Sieci cieplne

Dr inż. Elżbieta Wróblewska 

1

INFORMACJE O WYKŁADOWCY 

Dr inż. Elżbieta Wróblewska 

Zakład Miernictwa i Ochrony Atmosfery W9/I-20 

Pok. 204 bud. A-4 

Tel. (71) 320 41 68 

E-mail: e.wroblewska@pwr.wroc.pl 

Konsultacje: 

Aktualne informacje na stronie www.wme.pwr.wroc.pl w zakładce 

Studenci/Harmonogram konsultacji 

2

KRÓTKI OPIS KURSU 

Kurs „Sieci cieplne” przybliża zagadnienia budowy i eksploatacji 

systemów ciepłowniczych stosowanych w zakładach 

przemysłowych oraz w budownictwie mieszkaniowym. Porusza 

też tematykę doboru, przesyłania i rozdziału ciepła, źródła 

ciepła, budowy oraz pracy sieci cieplnych, parowych i wodnych. 

Zajęcia prowadzone są dla specjalistów w zakresie budowy i 

eksploatacji cieplnych urządzeń przemysłowych. 

3

TEMATYKA WYKŁADÓW 

1. Wstęp. (definicja sieci cieplnej, sposoby przesyłania ciepła, podział sieci cieplnych, projektowanie 

sieci cieplnych) 

2. Omówienie podstawowych rodzajów nośników ciepła. (rodzaje nośników ciepła, zasięgi sieci 

cieplnych w zależności od rodzaju nośnika cieplnego, etapy projektowania sieci cieplnej lokalnej i 

zdalaczynnej, wymagania stawiane nośnikom ciepła) 

3. Układy sieci cieplnych wodnych, parowych, ogrzewania i wentylacji. (rodzaje ukształtowania 

sieci cieplnych, kryteria doboru właściwego kształtu sieci cieplnej, schematy sieci jedno-, dwu-, 

trój- i czteroprzewodowej, zasady układania sieci cieplnych wodnych i parowych) 

4. Bilans cieplny zapotrzebowania na ciepło. (składniki bilansu cieplnego, wyznaczanie 

zapotrzebowania ciepła na cele ogrzewania, ciepłej wody użytkowej oraz klimatyzacji i wentylacji) 

5. Regulacja dostarczania ciepła. (sposoby regulacji dostarczania ciepła w sieciach cieplnych, 

zastosowanie układów automatycznej regulacji, zasady postępowania przy uruchamianiu, postoju 

i remoncie sieci cieplnych, zabezpieczenia stosowane w wodnym i parowym systemie 

ciepłowniczym, wyłączanie sieci) 

6. Obliczenia hydrauliczne sieci cieplnych. (określenie parametrów nośnika ciepła w zależności 

od jego przeznaczenia, wykres piezometryczny, objętościowy strumień przepływu nośnika ciepła, 

średnica rurociągu sieci cieplnej, rzeczywista prędkość nośnika ciepła w sieci cieplnej) 

4

TEMATYKA WYKŁADÓW 

7. Gospodarka kondensatem. (straty nieuniknione, straty nieuzasadnione, rodzaje urządzeń 

odwadniających, wymagania stawiane odwadniaczom, kontrolowanie pracy odwadniaczy) 

8. Przewody sieci cieplnych. (sposoby i systemy obiegu wody w instalacji ciepłowniczej, rodzaje 

rur i sposoby ich wykonania, standardowe grubości rur, sposoby łączenia elementów rurowych, 

rury preizolowane, sposoby łączenia rur preizolowanych, dodatkowe wyposażenie przewodów 

sieci cieplnej, sposoby układania przewodów sieci cieplnej, izolowanie przewodów) 

9. Węzły cieplne i parowe. (definicja węzła cieplnego, zadania i rodzaje węzłów cieplnych, 

sposoby budowy węzłów cieplnych, rodzaje parowych węzłów cieplnych) 

10. Kompensacja wydłużeń termicznych. (metody kompensacji wydłużeń termicznych sieci 

cieplnych, rodzaje kompensatorów, wady i zalety przykładowych kompensatorów) 

11. Certyfikacja energetyczna. (regulacje prawne dotyczące certyfikacji energetycznej, suwak 

energetyczny, certyfikat energetyczny) 

12. Audyt energetyczny. (regulacje prawne dotyczące audytu energetycznego, audyt energetyczny, 

audyt remontowy) 

5

LITERATURA 

Literatura podstawowa: 

‣ Górecki J., Sieci cieplne, Skrypt Politechniki Wrocławskiej, 

Wrocław 1997. 

‣ Kołodziejczyk L., Gospodarka cieplna w ogrzewnictwie, 

Arkady, 1989. 

‣ Kamler W., Ciepłownictwo, PWN, 1976. 

Literatura uzupełniająca: 

‣Mielnicki J., Centralne ogrzewanie – regulacja i eksploatacja, 

Arkady, 1985. 

‣Szczechowiak E., Energooszczędne układy zaopatrzenia 

budynków w ciepło, Envirotech, Poznań 1994. 

6

WYKŁAD 1 

1. Wstęp 

‣ definicja sieci cieplnej, 

‣ sposoby przesyłania ciepła, 

‣ podział sieci cieplnych, 

‣ projektowanie sieci cieplnych. 

2. Omówienie podstawowych rodzajów nośników ciepła 

‣ rodzaje nośników ciepła, 

‣ zasięgi sieci cieplnych w zależności od rodzaju nośnika cieplnego, 

‣ wymagania stawiane nośnikom ciepła. 

7

WSTĘP 

SIEĆ CIEPLNA – zespół urządzeń 

technicznych służących do 

transportu energii cieplnej od źródła 

ciepła do odbiorców, za 

pośrednictwem czynnika grzejnego 

(nośnika ciepła). 

8

WSTĘP 

Stosuje się dwa sposoby przesyłania ciepła na 

odległość: 

‣ z centralnie położonych źródeł ciepła, z których ciepło 

jest przesyłane na możliwie duże odległości, 

‣ z lokalnych sieci cieplnych, zainstalowanych np. w 

zakładzie produkcyjnym, osiedlu mieszkaniowym lub 

budynku mieszkalnym. 

9

WSTĘP 

Podział sieci cieplnych w zależności od przeznaczenia sieci 

na: 

‣ przemysłowe, 

‣ komunalne (miejskie lub osiedlowe), 

‣ mieszane (przemysłowo-komunalne). 

Ekonomicznie uzasadnione zasięgi to: 

‣ 5-10 km – przesyłanie wody gorącej, 

‣ 2-3 km – przesyłanie pary wodnej o ciśnieniu 0,4-1,2 MPa, 

‣ ok. 1 km – przesyłanie pary wodnej o ciśnieniu do 0,2 MPa. 

10

WSTĘP 

Etapy projektowania sieci zdalaczynnej: 

‣ studia techniczno-ekonomiczne, 

‣ projekt koncepcyjny. 

‣ projekt wstępny. 

Etapy projektowania sieci lokalnej: 

‣ określenie zapotrzebowania na ciepło do celów grzewczych, 

technologicznych i socjalnych. 

11

OMÓWIENIE PODSTAWOWYCH RODZAJÓW 

NOŚNIKÓW CIEPŁA 

Nośnikami ciepła są substancje ciekłe lub gazowe. Ich 

zadaniem jest: 

‣ odbiór (magazynowanie) ciepła w jego źródle, transport i 

oddawanie go w odbiorniku (nośniki grzejące), 

‣ oddawanie ciepła w instalacji chłodniczej, transport 

oziębionego nośnika i np. chłodzenie produktów w 

urządzeniach technologicznych (nośniki ogrzewane). 

12



Wymagania stawiane czynnikom grzejnym: 

‣ duża entalpia (tzw. zawartość ciepła) w stanie ogrzewanym, 

‣ małe straty energii na potrzeby transportowania, 

‣ nieszkodliwość i nieagresywność dla człowieka, rur i środowiska, 

‣ niski koszt i przystępność. 

13



Podstawowe rodzaje nośników ciepła: 

‣ para wodna, 

‣ woda, 

‣ ciecze o podwyższonej temperaturze wrzenia, 

‣ spaliny lub gorące gazy, 

‣ powietrze. 

14

WYKŁAD 2 

3. Układy sieci cieplnych wodnych, parowych, ogrzewania i wentylacji 

‣ rodzaje ukształtowania sieci cieplnych, 

‣ kryteria doboru właściwego kształtu sieci cieplnej, 

‣ schematy wybranych układów sieci (jedno-, dwu-, trój- i 

czteroprzewodowe), 

‣ zasady układania sieci cieplnych wodnych i parowych. 

15

UKŁADY SIECI CIEPLNYCH WODNYCH, 

PAROWYCH, OGRZEWANIA I WENTYLACJI 

Aby zapewnić sprawny przesył ciepła do każdego odbiorcy, 

sieci cieplne buduje się nadając im kształt: 

‣ kratownicy, 

‣ pierścieniowy, 

‣ promienisty, 

‣ pajęczy (odmiana sieci o kształcie 

promienistym), 

‣ mieszany. 

Rys. 1. Układ warszawskiej sieci cieplnej. 

Źródło: www.cas.eu 

16



‣ zasilanie z dwóch źródeł 

‣ układ sieci zgodny z 

układem ulic 

‣ gwarancja dostawy ciepła w 

przypadku awarii jednego ze 

źródeł lub uszkodzenia 

odcinka sieci 

Rys. 2. Sieć cieplna w postaci kratownicy. 

Źródło: J. Górecki „Sieci cieplne” 

17



‣ zasilanie z jednego źródła 

ciepła 

‣ gwarancja dostawy ciepła 

w przypadku awarii odcinka 

magistrali ze względu na 

możliwość dwukierunkowego 

przesyłu ciepła 

Rys. 3. Sieć cieplna pierścieniowa. 


18



‣ jedno źródło ciepła 

‣ w razie awarii układu sieci 

ciepłowniczej istnieje duże 

zagrożenie bezpieczeństwa 

dostaw ciepła do odbiorców 

Rys.4. Sieć cieplna promienista. 


19



Rys. 5. Sieć cieplna pajęcza. 

‣ jedno źródło ciepła 

‣ w wypadku awarii sieci 

ciepłowniczej zagrożone są dostawy 

ciepła tylko dla odbiorców z 

uszkodzonej „nitki” sieci 


20



Sieci wodne cechuje dowolność dostosowywania spadków do 

konfiguracji terenu. Przewody magistralne sieci wodnych są z 

reguły układane w płytkich nieprzechodnich kanałach, przy 

czym kierunek oraz wielkości spadku przewodu zasilającego i 

powrotnego są takie same. 

Zazwyczaj oba przewody układa się obok siebie, aby ułatwić 

montaż, kontrolę i konserwację. Minimalne spadki przewodów 

oraz dna kanałów wynoszą około 1,5‰. 

Jeżeli sieć cieplna jest układana na niezbyt długich odcinkach, to 

przewody wodnej sieci cieplnej mogą być ułożone bez spadku. 


21



a) c) b) 

Rys. 6. Schemat jednoprzewodowej sieci cieplnej z odbiornikami centralnego ogrzewania i wody ciepłej na potrzeby socjalne: 

a – z zastosowaniem hydroelewatora, b – z zastosowaniem wymiennika ciepła, c – podłączenie bezpośrednie, 1 – kotłownia, 

2 – hydroelewator, 3 – grzejniki centralnego ogrzewania, 4 – zbiornik wody, 5 – odprowadzenie wody do celów socjalnych, 6 – 

wymiennik ciepła, 7 – odpowietrzenie, 8 – naczynia wzbiorcze, 9 – doprowadzenie wody uzupełniającej. 


22



Rys. 7. Schemat trójprzewodowej wodnej sieci cieplnej: 1 – odbiorniki technologiczne podłączone bezpośrednio, 2 – centralne 

ogrzewanie podłączone bezpośrednio, 3 – nagrzewnice wentylacyjne podłączone bezpośrednio, 4 – centralne ogrzewanie 

podłączone przez hydroelewator, 5 – centralne ogrzewanie podłączone przez wymiennik ciepła, 6 – odbiorniki socjalne 

podłączone przez wymiennik ciepła, 7 – źródło ciepła, 8 – przewód regulacyjny, 9 – pompa sieciowa. 


23



Przewody sieci parowych powinny być zawsze prowadzone ze 

spadkiem, aby umożliwić spływ kondensatu do najniżej 

położonych urządzeń odwadniających. W razie niezgodności 

kierunków przepływu pary wodnej i kondensatu należy 

zmniejszać prędkość przepływu pary, a tym samym zwiększać 

średnicę przewodów. 

Sieć kondensatu musi być tak zbudowana, aby zapewniała 

grawitacyjny spływ kondensatu do zbiornika, umieszczonego 

możliwie najbliżej źródła ciepła. Minimalny spadek przewodów 

dla grawitacyjnego spływu kondensatu wynosi 3‰. 


24




Rys. 8. Schemat układu parowej sieci cieplnej: a – układ „w piłę”, b – 

układ z przeciwnym spadkiem, 1 – para wodna, 2 – odbiornik ciepła, 3 – 

odwadniacz, 4 – kondensat. 

25

WYKŁAD 3 

4. Bilans cieplny zapotrzebowania na ciepło 

‣ składniki bilansu cieplnego, 

‣ wyznaczanie zapotrzebowania ciepła na cele ogrzewania, ciepłej wody 

użytkowej oraz klimatyzacji i wentylacji. 

26

BILANS CIEPLNY ZAPOTRZEBOWANIA NA 

CIEPŁO 

Bilans cieplny łącznego zapotrzebowania ciepła dla aglomeracji miejskiej obejmuje: 

‣ ciepło na cele centralnego ogrzewania budynków (o różnym przeznaczeniu), Q co 

‣ ciepło na przygotowanie ciepłej wody użytkowej (dla budynków o różnych 

funkcjach), Q cwu 

‣ ciepło na potrzeby wentylacji i klimatyzacji (tylko dla budynków użyteczności 

publicznej i przemysłowych), Q w . 

Q cwu 

Q 

obiekt 

Q co 

Q w 

Rys. 9. Schemat układu bilansowego zapotrzebowania na ciepło. 

27


CIEPŁO 

Zapotrzebowanie ciepła na cele centralnego ogrzewania, kW: 

Qco 0, 001q 

co 

V 

(1) 

V – objętość zewnętrzna ogrzewanych budynków, m 3 , 

q co – obliczeniowy wskaźnik jednostkowego zapotrzebowania ciepła na cele co, W/m 3 . 

Zapotrzebowanie ciepła na cele ciepłej wody użytkowej dla budynków 

mieszkalnych, kW: 

1 

Qcwu 

= Gcwuc 

ptcwua1 

(2) 

3600 

G cwu – maksymalny obliczeniowy godzinowy przepływ ciepłej wody, kg/h, 

c p – ciepło właściwe wody, kJ/(kgK), 

Δt cwu – obliczeniowa różnica temperatury ciepłej i zimnej wody, ºC, 

a 1 – współczynnik zależny od rodzaju węzła cieplnego. 

Źródło: A. Szkarowski, L. Łatowski „Sieci i centrale cieplne” 

28


CIEPŁO 

Zapotrzebowanie ciepła na cele ciepłej wody użytkowej dla budynków 

użyteczności publicznej oraz budynków o przeznaczeniu przemysłowym, kW: 

Q 

cwu 

= 0, 001 

q 

cwu 

V 

(3) 

V – objętość zewnętrzna wentylowanych pomieszczeń, m 3 , 

q cwu – obliczeniowy wskaźnik jednostkowego zapotrzebowania ciepła na cele ciepłej wody użytkowej, (W/m 3 ). 

Zapotrzebowanie ciepła na cele wentylacji, kW: 

Q = 0, 001q V 

(4) 

w 

w 

w 

V w – objętość wewnętrzna wentylowanych pomieszczeń, m 3 , 

q w – obliczeniowy wskaźnik jednostkowego zapotrzebowania ciepła na cele wentylacji, (W/m 3 ). 


29


CIEPŁO 

Łączne roczne zapotrzebowanie ciepła na potrzeby ciepłownictwa w 

aglomeracji miejskiej, GJ: 

 

r r r 

Q = Qco 

+ Qw 

+ 

Q 

r 

cwu 

(5) 

Q cor – roczne zapotrzebowanie ciepła na potrzeby centralnego ogrzewania, GJ, 

Q wr – roczne zapotrzebowanie ciepła na potrzeby wentylacji, GJ, 

Q cwur – roczne zapotrzebowanie ciepła na potrzeby ciepłej wody użytkowej, GJ. 


30

WYKŁAD 4 

5. Regulacja dostarczania ciepła 

‣ sposoby regulacji dostarczania ciepła w sieciach cieplnych, 

‣ zastosowanie układów automatycznej regulacji, 

‣ zasady postępowania przy uruchamianiu, postoju i remoncie sieci 

cieplnych, 

‣ zabezpieczenia stosowane w wodnym i parowym systemie 

ciepłowniczym, 

‣ wyłączanie sieci. 

31

REGULACJA DOSTARCZANIA CIEPŁA 

REGULACJA PRACY SIECI 

MIEJSCOWA CENTRALNA ŁĄCZNA 

JAKOŚCIOWA 

ILOŚCIOWO-JAKOŚCIOWA 

ILOŚCIOWA 

Rys. 10. Rodzaje metod regulacji pracy sieci cieplnej. 

32


REGULACJA CENTRALNA może być stosowana w sieciach cieplnych 

zasilających odbiorniki o takim samym rodzaju zużycia ciepła. 

REGULACJA MIEJSCOWA jest stosowana wówczas, gdy odbiory ciepła są 

różne i zmienne w czasie. 

REGULACJA ŁĄCZNA – centralna i miejscowa, jest stosowana najczęściej. 

33


Najpowszechniejszym sposobem regulacji centralnej jest 

regulacja temperatury czynnika grzejnego, opuszczającego 

źródło ciepła. Jest to tak zwana regulacja jakościowa. 

Można ponadto stosować regulację ilościową, polegającą 

na zmianie natężenia strumienia czynnika dostarczanego do 

odbiorcy, oraz regulację ilościowo-jakościową. 

34


Automatyczne sterowanie pracą kotłów i układów ciepłowniczych z 

wykorzystaniem: 

‣ systemów automatycznego sterowania pracą kotła instalowanych przy 

kotle, 

‣ systemów automatycznego sterowania pracą węzłów cieplnych, 

‣ automatycznego sterowania i pomiarów ilości ciepła dostarczanego do 

ogrzewanych pomieszczeń – stosowanie ciepłomierzy, 

‣ komputerowego obserwowania i regulacji pracy kotłów oraz 

systemów ciepłowniczych. 

35


PRZYGOTOWANIE SIECI I URZĄDZEŃ DO URUCHOMIENIA 

Stwierdzenie gotowości do uruchomienia musi być poprzedzone sprawdzeniem 

stanu technicznego sieci i urządzeń 

Za realizację programu uruchomienia odpowiedzialność ponosi dyspozytor sieci. 

URUCHAMIANIE SIECI 

Bezpośrednio przed rozpoczęciem uruchamiania sieci cieplnej należy sprawdzić 

stan armatury. 

36


Etapy uruchamiania sieci cieplnej wodnej: 

‣ napełnianie wodą, 

‣ płukanie, 

‣ próby ciśnieniowe i szczelności, 

‣ uruchomienie. 

Etapy uruchamiania sieci cieplnej parowej: 

‣ podniesienie temperatury i ciśnienia pary, 

‣ przedmuchanie przewodów (dot. uruchamiania przewodów nowych lub po 

kapitalnym remoncie). 

‣ podgrzanie i napełnianie przewodów. 

37


Do podstawowych urządzeń zabezpieczających pracę kotłów parowych, 

podlegających przepisom dozoru technicznego należą: 

‣ manometr (przynajmniej jeden) umieszczony na wysokości nie większej 

niż 2m nad stanowiskiem palacza, 

‣ termometry umieszczone za podgrzewaczami lub przegrzewaczami, 

jeżeli w kotle są takie urządzenia, 

‣ wodowskaz w kotłach płomienicowych lub walczakowych, 

‣ zawory bezpieczeństwa – powinno się instalować minimum dwa, 

niezależne od siebie zawory, w miejscach dostępnych dla obsługi. 

38


Zależnie od wymaganej temperatury wody stosowane są różne systemy 

zabezpieczające: 

‣ w ogrzewaniu niskotemperaturowym – łączenia kotłów i urządzeń 

bezpośrednio z atmosferą za pośrednictwem naczynia 

wzbiorczego, 

‣ w ogrzewaniu średniotemperaturowym – zabezpieczenia 

hydrauliczne z wylotem do atmosfery, 

‣ w ogrzewaniu wysokotemperaturowym – zawory bezpieczeństwa. 

Układy grzewcze nisko- i średniotemperaturowe należą do systemów 

otwartych, układy wysokotemperaturowe zalicza się do systemów 

zamkniętych. 

39


Zabezpieczenia urządzeń w parowym systemie ciepłowniczym : 

‣ hydrauliczne przyrządy bezpieczeństwa, 

‣ manometr cieczowy lub sprężynowy z syfonem i kurkiem dwudrogowym, 

‣ wodowskaz z dwoma kurkami wodowskazowymi i jednym probierczym, 

‣ sygnał akustyczny (gwizdawka) sygnalizujący przekroczenie 

dopuszczalnego ciśnienia, 

‣ „gwizdawka” sygnalizująca brak wody w kotle. 

40


Czynności związane z obsługą sieci podczas jej normalnej eksploatacji 

polegają gównie na utrzymywaniu i kontroli wymaganych 

parametrów pracy oraz na kontroli stanu technicznego sieci i 

urządzeń pomocniczych. 

Podstawowe obowiązki personelu sprawdzającego stan techniczny: 

‣ kontrola połączeń kołnierzowych, 

‣ kontrola pracy kompresorów wydłużeń, 

‣ kontrola pracy odpowietrzeń i odwodnień, 

‣ kontrola stanu izolacji cieplnej i antykorozyjnej. 

41


Wyłączenie urządzeń i sieci cieplnej może być planowane lub 

dokonywane w sytuacjach awaryjnych. 

Planowane wyłączenie dzieli się na dwa rodzaje: 

‣ wyłączenie w celu przeprowadzenia jednodniowego remontu, 

‣ wyłączenie z powodu postoju dłuższego niż jedna doba. 

O terminie planowanego wyłączenia należy wcześniej powiadomić 

odbiorców ciepła. Wyłączenie to może dotyczyć całej sieci lub 

wybranego jej odcinka. 

42


pęknięcie 

przewodu 

zapadanie 

kanałów 

opadnięcie 

przewodów 

z podpór 

uszkodzenie 

podpory 

pęknięcie armatury 

uszkodzenie 

instalacji u 

odbiorcy 

zapowietrzenie instalacji 

cieplnej 

STANY AWARYJNE SIECI I 

URZĄDZEŃ 

uszkodzenie 

kompensatorów 

dławicowych 

uderzenia hydrauliczne 

ponadnormatywne 

ubytki wody 

wzrost ciśnienia powyżej 

dopuszczalnego 

odparowanie 

wody w instalacji 

u odbiorcy 

zamarznięcie 

instalacji 

Po usunięciu awarii należy określić jej przyczynę i zastosować odpowiednie 

środki zapobiegawcze. 

43

WYKŁAD 5 

6. Obliczenia hydrauliczne sieci cieplnych 

‣ określenie parametrów nośnika ciepła w zależności od jego przeznaczenia, 

‣ wykres piezometryczny, 

‣ objętościowy strumień przepływu nośnika ciepła, 

‣ średnica rurociągu sieci cieplnej, 

‣ rzeczywista prędkość nośnika ciepła w sieci cieplnej. 

7. Gospodarka kondensatem 

‣ straty nieuniknione, 

‣ straty nieuzasadnione, 

‣ rodzaje urządzeń odwadniających, 

‣ wymagania stawiane odwadniaczom, 

‣ kontrolowanie pracy odwadniaczy. 

44

OBLICZENIA HYDRAULICZNE SIECI CIEPLNYCH 

Nośnik ciepła, którego przyrost temperatury następuje w źródle 

ciepła, może być stosowany do celów: 

‣ technologicznych, 

‣ socjalnych, 

‣ grzewczych, 

lub tylko do jednego z tych celów. 

45


t 

źc 

= t 

" 

od 

+ t + t 

t” od – wymagana temperatura w odbiorniku cieplnym, 

Δt – spiętrzenie temperatur w odbiorniku, 

Δt s – spadek temperatury w sieci cieplnej między źródłem ciepła a odbiornikiem. 

s 

(6) 


Rys. 11. Schemat instalacji w układzie kocioł parowy-odbiornik technologiczny: 1 – kocioł parowy, 2 – odbiornik 

technologiczny, 3 – urządzenie odwadniające, 4 – zbiornik wody, 5 – pompa. 

46


Rys. 12. Zasada budowy wykresu piezometrycznego: A-D – linia ciśnień w przewodzie zasilającym, A’-D’ – linia ciśnień w przewodzie powrotnym, A’ – 

ciśnienie przed pompą, E – ciśnienie za pompą, C – ciepłownia, B 1 -B 2 – wysokości najwyżej położonych instalacji co w budynkach, ΔH c – spadek 

ciśnienia w ciepłowni, ΔH – wysokość podnoszenia pompy obiegowej, H t – wysokość ciśnienia pompy obiegowej, h 1 – wysokość ciśnienia w punkcie X 

przewodu zasilającego, h 2 – wysokość ciśnienia w punkcie X przewodu powrotnego, Δh = h 1 -h 2 – wysokość ciśnienia ekspozycyjnego punktu X sieci 

cieplnej, h s – wysokość ciśnienia statycznego w spoczynku w stosunku do wysokości terenu, h 4 , h 5 , h 6 – wysokości w sieci cieplnej odniesione do 

najwyżej położonej instalacji co w budynku B 4 . 


47


Rys. 13. Zależność kosztów inwestycyjnych od 

średnicy przewodu: 1 – koszt izolacji, 2 – koszt 

przewodów, 3 – koszt kanału cieplnego. 

k 

i 

= 

k 

m 

p 

l 

100 

(7) 

k m – koszt jednego metra przewodu wraz z kosztami dodatkowymi, zł/h, 

l – długość przewodu, m, 

p – stawka amortyzacyjna, %/rok. 


48

. 

Q 


Rys. 14. Całkowity koszt transportu ciepła w zależności od 

średnicy przewodu: 1 – koszt pompowania, 2 – koszt strat 

ciepła, 3 – koszt amortyzacji. 

Objętościowy strumień przepływu nośnika ciepła wynikający z zapotrzebowania 

ciepła oraz spadku entalpii nośnika ciepła: 

. 

Q 

q v 

. 

Q 

– strumień ciepła, W, 

Δi – spadek entalpii właściwej nośnika ciepła, kJ/m 3 . 

= (8) 

i 


49


Średnica rurociągu, m: 

d 

 

4qv 

w 

(9) 

Rzeczywista prędkość nośnika ciepła, m/s: 

w 

= 

4q 

d 

q 

v m 

v 

2 

= = 1,27 

2 

= 1, 27 

Fśr 

d 

q 

d 

q 

m 

2 

śr 

(10) 

q m – strumień masy nośnika ciepła, kg/s, 

Ρ śr – średnia gęstość przepływającego nośnika, kg/m 3 . 


50


Tabela 1. Stosowane prędkości przepływu nośników ciepła w rurociągach 

RODZAJ NOŚNIKA CIEPŁA RODZAJ RUROCIĄGU PRĘDKOŚĆ PRZEPŁYWU, 

m/s 

para wodna przegrzana 

para wodna nasycona 

rurociąg główny 

odgałęzienia 

rurociąg główny 

odgałęzienia 

40-70 

30-40 

30-40 

20-30 

para wodna wylotowa o nadciśnieniu 0,1 MPa 30-60 

woda zasilająca 

woda chłodząca 

rurociąg tłoczny 

rurociąg ssawny 



1,2-2,5 

0,3-0,8 

1,0-2,0 

0,7-1,5 

skropliny - 1,0-2,0 

gaz 

powietrze sprężone 

olej 

o nadciśnieniu 0,2 MPa 

o nadciśnieniu 0,5 MPa 

w rurociągach dalekosiężnych 



doprowadzenie 

odprowadzenie 

5-20 

10-35 

25-65 

20-30 

12-20 

0,8-1,2 

0,2-0,3 


51

GOSPODARKA KONDENSATEM 

Straty nieuniknione – straty związane z pracą urządzeń parowych. 

Podczas prawidłowej eksploatacji tych urządzeń straty mogą być 

minimalizowane. 

Do strat nieuniknionych zalicza się: 

‣ wypuszczanie wody podczas odmulania lub odsalania kotłów, 

‣ stosowanie zdmuchiwaczy parowych do oczyszczenia powierzchni 

ogrzewalnej kotłów, 

‣ stosowanie pary do napędu urządzeń pomocniczych w kotłowni, 

‣ straty powstające podczas uruchomiania kotłów, zwłaszcza jeżeli para 

jest odprowadzana do atmosfery (szczególnie duże w razie 

przedmuchiwania przegrzewaczy pary lub kotłów przepływowych), 

‣ straty w uszczelnieniach pomp i turbin, 

‣ straty w zaworach bezpieczeństwa. 

52


Straty nieuzasadnione – nie powinno ich być, ale zdarzają się. 

Najczęstszymi przyczynami są: 

‣ nieszczelności w sieci rurociągów lub w armaturze, 

‣ odprowadzanie skroplin do kanalizacji, 

‣ błędny układ sieci cieplnej (np. brak odwadniaczy), 

‣ odprowadzanie pary wtórnej (oparów) do atmosfery, 

‣ bezpośrednie wykorzystanie skroplin do celów technologicznych. 

53


Wymagania stawiane poprawnej budowie i działaniu odwadniaczy: 

‣ prosta konstrukcja i użycie ogólnie dostępnych materiałów, 

‣ samoczynne działanie, 

‣ małe wymiary, 

‣ niewrażliwość na mechaniczne i chemiczne zanieczyszczenia 

skroplin oraz korozję, 

‣ dogodność demontażu, czyszczenia i wymiany części zamiennych, 

‣ wytrzymałość i szczelność, 

‣ prawidłowe działanie w możliwie dużych granicach wahań 

ciśnienia, temperatury i strumienia masy, 

‣ łatwość kontroli pracy. 

54


Rodzaje odwadniaczy pod 

względem zasady 

działania: 

‣ odwadniacze syfonowe, 

‣ odwadniacze z pływakiem 

zamkniętym, 

‣ odwadniacze z pływakiem 

otwartym, 

‣ odwadniacze dławiące, 

‣ odwadniacze płytkowe 

(termodynamiczne). 

Rys. 15. Odwadniacz pływakowy 

Źródło: www.klimatech.net.pl 

55

WYKŁAD 6 

7. Przewody sieci cieplnych 

‣ sposoby i systemy obiegu wody w instalacji ciepłowniczej, 

‣ rodzaje rur i sposoby ich wykonania, 

‣ standardowe grubości rur, 

‣ sposoby łączenia elementów rurowych, 

‣ rury preizolowane, 

‣ sposoby łączenia rur preizolowanych, 

‣ dodatkowe wyposażenie przewodów sieci cieplnej, 

‣ sposoby układania przewodów sieci cieplnej, 

‣ izolowanie przewodów. 

8. Węzły cieplne i parowe 

‣ definicja węzła cieplnego, 

‣ zadania i rodzaje węzłów cieplnych, 

‣ sposoby budowy węzłów cieplnych, 

‣ parowych węzłów cieplnych. 

56

PRZEWODY SIECI CIEPLNYCH 

Podstawowe sposoby obiegu wody w instalacji ciepłowniczej: 

‣ obieg naturalny – w obiegu naturalnym samoczynna cyrkulacja 

wody jest wywołana w kotle wodnym różnicą gęstości wody przed i 

za kotłem. 

‣ obieg wymuszony – w obiegu wymuszonym instalowane są 

pompy obiegowe, których zadaniem jest pokonywanie oporów 

przepływu oraz różnicy wysokości sieci wodnej. 

W obu obiegach rozróżnia się dwa systemy: 

‣ otwarte, 

‣ zamknięte. 

57


Rodzaje rur stosowanych w systemach ciepłowniczych: 

‣ rury stalowe, 

‣ rury miedziane, 

‣ rury z tworzyw sztucznych. 

W zależności od sposobu wykonania rozróżniamy: 

‣ rury ze szwem, zgrzewane lub spawane, 

‣ rury bez szwu, walcowane lub ciągnione. 

Grubości ścian rur mają trzy wymiary: dla rur lekkich, średnich i ciężkich. W 

ciepłownictwie stosowane są rury średnie. 

Stosowane są dwa podstawowe sposoby łączenia rur: 

‣ nierozłączne, 

‣ rozłączne. 

58


Rys. 16. Rura preizolowana dla sieci parowych. 

Źródło: http://systemyogrzewania.pl 

59


Miejsca połączeń stalowych rur 

przewodowych są izolowane za 

pomocą specjalnych muf: 

‣ metalowych skręcanych, 

‣ termokurczliwych, 

‣ zgrzewanych. 

Rys. 17. Zgrzewanie mufy. 

Uzbrojenie przewodów sieci cieplnej w armaturę służy do kierowania 

ruchem nośnika ciepła. W zależności od zadań, jakie spełnia 

armatura, można podzielić ją na sterującą, zabezpieczającą i 

pomocniczą. 

Źródło: www.rutex.pl 

60


Sposoby układania przewodów sieci cieplnej: 

‣ naziemne 

‣podziemne 

kanały przechodnie, 

kanały półprzechodnie, 

kanały nieprzechodnie. 

61


Wymagania stawiane materiałom izolacyjnym: 

‣ niski współczynnik przewodzenia ciepła, 

‣ wysoka temperatura zapłonu, 

‣ lekkość, 

‣ duża wytrzymałość mechaniczna, 

‣ mała nasiąkliwość, 

‣ niska cena materiału izolacyjnego, 

‣ niski koszt wykonania, 

‣ niski koszt eksploatacji (konserwacji) izolacji. 

62


1 – zawiesie kanału 

2 – taśma aluminiowa samoprzylepna 

3 – ALU LAMELLA MAT 

4 – kanał wentylacyjny 

5 – szpilki zgrzewane 

6 – nakładka samozakleszczająca się 

Rys. 18. Przykład zastosowania izolacji cieplnej na przewodzie wentylacyjnym. 

Źródło: Materiały promocyjne firmy LOGSTOR 

63


1,2,3 – FIREBATTS lub WIRED 

MAT 

4 – odstępnik 

5 – szpilka mocująca izolację, 

6 – nakładka 

samozakleszczająca się 

7 – listwa profilowa 

8 – blacha osłonowa 

Rys. 19. Przykład zastosowania izolacji cieplnej na przewodzie wentylacyjnym. 


64


1 – rurociąg 

niskotemperaturowy 

2 – ROCKMATA 

3 – płaszcz ochronny z blachy 

płaskiej 

Rys. 20. Przykład zastosowania izolacji 

cieplnej na przewodzie ciepłowniczym. 


65

WĘZŁY CIEPLNE PAROWE I WODNE 

Węzły cieplne – przeznaczone do rozdziału strumieni nośników ciepła i 

ewentualnej regulacji ich parametrów, płynących do 

poszczególnych odbiorników lub ich grup. 

Rodzaje węzłów cieplnych: 

‣ wodne węzły cieplne, 

‣ parowe węzły cieplne. 

66


ZADANIA WĘZŁA 

CIEPLNEGO 

umożliwianie pomiarów zużycia ciepła przez 

poszczególne grupy odbiorców 

przekazywanie ciepła z sieci przesyłowej do 

sieci rozdzielczej 

zatrzymywanie zanieczyszczeń nośnika ciepła 

obniżanie temperatury i ciśnienia nośnika 

ciepła (w zależności od potrzeb) 

zabezpieczanie instalacji wewnętrznej przed 

nadmiernym wzrostem ciśnienia powyżej 

dopuszczalnego 

powodowanie krążenia nośnika ciepła w 

instalacji sieci wewnętrznej 

67


Sposoby budowy węzłów cieplnych w zależności od rodzaju 

przepływającego nośnika ciepła: 

‣ połączenie bezpośrednie (węzły bezpośrednie), 

‣ połączenie za pomocą pomp strumieniowych (hydroelewatorów, 

węzły hydroelewatorowe), 

‣ połączenie przez wymienniki ciepła (węzły z rozdziałem obiegów 

zewnętrznego i wewnętrznego), 

‣ połączenie za pomocą pomp mieszających i jednoczesne obniżenie 

temperatury wody zasilającej (węzły cieplne pompowego 

zmieszania). 

68


PODSTAWOWE ZADANIA 

ZWIĄZANE Z OBSŁUGĄ WĘZŁÓW 

CIEPLNYCH 

regulacja strumieni 

przepływów nośnika ciepła 

regulacja parametrów 

nośnika ciepła 

uruchamianie i 

zatrzymywanie urządzeń 

oraz węzła 

konserwacja izolacji cieplnej 

sprawdzanie stanu 

technicznego i konserwacji 

urządzeń związanych z 

pracą węzła 

sprawdzanie działania 

przyrządów pomiarowych i 

aparatury sterującej pracą 

węzła 

69

WYKŁAD 7 

9. Kompensacja wydłużeń termicznych 

‣ rodzaje kompensatorów, 

‣ metody kompensacji wydłużeń termicznych sieci cieplnych, 

‣ wady i zalety przykładowych kompensatorów. 

10. Certyfikacja energetyczna 

‣ regulacje prawne dotyczące certyfikacji energetycznej, 

‣ suwak energetyczny, 

‣ certyfikat energetyczny. 

11. Audyt energetyczny 

‣ regulacje prawne dotyczące audytu energetycznego, 

‣ audyt energetyczny, 

‣ audyt remontowy. 

70

KOMPENSACJA WYDŁUŻEŃ TERMICZNYCH 

Metody kompensacji wydłużeń 

termicznych: 

‣ naturalna, 

‣ instalowanie podpór, 

‣ z użyciem kompensatorów. 

Rys. 21. Zasada instalowania podpór stałych (1), podpór 

ruchomych (2) oraz kompensatorów wydłużeń (3). 

R 

K dL 

(11) 

gdzie: 

∆L – wydłużenie przewodu 

d – średnica zewnętrzna przewodu, 

K – współczynnik materiałowy 

Rys. 22. Kompensacja naturalna. 

Źródło: J. Górecki „Sieci cieplne”, http://systemyogrzewania.pl 

71


Rys. 23. Konstrukcje podpór ruchomych. 

Rys. 24. Podpory wieszakowe rur: a) dla jednego przewodu, b) dla dwóch przewodów. 


72


Ze względu na budowę i zasadę działania występuje wiele typów 

kompensatorów: 

‣ U-kształtkowy, 

‣ lirowy z rur gładkich, 

‣ lirowy z rur fałdowanych, 

‣ lirowy z rur falistych 

‣ soczewkowy, 

‣ z rurami sprężystymi i prowadnicami, 

‣ z rurami sprężystymi i pierścieniami wzmacniającymi (tzw. 

kompensatory jarzmowe), 

‣ dławicowy, 

‣ przegubowy, 

‣ falisty wielowarstwowy. 

73


Rys. 25. Kompensator U-kształtowy: a) ugięcie kompensatora, b) podstawowe wymiary kompensatora, R – promień łuku 

kompensatora, l – wysokość łuku, b – szerokość, 10R – odległość od osi kompensatora do najbliższej podpory ruchomej. 

Kompensator U-kształtowy – podczas prac montażowych poddawany 

wstępnemu rozciągnięciu. Stosowany przeważnie w przewodach z 

czynnikiem grzejnym o wysokiej temperaturze i wysokim ciśnieniu. 

Podstawowe kompensatory stosowane w dosyłowych sieciach 

cieplnych. 


74


Rys. 26. Kompensator rurowy z rur gładkich: a) podstawowe wymiary wykończeniowe, b) kompensator. 

Kompensator lirowy z rur gładkich – ma większą sprężystość od 

kompensatora. Wadą jest występowanie stosunkowo dużych 

naprężeń w miejscach ich gięcia. 


75


Rys. 27. Kompensator rurowy z rur fałdowanych. 

Rys. 28. kompensator rurowy z rur falistych. 

Kompensatory z rur fałdowanych i rur falistych – powodują znacznie 

większy opór przepływu niż kompensatory z rur gładkich, mają 

małą wytrzymałość mechaniczną. Stosuje się je w przewodach 

transportujących czynnik o małym ciśnieniu, niskiej temperaturze i z 

reguły małych średnicach. 


76


Rys. 29. Kompensator soczewkowy. 

Kompensatory soczewkowe – wykonywane jako proste odcinki z blachy 

wygiętej w kształt fali. Mają małą wytrzymałość mechaniczną i 

powodują duże opory przepływu. 


77

CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA 

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie 

metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu 

mieszkalnego lub części budynku stanowiącej samodzielną całość 

techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów świadectw ich 

charakterystyki energetycznej (Dz. U. Nr 201, poz. 1240) 

Dyrektywa 2002/91/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 

2002 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. 

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/31/UE z dnia 19 maja 

2010 r. w sprawie charakterystyki energetycznej budynków. 

78

CERTYFIKACJA ENERGETYCZNA 

Suwak jest graficzną formą prezentacji 

uzyskanych wyników uzyskanych z 

obliczeń prowadzonych zgodnie z danymi 

dotyczącymi ocenianego budynku, 

pozwala na szybkie porównanie jakości 

energetycznej budynku ocenianego z 

budynkiem projektowanym zgodnie z 

obowiązującymi w tym zakresie 

przepisami i budynkiem jaki teoretycznie 

moglibyśmy uzyskać po jego przebudowie. 

Rys. 30. Pierwsza strona świadectwa 

charakterystyki energetycznej budynku. 

79

AUDYT ENERGETYCZNY 

Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 

17 marca 2009 r. w sprawie szczegółowego 

zakresu i form audytu energetycznego oraz 

części audytu remontowego, wzorów kart 

audytów, a także algorytmu oceny opłacalności 

przedsięwzięcia termomodernizacyjnego. 

Źródło: www.gsenergia.pl, www.kwtermowizja.pl 

Rys. 31. Zdjęcie termowizyjne strat 

cieplnych budynku. 

Rys. 32. Zdjęcie termowizyjne strat 

cieplnych oraz stanu sieci cieplnej. 

80

AUDYT ENERGETYCZNY 

Audyt energetyczny jest opracowaniem określającym zakres i parametry 

techniczne oraz ekonomiczne przedsięwzięcia termomodernizacyjnego, ze 

wskazaniem rozwiązania optymalnego, w szczególności z punktu widzenia 

kosztów realizacji tego przedsięwzięcia oraz oszczędności energii, 

stanowiące jednocześnie założenia do projektu budowlanego. [Ustawa z 

dnia 21 listopada 2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów, 

Dz.U. Nr 233, poz. 1459] 

Audyt remontowy jest opracowaniem określającym zakres i parametry 

techniczne oraz ekonomiczne przedsięwzięcia remontowego, stanowiące 

jednocześnie założenia do projektu budowlanego. [Ustawa z dnia 21 

listopada 2008 r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów, Dz.U. Nr 

223, poz. 1459] 

81

Sieci cieplne

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?