,2 - 35,0 I 6,6- 26,0 8,8 - 20,0 8,8 - 20,0 područje nazivnog toplinskog učina, kW 8,8 - 26,0 do 109 normalni stupanj iskoristivosti, % 1:4 1 :3 područje modulacije
c:: :oo zem
360/380 450/480 850 8
380 480 850 10
ukupne dimenzije: dubina, mrT širina, mm visina, mm volumen ugrađene ekspanzijske posude, I
Vitodens 300 12,2 - 66,0 (*)
550 600 900 -
Vitodens 333 4,2 - 13,0 6,6 - 26,0
580 600 1387 10
Legenda: (*) - do 264 kW kao kaskada
--.... ...........
.•. -
-
-::---:::-.==:::-...:::=:==-~=---;.~:"~~_
....
-~._-_.-----~---,.......,...--'""'--=-.,._---------
----=i
-
Tablica 6.20 Tehnički podaci zidnih plinskih kondenzacijskih kotlova Thermo Condens WTC-A (proizvođača Max Weishaupt GmbH, Schwendi, Njemačka)
~
Ilo)
tehnički
podaci
nazivni toplinski učin (*), kW najmanji toplinski učin (*), kW normalni stupanj iskoristivosti (**), % ukupne dimenzije: dubina, mm širina, mm visina, mm promjer priključka napolazni i povratni vod, mm promjer zrakodimovoda, mm dimenzije plinskog priključka, mm količina nastalog kondenzata (***), kglh masa, kg
WTC 15-A 13,7 3,8 107,0
WTC 25-A 23,6 6,7 108,0 335 520 848 18 80/125 18 2,0 49
1,2 42
WTC 32-A 30,4 8,9 106,0
2,0 46
Legenda: t) - za temperature sustava grijanja 80160 °C i pri nazivnom opterećenju tj - za temperature sustava grijanja 75160 °C i pri nazivnom opterećenju t**) - za prirodni plin, pri nazivnom opterećenju i temperature sustava grijanja 50130 °C
...
~
c: '"
(':1<
z-
:o:: N 3:0 c"
'" c::
3:0 Z-
e.. m
t;",
~
~
Tablica 6.21 Tehnički podaci zidnih plinskih kombiniranih kondenzacijskih kotlova ComfortLine (proizvođača Wolf Heiztechnik GmbH, Mainburg, Njemačka)
(':1<
z-
:o:: N 3:0 c"
'" c::
3:0
ze.. m
_ ~
tehnički
izvedbe CGB-K-20 19,0/22,9 (**) 19,5/23,5 (**) 395
podaci
nazivni toplinski učin (*), kW nazivno toplinsko opterećenje, kW ukupne dimenzije: duljina, mm širina, mm Visina, mm najviša temperatura polaznog voda, °C dopušteni radni pretlak za grijanje, bar volumen izmjenjivača topline, I volumen ugrađene ekspanzijske posude, I pretlak ugrađene ekspanzijske posude, bar dopuštena temperatura dimnih plinova, °C najveći protok dimnih plinova, gis preostala visina dobave ventilatora, Pa promjer dimovodnog priključka (zrakodimovoda), mm dimenzije priključka na polazni i povratni vod dimenzije plinskog priključka količina nastalog kondenzata (***), lih masa praznog kotla, kg Legenda: (*) - za temperature sustava grijanja 80160 °C (*j - samo za grijanje i za grijanje i pripremu PTV-a t**) - za temperature sustava grijanja 50130 °C
CGB-20 19,0 19,5 440
42
CGS-10/160 19,0/22,9 (*j 19,5/23,5 (**)
566 855 90 3,0 1,3 12 0,75 95 8,9/10,7 (**) 90 63/95,5 20mm (G 3/4 ") R1/2 " oko 2,0 45
99
l 6.2.S. Plinski plamenici Plinski plamenik je dio plinskog izvora topline u kojemu dolazi do miješanja plina sa zrakom i potom do njegovog izgaranja pri čemu nastaje toplina. Plinski se plamenici mogu podijeliti na nekoliko osnovnih načina: a) prema vrsti plamena: • difuzijski (sa svijetlim plamenom) • injektorski (s plavim plamenom) b) prema načinu dovoda zraka: • atmosferski (s prirodnim dovodom zraka za izgaranje) • pretlačni (s prisilnim dovodom zraka za izgaranje, odnosno pomoću ventilatora) c) prema vrsti plina: • za gradski plin • za prirodni plin • za ukapljeni naftni plin • za više vrsta plinova • za više vrsta goriva d) prema tlaku plina: • niskotlačni (za tlak < 100 mbar) • visokotlačni (za tlak> 100 mbar) e) prema načinu vođenja pogona: • poluautomatski • automatski f) prema broju plamišta: • pojedinačni • skupni (prstenasti, plosnati, roštiljasti itd). Atmosferski plamenici zrak za izgaranje dobavljaju prirodnim putem i prije izgaranja dolazi do njegovog miješanja s plinom na osnovi injektorskog djelovanja (il. 6.11). Miješalište je izvedeno kao Venturijeva cijev u kojoj zbog promjene brzine struje plina nastaje razlika tlaka 0,1 - 0,2 mbar. Zbog injektorskog djelovanja usisava se primarni zrak, dok sekundarni zrak iz okolice u plamen dolazi u području plamena pa je miješanje nekontrolirano. Kako bi se dobio stabilan plamen, brzina strujanja smjese plina i zraka mora 174 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
odgovarati brzini širenja plamena, što se postiže odgovarajućom konstrukcijom sapnice i injektora, tj. namještanjem tlaka sapnice. Materijali za izradu plamenika su čelik i lijevano željezo. Razmjerno su jednostavne konstrukcije, prilagodivi obliku ložišta, bešumni u radu, nemaju pokretnih dijelova, razmjerno su jeftini i ne zahtijevaju posebno održavanje, a regulacija se svodi ili na uključeno/isključeno (on/off) ili na djelomično/puno opterećenje. Pri malim učinima se mogu paliti ručno, a pri većim iskrom visokog napona. Pri manjim učinima plamen se obično kontrolira termoelektrično, a kod većih
:i
, I
II
elektronički.
Izvode se u raznim oblicima koji su prilagođeni obliku i dimenzijama ložišta, a učin im se kreće od 4 do 930 kW. Plinsku armaturu (rampu) atmosferskih plamenika čine (il. 6.12): • • • •
filtar regulator tlaka plina sigurnosna tlačna sklopka za plin prema HRN EN 1854 samoregulirajući element (npr. elektromagnetski ventil) prema HRN EN 161 • manometarski priključci za priključni i protočni tlak te manometarska slavina za tlakove veće od 100 mbar • prethodno regulirajući element • otvor za ulaz sekundarnog zraka • uređaj za paljenje (pilot-plamenik, elektroda s iskrom visokog napona ili posebni uređaj za električno paljenje) • uređaj za kontrolu plamena (samostalan ili dio programatora). Pretlačni plamenici zrak za izgaranje dobavljajU pomoću ventilatora, tj. prisilno (il. 6.13). Zbog velikih stupnjeva iskoristivosti goriva i mogućnosti regulacije učina koriste se kod gotovo svih suvremenih izvora topline sustava grijanja, u rasponu učina od 6 kW do više stotina MW. Njihova je oprema određena prema HRN EN 676, a njezini najvažniji dijelovi su (il. 6.14): • ventilator: ugrađen u kućištu ili postavljen na ulazu ili na kraju izvora topline
• regulator • programator • otvori za vijke ili zatike (za sastavljanje plamenika)
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
175
I
I
.. • ručni zapor • filtar • uređaj za nadzor tlaka plina - tlačna sklopka • sigurnosni zapori (magnetski ventili) • uređaj za prednamještanje (namještajući regulator tlaka i uređaj za prednamještanje) • uređaj za paljenje (potpalni plamenik, uređaj s električnom iskrom ili posebni elektrouređaj) • uređaj za nadzor plamena • uređaj za reguliranje i namještanje količina protoka plina • uređaj za reguliranje protoka zraka • uređaj za provjeru rada ventilatora (uređaj za nadzor tlaka zraka - tlačna sklopka) • uređaj za mjerenje tlaka plina (samo za plamenike učina izgaranja većeg od 350 kW) • motori. Regulacija pretlačnih plamenika (plinskih i uljno-plinskih) može biti: a) jednostupanjska: • paljenje • rad sa 100%-tnim b) višestupanjska:
opterećenjem
• paljenje • rad sa smanjenim opterećenjem • rad sa 100%-tnim opterećenjem c) dvostupanjska klizna:
Učin
plamenika
Opi
OK,
=
određuje
se prema
učinu
kotla:
1JK
pri čemu su: OpI - učin plamenika, kW OK - učin kotla, kW 1JK - stupanj iskoristivosti kotla (= 0,88 - 0,94,
najčešće).
Zračeći
ili ižaravajući plamenici imaju posebno izvedenu plameplohu koja omogućava da se najveći dio topline nastale izgaranjem plina na okolni prostor ložišta predaje zračenjem (il. 6.15). Danas su vrlo česti kod kondenzacijskih kotlova. Plin se do plamenika dovodi prisilno, pomoću ventilatora, pa su zračeći plamenici podvrsta pretlačnih. Pretičak zraka pri tome iznosi između 1,1 i 1,3 te se ostvaruje potpuno miješanje sa zrakom. Nastala se smjesa plina i zraka ravnomjerno dozira i struji do polukuglaste plameničke plohe izrađene od fine mrežice od nehrđajućeg čelika na kojoj dolazi do izgaranja gotovo bez plamena. Ploha, koja je postojana na visoke temperature, pri tome se užari i najveći dio topline odaje zračenjem. Potpuno predmiješanje i visok udio odavanja topline zračenjem uzrokuju vrlo niske emisije CO i NOx' Inače, osim polukuglaste izvedbe plameničke plohe, moguća je i ravna, odnosno pločasta izvedba, pri čemu se kao materijal izrade koristi keramika. ničku
Tehnički
podaci pretlačnih plinskih plamenika prikazani su u tablicama 6.22 i 6.23.
• paljenje • rad sa smanjenim opterećenjem • klizna promjena opterećenja do 100%. d) kontinuirana ili modulirajuća: • paljenje • kontinuirano praćenje rada od smanjenog učina do 100%-tnog opterećenja, već prema potrebi. Plinski plamenik i njegova armatura su određeni ako su poznati učin, vrsta i protok plina, tip, vrsta regulacije i instalacije te dodatni zahtjevi (ako postoje).
176 - - - - - - - - - - - - - - - -
PRIRUČNIK ZA
GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA CRIJANJE
-----------~----
177
T I
sekundarni zrak
al
,'-'
o
5;0.
cijev plamenika (u pravilu od
:=co '-' c:
nehrđajućeg čelika)
fl
co c:
injektor (Venturijeva cijev) Ilustracija 6.11 Shema atmosferskog plamenika [16J
r I
I.
!
5
I
Q)
)~
cl.
en
-- -- -- --. ~D9 J r--------:: r.. -----.. !I I
----J.
I. .I
l.
I.
! i
!
I . . I. I I M2
al
10
L.-D\
'-'
"c
.o
2
"C cl.
M1
~
cl.
Q)
Legenda: 1 - ručni zapor, 2 - filtar, 3 - manometar, M1 - mjerno mjesto za priključni tlak, 4 - regulator tlaka, 5 - sigurnosna tlačna sklopka, 6 - elektromagnetski ventil, M2 - mjerno mjesto tlaka namještanja, 7 - elektromagnetski ventil pilot-plamenika, 8 - uređaj za paljenje, 9 - automatika za kontrolu ložišta, 10 - kontrolna sonda plamenika, 11 - plinski plamenik, 12 - otvor za zrak
~ ,en
o 32 o
cl.
Q)
"E' al
c:
al
N
-'" al
:§;
Ilustracija 6.12 Oprema atmosferskog plamenika [16J
178
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
,I I PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 179
I i I
il
Legenda: 1 - ručni zapor 2 - mjerač tlaka 3 - filtar 4 - regulator tlaka plina 5 - uređaj za kontrolu tlaka plina 6 - sigurnosni zaporni ventil 7 - regulacijski uređaj 8 - uređaj za paljenje 9 - uređaj za kontrolu plamena
T
za prednamještanje 11 - uređaj za kontrolu rada ventilatora
10 -
uređaj
I
i
i
i
i
i
i
i
i
i
o co
z
12 - graničnik malog protoka zraka 13 - zaštita od pokretnih dijelova 14 - graničnik velikog protoka zraka
cl
Iri' co o
o
' .!:::!
~I
6.2.6. Plinske kotlovnice Plinska kotlovnica je samostojeća zgrada ili posebna prostorija u zqradi u kojoj se nalazi jedan ili više izvora topline koji kao osnovno gorivo koriste plin i čiji ukupni instalirani toplinski učin iznosi više od 50 kW, Najviši dopušteni radni tlak plina za opskrbu izvora topline (trošila) u kotlovnicama koje su smještene u zgradi u kojoj se zadržava ili boravi više ljudi iznosi iznosi 100 mbar, a u samostojećim kotlovnicama do 4 bar. Projektiranje, izvođenje i pogon plinskih kotlovnica određeno je Pravilnikom o tehničkim normativima za projektiranje, izgradnju, pogon i održavanje plinskih kotlovnica iz 1990. godine. Kotlovnica može biti izvedena kao zasebna zgrada (tzv. samostojeća kotlovnica), manja zgrada prislonjena uz veću ili se pak može smjestiti u odgovarajuću prostoriju u zgradi (il. 6.16). Samostojeća kotlovnica ne mora nužno biti u zatvorenom prostoru ako je njezina oprema na prikladan način zaštićena od oštećenja.
:2 o o
c")
(!J
cc
io
,-
t--
~
' f----- -
l{)
cl
ro c: .i:: > :::l 'u; ro ro "o 'S;; ;00 o, rn ~
ro ro ro c: c: c: ro a. a. o!::: ro- a. :::l :::l :::l c:
.>
I
co
;::::
N
co
N
""'
o
N
co
0
0
N
o
N
",tD
N
""'
1
o
N
ID Q
+-'
m m .y :::s 't.:>
32 'C
cl.. "E N E E E cl .!::! ~ E E E o t5
N
e')
:c
(j')
N
l!) (j') e')
x
O CO
> .§ ON (lj
c:
c:
't.>
'c 'c N N
.....
"s
'c sz
o)
6.1. ULJNI IZVORI TOPLINE 6.3.1. Uljni kotlovi
~
l!)
=" ~
~
Krivulje učinkovitosti ravnog kolektora određuju se ispitivanjima, a mogu se izraziti jednadžbom (il. 6.26):
'
pri čemu su: X - intenzitet zračenja, K m2/W jakost Sunčevog zračenja, W/m 2 •
'o -
Ej ci3
~ 0,50 1--~--'I,.-----I--"-"-':::~2~;:t-...~=-=-----II--------j
- -- -•• - -"
(lj
cl. :::J
t5
0,05
0,15
0,10
__ • f
........
0,20
intenzitet zračenja X, K m2/W Izvedbe apsorbera: a - apsorber bez pokrova b - crni apsorber s jednim pokrovom e - selektivni apsorber s jednim pokrovom d - selektivni apsorber s dvostrukim pokrovom e - apsorber s pokrovom od propusne toplinske izolacije d - vakuumski apsorber Ilustracija 6.26 Krivulje učinkovitosti solarnih kolektora [7J
224 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
Spremnik tople vode je dio solarnog sustava koji služi za izmjenu topline s ogrjevnim medijem sustava grijanja ili potrošnom toplom vodom te za njihovu pohranu. Uobičajeno se pojavljuje u dvije osnovne izvedbe (il. 6.27): • jednostavan - samo za pripremu PTV-a • kombiniran - za sustave grijanja (sastavljen od dva spremnika jednog u drugom). U oba slučaja, spremnik mora biti dobro izoliran. Solarna stanica s crpkom predstavlja središnji dio cijelog solarnog sustava jer omogućava strujanje solarnog medija, dok automatska regulacija vodi računa o sigurnom pogonu cijelog sustava i usklađivanju njegovog rada sa sustavom grijanja i pripreme PTV-a, odnosno uvjetima u okolici kao što su promijenjene potrebe za toplinom, iznimno niske ili visoke vanjske temperature koje mogu oštetiti sustav i sl. Treba napomenuti da postoje i izvedbe solarnih sustava
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - - 225
~ ~
o-
a) jednostavni spremni~ ,i)' l
kolektor P1V -:"
izmjenjivač topline za dodatno zagrijavanje P1V·a
··..········..···..··j'l krug solarnog medija
...
~,
... :........-
dodatni izvor topline
8
izmjenjivač topline
~
'e: '" ,0:"
solarnog kruga
z: :o::
.
N
>
.
.............. u
.
o
'" c::::
> z:
Ilustracija 6.27 Dvije osnovne izvedbe solarnih spremnika [B]
em
l
...
'" e: '"
~,
z: :o::
bl kombinirani spremnik ~.\}':·1 ,
kolektor
N
> o '" c::::
••••••••• oo •••• oo •••••• o ••••• oo......
> z: e-
" "
~
PTV
m
dodatni izvor ~ topline ~
..
II
""g i, sol.arn~g 1 gnJanJa ~
sustav grijanja
7
,......................................... topline solarnog kruga
","1
11
. •.•'.. II~~ . :.·:.·:.· •.· .• ..;..:
spremnik PTV-a (unutarnji)
..
'OiJ,."._" ..
izmjenjivač
krug ogrjevnog medija sustava grijanja
'~:"~
spremnik ogrjevnog medija (vanjski)
.
dovod hladne vode
j
................................................................. ~ ~
-."
Ilustracija 6.27 - nastavak
._---~~===---=~_..
_...
._--~_._----------==
koje ne koriste crpku (tzv. termosifonski sustavi), već se u njima strujanje osniva na gravitacijskom djelovanju zbog razlike temperatura, odnosno gustoće solarnog medija.
Solarni medij je tvar koja struji (cirkulira) kroz sustav, odnosno cijevi razvoda solarnog kruga od kolektora do spremnika u kojemu dolazi do izmjene topline s potrošnom toplom vodom ili ogrjevnim medijem sustava grijanja. Kao solarni medij najčešće služi voda, odnosno njezina smjesa s glikolom ili drugim sredstvima za sprječavanje smrzavanja. Solarni sustavi koji se koriste za grijanje uobičajeno se pojavljuju u tri osnovne izvedbe (il. 6.28): • s dva spremnika • s kombiniranim spremnikom • s dodatnim izmjenjivačem topline.
Solarni sustav s dva spremnika u cijelosti omogućava odvajanje sustava grijanja i pripreme PTV-a, a osnovna mu je prednost gotovo trenutačno postizanje potrebne temperaturne razine, a time i optimalnog rada kolektora. Na žalost, ugradnja dva spremnika poveća va troškove, a zahtijeva i dodatni prostor. Solarni sustav s kombiniranim spremnikom predstavlja najjednostavnije i cijenovno prihvatljivo rješenje. Kako bi se spriječilo pregrijavanje unutarnjeg spremnika, kod takvih sustava treba ugraditi povratni vod grijanja ponešto iznad donjeg dijela unutarnjeg sustava, odnosno izmjenjivača topline solarnog kruga. Solarni sustav s dodatnim izmjenjivačem topline, odnosno s protočnim zagrijačem omogućava zagrijavanje ogrjevnog medija ili potrošne tople vode točno prema potrebi, o čemu se brine dodatna crpka. Tehnički
podaci solarnih sustava raznih izvedbi prikazani su u tablicama 6.47 - 6.50.
228 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - 229
.:> kombiniranim spremnikom
b) su N
w
kolektor
CI
PTV
sustav grijanja cirkulacijska crpka solarnog kruga
... ""= z
spremnik PTV·a (unutarnji)
~
C'>'
::o:
dovod hladne vode
N
> G'>
""c:::
Ilustracija 6.28 - nastavak
> z em
r ...
e) sustav s dodatnim
"" ""'>, = C
izmjenjivačem
topline
kolektor
:z
::o: N
> G'>
PTV
~ e-
> Z
em
sustav grijanja cirkulacijska crpka solamog kruga
II
~~~~:~:tll'I',
:z :o: N
:t" c::>
'" o::
...
:t"
:z m
izvedbe volumen, I dimenzije, mm: promjer visina dimenzije priključaka najviši dopušteni pretlak, bar najviša dopuštena temperatura, °C masa, kg
VIH S300 275 650 1587
VIH S400 375 725 1625 R1 II
VIH U500 500 750 1757
16 85 185
205
200
N W
~
I
----'
r o
:::.:: LL. c...:>
o) o)
o) o)
O N
O
r-r--_ CDr--
O " o .t::!
cl..
cl..
ec
:~ I:: CL'l
O~
""cl CL'l I:: cl.. ::I
.::.c.
::I
I:: °C
;Ci5
:E CL'l
o~
ci"
""cl
-
"C' ec ec > O .::.c. ~
N OO T"""
T"""
LO
o)
r-- O;
-r-r-
O O
LO
T"""
Toplinske se crpke mogu koristiti kao osnovni ili dodatni izvor topline u sustavima grijanja stanova, obiteljskih kuća, stambenih ili poslovnih zgrada pa i manjih naselja (tablica 6.51). Osnovna zamisao njihove primjene temelji se na iskorištavanju dijela topline iz neposredne okolice čime se zamijenjuje jedan dio potrošnje pogonske energije (električne ili dobivene izgaranjem plina).
O
O
o)
r-(o T"""
=
r-
ci.
ce
Tablica 6.51 Mogućnostiprimjene toplinskih crpki u sustavima grijanja [7]
toplinski učin,
kW
O
c"?
T"""
ec o> E ::I Bec "2 ..i: "o o> ci ec O ot::! ci I:: en "t::! ~ 'en ci CL'l ec en 0E' ec I:: "u; .::.c. ec
fi
"§
CL'l cl..
E
CL'l
O~
I--
• toplinskog ponora - prostora ili medija više temperaturne razine kojemu se predaje toplina, npr. prostorija, ogrjevni medij sustava grijanja, potrošna topla voda itd.
1
O
::I
fi Q5 '0ec .o +-' ec CL'l I:: .o 'o' ::I ::z CL'l ec +-' ~ :;::::; ,en 6en "C' ec o§. cl.. cl.. "c ::I cl.. ec +-' ::I o CL'l ""cl I:: en :~ ~ ""cl CL'l ec :s2 I:: ?~ ,en E '0 CL'l ::I :;:; > "S; E "~ ci cl.. > o 'c I:: I::
r--
cl..
ce
Toplinske crpke su uređaji koji rade na termodinamičkom načelu dizalice topline, dovode energiju s niže temperaturne razine na višu uz dodatnu energiju (rad) pomoću ljevokretnog kružnog procesa prikladnog radnog medija te mogu poslužiti kao izvori toplinskog i rashladnog učina u sustavima grijanja, odnosno hlađenja i klimatizacije. Za svoj rad zahtijevaju pogonsku energiju koja je funkcija temperaturnih razina toplinskih spremnika: • toplinskog izvora - prostora ili medija niže temperaturne razine kojemu se uzima toplina, najčešće neposredna okolica: okolni zrak, tlo, površinske ili podzemne vode, onečišćeni zrak iz prostorija, otpadna toplina itd.
E
c...:>
o
ec
CD
OO O OO
e
cl..
-1::-
o>
.::.c. ci" en
ec E
i
6.6.2. Toplinske crpke
l--
O " 1 najčešće) Oj - dobivena toplina (predana ogrjevnom mediju sustava grijanja), J
E
:e;
U praktičnim je slučajevima važan tzv. sezonski faktor učinka:
N
E o -"" Q. ~ .- E N
cd' e e ::::l cd' "o N (5 $: ot:: > cl ci Q) N ON oN "i5.
'" c::
:z:-
hvatač nečistoća
3 - manometar
...
z
m
...
'" e:: '"
C>< Z
::o:
Tablica 6.54 Tehnički podaci kompaktnih toplinskih stanica koje svojim novim i tehnički
podaci
N
:z:G'>
'" c:::: :z:z
... m
postojećim potrošačima isporučuje
najveći učin,
kW dimenzije, mm dubina širina visina dimenzije priključaka primar sekundar ekspanzijski vod vrsta regulacije
K-30 Cu 30 250 550 650 3/4 " 1" 3/4 " sobni termostat
K30-AR 30 430 875 1570 3/4 " 1" 3/4 "
HEP Toplinarstvo d.o.o.
izvedbe K120 K250 K50 K500 120 250 500 50 510 600 430 600 875 1275 2200 2500 1570 1670 1850 1940 3/4 " DN 32 DN 50 1" 11/2 " DN 65 1" DN 80 1 1/4 " DN 40 DN 50 3/4 " klizna prema vanjskoj temperaturi
K1000 1000 K500 500 600 2500 1940 DN 50
~
\1'1
W
-._..._-. -
-
-.,
-__ ---
.--
•
~~~~~.i="===~,
6.7.4. Priprema potrošne tople vode
pomoću
sustava daljinskog grijanja
U objektima u kojima se kao izvor topline za grijanje koristi toplinska stanica, odnosno koji su spojeni na sustav daljinskog grijanja, tehnološki je vrlo jednostavno pomoću njega izvesti i pripremu PTVa za potrebe potrošača. Pri tome se u toplinsku stanicu uobičajeno ugrađuje akumulacijski spremnik (čiji se volumen određuje ovisno o broju stanova), krug regulacije temperature PTV-a (sastoji se od istih elemenata kao i kod kruga automatske regulacije grijanja), izmjenjivač topline i recirkulacijska crpka koja osigurava da svaki potrošač na izljevnom mjestu ima brz pristup toploj vodi, neovisno o udaljenosti stana od toplinske stanice.
6.7.5. Mjerenje potrošnje toplinske energije U većini sustava daljinskog grijanja danas je uobičajeno mjerenje toplinske energije na ulazu u objekt pomoću mjerila toplinske energije (kalorimetra). Prema postojećim propisima, tako izmjerena toplinska energija se raspoređuje na korisnike pomoću udjela grijane površine stambene jedinice u grijanoj površini cijelog objekta. Naravno, takav je sustav obračuna neučinkovit i ne potiče potrošače na štednju jer svi plaćaju jednako, bez obzira na to koliko su toplinske energije stvarno potrošili. Danas postoji niz načina da se utrošena toplinska energija izmjeri prema potrošnji svakog stana. Najvažniji od njih su: • pomoću razdjelnika • pomoću mjerila toplinske energije. Mjerenje utrošene toplinske energije po stanu pomoću razdjelnika toplinske energije koristi posebne uređaje koji se postavljaju na svako ogrjevno tijelo u objektu i koji njihovo odavanje topline u okolicu bilježe u brojčanoj vrijednosti koja ima bezdimenzionalni oblik. Pri obračunu se potrošnja evidentirana na svim ogrjevnim tijelima zbraja i dobiva se udio svakoga od njih u ukupno utrošenoj toplinskoj energiji objekta koja je izmjerena na mjerilu toplinske energije u toplinskoj stanici. Takav način mjerenja utrošene toplinske energije je iznimno pogodan za postojeće sustave zajedničkog grijanja jer ne zahtijeva zahvate na instalacijama grijanja. Na tržištu danas postoje tri vrste razdjelnika toplinske energije s obzirom na način evidentiranja potrošnje: 254 --------~------- PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
T
• • •
isparnički
razdjelnici elektronički bez radijske komunikacije elektronički s radijskom komunikacijom.
Isparnički
razdjelnici sadržavaju tekućinu koja isparava, pri čemu isparene tekućine u vremenu ovisi o količini topline koju je ogrjevno tijelo predalo u prostoriju. Prednost takvih sustava je u cijeni ugradnje koja je vrlo niska, a nedostatak je to što se mogu očitavati jedino vizualno. Danas se uglavnom više ne koriste, a tamo gdje još postoje, polako se zamjenjuju suvremenijim sustavima. Elektronički razdjelnici bez radijske komunikacije su elektronički elementi na baterijski pogon i imaju mogućnost predprogramiranja fizikalnih i tehničkih karakteristika ogrjevnih tijela na koja se ugrađuju. Prednost im je jednostavnost, cijena i kvaliteta, a nedostatak kao kod isparničkih potreba: mogućnost samo vizualnog očitanja pa nisu pogodni za sustave sa mjesečnim obračunom prema potrošnji. Elektronički razdjelnici s radijskom komunikacijom imaju isti način rada kao oni bez radijske komunikacije, ali uz to imaju mogućnost očitanja stanja bez potrebe za ulazak u stan potrošača i to na jednom mjestu putem raznih središnjih jedinica pa čak i pomoću modema iz sjedišta toplinarske tvrtke. Prednost im je jednostavnost rada, učinkovitost, niski troškovi eksploatacije, ali su zbog visoke cijene troškovi ulaganja vrlo visoki. količina
Mjerenje utrošene toplinske energije po stanu pomoću mjerila toplinske energije osobito se koristi pri gradnji novih objekata koji se spajaju na sustav daljinskog grijanja. Tada postoji mogućnost izvođenja instalacije grijanja tako da svaki stan ima vlastiti priključak pa postoji mogućnost mjerenja utrošene toplinske energije pomoću mjerila toplinske energije za svaki stan zasebno. Takav način mjerenja je najrazvidniji i kod korisnika ne ostavlja sumnju u način obračuna jer svi plaćaju točno onoliko energije koliko su potrošili. Zbog specifičnog načina izvođenja instalacija, njihova ugradnja nije moguća u postojeće objekte sa zajedničkim instalacijama.
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - ' - - - - - - - - - - - - - 255
T I
6.7.6. Individualne toplinske podstanice Danas se potencijalnim potrošačima na sustavu daljinskog grijanja nudi tehnička mogućnost ugradnje individualne toplinske podstanice na ulazu instalacije grijanja u stamenu ili poslovnu jedinicu. Takva toplinska podstanica obuhvaća (il. 6.33): • elemente za regulaciju grijanja (regulacijski ventil i sobnitermostat) i pripremu PTV-a (temperaturni termostat i pločasti izmjenjivač topline) • elemente za hidraulička uravnotežavanje kućne instalacije grijanja (regulator diferencijalnog tlaka) • elemente za mjerenje cjelokupne utrošene toplinske energije (mjerilo toplinske energije). Glavni dio sustava predstavlja višenamjenski regulator temperature koji u sebi objedinjava funkciju grijanja, pripreme PTV-a na namještenu vrijednost i regulatora diferencijalnog tlaka. Rezultat toga je potpuna autonomnost u sustavu grijanja jedne stambene ili poslovne jedinice, bez ikakvih zajedničkih elemenata obračuna na razini zgrade, što je gotovo isto kao kod etažnog centralnog grijanja. Prednosti ugradnje takvih individualnih toplinskih podstanica za svaki stan su višestruke: • primarni izvor topline u objektu je sustav daljinskog grijanja • mjerenje cjelokupno utrošene toplinske energije za grijanje i pripremu PTV-a izvodi se za svaki stan posebno • nije potrebna ugradnja velikih akumulacijskih spremnika u prostor toplinske stanice, a za prostor glavne toplinske stanice potrebne su manje dimenzije • cijevni razvod kroz objekt ima svega tri cijevi (polazni i povratni te vod hladne vode), dok razvod PTV-a s dvije cijevi (cirkulacija i recirkulacija) nije potreban • smanjenje ukupnih toplinskih gubitaka • jednostavna tehnologija iz čega proizlazi maksimalna sigurnost opskrbe u eksploataciji • zbog malih dimenzija podstanica zauzima vrlo malo prostora • postoji mogućnost podžbukne (kod postavljanja u hodnike) i nadžbukne ugradnje (kod postavljanja u kupaonice).
iI I I I
potrošna " " topla voda ~U~I~~t-i - ventil
pločasti
protupovratni ,_, ventil " ... ~, liiio.:,-;".. \
",
izmjenjivač
topline DHW
spojni cirkulacijski
>4lIIIl-- 1--------:--+----1 vod
recirkulacija (dodatna mogućnost) hladna. , voda ~ ;~: ~ - - t---------, kuglasti ventil
kuglasti ventil
mjesto ugradnje vodomjera
hladna ;,~,; _ _ voda .' '.
L---f--~--~--~
---
1
kontroler AVTII l..
d osjetnik kalorimetra
kuglasti ventil
kuglasti ventil
-/
polazni vod sustava daljinskog grijanja
mjesto ugradnje kalorimetra
kuglasti ventil ~>.54 16 20 25 32 >40 14 16 >18
1,2 1,7 1,9 2,2 2,6 2,8 3,2 3,6 3,9 4,5 5,1 5,6 0,6 1,0 1,1 1,3 1,3 1,5 1,6 1,7 2,0 0,8 0,9 1,0 1,0 1,2 1,2 1,2 1,5
270 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
cijevi, materijal čelične nehrđajuće čelične
bakrene višeslojne PVG-G PB PP PE-X
različitih
materijala [B]
toplinsko rastezanje cijevi duljine 5 m pri Ml'= 50 "C, mm 3,0 4,125 4,25 6,5 17,5 32,5 37,5 40,0
prosječno rastezanje u odnosu na čeličnu cijev
1,375 puta 1,42 puta 2,17 puta 5,83 puta 10,83 puta 12,5 puta 13,33 puta
Za preuzimanje toplinskih rastezanja instalacija sustava grijanja služe (il. 7.2): • kompenzacijski krakovi L i Z oblika • dilatacijske lire • kompenzatori (aksijalni i zglobni). Ugradnjom čvrste točke cjevovodi se dijele na više odsječaka kojima se time omogućava neovisno rastezanje. Na mjestima čvrstih točaka (oslonaca) ugrađuje se, ako je potrebna, armatura. U kliznoj točki ni na koji način (prijelaznim komadima, armaturom i sl) ne smije biti spriječen pomak cijevi. Ipak, kada instalacija prolazi kroz više katova (okomiti vod ili vertikala), cijevni razvod treba podijeliti na kompenzacijske odsječke tako da se osigurava pouzdana okomita i vodoravna kompenzacija. Kompenzacijski krak je dio instalacije u obliku slova L ili Z na kojemu dolazi do promjene smjera što se koristi za preuzimanje toplinskih rastezanja (il. 7.3). Njegova se najmanja potrebna duljina (a) određuje se proračunom ili iz dijagrama proizvođača (il. 7.4). Iznos toplinskog rastezanja (Ll0 mora se uzimati u obzir pri odabiru razmaka pričvrsnih mjesta na podlozi. Ako su udaljenosti od podloge prevelike (npr. kod polimernih cijevi), razmaci trebaju biti kraći ili rastezanje treba omogućiti na drugi način. Kod primjene kompenzacijskih krakova Z oblika valja obratiti pozornost na raspored čvrstih točaka. Dilatacijske lire U oblika ili tzv. kompenzacijski lukovi su posebno izrađeni dijelovi instalacije koji se koriste kod velikih duljina PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - -
271
cjevovoda (npr. kod pp cjevovoda duljih od 5 m) ili kada se toplinska rastezanja ne mogu preuzeti primjenom kompenzacijskih krakova (il. 7.5). Duljina kompenzacijskog kraka dilatacijske lire ovisi o materijalu cjevovoda i drugim funkcionalnim parametrima kao što su razmak čvrstih točaka, razlika radne i temperature pri izvođenju sustava i dimenzija cijevnog razvoda. Pri ugradnji se lira prednapreže s 50% ukupne dilatacije. Radi rasterećenja pogonskih sila u velikim se sustavima lire ponekad izvode i sa zglobnim kompenzatorima. kompenzaCijski krakovi
r\"r,-r====:;,8 E NE
i
;lI"l]
dilatacijska lira kompenzatori
klizne točke
DID L oblik
o
N
Ilustracija 7.2 Osnovne mogućnosti za preuzimanje toplinskih rastezanja u instalacijama sustava grijanja
1\\\'i:",-r;====:;,8 E NE
1\'\\,-r====:;,8 E NE I II
I
o'" \,-\--+-+---+---1 ~ ~
Q.
I I I I I I I I
l l 1
e
~
I
t-----t-~__'
"E
e 'c 'crr cl aO ' 0 .::: 2 i5.. E E o o. e
O cl
+o-
cl O
a>
e
-'
>
.!:::!
'"e
19
,en
E '6
h
vreteno
o.
a>
'či)
.s 'en
'či)
a>
a>
e,
I'
h:,
o.
~
en
O -' o
'c ,en o
zs
""D
:p-
:::l
.El
cl
a>
N
:::l cl
:::l cl
'"
:::l
E
eo.
.~
L-
> .!:::!
čcl Q5
:(3
"2 'crr 'cen E o. "tl ,en '" a> a> :=- o. 'c ~ '"• e• o.• '00• o.• o..• E• •
"E
o ::; en o. cl
""D
:::l
-' :::l
'"eE
'---
.!:::!
'"e
a>
:ff
e'"o.
:::l ""D
a>
"tl "tl en a> O '" .C' E e, '" o. cl O
en
E
> .!:::! '0 e
a>
'c N
'.
1 kuglasta brtvena ploha
o.
:='" +o-
en
~ ,en '6 '6 a>
:o ""D
d) zaklopka
'"eE
čcl Q5
-'
I>,
a>
":;;'
• • E
o.
N
e
.ci ""D > c
> .!:::!
-:
~ 2 o
"e'
.o
o,,'
E
:52 E :::l :52
:::l
> O o.
:::l
zs
zs ""D
a>
E
"
:::l cl
""D
'en ~ '6 ,en a> '6 'či)
".
a>
e ,en
i
iii
I
c) slavina
o.
E "c o a>
~ ~ ~ .o
'" • • • • • •
y
kućište
a>
'" E'"e
+0-
:::l E 'c ~ e, .C' '" .C' a> .g. ci :::l :::l '" o. .gl -' '0
e
"§
"a)
~ a> '" Ea> o.e :c • • • • • • •
čcl Q5
:::"
-
:52 :52 en en :52 1;; 1;; ~S:! "tl ::; o E :::l
o
t5
'0 e .o Q5 a> en O ~ o. o. :::l
II
'c
e '" '" '" • • •
E O
o.
:2
I
N
Ilustracija 7.7 Podjela armature za cijevne instalacije [6J
280 - - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
281
Svaki od tih dijelova armature također se može podijeliti u više skupina s obzirom na djelovanje, izvedbu i način pogona (il. 7.7). Osnovne veličine prema kojima se odabire armatura su dopušteni radni tlak, dimenzije i protok, a u slučaju regulacijske armature i ventilski koeficijent ili tzv. kv-vrijednost. Tu vrijednost daje proizvođač i predstavlja protok izražen u m3/h koji može strujati kroz armaturu pri razlici tlaka 1 bar. Uz to, koristi se i osnovni ili standardni ventilski koeficijent, odnosno k vs -vrijednost koji pokazuje koliki je teoretski najveći protok kroz posve otvorenu armaturu pri razlici tlaka 1 bar. Tablica 7.16 Osnovne značajke armature cijevnog razvoda [B]
vrsta ventil zasun pomak zapornog pravocrtan tijela smjer uzduž smjera pomaka okomit nasmjer strujanja zapornog tijela pomaka zapornog vode tijela oblik ploča, cilindar, zapornog klip, membrana, klin membrana, stožac, tijela kugla koeficijent • 7,0(ravni) otpora 0,5(klipni) • 7,0 (membranski) strujanju (za • 2,0(kosi) DN 25) karakter (parabola otpora)
/ ...............L radna točka
»:
A:
"(tr
o§.
"c 't.'>
~ Q)
c::
c::
s' -o m
m cl m .> o
đ;f
Osigurač količine vode služi za zaštitu zatvorenih sustava toplovodnog grijanja i djeluje tako da u slučaju neočekivanog smanjenja količine ogrjevnog medija (tj. vode) u sustavu zaustavlja daljnju izmjenu topline čime ga štiti od prekoračenja temperature. Ugrađuje se u sve sustave grijanja, osim u one koji kao izvor topline koriste električne kotlove ili one kod kojih je on izveden kao sekundarni izmjenjivač topline. Njegova ugradnja nije potrebna kod sustava koji su opremljeni izvorom topline čiji je učin manji od 300 kW, ako je osigurano da ne može doći do pregrijavanja u slučaju smanjenja količine medija, ali je nužna kada je izvor topline postavljen na više mjesto od većine ogrjevnih tijela. Ipak, umjesto njega se može koristiti graničnik najmanje vrijednosti tlaka ili graničnik protoka.
djelovanje graničnika temperature
~
:::J
~I----------\---------:::;;~""""';;:::------+-
o..
E
~
"'1------~-7f-------~--_+_
e
~
'fro,max -
najveća
dopuštena radna temperatura
prekid izmjene topline
vrijeme
t, s
Ilustracija 7.13 Dijagram djelovanja sigurnosnog graničnika temperature [22}
Sustavi s izvorom koji ima neizravnu izmjenu topline, odnosno opremljen je odgovarajućim izmjenjivačem trebaju biti opremljeni graničnikom koji djeluje tako da pomoću odgovarajućeg zapornog ventila na primarnoj strani izmjenjivača smanjuje prijenos topline na sekundarnu stranu kako bi se na njoj izbjeglo stvaranje pare. Ako temperatura na primarnoj strani izmjenjivača iznosi do 105 °C, na sekundarnoj je strani dovoljan regulator radne temperature. Graničnik temperature prekida rad izvora kako ne bi došlo do prekoračenja najveće dopuštene vrijednosti radne temperature, a nakon što su ponovno uspostavljeni uobičajeni pogonski uvjeti (tj. temperatura padne ispod namještene vrijednosti), sustav može nastaviti s radom. Sustavi s izvorom topline bez automatske regulacije moraju imati poseban graničnik temperature za slučaj izvanrednog hlađenja. Ako je sustav opremljen izmjenjivačem za slučaj izvanrednog hlađenja, graničnik temperature služi kao nadtemperaturno osiguranje kada dođe do prekoračenja radne temperature za više od 10 °C. Sustavi s izvorom topline na kruta goriva moraju biti opremljeni cijevnim razvodom koji se ne može zatvoriti ili koji se u slučaju nadtemperature automatski može otvoriti kako bi se spriječilo pregrijavanje. 298 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
Zatvorena ekspanzijska posuda služi za preuzimanje toplinskih rastezanja ogrjevnog medija u zatvorenim sustavima grijanja. Membranske ekspanzijske posude moraju odgovarati odredbama EN 13 831 i djelovati tako da porast temperature do najveće pogonske vrijednosti ne dovodi do povećanja tlaka u sustavu kod kojeg će djelovati sigurnosni ventil i/ili graničnik tlaka. Dimenzioniraju se tako da ne može doći do prekoračenja najveće dopuštene temperature koju je odredio proizvođač. Ugrađuju se u povratni vod ili na najniže mjesto u sustavu, pri čemu valja voditi računa o uputama proizvođača, a isto tako moraju biti zaštićene od smrzavanja. Između njih i izvora topline ne smije se nalaziti zaporni element, osim ako postoji potreba za revizijom, ali se tada mora spriječiti njegovo neovlašeno zatvaranje. Otvorena ekspanzijska posuda u otvorenim sustavima toplovodnog grijanja ima istu ulogu kao zatvorena u zatvorenim sustavima - preuzimanje toplinskih rastezanja vode. Ugrađuje se na najviše mjesto u sustavu i dimenzionira tako da može preuzimati cjelokupne promjene volumena vode pri njezinom zagrijavanju i ohlađivanju. Opremljena je odzračnim i preljevnim vodovima koji se ne mogu zatvarati i koji su dimenzionirani tako da je omogućeno sigurno odvođenje cjelokupnog protoka medija koji je određen veličinom posude (npr. promjer preljevnog voda se odabire za jednu veličinu nazivnog promjera više od sigurnosnog polaznog voda). Pri tome se posuda, preljevni i odzračni vodovi postavljaju tako da su zaštićeni od smrzavanja (il. 7.14).
PRIRUČNIK
ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - 299
T pri čemu su: d S,po I - najmanji unutarnji promjer sigurnosnog polaznog voda (> 19 mm) d s.pov - najmanji unutarnji promjer sigurnosnog povratnog voda, mm QIT - nazivni učin izvora topline, kW.
2 3 3
6
···:4
5
:4
·· ·· ,. .. _.. ·..[X} ..
Z.
o
~
1
6
8
. . . _ ..
.... 1
1 - izvor topline 2 - otvorena ekspanzijska posuda
5
··,, ,, , · .
Z
~---------_
o 8
·, ·,,, ·:
.. _-_.. _~
. 5 - preljevni vod 6 - vod za punjenje sustava
3 - sigurnosni polazni vod
7 - graničnik razine vode u posudi
4 - sigurnosni povratni vod
8 - povratni vod
Ilustracija 7.14 Ugradnja ekspanzijskih posuda u otvorenim sustavima toplovodnog grijanja [22J
Sigurnosni polazni i povratni vodovi u otvorenim sustavima toplovodnog grijanja služe za povezivanje izvora topline i otvorene ekspanzijske posude. Sigurnosni se povratni vod pri tome spaja na donji dio posude i na povratni vod sustava grijanja, pri čemu se ni na jednom ne smiju ugrađivati zaporni elementi. Najmanji potrebni unutarnji promjer sigurnosnog polaznog i povratnog voda iznosi: • za sigurnosni polazni vod:
Termometar u sustavu grijanja služi za pokazivanje radne temperature, pri čemu se u sustavu mora nalaziti barem jedan, a najviša vrijednost na njegovoj skali mora za najmanje 20% biti veća od najveće dopuštene radne temperature. Manometar u sustavu grijanja služi za pokazivanje radnog tlaka, pri čemu se u sustavu također mora nalaziti barem jedan, dok najviša vrijednost na njegovoj skali mora za najmanje 50% biti veća od najvećog dopuštenog radnog tlaka. Regulator temperature služi za prilagođavanje rada izvora stvarnim potrebama za toplinom u sustavu. Predstavlja obveznu opremu izvora topline, pri čemu njegova najveća namještena vrijednost ne smije biti veća od najveće dopuštene radne temperature izvora. Graničnik najmanje vrijednosti tlaka služi za održavanje najmanjih potrebnih radnih uvjeta u sustavu. Ugrađuje se uz zatvorenu ekspanzijsku posudu, a umjesto njega se može koristiti i uređaj za automatsko dopunjavanje sustava ili otvorena ekspanzijska posuda s mogućnošću naknadnog punjenja. Pokazivač razine vode ili nivokaz služi za pokazivanje količine ogrjevnog medija vode u sustavu, na osnovi čega se može zaključiti je li potrebno dopunjavanje sustava i postoje li pogonske smetnje (propuštanje i sl).
7.4.2. Ekspanzijske posude ds,pol =
15+ 1,4-JQ;
• za sigurnosni povratni vod: ds,fJOV
=
15 + 1,
o-JQ; ,
300 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
Ekspanzijske posude su dio sigurnosne opreme toplovodnih sustava centralnog grijanja čija je osnovna namjena preuzimanje toplinskih rastezanja vode zbog promjena njezine temperature, a s obzirom na izvedbu sustava u kojima se ugrađuju mogu biti (il. 7.15): • otvorene • zatvorene. PRIRUČNIK ZA GRIJANJE ~--~-~~---------
301
T l
a)sustav s otvorenom ekspanzijskom posudom
Osnovna prednost zatvorenih posuda i takvih sustava grijanja je to što ogrjevni medij (voda) iz sustava ne dolazi u dodir sa zrakom, odnosno s kisikom, što može dovesti do korozije pojedinih dijelova instalacije.
otvorena ekspanzijska posuda - voda izsustava u doticaju sa zrakom
sigurnosni polazni vod
\
sigurnosni povratni vod
Stalnotlačne ekspanzijske posude uglavnom se koriste u velikim sustavima grijanja i u njima se potreban tlak osigurava dinamički, odnosno pomoću crpke ili kompresora. Takve su posude u pravilu velike pa istodobno mogu poslužiti i za punjenje i otplinjavanje sustava grijanja.
~preljevni
vod
izvor topline
cirkulacijska crpka
Membranske ekspanzijske posude ponajviše se koriste za manje sustave grijanja (npr. u stanovima, obiteljskim kućama, stambenim zgradama i sl). Kod njih se potreban tlak ostvaruje statički, bez pomoćne energije, odnosno tlakom plina koji je od ogrjevnog medija odijeljen membranom. Takve su posude danas poznate pod njemačkim nazivom MAG-posude (njem. MembranausdehnunggefaB). Njihov je zadatak u sustavima grijanja trostruk: • preuzimanje toplinskih rastezanja vode i pokrivanje mogućih gubitaka vode iz sustava • osiguranje najmanjeg potrebnog pogonskog tlaka u sustavu • sprječavanje prekoračenja najveće vrijednosti tlaka u sustavu u kombinaciji sa sigurnosnim ventilom. Isporučuju se u veličinama prema nazivnom volumenu, ovisno o tlaku namještanja sigurnosnog ventila, predtlaku i ukupnom volumenu vode u sustavu (tablica 7.22). Njihova je osnovna prednost, za razliku od stalnotlačnih posuda, jednostavna i kompaktna izvedba. Unutar posude nalazi se dio ispunjen stlačivim medijem, najčešće dušikom, koji je od dijela spojenog na sustav grijanja odvojen membranom ili se nalazi u tzv. balonu. Osnovna prednost izvedbe s membranom je mogućnost njezine zamjene kad se istroši ili ošteti, dok u slučaju oštećenja balona treba zamijeniti cijelu posudu. Posude se isporučuju ispunjene plinom na prednamještenom tlaku, odnosno tzv. predtlaku (Po)' Plin u posudi se, ovisno o rasteznom volumenu, odnosno o temperaturi sustava, više ili manje stlačuje (il. 7.16).
-.-~-------------
b) sustav sa zatvorenom ekspanzijskom posudom
sigurnosni ventil
cirkulacijska crpka
c O O ,!:::! l!) l!) oo O c") c")
I--
=
l!)
I-- I--
.cl "o
en
r -r U
:~
:~
)~
N
co
.o -a Q)
.~
ro N
'c ,'-'
·1
~
cl.
PRIRUČNIK ZA GRIJANJE - - - - - - - - - - - - - - - - -
I
367
t' zbog sprječavanja razvoja mikroorganizama u stajaćoj vodi) treba osigurati stalan protok vode kroz posudu. Membranske ekspanzijske posude za sustave za pripremu PTV-a ugrađuju se na dovod hladne vode u zagrijač, dok mjesto ugradnje sigurnosnog ventila ovisi o izvedbi posude: • kod protočnih posuda: između posude i izvora topline • kod posuda s ugrađenim ventilom: između dovoda hladne vode i posude.
topla voda
a) protočne ekspanzijske posude ekspanzijska posuda
recirkulacijski vod
~'.'. zagrijači vode
i
dovod hladne ~{X]~rx:}, vode
obilazni vod recirkulacijski vod b)ekspanzijske posude s ugrađenim ventilom sigurnosni ventil
q
M
recirkulacijski vod
i
zagrijaČ~
dovod hladne vode -+--"----Il~,:,:"
dovod hladne vode
1II'Ii'!l11!l"_!1!I!!liAJl, ;;~~~ _ _1I'lII
vode
tx:I~[>o
I, J T I, Iv
.~
E o
c:
n
400 - - - - - - - - - - - - - - - - PRIRUČNIK ZA GRIJANJE
-
PRIRUČNIK
-!#.
"'"
.g;. .. '"
en ... ~ ' v ,
z
~
....
~
Q
'" c::: ~
zcm
.... ~ e '" o<
cu. ln., cubic inch
16387 mm'
1 mm' = 0,00005 cu. in.
cu. ft., cubic foot
28317,01382 crn'
1 crn' = 3,53144 10-5cu. ft.
cu. yd., cubic yard
0,76455 m'
1 m3 = 1,30796 cu. yd.
....
~
Q
'" c:::
~
z
c-
m
stopa jard
američki
galon imperijalni (britanski) galon
1 m' = 6,28994 bbl
barel
1 m3 = 37,32109 SCF
standardna kubična stopa
unca
0,45359 kg
1 g = 0,03527 az. 1 kg = 2,20462 Ibs.
907,18 kg
1 kg = 0,0011 sh. ton
3,785 drn" 4,5456 dm'
bbl, barrel (= 42USgal)
0,25898 m3
3
3
0,0267945 m (O -e, 1,013 bar)
Tablica 11.5 - nastavak
masa
z
~
kubični
1 dm = 0,2642 USgal. 1 dm' = 21 999 Imp. gal.
USgal., US galion Imp. gal., imperial galion SCF, standard cubic foot (14,7 psia, 60 OF)
kubična
oz.i ounce Ib(s)., pound (= 16az) short ton (= 2000 Ibs) (long) ton
28,34953 g
1016,05 kg
1 kg = 0,00098 ton
funta, libra kratka tona (duga) tona
gustoća
ft.lcu. in. ft.lcu. ft. ft.lcu. yd.
1 kg/m 3 = 0,00004 ft.lcu. in.
276,8 kg/m 3 3
3
16,018 kg/m 0,29328 kg/m 3
1 kg/m = 0,06243 ft.lcu. ft. 1 kg/m 3 = 1,68554 ft.lcu. yd.
funta po kubičnom inču funta po kublčno] stopi funta po
kubičnom
jardu
tlak psi, PSI, Ib/sq. in. psia, PSIA (absolute)
1 Pa = 0,00015 psi
in.of water
3386 Pa 249,1 Pa
1 Pa = 0,0003 in.of mercury 1 Pa = 0,00401 in.of water
ft. of water
2989 Pa
1 Pa = 0,00033 ft. of water
psig, PSIG (in gauge) in.of mercury
-I:>
O
\1'1
psi, funta po kvadratnom 6895 Pa
apsolutni psi psi pretlaka inč inč
stupca žive stupca vode
stopa stupca vode
inču
~
Tablica 11.5 - nastavak
CI"
energija, rad 1 J = 0,73746 ft. lb.
ft. lb., toot-pound ft. ton, foot-(Iong) ton
1,356 J 3037 J
HPh, horsepower per hour
2,684 MJ
1 MJ = 0,37258 HPh
stopa-funta stopa-tona konjska snaga po satu
1 J = 0,00094 STU
britanska toplinska jedinica
1 W = 0,73746ft/s 1 kW = 1,34102 HP
funta snage po sekundi konjska snaga
~ {} (0C) + 32 -r
Fahrenheitov stupanj
1 J = 0,00033 ft. ton toplina
STU, british thermal unit
1055 J
ft.ls,foot power per second HP, horse power
1,356 W 0,7457 kW
snaga,
učin
temperatura
~({} (OF) - 32) °C
oF
9
...
~
c: '" e'" z
:o: N
:1:0
o::>
'" c:::
:1:0
zern
r ...
'" c: '" Oe
...... ex>
...... "'-J
...... c"l
...... c..n
...... .j:>-
......
e:..:>
Z
:o: N :1:0
o::>
'" c:::
:1:0
zern
*>
