Příprava teplé vody, návrh a výpočet
Energetické systémy budov I
1
Zásobníkový ohřívač TV
• Voda je zahřívána plynem či elektřinou, alternativně výměníkem přenášejícím na vodu teplo přiváděné z jiného zdroje tepla
• Teplota je regulována termostatem napojeným na automatiku ohřevu
Požadavky na zařízení •
Zařízení pro ohřev vody má být navrženo a vybaveno tak, aby teplota TV v místě odběru dosahovala teplotu 50 až 55°C, výjimečně 45 až 60°C.
•
Za účelem snížení účinků koroze a vylučování usazenin se doporučuje, aby teplota TV v ohřívačích a zásobnících nepřevýšila 60°C, kromě doby krátkodobé dezinfekce zvýšenou teplotou na 70°C
•
K zamezení tvorby bakterií (např. Legionella pneumophilla) se doporučuje v bezpodmínečně nutných případech na přechodnou dobu periodicky zvyšovat teplotu TV nejméně na 70°C. Musí být však zajištěno, že nedojde k opaření uživatelů. 3
Požadavky na zařízení •
U zařízení, kde je vyžadována teplota vody na výtoku nižší než 55°C (např. v zařízeních předškolní výchovy), je vhodné před výtokové armatury osadit směšovací armatury pro míchání teplé vody se studenou nebo osadit výtokové armatury s termostatem.
•
Konstrukce zásobníkového ohřívače musí umožnit čištění a odstraňování usazenin. Doporučuje se je vybavit čistícím otvorem.
Rozdělení podle způsobu ohřevu vody •
Nepřímotopné zásobníkové ohřívače TV
• Přímotopné zásobníkové ohřívače TV Plynové ohřívače Elektrické ohřívače Ohřívače na pevná paliva • Kombinované - plynový či elektrický ohřev je kombinován s výměníkem vnějšího ohřevu
• Nepřímotopné zásobníkové ohřívače TV výhodné zejména tam, kde používáme kromě plynového kotle ještě další zdroj tepla (např. kotel na dřevo nebo tepelné čerpadlo). Lze použít také u starších typů kotlů, které nemají možnost přímé přípravy TV.
•
Nepřímotopné zásobníkové ohřívače TV
•
Přímotopné zásobníkové ohřívače TV Ohřev je zajištěn z vlastního zdroje tepla Plynový
Elektrický
Dimenzování zařízení ohřevu TV Stanovení potřeby TV
V0 = ni ⋅ ∑ Vd
• pro mytí osob: Mytí rukou Mytí těla Sprcha
∑ Vd = ∑(nd ⋅ U 3 ⋅ td ⋅ pd ) = 5,88 + 29,82 + 2
Vana • pro mytí nádobí:
V j = n j ⋅Vd = ⋅
• pro úklid a mytí podlah
Vu = nu ⋅Vd
=
l
Dimenzování zařízení ohřevu TV
V2 p = Vo + V j + Vu
V2 p = 0,082m 3 / den = 82l / den
Vo
Potřeba teplé vody pro mytí osob v dané periodě
Vd
Objem dávky (viz tabulka 2 v příloze C)
Vj
Potřeba teplé vody pro mytí nádobí v dané periodě
Vu
Potřeba teplé vody pro úklid a mytí podlah v dané periodě
V2 p
Celková potřeba teplé vody v dané periodě
ni
Počet uživatelů
nj
Počet jídel
nd
Počet dávek
nu
Počet (výměr) ploch
U3
Objemový průtok TV o teplotě 55°C do výtoku (viz tabulku C.1)
td
Doba dávky (viz tabulku C.2)
pd
Součinitel prodloužení doby dávky
ČSN 06 0320 – Tepelné soustavy v budovách – Příprava teplé vody – Navrhování a projektování
Stanovení potřeby tepla • potřeba tepla odebraného z ohřívače TV během jedné periody Q2 P = Q2t + Q2 z = 17, 2 + 8, 6 = 25,8kWh
• teoretické teplo odebrané z ohřívače v době periody Q2t = c ⋅ V2 P ⋅ (Θ 2 − Θ1 )
Q2t = ni ⋅ 4,3 = 17, 2kWh
• teplo ztracené při ohřevu a distribuci TV v době periody Q2 z = Q2t ⋅ z = 17, 2 ⋅ 0,5 = 8, 6kWh
Q2 P
Teplo dodané ohřívačem do TV během periody
Q2t
Teoretické teplo odebrané z ohřívače v době periody
Q2 z
Teplo ztracené při ohřevu a distribuci TV v době periody
Θ1
Teplota studené vody, předpokládá se 10°C
Θ2
Teplota teplé vody, předpokládá se 55°C
z
Součinitel poměrné ztráty
Odběr teplé vody v jednotlivých fázích dle poměrné křivky odběru TV
ČSN 06 0320 – Tepelné soustavy v budovách – Příprava teplé vody – Navrhování a projektování
Od 5 do 17 h 35%
0,35*17,2 = 6,02 kWh,
Od 17 do 20 h 50%
0,5*17,2 = 8,6 kWh, od počátku 6,02+8,6 = 14,62 kWh
Od 20 do 24 h 15%
0,15*17,2 = 2,58 kWh, od počátku 14,62+2,58=17,2 kWh
∆Qmax = 6,1kWh
Objem zásobníku: ∆Qmax 6,1 Vz = = = 116, 6l = 120l c ⋅ (Θ 2 − Θ1 ) 1,163 ⋅ (55 − 45) Tento obrázek ny ní nelze zobrazit.
Jmenovitý tepelný výkon pro ohřev: Q
Q
25,8
= 1kW φ1n = 1 = 1P = t 24 t max c Q1
Měrná tepelná kapacita vody, c = 1,163 kWh/m3/K Teplo dodané ohřívačem do TV v čase t od počátku periody (kWh)
Q1P
Teplo dodané ohřívačem do TV v čase t během periody (kWh), Q1P = Q2 P
t
Čas (h)
Q1 t max
Maximální sklon křivky dodávky tepla Q1 v čase t během periody
Výhody zásobníkových ohřívačů TV téměř vždy okamžitě k dispozici ve větším množství nedochází ke stálému kolísání teploty vypouštěné vody jako u průtokových ohřívačů nastavitelná teplota TV – velký rozsah, až do 85°C v elektrických zásobníkových ohřívačích lze využít levnějších tarifů – můžeme provádět ohřev vody jen v době mimo špičku a akumulovat teplo v zásobníku možnost kombinace ohřevu plynem či elektřinou s jiným zdrojem tepla – vytápění, solární ohřev, tepelná čerpadla, apod.
