Jusuf Hamidovic.docx

JAVNA USTANOVA MJEŠOVITA SREDNJA ŠKOLA KALESIJA

MATURSKI RAD TEMA: GRIJANJE TOPLOM VODOM SA PRINUDNOM CIRKULACIJOM

Profesor:

Učenik:

Ibro Ramić

Jusuf Hamidović

Kalesija 2016

Kalesija 2016

1. Sadržaj

1.

Sadržaj ............................................................................................................................................. 2

3.

Uvod ................................................................................................................................................ 3

4.

Sistemi toplovodnog grijanja ........................................................................................................... 4

5.

Prinudna cirkulacija ......................................................................................................................... 7

6.

Grejna tijela ................................................................................................................................... 13

7.

Radijatori ....................................................................................................................................... 13

8.

Priprema tople vode ...................................................................................................................... 15

9.

Zaključak ........................................................................................................................................ 19

10.

Literatura ................................................................................................................................... 20

2

Kalesija 2016

3. Uvod Grijanje već decenijama unosi toplinu u brojne ljudske domove. Električni i kombinovani bojleri, toplotne pumpe, solarni kolektori, radijatori i ostali proizvodi ugradjeni, pružaju prilagodljivu udobnost stanovanja. Racionalan izbor stalno obezbeđuje optimalnu količinu tople vode željene temperature, bez koje danas ne možemo zamisliti uobičajene, a tako dragocene svakodnevne sitnice, kao što je osvežavajuće jutarnje tuširanje, blagotvorna večernja kupka, kontrolisana temperatura toplog doma i ne manje značajno, predvidiv racun za potrosenu elektricnu energiju. Potreba za grijanjem je jedna od osnovnih čovjekovih potreba. Kroz povijest su se koristili mnogi načini grijanja, a danas se za grijanje najčešće koriste plin, električna energija, solarna energija, loživo ulje, kruta goriva (drva, ugljen) i drugi načiniPrvim "sustavom" grijanja bi se moglo nazvati izlaganje Sunčevim zrakama, a pronalaskom vatre čovjeku je omogućena zaštita od hladnog vremena. Prvi složeniji sustavi za grijanje nastaju u Europi u antičko doba. Bili su to sustavi centralnog toplozračnog površinskog grijanja te su bili poznati pod nazivom "hipokaustično grijanje".

3

Kalesija 2016

4. Sistemi toplovodnog grijanja Sistemi toplovodnog grejanja rade sa toplom vodom kao nosiocem toplote do maksimalne temperature 110°C. Voda se zagreva u kotlovima i kroz cevnu mrežu se dovodi do grejnih tela u prostorijama, gdje se hladi, a zatim se ponovno vraća u kotao na zagrevanje. Podele se mogu napraviti na bazi različitih kriterijuma: - Prema sili koja osigurava cirkulaciju vode: gravitaciona i pumpna; - Prema načinu vođenja cevovoda: jednocevna i dvocevna; - Prema položaju razvodne horizontalne cevne mreže: s gornjim i donjim razvodom - Prema vezi s atmosferom: otvorena i zatvorena toplovodna grejanja. U sistemu gravitacionog grejanja strujanje vode kroz cevnu mrežu ostvaruje se usled uzgonske sile, prirodnim putem, odnosno bez utroška mehaničke energije. Sva grejna tela na istom nivou (istom spratu) nalaze se na istoj visinskoj razlici u odnosu na kotao, pa prema tome imaju i isti raspoloživi napor Hrasp. Međutim, dužina cevne mreže kojom je grejno telo povezano sa kotlom (strujni krug) razlikuje se za skoro svako grejno telo. Izborom odgovarujećeg prečnika cjevi dionica u strujnom krugu teži se ka tome da ukupan pad pritiska (usljd trenja i usljed lokalnih otpora) bude jednak raspoloživom naporu – to važi sa sve strujne krugove. Strujni krug čine sve dionice cevne mreže od kotla do grejnog tela i od grejnog tela nazad do kotla – čime je formiran jedan zatvoreni krug u kome struji grejni fluid. Na slici 1.0prikazana je šema sistema 

gravitacionog grejanja sa donjim razvodom.

Donji razvod podrazumeva da se horizontalna cevna mreža vodi ispod tavanice podrumskih prostorija, odnosno na nivou ispod grejnih tela. Sve horizontalne deonice cevne mreže se izvode pod nagibom od 5‰, što je neophodno zbog pražnjenja cevne mreže i odzračivanja instalacije (odvođenja vazduha iz sistema pri samom punjenju instalcije vodom, ali i kasnije – u toku rada, ukoliko se u sistemu jave mehurići vazduha).

4

Kalesija 2016

Slika 1.Šema sistema otvorenog gravitacionog grejanja sa donjim razvodom

Horizontalne cijevi u mreži postavljene tako da omogućavaju kretanje vazduha u smeru naviše (s obzirom da je vazduh lakši od vode). Cevna mreža se u svojim najvišim tačkama (na vrhovima svih usponskih vodova) povezuje sa vazdušnom mrežom (na crtežima u projektu se obično prikazuje linijom crta – tačka – crta). Vazdušna mreža je povezana sa otvorenim ekspanzionim sudom preko razvodne sigurnosne cevi, tako da se izbacivanje vazduha van sistema vrši preko odzračne cevi na otvorenom ekspanzionom sudu. Na samoj vazdušnoj mreži su izvedene cevne petlje, koje omogućavaju prolaz vazduha naviše i stvaranje vazdušnih čepova″ radi sprečavanja eventualnog strujanja vode kroz vazdušnu mrežu.

Slika 2.0 Šema sistema grejanja sa prinudnom cirkulacijom: a) donji razvod i b) gornji razvod

5

Kalesija 2016

Cirkulaciona pumpa je na šemama postavljena u glavni razvodni vod, iza kotla, što obezbeđuje nadpritisak u većem delu instalacije. Pumpa se može postaviti i u glavni povratni vod, pa se tada veći deo instalacije nalazi u "potpritisku". Izgled polja pritiska u mreži zavisi od mesta povezivanja ekspanzionog suda sa instalcijom. Radijatorski ventili su postavljeni na razvodnim priključcima grejnih tela i imaju ulogu smanjenja protoka kroz grejno telo ili potpuno zatvaranje – isključivanje grejnog tela iz sistema. Radijatorski navijci se postavljaju na povratnim priključcima grejnih tela. Slično kao i regulacioni ventili na vertikalama, i radijatorski navijci mogu imati dvostruku ulogu: zatvaranje – odvajanje grejnog tela od mreže ukoliko se želi izvršiti bilo kakva intervencija na grejnom telu ili njegova zamena (u paru se zatvaraju sa radijatorskim ventilima) i regulisanje – kada se vrši balansiranje mreže, pa je potrebno izvršiti prigušenje na grejnom telu (povećati otpor strujanju u strujnom krugu posmatranog grejnog tela). Kod velikih sistema ovo je veoma važna funkcija. Trokraki mešni ventil je regulacioni ventil koji ima ulogu centralne regulacije rada sistema. Mešanjem povratne i razvodne vode u pogodnom odnosu snižava se temperatura razvodne vode i time se ostvaruje kvalitativna centralna regulacija rada sistema. Vazdušna mreža se vodi na isti način kao i kod gravitacionog grejanja kada je u pitanju otvoren sistem, ali nema cevnih petlji, već se na vertikale postavljaju ventili, koji su sasvim malo otvoreni.

6

Kalesija 2016

5. Prinudna cirkulacija Cirkulacija vode u sustavu postiže se pomoću toplovodne cirkulacijske pumpe. Prednosti sustava s prisilnom cirkulacijom: · brzo zagrijavanje sustava · dobro centralno i lokalno upravljanje · cijevna mreža je manjih promjera

Nedostaci sustava s prisilnom cirkulacijom: · ovisi o opskrbi električnom energijom · stalna potrošnja električne energije

Jednocijevni sustav

Najjednostavniji i najjeftiniji sustav toplovodnog grijanja predstavlja jednocijevno grijanje sa serijskim spajanjem ogrjevnih tijela. Jedan cjevovod se koristi i za polaznu i za povratnu cirkulaciju vode. Protok vode kroz ogrjevna tijela je konstantan, pri čemu voda prostruji kroz sve radijatore na pojedinoj dionici. Zbog toga je potrebna pumpa s većom visinom dobave.

7

Kalesija 2016

Slika 1,1 Shema spajanja radijatora kod sustava jednocijevnog grijanja

Nedostatak starijih sustava je što se toplinski učinak pojedinih ogrjevnih tijela često ne može lokalno regulirati. Znatno poboljšanje jednocijevnog grijanja postiže se tako da se ogrjevna tijela postavljaju u ogranke glavnih razvodnih vodova, te se opremaju i regulacijskim ventilima. U tom slučaju je moguće reguliranje učinka pojedinih ogrjevnih tijela. Svako ogrjevno tijelo nalazi se u hidrauličnoj i paralelnoj vezi sa polaznim vodom, tako da kroz ogrjevno tijelo i ogranak struji voda. Na priključku povratnog voda u ogranku ogrjevnog tijela vrši se miješanje dvije struje zbog čega se snižava temperatura. Slijedeće ogrjevno tijelo u smjeru strujanja radi hidraulički na isti način, ali sa nešto nižom temperaturom polaznog voda u odnosu na prethodno ogrjevno tijelo. Ostala ogrjevna tijela u pravcu strujanja rade po istom principu, odnosno svako slijedeće ogrjevno tijelo ima nižu temperaturu od prethodnog, što je važno pri dimenzioniranju ogrjevnih tijela kako bi se sa povećanjem ogrjevne površine pokrio temperaturni pad. Jedini način da se to izbjegne je primjena dvocijevnog sustava. Cijevni vod može biti u horizontalnom i vertikalnom pravcu. U vertikalnom cijevnom vodu moguć je i gornji i donji razvod kao i kombinacija oba razvoda. U horizontalnom cijevnom vodu cijevi se često ugranuju u pod.

Prednosti horizontalnog cijevnog voda · moguće je zatvaranje i reguliranje po katovima · manje proboja menukatne konstrukcije · lakša nadogradnja sustava · jednostavna montaža · lakše mjerenje potrošnje topline

8

Kalesija 2016

Prednosti vertikalnog cijevnog voda: · lakša montaža

Nedostaci oba sistema: · isključivanje pojedinih ogrjevnih tijela utječe na ostala · potrebne veće ogrjevne površine za svako ogrjevno tijelo koje je dalje od priključka polaznog voda Vertikalno jednocijevno grijanje naročito je pogodno za višekatnice jer tu najmanji utjecaj zatvaranja pojedinih ogrjevnih tijela na ostala. U manjim obrazovnim ustanovama jednocijevno grijanje s prisilnom cirkulacijom se pokazalo kao prihvatljivo jeftinije rješenje. Uglavnom se koriste toplinski izolirane bakrene cijevi. Cijevi se uglavnom postavljaju u podu, zbog čega upotreba čeličnih cijevi nije poželjna, zbog opasnosti od korozije. Kod postavljanja cijevi u podu pražnjenje sustava je otežano.

Slika 2. Shema jednocijevnog vertikalnog sustava grijanja s gornjim razvodom

1. kotao 2. pumpa

9

Kalesija 2016

3. radijator 4. troputni ventil 5. otvorena ekspanzijska posuda 6. sigurnosni polazni vod 7. sigurnosni povratni vod 8. odzračivanje 9. preljev

Dvocijevni sustav To je najčešći sustav dovonenja topline do potrošača. Svako ogrjevno tijelo je priključeno na odvojeni polazni i povratni vod, te dobiva vodu približno iste temperature iz polaznog voda. Regulacija toplinskog učinka vrši se pomoću regulacijskog ventila prigušivanjem protoka vode.

Slika 3. Shema spajanja radijatora kod horizontalnog sustava dvocijevnog grijanja

Razlikuju se donji i gornji razvod ogrjevne vode.

Pri donjem razvodu (koji se najčešće primjenjuje) polazni i povratni vodovi postavljaju se ispod stropa podruma. Iz njih ogrjevna voda preko polaznih usponskih vodova struji u ogrjevna tijela i zatim se preko povratnih vertikalnih vodova vraća u kotao. Na najvišem mjestu predvineno je centralno ili lokalno odzračivanje.

Pri gornjem razvodu ogrjevnu vodu potiskuje pumpa u usponski vod do krova, odakle se preko polaznih vodova razvodi prema spusnim dionicama do ogrjevnog tijela. Preko povratnih vertikalnih vodova ogrjevna voda se vraća u kotao. Odzračivanje je centralno na najvišem mjestu. Primjena ovog sustava pogodna je naročito onda kada u podrumu nema mjesta za cjevovod.

10

Kalesija 2016

Donji razvod je jeftiniji, ali je grijanje inertnije nego pri gornjem razvodu. U prvom sustavu toplina se razvodi iz podruma, a u drugom u prostoru krova, odnosno toplina se gubi na krovu. Pored donjeg i gornjeg razvoda u dvocijevnom sustavu ogrjevne površine mogu biti postavljene i horizontalno. Ovdje je ukupna dužina priključka (polazni i povratni) ista od kotlovnice do svakog ogrjevnog tijela.

Slika 4. Shema dvocijevnog sustava grijanja s donjim razvodom

11

Kalesija 2016

Slika 5. Shema dvocijevnog sustava grijanja s gornjim razvodom

1. kotlovi 2. cirkulacijska pumpa 3. povratna zaklopka 4. polazni vod 5. povratni vod 6. radijator 7. otvorena ekspanzijska posuda 8. sigurnosni polazni vodovi 9. sigurnosni povratni vod 10. odzračni vodovi 11. odzračne posude 12. preljev

12

Kalesija 2016

6. Grejna tijela Svrha grejnoga tijela kao sastavnog elementa centralnoga grijanja da toplotu dobijenu na mijestu centrlane proizvodnje i do njih dovedenu sistemom za razdvajanje, odaju u prostoriji u kojoj su ugradjena. Grejna tijela treba da zadovolje, sledece uslove: 

da obezbede potrebnu ugodnost



da se prostorija sto ravnomjernije zagrijava,



da se toplota odaje sto vise blagim zracenjem,



da se ne kvari vazduh I



cistoca grejnih tijela lako odrzva. Danas se koristi nekoliko vrste grenih tijela za centralno grijanje: radijatori, grejna tijela

koja se mogu koristiti od glatkih I rebrastih cijevi, panelna grejna tijela, konvektori I kalofriferi.

7. Radijatori Radijator je naprava za prijenos topline. Često s toplom vodom ili zrakom. Pojam se najčešće koristi za radijatore centralnog grijanja i uređajima za hlađenje. Radijatori se sastoje od celika kojima se postizu razne velicne grejen povrsine. Izgradjuju se nacesce od livenoga gvozdja ili celika, a u novijo vreme od aluminijskih lagura. Liveni radijatori su tezi od celicnih radijatora, dugotrajnij su I otporniji sun a koroziju, pa se pretezno I koriste za grijanje.

Zagrejana voda, uhvaćena u radijatore daje pravo značenje osećaju topline doma. Ne samo pravom temperaturom prostorija, već i mogućnostima novih kolorita i novih oblika! Ako smo nekada grejna tela sakrivali, danas ih sa radošću smeštamo u centar pažnje. Kvalitetu i pouzdanosti se pridružila lepota - da bi vam se dopadala I onda kada ih ne koristite.

13

Kalesija 2016

Žičani radijatori su, zboj svoje izuzetne laganosti i raznolikih dimenzija, podesni za zagrevanje svih boravišnih I poslovnih prostorija, dok su cevni radijatori Gorenje primereni naročito za kupatila, sanitarne i druge prostorije. Osmišljeni su tako da zauzimaju manje prostora, a svojim estetskim oblikom se uklapaju u izgled ambijenta. Radijatore Gorenje možete birati u, uvek prikladnoj, beloj boji, u naročito elegantnoj hromiranoj izvedbi ili u željenim bojama prema RAL skali (slika br.3). Izborom boje možete da pretvorite radijatore u značajan element oblikovanja prostora. To važi naročito za dekorativne cevne radijatore, koji privlače pogled svojim inovativnim oblicima. Žičani radijatori za kupatila sa zaobljenim lukovima za priručno sušenje ubrusa I rublja, kao i dekorativni cevni radijatori obezbeđuju vam nezavisnost od grejne sezone. Možete se, naime, odlučiti za izvedbu sa ugrađenim električnim grejačem koji koristite samostalno ili u kombinaciji sa centralnim grejanjem. U vreme kada ne grejete ceo stan, takvim radijatorom možete obezbediti željenu temperaturu u određenoj prostoriji.

Slika 6. Pločasti radijator

14

Kalesija 2016

8. Priprema tople vode U zgrdama namenjenim boravku i radu ljudi neophodan tehnički sistem, pored sistema grejanja, hlađenja, ventilacije i klimatizacije, jeste i sistem za pripremu sanitarne tople vode. U zavisnosti od namene zgrade razlikuje se i poreba za potrošnjom tople vode, što utiče i na izbor samog sistema. Osnovna podela ovih sistema, slično kao kod sistema grejanja i klimatizacije, jeste na lokalne i centralne sisteme. Ostale podele mogu se formirati u zavisnosti od načina pripreme – na protočne i akumulacione sisteme, zatim, u zavisnosti od vrste grejača – na sisteme sa električnim grejačima, toplovodnim ili parnim grejačima, i konačno, u zavisnosti od izvora snabdevanja toplotnom energijom – na sisteme koji koriste konvencijalna goriva i sistema sa obnovljivim izvorima energije. Zagrejači vode mogu se izvesti kao protočni ili akumulacioni. Kod protočnog zagrejača njegov učinak treba biti takav da svu količinu vode koja se u određenom trenutku troši, može zagrejati na željenu temperaturu. Zbog potrebnih većih učinaka primena ovih zagrejača češća je za manje, pojedinačne potrošače. Cevni grejač u protočnom uređaju treba da ima dovoljnu površinu da zagreje svu potrošnu vodu koja kroz njega protiče, dok topla voda unutar omotača bojlera osigurava određenu akumulaciju, u zavisnosti od zapremine bojlera. Centralna priprema sanitarne tople vode protočnim grejačem uobičajena je u slučaju kad se koristi tzv. kombinovani gasni kotao, namenjen za grejanje i pripremu STV, koji ima dovoljan toplotni učinak da osigura grejanje potrošne vode i kod istovremenog rada više potrošača. Na slici 7 prikazan je protočni sistem za zagrevanje tople vode.

Slika 7. Šema protočnog sistema za pripremu tople vode

15

Kalesija 2016

Akumulaciono zagrevanje koristi se za centralne sisteme, kod kojih je potrošnja veća i može se računati s faktorima istovremenosti potrošnje. Bojler kod manjih sistema može biti sastavni deo kotla (slika 8.). U bojleru može biti ugrađen cevna grejač (desno) ili kompletan bojler može biti uronjen u kotlovsku vodu (levo), pri čemu se razmena toplote između kotlovske i potrošne vode odvija preko omotača bojlera.

U praksi je ipak češće zastupljen sistem centralne pripreme STV kod kojih se bojler

Slika 8, Bojleri za centralno zagrijavanje potrošne tople vode ugrađeni na kotlu

1 - topla sanitarna voda, 2 - cirkulacioni vod, 3 - hladna voda, 4 – razvod grejanja , 5 - povrat grejanja, 6 - akumulator, 7 - kotao, 8 - pumpa, 9 -priključak za dimne gasove, 10 - regulator temperature tople vode, 11 - graničnik temperature kotlovske vode, 12 – nepovratni ventil

16

Kalesija 2016

U praksi je ipak češće zastupljen sistem centralne pripreme tople vode kod kojih se bojler (sa akumulacijom tople vode) ugrađuje nezavisno od kotla. Od kotla se vodi posebna grana namenjena grejaču,a posebne grane se vode ka drugim potrošačima toplote u zgradi (to mogu biti grejna tela, grejači u ventilacionim ili klima komorama, itd). Na slici 9. prikazana je šema centralnog sistema za zagrevanje vode sa posebnim rezervoarom (bojlerom) za toplu vodu.

Slika 9. Centralni sistem pripreme potrošne tople vode s izdvojenim rezervoarom (bojlerom)

Centralni sistemi za pripremu potrošne vode smešteni su obično u kotlarnici ili toplotnoj podstanici. U sistemu centralnog snabdevanja toplotom je kotao (odnosno razmenjivač toplote, ukoliko se radi o sistemu daljinskog grejanja) namenjen i za zadovoljenje grjenog učinka za grejanje zgrade, pumpa grejača , rezervoar tople vode (bojler sa grejačem), razvodni cevovodi tople i hladne vode sa sigurnosnom, zapornom i regulacionom armaturom, cirkulacioni cevovod tople vode s cirkulacionom pumpom. Kotao je najčešće toplovodni, a kao gorivo se mogu koristiti čvrsta, tečna ili gasovita goriva.

17

Kalesija 2016

Najčešće su u rezervoru (bojleru) tople vode nalazi i dodatni električni grejač, koji se koristi: za dogrevanje vode u ekstremnim periodima povećane potrošnje toplote i sanitarne vode, za rad sistema za pripremu tople vode tokom letnjeg perioda kada kotao ne radi i u režimu zaštite od legionele. Cirkulaciona pumpa za tolu ugrađuje se kako bi se na udaljenim mestima potrošnje osigurala topla voda odmah nakon otvaranja slavine. Nije poželjno da je cirkulaciona pumpa uvek uključena, pa se njeno uključivanje reguliše vremenskim programom u zavisnosti od potrošnje tople vode u zgradi, ili što je još bolje, na osnovu temperature vode na povratu recirkulacionog voda u bojler. Razvodni cevovodi tople vode i cirkulacioni cevovodi, po pravilu, treba da budu toplotno izolovani kako bi se sprečili gubici toplote u okolinu, kao i zbog obebeđivanja potrebne temperature potrošne vode na mestima potrošnje. Razvodni cevovodi hladne vode takođe treba da budu izolovani zbog sprečavanja smrzavanja vode, kao i zbog sprječavanja rošenja na cevima usled kondenzacije vlage iz prostora.

18

Kalesija 2016

9. Zaključak

Centralno grijanje kao sastavni dio covjekovih potreba, za ugodnost u domu, na poslu I drugim mijestima gde covijek ima potrebu da boravi, mora da bude uradjenom na pravi nacin, kako nebih doslo do suprotnoga efekta. Radi toka potrebno je prvo izabrati odlicnoga monetra kako nebih bilo gresaka u postavljaju, a samim izborom dobrog monetary otvar se I odlicna mogucnost za izbor odbovarajucih elemenata za centralno grijanje, koje smo u prethodnim poglavljima detaljno obradili. Odabirom kvalitetnih elemenata I pratece opereme otvara nam se sigurnos da cemo u centralnom grijanju I da uzivamo na nacin dostojan čovjeka.

19

Kalesija 2016

10.Literatura [1] Kraut, B.: Strojarski priručnik, Axiom d.o.o., Zagreb, 1997. [2] Recknagel, H.: Grijanje i klimatizacija, Interklima d.o.o., V. Banja, 2004. [3] VIESSMANN, katalog proizvonača, 2010. [4] KLIMAOPREMA, katalog proizvonača 2011. [5] HELIOS, katalog proizvonača, 2010. [6] GRUNDFOS, katalog proizvonača, 2011. [7] MAGRA, katalog proizvonača 2011. [8] VAREM, katalog proizvonača 2011.

20