• Nie Znaleziono Wyników

UKŁADY PRZYGOTOWANIA CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ 2

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "UKŁADY PRZYGOTOWANIA CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ 2"

Copied!
22
0
0

Pełen tekst

(1)

UKŁADY

PRZYGOTOWANIA CIEPŁEJ WODY

UŻYTKOWEJ 2

instalacje sanitarne – p –

Wrocław 2016

(2)

Podgrzewacz pojemnościowy (bojler)

tz

tp

tcwu

PC

ZB

twz z hydroforni

qog do inst. wody zimnej

qwz woda zimna (twz) cyrkulacja

zasilanie wymienników (tz) powrót z wymienników (tp) woda ciepła (tcwu)

(3)

Wymiennik pojemnościowy WP6

Opis króćców:

A - wlot czynnika ogrzewającego B - wylot czynnika ogrzewającego

C - króciec manometru G½ D - króciec termometru M72x2 E - króciec manometru G½ F - króciec odpowietrznika kulowego

G - wylot wody ogrzewanej H - króciec zaworu

bezpieczeństwa

I - króciec wody cyrkulacyjnej J - wlot wody ogrzewanej

K - króciec spustowy

www.kotlorembud.com.pl www.techmet.bydgoszcz.pl

(4)

Przykład

Dobór i analiza pracy podgrzewaczy w ruchu ciągłym

Założenia:

• Temperatura wody zimnej: twz = 10°C

• Temperatura wody ciepłej: tcwu = 60°C

• Liczba osób w budynku: n = 200 osób

• Jednostkowe zapotrzebowanie na cwu dla osoby w ciągu doby:

qj = 110 dm3/os·doba

• Czas dostawy ciepła do podgrzewaczy:  = 24 h

• Parametry obliczeniowe czynnika grzejnego dla okresu zimowego:

tz/tp = 130°C/70°C

• Pobór ciepła w ciągu doby:

0:00 – 6:00 5%

6:00 – 9:00 25%

9:00 – 14:00 5%

14:00 – 19:00 20%

19:00 – 24:00 45%

(5)

Wykres całkowy

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 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

t [h]

Qdt [%]

Wykres poboru ciepła Wykres dostawy ciepła

Cm ax

Pobór ciepła w ciągu doby:

0:00 – 6:00 5%; 6:00 – 9:00 25%; 9:00 – 14:00 5%; 14:00 – 19:00 20%; 19:00 – 24:00 45%

(6)

Obliczenia

Dobowe zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową:

Gd = n·qj = 200·110 = 22 000 dm3/doba

Dobowe teoretyczne zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania ciepłej wody:

Qdt = Gd·cw·(tcwu – twz) = 22000·4,19·(60 – 10) = 4 609 000 kJ/dobę

Dobowe zapotrzebowanie na ciepło do przygotowania ciepłej wody z uwzględnieniem strat ciepła do otoczenia:

Qd = Qdt·1,05 =4 839 450 kJ/dobę Objętość użytkowa podgrzewaczy:

Na podstawie wykresu całkowego ustalono, że maksymalna różnica rzędnych między wykresem dostawy i rozbioru ciepła wynosi Cmax = 24% (dla godziny 19:00) stąd:

max 6,6 3

40 19 , 4 1000

4609000 24

,

0 m

t c

Q V C

w dt

U

(7)

Objętość całkowita podgrzewaczy przy założeniu, że wężownice zajmują około 15% objętości:

Przyjęto 4 podgrzewacze pojemnościowe WP6 nr 9 o V

c

= 4m

3

każdy. Pojemność użytkowa:

V

u

= 0,85·V

c

= 0,85·16,0 = 13,6 m

3

Dobór wężownic:

m

2

Qh – średnie godzinowe zapotrzebowanie ciepła:

Obliczenia

76 3

, 85 7

,

0V m

Vcu

śr h

w

k t

F Q

 

Q kW

Qh d

56 , 0

3600 24

4839450

3600 

 

 

(8)

k = 291 W/m

2

K – współczynnik przenikania ciepła dla wężownic

Obliczenia

Ponieważ dobrano 4 podgrzewacze, zatem dla jednego powierzchnia wężownicy wynosi:

Przyjęto w każdym podgrzewaczu wężownicę nr 1 z podgrzewacza nr 6 o powierzchni ogrzewalnej 2,6 m

2

wymagającą przeróbki.

t K t t

tśr tz p cwu wz

20

2 10 60

2 40 70

2

2  

 

 

 

62

2

, 20 9

291 56000 t m

k F Q

śr

w h

 

 

2

1

2 , 4

4 62 ,

9

m

Fw

 

(9)

Analiza pracy podgrzewaczy

Analiza pracy podgrzewaczy w ruchu ciągłym

Zakładając że woda w bojlerach ma być grzana do t

cwu

=

60°C, największy ładunek ciepła w bojlerach może być

zmagazynowany pod warunkiem, że woda o tej

temperaturze wypełnia całą pojemność użytkową (ma to

miejsce o godzinie 19:00).

(10)

GODZINA 19:00

Dla dobranych podgrzewaczy należy wyznaczyć maksymalny ładunek ciepła:

C’max = Vu·t··cw = 13,6·(60-10)·1000·4,19 = 2 849 200 kJ =2 849 200/4 609 000= 61,8%·Qdt

W godzinach 19:00 – 24:00 pobór większy od dostawy, zatem dopływająca do pogrzewaczy woda będzie się grzała do temperatury niższej niż 60°C. O godzinie 24:00 ilość ciepła zmagazynowanego w wodzie o temperaturze 60°C zmaleje do wartości C’24:

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 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

t [h]

Qdt [%]

Wykres poboru ciepła Wykres dostawy ciepła

Wykres dostawy ciepła

Cm ax Cm ax

C’

24 C’

60o 24

C t’’

24

(11)

GODZINA 24:00 WARSTWA I

C’

24

= 16,8%·Q

dt

= 774 312 kJ t’

24

= t

19

= 60°C

Pozostała objętość bojlerów będzie wypełniona wodą o temperaturze niższej (WARSTWA II):

V’’

24

= V

u

– V’

24

= 13,6 – 3,7 = 9,9 m

3

Zasób ciepła zmagazynowany w tej ilości wody:

C’’

24

= 20,8%·Q

dt

= 958 672 kJ

Analiza pracy podgrzewaczy

3 24'

24'

24'

3 , 7

) 10 60

( 19 , 4 1000

774312 )

( m

t t

c V C

wz w

 

 

 

(12)

Ponieważ:

Zatem:

Analiza pracy podgrzewaczy

24'' 24'' 24''

24'' 24'' 24''

)

( c V

t C t t

t c

V C

w wz

wz

w

    

 

C

t  

 

 33 , 1

9 , 9 19 , 4 1000

958672

''

10

24

(13)

W godzinach 0:00 – 6:00 pobór ciepła < niż dostawa, to dopływająca woda będzie się ogrzewać do temperatury wyższej niż temperatura w warstwie II o godzinie 24:00.

Następuje zanikanie warstw. Zatem o godzinie 6:00 będą dwie warstwy.

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 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

t [h]

Qdt [%]

Wykres poboru ciepła Wykres dostawy ciepła

Cm ax

C’

24 C’

60o 24

C t’’

24

C’

24 C’

24 60o

C

C’’

6

C’

6

V’’

6

(14)

GODZINA 6:00

WARSTWA I

C’

6

=11,8%·Q

dt

= 543 862kJ t’

6

= t’

24

= 60°C

WARSTWA II:

V’’

6

= V

u

– V’

6

= 13,6 – 2,6 = 11,0 m

3

Zasób ciepła zmagazynowany w tej ilości wody:

C’’

6

= 46%·Q

dt

= 2 120 140 kJ

3 6'

6'

6'

2 , 6

) 10 60

( 19 , 4 1000

543862 )

( m

t t

c V C

wz w

 

 

 

C

t  

 

 56

0 , 11 19

, 4 1000

2120140

'' 10

6

(15)

Można też inaczej:

Na początku zakładamy, że w bojlerach utworzą się trzy warstwy temperaturowe:

WARSTWA I: jak poprzednio WARSTWA II:

C’’6= C’’24=20,8%·Qdt = 958 672 kJ t’’6 = t’’24 = 33,1°C

V’’6 = V’’24 = 9,9 m3 WARSTWA III:

C’’’6= 25%·Qdt = 1 152 250 kJ

V’’’6 = Vu – (V’6 +V’’6 )= 13,6 – (2,6+9,9) = 1,1 m3

Analiza pracy podgrzewaczy

C

t

260

1 , 1 19 , 4 1000

1522501

''' 10

6

(16)

Od 6:00 – 9:00 pobór ciepła > od dostawy, zatem dopływająca woda będzie ogrzewać się do temperatury niższej niż temperatura w II warstwie o godz. 6:00

Około 7:30 skończy się woda o temperaturze 60°C. W bojlerach będą dwie warstwy.

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 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

t [h]

Qdt [%]

Wykres poboru ciepła Wykres dostawy ciepła

Cm ax

C’

24 C’

60o 24

C t’’

24

C’

24 C’

24 60o

C

73

0

C’

6

C’

6

C 730C’’73 0

56o C

56o C

(17)

GODZINA 7:30

WARSTWA I

C’

7:30

=C’’

6

=46%·Q

dt

= 2 120 140 kJ

t’

7:30

= t’’

6

= 56°C V’

7:30

= V’’

6

= 11,0 m

3

WARSTWA II:

V’’

7:30

= V

u

– V’

7:30

= 13,6 – 11,0 = 2,6 m

3

C’’

7:30

= 6%·Q

dt

= 276 540 kJ

Analiza pracy podgrzewaczy

C

t  

 

 35 , 4

6 , 2 19 , 4 1000

276540

''

10

30 : 7

(18)

Ze względu na dalszy pobór ciepła większy od dostawy o godzinie 9:00 ilość ciepła zmagazynowana w wodzie o temperaturze 56°C zmaleje do wartości C’

9

.

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 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

t [h]

Qdt [%]

Wykres poboru ciepła Wykres dostawy ciepła

Cm ax

C’

24 C’

60o 24

C t’’

24

C’

24 C’

24 60o

C

73

0

C’

6

C’

6

C 730C’’73 0

C’

9

C’’9

C’’’

9

56o C

(19)

GODZINA 9:00

WARSTWA I

C’

9

= 32,9%·Q

dt

= 1 518 258,8 kJ t’

9

= t’

7:30

= 56°C

Analiza pracy podgrzewaczy

3 9'

9'

9'

7 , 9

) 10 56

( 19 , 4 1000

8 , 1518258 )

( m

t t

c V C

wz w

 

 

 

(20)

WARSTWA II

C’’

9

= C’’

7:30

=6%·Q

dt

= 276 540 kJ t’’

9

= 35,4°C

V’’

9

= 2,6 m

3

WARSTWA III

Pozostała objętość bojlerów będzie wypełniona wodą o niższej temperaturze:

V’’

9

= V

u

– (V’

9

+V’’

9

) = 13,6 – (7,9+2,6) = 3,1 m

3

Ilość ciepła zmagazynowana w tej objętości:

C’’’

9

= 6,3 ·Q

dt

= 290 367 kJ

Analiza pracy podgrzewaczy

C

t

 

 

 32 , 4

1 , 3 19 , 4 1000

290367

'''

10

9

(21)

Między godziną 9:00 – 14:00 pobór < dostawa, zatem będzie następowało zanikanie warstw a woda w bojlerach będzie podgrzewana do temperatury wyższej niż 56°C.

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 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

t [h]

Qdt [%]

Wykres poboru ciepła Wykres dostawy ciepła

Cm ax

C’

24 C’

60o 24

C t’’

24

C’

24 C’

24 60o

C

73

0

C’

6

C’

6

C 14

C 730C’’73 0 C 9

C’’9

C’’’

9 59,3

oC

Woda podgrzewa

się w całej objętości do

60oC o 1900

(22)

GODZINA 14:00

C’

14

= 61,0%· Q

dt

= 2 811 490 kJ

W godzinach 14:00 – 19:00 nadal pobór < dostawa, woda w podgrzewaczach podgrzewa się w całej objętości, tak że o godzinie 19:00 osiąga temperaturę 60°C.

Analiza pracy podgrzewaczy

C

t  

 

 59 , 3

6 , 13 19

, 4 1000

2811490

'

10

14

Cytaty

Powiązane dokumenty

Dziecko wymienia różne wyrazy, które zaczynają się na literę „ć”, następnie te, które się na nią

Do podstawowych elementów powietrznych pomp ciepła z zintegrowanym zasobnikiem wodnym możemy zaliczyć: sprężarki, skraplacze, parowacze, zbiorniki ciepłej wody

Analiza pracy podgrzewaczy w ruchu ciągłym Zakładając że woda w bojlerach ma być grzana do t cwu = 60°C, największy ładunek ciepła w bojlerach może być

 z miejskiej sieci ciepłowniczej − parametry obliczeniowe czynnika grzejnego dla okresu zimowego: 130/70ºC..

Δp ZH-C(qog) – straty na odcinku między ZH, a punktem C na schemacie instalacji (miejsce rozgałęzienia instalacji wody zimnej i ciepłej). Δp C-A(qcwu) – straty na odcinku

Chwilowy niewielki wypływ wody z zaworu bezpieczeństwa podczas nagrzewania się wody w podgrzewaczu jest zjawiskiem normalnym i oznacza prawidłowe działanie

Pompa ciepła typu powietrze-woda, jaką jest Hydrolution znaczną część energii niezbędnej do ogrzewania domu i podgrzania wody czerpie z powietrza, jednak sprężarka w pompie

- anode rod replacement [13] (100/120/140/250/300/400 litres cylinder): take off the upper lid [16], take out an insulation ring, turn off the cut-off valve on cold water