Zabezpieczenia instalacji c.o.

PN-B-02413:1991PN-B-02413:1991

PN-B-02414:1999

Gęstość wody w temp. 10oC – 998 kg/m3

Gęstość wody w temp. 90oC – 954 kg/m3

1000 kg H2O – 10oC – 1m3

1000 kg H2O – 90oC – ok. 1,04 m3 (różnica – 40 dm3)dm3)

Ciśnienie przy którym woda ma gęstość w temp. 90oC, taką jak woda o temp. 10oC przy ciśnieniu atmosferycznym (?) – ok. 850 atm

System otwarty

PN-B-02413:1991

Elementy:

-Naczynie wzbiorcze

-Rura bezpieczeństwa

-Rura wzbiorcza

-Rura przelewowa

-Rura sygnalizacyjna, hydrometr

-Rura odpowietrzającaRS

RB

RO

-Rura odpowietrzająca

-Rura cyrkulacyjna – warunkowo

-Kryza cyrkulacyjna – warunkowoRP

RS

H

RW

RB/RW

System otwarty

Zadania:

-Przejmowanie wahań objętości wody (NW, RW,

RB,)

-Utrzymanie odpowiedniego ciśnienia w instalacji

(NW, RW)

-Zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem -Zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem

ciśnienia (RB, NW)

-Odpowietrzenie instalacji (?) (RO)

� Pojemność użytkowa NW:

νρν ∆⋅⋅⋅= 1,1uV

� ν – pojemność wodna zładu, [m3]

� ρ – gęstość wody instalacyjnej przy temp. 10°C, [kg/m3]

� Δ ν – przyrost objętości wody przy jej podgrzaniu od temp początkowej 10°C do temp. średniej tm = (tz + tp)/2

� Rura bezpieczeństwa. Wewnętrzna średnica

rury bezpieczeństwa dRB [mm] dla każdego

kotła lub wymiennika ciepła powinna wynosić

co najmniej co najmniej

lecz nie mniej niż 25 mm

QK – moc kotła lub wymiennika ciepła, kW

308,8 KRB Qd ⋅=

� Rura wzbiorcza. Wewnętrzna średnica rury

wzbiorczej dRW [mm] powinna wynosić co

najmniej

lecz nie mniej niż 25 mm

QZr – moc źródła ciepła (kotłownia lub węzeł

ciepłowniczy), kW

323,5Źr

RW Qd ⋅=

� RB i RW na całej swej długości powinny być prowadzone bez zasyfonowań, ze spadkiem co najmniej 1% w kierunku kotła lub wymiennika ciepła. Zmiany kierunku tylko za pomocą łuków

� Układ połączeń rur zabezpieczających. RB � Układ połączeń rur zabezpieczających. RB powinna łączyć najwyżej położoną część przestrzeni wodnej kotła z przestrzenią powietrzną NW powyżej rury przelewowej.W przypadku jednego kotła RB na odcinku od kotła do połączenia z dolną częścią przestrzeni wodnej NW może być jednocześnie rurą wzbiorczą

� W przypadku dwóch lub więcej kotłów lub wymienników ciepła, każdy kocioł lub wymiennik powinien być zabezpieczony samodzielną rurą bezpieczeństwa, a rura wzbiorcza powinna łączyć zbiorczą rurę powrotną znajdującą się bezpośrednio zbiorczą rurę powrotną znajdującą się bezpośrednio przy kotłach lub wymiennikach ciepła z dolną częścią przestrzeni wodnej naczynia wzbiorczego. Przy rozdziale górnym pion wznośny może spełniać rolę odcinka rury bezpieczeństwa i rury wzbiorczej. Przy rozdziale dolnym, jeżeli źródło ciepła ma moc mniejszą niż 25 kW, część instalacji wewnętrznej ogrzewania wodnego może być użyta jako rury zabezpieczające

� Rura przelewowa. Wewnętrzna średnica rury przelewowej nie powinna być mniejsza niż wewnętrzna średnica rury wzbiorczej i rury bezpieczeństwa. Rura przelewowa powinna być wyprowadzona nad zlew lub kratkę wyprowadzona nad zlew lub kratkę kanalizacyjną w pomieszczeniu kotłowni lub węzła cieplnego w taki sposób, aby wypływ z niej wody mógł być kontrolowany z miejsca obsługi i miejsca napełniania instalacji ogrzewania. Rury tej nie wolno łączyć bezpośrednio z kanalizacją ani wyprowadzać na zewnątrz budynku

� Rura odpowietrzająca. Wewnętrzna średnica

rury odpowietrzającej powinna wynosić co

najmniej 15 mm oraz nie powinna być

mniejsza niż średnica rury odpowietrzającej mniejsza niż średnica rury odpowietrzającej

instalację, doprowadzonej do naczynia

wzbiorczego. Rura odpowietrzająca może

być połączona bezpośrednio do naczynia

wzbiorczego lub do rury przelewowej

� Zabezpieczenie przepustowości rur. Na

rurach: bezpieczeństwa, wzbiorczej,

przelewowej i odpowietrzającej nie można

umieszczać armatury umożliwiającej umieszczać armatury umożliwiającej

całkowite lub częściowe zamknięcie

przepływu, ani urządzeń i armatury

zmniejszających pole ich przekroju

wewnętrznego.

� Umieszczenie naczynia wzbiorczego. Naczynie wzbiorcze powinno być umieszczone na takiej wysokości, aby podczas pracy instalacji w żadnym punkcie jej obiegów wodnych nie nastąpiła przerwa w przepływie wody oraz tak, aby istniała możliwość przepływie wody oraz tak, aby istniała możliwość odpowietrzenia instalacji zgodnie z PN-91/B-02420.

� Wysokość położenia naczynia wzbiorczego H, w m, określana jest przy rozdziale górnym - od najwyższego punktu obiegu wody do dna naczynia wzbiorczego, a przy rozdziale dolnym - od wierzchu najwyżej położonego grzejnika do dna naczynia (rys. 3).

� Wysokość H, w m, powinna wynosić:

� a) w instalacjach ogrzewań wodnych

grawitacyjnych oraz pompowych z pompami

obiegowymi zamontowanymi na zasilaniu H ≥ 0,3 obiegowymi zamontowanymi na zasilaniu H ≥ 0,3

m

� b) w instalacjach ogrzewań wodnych pompowych

z pompami obiegowymi o wysokości

podnoszenia Hp, m, zamontowanymi na powrocie

H ≥ 0,7 Hp

Jeśli l ≥ 10 a to ....Jeśli l ≥ 10 a to ....

� Ochrona przed zamarznięciem urządzeń zabezpieczających. Naczynie wzbiorcze, rury bezpieczeństwa, rura wzbiorcza, sygnalizacyjna i przelewowa

powinny być umieszczone w przestrzeni, w której temperatura powietrza jest

wyższa niż 0°C. W szczególnych przypadkach, jeżeli ze względów budowlanych

warunek ten nie może być spełniony, należy zapewnić przepływ wody przez

naczynie wzbiorcze, stosując rury cyrkulacyjne od każdej rury bezpieczeństwa,

zgodnie z rys. 1. zgodnie z rys. 1.

Średnica wewnętrzna rury cyrkulacyjnej powinna wynosić co najmniej 20 mm.Na każdej rurze cyrkulacyjnej powinien znajdować się element dławiący przepływ

(np. kryza) zapewniający łączny strumień wody cyrkulacyjnej przepływającej

przez naczynie wzbiorcze nie mniejszy niż 1% obliczeniowego strumienia

obiegowej wody instalacyjnej. W przypadku stosowania rur cyrkulacyjnych,

naczynie wzbiorcze wraz z doprowadzonymi do niego rurami powinno być

zaizolowane cieplnie, przy czym warstwa izolacji powinna mieć opór

przewodzenia ciepła nie mniejszy niż 2 m2K/W. Izolacja cieplna urządzeń

zabezpieczających ma za zadanie ochronić je przed zamarznięciem tylko w czasie

krótkotrwałych przerw w działaniu ogrzewania.

System zamknięty

PN-B-02414:1999

Elementy:

-Naczynie wzbiorcze

-Rura wzbiorcza

-Zawór bezpieczeństwa

-Manometry (rura wzbiorcza, kocioł)-Manometry (rura wzbiorcza, kocioł)

-Zawór obsługowy – warunkowo

-Czujnik poziomu wody w kotłach – warunkowo

(kotłownia >100 kW)

System zamknięty

Zadania:

-Przejmowanie wahań objętości wody (NW, RW)

-Utrzymanie odpowiedniego ciśnienia w instalacji

(NW, RW)

-Zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem

ciśnienia (ZB)ciśnienia (ZB)

-Częściowe uzupełnienie ubytków wody w

instalacji (NW) - warunkowo

3). Przeponowe - schemat podstawowy

(„sprężarkowy” - tu lub w p. 10)

3). Przeponowe - schemat podstawowy

3). Przeponowe – kotłownia dachowa

3). Przeponowe – NW na zasilaniu

4) B-02414 ogólnie

Pojemność użytkowa NW:

Vu = v ρ ∆ ν

ν – pojemność wodna zładu, [m3]

ρ – gęstość wody instalacyjnej przy temp. 10°C,

[kg/m3]

∆ ν – przyrost objętości wody przy jej

5) przy Vu - mnożnik 1,1 a jego brak (1,0) w obu

PN

∆ ν – przyrost objętości wody przy jej

podgrzaniu od temp początkowej 10°C do

temp. zasilania

tz !!!!!!!!!!

6) Jak określać objętość wody w instalacji

(dokładnie i wskaźnikowo - skąd wskaźniki).

Pojemność użytkowa NW:

Vc = Vu (pmax + 1)/(pmax-p)

pV/T = R

(p+1)Vc = (pmax + 1)(Vc-Vu)

7) Przeponowe: a) wyprowadzenie wzoru,

wykres pV b) skąd p c) skąd pmax (kocioł -

grzejniki - samo naczynie wzb. przepon.).

8) ZB - wymiennik, kocioł. Zalecane

przyjmowanie pmax = potw.ZB - 0,5 bar.

Celem montażu zaworu bezpieczeństwa jest

zabezpieczenie urządzeń przed wzrostem

ciśnienia powyżej dopuszczalnego ciśnienia

roboczego. Projektant dobiera konstrukcję (typ)

zaworu oraz jego wielkość. Typ zaworu zależy od

rodzaju płynu (gaz, ciecz, para wodna, powietrze

itd.), jego parametrów, rodzaju zabezpieczanego itd.), jego parametrów, rodzaju zabezpieczanego

urządzenia, a wielkość od wymaganej

przepustowości, t.j strumienia płynu jaki musi przepłynąć przez zawór.

wytyczne Urzędu Dozoru Technicznego,

zasady zawarte w PN-81/M-35630.

Obecna norma nt zabezpieczenia instalacji c.o.

systemu zamkniętego (PN-B-02414 z 1999r)

nakazuje stosowanie normy PN-81/M-35630. Uwagę

należy zwrócić na niekonsekwencję aktów

normalizacyjnych, normalizacyjnych, gdyż norma PN-81/M-35630 dotyczy zaworów

bezpieczeństwa kotłów parowych o nadciśnieniu wyższym od

0,07 MPa oraz kotłów wodnych o temperaturze obliczeniowej

wyższej od 115stC (a nie do 100stC)

Metoda uproszczona (założenie przepływu przez

zawór pary wodnej)

przepustowość zaworu bezpieczeństwa:

m ≥≥≥≥ 3600 N/r , kg/h

N – maksymalna trwała moc cieplna kotła, kW

r – ciepło parowania wody przy ciśnieniu przed

zaworem bezp. , kJ/kgzaworem bezp. , kJ/kg

ciśnienie dopływu: p1=1,1pr gdzie: pr jest

ciśnieniem roboczym najsłabszego elementu

instalacji

Wg normy PN-81/M-35630 –przepustowość zaworu bezpieczeństwa

m = 10 K1 αααα A (p1+0,1), kg/h

gdzie: K1 – współczynnik poprawkowy uwzględniający

właściwości pary i jej parametry przed zaworem

(odczytywany z wykresu zamieszczonego w normie dla p1

=0,3-0,6 MPa równy 0,53-0,52)

F – pole przepływu, m2

α - dopuszczalny współczynnik wypływu dla par i gazów, α= α - dopuszczalny współczynnik wypływu dla par i gazów, α=

0,9αrzecz

αrzecz –wartość współczynnika wypływu zaworu bezpieczeństwa

wyznaczona metodą doświadczalną

A – obliczeniowa powierzchnia kanału dopływowego zaworu,

mm2

p1 – maksymalne nadciśnienie przed zaworem, nie większe

niż 1,1 ciśnienia dopuszczalnego zabezpieczanego kotła,

MPa

9) lepiej przewymiarować niż niedowymiarować

NWP - instalacja pracuje przy niższych ciśnieniach i

mniej ubytków wody wskutek otwierania ZB.

10) Kompensacja ubytków wody

rezerwa objętości –

załączniki C1 i C2 do B-02414.

samoczynne uzupełnianie sterowane ciśnieniem

lub poziomem wody,lub poziomem wody,

uwaga na konieczność tzw. zabezpieczenia

antyskażeniowego wodociągu.

wspomnieć o PN dot. jakości wody

11) NWP sprężarkowe

12) W dużych systemach, gdzie są większe ubytki

wody - połączenie stabilizacji ciśnienia i

kompensowania ubytków z możliwością

centralnego odpowietrzania wody centralnego odpowietrzania wody

(doprowadzenie do spadku ciśnienia, a nawet do

„próżni” - prawo Henry’ego - zalecić ściągnięcie

Poradnika Reflex.

13) Zawór obsługowy na RW a) małe średnice -

specjalna dwuzłączka odcinająca b) zawór z

plombowanym przykryciem pokrętła.

14) B-02414 p. 2.7. - większe kotły - czujnik

poziomu wody (po co).

15)Problemy doboru NWP w a) instalacjach wody

lodowej (np. 6/12°C) b) instalacjach solarnych.

Uwaga na temp. początkową - NIE 10°C.

16) NWP w instalacjach z kotłem na paliwo stałe.

zmiana w War. Techn. (Rozp. MI z 12.03.2009

§133 ust. 7 - Dz.U. 2009.56.461)

„7. Zabrania się stosowania kotła na paliwo stałe

do zasilania instalacji ogrzewczej wodnej systemu

zamkniętego, wyposażonej w przeponowe

naczynie wzbiorcze, z wyjątkiem kotła na paliwo naczynie wzbiorcze, z wyjątkiem kotła na paliwo

stałe o mocy nominalnej do 300 kW,

wyposażonego w urządzenia do odprowadzania

nadmiaru ciepła.”;