Használati meleg víz termelés Alap ismeretek és alapelvek Méretezési szempontok 1. Optimum meghatározása (gazdasági szempont) 2. Tároló tartály térfogatásnak meghatározása 0 v >0 3. Fűtő felület Méretezés dilemmái: 1. Műszaki matematikailag 2. 3. 4. 5.
Üzemvitelileg (folyamatos, éjszakai, szakaszos, lépcsőzete) Gazdasági(beruházás megtérülése, amortizációs,inflálódás ) Egyéb költségek(alkatrész ellátás) Egyéb nem elhanyagolható tényező(Szokás változás, komfort érzet, megelégedettség)
Méretezés menetei 1. Fejadagok meghatározása – táblázatból – tapasztalati úton – felmérés alapján 2. Felmelegítendő víz tömeg meghatározása m n f m p [kg] n: fogyasztok száma fm: egy főre jutó vízmenyiség [l/fő] p: sűrűség [kg/m3] 3. Hő energia szükséglet Q m c tm th KJ
m: Felmelegítendő víz tömege c: a víz fajlagos hő kapacitása tm: használati meleg víz °C th: bejövő hideg víz °C 4. Hő teljesítmény – rövid szakaszos üzemi vízvétel (1/3 – 1/2 óra között ) Q Q kW 3600 e e: előfűtési idő – hosszú szakaszos üzem (1-2 óra között) Q Q kW 3600 e i i: fürdési idő – folyamatos üzem idő Q
Q 3600
z
[kW]
24h ) : folyamatos üzem idő (pl. lakóépületnél z : egyenlőtlenségi tényező (segédlet V-48 táblázat) : üzemeltetési tényező
5. Fűtő felület meghatározása A
Q k t köz
t köz
b [m2]
k : hőátbocsátási tényező (W/m2 *K) : közepes hőmérséklet különbség a fűtőközeg és a fűtött közeg között °C b : biztonsági tényező értéke 1,2 m ha a
t köz=
k 0,5 n
t köz=
t köz=
ha a
n− k n− k [° C ]⇒ t köz= [ ° C] n n ln 2,3 log k k
k 0,5 n t köz=
n k [° C ] 2
Keresztes vagy vegyes áram esetén n− k n− k t köz= [ ° C ] ⇒ t köz= [°C ] n n ln 2,3 log k k : korrekciós tényező(az r és R értéktől v-58 táblázat alapján) r=
t 2ki −t 2be t 1ki −t 2be
R=
t 1be−t 1ki t 2ki−t 2be t 1be t 2be t 1ki t 2ki
: a fűtő közeg belépési hőmérséklete(primer közeg) [K] : a fűtőt közeg belépési hőmérséklete : a fűtő közeg fűtőt közeg : fűtőt közeg fűtőt közeg(szekunder közeg)[K]
6. Bojler ill. tároló térfogat meghatározása Rövid szakaszos üzemidő 3600∗Q∗e 3 V= [m ] c∗t meleg −t hideg Hosszú szakasz üzemidő 3600∗Q ei 3 V= [m ] c∗∗t meleg −t hideg
Folyamatos üzemidő 2
V = ∗b
3600∗Q 3 [m ] c∗t hideg −t meleg
b: fogyasztás egyenlőtlenségétől függő tényező 7. Készülék választás 8. Tényleges adatok rögzítés Össze foglalás alapadatok elemzése műszaki megoldások elemzése műszaki megoldás választás számítás elvégzése számítás alapján gyártmányból és méret sorból kiválasztás pontos méretezés (kiválasztásnak megfelelően tényleges érékek kiválasztása) pontosított méretezés (alkalmazandó megoldás; tényleges paraméter rögzítése)
– – – – – – –
Alapadat
Lehetőség 1
Lehetőség 2
Lehetőség 3
Számítás
Gyártmány1
Gyártmány 2
Számítás
Gyártmány 3
Gyármány 4
Meleg víz hálózat méretezés 1. példa P=3[bar] thideg=10°C tmeleg=50°C n=50 fő fm=50l e=2h
I. Felmelegítendő víz meghatározása m=n∗ fm∗=50∗0,05∗1000=2500[kg ] II. Hőenergia szükséglet Q=m∗c∗t m−t h =2500∗4,250−10=420000 [KJ ] III Hő teljesítmény (példa alapján rövid szakaszos) Q 420000 ˙ Q= = =58,33[kW ] 3600∗e 3600∗2
IV Bojler térfogat meghatározása Q∗3600∗e 58,33∗3600∗2 V= = =2,4[ m3 ] így a választás AB-06-25-00 vagy c∗∗t m−t h 4,2∗1000∗40 FB-03-25-00 Fűtő közeg 1 90/70 °C víz 2 130/80 °C forró víz 3 120 °C gőz
k viz-víz = 280 W/m2*K k víz-gőz = 480 W/m2*K
1. 90°C – 70°C víz esetén t köz meghatározásához
r=
k 90−50 2 n k = = =0,67⇒0,5 így t köz= =50° C 70−10 3 2 n
t 2 50−10 40 t 90−70 20 = = =0,5 R= 1 = = =0,5 =0,99 v-58 táblázatból t be 90−10 80 t 2 50−10 40
t ' köz = t köz∗=50∗0,99=49,5
Fűtő felület meghatározása
A=
Q 58,33 = =4,21 [m2] k∗ t köz 0,28∗49,5
Így az AB 06-25-00 álló bojlerhoz C 6,3 R fűtő száll tartozik az FB 06-25-00 fekvő bojlerhoz C 8 H fűtő száll tartozik.
2. 130°C - 80°C forró víz esetén t köz meghatározásához
t köz= r=
k 80−10 70 = = =0,88 ⇒0,5 ezért n 130−50 80
n k 7080 ⇒ =75 ° C 2 2
t 2 50−10 t 130−80 50 40 = = =0,33 R= 1 = = =1,25 =0,99 t be 130−10 120 t 2 50−10 40 t ' köz = t köz∗=75 ° C∗0,99=74,25 ° C
A=
Q 58,33 = =2,81[m2 ] k∗ t köz 0,28∗74,25
Így az AB 06-25-00 álló bojlerhoz C 3,1 R fűtő száll tartozik az FB 06-25-00 fekvő bojlerhoz B 4 H fűtő száll tartozik 3. 120°C gőz t köz meghatározásához t köz=
k 120−50 70 = = =0,64 ⇒0,5 ezért n 120−10 110
n k 11070 ⇒ =90 ° C 2 2
Mivel gőzről van szó ezért nem A=
kell korrekciós tényező számolni.
Q 58,33 = =1,35[m2 ] k∗ t köz 0,48∗90
Így az AB 06-25-00 álló bojlerhoz C 3,1 R fűtő száll tartozik az FB 06-25-00 fekvő bojlerhoz B 4 H fűtő száll tartozik Víz és gőz tároló rendszerek – tárolás meleg víztermelőben – tárolás meleg víztermelőben + hálózati cirkulációval – tárolás meleg víztermelőben + tároló tartály – tárolás meleg víztermelőben + tároló tartály + 2 berendezés közötti cirkulációval – stb. cirkulációs variációk
Közvetlen hőcsere Víz és víz között I k =I 1 I 2 I: víz hőtartalma(entalpia) mk ∗t k∗c=m 1∗t 1∗cm 2∗t 2∗c
I =m∗c∗t [KJ ] c: fajlagos hőkapacitás mk =m1 m 2
mk ∗t k =m1∗t 1m 2∗t 2 c-vel lehet egyszerűsíteni t k=
ebből a tk kifejezve
m 1∗t 1m 2∗t 2 mk
Melegítés közvetlen gőzbefutással I g =mc∗tr Ig a gőz hő tartalma r: rejtett hő A keveredés egyenlete mk ∗t k∗c=m 1∗t 1∗cm g t g∗cr tk kifejezve t k =
1. feladat t1 = 100°C t2 = 10°C m1 = ? m2 = 100 kg mk=? tk = 50 °C 2. feladat t1 = 10 °C tg = 100°C m1 = 100 kg tk = 50°C mg = ? mk =? 3. feladat tg = 112 °C m1 = 100kg
m 1∗t 1∗cm g t g∗cr ∗c mk
m 1m 2∗t k =m 2∗t 2m1∗t 1 m 2 t k −t 2 100∗50−10 4000 m 1= ⇒ = =80[ Kg] t 1−t k 100−50 50 m k =m1 m 2 ⇒80100=180[ Kg]
m1mg ∗t k∗c=m1∗t 1∗cmg t g∗cr m1∗ct k −t 1 100∗4,2∗50−10 16800 ⇒ = =6,81 [Kg ] c∗t g −t k r 4,2 100−502257,3 2467,3 m k =m1 mg ⇒1006,81=106,81[kg ] m g=
m 1m g ∗t k∗c=m1∗t 1∗cm g t g∗cr m1∗ct k −t 1 100∗4,2∗50−10 16800 ⇒ = =6,76[ Kg] c∗t g −t k r 4,2 112−502225 2485
t1 = 10°C
m g=
tk = 50 °C mg = ? mk = ?
m k =m1 m g ⇒1006,76=106,76[kg ]
