Ciepłownictwo

• Druk: Warszawa, 2024
• Autor: Aleksander Szkarowski, Agnieszka Maliszewska
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Wydawnictwo Naukowe PWN przedstawia nowe, uaktualnione wydanie cenionej na rynku publikacji poświęconej systemom ciepłowniczym i projektowaniu sieci cieplnych. CIEPŁOWNICTWO. Obliczenia. Projektowanie. Energooszczędność wyd. 4, uaktualnione obejmuje cały zakres zagadnień naukowo-technicznych dotyczących dziedziny zaopatrzenia odbiorców w ciepło – zarówno dla projektantów, wykonawców, użytkowników. Z uwagi na poruszane w książce tematy jest ona podzielona na 3 główne części: 1.Podstawy obliczeń i projektowania sieci cieplnych 2. Podstawy obliczeń i projektowania węzłów cieplnych 3. Oszczędzanie energii w ciepłownictwie IV wydanie Ciepłownictwa zostało napisane przez uznanego eksperta z tej dziedziny – profesora Aleksandra Szkarowskiego oraz Agnieszkę Maliszewską – oboje są wykładowcami Politechniki Koszalińskiej. Książka ta, podobnie jak jej poprzednie wydania – doskonale wpisuje się w potrzeby rynku profesjonalnego – jest książką pierwszego wyboru dla inżynierów, instalatorów, projektantów systemów ciepłowniczych, a dzięki swoim walorom podręcznika akademickiego pomaga studentom kierunków technicznych, takich jak: inżynieria środowiska, energetyka, instalacje energii odnawialnej, budownictwo i inne.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-23423-2
• ISBN druku: 978-83-01-23341-9
• Liczba stron: 355

Przedmowa     11

Część I. Podstawy obliczeń i projektowania sieci cieplnych     15

1. Podstawowe pojęcia i definicje     17
1.1. Czynniki grzejne stosowane w systemach ciepłowniczych     18
1.2. Klasyfikacja układów ciepłowniczych i sieci cieplnych     19

2. Układy ciepłownicze     22
2.1. Podłączenie instalacji centralnego ogrzewania i wentylacji     22
2.1.1. Podłączenie instalacji centralnego ogrzewania do sieci wodnych     22
2.1.2. Podłączenie centralnego ogrzewania do sieci parowych     24
2.1.3. Podłączenie instalacji wentylacji i klimatyzacji     26
2.2. Sieci wodne z bezpośrednim poborem ciepłej wody     27
2.2.1. Sieci jednoprzewodowe     27
2.2.2. Sieci dwuprzewodowe     29
2.2.3. Sieci wieloprzewodowe     30
2.3. Sieci wodne z podgrzewaniem ciepłej wody     32
2.4. Porównawcza analiza układów wodnych sieci cieplnych     34
2.5. Sieci parowe     35

3. Obciążenie cieplne układów ciepłowniczych     37
3.1. Podstawy teoretyczne     38
3.1.1. Bilans cieplny budynku     38
3.1.2. Przewodzenie ciepła     40
3.1.3. Przejmowanie ciepła     42
3.1.4. Promieniowanie cieplne     45
3.1.5. Przenikanie ciepła     48
3.2. Sporządzanie bilansu cieplnego     50
3.2.1. Określenie zapotrzebowania na ciepło dla poszczególnych pomieszczeń i budynków     51
3.2.2. Wyznaczanie bilansu cieplnego na podstawie jednostkowych charakterystyk budynków     55
3.2.3. Ekonomiczne zasady wyznaczania bilansu cieplnego na etapie założeń techniczno‑ekonomicznych     61
3.3. Zależność zapotrzebowania na ciepło od temperatury powietrza zewnętrznego     65
3.3.1. Centralne ogrzewanie     65
3.3.2. Wentylacja     66
3.3.3. Centralna ciepła woda     67
3.4. Roczne zapotrzebowanie na ciepło     68
3.5. Wykresy roczne zapotrzebowania na ciepło     71

4. Regulacja obciążenia cieplnego      76
4.1. Regulacja centralnego ogrzewania     77
4.1.1. Regulacja ciągła     78
4.1.2. Sterowanie czasem pracy instalacji     81
4.2. Regulacja obciążenia cieplnego wentylacji i klimatyzacji     83
4.2.1. Regulacja czynnikiem grzejnym     83
4.2.2. Regulacja ilością powietrza     84
4.3. Regulacja obciążenia cieplnego ciepłej wody     86
4.3.1. Regulacja przy podłączeniu wymiennikowym     86
4.3.2. Regulacja przy bezpośrednim poborze ciepłej wody     88
4.4. Wspólna regulacja różnorodnego obciążenia cieplnego     89
4.4.1. Sposoby regulacji różnorodnego obciążenia     89
4.4.2. Zasady regulacji mieszanej     90
4.4.3. Regulacja wspólnego obciążenia cieplnego według obciążenia c.o.     92
4.4.4. Regulacja wspólnego obciążenia cieplnego według sumarycznego obciążenia c.o. i c.w.     98

5. Obliczenia hydrauliczne sieci cieplnych     105
5.1. Cele obliczeń hydraulicznych     105
5.2. Określanie obliczeniowych przepływów wody     105
5.3. Podstawy teoretyczne obliczeń hydraulicznych     106
5.4. Określanie średnic przewodów i strat ciśnienia     108
5.4.1. Metoda optymalnych prędkości     108
5.4.2. Metoda zadanych jednostkowych strat ciśnienia     108
5.5. Wykresy piezometryczne. Wymagania wobec ciśnień w przewodach sieci cieplnych     114
5.5.1. Podłączenie do istniejącej sieci     116
5.5.2. Projektowanie nowej sieci cieplnej     117
5.5.3. Wymagania dotyczące stanu ciśnień w przewodach sieci     118
5.5.4. Stan statyczny sieci cieplnej     120

6. Przewody sieci cieplnych      123
6.1. Rury     123
6.1.1. Wytrzymałość mechaniczna ścianek rur     123
6.1.2. Rodzaje rur i ich połączenia     127
6.2. Podpory przewodów     128
6.2.1. Określenie odległości między podporami ruchomymi     128
6.2.2. Obciążenie podpór ruchomych     131
6.2.3. Obciążenie podpór stałych (nieruchomych)     132

7. Kompensacja wydłużeń termicznych      137
7.1. Uwagi ogólne     137
7.2. Typy kompensatorów     139
7.2.1. Kompensatory osiowe     140
7.2.2. Kompensatory radialne     141
7.2.3. Kompensacyjne metody układania przewodów sieci     142
7.3. Obliczanie kompensacji wydłużeń przewodów sieci     143
7.3.1. Metoda centrum sprężystego     143
7.3.2. Uniwersalne wzory obliczeniowe     152

8. Izolacja przewodów sieci cieplnych      154
8.1. Wiadomości ogólne     154
8.1.1. Warstwa ciepłoizolacyjna     155
8.1.2. Warstwa hydroizolacyjna      155
8.1.3. Warstwa osłonowa     155
8.2. Rodzaje izolacji cieplnej     156
8.2.1. Izolacja z masy plastycznej      156
8.2.2. Izolacja z mat      156
8.2.3. Kształtki izolacyjne     157
8.2.4. Izolacja zasypowa lub wylewana      157
8.2.5. Krótka analiza rozwoju technologii izolacji      158
8.3. Technologia rur preizolowanych     159
8.3.1. Rozwój technologii rur preizolowanych     159
8.3.2. Nowoczesne technologie rur preizolowanych     160
8.3.3. Izolacja złączy w technologii rur preizolowanych     162
8.3.4. Problemy technologii rur przeizolowanych     163
8.4. Izolacja ceramiczna     164

Część II. Podstawy obliczeń i projektowania węzłów cieplnych      165

1. Wymiana ciepła i masy w wymiennikach ciepła      167
1.1. Podstawowe pojęcia     167
1.2. Bilans ciepła i masy w układach otwartych     168
1.2.1. Bezpośrednia wymiana ciepła     168
1.2.2. Pośrednia rekuperacyjna wymiana ciepła     170
1.2.3. Pośrednia regeneracyjna wymiana ciepła     171
1.3. Przekazywanie ciepła przez ściankę cylindryczną     172
1.3.1. Przewodzenie ciepła przez ściankę cylindryczną     172
1.3.2. Przejmowanie ciepła na powierzchni cylindrycznej     173
1.3.3. Przenikanie ciepła przez ściankę cylindryczną     174

2. Obliczenia wymienników ciepła      175
2.1. Rodzaje wymienników stosowanych w węzłach cieplnych     175
2.2. Wymiana ciepła w wymiennikach     179
2.2.1. Bilans cieplny wymiennika     179
2.2.2. Wymiana ciepła w wymiennikach przepływowych typu woda–woda     180
2.2.3. Wymiana ciepła w wymiennikach pojemnościowych typu woda–woda     182
2.2.4. Określenie właściwości fizycznych wody     183
2.3. Obliczenia cieplne i hydrauliczne wymienników     184
2.3.1. Rodzaje obliczeń wymienników ciepła     184
2.3.2. Przykładowe charakterystyki wymienników     186
2.3.3. Obliczenia komputerowe      186

3. Konstrukcja węzłów cieplnych      188
3.1. Klasyfikacja węzłów cieplnych     188
3.2. Węzły cieplne bezpośredniego podłączenia (BP)     190
3.2.1. Węzły BP bez transformacji parametrów     190
3.2.2. Węzły BP z transformacją parametrów     191
3.3. Wymiennikowe węzły cieplne     195
3.3.1. Węzły jednofunkcyjne     196
3.3.2. Węzły wielofunkcyjne     196
3.3.3. Połączone (mieszane) układy węzłów cieplnych      198
3.4. Układy z mieszkaniową instalacją c.o. i c.w.     199
3.4.1. Mieszkaniowy węzeł cieplny Logoterma firmy „Meibes”     201
3.4.2. Regulator PM      203
3.5. Węzły zasobnikowe     204
3.6. Kompletne systemy węzłów cieplnych     207

4. Dobór elementów węzłów cieplnych      209
4.1. Dobór urządzeń do ejekcji     209
4.2. Dobór pomp     210
4.2.1. Ogólne zasady doboru pomp     210
4.2.2. Dobór pomp mieszających w stacji zmieszania instalacji c.o.     211
4.3. Dobór wymienników ciepła     212

5. Nowoczesne rozwiązania węzłów cieplnych      214
5.1. Zasady prawidłowego projektowania węzłów cieplnych     214
5.1.1. Ogólna analiza wymogów zapewniających optymalne rozwiązania węzłów cieplnych     214
5.1.2. Przyczyny powodujące konieczność hydraulicznego oddzielenia obiegów centrali cieplnej i instalacji     216
5.2. Pionowe rozdzielacze hydrauliczne (PRH)     218
5.2.1. Zasady działania rozdzielaczy pionowych     218
5.2.2. Wymiarowanie rozdzielaczy pionowych      220
5.2.3. Rozpowszechnione konstrukcje PRH     222
5.3. „Wartownik”     225
5.4. Zasady doboru pomp i projektowania układu węzłów wyposażonych w rozdzielacze hydrauliczne     227
5.5. Rozdzielacze ZORT-System     228
5.5.1. ZORT-Centrala     228
5.5.2. ZORT-Multi     231
5.6. Zasada szeregowego połączenia obiegów     233
5.6.1. Schemat technologiczny układu szeregowego     235
5.6.2. Zasady działania układu     235
5.6.3. Zalety systemu     236

Część III. Oszczędzanie energii w ciepłownictwie      239

1. Ekonomiczne zasady obliczeń hydraulicznych przewodów sieci cieplnych     241
1.1. Podstawy metody najkorzystniejszych jednostkowych strat ciśnienia     242
1.1.1. Podstawy teoretyczne      242
1.1.2. Wzory obliczeniowe     243
1.2. Wskazana kolejność obliczeń hydraulicznych metodą najkorzystniejszych jednostkowych strat ciśnienia     245
1.2.1. Obliczenia wstępne      246
1.2.2. Określenie najkorzystniejszych jednostkowych strat ciśnienia     246
1.2.3. Określenie średnic przewodów i rzeczywistych liniowych strat ciśnienia     246
1.2.4. Wyznaczanie miejscowych strat ciśnienia     247
1.2.5. Określenie sumarycznych strat ciśnienia sieci cieplnej     249
1.2.6. Końcowy etap obliczeń      249

2. Ekonomiczne zasady obliczeń cieplnych przewodów sieci      256
2.1. Obliczenia cieplne rurociągu otoczonego powietrzem     256
2.2. Obliczenia pojedynczego rurociągu ułożonego bezpośrednio w gruncie     259
2.3. Obliczenia dwuprzewodowej podziemnej bezkanałowej sieci cieplnej     261
2.4. Obliczenia podziemnej kanałowej sieci cieplnej     264
2.5. Spadek temperatury i skroplenie kondensatu podczas transportowania nośnika ciepła     265
2.6. Wyznaczanie najkorzystniejszej grubości izolacji cieplnej     266

3. Oszczędzanie energii za pomocą sterowania czasem pracy instalacji centralnego ogrzewania      273
3.1. Ogólne wiadomości o programowej regulacji instalacji centralnego ogrzewania     273
3.2. Określenie jednostkowych strat ciepła budynku     275
3.3. Określenie stałej czasowej współczynnika akumulacyjności cieplnej budynku     276
3.4. Obliczenie sterowania czasem pracy instalacji c.o.     277
3.5. Określenie ilości zaoszczędzonej energii     279
3.6. Szczegóły programowego sterowania czasem pracy instalacji c.o. w budynkach o podwyższonej izolacyjności     280

4. Analiza opłacalności stosowania różnych rodzajów energii pierwotnej w budownictwie mieszkalnym i użyteczności publicznej      285
4.1. Uwagi ogólne     285
4.2. Sporządzenie bilansu opłacalności zużycia gazu do podgrzewania ciepłej wody     286
4.2.1. Dobowe zapotrzebowanie na c.w.     286
4.2.2. Roczne zapotrzebowanie na c.w.     288
4.2.3. Roczne zapotrzebowanie energii na podgrzewanie c.w.     288
4.2.4. Roczne dodatkowe zużycie gazu na podgrzewanie c.w.     290
4.2.5. Opłaty dodatkowe za gaz      291
4.2.6. Koszty podgrzewania c.w. za pomocą energii elektrycznej     294
4.2.7. Roczny zysk przy stosowaniu gazu     295
4.2.8. Różnica kosztów inwestycyjnych     295
4.3. Rachunek ekonomiczny przy wyborze źródła ciepła     295
4.3.1. Prosty okres zwrotu nakładów SPBT     296
4.3.2. Zaktualizowana wartość netto NPV     296
4.3.3. Wewnętrzna stopa zwrotu IRR      297

Literatura     319
Załączniki     324
Skorowidz     349