Ciepłownictwo

• Druk: Warszawa, 2019
• Autor: Aleksander Szkarowski
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Do rąk Czytelników Wydawnictwo Naukowe PWN oddaje nowe, uaktualnione wydanie cenionej książki poświęconej systemom ciepłowniczym i projektowaniu sieci cieplnych. III wydanie Ciepłownictwa zostało napisane przez cenionego znawcę tematu – profesora Aleksandra Szkarowskiego.
Prezentowana publikacja 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:
Podstawy obliczeń i projektowania sieci cieplnych Podstawy obliczeń i projektowania węzłów cieplnych Oszczędzanie energii w ciepłownictwie 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 dzięi swoim walorom podręcznika akademickiego pomaga studentom kierunków technicznych, takich jak Inżynieria środowiska, Energetyka, Instalacje energii odnawialnej, Budownictwo itp.
"Cały zakres zagadnień naukowo-technicznych dotyczących dziedziny zaopatrzenia odbiorców w ciepło został określony terminem „Ciepłownictwo”. W poradnikach wydawanych przez producentów urządzeń i materiałów z tej branży z reguły są opisane zagadnienia związane z doborem i stosowaniem ich produktów. Takie publikacje nie zawierają pełnego zakresu podstaw teoretycznych niezbędnych do kształcenia inżynierów – projektantów i wykonawców.
Z zamiarem opracowania książki, która by w pełni obejmowała zakres branży zaopatrzenia w ciepło, powstało w roku 2006 pierwsze wydanie monografii „Ciepłownictwo”. Jednak jest to jeden z najbardziej dynamicznie rozwijających się działów nauki i techniki w budownictwie lądowym i inżynierii środowiska. Dlatego w roku 2012 powstało drugie wydanie, a teraz czytelnik trzyma przed sobą wydanie trzecie, gruntownie zaktualizowane."
Z Przedmowy

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-20645-1
• ISBN druku: 978-83-01-20619-2
• Liczba stron: 350

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  39
		3.1.3. Przejmowanie ciepła  42
		3.1.4. Promieniowanie cieplne 45
		3.1.5. Przenikanie ciepła  48
	3.2. Sporządzanie bilansu cieplnego 49
		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 technicznoekonomicznych   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 163
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 cylindryczna 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 cieplne i hydrauliczne wymienników  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 obliczen 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 263
	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  272
	3.1. Ogólne wiadomości o programowej regulacji instalacji centralnego ogrzewania 272
	3.2. Określenie jednostkowych strat ciepła budynku 274
	3.3. Określenie stałej czasowej współczynnika akumulacyjności cieplnej budynku 275
	3.4. Obliczenie sterowania czasem pracy instalacji c.o. 276
	3.5. Określenie ilości zaoszczędzonej energii 278
	3.6. Szczegóły programowego sterowania czasem pracy instalacji c.o. w budynkach o podwyższonej izolacyjności 279
4. Analiza opłacalności stosowania różnych rodzajów energii pierwotnej w budownictwie mieszkalnym i użyteczności publicznej  284
	4.1. Uwagi ogólne 284
	4.2. Sporządzenie bilansu opłacalności zużycia gazu do podgrzewania ciepłej wody 285
		4.2.1. Dobowe zapotrzebowanie na c.w285
		4.2.2. Roczne zapotrzebowanie na c.w. 285
		4.2.3. Roczne zapotrzebowanie energii na podgrzewanie c.w. 286
		4.2.4. Roczne dodatkowe zużycie gazu na podgrzewanie c.w. 286
		4.2.5. Opłaty dodatkowe za gaz 287
		4.2.6. Koszty podgrzewania c.w. za pomocą energii elektrycznej 290
		4.2.7. Roczny zysk przy stosowaniu gazu 290
		4.2.8. Różnica kosztów inwestycyjnych 290
	4.3. Rachunek ekonomiczny przy wyborze źródła ciepła 291
		4.3.1. Prosty okres zwrotu nakładów SPBT  291
		4.3.2. Zaktualizowana wartość netto NPV  292
		4.3.3. Wewnętrzna stopa zwrotu IRR 293
	4.4. Uwagi końcowe 315
Literatura 316
Załączniki 320
Skorowidz 340