Pednáška 7 Píprava teplé vody Zabezpeovací zaízení tepelných (otopných) soustav
Ohev Píprava teplé vody pímý (ohev s pemnou energie v zaízení ohívae) nepímý (ohev s pedáváním tepla z teplonosné látky) ústední (centrální pro dm, okrsek) místní (píprava pro vtokovou jednotku, koupelnu, byt ohívaem v míst spoteby) jednoduchý (jeden zdroj energie) kombinovaný (více zdroj) pednostní paralelní zásobníkový (akumulaní) prtoný smíšený
Stanovení poteby teplé vody: z rozboru provozu z normových hodnot u typových objekt Charakteristiky výtok Parametr Znaka Jednotk a Umývadlo Baterie Dez Sprcha Vana Teplota na výtoku t 4 o C 40 55-80 1) 40 40 Prtok vody o teplot t 4 na výtoku U v dm 3 /s m 3 /h 0,06 0,21 0,08 0,30 0,095 0,34 0,20 0,70 Pítok TUV 55 o C do výtoku U o dm 3 /s m 3 /h 0,04 0,14 0,08 0,30 0,065 0,23 0,13 0,47 Tepelný výkon pítoku TUV q v kw 7,3 15,7-24,4 12,0 24,6 1) Pouze pro sterilizaci nádobí
Poteba TUV o teplot t 3 = 55 o C Umývadlo Mytí rukou Mytí tla Sprcha innost Vana (l=1600mm) Doba dávky t d sec 50 260 400 300 610 Mytí osob Objem dávky V d dm 3 Objem TUV o teplot 40 o C pipravený smíšením se studenou vodou je 1,5 násobný 2 10 25 40 80 Poteba TUV na osobu a den v bytovém objektu Teplo v dávce E 2 kwh 0,10 0,52 1,32 2,10 4,20 Parametr Jednotka Baterie umývadlo dez sprcha vana Poet dávek n d - 3 0,8 1 0,3 Objem dávek V d m 3 0,03 0,002 0,025 0,025 Teplo v dávkách E d kwh 1,5 0,1 1,3 1,4 Souet objemu dávek V 2p m 3 0,082 Souet tepla v dávkách E 2t kwh 4,3
Zásobníkový ohev teplé vody V 2P poteba TV v dané period (m3), viz. ZTI. Teplo odebrané z ohívae bhem jedné periody: teplo odebrané + teplo ztracené Q 2t = 1,163. V 2P. ( 2 1 ) Q 2z = Q 2t. z (kwh) (kwh) Q 2p = Q 2t + Q 2z Rozdlení odbru bhem asové periody: Nap. BD 5 až 17 hod. 35% 17 až 20 hod. 50% 20 až 24 hod. 15% Kivka dodávky a odbru tepla
Odbrové diagramy Q max Q max Q 1 t
Objem zásobníku: Vz = Q max / (1,163.) Jmenovitý tepelný výkon pro ohev zásobníkem Q 1n = (Q 1 /t) max kde Q 1 (kw) je teplo dodané ohívaem za as t (zahrnuje i teplo ztracené pi ohevu a distribuci) Potebná teplosmnná plocha ohívae A = (Q 1n. 10 3 )/ (U.t) (m 2 ) kde U je souinitel prostupu tepla teplosmnné plochy (pro teplou vodu cca 420 W/m 2 K) t = ( T1 t2 ) ( T2 t1 ) ( T1 t2 ) ln ( T t ) 2 1 T 1 teplota primáru (topné vody) na vstupu do výmníku T 2 teplota primáru (topné vody) na výstupu z výmníku( o C) t 1 teplota zahívané látky (teplé vody)na vstupu do výmníku t 2 teplota zahívané látky (teplé vody) na výstupu z výmníku( o C)
Zaízení pro nepímý zásobníkový ohev Stacionární nepímotopný ohíva voda-voda Zásobníkový ohíva vody ležatý (pro ohev pára-voda, voda-voda)
Nepímý zásobníkový ohev s deskovým výmníkem a akumulaním zásobníkem teplé vody
Prtoný ohev teplé vody Jmenovitý tepelný výkon pro ohev prtoný Q 1n = (n v. q v ). s (kw) kde n v q v s poet výtokových zaízení tepelný výkon pítoku do výtokového zaízení souinitel souasnosti Pro prtokový ohev vody jsou stanoveny tepelné výkony píkonu teplé vody podle charakteristik výtok. K ohátí studené vody prtokem na teplotu 40 o C je poteba zaízení s výkonem: 7,3 kwh pro umývadlo 12 kwh pro sprchu 24,6 kwh pro vanu
Nepímý prtoný ohev s deskovým výmníkem a vyrovnávacím zásobníkem. Bude-li v obrázku vynecháno zaízení 2, bude se jednat o klasický prtokový ohev. ve 2 vyrovnávacím zásobníku bude docházet míchání teplé vody po výstupu z ohívae s vodou akumulovanou a k potlaení okamžitých nejvyšších nebo nejnižších teplot. Velikost je na dobu 0,05h pi jmenovitém prtoku teplé vody.
Zabezpeovac ovací zaízen zení vodních OS
Zabezpeovací zaízení teplovodních soustav a zdroj tvoí: Pojistná a expanzní zaízení Zaízení sloužící proti nadmrné teplot Zaízení ochrany proti nedostatku vody Pojistná a expanzní zaízení Expanzní zaízení vodních otopných soustav umožuje zmny objemu obsažené vody vlivem tepelné objemové roztažnosti bez nedovoleného zvýšení tlaku a zbytených ztrát otopné vody. Pojistné zaízení zabezpeuje soustavu proti pekroení nejvyššího dovoleného petlaku.
Pojistná a expanzní zaízení otevených teplovodních soustav Samotížná otopná soustava s otevenou expanzní nádobou s pipojením pouze pívodním pojistným potrubím, požadovaná hodnota pevýšení (m) Otopná soustava s nuceným obhem vody a otevenou expanzní nádobou s pojistným pívodním i vratným (expanzním) potrubím
Celkový objem otevené expanzní nádoby se stanovuje ze vztahu V = G. v. 1,6 (dm 3 ) G je hmotnost vody v otopné soustav (kg) v zvtšení mrného objemu vody pi ohátí z 10 o C (pedpokládaní teplota vody po naplnní soustavy) na maximální provozní teplotu. Pi maximální provozní teplot 90 o C je zvtšení mrného objemu vody 0,0355 (dm 3.K/kg.K).
Pojistná a expanzní zaízení uzavených teplovodních soustav Pojistným zaízením takovýchto soustav je pojistný ventil. Napojení je v takzvaném pojistném úseku. Pro potebu návrhu pojistného ventilu a pojistného potrubí se zdroje tepla klasifikují do skupin podle skupenství vody vystupující pi perušení odbru topné látky. Skupina A je tvoena výmníky, ohívai, smšovai a redukním zaízením. A 1 teplota primární vody do 100 o C ( voda/voda ) A2 teplota primární vody nad 100 o C, ale nepekroí teplotu na mezi odparu ( voda/sms ) A3 pára ( pára/pára ) Skupina B zahrnuje kotle.
Stanovení velikosti pojistného ventilu u kotl: U kotl se poítá s tím, že do pojistného ventil vstupuje pára. Prez sedla pojistného ventilu So: S o Q = α ( K ) v p Q p v K pojistný výkon (výkon zdroje tepla-kotle) v kw výtokový souinitel pojistného ventilu konstanta, závislá na stavu syté vodní pára pi otevíracím petlaku v kw/mm 2 Petlak syté páry 180 kpa 200 kpa 250 kpa 300 kpa Konstanta syté páry 0,91 0,97 1,12 1,26 Vnitní prmr pojistného potrubí d p =15+1,4.Q p 0,5
Expanzní zaízení Zdrojem petlaku mže být Hydrostatický tlak (u otevených OS) erpadlo s pepouštcí armaturou Petlak plynového nebo vzduchového polštáe Zaízení mže plnit funkci pouze expanzní, mže podle typu zajišovat uvol ování a odstra ování vázaného kyslíku, dopl ovat vodu do systému a upravovat vodu. V tchto pípadech se zaízení nazývá víceúelovým. Nejjednodušším expanzním zaízením je tlaková expanzní nádoba s membránou i vakem.
Expanzní objem V e = 1,3 V o n Vo je objem vody v otopné soustav (m 3 ) n souinitel zvtšení objemu vody pi jejím ohátí z 10 o C na topnou teplotu Celkový objem vody v soustav se skládá z objem obsažených ve zdroji tepla, potrubních rozvodech a otopných plochách, akumulaních nádobách.
Pibližný objem vody v otopné soustav - bez AN Druh otopné soustavy S nuceným obhem s rychlostí >O,6 m/s, plynový kotel s malým objemem, konvektory S nuceným obhem, plynový kotel a malým objemem, trubková otopná tlesa S nuceným obhem, plynový kotel, tlesa panelová S nuceným obhem, kotel litinový nebo ocelový, tlesa lánková Otopná soustava s pirozeným obhem, kotel litinový nebo ocelový, tlesa lánková Podlahové vytápní s prmry potrubí do 20mm Objem vody (l/kw) 4,0 6,0 10,0 12,0 16,0 20,0 Zvtšení objemu vody n pro t m =t m -10 o C t m 40 60 70 80 90 N 0,012 0,023 0,0295 0,035 0,044
Objem expanzní nádoby s membránou i vakem V ep = V ( p ) hp + 100 ( p p ) e hp d p hp p d p h pedbžný nejvyšší provozní petlak (kpa) nejnižší provozní petlak (kpa) horní provozní petlak (kpa) p ddov 1,1.(h..g.10-3 +p z ) pz tlaková ztráta otopné soustavy mezi neutrálním a nejvyšším bodem ve smru proudní. V pípad, že mezi neutrálním a nejvyšším bodem ve smru proudní není obhovéerpadlo, tato tlaková ztráta se neuvažuje. p k p hdov =p ot p h p d p ddov
1 dopl ovacíerpadlo 2,3 solenoidový ventil 17 tl. EN 16 odply ova 18 záchytná nádrž 14 - PV Víceúelové dopl ovací zaízení