TECHNICKÁ ZA&ÍZENÍ BUDOV u'ební pom$cka

Projekt OP VK CZ.1.07/1.1.07/11.0112

Podpora odborného vzd!lávání na st"edních #kolách MSK

St"ední pr$myslová #kola Fr%dek-Místek, p"ísp!vková organizace 28. !íjna 1598 738 01 Fr"dek-Místek www.spsfm.cz tel.: 558 406 211 e-mail: [email protected]

www.spravnysmer.cz

TECHNICKÁ ZA&ÍZENÍ BUDOV u'ební pom$cka St!ední pr%myslová &kola Fr"dek-Místek, p!ísp'vková organizace

„Tento projekt je spolufinancován Evropsk"m sociálním fondem a státním rozpo#tem $eské republiky“

Projekt Podpora odborného vzd!lávání na S" MSK

T E C H N IC K Á Z A ! ÍZ E N Í B U D O V

TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSK!M SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPO"TEM "ESKÉ REPUBLIKY

2

Obsah

1.

Úvod

a rozd!lení soustav

3

2.

V"ukové materiály

4

3.

Tepelné sít!

6

4.

Kombinovaná v"roba elekt#iny a tepla

13

5.

Zdroje tepla

15

6.

Kontrolní otázky

17

7.

Seznam pou$ité literatury

17

3

1.

Úvod Úvod a rozd!lení soustav

Princip soustavy CZT : Tepelná energie pot#ebná pro vytáp$ní, pro oh#ev TUV, pro provoz vzduchotechnick%ch a jin%ch za#ízení je dodávána z jednoho centrálního zdroje tepla, spole&ného pro n$kolik budov, pro sídli't$ nebo i pro celá m$sta. Zdroj je umíst$n mimo vytáp$né budovy. D#vody z$izování CZT: • náklady na dopravu paliva jsou vzhledem k jeho velkému mno(ství men'í • zmen'uje se zne&i't$ní ovzdu'í ( p#ísné sledování emisí, zdroje tepla jsou mimo zásobované oblasti ) • umo()uje spalování mén$ hodnotného hn$dého uhlí (velké zdroje tepla mají v$t'í ú&innost) • zmen'uje se pra'nost ve m$stech ( odpadá odvoz popele ) • z budov je odstran$na hlu&nost vytáp$cích za#ízení • je bezpe&n$j'í ne( rozvod plynu • estetické d*vody ( horkovodní a parovodní potrubí je vedeno v zemi) Ekonomické hledisko: Soustavy CZT p#edstavují vysoké po#izovací náklady na zdroje tepla a dopravu tepla. Proto se tato za#ízení budují v oblastech s velkou tepelnou hustotou. Podle primární teplonosné látky se soustava CZT d!lí na: • horkovodní – p#i velkém v%konu • teplovodní – p#i malém v%konu • parní Dnes se pou(ívají p#evá(n$ horkovodní soustavy a to z t$chto d*vod*: • V%kon lze snadno centráln$ kvalitativn$ regulovat zm$nou teploty vody. • Rozvod je mo(n% i na v$t'í vzdálenosti.

4

2.

V%ukové materiály

Seznam pou(it%ch ikon Obsah

P!íklad

Úvod modulu, popis

Shrnutí

"e#ení, tip pro práci

Internetové odkazy

Obsah modulu

Informa$ní zdroje

Klí$ová slova

Kontrolní otázky

Pozor, d%le&ité

Cíl modulu

Definice

"e#en' p!íklad

5

3.

Tepelné sít!

! "#$#%&'! ()*! +#! ,-.$%#/! -0+#,12! 3! 435)4#&)! $6-! 7-$6389! 1#$%3! 4#! 476-+#! ,!-70:631#%2.!3!4$:1;! ! "#$%&'()*+! ! 1#$%-!%4#!-7#0)631<=! +!!,-*.#!>!(#,9&7'6&)!()*!+#!$-,63?-8'&).!$6@.'6&)!()1:! !!! A! 1%3,-8:! 4'8@(%BC$5@$-+#&)! ! ! D! $6@.'6&)! 1#$%-&-(&'! %'1,3! $-,63?9+#! $-! E$638:! $363.#162!7-!(#,9&7'6&)!!()1:;D! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

!

6 +!!,-(/!0-(%1234*!526.&)*7#2#85!!/93):4:!>!13!!6-47:%9+#!()*!&#!$6@.'6&)!3!(#,9&7'6&)!-,69F;! ! A! 1%3,-8:! '8@(%B! $5@$-+#&)=! ! D$6@.'6&)! 3! (#,9&7'6&)! %'1,G! +(-9! -7! (#0#! -77:%#&G! 1#$%-(.:&&-9!!$%-HF-9!8I.:&),9;D! ! !

! ! ! ! J-9(138G!KL"!.-F-9!0I1=!! M#7&-1690,-8B
!

7 ! S-7%#!$27-6G(&BF-!9($-5'7'&)!6-4%@R9+#.#!()1:=! S3$6(,-8B! (!+#7&).! 476-+#.!/*9*! ! ,#%$(.)*!2(%()*+! ! ?($73)1'#2@!8'#A()*+! ! !

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !

!!!!!!!!!

8

!!!! ! !!!!B(0=C'($)6!73)1'+!,3&'%!.9()!0I1!430#4$#?#&!$6-1@!8&@,'&)!4#.&)!8%F,-(1@!3!.'!0I1!8#7#&! &37!F%37@&-9!($-7&)!8-7G;!V6G1)!&37!7#(,-9!,3&'%9!.9()!0I1!.@&@.'%&:!WXH.! !

!!!!!!!!!!! ! ! ! !,=C'($)@!73)1'D+!+(-9!YOZ!.!8G(-,B!847'%#&-(1@!.#4@!(1:&-9!3!$-1690).!XOZ!.! ,=C4>#$*! 73)1'D+! 8G(-,B! UOY! .! .#4@! $-1690).! 3! (1:&-9! .9()! 0I1! XOZ! .;! $-9N@1)! $-7! ,-.9&@,3H#.@! E#'(79#=D+!(%-9N)!,!9%-N#&)!8R#HF!@&N#&I6(,IHF!()1)!,6-.:!$%G&9! ! ! ! ! ! B3%$(.)*!2(%()*+! !"31-! 8#7#&)! +(-9! 9%-N#&3! &3! 8G(-,IHF! �-! &)4,IHF! (%-9$#HFO! .-(1#HFO! &3! ,-&4-%'HF! &3! (1:&'HF!!097-8;!! !"#$%&'!(&37&'!7-(19$&-(1!$5@!$-69R#!!! ()*"#$%&'!&91&'!-HF63&3!1#$#%&B!@4-%3H#!$6-1@!$-R,-4#&)!3!31.-([B6@H,I.!8%@82.;! !

9

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! F'#A()*!0#9=8<*!3!$3G:H9&)*!9(0(')64>!%:'3934*+! !S-1690)!+#!8!$-7(131:!438:R#&I!�-!$-7#$5#&I!&-(&),!(!8#%,I.!$-?1#.!(1#+&IHF!$-%)O!,1#6I! &#(#=!8%3(1&)!1)F9O!1)F9!1#$%-&-(&B!%'1,G!3!@4-%3H#O!$5)$37&:!431)N#&)!(&:F#.!�-!8:16#.;!T! 847'%#&-(1@! $-7$:6! 6-4F-79+#! E&-(&-(1! 9%-N#&)O! -FG0-8B! &3.'F'&)! $-1690)O! &#+8:1R)! 7-8-%#&I!$62FG0;! ! !!!!! S-1690)!43!$6-8-49!.:&)!(8-9!7B%,9!(!$6-8-4&)!1#$%-1-9!>!8:1R@&3!$-7$-6!�-!4'8:(2!.9()! 0I1! 2#')&! 0#>D<8G*4*4>;! \!.)(1#HFO! ,7#! &#(.)! 7-HF'4#1! ,!$-FG09! $-1690)! ]! 94%G! 36.3196O! -70-?,G! ^! (#! ,-18)! $-1690)! 8!$#8&IHF! 0-7#HF;! S6-! 9%-N#&)! $-1690)! (#! $-9N)83+)! $-7$-6G! 3! 4'8:(G;! ! !!!!!!!!!!!!!!!

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !

!

10 1#$%-1&)!7@%313H#=!!!'!I!" #!J!'#!J!!9!!D.D!!!! !"-!_;!1#$%-1&)!(-9?@&@1#%!6-413N&-(1@!!.31#6@'%9!!$-1690)! !!%-!_!7B%,3!$-1690)!8G.#4#&'!$#8&I.@!0-7G! !!9KL6-47)%!1#$%-1! !!!!! M(0(')#8!%:'3934:!.8/*!$34>D9:9!7#.0()$19#=;! !S-7%#!,-&(169,H#!6-4%@R9+#.#=! ! T(-8B! ,-.$#&4'1-6G=! 43HFGH9+)! 7@%313H@! 4,63H-8'&).! 8%3(1&)! 7B%,G;! S-9N)83+)! (#! 13.O! ,7#! +#! .'%-!$6-(1-69!;! ! ! !

!

!

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

11 ! TFG0-8B! ,-.$#&4'1-6G=! ,-.$#&49+)! 7@%313H@! -FG0#.! >! 4.:&-9! $28-7&)F-! 18369O! ! +(-9! 8G18-5#&G! 4!-0%-9,2! $-1690);! "G1-! ,-.$#&4'1-6G! +(-9! &#+?3(1:+@! 7-! 18369! `O! LO! a;! V-.$#&43?&)! (HF-$&-(1! a! ,-.$#&4'1-62! (#! 48GR9+#! 43! (197#&3! $5#7$:1).;! J836G! (#! .9()! $5#7&-(1&:!9.)(*-831!7-!Δ'%&)!-(G!/;!!!! ()*"#$%&!>!$-15#03!!.)(13;!! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !

!

12 N!/*9*4>! !

! ! ! ! "(O8'34(!9(0(')64>!/*9*! ! S5#7$-,%37#.!F-($-7'6&BF-!$6-8-49!+#!7-06'!6#P9%3H#!(-9(138G;!! S6-0)F'!8#!8R#HF!?'(1#HF!(-9(138G!>!8@4!6#P9%3H#!-1-$&IHF!(-9(138! b#P9%3H#!$-.'F'=! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!a76N-831!$-N37-83&-9!1#$%-19!.B7@3! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!\G%-9?@1!$5#1'$:&)! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!KF6'&@1!?'(1@!-1-$&B!(-9(138G!$5#7!-$-15#0#&).! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!c)7@1!391-.31@H,I!$6-8-4!3!R#15@1!$63H-8&)!()%9! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!L3+@(1@1!0#4$#?&I!$6-8-4!(-9(138G!

!

13

4.

Kombinovaná v%roba elekt$iny a tepla

V sou&asné dob! to je nejhospodárn!j'í zp#sob vyu(ití paliva s ohledem na ochranu (ivotního prost$edí Základní ukazatele: - ú&innost energetické p$em!ny = energie získaná z v%robny/energie obsa(ená v palivu - modul teplárenské v%roby elekt$iny = vyrobená elektrická energie/vyrobená tepelná energie 1/Parní teplárna s protitlakovou turbínou: Teplo získané spalováním paliva oh#ívá vodu. M$ní ji na vysokotlakou páru pro pohon parní turbíny, která generátorem vyrábí elekt#inu. Toto velké za#ízení má v'ak velkou setrva&nost a nem*(e pru(n$ reagovat na po(adavky spot#eby a velká rozvodná sí, má ztráty.

Z tohoto d*vodu vznikají malé teplárny: 2/Plynová teplárna Nejd*le(it$j'í &ástí teplárny je kogenera&ní jednotka. Tento zdroj tepla spalováním plyn* vyrábí elektrickou energii a teplo. Plynová turbína nebo pístov% motor pohání generátor, kter% vyrábí elektrick% proud a chlazením tohoto soustrojí se získává teplo pro vytáp$ní. Jednotky jsou vybaveny sériov$ vyráb$n%mi motory, upraven%mi na provoz se zemním plynem, bioplynem a vyzna&ují se vysokou pohotovostí. Dodávají se o v%konu od 20 KW do 4500 KW a/Teplárna s plynov%mi /spalovacími/ turbínami: Vyu(ívá se teplo v%fukov%ch spalin turbíny./450-550 st.C/

14

b/Teplárna se spalovacími motory Plyn se spaluje v pístovém motoru, kter%m je pohán$n generátor, vyráb$jící el.energii.

Nev%hodou kogenera&ních jednotek je závislost provozu na odb$ru tepla. -e'ením je akumulace tepla p#edeh#íváním vody v akumulátoru. Ekologick%m p#ínosem t$chto za#ízení je sní(ení vyráb$né energie, která je u centrálních systém* nutná na pokrytí ztrát v rozvodech, v celkovém sní(ení spot#eby paliva a v mo(nosti vyu(ití odpadních plyn* v míst$ zdroje.

Paroplynová teplárna Hlavní zdroje tepla: plynová turbína a kotel. Dochází v ní k opakované transformaci tepelné energie z paliva na elektrickou energii a teplo je vyu(ito k topení a k dal'ím ú&el*m. Nev%hody: Vysoké po#izovací náklady. V%hody: vysoká ú&innost a ekologie.

15

5.

Zdroje tepla

Teplo získáváme spalováním paliva v kotlích. Pat#í zde i technická za#ízení, která slou(í k p#edávání tepla do teplonosné látky. Rozd$lení v%roben tepla: 1/ podle ú&elu na v%robny pouze pro v%robu tepla – v%topny na v%robny pro kombinovanou v%robu elektrické energie a tepla – teplárny 2/ podle velikosti v%konu na malé - do 200KW st#ední – do 5 MW velké – nad 5 MW 3/ podle mo(nosti zm$ny místa na stabilní a mobilní s mo(ností p#emíst$ní podle tepelného v%konu, ur&ení a vybavení rozli'ujeme: P$epravitelné zdroje tepla Jsou do&asn%m #e'ením, ne( se postaví stabilní v%topna na sídli'ti. Tyto kotelny mají vlastní podvozek s koly nebo masivní rám, dr(ící celou konstrukci kotelny. Tato kotelna se nalo(í je#ábem a p#eveze na dané místo. Kotelny se osazují 2 a( 4 kotli. Systém je stavebnicov%, je-li pot#eba v$t'í v%kon, pou(ijí se kotelny dv$. Bloková kotelna Slou(í pro v%robu tepla k vytáp$ní a oh#ev TUV. Tvo#í nejni('í stupe) dálkového vytáp$ní. Tyto kotelny dodávají teplo pro 100 a( 300 byt*. Budují se p#ímo v sídli'ti, v blízkosti vytáp$n%ch dom*. Kotle b%vají v po&tu 2 a( 3 kus* u plynov%ch kotelen. Teplonosnou látkou b%vá teplá voda.V$t'ina nov%ch kotelen je plynov%ch a nahrazují staré kotelny na uhlí.

16

Horkovodní v%topna Je centrálním zdrojem tepla, ur&en%m pro vytáp$ní více budov. Uspo#ádáním za#ízení je podobná blokové koteln$. Teplonosnou látkou je horká voda. V%kony velk%ch v%topen jsou 100 MW i více. Provoz v%topen je pln$ automatizován. Moderní v%topny spalují zemní plyn. ¨

Teplárny, elektrárny s teplárensk%m provozem: Viz Kombinovaná v%roba elekt#iny a tepla

Dal'í zdroje tepla: Viz netradi&ní zdroje tepla

17

6.

Kontrolní otázky • • • • • • • • • • • • •

7.

Popi'te v%hody a d*vod z#izování CZT Uve.te teplonosné látky pou(ívané v CZT a zd*vodn$te jejich v%b$r Nakreslete základní schéma CZT /primární a sekundární rozvod,zdroj, PS,OPS…/ Nakreslete schéma s popisem p#edávací stanice s p#ípravou TUV Vyjmenujte 5 zdroj* tepla CZT a jeden ze zdroj* tepla CZT popi'te podrobn$ Popi'te blokovou kotelnu Napi'te vztah pro ú&innost energetické p#em$ny u KVET /kombinovaná v%roba tepla a el.energie/ Napi'te vztah pro modul teplárenské v%roby Nakreslete schema teplárny se spalovacími turbínami, definujte teplárenství Popi'te tlakov$ závislé p#ipojení objektu na CZT a nakreslete schéma napojení Popi'te tlakov$ nezávislé p#ipojení objektu na CZT a nakreslete schéma napojení Popi'te bezkanálové ulo(ení sítí CZT- /popis p#edizolovaného potrubí, shema ulo(ení/ Popi'te nadzemní vedení sítí CZT a zp*soby ulo(ení potrubí

Pou(itá literatura a jiné zdroje • • • • •

Vytáp$ní pro 3. Ro&ník u&ebního oboru instalatér, Jaroslav Dufka, Sobotáles Vytáp$ní pro st#ední 'koly se studijním oborem TZB nebo obdobn%m , J. /t$chovsk%, Sobotáles Obnovitelné zdroje energie, D.Juchelková ,J.Míka, P.-eha ,M.Vrtek, Ostrava 2003 Internetové stránky : www.distep.cz Prezentace práce: ST-EDO/KOLSKÁ ODBORNÁ "INNOST 2005/2006, Obor &.08ochrana a tvorba (ivotního prost#edí, název práce: Zlep'ení 0P m$sta po napojení objektu na sí, CZT,auto#i: Martin Hlavenka, Vojt$ch Marosz, konzultanti: Ing. Jana Jonasová, Ing. Stanislav Maren&ák