OGRZEWNICTWO

Ogrzewnictwo

Bożena Babiarz Władysław Szymański

wyd.4 2024

Spis treści

Wykaz ważniejszych oznaczeń i skrótów 9

1. Wstęp 12

2. Klasyfikacja i charakterystyka systemów ogrzewania 14
2.1. Historia techniki grzewczej 14
2.2. Klasyfikacja systemów ogrzewania 15
2.2.1. Kryteria podziału systemów ogrzewania 15
2.2.2. Ogrzewanie miejscowe 19
2.2.3. Ogrzewanie centralne 23
2.2.4. Ogrzewanie zdalaczynne 24
2.3. Charakterystyka systemów instalacji centralnego ogrzewania 26
2.3.1. Informacje ogólne 26
2.3.2. Instalacje ogrzewania wodnego 26
2.3.3. Instalacje ogrzewania parowego 32
2.3.4. Instalacje ogrzewania powietrznego 36

3. Komfort cieplny-wymagania 44
3.1. Znaczenie komfortu cieplnego 44
3.2. Ocena komfortu cieplnego 45
3.3. Temperatury obliczeniowe – projektowe 50

4. Metodyka obliczeń projektowego obciążenia cieplnego 53
4.1. Terminologia 53
4.2. Założenia i procedury metodyki obliczeniowej 55
4.3. Projektowe obciążenie cieplne przestrzeni ogrzewanej 59
4.4. Projektowa strata ciepła przez przenikanie 59
4.4.1. Definicja 59
4.4.2. Współczynnik projektowej straty ciepła przez przenikanie do otoczenia przez obudowę budynku 60
4.4.3. Współczynnik straty ciepła przez przenikanie do otoczenia przez przestrzeń nieogrzewaną (do pomieszczeń nieogrzewanych) 62
4.4.4. Współczynnik straty ciepła przez przenikanie do gruntu 64
4.4.5. Współczynnik straty ciepła przez przenikanie z przestrzeniogrzewanej do sąsiedniej przestrzeni ogrzewanej o znacząco różnej temperaturze 65
4.5. Projektowa wentylacyjna strata ciepła 67
4.6. Nadwyżka mocy cieplnej do skompensowania skutków osłabienia ogrzewania 70
4.7. Temperatury projektowe 72
4.7.1. Projektowa temperatura zewnętrzna 72
4.7.2. Średnia roczna temperatura zewnętrzna 73
4.7.3. Projektowa temperatura wewnętrzna 73

5. Roczne zapotrzebowanie na energię do ogrzewania 74
5.1. Metodologia obliczeń rocznego zapotrzebowania na energię 74
5.2. Wymagania, jakim powinny odpowiadać budynki 91
5.3. Zasady obliczania zużycia energii na potrzeby ogrzewania 95
5.3.1. Podstawy obliczeń 95
5.3.2. Dane wejściowe 97
5.3.3. Dane wyjściowe 97
5.3.4. Procedura obliczania 97
5.4. Wymagania dla budynków poddawanych termomodernizacji 100

6. Procesy cieplno-przepływowe 101
6.1. Podstawy wymiany ciepła w układach grzewczych 101
6.2. Transport czynnika grzewczego 106
6.3. Równoważenie instalacji pod względem hydraulicznym 109
6.4. Rozkład ciśnień w instalacjach ogrzewczych 110

7. Grzejniki 113
7.1. Klasyfikacja i charakterystyka grzejników 113
7.2. Połączenia grzejników 116
7.3. Kryteria i zasady doboru grzejników 117
7.4. Lokalizacja grzejników 119
7.5. Oznaczenia typów grzejników 120
7.6. Ogrzewanie podłogowe 121
7.6.1. Zasada działania ogrzewania podłogowego 121
7.6.2. Zalety i wady wodnego ogrzewania podłogowego 121
7.6.3. Konstrukcja grzejnika podłogowego 122
7.6.4. Projektowanie ogrzewania podłogowego 125
7.6.5. Zasilanie instalacji podłogowej 127

8. Systemy instalacyjne – projektowanie, zasady wyboru 130
8.1. Wymagania ogólne 130
8.2. Oznaczenia przewodów i sposoby połączeń 133
8.3. Wybór systemu instalacyjnego – zalety i wady 136
8.3.1. Wstęp 136
8.3.2. Rury stalowe 136
8.3.3. Rury miedziane 136
8.3.4. Rury z tworzyw sztucznych – chlorowany polichlorek winylu 138
8.3.5. Polietylen (PE) 139
8.3.6. Polibutylen (PB) 140
8.3.7. Polipropylen (PP) 141
8.3.8. Rury warstwowe (PE-AL-PE) 142
8.4. Porównanie głównych właściwości materiałów instalacyjnych 142
8.5. Izolacje przewodów 145

9. Zabezpieczenie instalacji c.o. – wymagania, dobór 147
9.1. Układ otwarty 147
9.2. Układ zamknięty 155

10. Armatura instalacji ogrzewczych 161
10.1. Klasyfikacja i funkcje armatury 161
10.2. Regulacja instalacji c.o 165
10.2.1. Zasady regulacji mocy cieplnej 165
10.2.2. Regulacja jakościowa 167
10.2.3. Regulacja ilościowa 170
10.3. Określanie charakterystyki zaworu regulacyjnego 173

11. Projektowanie instalacji c.o 178
11.1. Wymagania ogólne 178
11.2. Proces wykonywania projektu 180
11.3. Forma i zakres projektu instalacji c.o 182
11.4. Graficzne obrazowanie instalacji c.o 183
11.5. Obliczenia hydrauliczne wodnych instalacji c.o 187
11.5.1. Zasady obliczeń hydraulicznych 187
11.5.2. Obliczenia hydrauliczne dla grawitacyjnego ogrzewania z rozdziałem dolnym 192
11.5.3. Obliczenia hydrauliczne dla grawitacyjnego ogrzewania z rozdziałem górnym 196
11.5.4. Obliczenia hydrauliczne dla grawitacyjnego ogrzewania mieszkaniowego, tzw. etażowego 198
11.5.5. Obliczenia hydrauliczne dla ogrzewania pompowego 200
11.5.6. Obliczenia hydrauliczne instalacji jednorurowych 207
11.6. Obliczenia instalacji parowych 210
11.7. Obliczenia instalacji powietrznych 213

12. Źródła ciepła 218
12.1. Klasyfikacja źródeł ciepła 218
12.2. Węzły ciepłownicze 219
12.3. Kotłownie 220
12.3.1. Klasyfikacja kotłowni 220
12.3.2. Układy technologiczne kotłowni 222
12.3.3. Charakterystyka kotłów małej i średniej mocy 223
12.3.4. Bilans cieplny kotłów 224
12.4. Właściwości paliw 233
12.4.1. Rodzaje paliw 233
12.4.2. Właściwości węgla kamiennego 235
12.4.3. Właściwości oleju opałowego 237
12.4.4. Właściwości gazu ziemnego 238
12.4.5. Właściwości gazu płynnego 239
12.5. Zapotrzebowanie na paliwo 241
12.5.1. Zapotrzebowanie na paliwo stałe 241
12.5.2. Zapotrzebowanie na paliwo gazowe 242
12.5.3. Zapotrzebowanie na olej opałowy 243
12.6. Wymagania dotyczące kotłowni 243
12.6.1. Kotłownie na paliwo stałe 243
12.6.2. Kotłownie na paliwo olejowe 245
12.6.3. Kotłownie na paliwo gazowe 247
12.7. Układy odprowadzania spalin i wymiany powietrza 248

13. Sposoby rozliczania kosztów ciepła 258
13.1. Kryteria rozliczeń 258
13.2. Zasady rozliczania kosztów ciepła z sieci ciepłowniczej 259
13.2.1. Podstawa rozliczeń 259
13.2.2. Ceny uśrednione 260
13.2.3. Koszty ogrzewania z miejskiej sieci ciepłowniczej 261
13.3. Zasady rozliczania kosztów ciepła z sieci gazowej 263
13.3.1. Podstawy prawne 263
13.3.2. Klasyfikacja odbiorców do grup taryfowych 264
13.3.3. Koszty ogrzewania gazem 266

14. Komputerowe wspomaganie projektowania systemów grzewczych 268
14.1. Wprowadzenie 268
14.2. Programy wspomagające wyznaczanie bilansu cieplnego budynku 269
14.3. Programy wspomagające graficzne obrazowanie i obliczenia instalacji ogrzewczych 271

15. Badania i odbiory instalacji c.o 279
15.1. Wstęp 279
15.2. Badania odbiorcze 279
15.2.1. Zakres badań 279
15.2.2. Badanie odbiorcze szczelności instalacji c.o 279
15.2.3. Badanie odbiorcze poprawności działania instalacji 285
15.2.4. Badanie odbiorcze zabezpieczenia przed przekroczeniem dopuszczalnego ciśnienia i temperatury 286
15.2.5. Badanie odbiorcze zabezpieczenia przed zanieczyszczeniem wody wodociągowej 286
15.2.6. Badanie odbiorcze zabezpieczeń antykorozyjnych instalacji 286
15.2.7. Badanie odbiorcze efektów regulacji 286
15.2.8. Badanie odbiorcze odpowietrzenia instalacji 287
15.2.9. Badanie odbiorcze natężenia hałasu 287
15.2.10. Badanie pomp obiegowych 287
15.2.11. Badanie odbiorcze armatury 288
15.3. Odbiory robót 288
15.3.1. Rodzaje odbiorów 288
15.3.2. Odbiór międzyoperacyjny 288
15.3.3. Odbiór techniczny częściowy 289
15.3.4. Odbiór techniczny końcowy 290

Dodatek 292
Dl. Podstawy wymiany ciepła i hydromechaniki 292
D 1.1. Pojęcia podstawowe 292
Dl.2. Oddziaływania termodynamiczne 295
Dl.3. Właściwości substancji 298
Dl.3.1. Podstawowe parametry 298
Dl.3.2. Właściwości wody w stanie ciekłym 300
Dl.3.3. Właściwości pary 307
Dl.3.4. Właściwości powietrza 310
Dl.4. Hydromechanika 312
Dl.4.1. Wprowadzenie 312
Dl.4.2. Prawo Archimedesa 313
Dl.4.3. Przepływ płynu 314
Dl.4.4. Bilans energii przepływającego płynu 314
Dl.5. Podstawy wymiany ciepła 317
Dl.5.1. Rodzaje wymiany ciepła 317
D1.5.2. Przewodzenie ciepła 317
Dl.5.3. Konwekcja 323
Dl.5.4. Promieniowanie 327
Dl.5.5. Przenikanie ciepła 329
D2. Zasady obliczania współczynników przenikania ciepła przegród budowlanych 334
D2.1. Współczynniki przenikania ciepła przegród 334
D2.1.1. Pojęcia podstawowe 334
D2.1.2. Współczynnik przenikania ciepła przegrody budowlanej zewnętrznej 337
D2.1.3. Współczynnik przenikania ciepła przegrody budowlanej wewnętrznej 338
D2.1.4. Opór cieplny niewentylowanych warstw powietrza 338
D2.1.5. Opór cieplny słabo wentylowanych warstw powietrza 339
D2.1.6. Opór cieplny dobrze wentylowanej warstwy powietrza 340
D2.1.7. Współczynniki przenikania ciepła podłóg i ścian przyległych do gruntu 340
D2.1.8. Opór cieplny przestrzeni nie ogrzewanych 346
D2.1.9. Współczynnik przenikania ciepła przegrody z mostkami cieplnymi 348
D2.1.10. Współczynnik przenikania ciepła okien, świetlików, drzwi i wrót 349
D2.2. Właściwości materiałów budowlanych 350
D2.3. Wymagania dotyczące wartości współczynników’ przenikania ciepła przegród budowlanych w budynkach projektowanych 350
D2.4. Wymagania dotyczące wartości współczynników przenikania ciepła stolarki okiennej i drzwiowej w budynkach projektowanych 354

Załącznik 357
Tabela Zł. Wartości obliczeniowe właściwości fizycznych wybranych materiałów, wyrobów i komponentów budowlanych 357
Tabela Z2. Wartości obliczeniowe współczynnika przewodzenia ciepła murów z pustaków ceramicznych w warunkach średnio wilgotnych 361
Tabela Z3. Wartości obliczeniowe oporów przenikania ciepła wybranych przegród niejednorodnych 361
Tabela Z4. Dane dotyczące mostków cieplnych 363
Tabela Z5. Straty ciśnienia na długości przewodów stalowych ogrzewań wodnych 366
Tabela Z6. Straty ciśnienia na długości przewodów miedzianych 368
Tabela Z7. Straty ciśnienia na długości przewodów z polietylenu sieciowanego PEX z powłoką antydyfuzyjną 370
Tabela Z8. Współczynniki oporów miejscowych wybranych elementów instalacji c.o 371
Tabela Z9. Wymagania i badania jakości wody do celów ciepłowniczych dla obiektów projektowanych, w przypadku gdy ilość wody uzupełniającej nie przekracza 5 m3h 372
Tabela Z10. Wymagania i badania jakości wody w obiegach kotłowych o temperaturze wody do 110°C dla obiektów istniejących, których wyposażenie nie pozwala na dotrzymanie wskaźników wcześniej podanych, z wyjątkiem kotłów olejowych 373

Literatura 375