Układy przygotowania ciepłej wody użytkowej Układ Chłudowa z pełną akumulacją
Objętość użytkową zasobnika w układach z akumulacją ustala się wg zależności: w której: V U C c Q t [ max dt m 3 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/m 3 gęstość wody c w =4,19 kj/kg K ciepło właściwe wody t obliczeniowa różnica temperatury w zasobniku [K], w ]
%Qdtt Całkowy wykres dostawy i rozbioru ciepła 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Wykres rozbioru ciepła Wykres dostawy ciepła Styczna do wykresu rozbioru ciepła Cmax 0 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]
Q dt oblicza się wg wzoru: Q dt G d ( t t ) c [ kj / doba] cwu gdzie: G d = n q j [m 3 /doba] n- liczba mieszkańców q j =110-130 dm 3 /(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 wz w
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
qcwu - Ghśr cwu Układ Chłudowa do inst. wody ciepłej qcwu Oznaczenia: Z - zasobnik cwu PŁ - pompa ładująca zasobnik PC - pompa cyrkulacyjna W1 - wymiennik cwu W2 - wymiennik cyrkulacji ZB - zawór bezpieczeństwa PC W2 tz tp B tz tp W1 Z woda zimna (twz) woda ciepła (tcwu) cyrkulacja zasilanie wymienników (tz) powrót z wymienników (tp) ZB Ghśr cwu PŁ A qcwu C do inst. wody zimnej qwz z hydroforni qog
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 wydajność pompy) charakterystykę (prawie stała
Zasady doboru pompy ładującej Obliczeniowa wydajność pompy: G PŁ = G hśr cwu Obliczeniowa wysokość podnoszenia: H PŁ = p A-PŁ-W1-B + p W1 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 Q Q w h Qd 3600 Qdt 1,05 [ kw] 3600 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
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 ( p 1 ) 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 ( p 2 ) 3. Wyznaczenie pozostałych punktów charakterystyk hydraulicznych obu gałęzi (1 i 2 na wykresie) wg 2 zależności: p p G 0 G0 w której: dla gałęzi 1: p 0 = p 1, G 0 = G hśr c.w.u dla gałęzi 2: p 0 = p 2, G 0 = q cwu - G hśr c.w.u G dowolna wartość strumienia
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: p wym h p p p h H g, tł wyp ZH C( qog) C A( qcwu ) A PŁ W 1 B( GP max ) P( GP max ) 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. B n. p. cz.( q p ZH-C(qog) straty na odcinku między ZH a punktem C na schemacie instalacji (miejsce rozgałęzienia instalacji wody zimnej i ciepłej) p C-A(qcwu) straty na odcinku miedzy punktem C a punktem A (odgałęzienie do układu przygotowania cwu) h A-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) h B-n.p.cz.(qcwu) straty na odcinkach od punktu B do n.p.cz. w instalacji c.w.u. cwu )
Uwaga! Po sporządzeniu wykresu Chłudowa należy sprawdzić warunek ciśnienia wymaganego dla zestawu hydroforowego p wym: p wym = h g,tł +p wyp +Δp ZH-C(q og ) +Δp C-A(q cwu ) +Δh A-Z-B(G rozł max ) +Δp B-n.p.cz.(q cwu ) h g,tł różnica wysokości między osią kolektora tłocznego ZH a n.p.cz. w instalacji p wyp ciśnienie wymagane przed n.p.cz. p ZH-C(qog) straty na odcinku między ZH a punktem C na schemacie instalacji (miejsce rozgałęzienia instalacji wody zimnej i ciepłej) p C-A(qcwu) straty na odcinku miedzy punktem C a punktem A (odgałęzienie do układu przygotowania cwu) h A-Z-B(Grozł max) straty ciśnienia na gałęzi 2 przy maksymalnym rozładowaniu zasobnika (wg wykresu Chłudowa) h B-n.p.cz.(qcwu) straty na odcinkach od punktu B do n.p.cz. w instalacji c.w.u.