Snížení energetické náročnosti objektu základní školy ve městě Rajhrad včetně výměny zdroje vytápění. Projektová dokumentace pro výměnu zdroje tepla

Snížení energetické náročnosti objektu základní školy ve městě Rajhrad včetně výměny zdroje vytápění

Projektová dokumentace pro výměnu zdroje tepla

Stupeň dokumentace:

Dokumentace pro Výběr Zhotovitele v rozsahu (DVZ) Dokumentace pro Provádění Stavby (DPS)

Zodpovědný projektant:

Ing. Luboš Knor, Energy Benefit Centre a.s.

Vypracoval:

Ing. Jan Košner, Energy Benefit Centre a.s.

Datum:

29.3. 2013

Efektivní financování úspor energie

Obsah 1 Úvod ................................................................................................................................... 4 2 Výchozí podklady ............................................................................................................... 4 3 Identifikace ......................................................................................................................... 5 4 Situační plán areálu ZŠ Rajhrad ......................................................................................... 6 5 Současný stav ..................................................................................................................... 6 6 Tepelná bilance objektu ...................................................................................................... 7 6.1 Klimatické a výpočtové podmínky ................................................................................. 7 6.2 Vnitřní výpočtové teploty ............................................................................................... 8 6.3 Tepelná ztráta objektů .................................................................................................... 8 6.4 Potřeba tepla pro VZT zařízení ...................................................................................... 8 7 Technické řešení ................................................................................................................. 8 7.1 Zdroj tepla ...................................................................................................................... 8 7.2 Umístění zdroje tepla .................................................................................................... 11 7.3 Potrubí ÚT .................................................................................................................... 11 7.4 Otopná soustava............................................................................................................ 12 7.5 Ohřev TV ...................................................................................................................... 12 7.6 Ohřívač VZT................................................................................................................. 13 7.7 Tepelné izolace ............................................................................................................. 13 7.8 Odvod spalin a přívod spalovacího vzduchu ................................................................ 13 7.9 Zabezpečení otopné soustavy ....................................................................................... 14 7.10 Větrání technické místnosti a prostoru zdroje tepla ..................................................... 14 7.11 Regulace zdrojů tepla ................................................................................................... 14 7.12 Ochrana proti zamrznutí ............................................................................................... 15 7.13 Bezpečnostní opatření umístění a provozu jednotky TČ .............................................. 15 7.14 Ochrana proti hluku ...................................................................................................... 15 7.15 Požární řešení ............................................................................................................... 16 7.16 Transport zařízení ......................................................................................................... 16 7.17 Požadavky na ostatní profese ....................................................................................... 16 7.18 Uvedení zdroje do provozu........................................................................................... 18 8 Závěr ................................................................................................................................. 19

Seznam příloh: Příloha I

Výpočet požadované tloušťky tepelné izolace potrubí

Příloha II

Výpočet tlakové expanzní nádoby a pojistného ventilu

Příloha III

Výpočet větrání technické místnosti a prostoru zdroje tepla

2


Seznam výkresů: 01 02 03 04 05

Půdorys 1.PP – kotelna Půdorys 1.NP, 2.NP Půdorys zdroj tepla Schéma zapojení zdroje tepla Kombinovaný rozdělovač/sběrač

1:50 1:50 1:50 1:15

3


1

ÚVOD V rámci snižování ekologické zátěže životního prostředí je pro vytápění objektu

a přípravu teplé vody v objektu ZŠ Rajhrad navržen nový zdroj tepla (kaskáda plynových tepelných čerpadel vzduch – voda a kondenzačních plynových kotlů), který nahradí původní zdroj vytápění na zemní plyn. Na základě zadání investora budou tepelná čerpadla instalována na ocelové nosné konstrukci na střeše objektu.

2

VÝCHOZÍ PODKLADY

Pro vypracování projektové dokumentace se vycházelo z následujících podkladů: - stávající stavební dokumentace objektu - projektová dokumentace zateplení objektu - energetický audit objektu - platné normy ČSN a EN, vyhlášky, sbírky zákonů a předpisy - technické podklady - osobní návštěva

Pozn: Vzhledem k tomu, že tato projektová dokumentace slouží jako podklad pro výběr zhotovitele, nesmí zde být uvedeny konkrétní názvy, typy ani výrobci zařízení. Před vlastní realizací musí být tato skutečnost zohledněna v dokumentaci upravené dle konkrétních navržených výrobků (zdroje tepla, pojistné a směšovací armatury, regulátory, armatury atd.). Veškeré technické parametry zařízení a požadavky na ně kladené musí být ověřeny před začátkem vlastní realizace.

4


3

IDENTIFIKACE

Zadavatel a provozovatel Název

Město Rajhrad

Adresa

Masarykova 32, 664 61 Rajhrad

Telefon

+420 547 426 813

Zástupce

František Ondráček - starosta

IČ

00 282 456

Předmět projektové dokumentace Předmět

Výměna zdroje tepla pro vytápění objektu ZŠ Rajhrad

Zařízení

ZŠ Rajhrad

Adresa

Havlíčkova 452, 664 61 Rajhrad

Katastrální území

Rajhrad (738921)

Zpracovatel 1: Organizace

Energy Benefit Centre a.s.

Jméno

Ing. Luboš Knor

Adresa

Thákurova 4, 160 00, Praha 6

Kontakt

+420 270 003 304

Zpracovatel 2: Organizace

Energy Benefit Centre a.s.

Jméno

Ing. Jan Košner

Adresa

Poděbradova 285/109, 612 00 Brno

Kontakt

+ 420 270 003 324

5


4

SITUAČNÍ PLÁN AREÁLU ZŠ RAJHRAD

Obr. Situace objektu ZŠ Rajhrad

5

SOUČASNÝ STAV Předmětem projektové dokumentace pro výměnu zdroje tepla je budova základní školy

ve městě Rajhrad, která se nachází na okraji jižní části města. Hlavní budova základní školy je podsklepený, dvoupodlažní objekt. Hlavní vstup do objektu základní školy je situován z východní strany, další vstup pro personál a obsluhu je na západní straně objektu. Objekt je vybudován z cihelného zdiva tl. 450 až 750 mm. Vnitřní omítka je vápenná. Vnější omítka je břízolitová. Budova je členitého obdélníkového půdorysu o max. rozměrech 96,7 m x 22,6 m. Konstrukční výška suterénu je 3,6 m a ostatních podlaží 3,85 m. Jako výplně otvorů jsou použita převážně zdvojená dřevěná okna. Vstupní prosklené stěny do objektu jsou ocelové s jednoduchým zasklením. Zastřešení je provedenou plochou střechou ze železobetonových panelů. Střecha je odvodněna do podokapních žlabů. Zdrojem tepla pro vytápění objektu jsou 4 stacionární plynové kotle Termotéka 100ES o výkonu 4×116 kW instalované v kotelně v suterénu objektu. Společný výstup z kotlů je napojen na rozdělovač a sběrač, na který jsou dále přes směšovací ventily se servopohony napojeny jednotlivé topné okruhy. Regulace zdroje tepla je automatická ekvitermní. 6


Objekt je vytápěn teplovodní otopnou soustavou s litinovými tělesy umístěnými pod okny, které jsou kvůli pobytu dětí kryty ochrannými deskami. Hlavní ležaté rozvody jsou vedeny pod stropem v suterénu a jsou opatřeny minerální tepelnou izolací opatřenou hliníkovým ochranným povlakem. V nadzemních podlažích jsou potrubní rozvody neizolované, vedené přímo ve vytápěných místnostech. Všechna otopná tělesa jsou osazena termostatickými ventily s hlavicemi. Teplá voda pro kuchyň je připravována lokálně, zdrojem tepla jsou dva el. bojlery umístěné v kuchyni a ve výdejně jídla – 2 x 125 l (výkon 1,35kW). Teplá voda pro hygienu dětí a úklid školy je připravována centrálně, pomocí plynového stacionárního zásobníku Quantum o objemu 195 l (výkon 9 kW), který je připojen na izolované rozvody s cirkulací. Větrání celého objektu je přirozené kromě kuchyně, kde je instalována vzduchotechnická jednotka pro přívod vzduchu a ventilátor pro odsávání znečištěného vzduchu. Ve VZT jednotce je osazen teplovodní výměník pro předehřev přiváděného vzduchu, který je napojen na centrální kotelnu. Objekt je v provozu 5 dní v týdnu, objekt tělocvičny je využíván i v odpoledních hodinách. Ve školní kuchyni se vaří ve dnech školního vyučování obědy pro žáky školy. Během prázdnin je škola i kuchyně uzavřena. V současné době školu navštěvuje cca 240 žáků, o které se stará 30 zaměstnanců.

6

TEPELNÁ BILANCE OBJEKTU Tepelně-technické výpočty ztrát objektu byly provedeny v souladu s ČSN EN 12831,

ČSN EN ISO 13790 a ČSN 73 0540. 6.1

KLIMATICKÉ A VÝPOČTOVÉ PODMÍNKY

Výpočet tepelné ztráty byl proveden pro následující podmínky: Lokalita:

Brno

Venkovní výpočtová teplota:

-15 °C

Průměrná teplota v topném období:

4,1 °C

Počet dní v topném období:

236

Normální krajinná oblast, nechráněná poloha osaměle stojící budovy.

7


6.2

VNITŘNÍ VÝPOČTOVÉ TEPLOTY

Pro výpočet tepelných ztrát a návrh otopné soustavy byly uvažovány následující vnitřní výpočtové teploty v jednotlivých místnostech: Učebny ZŠ, kanceláře, kuchyně

20 °C

Chodby, schodiště

18 °C

Spojovací chodby

15 °C

6.3

TEPELNÁ ZTRÁTA OBJEKTŮ Tepelná ztráta objektů byla převzata z energetického auditu zpracovaného v souladu

s podmínkami Operačního programu Životní prostředí. Pro stav budovy po provedení všech navrhovaných úpravách dle projektu zateplení budov (výměna výplní otvorů, zateplení obvodových konstrukcí, zateplení stropních a střešních konstrukcí) byla stanovena celková tepelná ztráta areálu ve výši QZTR = 154,4 kW. 6.4

POTŘEBA TEPLA PRO VZT ZAŘÍZENÍ Ve vzduchotechnickém zařízení kuchyně je umístěn teplovodní ohřívač pro předehřev

přiváděného větracího vzduchu. Potřebný topný výkon je QVZT = 42 kW, s projektovaným teplotním spádem 80/60 °C.

7

TECHNICKÉ ŘEŠENÍ Projektová dokumentace řeší výměnu zdroje tepla pro vytápění a ohřev teplé vody

pro areál školy. Stávající plynové kotle v centrální kotelně ZŠ budou demontovány a budou nahrazeny kaskádou plynových tepelných čerpadel, která bude instalována na střeše objektu a bude napojena na stávající kotelnu. Jako bivalentní zdroj tepla pro tepelná čerpadla budou použity nově instalované kondenzační plynové kotle. Na základě dohody s investorem a po zvážení technických a prostorových požadavků navrhované technologie budou TČ instalována na ocelové nosné konstrukci na střeše objektu. Jako strojovny pro technologické příslušenství jednotek TČ a plynových kotlů bude sloužit prostor stávající kotelny III. kategorie umístěné v suterénu objektu. 7.1

ZDROJ TEPLA Novým zdrojem tepla pro vytápění celého areálu ZŠ bude kaskáda 4 ks absorpčních

plynových tepelných čerpadel typu vzduch/voda (dále jenom TČ) s celkovým tepelným 8


výkonem 163,20 kW (výkon jednoho tepelného čerpadla činí 40,8 kW při charakteristice A2/W35) Tepelná čerpadla budou umístěna na ocelové nosné konstrukci na střeše objektu. Kaskáda plynových tepelných čerpadel bude dodána jako jeden montážní celek, který bude zahrnovat 4 ks samostatných jednotek plynových tepelných čerpadel, 4 ks oběhových čerpadel, 4 ks zpětných klapek a nosný ocelový rám včetně centrálního hydraulického propojení jednotek (4-trubkové provedení), trubkového zásobníku plynu, odváděcího potrubí kondenzátu osazeného topným elementem, izolátorů chvění a elektrického rozvaděče. Jednotky budou vybaveny základními komínky pro odvod spalin. Dle požadavku dotačního programu budou na výstupu z kaskády TČ instalovány měřiče tepla (kalorimetr s průtokoměrem a čidla teploty) k měření tepla skutečně dodaného kaskádou TČ. TČ budou provozována v mono energetickém režimu s kaskádovým řízením jednotlivých jednotek TČ, přičemž doplňkovým zdrojem tepla pro vytápění objektu bude nově instalovaný kondenzační plynový kotel o jmenovitém výkonu 60,5 kW při teplotním spádu 80/60°C. Jako zdroj tepla pro teplovodní výměník ve VZT jednotce v kuchyni a pro ohřev TV v letním období bude instalován kondenzační plynový kotel o jmenovitém výkonu 42,5 kW při teplotním spádu 80/60°C. Kotle budou v provedení s nuceným odvodem spalin do spalinového potrubí – spotřebiče typu C. Zapojení soustavy viz Schéma zapojení zdroje tepla. Parametry zdroje tepla pro vytápění – technická místnost ZŠ Tepelné čerpadlo vzduch / voda – 4 ks Topný výkon nominální:

Qt = 40,8 kW při A2/W35, účinnost využití plynu 162 %

Požadovaný topný výkon:

Qp = 24,9 kW při te= -15 °C / topná voda t = +60 °C

Hladina hluku v 10 m:

45 dB(A) – nízkohlučné provedení

Chladivo:

R717

Výstupní teplota (ohřev TV): 65 °C Výstupní teplota (vytápění):

60 °C

Průtok topné vody:

m = 3 000 l/h, tlaková ztráta 43 kPa

Spotřeba plynu nominální:

2,72 m3/h (zemní plyn G20)

Hmotnost jednotky:

400 kg

Napájecí napětí:

230V / 50Hz

Celkový výkon kaskády TČ činí Qc = 4×40,8 = 163,2 kW při parametrech A2/W35

9


Doplňkový zdroj tepla pro vytápění – kondenzační plynový kotel – 1 ks Požadovaný topný výkon:

Qt = 60,5 kW (80/60 °C)

Normovaný stupeň využití:

106 % (75/60 °C)

Max. teplota topné vody:

90 °C

Teplota spalin při plném výkonu:

64 °C (teplotní spád 80/60 °C)

Hm. tok spalin při plném výkonu:

27,9 g/s



Napájecí napětí/jištění:

230V / 50Hz

Zdroj tepla VZT a ohřev TV – kondenzační plynový kotel – 1 ks Požadovaný topný výkon:

42,5 kW (80/60 °C)

Normovaný stupeň využití:

106 % (75/60 °C)

Max. teplota topné vody:

90 °C

Teplota spalin při plném výkonu:

69 °C (teplotní spád 80/60 °C)

Hm. tok spalin při plném výkonu:

20,3 g/s



Napájecí napětí/jištění:

230V / 50Hz

Účinnost a emisní parametry Dle podmínek dotačního programu musí instalované zařízení (TČ) splňovat následující požadavky na minimální účinnost výroby tepla a emisní parametry. Sledovaný parametr: Minimální topný faktor (účinnost využití zemního plynu) Technologie vzduch – voda při teplotní charakteristice A2/W35:

1,6 do 0,3 MW

Výkon zařízení: Minimální garantovaná účinnost (%):

93

Přípustná komínová ztráta (%):

6

Nejvyšší přípustná koncentrace znečišťující látky ve spalinách (při referenčním obsahu kyslíku 3 %): Výkon kotle:

do 0,3 MW

CO (mg/m3)

50

NOx (mg/m3)

70

10


Bilance zdrojů tepla pro vytápění objektů při návrhové venkovní teplotě -15 °C 4 × 24,9 = 99,6 kW

Plynové tepelné čerpadlo

1 × 60,5 kW

Kondenzační plynový kotel Celkem výkon (při te = - 15 °C)

Qc = 160,1 kW

Celkový výkon navrženého zdroje tepla Qc = 160,1 kW pokrývá stanovenou tepelnou ztrátu objektu Qz = 154,4 kW při te = - 15 °C. Pro VZT ohřívač zařízení kuchyně o výkonu QVZT=42 kW a ohřev TV v letním období bude instalován samostatný plynový kotel o výkonu 42,5 kW. 7.2

UMÍSTĚNÍ ZDROJE TEPLA Nově instalovaný zdroj tepla (kaskáda plynových tepelných čerpadel) bude instalován

na ocelové nosné konstrukci nad úrovní ploché střechy budovy. Pro přístup k jednotkám bude na střeše osazena pochozí lávka a proveden nový přístup na střechu pomocí pevného ocelového žebříku. Jako strojovna pro technologické příslušenství jednotek TČ bude sloužit prostor stávající kotelny v suterénu objektu. Stávající technologie v kotelně (stacionární plynové kotle, nepřímotopný zásobníkový ohřívač TV, rozdělovač, sběrač, směšovací armatury, potrubní rozvody v kotelně a ostatní související příslušenství) bude demontována a ekologicky zlikvidována. Stávající elektronická oběhová čerpadla budou demontována a znovu použita na jednotlivé topné okruhy. V prostoru kotelny bude nově instalována nová akumulační nádoba o objemu 1000 l, zásobníkový ohřívač teplé vody o objemu 500 l, kondenzační plynový kotel o výkonu 60,5 kW (doplňkový zdroj tepla ÚT), kondenzační plynový kotel o výkonu 42,5 kW (VZT + TV), kombinovaný rozdělovač/sběrač a tlaková expanzní nádoba o objemu 800 l. 7.3

POTRUBÍ ÚT Výstupní a vratné potrubí od kaskády tepelných čerpadel na střeše objektu (provedeno

čtyřtrubkově – oddělené potrubí pro ÚT a TV) bude vedeno do kotelny v úrovni 1.PP uvnitř budovy v nepoužívaném komínovém průduchu. Tam bude potrubí napojeno na vstup do akumulační nádoby o objemu 1000 l. Na výstupu z akumulační nádoby bude napojen nový kombinovaný rozdělovač/sběrač, ze kterého budou vedeny jednotlivé topné okruhy. Rozdělovač/sběrač bude osazen všemi potřebnými prvky a armaturami (oběhová čerpadla s elektronickou regulací výkonu, třícestné směšovací ventily se servopohony atd.). Jedno 11


z plynových tepelných čerpadel bude v případě požadavku na ohřev teplé vody napojeno přes třícestný směšovací ventil na trubkový výměník v zásobníkovém ohřívači TV. Výstup z kondenzačního plynového kotle (ÚT) bude připojen paralelně na okruh kaskády TČ. Výstup z kondenzačního plynového kotle (VZT + TV) bude přes třícestný přepínací ventil připojen současně na okruh VZT a na okruh ohřevu TV. Nově provedený rozvod k jednotkám TČ, k plynovým kotlům a k výměníku tepla v zásobníku TV bude proveden z ocelových bezešvých trubek spojovaných svařováním. Nově instalované potrubí bude vedeno převážně po stropě a po stěnách a bude připevněno na konzolách. Vedení a dimenze potrubí viz příslušná výkresová dokumentace. 7.4

OTOPNÁ SOUSTAVA Dle zadání projektu bude v objektech ZŠ zachována stávající teplovodní otopná soustava,

která je koncipována jako teplovodní dvoutrubková s tlakovou expanzní nádobou, s projektovaným teplotním spádem na tělesech 90/70°C. Jako otopná tělesa jsou použita převážně článková otopná tělesa, v některých částech budovy jsou použita desková tělesa. Po provedení navrhovaných stavebních úprav (výměna výplní otvorů, zateplení obvodových konstrukcí, zateplení konstrukcí stropů v suterénu a střech) dojde ke snížení tepelné ztráty objektu o cca 40 % oproti původnímu stavu. Při zachování stávajících otopných těles a tomu odpovídajících hydraulických poměrů bude otopná soustava po zateplení pracovat s uvažovaným

teplotním

spádem

60/50 °C.

V rámci

topné

zkoušky

poté

dojde

k hydraulickému vyregulování celé otopné soustavy. 7.5

OHŘEV TV Jedno z plynových tepelných čerpadel bude v kombinaci s kondenzačním plynovým

kotlem zajišťovat centrální přípravu teplé vody pro budovu ZŠ pomocí trubkového výměníku v nově instalovaném nepřímotopném zásobníkovém ohřívači TV o objemu 500 l se zvětšenou topnou plochou výměníku 5,9 m2 (objem zásobníku volen s ohledem na provozní požadavky a výkon jednotky TČ). V letním období, kdy bude jednotka TČ mimo provoz, bude ohřev TV zajišťovat doplňkový zdroj tepla (kondenzační plynový kotel). Výměník v zásobníku TV bude k TČ a k doplňkovému zdroji tepla připojen přes třícestné přepínací ventily. V případě poklesu teploty vody v zásobníku pod požadovanou úroveň se třícestný ventil přepne a tepelné čerpadlo v režimu ohřevu TV (výstupní teplota až 70 °C) případně v letním období mimo topnou sezonu plynový kotel nahřívá teplou vodu v zásobníku. Po ohřátí na 12


požadovanou teplotu dojde k přepnutí zpět na okruh akumulační nádoby nebo dojde k odstavení TČ a vypnutí plynového kotle. Výstupní potrubí ze zásobníku TV bude připojeno na stávající rozvody studené a teplé vody a cirkulační potrubí. Cirkulační čerpadlo bude osazeno řízením provozu dle časového diagramu a teploty zpáteční větve. 7.6

OHŘÍVAČ VZT Ve vzduchotechnické jednotce v kuchyni je instalován teplovodní výměník o výkonu

42 kW, který je napojen samostatným potrubním rozvodem na stávající kotelnu. V rámci rekonstrukce zdroje tepla dojde k napojení okruhu ohřívače VZT na nově instalovaný kondenzační plynový kotel. Řízení dodávky tepla pro potřeby jednotky VZT bude řízeno stávající regulací VZT jednotky. 7.7

TEPELNÉ IZOLACE Rozvody potrubí v technické místnosti a v nevytápěných prostorech budou opatřeny

tepelnou izolací dle vyhlášky 193/2007 Sb a označeno štítky s popisem jednotlivých potrubí. Potrubní rozvody v prostorách s venkovní teplotou bude opatřeno zesílenou tepelnou izolací. Návrh tloušťky tepelné izolace potrubní rozvodů – viz Příloha I 7.8

ODVOD SPALIN A PŘÍVOD SPALOVACÍHO VZDUCHU Odvod spalin od každé z jednotek TČ bude řešen pomocí krátkého komínku dodávaného

výrobcem TČ. Dle ČSN 73 4201 bude uvažované vyústění spalin z jednotek TČ nejvyšší částí budovy a není tedy nutné navrhovat žádné dodatečné úpravy standardně dodávaného řešení. Nově instalované kondenzační plynové kotle budou v provedení s nuceným odvodem spalin do společného spalinového potrubí. Odvod spalin od každého z kondenzačních plynových kotlů bude provedeno samostatným izolovaným spalinovým PP potrubím pro kondenzační plynové spotřebiče (předběžný návrh rozměru DN 110 / DN 80), které bude vedeno stávajícími komínovými průduchy nad úroveň střechy objektu. Spalovací vzduch pro oba kotle bude nasáván z prostoru kotelny. Přesné rozměry (průměr) odvodu spalin a návrh spalinové cesty musí být proveden na základě konkrétního nabízeného výrobku a systému pro odvod spalin a musí být v souladu s technickými podmínkami výrobce TČ a platnou ČSN pro odvod spalin. Po instalaci spalinového potrubí musí být provedena revize.

13


7.9

ZABEZPEČENÍ OTOPNÉ SOUSTAVY Dle ČSN 06 0830 bude otopná soustava zabezpečena 4 ks pojišťovacích ventilů

s otevíracím přetlakem 3 bar (2 ks na výstupních okruzích jednotek TČ a 2 ks budou integrovány v plynových kotlích) a tlakovou expanzní nádobou o objemu 800 l. V místě osazení soustavy pojistným ventilem bude umístěn tlakoměr. Na přiváděcím potrubí k expanzní nádobě bude osazena oddělovací armatura, vypouštěcí armatura a kontrolní tlakoměr s vyznačenou hodnotou minimálního a maximálního povoleného provozního tlaku v soustavě. Podrobný návrh pojistných zařízení viz. příloha II. 7.10 VĚTRÁNÍ TECHNICKÉ MÍSTNOSTI A PROSTORU ZDROJE TEPLA Výpočtem dle ČSN 07 0703 / TPG 908 02 (větrání prostorů se spotřebiči na plynná paliva o celkovém výkonu nad 100 kW) byl stanoven požadavek na minimální průtok vzduchu pro přirozené větrání prostoru kotelny na úrovni 165 m3/h. Větrání kotelny je navrženo jako přirozené větracími otvory do venkovního prostředí. Větrání prostoru kotelny budou zajišťovat stávající větrací otvory. Odvod vzduchu bude zajištěn větrací mřížkou osazenou do stávajícího větracího otvoru u stropu kotelny o rozměrech 900×600 mm. Přívod vzduchu k podlaze kotelny bude VZT potrubím rozměru 600×600 mm vyústěným prostupem obvodovou stěnou do vnějšího prostředí, kde bude zakončeno VZT žaluzií 600×600 mm. Podrobný výpočet viz Příloha III 7.11 REGULACE ZDROJŮ TEPLA Součástí dodávky kaskády tepelných čerpadel bude i nadřazený ekvitermní regulátor provozu topné soustavy a elektronický regulátor provozu TČ se vstupně-výstupním modulem, který bude zajišťovat kompletní diagnostiku a řízení provozu celé kaskády TČ včetně doplňkového zdroje tepla. Ekvitermní regulátor topné soustavy bude v kombinaci s čidlem venkovní teploty řídit požadovanou teplotu topné vody dle aktuální venkovní teploty (spojitý analogový výstup 0-10 V). Regulace provozu TČ bude na požadovanou teplotu v akumulačním zásobníku. V případě, že výkon TČ nebude pokrývat tepelnou ztrátu objektu, automaticky dojde k připnutí doplňkového zdroje tepla, který ve spolupráci s tepelným čerpadlem zajistí požadovanou teplotu topné vody. Ekvitermní regulátor bude zajišťovat i ovládání topných okruhů a řízení směšovacích ventilů na jednotlivých topných okruzích. Regulace TČ bude zajišťovat i ohřev teplé vody v pohotovostním zásobníku TV pomocí 14


třícestných přepínacích ventilů a to buď pomocí TČ nebo v letním období pomocí kondenzačního plynového kotle. Regulace plynového kotle pro VZT bude samostatně dle potřeb zařízení VZT. 7.12 OCHRANA PROTI ZAMRZNUTÍ Jednotky TČ budou instalovány v prostoru s venkovní teplotou a budou vybaveny ochranou proti zamrznutí. Tato funkce zapne při poklesu teploty oběhové čerpadlo a případně i plynový hořák. Proto je nutné zajistit nepřetržité elektrické napájení zařízení po celou dobu zimní sezony. Jednotky TČ budou osazeny záložním zdrojem pro napájení oběhových čerpadel, který zajistí proudění (protáčení čerpadla v režimu 10 minut chod, 10 minut stop) topné vody v okruhu TČ v případě výpadku el. energie při venkovní teplotě menší než 0 °C. Záložní jednotka zajistí protáčení oběhových čerpadel po dobu minimálně 8 hodin. Toto opatření nelze považovat za trvalou ochranu proti zamrznutí, protože po určité době provozu oběhových čerpadel dojde k vychlazení vody v akumulační nádobě. Pro zabezpečení vzdáleného dohledu (hlášení poruch, monitoring provozu) bude osazen komunikátor GPRS pro TČ. Výpadek napájení bude pomocí komunikátoru nahlášen obsluze (servisní organizaci), která musí zajistit opětovné zprovoznění TČ, případně při dlouhodobější odstávce vypustit médium (topnou vodu) z okruhu TČ. Dodavatel musí zapracovat ochranu proti zamrznutí do provozního řádu zdroje tepla, seznámit s ním provozovatele a dostatečně zaškolit obsluhu zařízení. 7.13 BEZPEČNOSTNÍ OPATŘENÍ UMÍSTĚNÍ A PROVOZU JEDNOTKY TČ Vzhledem k tomu, že se předpokládá instalace jednotek TČ do volného venkovního prostoru, nejsou na umístění dle požadavku normy ČSN EN 378 kladeny žádné omezující požadavky. Je nutné dodržet obecné bezpečnostní požadavky na umístění dané požárními předpisy a bezpečnostní požadavky výrobce TČ. 7.14 OCHRANA PROTI HLUKU Sestava jednotek TČ bude z důvodu eliminace přenášení hluku a vibrací na konstrukci budovy pružně uložena na stavebních konstrukcích pomocí izolátorů chvění (dodávka TČ). Jednotky budou v nízkohlučném provedení - akustický výkon jednotky TČ činí dle podkladů výrobce Lw = 67 dB (A). Instalace 4 ks plynových tepelných čerpadel vzduch-voda nezpůsobí překročení hygienických limitů hluku pro venkovní chráněný prostor.

15


7.15 POŽÁRNÍ ŘEŠENÍ Požární zpráva je součástí projektové dokumentace. Prostor kotelny tvoří samostatný požární úsek. Veškeré prostupy potrubí a kabelových vedení musí být provedeny s příslušnou požární odolností odpovídající požadavkům na požární odolnost jednotlivých konstrukcí. 7.16 TRANSPORT ZAŘÍZENÍ Pro transport zařízení na střechu objektu bude nutné použít jeřábovou techniku. Pro transport zařízení do kotelny bude možné využít stávající vstupní otvory. 7.17 POŽADAVKY NA OSTATNÍ PROFESE Stavba V rámci instalace nového zdroje tepla napojeného na kotelnu bude nutné provést následující stavební úpravy: -

osazení ocelové nosné konstrukce pro instalaci sestavy 4 ks plynových tepelných čerpadel. Rozměry, umístění a provedení kotvení ocelové nosné konstrukce na stavební konstrukce je řešeno v samostatné části projektu – statika.

-

po provedení prostupů ocelové konstrukce stávajícím střešním pláštěm je nutné provést novou hydroizolaci.

-

pro přístup k jednotkám TČ na střeše objektu je nutné osadit nové přístupové prvky (pevný ocelový žebřík, pochozí lávka atd.) Před osazením montážního celku s tepelnými čerpadly je nutné konzultovat návrh ocelové konstrukce s dodavatelem tepelných čerpadel a přeměřit veškeré rozměry na stavbě.

-

provedení ocelových nosných konstrukcí pro upevnění nově instalovaných potrubních rozvodů na střeše objektu

-

úprava stávajících komínových průduchů pro nově instalované potrubní rozvody Zdravotně technické instalace

-

svedení přepadu od pojistných ventilů, odvod kondenzátu od jednotek TČ a kondenzačních plynových kotlů a odvod kondenzátu ze spalinového potrubí do stávajícího kanalizačního systému včetně provedení ochrany kondenzátního potrubí vedeného ve venkovním prostoru proti zamrznutí (topné elementy)

-

napojení nově instalovaného zásobníku TV na stávající rozvody SV, TV a cirkulace

16


Rozvod plynu -

připojení 2 ks kondenzačních plynových kotlů v kotelně na rozvod plynu

-

provedení nové plynové přípojky k sestavě jednotek na střeše objektu Podrobnosti viz samostatná část PD Elektro a MaR Jištění a ovládání nově instalovaných spotřebičů bude ze stávajícího rozvaděče v kotelně

(umístění dle výkresové dokumentace), který bude doplněn/upraven dle požadavků nově instalované technologie. Je třeba provést úpravu napájení a jištění tohoto rozvaděče ze stávajícího rozvodu v objektu. Rozvaděč bude osazen příslušnými jisticími a ovládacími prvky pro jednotlivé okruhy. V rozvaděči bude umístěn i regulátor provozu TČ, ekvitermní regulátor topné soustavy, jednotka řízení ohřevu TV a doplňkového zdroje tepla a napojení na záložní zdroj pro oběhová čerpadla. Pro možnost měření spotřeby elektrické energie nutné pro provoz nového zdroje tepla je nutné osadit příslušné napájecí okruhy samostatným měřením spotřeby. Součástí elektroinstalace bude i osazení nového osvětlení v prostoru jednotek TČ na střeše objektu a ochrana odvodu kondenzátu proti zamrznutí (topné kabely s termostatem). Regulace a elektro zajistí napájení, jištění, uzemnění a ovládání včetně kabeláže: - 1 ks kaskáda tepelných čerpadel 400 V / 50 Hz - 1 ks ovládání kaskády TČ 24 V AC - 1 ks regulátor provozu kaskády TČ 24 V AC - 2 ks kondenzační plynový kotel 230V / 50Hz - 2 ks ekvitermní regulátor topných okruhů 230 V / 50 Hz - 10 ks oběhové čerpadlo 230V / 50 Hz - 4 ks servopohony směšovacích ventilů - 2 ks servopohony přepínacích ventilů - 2 ks měřič spotřeby tepla 230V / 50 Hz - 1 kpl připojení čidel teploty - 1 kpl poruchová signalizace zdroje tepla - 1 kpl topné kabely protizámrazové ochrany odvodu kondenzátu 230 V / 50 Hz - 1 kpl osvětlení prostoru kaskády TČ Poruchová signalizace Zařízení bude vybaveno signalizací poruchových stavů, která bude zahrnovat následující: - stop tlačítko – odstavení zdroje tepla, uzavření přívodu plynu - max. teplota vzduchu v kotelně – odstavení zdroje tepla 17


- zaplavení prostoru kotelny – odstavení zdroje tepla - havarijní tlak vody v systému (min/max) – odstavení zdroje tepla - únik zemního plynu (1. stupeň – signalizace, 2. stupeň – uzavření přívodu plynu, odstavení zdroje tepla) Systém poruchové signalizace bude vybaven GSM modemem pro hlášení poruch pomocí SMS na tel. čísla určená provozovatelem objektu. 7.18 UVEDENÍ ZDROJE DO PROVOZU Před uvedením zdroje do provozu je nutné provést zkoušky zařízení dle ČSN 06 0310. Jedná se zejména o následující: Zkouška těsnosti systému – zkouška těsnosti se provádí před zazděním drážek, zakrytím kanálů a provedením nátěrů a izolací. Soustava bude zkoušena na nejvyšší dovolený přetlak, který se udržuje nejméně po dobu 6 hodin. Dilatační zkouška – při této zkoušce se teplonosná látka v celé soustavě zahřeje na nejvyšší pracovní teplotu a pak se nechá vychladnout na teplotu okolního vzduchu. Poté se tento postup ještě jednou opakuje Topná zkouška – při topné zkoušce se kontroluje zejména následující: -

správná funkce armatur

-

rovnoměrné zahřívání otopných těles

-

dosažení technických předpokladů projektu (teploty, tlaky, průtoky, rozdíly teplot, tlaků apod.)

-

správná funkce regulačních a měřicích zařízení

-

správná funkce zabezpečovacích a pojistných zařízení, havarijních opatření a poruchové signalizace

-

zda instalované zařízení svým výkonem kryje projektované potřeby tepla

-

nejvyšší výkon zdrojů tepla

-

výkon zdroje tepla při přípravě teplé vody při maximálním projektovaném odběru

-

dosažení projektované účinnosti a ověření emisních limitů

Topná zkouška u zařízení s výkonem vyšším než 100 kW musí trvat minimálně 72 hodin bez dalších provozních přestávek (zpravidla do 60 minut). Topnou zkoušku je možné provádět pouze v průběhu otopného období. Pokud se zařízení předává mimo otopné období, provede se topná zkouška až v otopném období v termínu podle dohody. Součástí topné zkoušky je i seřízení soustavy a zaškolení obsluhy zařízení. 18


Před provedením zkoušek je nutné provést propláchnutí systému. O všech provedených zkouškách je nutné sepsat protokol a nechat potvrdit zástupcem dodavatele, provozovatele a investora. Pro provoz, údržbu a užívání zdroje tepla je nutné zpracovat provozní řád a vést provozní deník se zápisy o provedených odborných prohlídkách a revizích zařízení.

8

ZÁVĚR Instalované zařízení vyžaduje pravidelnou údržbu. Pro provoz otopné soustavy musí

dodavatel předat provozovateli pokyny a návod k obsluze a údržbě otopné soustavy. Otopná soustava musí být plněna pouze topnou vodou stanovených parametrů. Provoz otopné soustavy musí být v souladu s technickými podmínkami zdroje tepla. Pro zaručení správné funkce všech prvků otopné soustavy je nutno nejméně jedenkrát ročně prověřit jejich funkci (nejlépe před začátkem topné sezóny), překontrolovat tlakové poměry v otopné soustavě a provést odvzdušnění otopné soustavy.

19


Příloha I

Výpočet požadované tloušťky tepelné izolace

Potrubí TČ (ÚT,TV) – venkovní prostředí: Vstupní hodnoty: Rozměr potrubí DN: Střední teplota média tin: Teplota okolí tout: Součinitel přestupu tepla na vnějším povrchu αe: Výstupní hodnoty: Požadovaný určující součinitel prostupu tepla U0: Součinitel tep. vodivosti izolace λIZ: Min. tloušťka izolace sIZ: Volba:

65 / 50 65 °C -12 °C 10 W/m2/K 0,27 W/m/K 0,035 W/m/K 43,2 / 31,5 mm 60 / 60 mm

Potrubí TČ (ÚT, TV) – vnitřní prostředí: Vstupní hodnoty: Rozměr potrubí DN: Střední teplota média tin: Teplota okolí tout: Součinitel přestupu tepla na vnějším povrchu αe: Výstupní hodnoty: Požadovaný určující součinitel prostupu tepla U0: Součinitel tep. vodivosti izolace λIZ: Min. tloušťka izolace sIZ: Volba:

65 / 50 65 °C 15 °C 10 W/m2/K 0,27 W/m/K 0,035 W/m/K 45,2 / 33 mm 50 / 50 mm

Potrubí (ÚT) – vnitřní prostředí: Vstupní hodnoty: Rozměr potrubí DN: Střední teplota média tin: Teplota okolí tout: Součinitel přestupu tepla na vnějším povrchu αe: Výstupní hodnoty:

80 / 65 / 50 / 40 / 32 60 °C 12 °C 10 W/m2/K

Požadovaný určující součinitel prostupu tepla U0: Součinitel tep. vodivosti izolace λIZ: Min. tloušťka izolace sIZ:

0,27 / 0,18 W/m/K 0,035 W/m/K 37,4 / 45,1 / 32,9 / 24,9 / 42,6 mm

Volba:

60 / 50 / 40 / 40 / 40

20


Příloha II - Výpočet tlakové expanzní nádoby a pojistného ventilu Otopná soustava ZŠ + okruh VZT Návrh objemu tlakové expanzní nádoby: Vstupní hodnoty: maximální teplota soustavy tmax

80 °C

statická výška soustavy hst

12 m

vodní objem soustavy Vcelk

6385 l

otevírací přetlak pojistného ventilu pPV

3 bar

minimální provozní tlak pmin (min. 1 bar)

1,0 bar

Výstupní hodnoty: statický tlak soustavy

pst=hst·ρ·g

1,2 bar

minimální provozní tlak

p0 = pstat+(0,2-0,3) bar (nebo pmin)

1,5 bar

počáteční tlak

pa=p0+0,3 bar

1,8 bar

plnicí tlak

pf=pa

1,8 bar

konečný tlak

pe=pPV - 0,5 bar

2,5 bar

Expanzní objem

VE=DV·Vcelk= 182,6 l

Změna měrného objemu média

tmin=10°C, tmax=80°C → DV=0,0286

Minimální objem expanzní nádoby

VEN,min=(Ve+VVR)·(pe+100)/(pe-p0) VEN,min= 750,8 l

Návrh: Membránová expanzní nádoba o objemu 800 l Návrh pojistného ventilu: Kondenzační plynový kotel ÚT – neposuzuje se – PV 3 bar integrován od výrobce Kondenzační plynový kotel VZT – neposuzuje se – PV 3 bar integrován od výrobce Sestava jednotek TČ: Okruh ÚT - 3 ks otevírací tlak

3 bar (300 kPa)

jmenovitý výkon zdroje tepla

3×40,8=122,4 kW

minimální průřez sedla ventilu

159 mm

minimální vnitřní průměr vstupního potrubí

30 mm

minimální vnitřní průměr výstupního potrubí

30 mm

Návrh: Pojistný ventil 1“ × 5/4“, 3 bar 21


Okruh TV - 1 ks otevírací tlak

3 bar (300 kPa)

jmenovitý výkon zdroje tepla

1×40,8

minimální průřez sedla ventilu

73 mm

minimální vnitřní průměr vstupního potrubí

24 mm

minimální vnitřní průměr výstupního potrubí

24 mm

Návrh: Pojistný ventil 1/2“ × 3/4“, 3 bar

22


Příloha III - Výpočet větrání kotelny Výkony plynových hořáků u jednotlivých zdrojů: Kondenzační plynový kotel (ÚT)

1 × 60,5 kW

Kondenzační plynový kotel (TV + VZT)

1 × 42,5 kW

1) Výpočet množství spalovacího vzduchu Výhřevnost paliva: H = 34,05 MJ/m3 (zemní plyn) Účinnost zdroje tepla: h = 0,98 Součinitel přebytku vzduchu : λ = 1,25 Minimální množství spalovacího vzduchu: Vsmin = 0,26×34,05-0,25 = 8,605 m3/kg Spotřeba paliva:

mp KPK = 1 × 60 500 / 0,98 / 34,05 = 0,001813 m3/s mp KPK = 1 × 42 500 / 0,98 / 34,05 = 0,001274 m3/s

Skutečný průtok spalovacího vzduchu: Vskut, PKP = 0,001813 × 1,25 × 8,605 = 0,021244 m3/s = 76,5 m3/h Vskut, PK = 0,001274 × 1,25 × 8,605 = 0,014924 m3/s = 53,7 m3/h 2) Výpočet množství vzduchu pro zajištění předepsané intenzity větrání dle TPG 908 02 Objem kotelny:

VTM = 9,8 × 6,5 × 5,1 = 324,9 m3

Požadovaná výměna:

I = 0,5 1/h

Průtok vzduchu kotelna:

VI,TM = 162,4 m3/h

3) Výpočet průtoku vzduchu pro odvod tepelné zátěže Letní tepelné zisky kotelna: ti max = 35 °C, te max = 30 °C, Q zisk, TM = 0,3 / 100 × 42 500 × 1,5 = 191,25 W Vt = 191,25 / (1010 × 1,2 × 5) = 0,031559 m3/s = 113,6 m3/h 4) Minimální množství přiváděného větracího vzduchu Požadavek na minimální průtok vzduchu pro větrání prostoru kotelny byl stanoven jako vyšší z hodnot Vskut , VI a a Vt tj. na cca 165 m3/h.

23

Snížení energetické náročnosti objektu základní školy ve městě Rajhrad včetně výměny zdroje vytápění. Projektová dokumentace pro výměnu zdroje tepla

Recommend Documents