ČVUT v PRAZE, Fakulta stavební - katedra technických zařízení budov Vnitřní vodovod - příprava teplé vody - Ing. Stanislav Frolík, Ph.D. Ing. Hana Doležílková katedra technických zařízení budov NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 1
Teplá voda legislativa zdravotně nezávadná ohřátá pitná voda, splňující kriteria Vyhlášky 252/2004 z 22.4.2004, kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody ČSN 060320 Ohřívání vody - Navrhování a projektování (1998, oprava 1999. 2006) určena k mytí, koupání osob, mytí nádobí a zařízení, praní prádla, úklidu prostorů není určena k pití nebo vaření NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 2
Teplá voda studená voda zima 3-10 C, pro výpočet t=10 C léto 10 15 C teplá voda termická desinfekce na teplotu > 60 C korozívní účinky < 60 C ochrana proti legionnelle > 70 C - krátkodobá desinfekce (sjezd legionářů 1976 v Americe) centrální ohřev 55 C (ČSN 06 0320) lokální ohřev až 85 C (mytí nádobí, sterilizace) směšovaná voda - smísení vody pro konkrétní účely obvykle pro mytí, sprchování 35-40 C (ochrana proti opaření, zejména při pobytu dětí) NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 3
Příprava teplé vody ohřev TV se provádí předáním energie v zařízení, nebo předáním tepla z teplonosné látky návrh zařízení pro ohřev TV se provádí podle ČSN 06 0320, vychází se z rozboru provozu objektu jak stanovit spotřebu vody v objektu? legislativa odhad podle jiných referenčních objektů odhad podle dostupných měření měření spotřeby vody ve stávajícím objektu (rekonstrukce) návrh přípravy teplé vody musí korespondovat s uvažovaným zdrojem tepla, jeho výkonem, způsobem provozu a regulace zvážit budoucí možnost připojení na alternativní zdroj NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 4
Příprava teplé vody Zdroj TV Energie + SV Distribuční síť Ztráty TV Výtokové armatury NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 5
Potřeba x spotřeba - voda Energie + SV TV NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 6
Potřeba x spotřeba teplo Energie + SV TV NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 7
Analýza potřeby TV Potřeba TV během periody [l/den] Rozložení odběru TV v průběhu periody [l/hod] Křivka odběru tepla a dodávky tepla Maximální potřeba TV [l/sec] Interval max.potřeby a množství odebrané TV NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 8
Potřeba TV během periody Atypický objekt součet dávek TV na mytí osob nádobí úklid Typický objekt z bilance potřeby TV podle počtu osob NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 9
Příprava teplé vody Potřeba TV pro byt.fond ČSN 060320 77 l/os/den při 60 C (všední den) 103 l/os/den při 60 C (soboty a neděle) tj. cca 83 l/os/den Rozbor provozu - firemní podklady 30-60 l/os/den při 60 C dle vybavení a komfortu potřeba vody na jednotlivé činnosti v denním rozložení NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 10
Příprava teplé vody NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 11
Charakteristiky výtoků TV Odvození průměrné denní potřeby teplé vody na osobu v bytovém domě NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 12
Charakteristiky výtoků TV Průtokový ohřev teplé vody pro bytový objekt SOUČINITEL SOUČASNOSTI PRO BYTOVÉ OBJEKTY 1,2 s o u č i n i t e l s o u č a s n o s t i 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 50 100 150 200 250 300 počet bytů NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 13
Charakteristiky výtoků TV NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 14
Rozložení odběru v průběhu periody rozbor provozu % denní denní potřeby potřeby vody vody 25 25 20 20 15 15 10 10 5 5 0 0 11 33 55 77 99 1113 11131517 15171921 192123 23 hod hod Bytový Bytový dům dům dle dle DIN DIN Klinika Klinika Sportovní zařízení zařízení Hotel Hotel Restaurace Bytový Bytový dům dům dle dle ČSN ČSN NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 15
Rozložení odběru v průběhu periody křivka odběru Odběr v % denní potřeby 100 80 60 40 20 0 Příklad součtové křivky odběru TUV pro hotel 24 hod = 100% Součtová křivka odběru 1 3 5 7 9 11 13 15 Hod. 17 19 21 23 Rozbor provozu hodinové potřeby vody NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 16
Křivka odběru a dodávky tepla Dodávka tepla trvalá 1600 1400 Maximální rozdíl = kapacita zásobníku kwh 1200 1000 800 600 Dodávka tepla přerušovaná Odběr TV 400 200 0 Ztráty cirkulací 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 hod NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 17
Křivka odběru a dodávky tepla 400 200 Tepelný výkon zdroje při - trvalém dohřevu - přerušovaném dohřevu 0 0 1 2 3 4 5 NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 18
Výpočet přípravy TV zásobníkový ohřev kontinuální dodávka tepla o malém příkonu nárazová dodávka o velkém příkonu NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 19
Výpočet přípravy TV Potřeba TV za časovou periodu -V 2P V 2P = V o + V j + V u [m 3 /per] V o potřeba vody na mytí osob [m 3 /per] V j potřeba vody pro mytí nádobí [m 3 /per] V u potřeba vody pro úklid a mytí podlahy [m 3 /per] - množství vody vychází z rozboru provozu konkrétního objektu - pro bytové objekty je možno použít hodnotu 82 litrů/osobu,den (ČSN 06 0320) - pro zjednodušení je možno použít např. 200 litrů/byt,den (změřená spotřeba TV v daném objektu) NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 20
Výpočet přípravy TV Potřeba tepla odebraného z ohřívače E 2P E 2P = E 2T + E 2Z [kwh/per] E 2T teoretické teplo pro ohřátí množství V 2P E 2T = V 2P. c. (t 2 t 1 ) [kwh/per] V 2P potřeba TV za časovou periodu [m 3 ] c měrná tepelná kapacita vody 4186 J/kg.K = 1,163 kwh/m 3 K t 2 teplota ohřáté vody (centrální ohřev 55 C) t 1 teplota studené vody (výpočtová teplota je 10 C) E 2Z teplo ztracené při ohřevu a dopravě TV E 2Z = E 2T. z [kwh/per] E 2T teoretické teplo pro ohřátí množství V 2P [kwh] z ztráta tepla při ohřevu a dopravě TV (0,5-v objektu 1,0-okrskový ohřev) NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 21
Výpočet přípravy TV E 2Z teplo ztracené při ohřevu a dopravě centrální x lokální ohřev 50-100% (20-300%) ZDROJ TEPLA T VÝSTUP TEPLÉ VODY VSTUP CIRKULAČNÍ VODY 5-25% NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 22
Výpočet přípravy TV zásobníkový ohřev Velikost zásobníku V Z = E max / c. (t 2 t 1 ) [m 3 ] E max maximální rozdíl mezi křivkou dodávky a odběru (viz graf) [kwh] c měrná tepelná kapacita vody 4186 J/kg.K = 1,163 kwh/m 3 K t 2 teplota ohřáté vody (centrální ohřev 55 C) t 1 teplota studené vody (výpočtová teplota je 10 C) Tepelný výkon ohřívače (výkon topné vložky zásobníku) Q = E 2P / τ [kw] E 2P - potřeba tepla odebraného z ohřívače [kwh/per] τ - doba ohřevu a odběru TV ( podle typu objektu a způsobu ohřevu ) NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 23
Výpočet přípravy TV průtokový ohřev Špičkový odběr teplé vody q v max = q v. n [l/s] q v jmenovitý výtok teplé vody do zařizovacího předmětu [l/s] n počet zařizovacích předmětů Tepelný výkon ohřívače Q = q v max. ρ. c. (t 2 t 1 ) [W] q v max špičkový odběr teplé vody [m 3 /s] ρ hustota vody odpovídající teplotě [kg/m 3 ] c měrná tepelná kapacita vody 4186 J/kg.K = 1,163 kwh/m 3 K t 2 teplota ohřáté vody (centrální ohřev 40-55 C) t 1 teplota studené vody (výpočtová teplota je 10 C) NAVRHOVÁNÍ SYSTÉMŮ TZB 24