Projektowanie instalacji z zastosowaniem stacji mieszkaniowych

Produkt	InstalSystem 5
Typ artykułu	LEKCJA PROJEKTOWANIA
Ostatnia aktualizacja	2023-07-14

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:

1. • 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.
     

     

     6. 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.
     

     

     7. Elementy w stacjach mieszkaniowych.

     
     
   • zestawienie stacji mieszkaniowych.
     

     

     8. 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: Automatically generate schematic views.

9. Rozwinięcie ­ .

Wydruk/eksport wyników

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

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.
   

   

   10. 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. Dodatkowo dla tego wariantu możliwe jest dokonanie wyboru metody wymiarowania sieci zasilającej (Wymiarowanie sieci zasilającej zgodnie z: "TU Dresden" lub "DIN 1988-300").
     

     

     11. Deklarowanie sposobu obliczania wydatku c.w.u.

     
     

Edycja instalacji

Wstawianie stacji mieszkaniowych i ich edycja graficzna

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

   

   12. 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} (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 .
     

     

     13. 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.

14. 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 zadeklarowana metoda bazująca na dokładnych obliczeniach w oparciu o metody normowe. Natomiast w obliczeniach ręcznych bazuje się na narzuceniu stałej wartości Wydatek c.w.u..

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
  

  

  15. Wsp. redukcji przepływu w obiegu pierwotnym.

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

    

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

    
    
  • oraz dla zakresu Instalacje wodociągowe
    

    

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

    
    
• poprzez wstawienie na instalacji elementu: Punkt redukcji.

BIM - Eksport instalacji do modelu IFC

Wywołaj okno eksportu za pomocą ikony Eksport pliku IFC, dostępnej na pasku Narzędzia główne, gdy aktywna jest zakładka Edytora 2D Wydruk.

18. Eksport pliku IFC.

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