Kotłownia domu jednorodzinnego (140 m², bardzo dobrze zaizolowany, wysokość pomieszczeń 2,6 m) ma zostać zmodernizowana: nowy kocioł na paliwo stałe pokrywa zapotrzebowanie na c.o. i ciepłą wodę użytkową. Trzeba wybrać rodzaj systemu grzewczego i nazwać jego elementy po zadaniach, jakie pełnią, obliczyć moc cieplną kotła i wydajności trzech pomp, dobrać z katalogów kocioł i pompę obiegową c.o., a na koniec - z diagramu i katalogu - komin.
Model „d”, czyli dokumentacja na papierze. Zdający wpisuje ręcznie odczyty, wyniki obliczeń, oznaczenia z rysunków i wnioski do tabel, wykresów i schematów wydrukowanych w arkuszu. W podglądzie tłem jest strona arkusza, wpisy zdającego są granatowe i odręczne, a pola wpisane w bieżącym kroku są podświetlone na żółto. Kolejność kroków idzie za kolejnością tabel i rysunków w arkuszu, a w obrębie jednej tabeli - za kryteriami klucza.
Dane. Wszystkie liczby pochodzą z treści zadania, tabel i rysunków arkusza CKE. Każdy wynik jest w skrypcie policzony z tych danych i porównany z kluczem oceniania, a każda wpisana nazwa - z tekstem kryterium. Tam, gdzie klucz przyjmuje kilka zapisów, w kroku jest to zaznaczone. Wiedza z energetyki spoza arkusza (np. znaczenie liter w oznaczeniu kotła, symbole na schemacie) jest w kroku nazwana wprost jako wiedza ogólna.
Bezpieczeństwo. To materiał do nauki pracy z dokumentacją. Przeglądy, pomiary i naprawy kotłów, generatorów i urządzeń elektroenergetycznych wykonują wyłącznie osoby z odpowiednimi uprawnieniami (świadectwa kwalifikacyjne), według instrukcji eksploatacji i poleceń na piśmie - rozwiązanie arkusza ich nie zastępuje.
To jedno z możliwych rozwiązań. W tabeli 2 wydajności pomp są w m³/s, tak jak każe nagłówek kolumny (w obliczeniach obok - także w m³/h). W kilku miejscach klucz CKE nie zgadza się z danymi arkusza - kroki mówią o tym wprost.
Jak liczą się punkty. Klucz ma 24 kryteria w 4 rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 18 punktów - można stracić 6 kryteriów i nadal zdać. Same obliczenia nie mają osobnych kryteriów - punkty dają wyniki w tabeli 2.
Kroki 1-3 · po tym etapie masz 7 z 24 kryteriów (pkt)
Dobierz rodzaj systemu grzewczego (otwarty lub zamknięty).
Dokumentacja mówi wprost: system otwarty jest dla źródeł ciepła, których nie da się natychmiast odciąć przy zagrożeniu przegrzaniem - kotłów na paliwo stałe (węgiel, koks, drewno). Kocioł ma być zasilany paliwem stałym, więc system jest otwarty.
Na podstawie opisu zadania układu dobierz jego elementy.
Nazwy bierze się z listy elementów systemu otwartego. Przyrost objętości wody przejmuje, przed nagłym wzrostem ciśnienia chroni i instalację odpowietrza naczynie wzbiorcze otwarte (zamknięte należy do drugiego systemu). Obieg wody grzewczej wymusza pompa obiegowa centralnego ogrzewania, a obieg ciepłej wody - pompa obiegowa ciepłej wody użytkowej.
Samo „naczynie wzbiorcze” bez „otwarte” - w systemie zamkniętym jest naczynie zamknięte, więc rodzaj ma znaczenie.
Na podstawie opisu zadania układu dobierz jego elementy.
Zawór, który przy normalnej pracy pompy jest zamknięty, a przy braku prądu otwiera się pod ciśnieniem wody i omija pompę, to zawór różnicowy (jest tylko na liście systemu otwartego - zamiast zaworu bezpieczeństwa). Mieszanie czynnika lub rozdzielanie strumienia - zawór czterodrożny. Źródło ciepła - kocioł.
Kroki 4-7 · po tym etapie masz 13 z 24 kryteriów (pkt)
Oblicz moc cieplną kotła oraz wydajności pomp i wyniki obliczeń wpisz do tabeli 2. Obliczenia powinny zawierać wzór, podstawienie wartości, wynik oraz jednostkę miary. Wyniki obliczeń należy zaokrąglić do dwóch miejsc po przecinku.
Kubatura: V = 140 m² · 2,6 m = 364 m³. Budynek bardzo dobrze zaizolowany z nowoczesnymi oknami, więc G = 0,75; tw − tz = 20 − (−20) = 40 °C. QCO = V · G · (tw − tz) = 364 · 0,75 · 40 = 10 920 W = 10,92 kW (tabela 2 jest w kW). Arkusz podaje jednostkę G jako W/(m²K), ale mnoży G przez kubaturę w m³ - wynik w watach wychodzi tylko wtedy, gdy G traktuje się jako wskaźnik na m³ (W/(m³K)).
Wpisanie 10 920 w kolumnie „Wartość [kW]” - liczba w watach w kolumnie kilowatów to inna wartość.
Oblicz moc cieplną kotła oraz wydajności pomp i wyniki obliczeń wpisz do tabeli 2. Obliczenia powinny zawierać wzór, podstawienie wartości, wynik oraz jednostkę miary. Wyniki obliczeń należy zaokrąglić do dwóch miejsc po przecinku.
Wzór arkusza: QCWU = 0,2 + QCO = 0,2 + 10,92 = 11,12 kW, a QK = QCO + QCWU = 10,92 + 11,12 = 22,04 kW.
⚠️ Rozbieżność w kluczu: obok poprawnych wartości w kW (11,12 i 22,04) klucz CKE podaje jako równoważne zapisy w watach „10 920,2 W” i „21 840 W” - z wzoru wychodzi 11 120 W i 22 040 W. Wpisane są wartości w kW, zgodne i z danymi, i z kluczem.
Oblicz moc cieplną kotła oraz wydajności pomp i wyniki obliczeń wpisz do tabeli 2. Obliczenia powinny zawierać wzór, podstawienie wartości, wynik oraz jednostkę miary. Wyniki obliczeń należy zaokrąglić do dwóch miejsc po przecinku.
We wzorze moc jest w kW (kJ/s), ciepło właściwe w kJ/(kg·K), gęstość w kg/m³ - wynik wychodzi w m³/s, tak jak w nagłówku tabeli 2: VPCO = 12,012 / 83 720 = 0,000143 m³/s, VPCWU = 12,232 / 83 720 = 0,000146 m³/s. W m³/s „dwa miejsca po przecinku” dałyby 0,00, dlatego wynik ma tyle miejsc, ile trzeba; w obliczeniach dopisany jest przelicznik na m³/h (0,52 i 0,53). Klucz przyjmuje oba zapisy.
Pomnożenie przez 3 600 i wpisanie wyniku w m³/h do kolumny opisanej jako m³/s bez dopisania jednostki.
Oblicz moc cieplną kotła oraz wydajności pomp i wyniki obliczeń wpisz do tabeli 2. Obliczenia powinny zawierać wzór, podstawienie wartości, wynik oraz jednostkę miary. Wyniki obliczeń należy zaokrąglić do dwóch miejsc po przecinku.
VPOK = 0,3 · VPO, gdzie VPO = VPCO + VPCWU = 0,000289 m³/s. VPOK = 0,3 · 0,000289 = 0,000087 m³/s (= 0,31 m³/h).
⚠️ Rozbieżność arkusz-klucz: z danych wychodzi 0,000087 m³/s = 0,31 m³/h i ta wartość jest wpisana; mieści się w tolerancji klucza w m³/s (0,000084 ± 0,00001). Klucz CKE podaje jednak w m³/h 0,33 ± 0,01, co nie zgadza się ani z danymi (0,31), ani z jego własną wartością w m³/s (0,000084 m³/s = 0,30 m³/h).
Kroki 8-12 · po tym etapie masz 24 z 24 kryteriów (pkt)
Dobierz kocioł oraz pompę obiegową centralnego ogrzewania.
Kocioł musi mieć moc obejmującą QK = 22,04 kW, pracować w systemie otwartym, spalać paliwo stałe, pasować do 140 m² z termoizolacją i mieć sprawność > 91% (uwaga na stronie 3). ATO-4 i VIT-200 są do systemu zamkniętego, Max hydro 4 ma tylko 6 ÷ 10 kW (i sprawność równą 91%, a nie większą). Zostaje XXT - 2: 12 ÷ 24 kW, sprawność 92%.
Dobierz kocioł oraz pompę obiegową centralnego ogrzewania.
Zastosowanie przepisuje się z katalogu: praca w instalacjach wodnych centralnego ogrzewania z systemem otwartym.
Dobierz kocioł oraz pompę obiegową centralnego ogrzewania.
Punkt pracy pompy c.o.: wydajność 0,52 m³/h i wysokość podnoszenia HOBCco = 3 m. Na charakterystykach w katalogu leży on pod krzywymi obu pomp, a mniejsza WSP 25/1-4 (przy 0,5 m³/h ok. 3,5 m) wystarcza - większa WSP 30/1-6 byłaby przewymiarowana. Nr katalogowy 41133116. Zasada „najmniejsza pompa, której charakterystyka leży nad punktem pracy” to wiedza ogólna; linie odczytu w podglądzie są pomocnicze.
Pomylenie numerów katalogowych - 41133115 to WSP 30/1-6.
Dobierz komin.
Wysokość komina dla kotła XXT - 2 podaje katalog kotłów: 8 m. Kocioł spala miał węglowy lub ekogroszek, więc właściwy jest rysunek 2 (węgiel kamienny). Od 8 m na osi wysokości w górę do mocy 22,04 kW: punkt leży pod najniższą krzywą, w polu 16 - średnica komina w świetle 16 cm. Linie odczytu w podglądzie są pomocnicze.
Dobierz komin.
Kominy Turbo są do pieców gazowych i olejowych z zamkniętą komorą spalania, więc zostaje SSAA (nr katalogowy 67890): do pieców z otwartą komorą spalania, zastosowanie - piece c.o. oraz kominki na paliwa stałe: brykiet, drewno, węgiel, zakres temperatury spalin 200 ÷ 600 °C, średnica Ø160 mm zgodna z odczytem. Katalog zastrzega „nie stosować miału węglowego” - kocioł XXT - 2 trzeba więc opalać ekogroszkiem. Numer katalogowy nie ma kryterium, ale tabela go wymaga.
Symulacja ekranu w przeglądarce - w Android Studio / Visual Studio wygląd może się nieco różnić.
To jedno z możliwych rozwiązań. Egzaminator ocenia spełnienie kryteriów z klucza odpowiedzi, a nie zgodność z tym rozwiązaniem - inna, poprawna droga też daje punkty.
Autor rozwiązania: Bartosz Bryniarski. Licencja CC BY-NC 4.0 - kopiowanie i przeróbki do celów niekomercyjnych, z podaniem autora i źródła (link do tej strony) (zasady wykorzystania). Treść arkusza i klucza oceniania pochodzi z CKE.