Przejdź do głównej treści
ELE.07-01-23.01-SGStyczeń 2023 · 14 kroków · ok. 27 min · 35 kryteriów z klucza

Rozwiązanie krok po kroku: Projekt instalacji ciepłowniczej

Projekt instalacji ciepłowniczej docieplonego domu jednorodzinnego o powierzchni ogrzewalnej 180 m²: zapotrzebowanie na moc cieplną na c.o. to 20 kW, na ciepłą wodę użytkową 5 kW, kocioł ma być opalany ekogroszkiem. Trzeba przypisać numery ze schematu instalacji dziewięciu elementom i określić rodzaj instalacji, obliczyć moc cieplną kotła, roczne zapotrzebowanie na paliwo (c.o., c.w.u. i łącznie) oraz wydajność dwóch pomp obiegowych, zestawić wyniki w tabeli 5, a na koniec dobrać z katalogu kocioł i palnik.

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 - klucz przyjmuje wyniki w wielokrotnościach jednostek (np. W zamiast kW) i z tolerancją ± 0,01.

Jak liczą się punkty. Klucz ma 35 kryteriów w 5 rezultatach, każde za 1 punkt. Próg zdania części praktycznej to 75%, czyli 27 punktów - można stracić 8 kryteriów i nadal zdać. Rezultat 2 oceniają same podstawienia do wzorów w kratkach obliczeń, a rezultat 3 - wyniki z jednostkami w tabeli 5.

Arkusz i pliki do pobrania Treść arkusza (PDF)

  1. Etap 1: Elementy instalacji (tabela 4)

    Kroki 1-4 · po tym etapie masz 10 z 35 kryteriów (pkt)

    Krok 1: Naczynie, zawór zwrotny, pompa c.o.

    Kryteria: , ,

    R.1.1 3

    R.1.2 2

    R.1.3 4

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Przyporządkuj oznaczenia cyfrowe nazwom elementów instalacji ciepłowniczej przedstawionej na rysunku 1 i zapisz je w tabeli 4.

    Na rysunku 1 otwarty zbiornik z przelewem nad kotłem to naczynie przelewowe (3). Na pionie od kotła stoi pompa (1) i nad nią mały element z ukośnym oznaczeniem - zawór zwrotny (2). Pompa obiegu c.o. (4) pracuje w gałęzi grzejników (dolny grzejnik na schemacie). Rozpoznanie symboli na schemacie to wiedza ogólna z instalacji grzewczych - numery są zgodne z kluczem.

    Dokument po tym kroku

  2. Krok 2: Pompa c.w.u., podgrzewacz, zawór mieszający

    Kryteria: , ,

    R.1.4 1

    R.1.5 8

    R.1.6 9

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przyporządkuj oznaczenia cyfrowe nazwom elementów instalacji ciepłowniczej przedstawionej na rysunku 1 i zapisz je w tabeli 4.

    Pompa przy kotle (1) tłoczy wodę z kotła do leżącego zbiornika (8) - to pompa obiegu c.w.u. (1) i podgrzewacz c.w.u. (8), w którym woda kotłowa ogrzewa wodę użytkową. Trójdrożny symbol na rozgałęzieniu zasilania i powrotu to zawór mieszający (9).

    Dokument po tym kroku

  3. Krok 3: Zawór termostatyczny, zawór różnicowy, powrót

    Kryteria: , ,

    R.1.7 5

    R.1.8 6

    R.1.9 7

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Przyporządkuj oznaczenia cyfrowe nazwom elementów instalacji ciepłowniczej przedstawionej na rysunku 1 i zapisz je w tabeli 4.

    Zawór przy wejściu do grzejnika to zawór termostatyczny (5), element obok pompy w drugiej gałęzi - zawór różnicowy (6), a niebieska rura wracająca od grzejników do kotła to powrót c.o. (7) (czerwone - zasilanie, niebieskie - powrót).

    Typowe błędy

    Zamiana 5 i 6 - zawór termostatyczny stoi bezpośrednio przy grzejniku.

    Dokument po tym kroku

  4. Krok 4: Rodzaj instalacji

    Kryteria:

    R.1.10 układ otwarty

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Należy wpisać: układ zamknięty lub układ otwarty.

    Instalacja ma otwarte naczynie przelewowe nad kotłem, a kocioł spala paliwo stałe (ekogroszek), którego nie da się natychmiast odciąć przy przegrzaniu - to układ otwarty.

    Dokument po tym kroku

  5. Etap 2: Obliczenia i zestawienie wyników (tabela 5)

    Kroki 5-10 · po tym etapie masz 24 z 35 kryteriów (pkt)

    Krok 5: Moc cieplna kotła

    Kryteria: , , ,

    R.2.1 Qk = 20 + 5 lub 20 000 + 5 000

    R.3.1 wynik: 20, jednostka miary: kW

    R.3.2 wynik: 5, jednostka miary: kW

    R.3.3 wynik: 25, jednostka miary: kW

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz moc cieplną kotła oraz roczne zapotrzebowanie na paliwo i zapisz wyniki obliczeń w tabeli 5. Wszystkie obliczenia powinny zawierać wzór, podstawienie wielkości, wynik oraz jednostkę miary.

    Wzór 1: Qk = QCO + QCWU = 20 kW + 5 kW = 25 kW. Do tabeli 5 trafiają od razu trzy wiersze: dwa zapotrzebowania podane w treści zadania i obliczona moc kotła - każdy z wynikiem i jednostką.

    Dokument po tym kroku

  6. Krok 6: Roczne zapotrzebowanie na paliwo - c.o.

    Kryteria: ,

    R.2.2 BCO = (20 • 0,90 • 3 600 • 24 • 4 150) / (28 000 • 0,88 • (22+16)) lub BCO = (20 000 • 0,90 • 3 600 • 24 • 4 150) / (28 000 000 • 0,88 • (22+16))

    R.3.4 wynik: 6 893,03, jednostka miary: kg/rok

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz moc cieplną kotła oraz roczne zapotrzebowanie na paliwo i zapisz wyniki obliczeń w tabeli 5. Wszystkie obliczenia powinny zawierać wzór, podstawienie wielkości, wynik oraz jednostkę miary.

    Wzór 2 z tabeli 1 dla ekogroszku: Wd = 28 000 kJ/kg, ηS = 0,88; y = 0,90, Sd = 4 150, tw = 22 °C, ts = −16 °C, więc tw − ts = 22 + 16 = 38. Licznik 6 454 080 000, mianownik 936 320: BCO = 6 893,03 kg/rok. Sprawność wpisuje się jako ułamek (0,88), a nie 88 - tak jest w kluczu.

    Typowe błędy

    Różnica temperatur 22 − 16 = 6 zamiast 22 − (−16) = 38 - wynik wychodzi ponad sześć razy za duży.

    Dokument po tym kroku

  7. Krok 7: Roczne zapotrzebowanie na paliwo - c.w.u.

    Kryteria: ,

    R.2.3 BCWU = (5 • 365 • 3 600 • 24 • 0,75) / (28 000 • 0,88) lub BCWU = (5 000 • 365 • 3 600 • 24 • 0,75) / (28 000 000 • 0,88)

    R.3.5 wynik: 4 799,51, jednostka miary: kg/rok

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz moc cieplną kotła oraz roczne zapotrzebowanie na paliwo i zapisz wyniki obliczeń w tabeli 5. Wszystkie obliczenia powinny zawierać wzór, podstawienie wielkości, wynik oraz jednostkę miary.

    Wzór 3: D = 365 dni, φ = 0,75: 5 · 365 · 3 600 · 24 · 0,75 / (28 000 · 0,88) = 4 799,51 kg/rok.

    Dokument po tym kroku

  8. Krok 8: Całkowite roczne zapotrzebowanie

    Kryteria: ,

    R.2.4 B = 6 893,03 + 4 799,51

    R.3.6 wynik: 11 692,54, jednostka miary: kg/rok

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz moc cieplną kotła oraz roczne zapotrzebowanie na paliwo i zapisz wyniki obliczeń w tabeli 5. Wszystkie obliczenia powinny zawierać wzór, podstawienie wielkości, wynik oraz jednostkę miary.

    Wzór 4: B = 6 893,03 + 4 799,51 = 11 692,54 kg/rok (ok. 11,7 t ekogroszku na rok).

    Dokument po tym kroku

  9. Krok 9: Wydajność pompy obiegowej c.o.

    Kryteria: ,

    R.2.5 VPCO = (1,1 • 20 / (4,186 • (80 - 60) • 1 000)) • 3 600 lub VPCO = (1,1 • 20 000) / (4 186 • (80 - 60) • 1 000)) • 3 600

    R.3.7 wynik: 0,95, jednostka miary: m3/h

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz wydajność pomp i zapisz wyniki obliczeń w tabeli 5. Wyniki obliczeń należy zaokrąglać do dwóch miejsc po przecinku.

    Wzór 5: współczynnik korekcyjny 1,1, cw = 4,186 kJ/(kg·K), tz − tp = 80 − 60 = 20 K, ρ = 1 000 kg/m³. Wynik wzoru bez mnożnika jest w m³/s (kW = kJ/s), a mnożenie przez 3 600 zamienia go na m³/h: 22 / 83 720 · 3 600 = 0,946 ≈ 0,95 m³/h.

    Dokument po tym kroku

  10. Krok 10: Wydajność pompy obiegowej c.w.u.

    Kryteria: ,

    R.2.6 VPCWU = (1,1 • 5 / (4,186 • (80 - 60) • 1 000)) • 3 600 VPCWU = (1,1 • 5 000) / (4 186 • (80 - 60) • 1 000)) • 3 600

    R.3.8 wynik: 0,24, jednostka miary: m3/h

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Oblicz wydajność pomp i zapisz wyniki obliczeń w tabeli 5. Wyniki obliczeń należy zaokrąglać do dwóch miejsc po przecinku.

    Wzór 6 z QCWU = 5 kW: 5,5 / 83 720 · 3 600 = 0,237 ≈ 0,24 m³/h.

    Dokument po tym kroku

  11. Etap 3: Dobór kotła i palnika (tabele 6 i 7)

    Kroki 11-14 · po tym etapie masz 35 z 35 kryteriów (pkt)

    Krok 11: Wybór kotła

    Kryteria: , ,

    R.4.1 Oznaczenie: F35

    R.4.2 Rodzaj podajnika: ślimakowy

    R.4.3 Zakres mocy: 12 ÷ 25

    ok. 3 min
    Polecenie z arkusza

    Dobierz kocioł, palnik i uzupełnij tabele 6 i 7.

    Kocioł musi spalać ekogroszek, mieć moc obejmującą Qk = 25 kW, pasować do powierzchni docieplonej 180 m² i pracować w układzie otwartym. Ekogroszek spalają B22, G30 i F35; B22 ma 30 ÷ 38 kW i układ zamknięty, G30 - powierzchnię docieplonych domów 220 ÷ 300 m². Zostaje F35: podajnik ślimakowy, moc 12 ÷ 25 kW (25 kW na górnej granicy).

    Dokument po tym kroku

  12. Krok 12: Paliwo, powierzchnia, układ

    Kryteria: , ,

    R.4.4 Rodzaj paliwa: ekogroszek

    R.4.5 Powierzchnia docieplona: 100 ÷ 200 lub 180

    R.4.6 Rodzaj instalacji: układ otwarty

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Dobierz kocioł, palnik i uzupełnij tabele 6 i 7.

    Z kilku paliw kotła F35 wpisuje się to, którym ma być opalany - ekogroszek. Powierzchnia docieplona z katalogu: 100 ÷ 200 m² (klucz przyjmuje też samą wartość 180), praca w instalacji: układ otwarty - zgodnie z tabelą 4.

    Dokument po tym kroku

  13. Krok 13: Wybór palnika

    Kryteria: , ,

    R.5.1 Oznaczenie: BR24

    R.5.2 Rodzaj podajnika: ślimakowy

    R.5.3 Zakres mocy: 25 ÷ 35

    ok. 2 min
    Polecenie z arkusza

    Dobierz kocioł, palnik i uzupełnij tabele 6 i 7.

    Uwaga pod tabelą 3: na każde 100 m² potrzeba palnika 12 ÷ 15 kW, czyli dla 180 m² - 21,6 ÷ 27 kW. Wszystkie palniki mają podajnik ślimakowy, więc rozstrzyga zakres mocy dla ekogroszku: AGFR 10 ÷ 15 kW jest za słaby, KL15 40 ÷ 50 kW za mocny, BR24 25 ÷ 35 kW obejmuje moc kotła 25 kW.

    Typowe błędy

    Przepisanie zakresu dla miału węglowego (25 ÷ 30) - kocioł ma spalać ekogroszek.

    Dokument po tym kroku

  14. Krok 14: Paliwo i granulacja

    Kryteria: ,

    R.5.4 Rodzaj paliwa: ekogroszek

    R.5.5 Granulacja: 5 ÷ 24

    ok. 1 min
    Polecenie z arkusza

    Dobierz kocioł, palnik i uzupełnij tabele 6 i 7.

    W tym samym wierszu tabeli 3: paliwo ekogroszek, granulacja 5 ÷ 24 mm.

    Dokument po tym kroku

Podgląd

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: . 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.