Układy przygotowania ciepłej

Układy przygotowania ciepłej wody użytkowej

Układ Chłudowa

z pełną akumulacją

Objętość użytkową zasobnika w układach z akumulacją ustala się wg zależności:

] [

max

m

t c

Q V C

w U dt







 

w której:



C_max – największa różnica rzędnych miedzy wykresem rozbioru, a styczną do wykresu rozbioru, [%]

Q_dt – dobowe teoretyczne zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania ciepłej wody, [kJ]

= 1000 kg/m³ – gęstość wody

c_w =4,19 kJ/kg·K – ciepło właściwe wody

t – obliczeniowa różnica temperatury w zasobniku [K],

Całkowy wykres dostawy i rozbioru ciepła

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

czas [h]

%Qdtt

Wykres rozbioru ciepła Wykres dostawy ciepła

Styczna do wykresu rozbioru ciepła Cmax

Q_dt oblicza się wg wzoru:

gdzie:

G_d = n·q_j [m³/doba]

n- liczba mieszkańców

q_j =110-130 dm³/(osoba·doba)

wg PN-92/B-01706 dla budynków mieszkalnych) t_cwu = 60°C – obliczeniowa temperatura ciepłej wody

t_wz = 10°C (5 °C) – obliczeniowa temperatura zimnej wody

] /

[ )

( t t c kJ doba

G

Q







  

t należy przyjmować następująco:

– dla zasobników o stałej temperaturze magazynowanej wody:

t = (t_cwu – t_wz)

– dla zasobników o zmiennej temperaturze magazynowanej wody (podgrzewacze pojemnościowe – bojlery):

t = (t_x – t_wz)= 30 ÷ 40 K

Układ Chłudowa

do inst. wody ciepłej qcwu

A

tp

ZB

G^hśrcwu

PŁ

Oznaczenia:

Z - zasobnik cwu

PŁ - pompa ładująca zasobnik PC - pompa cyrkulacyjna W1 - wymiennik cwu W2 - wymiennik cyrkulacji ZB - zawór bezpieczeństwa

W2 t^p

t^z

t^z

PC

W1 Z

qcwu - Ghśr cwu

z hydroforni qog

do inst. wody zimnej qwz

q^cwu C

powrót z wymienników (tzasilanie wymienników (t^pz))

B

woda zimna (twz) woda ciepła (t^cwu) cyrkulacja

Praca układu

1. Przy bardzo dużym rozbiorze wody ciepłej (rozbiór>G_hśr) ciepłą wodę użytkową otrzymuje się z zasobnika i z wymiennika ciepłej wody. Na miejsce ciepłej wody do zasobnika od dołu dopływa woda zimna, wypychając wodę ciepłą do instalacji rozdzielczej.

2. Przy zmniejszonym rozbiorze wody w stosunku do obliczeniowej wydajności wymiennika (rozbiór≈G_hśr) ciśnienie w wewnętrznej sieci rozdzielczej wzrasta i dopływ wody ciepłej z zasobnika ustaje. Nastąpi to wówczas gdy ciśnienie wytwarzane przez pompę ładującą będzie równe oporowi hydraulicznemu podgrzewacza i rurociągów od podgrzewacza do miejsc poboru.

Następuje wówczas wyrównanie ciśnienie w punktach A i B i brak przepływu wody między tymi punktami.

3. Przy obniżeniu rozbioru wody poniżej obliczeniowej wydajności wymiennika (rozbiór<G_hśr), ciśnienie w punkcie B>A i rozpoczyna się dopływ wody ciepłej do zasobnika, przy równoczesnym wypychaniu z niego wody zimnej.

Charakterystyka układu

• Gałąź A-PŁ-W1-B

▫ Przepływa przez nią strumień wody G_{hśr cwu}

▫ Należy tak dobrać średnicę, aby prędkość przepływu wynosiła około 2 ÷ 5 m/s

• Gałąź A-Z-B

▫ Przepływa przez nią strumień wody q_cwu-G_{hśr c.w.u.}

▫ Należy tak dobrać średnicę, aby prędkość przepływu wynosiła około 0,2 ÷ 0,5 m/s

• Pompa ładująca PŁ

▫ Powinna mieć stromą charakterystykę (prawie stała wydajność pompy)

Zasady doboru pompy ładującej

• Obliczeniowa wydajność pompy:

G

= G

• Obliczeniowa wysokość podnoszenia:

H

= p

+p

p_{A-PŁ-W1_B}- całkowite straty na gałęzi A-PŁ-W1-B

p_W1- strata na wymienniku cwu

Zasady doboru wymiennika c.w.u. (W1)

• Moc wymiennika

• Strumień wody podgrzewanej przez wymiennik G_w = G_{hśr cwu}

• Należy przyjąć odpowiednie temperatury wody grzewczej i ogrzewanej

• Strata ciśnienia na wymienniku po stronie wody ogrzewanej - p_w1 – wg katalogu

] 3600 [

05 , 1

3600 Q kW

Q Q

Q_{w h} ^{d dt}



 

 

  

Analiza pracy układu Chłudowa – sporządzenie wykresu Chłudowa

1. Dobór średnicy przewodu dla gałęzi 1 (A-PŁ-W1-B) na strumień G_{hśr c.w.u.} i wyznaczenie straty ciśnienia na tej gałęzi (p₁)

2. Dobór średnicy przewodu dla gałęzi 2 (A-Z-B) na strumień q_cwu-G_{hśr c.w.u.} i wyznaczenie straty ciśnienia na tej gałęzi (p₂)

3. Wyznaczenie pozostałych punktów charakterystyk hydraulicznych obu gałęzi (1 i 2 na wykresie) wg zależności:

w której: dla gałęzi 1: p₀ = p₁, G₀ = G_{hśr c.w.u}

dla gałęzi 2: p₀ = p₂, G₀ = q_cwu - G_{hśr c.w.u} G – dowolna wartość strumienia

2

0

0 



 



 



 G

p G p

Analiza pracy układu Chłudowa – sporządzenie wykresu Chłudowa

4. Z katalogu producenta pomp przerysować charakterystykę dobranej pompy ładującej (charakterystyka P)

5. Wrysowanie charakterystyki P-1 poprzez odjęcie od rzędnych charakterystyki pompy P rzędnych charakterystyki gałęzi 1 dla poszczególnych wartości strumieni G (jest to charakterystyka odcinka A-PŁ-W1-B z pompą ładującą, która wskazuje nadwyżkę ciśnienia)

Wykres Chłudowa

Uwaga! Po sporządzeniu wykresu Chłudowa należy sprawdzić warunek ciśnienia wymaganego dla zestawu hydroforowego p_wym:

) .(

. . )

( )

( 1 )

( )

(

,tł wyp ZH C q_og C A q_cwu A PŁ W B G_Pmax P G_Pmax B n pcz q_cwu

g

wym h p p p h H p

p    _  _  _{  }   _

h_g,tł – różnica wysokości między osią kolektora tłocznego ZH a n.p.cz.

w instalacji

p_wyp – ciśnienie wymagane przed n.p.cz.

pZH-C(qog) – straty na odcinku między ZH a punktem C na schemacie

instalacji (miejsce rozgałęzienia instalacji wody zimnej i ciepłej)

pC-A(qcwu) – straty na odcinku miedzy punktem C a punktem A

(odgałęzienie do układu przygotowania cwu)

hA-PŁ-W1-B(Gpmax) – straty ciśnienia na gałęzi 1 przy maksymalnej wydajności

pompy ładującej (wg wykresu Chłudowa)

H_p(Gpmax) – wysokość podnoszenia pompy ładującej przy maksymalnej

jej wydajności (wg wykresu Chłudowa)

hB-n.p.cz.(qcwu) – straty na odcinkach od punktu B do n.p.cz. w instalacji c.w.u.

Uwaga! Po sporządzeniu wykresu Chłudowa należy sprawdzić warunek ciśnienia wymaganego dla zestawu hydroforowego p_wym:

) q .(

cz . p . n B )

G ( B A )

q ( A C )

q ( C ZH wyp

tł , g

wym =h +p +Δp _og +Δp _cwu +Δh _rozłmax +Δp _cwu

p _{- - -Z- -}

h_g,tł – różnica wysokości między osią kolektora tłocznego ZH a n.p.cz.

w instalacji

p_wyp – ciśnienie wymagane przed n.p.cz.

pZH-C(qog) – straty na odcinku między ZH a punktem C na schemacie

instalacji (miejsce rozgałęzienia instalacji wody zimnej i ciepłej)

pC-A(qcwu) – straty na odcinku miedzy punktem C a punktem A

(odgałęzienie do układu przygotowania cwu)

hA-Z-B(Grozł max) – straty ciśnienia na gałęzi 2 przy maksymalnym rozładowaniu

zasobnika (wg wykresu Chłudowa)

hB-n.p.cz.(qcwu) – straty na odcinkach od punktu B do n.p.cz. w instalacji c.w.u.