DIMENSIONARE SI ALEGERE ECHIPAMENTE CENTRALA TERMICA

DIMENSIONARE SI ALEGERE ECHIPAMENTE CENTRALA TERMICA

Studiu de caz -

TEMA :

Sa se aleaga echipamentele pentru o centrala termica cunoscandu-se urmatoarele date de intrare:

se alimenteaza cu caldura o scara de bloc P+8, cu 52 apartamente (4 apartamente la parter si cate 6 pe fiecare etaj), bai cu cada de 1700 mm.

Inaltime etaj curent: 2,70 m

Suprafata totala pe apartament: 72 mp.

Numar total de locatari: 150

Amplasare: Bucuresti

Combustibil: gaze naturale, presiune retea: 25 mbar.

Centrala amplasata la parter (fosta uscatorie)

1. Stabilirea necesarului de caldura pentru incalzire

Volumul pe nivel:

V_niv = 6 x 72 x 2,70 = 1166,4 mc.

(Parterul are acelasi volum)

Consideram blocul semi-izolat, caz uzual la blocurile de locuinte obisnuite.

ultimul nivel:

q = 30 kcal/mc x h

Q_u.n. = 1166 x 30 = 34.992 kcal/h.

nivel intermediar:

q = 26 kcal/mc x h

Q_n.i. = 1166 x 26 = 30.326,4 kcal/h.

parter;

q = 28 kcal/mc x h

Q_p = 1166 x 28 = 32.659,2 kcal/h.

Total pe bloc, in conditii de referinta:

Q_bloc = 34.992 + 7 x 30.326,4 + 32.659,2 = 279.936 kcal/h.

Corectii:

pentru temperatura exterioara (-15^oC).. 25%

pentru altitudine ............ 0%

pentru amplasare (oras mare) ...... 0%

pentru orientare ............. 0%

pentru inaltimea incaperilor (<3m).... 0%

pentru compensarea infiltratiilor de aer rece.. 10%

Deci, necesarul total:

Q_inc= 1 x 279.936 = 384.912 kcal/h

Sau

Q_inc= 384.912/ 860 = 447 kW.

2. Preparare apa calda menajera

G = 130 l/om x zi

N = 150 oameni

a = 3 (pentru 150 oameni)

G_max = 130 x 150 x 3 / 24 = 2437,5 l/h.

Necesarul de caldura (maxim orar)

Q_acm = 50 x 2437 = 121.875 kcal/h

Sau

Q_acm = 121.875 / 860 = 142 kW

3. Necesar total de caldura pentru centrala termica

Q_T = Q_inc + Q_acm

Q_T = 447 + 142 = 589 kW (506.787 kcal/h)

4. Alegerea echipamentelor

1. Cazane

Puterea termica necesara fiind relativ mare, vom opta pentru o schema cu doua cazane.

Vom alege doua cazane inegale ca marime, astfel incat unul sa acopere integral prepararea apei calde menajere. Este mai economic vara si mai flexibil in perioada de intersezon (toamna, primavara).

Putem opta pentru cazane CONFORT K si putem alege combinatia:

cazan 1 - K-150 (174,4 kW)

cazan 2 - K-400 (465 kW)

In total, la regim nominal, cele doua cazane vor putea debita 639.4 kW, deci avem o rezerva de cca.8% fata de necesarul de 589 kW.

2. Arzatoare

a)     pentru cazanul 1

P_foc = 192 kW (cf. CATALOG)

Contrapresiune: 1 mbar (cf. CATALOG)

Se alege un arzator P20 M.

Distanta de la usa frontala la placa tubulara anterioara este 179 mm. Considerand ca tunul arzatorului trebuie sa patrunda inca 20% in tubul focar, rezulta ca lunginea tunului trebuie sa fie:

L_tun = 1,2 x 179 = 214,8 mm.

Din catalogul UNIGAS gasim ca tunul standard al arzatorului P20 M are lungimea de 215 mm, deci este corespunzator.

Nu este cazul de corectie de altitudine.

Presiunea de alimentare necesara: 9,914 mbar, se incadreaza in presiunea disponibila.

In ce priveste modul de reglare este de observat ca:

un reglaj "tot-nimic" este prea rigid

un reglaj "modulant" este prea pretentios pentru puteri mici, iar efectul este nesemnificativ;

De aceea varianta rezonabila este reglajul in doua trepte (AB).

Dimensiunile aproximative ale flacarii:

D_f = 350 mm

L_f = 800 mm

Dimensiunile focarului:

D = 393 mm

L = 950 mm

Deci, arzatorul este bun.

In concluzie, tipul de arzator ales va fi:

UNIGAS P20 M.AB.S.RO.A.0.25

b)     pentru cazanul 2

P_foc = 512 kW (cf. CATALOG)

Contrapresiune: 2 mbar (cf. CATALOG)

Procedand in mod similar, gasim un arzator:

UNIGAS P60 M.AB.S.RO.A.0.40

Nota: Ca alternativa ar fi alegerea a doua cazane identice. Ar fi necesare 2 buc. K-250 si doua arzatoare P30 M.AB.S.RO.A.0.40. Un calcul comparativ da varianta optima.

3. Vase de expansiune

Fiind vorba de o instalatie relativ compacta, putem considera un volum de apa de 15 l/kW.

Deci, volumul total de apa din instalatie:

C = 549 x 15 = 8235 l.

Volumul de dilatare:

V_d = 0 x 8235 = 266,8 l.

Inaltimea statica totala:

8 niveluri x 2,7 m/nivel + 1 = 22,6 = 23 m.

Se recomanda ca presiunea sa fie mai mare cu cca. 0,3 bar decat cea statica:

p_i = 23 + 3 = 26 m = 2,6 bar.

Presiunea de tarare a supapelor:

p_i = 4 bar (cf. catalog cazane K)

Deci volum total vase de expansiune:

V = = 953 l

Din catalog VAREM se alege una din urmatoarele variante, in functie de spatiul de montaj disponibil si de comparatia preturilor:

a)     fie un vas S3N10H61 cu V = 1000 l, Pn 10

b)     fie doua vase R2 500 471 cu V = 500 l fiecare, Pn 6

4. Boilere

Pentru a produce cei 2437,5 l/h apa la +60^oC, programul SICC, pe optiunea de cautare automata ne ofera mai multe variante, dintre care cea optima va fi data de comparatia preturilor astfel:

1 buc tip 109 EVPX 2000 (capacitate 2000 l)

1 buc tip 109 EVR 2000 (capacitate 2000 l)

2 buc tip 109 EVPX 1000 in paralel (capacitate 2x1000 l)

2 buc tip 109 EVR 1000 in paralel. (capacitate 2x1000 l)

5. Pompe

a)     pompe de recirculatie cazane

cazan 1 --- Q₁ = 2,5 mc/h H₁ = 2 mCA

Din catalog DAB sau folosind programul de selectie DAB rezulta mai multe tipuri de pompe ce s-ar putea folosi, optiunea intre ele tinand cont de alte considerente (pret, daca o avem pe stoc etc.): VA 55, VEA 35, VB 55, VEB 35, D50/250.40.M, DMH 30/250.40 T.

cazan 2 --- Q₂ = 5,8 mc/h H₂ = 2 mCA

procedand similar, rezulta variantele: BMH 30/280.50 T, BMH 30/250.40 T, D 50/250.40 T, D 50/250.40 M, B 50/250.40 T, B 50/250.40 M, A50/180 XT.

b)     Pompa circulatie incalzire

Q_inc = 384.912 kcal/h

D_p = 384912 / 20 = 19246 l/h = 19 mc/h

H_p = 4 + 0 + 0,8 = 5,15 mCA

(unde : 4 mCA - pierderi de presiune in instalatie , 0.35 mCA - pierderi in vana motorizata cu 2 cai si 0.8 mCA - pierderi in vana de amestec cu 3 cai )

Procedand ca mai sus , gasim : BPH 60/340.65 T, BMH 60/360.80 T.

c)      Pompa agent primar boiler

Din fisa de alegere a boilerului:

D_p = 6599 l/h = 6 mc/h

D_p = 1 mbar (nesemnificativ)

H_p = 0,5 mCA

Nu gasim o pompa cu aceste caracteristici (H_p este prea mic fata de debit). Solutia este dimensionarea foarte stransa (diametre mici) a traseului de conducte, eventual diafragmarea, pentru a mari pierderile de presiune. Cu un H_p = 2,0 mCA gasim ca cea mai buna varianta ar fi BMH 30/280.50 T.

d)     Pompa de recirculatie

D = 0 x G_max = 0,25 x 2437,5 = 610 l/h

H = 4 mCA

Pompa: VA 35/130 ½"

6. Vane de reglaj cu 2 si 3 cai

- vana cu 2 cai racord de intrare cazan

cazan 1

Q₁ = 150.000 kcal/h ----- D₁ = = 7 mc/h

D_p = 0,5 mCA = 0,05 bar (fixat de noi)

kvs = =33.5 mc/h

Din catalog DANFOSS se alege o vana VFS2 cu Dn 50, care se echipeaza cu un servomotor AMV 35. Vana are un kvs = 40, iar la debitul nostru o cadere de presiune reala de 0,35 mCA (35 mbar).

Se mai poate alege (v. Catalog ROMSTAL) o vana fluture EMME-GI tip MT 50 - Dn 50 cu motor MP 103 B c.a. sau o vana bidirectionala cu 2 cai ZVB2 de 2" FI-FI (gata echipata cu servomotor tip MP).

cazan 2

Q₂ = 350.000 kcal/h ----- D₂ = = 20 mc/h

D_p = 0 mCA = 0,05 bar

kvs = =89,4 mc/h

Din catalog DANFOSS: vana VFS2 Dn 80 (kvs = 100), cu servomotor de 0 mCA (40 mbar). Se poate si vana fluture MT 80 - Dn 80.

vana de amestec cu 3 cai

D = 19,25 mc/h (v. la alegerea pompei)

D_p = 0 mCA = 0,08 bar

kvs = = 68 mc/h

Din catalog DANFOSS - vana VF3 Dn 65 cu servomotor AMV 423.

Nota importanta ! Se poate opta si pentru o vana EMME-GI dar diametrul nu mai este acelasi. In cazul nostru este buna o vana tip F3-DS cu Dn 50, echipata cu servomotor MP 103 B c.a., aceasta vana avand kvs = 65. Diferentierea intre cele doua tipuri de vana se datoreaza sistemului constructiv diferit: cu dublu scaun si ventil cu deplasare liniara la vana DANFOSS, in timp ce vana EMME-GI este de tip rotativ, cu sector. La acelasi diametru, vanele cu sector au kvs mai mare decat cele cu ventil. De aici concluzia: nu se substituie intre ele vane din cele doua tipuri la diametre egale ci la kvs egal sau apropiat.

7. Cosul de fum

Doua etape:

a)     dimensionare

b)     selectia pieselor componente

Le analizam pe rand:

a)     dimensionarea cosului.

Se poate face fie cu programul de calcul al producatorului (CAMINI-WIERER), fie folosind nomogramele din catalogul general al acestuia.

La modul cel mai simplu, suficient pentru practica curenta, dimensionarea consta in aflarea diametrului interior al cosului, cunoscand puterea cazanelor ce se racordeaza si inaltimea utila (din axul racordului de gaze arse al cazanelor pana la sectiunea de iesire din cos).

In cazul nostru cunoastem:

o       puterea totala: 639,4 kW

o       cos dublu perete, izolat

o       inaltimea totala: aprox: 25 m.

Din diagrama 2 (catalog C-W) rezulta cos = 300 mm.

Observatie:

Daca la alegerea cosului rezulta un diametru mai mic decat cel al racordului cazanului, atunci va fi ales cosul cu acelasi diametru ca al racordului sau cel tipizat imediat superior.

b)     Selectia componentelor:

Necesita cunoasterea precisa a terenului (loc de montaj, distanta intre cazane, fata de ziduri, pozitia strapungerii spre exterior, cum se va sprijini si ancora pe cladire etc.)

Se listeaza toate piesele componente ce vor alcatui cosul si racordurile pana la cazane.