Λύσεις — Κεφάλαιο 4: Δίκτυα καυσίμων (σελ. 58) – ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΚΕΝΤΡΙΚΩΝ ΘΕΡΜΑΝΣΕΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 4: Δίκτυα καυσίμων (σελ. 58)

Λύσεις των 9 ερωτήσεων του κεφαλαίου 4 (όλες ανάπτυξης).

Ερώτηση 1 — Τι είναι καύση και τι καυστήρας

Ερώτηση: Τι είναι καύση και τι είναι καυστήρας;

Απάντηση:

• Καύση είναι η χημική αντίδραση (εξώθερμη) των στοιχείων που περιέχουν τα καύσιμα — κυρίως του άνθρακα και του υδρογόνου — με το οξυγόνο του ατμοσφαιρικού αέρα, κατά την οποία εκλύεται θερμότητα (σελ. 53· κεφ. 2). Καύσιμα είναι τα υλικά που με την καύση τους παρέχουν ποσό θερμότητας (στερεά, υγρά, αέρια). Καυστήρες είναι οι συσκευές με τη βοήθεια των οποίων τα καύσιμα αναμιγνύονται με τον αέρα και διοχετεύονται προς καύση στους λέβητες των κεντρικών θερμάνσεων (σελ. 53)· είναι ηλεκτροκίνητες συσκευές με τον αναγκαίο εξοπλισμό και αυτοματισμούς για την προσαγωγή, τον διασκορπισμό, την ανάμειξη με τον αέρα και την καύση του καυσίμου (κεφ. 5, σελ. 61): κέλυφος, ανεμιστήρας, κινητήρας, αντλία, ακροφύσιο (μπεκ), μετασχηματιστής έναυσης, φωτοκύτταρο, πίνακας αυτοματισμού, κεφαλή καύσης· διακρίνονται σε καυστήρες πετρελαίου (εξάτμισης, διασκορπισμού, περιστροφής) και αερίων (ατμοσφαιρικοί, πιεστικοί).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Καύση: η εξώθερμη χημική αντίδραση των στοιχείων των καυσίμων (κυρίως C, H) με το οξυγόνο του αέρα. Καυστήρας: η (ηλεκτροκίνητη) συσκευή που αναμιγνύει το καύσιμο με τον αέρα (προσαγωγή, διασκορπισμός, ανάμειξη) και το διοχετεύει προς καύση στον λέβητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Δύο ορισμοί.

Ερώτηση 2 — Συνήθη καύσιμα των Κ.Θ.

Ερώτηση: Ποια είναι τα συνήθη καύσιμα των Κ.Θ.;

Απάντηση:

• Τα καύσιμα είναι στερεά (άνθρακας, λιγνίτης, τύρφη, ξύλα, βιομάζα), υγρά (πετρέλαιο, βενζίνη, μαζούτ) και αέρια (φυσικό αέριο, υγραέριο — προπάνιο/βουτάνιο, αέρια πόλεων)· στην πρωτογενή τους μορφή βρίσκονται συνήθως στο υπέδαφος. Για να χαρακτηριστεί ένα υλικό καύσιμο μαζικής εκμετάλλευσης πρέπει να υπάρχει σε μεγάλες ποσότητες, να μεταφέρεται, να αποθηκεύεται και να χρησιμοποιείται εύκολα (σελ. 53). Στα ευρέως διαδεδομένα σήμερα συστήματα κεντρικών θερμάνσεων τα συνηθέστερα καύσιμα είναι το πετρέλαιο (θέρμανσης) και το φυσικό αέριο. Το πετρέλαιο μεταφέρεται εύκολα (με βυτία) και αποθηκεύεται σε δεξαμενές· το φυσικό αέριο προσάγεται απευθείας από το δίκτυο, χωρίς δεξαμενή, με τάση μελλοντικής επικράτησης λόγω μικρότερης ρύπανσης· το υγραέριο χρησιμοποιείται όπου δεν υπάρχει δίκτυο (δεξαμενή), τα στερεά μόνο σε ειδικές/μικρές ορεινές εγκαταστάσεις (κεφ. 1, σελ. 19-20).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Πετρέλαιο θέρμανσης (μεταφορά με βυτία, αποθήκευση σε δεξαμενές) και φυσικό αέριο (απευθείας από δίκτυο)· δευτερευόντως υγραέριο (δεξαμενή) και, σε ειδικές περιπτώσεις, στερεά (ξύλα, άνθρακες, βιομάζα).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Πετρέλαιο + Φ.Α.

Ερώτηση 3 — Παράγοντες μεγέθους δεξαμενής πετρελαίου

Ερώτηση: Από ποιους παράγοντες εξαρτάται το μέγεθος μιας δεξαμενής πετρελαίου συνήθους εγκατάστασης K.Θ.;

Απάντηση:

• Οι διαστάσεις της δεξαμενής υγρών καυσίμων μιας κεντρικής θέρμανσης εξαρτώνται από την ισχύ της εγκατάστασης και τις συνθήκες λειτουργίας της (σελ. 54) — δηλαδή από την ωριαία κατανάλωση καυσίμου (που καθορίζεται από τη θερμική ισχύ του λέβητα, τη θερμογόνο δύναμη του καυσίμου και τον βαθμό απόδοσης) και από τον χρόνο λειτουργίας (ώρες/ημέρα, ημέρες περιόδου θέρμανσης, κλίμα), καθώς και από την επιθυμητή αυτονομία μεταξύ ανεφοδιασμών. Για συνήθεις εγκαταστάσεις και κτίρια το μέγεθος λαμβάνεται από ενδεικτικούς πίνακες με βάση τον όγκο του θερμαινόμενου κτιρίου (πίν. 4.2.1): όγκος 2.000 m³ → δεξαμενή 1 m³, 3.000 → 1,5 m³, 4.000 → 2 m³, 7.000 → 3,5 m³, 10.000 → 5 m³ (περίπου 0,5 m³ ανά 1.000 m³ κτιρίου). Για μεγάλες εγκαταστάσεις υπολογίζεται αναλυτικά η ετήσια κατανάλωση Μ = w · Τ (kg/έτος), όπου w η ειδική κατανάλωση καυσίμου (kg/h — από ισχύ, θερμογόνο δύναμη, βαθμό απόδοσης: w = Q/(H·η)) και Τ ο εκτιμώμενος χρόνος λειτουργίας (h/έτος). Παράλληλα λαμβάνονται υπόψη ο διαθέσιμος χώρος και οι κανονισμοί (ΓΟΚ, πυρασφάλεια) που περιορίζουν τη χωρητικότητα ανά χώρο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Από την ισχύ της εγκατάστασης (ωριαία κατανάλωση = Q/(H·η)) και τις συνθήκες λειτουργίας της (ώρες λειτουργίας, αυτονομία)· για συνήθεις εγκαταστάσεις από πίνακα με τον όγκο του κτιρίου (2.000 m³ → 1 m³ … 10.000 m³ → 5 m³), για μεγάλες με υπολογισμό Μ = w·T (kg/έτος)· επιπλέον χώρος και κανονισμοί.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Ισχύς + συνθήκες + πίνακας/τύπος.

Ερώτηση 4 — Προδιαγραφές χώρων εγκατάστασης δεξαμενών

Ερώτηση: Ποιες προδιαγραφές γνωρίζετε για τους χώρους εγκατάστασης δεξαμενών;

Απάντηση:

• Οι δεξαμενές πετρελαίου τοποθετούνται σε ειδικό χώρο του θερμαινόμενου κτιρίου, σύμφωνα με τις προδιαγραφές του Γενικού Οικοδομικού Κανονισμού (ΓΟΚ), του Κτιριοδομικού Κανονισμού, του ισχύοντος κανονισμού πυρασφάλειας και των τεχνικών οδηγιών του ΤΕΕ (ΤΟΤΕΕ) (σελ. 54). Σύμφωνα με αυτά: 1. Απαγορεύεται η τοποθέτηση δεξαμενών σε εσωτερικούς εργασιακούς χώρους ή χώρους κατοικίας, σε διαδρόμους, κάτω από σκάλες και σε εισόδους κτιρίων (κίνδυνος πυρκαγιάς, οσμές, παρεμπόδιση διαφυγής). 2. Μπορούν να εγκαθίστανται και σε ανοιχτούς χώρους, όταν αυτό δεν αντίκειται σε κτιριοδομικούς ή άλλους κανονισμούς ασφάλειας κτιρίων και ανθρώπων. 3. Οι δεξαμενές πρέπει να χωρίζονται με κατάλληλη (άκαυστη) τοιχοποιία από τον λέβητα (σελ. 47) — χωριστός χώρος δεξαμενής δίπλα στο λεβητοστάσιο, με πυράντοχη πόρτα. 4. Ο χώρος πρέπει να έχει αερισμό (σωλήνωση εξαερισμού της δεξαμενής προς το ύπαιθρο), πρόσβαση για πλήρωση (σωλήνας πλήρωσης προσιτός από το βυτίο) και συντήρηση (ανθρωποθυρίδα), και λεκάνη/ανάσχεση διαρροών· ο σωλήνας προσαγωγής προς τον καυστήρα μεταλλικός και σταθερά τοποθετημένος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ειδικός χώρος κατά ΓΟΚ, Κτιριοδομικό Κανονισμό, κανονισμό πυρασφάλειας και ΤΟΤΕΕ· απαγόρευση σε εργασιακούς χώρους/κατοικίες, διαδρόμους, κάτω από σκάλες, εισόδους· επιτρέπονται ανοιχτοί χώροι αν δεν αντίκεινται σε κανονισμούς· χωρισμός από τον λέβητα με άκαυστη τοιχοποιία· αερισμός, πρόσβαση πλήρωσης-συντήρησης, μεταλλικός σωλήνας προσαγωγής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Κανονισμοί + απαγορεύσεις.

Ερώτηση 5 — Απαραίτητα παρελκόμενα δεξαμενών

Ερώτηση: Να αναφέρετε τα απαραίτητα παρελκόμενα των δεξαμενών.

Απάντηση:

• Σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς (§4.2.2, σελ. 55) μια δεξαμενή πετρελαίου πρέπει να είναι εφοδιασμένη με: α) σωλήνωση εξαερισμού (προς το ύπαιθρο — εξισορρόπηση πίεσης κατά την πλήρωση/κατανάλωση), β) σωλήνωση πλήρωσης (από το βυτίο, με τάπα), γ) στόμιο προσαγωγής προς τον καυστήρα (με βάνα, φίλτρο), δ) στόμιο αδειάσματος της δεξαμενής (καθαρισμός, απομάκρυνση νερού/ιζημάτων), ε) δείκτη στάθμης πετρελαίου, στ) ανθρωποθυρίδα (επιθεώρηση-καθαρισμός). Επιπλέον: κάθε δεξαμενή συνοδεύεται από πινακίδα με τον κατασκευαστή, το έτος κατασκευής, τη χωρητικότητα και την πίεση δοκιμής· (εκτός ειδικών σχημάτων) έχει ενδεικτικές γραμμές πλήρωσης για εύκολη εκτίμηση του περιεχομένου. Ο σωλήνας προσαγωγής προς το σύστημα καυστήρα-λέβητα πρέπει να είναι μεταλλικός και σταθερά τοποθετημένος· αν χρησιμοποιηθούν εύκαμπτοι σωλήνες μικρού μήκους για τη σύνδεση με τον καυστήρα, πρέπει να έχουν ελεγχθεί πριν την εγκατάσταση σε πίεση μεγαλύτερη των 4 bar. (Συνήθως προβλέπεται και σωλήνας επιστροφής από την αντλία του καυστήρα.)

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σωλήνωση εξαερισμού, σωλήνωση πλήρωσης, στόμιο προσαγωγής προς καυστήρα, στόμιο αδειάσματος, δείκτης στάθμης, ανθρωποθυρίδα· επιπλέον πινακίδα (κατασκευαστής, έτος, χωρητικότητα, πίεση δοκιμής), γραμμές πλήρωσης, μεταλλικός σταθερός σωλήνας προσαγωγής, εύκαμπτοι δοκιμασμένοι > 4 bar.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• 6 + πινακίδα κ.λπ.

Ερώτηση 6 — Υλικά δικτύων αέριων καυσίμων

Ερώτηση: Ποια υλικά χρησιμοποιούνται στην κατασκευή δικτύων αέριων καυσίμων;

Απάντηση:

• Τα δίκτυα αερίων, ανάλογα με τον προορισμό και την πίεση του αερίου, κατασκευάζονται από πλαστικούς σωλήνες ή χαλυβδοσωλήνες (σελ. 55). Εντός των κτιρίων τα δίκτυα αερίου πρέπει να κατασκευάζονται με χαλυβδοσωλήνες ή χαλκοσωλήνες, όπως προδιαγράφονται από τους εγκεκριμένους κανονισμούς (ΕΛΟΤ) και τον κανονισμό εσωτερικών εγκαταστάσεων φυσικού αερίου, με όσο το δυνατόν λιγότερες συνδέσεις (κατά προτίμηση συγκολλητές, ή φλάντζες/κοχλιωτές όπου χρειάζονται λυόμενες) και με επιφανειακή προστασία (σελ. 56-57). Εξωτερικά-υπόγεια (δίκτυα διανομής χαμηλής πίεσης έως 4 bar) χρησιμοποιούνται σωλήνες πολυαιθυλενίου (PE) — κίτρινοι με πλέγμα σήμανσης, σε μεγάλα μήκη· πρέπει να περνούν ≥ 2 m από το κτίριο και η είσοδος στο κτίριο να είναι μεταλλική, με ειδικό εξάρτημα σύνδεσης PE-μετάλλου (σελ. 56). Για τα υπερτοπικά δίκτυα μεταφοράς υψηλής πίεσης χρησιμοποιούνται χαλυβδοσωλήνες με αντιδιαβρωτική προστασία. Όπου υπάρχει κίνδυνος διαστολών, διαστολικοί ή εύκαμπτοι σύνδεσμοι.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ανάλογα με προορισμό και πίεση: εντός κτιρίων χαλυβδοσωλήνες ή χαλκοσωλήνες (ΕΛΟΤ, κανονισμός εσωτερικών εγκαταστάσεων Φ.Α.) με συγκολλητές/φλαντζωτές/κοχλιωτές συνδέσεις και επιφανειακή προστασία· εξωτερικά-υπόγεια (≤ 4 bar) σωλήνες πολυαιθυλενίου PE (κίτρινοι), με μεταλλική είσοδο στο κτίριο· δίκτυα μεταφοράς: χάλυβας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• Χάλυβας/χαλκός εντός, PE εκτός.

Ερώτηση 7 — Πότε προτιμάται το πολυαιθυλένιο

Ερώτηση: Σε ποιες περιπτώσεις προτιμάται η χρήση πολυαιθυλενίου;

Απάντηση:

• Οι σωλήνες πολυαιθυλενίου (PE) χρησιμοποιούνται (σελ. 56-57) σε δίκτυα όπου η πίεση του αερίου δεν ξεπερνά τα 4 bar — δηλαδή στα εξωτερικά, υπόγεια δίκτυα διανομής χαμηλής/μέσης πίεσης — οι δοκιμές όμως γίνονται σε πίεση 10 bar. Προτιμώνται συχνά επειδή προσφέρονται σε μεγάλα μήκη (κουλούρες), κι έτσι μειώνονται οι μεταξύ τους συνδέσεις (λιγότερα σημεία πιθανής διαρροής, ταχύτερη τοποθέτηση), είναι ελαφροί, εύκαμπτοι, δεν διαβρώνονται από το έδαφος και την υγρασία και είναι οικονομικοί. Οι σωλήνες αυτοί έχουν κίτρινο χρώμα και καλύπτονται με ειδικό πλέγμα, ώστε σε μελλοντική εκσκαφή να διακρίνονται από τους σωλήνες ύδρευσης, ΟΤΕ κ.λπ. Περιορισμοί: πρέπει να αποφεύγεται η χρήση τους σε εδάφη με αυξημένη περιεκτικότητα σε υδρογονάνθρακες (μπορεί να διαβρωθούν από αυτούς)· δεν χρησιμοποιούνται εντός κτιρίων (εκεί χαλυβδο-/χαλκοσωλήνες)· οι εξωτερικοί υπόγειοι σωλήνες PE πρέπει να περνούν τουλάχιστον 2 m από το κτίριο και η σωλήνωση που μπαίνει μέσα να είναι μεταλλική, με ειδικό εξάρτημα σύνδεσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σε εξωτερικά-υπόγεια δίκτυα με πίεση αερίου ≤ 4 bar (δοκιμή 10 bar), επειδή διατίθεται σε μεγάλα μήκη (λίγες συνδέσεις), δεν διαβρώνεται και είναι εύκαμπτο-οικονομικό· κίτρινο με πλέγμα σήμανσης· όχι σε εδάφη με υδρογονάνθρακες, όχι εντός κτιρίων, ≥ 2 m από το κτίριο με μεταλλική είσοδο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• ≤ 4 bar, μεγάλα μήκη.

Ερώτηση 8 — Προδιαγραφές συγκόλλησης χαλυβδοσωλήνων αερίου

Ερώτηση: Ποιες προδιαγραφές γνωρίζετε για τη συγκόλληση των χαλυβδοσωλήνων αέριων καυσίμων;

Απάντηση:

• Οι σωληνώσεις αερίου πρέπει να κατασκευάζονται με όσο το δυνατόν λιγότερες συνδέσεις και κατά προτίμηση με συγκόλληση (σελ. 56). α) Οι χαλυβδοσωλήνες και τα εξαρτήματα (στοιχεία μορφής) πρέπει γενικά να συνδέονται με συγκολλήσεις σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 288-1, και ειδικά για ηλεκτροσυγκολλήσεις σύμφωνα με το ΕΛΟΤ ΕΝ 288-2 (προδιαγραφές και έγκριση διαδικασιών συγκόλλησης). Οι εργασίες συγκολλήσεων πρέπει να εκτελούνται από προσωπικό εκπαιδευμένο και αξιολογημένο κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 287-1 (πιστοποιημένοι συγκολλητές). Οι ραφές πρέπει να προετοιμάζονται σύμφωνα με το ΕΛΟΤ ΕΝ 29692 (διαμόρφωση άκρων). Τα υλικά πλήρωσης των συγκολλήσεων (ηλεκτρόδια, σύρματα) πρέπει να ικανοποιούν τα πρότυπα ΕΛΟΤ ΕΝ 440 και ΕΛΟΤ ΕΝ 20544. β) Παρά τα παραπάνω, επιτρέπονται συνδέσεις με φλάντζες στα σημεία όπου κρίνεται απαραίτητη η ύπαρξη λυόμενων συνδέσεων (όργανα, καυστήρας, μετρητής), καθώς και κοχλιωτές (βιδωτές) συνδέσεις (σελ. 57). Όπου υπάρχει κίνδυνος καταπόνησης από διαστολές, χρησιμοποιούνται διαστολικοί ή εύκαμπτοι σύνδεσμοι. Μετά την κατασκευή το δίκτυο δοκιμάζεται σε πίεση (στεγανότητα-αντοχή) πριν τεθεί σε λειτουργία.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Συγκολλήσεις κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 288-1 (ηλεκτροσυγκολλήσεις ΕΝ 288-2), από προσωπικό εκπαιδευμένο-αξιολογημένο κατά ΕΛΟΤ ΕΝ 287-1, ραφές προετοιμασμένες κατά ΕΝ 29692, υλικά πλήρωσης κατά ΕΝ 440 και ΕΝ 20544· όσο λιγότερες συνδέσεις γίνεται· φλάντζες/κοχλιωτές μόνο όπου χρειάζονται λυόμενες συνδέσεις· διαστολικοί σύνδεσμοι όπου υπάρχουν διαστολές.

Κριτήρια αξιολόγησης:

• 5 πρότυπα + εξαιρέσεις.

Ερώτηση 9 — Περιορισμοί όδευσης σωλήνων αερίου

Ερώτηση: Ποιους περιορισμούς γνωρίζετε για την όδευση των σωλήνων αέριων καυσίμων;

Απάντηση:

• Από την §4.3 (σελ. 55-57): 1. Οι σωληνώσεις αερίου δεν πρέπει να τοποθετούνται ή να οδεύουν σε περιοχές όπου υπάρχει κίνδυνος ζημιογόνων καταπονήσεων (κρούσεις, φορτία, δονήσεις, θερμότητα), εκτός αν ληφθούν κατάλληλα μέτρα προστασίας. 2. Πρέπει κατά προτίμηση να οδεύουν κατά μήκος της οροφής ή των τοίχων (ορατές, όχι εγκιβωτισμένες στο δάπεδο) και να υπάρχει παντού αρκετή απόσταση από άλλα δίκτυα σωλήνων και ηλεκτρικά καλώδια. 3. Τα τμήματα που απαιτούν συχνή συντήρηση (βάνες, φίλτρα, μετρητές, σταθεροποιητές) πρέπει να είναι εύκολα προσιτά. 4. Αν χρειάζεται, κατασκευάζεται επιπρόσθετη εγκατάσταση στήριξης (π.χ. σχάρα)· απαιτείται ικανοποιητική στήριξη και δυνατότητα διαστολής (διαστολικοί/εύκαμπτοι σύνδεσμοι), αντιμετώπιση διάβρωσης και δυνατότητα οπτικού ελέγχου και επισκευών. 5. Σωληνώσεις για καυστήρες στο δώμα μπορούν να οδεύουν εκτός κτιρίου, πάνω σε εξωτερικό τοίχο ή μέσω καναλιού στην πλευρά του κτιρίου όταν το επιβάλλει η μηχανική προστασία. 6. Οι σωληνώσεις πρέπει να προστατεύονται επιφανειακά (βαφή/επένδυση κατά της διάβρωσης). 7. Η είσοδος στο κτίριο πρέπει κατά προτίμηση να είναι ορατή (πάνω από το έδαφος) — υπόγεια μόνο για λόγους ασφάλειας/αξεπέραστης δυσκολίας· εξωτερικοί υπόγειοι σωλήνες PE ≥ 2 m από το κτίριο, είσοδος μεταλλική· το εσωτερικό δίκτυο αρχίζει από την ΚΑΒ σε προσιτό φρεάτιο 2-10 m από τα θεμέλια. 8. Πίεση λειτουργίας εντός κτιρίων ≤ 4 bar, σε πολυκατοικίες/σχολεία/νοσοκομεία ≤ 100 mbar· δεν διέρχονται από χώρους με κίνδυνο (κλιμακοστάσια διαφυγής, φρεάτια ανελκυστήρων, αεραγωγούς).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Όχι σε περιοχές ζημιογόνων καταπονήσεων (ή με προστασία)· όδευση κατά προτίμηση κατά μήκος οροφής/τοίχων, με απόσταση από άλλα δίκτυα και καλώδια· προσιτά τα τμήματα συντήρησης· στήριξη (σχάρα), πρόβλεψη διαστολών-διάβρωσης-οπτικού ελέγχου· για το δώμα εξωτερικά σε τοίχο/κανάλι· επιφανειακή προστασία· ορατή είσοδος στο κτίριο, PE ≥ 2 m έξω, μεταλλική είσοδος, ΚΑΒ 2-10 m· πίεση ≤ 4 bar (≤ 100 mbar πολυκατοικίες).

Κριτήρια αξιολόγησης:

• 8 περιορισμοί.