Projektowanie instalacji z zastosowaniem stacji mieszkaniowych

Produkt	InstalSystem 5
Typ artykułu	LEKCJA PROJEKTOWANIA
Ostatnia aktualizacja	2024-01-31

Zakres lekcji

Artykuł prezentuje sposób projektowania instalacji z wykorzystaniem wymiennikowych stacji mieszkaniowych. Stacja mieszkaniowa może stanowić punkt podłączenia dla mieszkaniowej instalacji grzewczej oraz wodociągowej.
Instalacja zasilająca stacje mieszkaniowe jest wymiarowana z uwzględnieniem niejednoczesności poboru czynnika na potrzeby podgrzania c.w.u. w wymienniku płytowym.
Typ stacji i wielkość wymiennika ciepła wybierany jest przez użytkownika, a program diagnozuje, czy dla podłączonej do stacji mieszkaniowej instalacji c.o. oraz zadanych/obliczonych parametrów c.w.u., wybrana stacja mieszkaniowa jest w stanie dostarczyć wystarczającą moc.

Potrzebne moduły i konfiguracja programów

• Pakiet InstalSystem 5 zawierający moduły:
  • Stacje mieszkaniowe
    
  • Systemy grzewcze
    oraz ewentualnie dodatkowo:
    
  • Systemy płaszczyznowe - jeśli stacja ma zasilać w czynnik grzewczy mieszkaniową instalację płaszczyznową
  • Instalacje wodociągowe - jeśli w obliczeniach stacji i sieci zasilającej ma być uwzględniony przepływ z zaprojektowanej i rozrysowanej w InstalSystem 5 instalacji wodociągowej

Filmy powiązane z tematyką artykułu

Wskazane filmy poruszają tematykę omawianą w tym artykule, nie stanowią natomiast nagrania przebiegu lekcji.

Plik projektu

Plik projektu wykorzystywany w tej lekcji: Ciepła i zimna woda i ogrzewanie płaszczyznowe z zastosowaniem stacji mieszkaniowych w budynku mieszkalnym (przykład do lekcji) - projekt wielobranżowy.

Stan początkowy

Projekt zawiera strukturę budynku (kondygnacje, pomieszczenia) wraz z rysunkiem rzutu kondygnacji.
Zostały określone wartości projektowego obciążenia cieplnego pomieszczeń dla ogrzewania.
Więcej informacji na ten temat: Przygotowanie struktury budynku.
Więcej informacji na ten temat: Import plików podkładów.

Kroki do wykonania - Scenariusz I - wartość Wydatek c.w.u. deklarowana ręcznie

Wczytanie katalogów i ustawienie domyślnych danych dla projektu

Okno Dane ogólne

1. Zakładka Katalogi produktów – wczytać do projektu katalog zawierający stacje mieszkaniowe.
2. Zakładka Instalacje cieplne / Stacje mieszkaniowe - uzupełnić Typ i pozostałe dane domyślne, w szczególności:
   
   • Δθ_cwu (Podgrzew c.w.u.)
   • Sposób deklarowania wartości: Wydatek c.w.u.: "Narzucone" - wartość V̇_{cwu Mieszkanie} (Wydatek c.w.u.) deklarowana jest ręcznie przez użytkownika w polu poniżej oraz w oknie Tabela danych po zaznaczeniu stacji na rysunku,
   • wybrać metodę wymiarowania sieci zasiliającej (Wymiarowanie sieci zasilającej zgodnie z: TU Dresden, DIN 4708 lub VDI 2072)
     

     

     1. Scenariusz I - wartość: Wydatek c.w.u. deklarowana ręcznie.

     
     

Edycja instalacji

Wstawianie i edycja stacji mieszkaniowych w Edytorze 2D

1. Wybrać zakres edycji Konwekcyjne lub Podł./Ścienne.
2. Wstawić stację mieszkaniową korzystając z przycisku Stacja mieszkaniowa. Obrócić o odpowiedni kąt, jeśli potrzeba.
   

   

   2. Wstawianie elementu Stacje mieszkaniowe - zakres edycji Konwekcyjne/Podł./Ścienne

   
   

Weryfikacja i uzupełnienie danych elementów instalacji

1. Zweryfikować w oknie Tabela danych dane każdego elementu Stacja mieszkaniowa w zakresie:
   • Typ,
   • Odległość od rzędnej kondygnacji,
   • V̇_{cwu Mieszkanie} (Wydatek c.w.u.),
   • Δθ_cwu (UWAGA! Wejściowa temperatura wody użytkowej zasilającej stację mieszkaniową wynika z charakterystyk wymiennika dostarczonych przez producenta stacji i najczęściej wynosi 10°C),
   • akcesoriów dodatkowych i ich danych.
     

     

     3. Edycja danych elementu Stacje mieszkaniowe - Tabela danych

     
     

Łączenie stacji mieszkaniowych z instalacją

1. Podłączyć do stacji mieszkaniowej w miejsca oznaczone symbolem zasilanie oraz powrót medium dla instalacji grzewczej po stronie pierwotnej. Więcej informacji na ten temat: Łączenie kondygnacji z użyciem elementu "Pion"
2. Podłączyć do stacji mieszkaniowej w miejsca oznaczone symbolem trasę przyłączy automatycznych lub same przyłącza instalacji płaszczyznowej, utworzonej zgodnie z artykułem Projektowanie instalacji ogrzewania podłogowego i ściennego.
3. Podłączyć do stacji mieszkaniowej w miejsca oznaczone symbolem zasilanie oraz powrót instalacji grzejnikowej, utworzonej zgodnie z artykułem Projektowanie instalacji grzewczych z grzejnikami konwekcyjnymi.
   

(opcjonalnie) Skopiowanie elementu Stacja mieszkaniowa z/bez instalacji mieszkaniowej na kolejne kondygnacje

Kopiowanie instalacji

1. Zaznaczyć element Stacja mieszkaniowa i/lub wybrany fragment instalacji.
2. Skopiować zaznaczone elementy na sąsiednie kondygnacje za pośrednictwem funkcji Utwórz kopię zaznaczonych elementów na kondygnacji powyżej/Utwórz kopię zaznaczonych elementów na kondygnacji poniżej.
   

Utworzenie kopii całej kondygnacji

Okno Dane ogólne

1. Zakładka Budynek i jego otoczenie / Zarządzanie kondygnacjami - zaznaczyć kondygnację i wybrać przycisk Kopiuj.
   

Weryfikacja poprawności struktury instalacji

1. Zweryfikować poprawność struktury instalacji korzystając z funkcji Sprawdź połączenia (Skrót: Shift + F2).
2. Zweryfikować poprawność struktury instalacji i wykryć kolizje korzystając z Widok 3D.
   Więcej informacji na ten temat: Weryfikacja poprawności struktury instalacji
   
   
   

Wykonanie obliczeń i weryfikacja wyników

• Wywołać obliczenia pełne za pomocą ikony kalkulatora znajdującej się w sekcji Obliczenia na pasku narzędzi.
• Zweryfikować i wyeliminować komunikaty diagnostyki, w szczególności:
  • przepływ po stronie pierwotnej wymiennika ciepła - jeśli poza dopuszczalnym zakresem program wyświetla błąd o przykładowej treści:
    

    

    4. Wymiennik poza dopuszczalnym zakresem.

    
    należy wówczas skorygować dane do obliczeń (θ_z,H i/lub V̇_{cwu Mieszkanie} i/lub Δθ_cwu) lub wybrać ręcznie inną wielkość wymiennika.
  • Wartość V_s wyliczona dla instalacji wodociągowej podłączonej do stacji jest wyższa od wartości wpisanej w polu V̇_{cwu Mieszkanie}. Obliczenia uwzględniają dalej wartość wpisaną. - ostrzeżenie dotyczy określenia wymaganego ciśnienia w źródle sieci wodociągowej. Kluczowym parametrem w takich obliczeniach dla instalacji z węzłami mieszkaniowymi jest Wydatek c.w.u..
    

    

    5. Wartość V_s wyznaczona przez moduł Instalacji wodociągowych jest wyższa, niż V̇_{cwu Mieszkanie} entered manuallywprowadzona ręcznie.

    
    Wartość V̇_{cwu Mieszkanie} ustawiona w oknie Dane ogólne lub w Tabeli danych Stacji mieszkaniowej wpływa na straty ciśnienia w pierwotnym obiegu grzewczym zasilającym Stacje mieszkaniowe oraz na moc cieplną Wymiennika ciepła.
    Do obliczenia strat ciśnienia w obiegu wody użytkowej przyjmuje się wartość V_s obliczoną odpowiednio w module Instalacje wodociągowe, niezależnie od wybranej metody obliczeń.
    Wartość V_s jest zazwyczaj wyższa niż wartość V̇_{cwu Mieszkanie}. Jest to przyczyną zawyżenia wymaganego ciśnienia w źródle zimnej wody.
    W celu zmniejszenia wymaganego ciśnienia w źródle zimnej wody można podjąć następujące kroki:
  • Skorygować Wydatek normatywny (CW)(Q_n CW) dla pojedynczych punktów poboru;
  • Wyłączyć wartość dla wybranego punktu poprzez zaznaczenie Nie uwzględniany w polu Charakter poboru;
  • Wybrać do obliczeń normę zaopatrzenia w wodę DIN 1988-300.
    

    

    6. Wydatek normatywny (CW), Charakter poboru.

    
    
• Zweryfikować wyniki obliczeń, w szczególności:
  • Liczba elementów Stacje mieszkaniowe podłączonych do zasilania lub powrotu za pośrednictwem elementu Działka oraz ich tryb pracy:
    

    

    7. Liczba Stacji mieszkaniowych i ich tryb pracy.

    
    
  • Wymagana moc źródła ciepła;
    

    

    8. Wymagana moc źródła ciepła.

    
    
• Łączna moc wymienników ciepła w stacjach mieszkaniowych w okresie letnim;
  Moc źródła ciepła poza sezonem grzewczym prezentowana jako osobna pozycja na karcie wyników Wyniki ogólne ogrzewania, na jej podstawie można zredukować moc zamówioną w sezonie letnim u dostawcy ciepła.
  

  

  9. Łączna moc wymienników ciepła w stacjach mieszkaniowych w okresie letnim.

  
  
• (w wybranych wersjach) wymaganą pojemność zbiornika buforowego;
• Elementy w stacjach mieszkaniowych;
  Na karcie wyników prezentowane są elementy składowe i ich parametry w poszczególnych obiegach wewnątrz stacji.
  

  

  10. Elementy w stacjach mieszkaniowych.

  
  
• zestawienie stacji mieszkaniowych.
  

  

  11. Zestawienie elementów stacji.

  
  

Więcej informacji na ten temat: Obliczenia i diagnostyka.

Uwaga! Analizując uzyskane wyniki obliczeń należy zwrócić uwagę, że suma mocy dla odbiorników c.o i wymienników c.w.u nie jest równa uzyskanej wartości Moc całkowita dla źródła ciepła.
Wynika to z faktu, że prezentowane na wydruku wartości: Łączna wydajność grzejników konwekcyjnych Φ_konw,H, Łączna wydajność grzejników płaszczyznowych Φ_pł,H i Łączna wydajność pozostałych odbiorników stanowią sumę wydajności wszystkich odbiorników c.o. w instalacji, również tych, które zostały podłączone do elementów Stacja mieszkaniowa działających w trybie podgrzewu c.w.u.
Podczas obliczeń mocy źródła ciepła program przyjmuje, że jeśli Stacja mieszkaniowa działa w trybie podgrzewu c.w.u., to wówczas nie zasila mieszkaniowej części instalacji centralnego ogrzewania. Dlatego przy wyznaczaniu wartości Moc całkowita uwzględnia się moc wymaganą do dostarczenia na wymienniki c.w.u. stacji działających w tym trybie (ilość elementów Stacja mieszkaniowa wynika z wybranej metody obliczeniowej) i mocy wymaganej na potrzeby c.o. z pozostałych stacji w instalacji.

Wygenerowanie rozwinięć

Rozwinięcie zostanie wygenerowane automatycznie. Więcej informacji na ten temat: Automatyczne generowanie rozwinięć instalacji.

12. Rozwinięcie ­ .

Wydruk/eksport wyników

1. Wykonać wydruk/eksport rysunków.
2. Wykonać wydruk/eksport tabel.
   Więcej informacji na ten temat: Eksport / wydruk wyników i rysunków.

BIM - Eksport instalacji do modelu IFC

Określić wymagane ustawienia i wykonaj eksport instalacji za pomocą ikony Eksport pliku IFC w zakładce Narzędzia główne w sekcji Wydruk i eksport przy aktywnym zakresie Wydruk.

13. Eksport pliku IFC.

Więcej informacji na ten temat: BIM - Eksport danych instalacji i konstrukcji z projektu do modeli IFC.

Kroki do wykonania - Scenariusz II - wartość Wydatek c.w.u. obliczona przez moduł Instalacje wodociągowe

Wczytanie katalogów i ustawienie domyślnych danych dla projektu

Okno Dane ogólne

1. Zakładka Zakres projektu - zaznaczyć zakres Instalacje wodociągowe.
   

   

   14. Deklarowanie zakresu projektu.

   
   
2. Zakładka Katalogi produktów – wczytać katalog zawierający stacje mieszkaniowe.
3. Zakładka Instalacje cieplne / Stacje mieszkaniowe - uzupełnić Typ i pozostałe dane domyślne, w szczególności:
   
   • Δθ_cwu (Podgrzew c.w.u.)
   • Sposób deklarowania wartości: Wydatek c.w.u.: "Na podstawie obliczeń modułu: Instalacje wodociągowe" - wartość V̇_{cwu Mieszkanie} (Wydatek c.w.u.) zostanie wyliczona na podstawie bilansu przepływów instalacji wodociągowej podłączonej do stacji, zgodnie z wybraną w module Instalacje wodociągowe normą obliczeniową.
   • wybrać metodę wymiarowania sieci zasilającej (Wymiarowanie sieci zasilającej zgodnie z: TU Dresden, DIN 4708, VDI 2072 lub DIN 1988-300).
     

     

     15. Scenariusz II - Wydatek c.w.u. wartość wyznaczona za pomocą modułu Instalacje wodociągowe.

     
     

Edycja instalacji

Wstawianie stacji mieszkaniowych i ich edycja graficzna

1. Wybrać zakres edycji Wodociągowe.
2. Wstawić stację mieszkaniową korzystając z ikony Stacja mieszkaniowa.
   

   

   16. Wstawianie elementu Stacje mieszkaniowe - zakres edycji Wodociągowe

   
   

Weryfikacja i uzupełnienie danych elementów instalacji

1. Zweryfikować w Tabela danych dane każdego elementu Stacja mieszkaniowa w zakresie:
   • Typ,
   • Odległość od rzędnej kondygnacji,
   • V̇_{cwu Mieszkanie} (Wydatek c.w.u.). Jeżeli w oknie Dane ogólne zostanie wybrana opcja Na podstawie obliczeń modułu: Instalacje wodociągowe, wartość ta zostanie wyliczona automatycznie. Można to jednak zmienić ręcznie dla konkretnego elementu Stacja mieszkaniowa. UWAGA! W tym przypadku wartość V̇_{cwu Mieszkanie} ma wpływ nadalsze obliczenia w następujący sposób:
     • jeżeli V_s (Przepływ objętościowy) wyznaczony za pomocą modułu Wodociągowe w oparciu o wybraną normę jest mniejszy niż lub równy w stosunku do wartości V̇_{cwu Mieszkanie} wprowadzonej ręcznie w oknie Tabela danych, to w obliczeniach uwzględniana jest wartość V_s wyznaczona za pomocą modułu Wodociągowe;
     • jeżeli V_s wyznaczony za pomocą modułu Wodociągowe w oparciu o wybraną normę jest wyższy niż wartość V̇_{cwu Mieszkanie} wprowadzona ręcznie w oknie Tabela danych, wtedy wartość V̇_{cwu Mieszkanie} podana ręcznie jest brana pod uwagę.
       

       

       17. V_s wyznaczony za pomocą modułu Wodociągowe jest wyższy niż V̇_{cwu Mieszkanie} entered manually.

       
       
   • V̇_{cwu Mieszkanie} (UWAGA! Jeżeli w oknie Dane ogólne zaznaczona została opcja Na podstawie obliczeń modułu: Instalacje wodociągowe, wartość ta wyznaczana jest automatycznie),
   • Δθ_cwu (UWAGA! Wejściowa temperatura wody użytkowej zasilającej stację mieszkaniową wynika z charakterystyk wymiennika dostarczonych przez producenta stacji i najczęściej wynosi 10°C),
   • dodatkowych akcesoriów i ich danych .
     

     

     18. Edycja danych elementu Stacje mieszkaniowe - Tabela danych

     
     

Podłączenie stacji mieszkaniowych

1. Podłączyć do stacji mieszkaniowej w miejsca oznaczone symbolem zasilanie oraz powrót medium dla instalacji grzewczej po stronie pierwotnej.Więcej informacji na ten temat: Łączenie kondygnacji z użyciem elementu "Pion"
2. Podłączyć do stacji mieszkaniowej w miejsca oznaczone symbolem zasilanie oraz powrót instalacji płaszczyznowej utworzonej zgodnie z artykułem Projektowanie instalacji ogrzewania podłogowego i ściennego.
3. Podłączyć do stacji mieszkaniowej w miejsca oznaczone symbolem zasilanie oraz powrót instalacji grzejnikowej, utworzonej zgodnie z artykułem Projektowanie instalacji grzewczych z grzejnikami konwekcyjnymi.
4. Podłączyć do stacji mieszkaniowej w miejsca oznaczone symbolem dopływ zimnej wody dla instalacji wodociągowej oraz rozprowadzenie instalacji, tj. działki Ciepła woda i Zimna woda, zgodnie z Projektowanie instalacji ciepłej i zimnej wody użytkowej.
   

Weryfikacja poprawności struktury instalacji

Krok wykonać jak dla Scenariusz I - wartość Wydatek c.w.u. deklarowana ręcznie.

Wykonanie obliczeń i weryfikacja wyników

Krok wykonać jak dla Scenariusz I - wartość Wydatek c.w.u. deklarowana ręcznie.

Wydruk/eksport wyników

Krok wykonać jak dla Scenariusz I - wartość Wydatek c.w.u. deklarowana ręcznie.

Możliwe przyczyny różnic pomiędzy wynikami uzyskanymi w programie a obliczeniami ręcznymi

Zastosowana metoda obliczeń współczynnika jednoczesności pracy stacji mieszkaniowej

Metoda zastosowana do obliczeń współczynnika jest wykazywana z oknie Wyniki.

19. Wykazanie metody zastosowanej do obliczeń i wymiarowania instalacji zasilającej stacje mieszkaniowe.

Metody obliczeń możliwe do zastosowania dla Scenariusza I:

• TU Dresden (metoda domyślna)
  
• DIN 4708
  
• VDI 2072
  

Metody obliczeń możliwe do zastosowania dla Scenariusza II:

• TU Dresden (metoda domyślna)
  
• DIN 4708
  
• VDI 2072
  
• DIN 1988-300
  

Moc wymagana wymiennika ciepła

W programie wymagana moc wymiennika wynika z charakterystyki zawartej w katalogu stacji mieszkaniowej.
Potencjonalne różnice pomiędzy między wynikami w programie a obliczeniami ręcznymi mogą wynikać z:

• różnych wersji materiałów, na podstawie których powstały katalogi i tych, z których korzysta projektant;
  
• dokładności odczytu mocy wymiennika z diagramu;
  
• oczekiwanej ekstrapolacji danych, której program nie wykonuje;
  
• porównywania wyników mocy z obliczeń ręcznych za pomocą wzorów wykorzystujących przepływ, temperaturę oraz ciepło właściwe czynnika.
  

Temperatura i przepływ czynnika w działkach powrotnych instalacji

Przy wyznaczaniu temperatury i przepływu w instalacji program uwzględnia ilość stacji mieszkaniowych pracujących w trybie przygotowania ciepłej wody użytkowej oraz tych zasilających mieszkaniowe instalacje ogrzewania. Na tej podstawie odpowiednio wyznacza przepływ i temperaturę powrotu w każdej działce po stronie pierwotnej.

Ręczne metody obliczeń zazwyczaj upraszczają obliczenia i zakładają stałą (jednakową dla wszystkich stacji) temperaturę powrotu.

Sposób deklarowania wartości: Wydatek c.w.u.

W programie jest dostępna metoda bazująca na dokładnych obliczeniach w oparciu o metody normowe. Natomiast w obliczeniach ręcznych bazuje się na narzuceniu stałej wartości Wydatek c.w.u.. W tym przypadku wartość V̇_{cwu Mieszkanie} określa, który z parametrów zostanie wykorzystany w dalszych obliczeniach: V̇_{cwu Mieszkanie} lub V_s. Więcej informacji na ten temat: Weryfikacja i uzupełnienie danych instalacji.

Inne możliwe przyczyny różnic

Ponadto różnice w uzyskanych wynikach obliczeń mogą wynikać z:

• zaokrąglenia i dokładności wyznaczanych wartości wielkości fizycznych w programie;
• przyjęcia różnych warunków brzegowych (np.: temperatur czynnika przy obliczaniu ciepła właściwego, wydajności odbiorników nie uwzględniających wychłodzeń czynnika grzewczego);
• zastosowania różnych norm i metod do wyznaczenia szczytowych wartości przepływu w instalacjach wodociągowych;
• specyfiki instalacji (np. instalacja pierścieniowa);
• przyjętej metody obliczeń mocy uzyskanej odbiorników.
  

Wpływ na przepływ w obiegu pierwotnym

Gdy wymagana jest korekta lub zmiana w metodach wymiarowania sieci zasilającej stacje, można ją zrealizować na kilka sposobów:

• poprzez zmianę wartości współczynnika w polu: Wsp. redukcji przepływu w obiegu pierwotnym
  

  

  20. Wsp. redukcji przepływu w obiegu pierwotnym.

  
  
• poprzez zmiany na zakładce Opcje doboru rur i izolacji:
  • dla zakresu Instalacje cieplne
    

    

    21. Opcje doboru rur i izolacji dla zakresu Instalacje cieplne.

    
    
  • oraz dla zakresu Instalacje wodociągowe
    

    

    22. Opcje doboru rur i izolacji dla zakresu Instalacje wodociągowe.

    
    
• poprzez wstawienie na instalacji elementu: Punkt redukcji.

W przypadku uwag do tego artykułu zachęcamy do przesłania krótkiej informacji na info@instalsoft.com.